سیستم‌های هوشمند ساختمان

چکیده

مصرف روز افزون انرژی، پایان پذیر بودن منابع آن و اثرات نا مطلوب و بعضاً جبران ناپذیر مصرف بی رویه انرژی بر محیط زیست از یك سو و افزایش قیمت آن در سال های اخیر از سوی دیگر، باعث گردیده است تا متولیان امر و مصرف كنندگان انرژی به دنبال راه هایی برای صرفه جویی و استفاده صحیح از انرژی باشند. از كاربرد های پیشرفت تكنولوژی و فناوری های نوین در حوزة ساختمان، می توان به هوشمندسازی و مدیریت مصرف انرژی در ساختمان اشاره نمود. استفاده از این فناوری علاوه بر كاهش مصرف انرژی، سبب ایجاد شرایط مناسب و ایده آل و افزایش آسایش ساكنین ساختمان نیز می گردد.

سیستم مدیریت هوشمند ساختمان بخش های مختلف ساختمان را کنترل می کند و شرایط محیطی مناسبی را ایجاد می نماید. کنترل هوشمند دما، کنترل اتوماتیک امنیت ساختمان، مدیریت هوشمند اطفای حریق و... از قابلیتهای سیستم مدیریت هوشمند ساختمان می باشند. کنترل و دسترسی به سیستم مدیریت هوشمند با استفاده از نرم افزارهای مربوطه در داخل ساختمان و حتی خارج از آن   (از طریق اینترنت) مقدور می باشد. سیستم های کنترل هوشمند انعطاف پذیری بالایی دارند که می توان براحتی آنها را با نیازهای مختلف منطبق نمود. سیستم مدیریت هوشمند ساختمان با بکارگیری از آخرین تکنولوژی ها در صدد آن است که شرایطی ایده آل، همراه با مصرف بهینه انرژی در ساختمان ها پدید آورد.داین سیستم ها ضمن کنترل بخش های مختلف ساختمان و ایجاد شرایط محیطی مناسب با ارائه سرویس های همزمان، سبب بهینه سازی مصرف انرژی، سطح کارایی و بهره وری سیستم ها و امکانات موجود در ساختمان می شود. کنترل و دسترسی به سیستم با استفاده از نرم افزارهای مربوطه از هر نقطه در داخل ساختمان و خارج از آن از طریق اینترنت مقدور می باشد.

فهرست مطالب

فصل اول(کلیات).................................................................................................................................................... 1

1-1 سیستم های هوشمند ساختمان...........................................................................................................................2

2-1 مزایای هوشمند سازی ساختمان........................................................................................................................................................... 5

1-2-1 حذف مصارف ناخواسته....................................................................................................................................... 6

2-2-1 کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری.................................................................................................................... 6

3-2-1 حذف خطاهای اپراتوری..................................................................................................................................................................... 7

4-2-1 مدیریت ساختمان هنگام بروز حوادث.................................................................................................................. 7

5-2-1 اولویت بندی هوشمندانه مصارف هنگام اضطرار...................................................................................................  8

6-2-1 مزایای استفاده از  BMSبرای مالکان ساختمان..................................................................................................... 8

7-2-1 مزایای استفاده از  BMS برای مدیران تاسیسات .................................................................................................. 8

8-2-1 مزایای استفاده از  BMS برای ساکنان.................................................................................................................. 9

3-1 مزایای اصلی سیستم مدیریت هوشمند ساختمان ............................................................................................9

1-3-1 صرفه جویی در مصرف انرژی در سیستمهای مدیریت هوشمند ساختمان ............................................................10

2-3-1 ایجاد آسایش در سیستم های مدیریت هوشمند ساختمان ..................................................................................11

3-3-1 افزایش امنیت در سیستم های مدیریت هوشمند ساختمان  ...............................................................................12

4-3-1   افزایش ایمنی در سیستم های مدیریت هوشمند ساختمان  ..............................................................................13

5-3-1  دسترسی سریع در سیستم های مدیریت هوشمند ساختمان  .............................................................................13

6-3-1 کاهش هزینه تعمیر و نگهداری در سیستم های مدیریت هوشمند ساختمان  .......................................................13

7-3-1  انعطاف پذیری در سیستم های مدیریت هوشمند ساختمان  ..............................................................................14

فصل دوم(اهداف و وظایف سیستم های هوشمند)..........................................................................................  15 

1-2 برخی از اهداف سیستم مدیریت هوشمند ساختمان........................................................................................ 16 

1-1-2 هدف از ساخت یک بنای هوشمند...................................................................................................................... 16

2-2 وظایف سیستم مدیریت هوشمند ساختمان.................................................................................................... 17

3-2 یك سیستم مدیریت ساختمان با استفاده از روشهاى زیرهرینه ها را كاهش مى دهد................................. 20

1-3-2 برنامه ریزىآغاز و پایان .....................................................................................................................................20

2-3-2 مدل اقتصادى ...................................................................................................................................................20

 3-3-3 آغاز و پایان بهینه..............................................................................................................................................21 

4-3-2  كنترل تطبیق پذیرى ...................................................................................................................................... 21

5-3-2  منابع انرژى بهینه ............................................................................................................................................21

6-3-2  توانائى هاى تكنولوژى اطلاعات .........................................................................................................................22

فصل سوم (آشنایی با اجزا و استراتژی ها ی سیستم های هوشمند)..............................................................23 

1-3 اجزای سیستم مدیریت هوشمندساختمان.......................................................................................................24

1-1-3 حسگرها(sensors) ............................................................................................................................................24

2-1-3 کنترلر ها(controllers) .....................................................................................................................................24

3- 1-3 عملگرها(actuators) ........................................................................................................................................24

2-3 استراتژی های مناسب سیستم BMS در کاهش مصرف انرژی........................................................................25

3-3 انواع سیستمهای کنترل...................................................................................................................................25

1-3-3 کنترل مستقیم دیجیتالی (Direct Digital Controls) یا DDC ...........................................................................26

2-3-3 کنترل Stand-alone...........................................................................................................................................26

3-3-3 واسط کاربر وب (WEB Interface Browser) .....................................................................................................28

4-3 یکپارچگی در سیستمهای BMS.......................................................................................................................29

فصل چهارم  (مدیریت در سیستم های هوشمند)...........................................................................................30 

1-4 مدیریت امنیت ساختمان....................................................................................................................................31

2-4 مدیریت اتفاقات خاص........................................................................................................................................31

3-4 مدیریت حریق...................................................................................................................................................32

4-4 مدیریت دوربین های مدار بسته.......................................................................................................................32

5-4 مدیریت و صرفه جویی در مصرف انرژی.........................................................................................................33

1-5-4 کنترل بحرانی HVAC ......................................................................................................................................33

2-5-4 کنترل بهینه HVAC.........................................................................................................................................33

6-4  Integrator System  .........................................................................................................................................35 

7- 4 معماری سیستم BMS .....................................................................................................................................36

8-4 عملکرد ساختمان هوشمند....................................................................................................................37

فصل پنجم(طراحی و کنترل سیستم های هوشمند)...............................................................................39 

1-5  طراحی سیستم  BMS........................................................................................................................................40

2-5 سیستم کنترل دما ، تهویه هوا HAVC .............................................................................................................41

1-2-5 نقاط کنترلی......................................................................................................................................................42

2-2-5  زیر سیستم های HVAC...................................................................................................................................44

1-2-2-5 هواساز...........................................................................................................................................................44

3-2-2-5  سیستم کنترل برج خنک کن (Cooling Tower) ..........................................................................................46

4-2-2-5  تانک و مبدل حرارتی آب گرم مصرفی (D.H.W.G) .......................................................................................46

5-2-2-5  سیستم کنترلی پمپ ها ...............................................................................................................................47

6-2-2-5 سیستم کنترل چیلرجذبی..............................................................................................................................48

7-2-2-5 سیستم کنترل بویلر  ....................................................................................................................................48

8-2-2-5  فن کویل ها.................................................................................................................................................48

3-5 سیستم کنترل روشنایی هوشمند (Lighting Control) ..................................................................................50 

1-3-5         مزایا..............................................................................................................................................................50

2-3-5 نقاط کنترلی......................................................................................................................................................52

4-5 سیستم دوربین مدار بسته ...............................................................................................................................52

1-4-5         مزایا..............................................................................................................................................................53

2-4-5 نقاط کنترلی......................................................................................................................................................54

5-5 کنترل تردد........................................................................................................................................................54

1-5-5         مزایا..............................................................................................................................................................55

2-5-5 نقاط کنترلی......................................................................................................................................................57

6-5 سیستم اعلام واطفاء حریق...............................................................................................................................57 

1-6-5 مزایا...................................................................................................................................................................58

2-6-5 نقاط کنترلی......................................................................................................................................................58

7-5 سیستم توزیع دیتا............................................................................................................................................59

1 – 7-5 مزایا................................................................................................................................................................60

2-7-5 نقاط کنترلی .....................................................................................................................................................60

8-5 سیستم توزیع خطوط تلفن................................................................................................................................61

1-8-5 مزایا...................................................................................................................................................................61

2-8-5 نقاط کنترلی......................................................................................................................................................62

9-5 سیستم آنتن مرکزی وتوزیع سیگنال ..............................................................................................................62

1-9-5 مزایا...................................................................................................................................................................62

2-9-5 نقاط کنترلی......................................................................................................................................................63

10-5 سیستم تغذیه وروشنایی اضطراری.................................................................................................................63

1-10-5 مزایای UPS.....................................................................................................................................................64

2-10-5 مزایای ژنراتور...................................................................................................................................................64

      3-10-5 نقاط کنترلی ..................................................................................................................................................65

       11- 5 سیستم روشنایی اضطراری ...........................................................................................................................66

       1-11-5 مزایا...............................................................................................................................................................66

     2-11-5 نقاط کنترلی....................................................................................................................................................67

    12-5 سیستمهای عکس العمل خطر..........................................................................................................................67

    1-12-5 مزایا..................................................................................................................................................................67

   2-12-5 نقاط کنترلی...................................................................................................................................................... 68

  13-5 یکپارچه سازی سیستمها....................................................................................................................................68

فصل ششم (معرفی پروتکل های هوشمند سازی ساختمان)..........................................................................69 

1-6 پروتکل های هوشمند سازی ساختمان..............................................................................................................70

1-1-6 پروتکل EIB.......................................................................................................................................................70

 2-1-6 پروتکل X10  ...................................................................................................................................................73

3-1-6 پرتکل UPB......................................................................................................................................................75

4-1-6 پرتکل های  KNX، LonTalk ،Cebus................................................................................................................75

5-1-6 پرتکل Home Plug............................................................................................................................................................................75

2-6 BMS در ایران.....................................................................................................................................................76

3-6 جایگاه حال وآینده ساختمانهاى هوشمند.......................................................................................................77

منابع ...........................................................................................................................................................................79