ساختمان هوشمند چیست؟

تاریخچه مختصر

ساختمان های هوشمند یا حداقل بحث مفهومی آن ها به اوایل سال های 1980 برمی گردد. به عنوان مثال در سال 1984، مقاله ای در مجله نیویورک تایمز، در مورد تولید ساختمان های نسل جدید که تقریبا هوشمند هستند و ساختمان های هوشمند نامیده می شوند، توسط سازندگان ساختمان ارائه شد.
این ساختمان ها به عنوان پیوند دو تکنولوژی (مدیریت ساختمان به صورت سنتی و ارتباطات از راه دور) تعریف شده اند. در اوایل سال های 1980 چندین تکنولوژی بزرگ در حال پیشرفت بودند. یکی از آن ها صنعت ارتباط از راه دور امریکا بود که تحت تاثیر برداشتن محدودیت ها قرار گرفت و شرکت ها، محصولات، سرویس ها و ابتکارات جدید وارد بازار ارتباطات شد.
دومین جریان بزرگ که در آن موقع به نظر غیر مربوط و جدا می رسید، تولید و پیدایش صنعت کامپیوتر شخصی بود. در این عصر همچنین اولین ارتباط واقعی بین سازندگان خانه و تکنولوژی پایه ریزی شد. صنعت ارتباط از راه دور جدید، فرصتی را در اختیار دارندگان ساختمان گذاشت تا سرویس های تکنولوژی را در ساختمان هایشان به فروش رسانند و به کسب و کار خود رونق دهند. این کسب و کار جدید به عنوان خدمات استیجاری مشترک(Shared tenant services) شناخته شده بود. با وجود خدمات استیجاری مشترک، صاحب خانه یک سیستم ارتباطی بزرگ را برای کل ساختمان به وجود می آورد و خدمات ارتباطی‌ را به مستاجر اجاره می داد. توسعه دهندگان املاک و مستقلات، چنین خدمات به اشتراک گذاشته شده ای را ارائه دادند. اما در آخر به دلیل کمبود علم و مهارت در ارتباطات، با محدودیت رو به رو شدند. این اولین باری بود که صاحب خانه ها به فکر استفاده از تکنولوژی در خانه ها افتادند.
در دهه ی بعدی، پیشرفت‌های نسبتا کمی‌ در ساختمان سازی، شامل سیستم‌های کابل کشی سازمان یافته(Structured cabling systems)، سیستم‌های سعمی-بصری، کنترل کننده های اتوماسیون ساختمان با کنترل دیجیتال مستقیم یا DDC (Direct digital control)، فضای محدود شده برای تجهیزات شبکه، سیستم‌های دسترسی کنترل و نظارت ویدیویی و… صورت گرفت، تا زمانی که راهنمای ساختمان سازی تحت استاندارد مستر فرمت(Master Format) در سال ۱۹۹۴ توسط موسسه مشخصات ساخت و ساز یا همانCSI (Construction Specifications Institute) منتشر شد. این راهنما از شانزده قسمت تشکیل شده بود که به طور‌ مختصر در مورد استفاده از تکنولوژی در ساختمان سازی صحبت شده بود. مهندسان و طراحان از بخش هفدهم، که حالت رسمی‌ نداشت، برای مواد و تجهیزاتی که در شانزده قسمت دیگر وجود نداشت استفاده می کردند. در طول آن مدت یک قالب سنتی فکری در بین تمامی طراحان استفاده می شد، که در آن قالب به موضوع تکنولوژی بعد از ساخت کامل ساختمان پرداخته می شد، نه به عنوان یک موضوع که باید در طول طراحی ساختمان به آن توجه شود. آخرین اصلاح در استاندارد مستر فرمت که در سال ۲۰۰۴ انجام شد، پیشرفت‌های خوبی‌ را دارا بود، اما هنوز در قسمت مربوط به تکنولوژی، کمبودهایی در آن مشاهده می شد. واضح است که تکنولوژی، به طور مداوم در حال پیشرفت است و اصلاح دستورالعمل های ساخت و ساز نیاز به زمان بیشتری دارد.
ساختمان‌های هوشمند تنها در مورد نصب و راه اندازی یا پیشرفت‌های مربوط به تکنولوژی نمی‌باشد. تکنولوژی و سیستم‌های به کار رفته در ساختمان ها، دارای توانمندی هایی هستند که به تنهایی معنی و مفهومی ندارند، اما برای رسیدن به یک هدف کاربرد دارند.
تکنولوژی امکان عملکرد موثر ساختمان و امکان ساخت ساختمان به صورت کارآمدتررا فراهم می آورد. همچنین تکنولوژی در ایجاد کردن محیطی با سلامتی بیشتر برای ساکنان و مهمانان، فراهم آوردن یک محیط امن و سازگار با محیط زیست همراه با صرفه جویی انرژی موثر است و در انتها می توان گفت تکنولوژی افزایش قابلیت عرضه در بازار ساختمان را بوجود می آورد.

ساختمان هوشمند چیست؟

ساختمان هوشمند شامل نصب و استفاده از سیستم‌های تکنولوژی کامل و یکپارچه ساختمان می‌باشد. این سیستم ها شامل اتوماسیون سازی ساختمان، امنیت زندگی، ارتباطات، سیستم کاربر و سیستم های مدیریت تسهیلات (facility management systems) می‌باشد. این ساختمان ها پیشرفت‌های تکنولوژی و همچنین همگرایی در سیستم‌های ساختمان‌، المان های مشترک سیستم ها و قابلیت‌های اضافی (که سیستم‌های یکپارچه ارائه می دهند) را تشخیص می دهند و آن‌ها را تامین می کنند. ساختمان‌های هوشمند، اطلاعات عملی، در مورد یک ساختمان یا فضایی ‌درون ساختمان، برای ایجاد امکان مدیریت ساختمان و فضا توسط صاحبان ساختمان یا مستاجران را ارائه می دهد و نیز مقرون به صرفه ترین روش را برای طراحی و گسترش سیستم‌های تکنولوژی ساختمان ارائه می دهند. روش سنتی برای طراحی و ساخت ساختمان، به صورت طراحی، نصب و عملکرد جداگانه هر سیستم می‌باشد. (شکل 1.1)

شکل 1-1: طراحی و نصب سیستم ها به صورت جداگانه در ساختمان های سنتی

ساختمان هوشمند از روش متفاوتی برای طراحی سیستم ها استفاده می‌کند. در اصل، یک طراح، کل طراحی مربوط به سیستم‌های تکنولوژی ساختمان را با یک سند واحد و سازگار ساخت و ساز طراحی و تنظیم می‌کند. سند ساخت و ساز هر سیستم را مشخص کرده و اجزای مشترک سیستم یا پایه یکپارچه سیستم ها را نشان خواهد داد. این‌ اجزا شامل کابل کشی‌، گذرگاه های کابل، اتاق‌های تجهیزات، پایگاه داده سیستم(System databases) و پروتکل های ارتباطی‌ بین دستگاه می‌باشد. سپس این طراحی یکپارچه توسط پیمانکار، که با عنوان پیمانکار فن آوری شناخته می شود، راه اندازی می شود.
این پروسه موجب کاهش ناکارآمدی‌ها در طراحی و صرفه جویی‌ در وقت و زمان می شود. در طول عملیات ساخت ساختمان، سیستم‌های تکنولوژی ساختمان در تمامی زیر سیستم‌ها، به صورت عمودی و افقی یکپارچه می شود. این زیر سیستم ها برای ساده سازی سیستم های مدیریت برای سیستم های تجاری می باشد و این امکان را می دهد تا اطلاعات و داده‌های عملکرد ساختمان، توسط چند کار بر مستقر در ساختمان استفاده شده و ساختمان مدیریت شود (شکل 2-1)

شکل 2-1: سیستم های ساختمان به صورت یکپارچه

ساختمان‌های هوشمند، همچنین یک بخش مهم در کاهش مصرف انرژی و شبکه برق هوشمند می‌باشد. سیستم‌های اتوماسیون ساختمان مانند کنترل هوا و تهویه مطبوع، کنترل روشنایی، مدیریت برق و اندازه گیری، نقش اصلی‌ را در مشخص کردن بازده و کارایی انرژی در عملکرد یک ساختمان بازی می کنند. شبکه برق هوشمند به ساختمان‌های هوشمند وابسته می‌باشد.
اقتصاد، انرژی و فن آوری نیروهای محرک ساختمان های هوشمند هستند. این ساختمان ها اهرم اصلی در زیر ساخت فن آوری اطلاعات و استفاده از فن آوری های موجود و در حال ظهور می باشند.
ساختمان‌های هوشمند برای توسعه دهندگان و صاحبان، موجب افزایش ارزش ملک می شود و برای مدیران املاک، زیر سیستم ها موثر و گزینه های مدیریتی کارآمدتری مانند یکپارچه سازی مدیریت سیستم فراهم می کنند. همچنین برای معماران، مهندسان و پیمانکاران ساختمان، ترکیب قسمت های طراحی و ساخت منجر به صرفه جویی و بهره وری در مدیریت و زمان بندی پروژه می شود

نویسنده:‌ دکتر سید محمد کارگر- عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد