سیستم های هوشمند ساختمان و تاریخچه آن در دنیا و ایران

   همه سیستم های الکتریکی امروزی، روشنایی، گرمایش، پرده و سیستم های صوتی/ تصویری از یکدیگر مستقل هستند و به صورت مجزا عمل می کنند. تمایل برای افزایش سطح آسایش زندگی و تامین ایمنی افراد، الزامی جهت تجمیع همه تاسیسات ساختمان به وجود آوده است به گونه ای که این تاسیسات با هم کار کنند و با هم مرتبط باشند و در نهایت نیازهای خانواده را بهتر تامین کنند.

   خانه هوشمند در حقیقت تجمیع همه تاسیسات خانگی جهت کنترل آن ها از طریق یک پنل کنترلی در اتاق یا به صورت کنترل از راه دور از طریق یک یونیت کنترلی، کامپیوتر یا اینترنت می باشد. در حالتی که تعداد تجهیزات بسیار زیاد شود، تاسیسات سنتی بسیار پیچیده می شوند. راه حل این مشکل، تاسیسات هوشمند است. در اینجا هدف، دستیابی به صرفه جویی در مصرف انرژی، امنیت بیشتر خانه و خانواده و زیبایی بیشتر (یک پنل کنترلی روی دیوار نسبت به چندین کلید که سیستم های مختلفی را کنترل می کنند، زیباتر به نظر می رسد) می باشد. چنین سیستم هایی در ابتدا در ادارات نصب می شدند که در آنها صرفه جویی در مصرف انرژی اولویت داشت اما در بیست سال اخیر در خانه ها و آپارتمان ها نیز معمولا به کار گرفته می شوند.

   در ابتدا، اتوماسیون سیستم های هشدار، روشنایی و تهویه مطبوع، جهت هوشمندسازی ساختمان ها انجام می شد. پیشرفت ها در علوم ارتباطات راه دور و کامپیوتر و تبدیل استانداردهای کارهای اداری موجب شد که تکنولوژی شبکه های کامپیوتری مانند سیستم های اتوماسیون و امنیتی مدرن به ساختمان ها راه یابد. با توجه به استفاده از کامپیوترها در تاسیسات مختلف، این قابلیت ایجاد می شود که همه پروسه های ساختمان پیگیری و کنترل شوند. یکپارچه سازی سیستم ها نشان داده است که می توان به صورت موثری منابع ساختمانی را مدیریت، امنیت آن را افزایش و سطح آسایش بالایی را برای کاربران آن فراهم کرد. نباید فراموش کرد که ایده ساختمان های هوشمند نه تنها ساخته و پرداخته تخیل نیست بلکه تلاش و قابلیت تکنولوژی و علم روز را منعکس می کند. طراحان با تاثیر بر شکل و نقش ساختمان ها، واقعیت جدیدی را ایجاد کرده و آن را با کیفیت بالایی تامین می کنند و از این رو انتظارات کاربران کنونی و احتمالا آینده آن را برآورده می کنند. سیستم های اتوماسیون در ساختمان های هوشمند نه تنها آسایش بهینه و امنیت را برای افراد فراهم می کنند بلکه مصرف انرژی را نیز کاهش داده (شامل انرژی الکتریکی و گرمای ناشی از دستگاه های گرمایشی)، کنترل و نظارت بر تجهیزات فنی را ارائه داده و امکان پرینت گزارش های لازم راجع به وضعیت ساختمان را ایجاد می کنند. همچنین سیستم هوشمند امکان یکپارچه سازی و مدیریت اعلان حریق، سیستم هشدار، دزدگیر و کنترل دسترسی را نیز به وجود می آورد.

   از نقطه نظر فنی، یک ساختمان هوشمند که در آن همه زیر سیستم ها با یکدیگر تعامل دارند، محیطی دوستانه در اختیار افراد می گذارند و جدا از این مسئله، قابلیت واکنش خودکار در برابر هر نوع خطر را دارند و با کمترین دخالت انسانی و هزینه های کاربر نسبتا پایین، طبق محیط کاری تغییر می کنند.

   تصور کنید که هنگامی که وارد خانه خود می شوید، روشنایی آرامش بخش و خوشایندی روشن شود، پرده ها بسته شود، و موسیقی مورد علاقه شما پخش شود. دیگر لازم نیست نگران تنظیم سطح روشنایی در اتاق پذیرایی هنگام ورود سرزده مهمان باشید- همه این کارها تنها با فشردن یک کلید برای تغییر حالت به مثلا " ملاقات عصرگاهی "، " شام " یا " تماشای فیلم " انجام می شود.

   وقتی که هنگام صبح برای رفتن به سرکار عجله دارید، دیگر لازم نیست نگران این باشید که آیا چراغ اتاق خواب را روشن گذاشته اید یا خیر. وقتی که کلید را در قفل می چرخانید، سیستم هشدار فعال، پرده های خارجی بسته، دما در اتاق ها کاهش و هر لامپ یا سیستم الکترونیکی خانگی فورا خاموش خواهد شد. اگر برای چند ساعت آینده در خانه نیستید چرا باید انرژی گرانبها را هدر داد؟ اگر شیر آب در هنگام عدم حضور در خانه باز باشد، چه خواهد شد؟ سیستم هوشمند به صورت خودکار شیر را خواهد بست و به گوشی موبایلتان اطلاع خواهد داد.

   با توجه به قابلیت های متنوع سیستم هوشمند این سوال پیش می آید که چنین تاسیساتی به چه مقدار بالایی از کابل کشی نیاز خواهد داشت؟ و چه اتفاقی می افتد اگر کنترل کننده سیستم هوشمند دچار قطعی برق یا آسیب شود؟ همانطور که انتظار می رود، مشکلاتی از این دست، وجود ندارند. اول از همه، جهت کنترل سیستم، تنها به یک کابل باس که به سراسر خانه می رود، نیاز است. از طریق این کابل، همه فرمان ها و اطلاعات به فرم به اصطلاح تلگرام ها فرستاده می شود. این کابل به هر نقطه کنترلی خواهد رسید، هر جایی که سوئیچ ها معمولا قرار دارند. همه تجهیزات به صورت موازی به هم متصل می شوند. کابل ها می توانند منشعب شوند تا همیشه بتوانند ساده ترین مسیر را انتخاب کنند. فانکشن های کنترلی پیچیده تر، نیاز به کابل بزرگ و چند سیمه نخواهند داشت.

   دوم اینکه، نیاز به کامپیوتر نمی باشد. تنها زمان پروگرام و استارت سیستم به کامپیوتر نیاز است. یکی از قوانین اساسی سیستم EIB/KNX عدم تمرکز آن است. هر تجهیز، ریزپردازنده و حافظه مخصوص به خود را دارد. کامپیوتر تنها فانکشن های ثانویه را اجرا کرده و همه تجهیزات هوشمند به صورت مستقل کار و تلگرام ها را با فرمان ها، اطلاعات، شرایط، مقادیر اندازه گیری شده و غیره مبادله می کنند و در صورت آسیب یا نقص یکی از این ها، تاثیری بر سایر عملکردها نخواهد داشت. با این وجود، کامپیوتر می تواند به شیوه ای دیگر برای بازرسی بصری و کنترل به کار رود. می توان پلان طبقات خانه و نیز پلان های نماهای خارجی و باغچه را در کامپیوتر یا تاچ پانل گذاشت. در هر پلان، هر تجهیز می تواند علامت گذاری شود. می توان به سرعت چک کرد که چه چیز و در کجا در نقطه ای معلوم، در حال انجام وظیفه خود است. با یک کلیک موس، می توان هر چیزی را کنترل و یا روشن و خاموش کرد.

   در آینده می توان در صورت دلخواه مولفه های سیستم هوشمند را بدون هیچ گونه مشکل، هزینه، سر و صدا و خرابی بنای ساختمان تغییر داد زیرا کل سیستم بسیار انعطاف پذیر است. افزودن فانکشن های جدید به سیستم به ندرت نیاز به پروگرام مجدد تجهیزات مرکزی دارد. پروگرام مجدد پنل کنترلی، این امکان را ایجاد می کند که برای اهدافی به کار برده شود که کاملا متفاوت از کاربردهای قبلی آن باشد. علیرغم اینکه به نظر می رسد سیستم هوشمند پیچیده است، کنترل آن آسانتر از سیستم الکتریکی سنتی می باشد.

   اگر چه در حال حاضر تعداد خانه های هوشمند اندک می باشد اما در کمتر از یک دهه اکثر خانه ها و آپارتمان های جدید با هزینه بسیار ناچیزی برای مصرف کنندگان با تکنولوژی خانه هوشمند ساخته خواهد شد. برای ساخت خانه های هوشمند اولیه میلیون ها دلار هزینه می شد زیرا اکثرا از مولفه های ساخت دست استفاده می شد. با این حال، سیستم های اتوماسیون خانگی ساده امروزه با کمتر از 500 دلار قابل خریداری هستند. هزینه این سیستم ها با افزودن قابلیت های مختلف به سیستم افزایش می یابد. پیش بینی می شود که در طول چهار سال آینده، بازار سیستم های هوشمند خانگی به نرخ رشد سالانه 60% بین سال های 2013 تا 2017 دست خواهد یافت. همچنین پیش بینی می شود که تعداد وسایل خانگی که با سیستم هوشمند ساختمان کار می کنند به بیش از 40 میلیون در سال 2020 رشد خواهد کرد. برای مثال در پایان سال 2015 تقریبا 45 درصد همه وسایل خانگی در آمریکا با اندازه گیری های هوشمند تجهیز خواهد شد.

   اولین سیستم هوشمند تجربی در سال 1966 به بازار عرضه شد. استفاده معمولی از اتوماسیون خانگی شامل کنترل روشنایی، گرمایش و سرمایش، امنیت، بهینه سازی مصرف انرژی و غیره می باشد. در سال 2013 مشاهده سیستم اتوماسیون خانگی در ساختمان های تجاری، دانشگاه ها یا هتل ها به امری عادی تبدیل شده است اما استفاده از این سیستم ها در خانه های شخصی محدود به قشر مرفه جامعه است.

   به طور مثال 20 سال قبل با ورود تکنولوژی آیفون های صوتی و بعد از آن آیفون های تصویری به ایران استقبال زیادی از این موضوع نشد ولی با گذشت مدت کوتاهی سیر تصاعدی درخواست این سیستم بالا گرفت تا جایی که هم اکنون جزء ضروریات ساختمان محسوب می شود و هر روز با تکنولوژی های مدرن بر خیل مشتریان این سیستم اضافه می شود.

   تکنولوژی اتوماسیون خانگی در سال 1382 وارد ایران شد. در ابتدای امر جهت معرفی این سیستم زحماتی فراوان، توسط شرکت های پیشرو کشیده شد. به تدریج این تکنولوژی جای خود را در ساختمان های لوکس شمال تهران باز نمود و آسایش، صرفه جویی انرژی، زیبایی و ... از مصادیق ارزش افزوده ای بود که سازندگان ساختمان های لوکس را بر آن داشت تا با استفاده از تکنولوژی اتوماسیون خانگی و جذابیت این سیستم، واحدهای لوکس خود را با قیمتی بالاتر و در زمان کمتری به فروش برسانند. این امر سبب گشت تا دیگر سازندگان نیز به این مهم روی آورده و با بالا رفتن تقاضا شرکت های اتوماسیون خانگی با رشدی تصاعدی پا به عرصه گذاشتند.

اطلاعات تکميلي

  • منبع: ماهنامه بین المللی مهندسی تأسیسات و تهویه مطبوع، مهر 92، شماره 126
  • حوزه کاربرد: ممیزی و بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان