طراحی و اجرای هوشمندسازی ساختمان

هوشمندسازی ساختمان شامل برنامه‌ ریزی و تسهیل گنجاندن سیستم‌ های پیچیده است که کارایی عملیات یک تأسیسات را به حداکثر می ‌رساند و در عین حال رفاه ساکنان آن را بهبود می ‌بخشد. اگرچه این اصطلاح می تواند به ساخت واقعی یک ساختمان اشاره داشته باشد، اما به طور فزاینده ای به مرحله طراحی اشاره می کند و از اولین فاکتورهای مفهوم سازی یک ساختمان جدید در زیرساخت هوشمند اطمینان حاصل می کند. با ما همراه باشید تا در این مقاله با هوشمندسازی ساختمان آشنا شوید.

ساختمان هوشمند چیست؟

ساختمان‌ هوشمند گاهی به‌ عنوان «ساختمان‌ خودکار»، «ساختمان‌ متصل» یا ساختمانی که فناوری هوشمند را در خود جای داده‌ است، نامیده می شود. با این حال، این یک اصطلاح نسبتا مبهم است که در ابتدایی ترین سطح خود برای توصیف ساختمان هایی استفاده شده است که شامل فناوری های زیر می باشند:

• سیستم های خودکار
• سیستم های مدیریت هوشمند ساختمان
• اقدامات بهره وری انرژی
• فناوری های بی سیم
• زیرساخت دیجیتال
• سیستم های انرژی تطبیقی
• لوازم شبکه ای
• دستگاه های جمع آوری داده ها
• شبکه های اطلاعات و ارتباطات
• فناوری های کمکی
• نظارت از راه دور

تمرکز این نوع ساختمان ها بر استفاده از فناوری های به هم پیوسته است تا ساختمان ها را هوشمندتر و پاسخگوتر کند و در نهایت عملکرد آنها را بهبود بخشد.

نکات مهم طراحی یک ساختمان هوشمند

1. بر شش مولفه کلیدی طراحی ساختمان هوشمند تمرکز کنید.

راه های زیادی وجود دارد که شرکت های صنعت AEC می توانند به طراحی ساختمان هوشمند نزدیک شوند. با این حال، مهم است که شش جزء کلیدی هر طراحی ساختمان هوشمند را بشناسیم. آن ها عبارتند از:

• قابلیت اتصال
• سلامتی و رفاه
• ایمنی
• قدرت و انرژی
• امنیت سایبری
• پایداری

حرفه ای هایی که روی طراحی ساختمان هوشمند کار می کنند باید در نظر بگیرند که چگونه انتخاب های طراحی آنها با این شش عنصر هماهنگ است. طراحان باید از این عناصر برای هدایت انتخاب های طراحی خود استفاده کنند، نه برعکس. این اقدام آنها باعث می شود اطمینان حاصل شود که طراحی ساختمان هوشمند نهایی نتایج مثبتی را به همراه خواهد داشت.

2. توسعه اهداف هوشمندانه و جدول زمانی واقع بینانه

اهداف هوشمندانه اهدافی هستند که عبارتند از: مشخص بودن، قابلیت اندازه گیری، قابلیت دستیابی، مرتبط و محدود به زمان. به طور کلی، ایجاد اهداف هوشمند در مراحل اولیه طراحی، طرح کلی تری از اقداماتی را که باید برای رسیدن به هدف انجام دهند، به طراحان ارائه می دهد. درک و دستیابی به اهداف هوشمند آسانتر است.



تلاش برای پیشبرد طراحی ساختمان هوشمند بدون ایجاد یک جدول زمانی واقعی عملاً غیرممکن خواهد بود. مراحل خاصی در طول فرآیند طراحی، اجرا و ساخت باید برنامه ریزی شوند. وقت گذاشتن برای انجام این کار قبل از اجرای طراحی و ساخت، شانس تکمیل سریع پروژه را افزایش می دهد.

3. در نظر بگیرید که شامل چه سیستم های ساختمان هوشمند می شود.

ساختمان ‌های هوشمند دارای سیستم‌ ها و شبکه ‌های یکپارچه هستند تا به مدیریت نحوه عملکرد روزانه تسهیلات کمک کنند. به عنوان مثال، ساختمان های هوشمند از اتوماسیون برای موارد زیر استفاده می کنند:

• سیستم های گرمایش و سرمایش
• امنیت
• نورپردازی
• سیستم های تهویه
• مصرف آب
• مدیریت پسماند

برای مثال نورپردازی را در نظر بگیرید. معرفی سیستم روشنایی هوشمند مطمئناً می تواند کیفیت ساختمان هوشمند را بهبود بخشد. اگر یک سیستم روشنایی هوشمند قوی باشد، می تواند زمان، تلاش و منابع مدیریت ساختمان را به حداکثر برساند. شناسایی سیستم های هوشمند در این مرحله طراحی ضروریست.

4. یک چشم انداز برای ساختمان هوشمند ایجاد و برنامه ریزی کنید.

شرکت ‌های صنعت AEC می ‌توانند از همکاری نزدیک با مشتریان برای اطمینان از اینکه محصول نهایی انتظارات آن‌ها را برآورده می‌کند، به خصوص در مورد طراحی، سود ببرند. طراحی، به طور کلی، یک شمشیر دو لبه است. این می تواند خلاقیت انسان را آزاد کند، اما ذهنی است - زیرا مشتری برای ساختمان هوشمند خود هزینه می  کند، طراحی نهایی باید به استانداردهای آنها برسد، نه طراحان.



با مشتریان و سایر کارمندان شرکت همکاری کنید تا اطمینان حاصل شود که چشم انداز ساختمان قابل اجرا است. آیا واقع بینانه است؟ آیا امکان ساخت عناصر مختلف طراحی وجود دارد؟ پرسیدن این نوع سوالات باعث از بین رفتن حدس و گمان های شرکت در آینده می شود.

5. عناصر طراحی ساختمان سبز را اضافه کنید.

ساختمان های هوشمند تمایل به ترکیب عناصر طراحی سبز دارند. ساختمان پایدار یکی از اجزای کلیدی طراحی یک ساختمان هوشمند است. ساختمان‌ های هوشمندی که از نظر انرژی کارآمد هستند می‌توانند انتشار کربن جهانی را کاهش دهند و هدف نهایی استفاده از ساختمان ‌های هوشمند برای ایجاد شهرهای هوشمند است.



راه های زیادی وجود دارد که شرکت ها می توانند عناصر سبز را در ساختمان های هوشمند خود پیاده کنند. به عنوان مثال، سقف یک ساختمان هوشمند می تواند سبز باشد. طراحان ممکن است سیستم های خاک بام سبز را برای بهینه سازی عملکرد بام سبز و رشد گیاه سالم انتخاب کنند. هنگام اجرای عناصر ساختمان سبز، از رویکرد طراحی بیوفیلیک استفاده کنید و همیشه پایداری را در اولویت قرار دهید.

6. امنیت هوشمند را در نظر بگیرید.

ساکنان و مالکان ساختمان باید سهم خود را برای ایمن سازی اموال یک ساختمان هوشمند انجام دهند، همچنین راه هایی وجود دارد که طراحان می توانند امنیت را برای ارائه حفاظت افزایش دهند. کسانی که در ساختمان زندگی می‌کنند می ‌توانند برای مثال قفل هوشمند نصب کنند، پنجره‌ها را بسته نگه دارند و یک سیستم امنیتی هوشمند برای محافظت از خود در برابر دزدی یا ورود افراد ایجاد کنند.



فناوری‌ های ساختمان هوشمند، مانند حسگرهای IoT می‌ توانند برای افزایش امنیت ساختمان هوشمند مورد استفاده قرار گیرند. شرکت ها همچنین باید اقدامات امنیتی را در طول فرآیند طراحی در نظر بگیرند.

7. هنگام تلاش برای رسیدن به اهداف طراحی انعطاف پذیر باشید.

همانطور که گفته شد در طراحی ساختمان هوشمند، باید اهداف هوشمندانه داشته باشیم. همچنین به همان اندازه مهم است که بدانیم هر پروژه طراحی طبق برنامه پیش نمی رود و طبیعی است که شرکت ها در هنگام طراحی ساختمان های هوشمند با چالش هایی مواجه شوند. بهترین کار این است که انعطاف پذیر باقی بمانید و با پیشرفت فرآیند طراحی، اهداف را تغییر دهید. شرکت‌های AEC باید آماده سازگاری در هنگام بروز اختلال باشند، همانطور که احتمالاً این کار را خواهند کرد. هیچ شرکتی نمی ‌خواهد غافلگیر شود.



همه این نکات را هنگام طراحی ساختمان های هوشمند در نظر داشته باشید. ساختمان های هوشمند در حال افزایش محبوبیت هستند و این روند احتمالا ادامه خواهد داشت.

از نکات بالا برای طراحی ساختمان هوشمند استفاده کنید

شکی نیست که ساختمان های هوشمند سنگ بنای شهرهای هوشمند خواهند بود و شرکت های AEC باید بر بهبود فرآیند طراحی خود تمرکز کنند تا بهترین نتایج را به دست آورند. ساختمان های هوشمند به شدت برای ساکنان و اعضای جامعه اطراف مفید خواهند بود. هنگام طراحی ساختمان هوشمند، از نکات ذکر شده در بالا استفاده کنید.

اجزای اساسی یک ساختمان هوشمند

 
چهار جزء اساسی ساختمان های هوشمند عباتند از: حسگرهای IoT و دستگاه های IoT، یکپارچه سازی، ادغام ها، اتصال و سیستم مدیریت ساختمان.

1. حسگرها و دستگاه های IoT

حسگرهای و دستگاه های IoTبخش ضروری یک ساختمان هوشمند هستند. حسگرهای اینترنت اشیا با نظارت مستمر بر عملکرد ساختمان، شرایط و پارامترهای مختلف محیط داخلی، مانند کیفیت هوا، دما و رطوبت، بینش ارزشمندی را در مورد ساختمان و نیازهای ساکنین به دست می‌آورند.

2. یکپارچه سازی اکوسیستم ها

یکی دیگر از عناصر کلیدی ساختمان های هوشمند، اکوسیستم است. ادغام سیستم‌ های ساختمان، حسگرها، دستگاه‌ها و نرم‌افزارهای مبتنی بر ابر تضمین می‌کند که همه اجزا می‌توانند به طور یکپارچه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و به عنوان یک کل منسجم عمل کنند.

3. قابلیت اتصال

حسگرها و دستگاه‌های IoT باید به اینترنت متصل باشند تا بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند. طیف گسترده ای از گزینه های اتصال برای ایجاد یک ساختمان هوشمند وجود دارد. اینکه کدام یک برای تاسیسات شما مناسب است به نیاز ساکنین بستگی دارد. با این حال، گزینه های مبتنی بر ابر به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند.

4. سیستم مدیریت ساختمان

سیستم مدیریت ساختمان (BMS) که سیستم اتوماسیون ساختمان (BAS) یا سیستم اتوماسیون و کنترل ساختمان (BACS) نیز نامیده می شود، یک پلتفرم کنترل مبتنی بر کامپیوتر است که تجهیزات مکانیکی و الکتریکی را کنترل و نظارت می کند. در حالی که همه BMS ها، BAS ها و BACS ها یکسان نیستند، اما به طور کلی مترادف هستند.

مزایای ساختمان های هوشمند

مزایای ساختمان های هوشمند متعدد است. از بهره وری انرژی گرفته تا افزایش امنیت. آنها می توانند تأثیر قابل توجهی بر سلامت، بهره وری و کیفیت زندگی ساکنان داشته باشند.

بهبود بهره وری انرژی

یکی از مهم ترین مزایای ساختمان های هوشمند، توانایی آنها در بهبود بهره وری انرژی است. از آنجایی که ساختمان ‌های هوشمند مجهز به حسگرها و سیستم‌های IoTهستند که می ‌توانند به طور خودکار نور، دما و سایر سیستم‌های ساختمان را بر اساس اشغال و الگوهای استفاده تنظیم کنند، ساختمان‌های هوشمند کاهش مصرف انرژی و قبوض کمتری را برای مالکان و ساکنان ساختمان ارائه می ‌کنند.



با استفاده از فناوری های هوشمند ساختمان می توان مصرف انرژی در ساختمان ها را 30 تا 80 درصد کاهش داد و هزینه ها و انتشار کربن را به میزان قابل توجهی کاهش داد. حسگرهای IoT به کنترل و تنظیم نور، دما، تهویه و موارد دیگر در ساختمان‌ های هوشمند با نیاز واقعی به کاهش اتلاف انرژی کمک می ‌کنند.

افزایش راحتی ساکنان

حسگرهای IoT می توانند تغییرات دما، رطوبت و کیفیت هوا را تشخیص دهند و سیستم های ساختمان را بر این اساس تنظیم کنند. این منجر به بهبود کیفیت هوای داخلی، کاهش آلودگی صوتی و افزایش راحتی حرارتی برای ساکنان می شود.

بهره وری بیشتر

سیستم های نورپردازی خودکار می توانند الگوهای نور طبیعی را تقلید کنند که می تواند خلق و خو و سطح تمرکز را بهبود بخشد. علاوه بر این، سیستم های کنترل آب و هوای پیشرفته می توانند دمای مطلوب را حفظ کنند که باعث بهبود سطح تمرکز و بهره وری می شود.

بهبود ایمنی و امنیت

سیستم های نظارتی پیشرفته و سیستم های کنترل دسترسی می توانند دسترسی به ساختمان را نظارت و کنترل کنند و خطر دسترسی غیرمجاز را کاهش دهند. علاوه بر این، ساختمان‌ های هوشمند می ‌توانند خطرات ایمنی بالقوه مانند آتش‌ سوزی یا نشت گاز را شناسایی و به ساکنان هشدار دهند و سطح ایمنی کلی را بهبود بخشند.

کاهش هزینه های نگهداری

حسگرهای IoTمی‌توانند مشکلات سیستم‌ های ساختمان را شناسایی و تشخیص دهند و پرسنل تعمیر و نگهداری را قادر می ‌سازند تا مسائل را سریعا برطرف کنند. این منجر به کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری، افزایش قابلیت اطمینان سیستم و بهبود رضایت ساکنان می شود.

عملکرد ساختمان هوشمند

ساختمان‌ های هوشمند با نصب حسگرها بر روی سیستم‌های اصلی ساختمان مانند روشنایی، امنیت، سیستم HVAC و غیره کار می‌ کنند و به BMS اجازه می‌ دهند این سیستم‌ها را کنترل کند. BMS می تواند با تجهیزات ساختمان ارتباط برقرار کند. حسگرها در سراسر تاسیسات به طور واقعی داده های حسگر را به BMS ارسال می کنند. سپس BMS از این داده ها برای تنظیم فوری سیستم های ساختمان، بهینه سازی مصرف انرژی، عملیات ساختمان و موارد دیگر استفاده می کند.



به عنوان مثال، BMS را می توان طوری برنامه ریزی کرد که سیستم HVAC را در زمان های خاص روشن و خاموش کند یا گرمایش، سرمایش و میزان تهویه را بر اساس سطوح و دماهای CO2 تنظیم کند. سنسورهای اشغال می توانند تعداد افراد یک اتاق را بشمارند و بر اساس آن تهویه را تنظیم کنند. به همین ترتیب، سنسورها می توانند دما را در چندین ناحیه از ساختمان اندازه گیری کنند، بنابراین گرمایش و سرمایش با دمای واقعی سازگار می شوند.

نمونه هایی از فناوری ساختمان هوشمند

فناوری‌ های ساختمان‌ های هوشمند طیف وسیعی از سیستم‌ ها و دستگاه‌ هایی را در بر می ‌گیرند که به بهینه ‌سازی بهره‌ وری انرژی، ایمنی، امنیت و راحتی ساختمان‌ها کمک می ‌کنند. چند نمونه از فناوری های ساختمان هوشمند عبارتند از:

ترموستات های هوشمند

این ترموستات ها می توانند دمای ساختمان را به طور خودکار بر اساس میزان اشغال و شرایط آب و هوایی تنظیم کنند.

سیستم‌ های روشنایی خودکار

این سیستم‌ ها می ‌توانند چراغ ‌ها را بر اساس ساعات روز و شب روشن و خاموش کنند و همچنین می ‌توانند روشنایی نور را بر اساس میزان نور طبیعی در دسترس تنظیم کنند.

سیستم های اتوماسیون ساختمان

این سیستم ها می توانند طیف وسیعی از سیستم های ساختمان مانند HVAC، روشنایی، امنیت و کنترل دسترسی را ادغام و کنترل کنند.

سنسورهای اشغال

این سنسورها می توانند حضور افراد را در یک اتاق یا ساختمان تشخیص دهند و بر اساس آن نور، دما یا سایر سیستم ها را تنظیم کنند.

سیستم‌های مدیریت انرژی

این سیستم‌ها می‌توانند مصرف انرژی را در سرتاسر ساختمان، از جمله HVAC، روشنایی و سایر سیستم‌ها، نظارت و بهینه کنند.

سیستم های امنیتی و کنترل دسترسی

این سیستم ها می توانند دسترسی به یک ساختمان را نظارت و کنترل کنند و همچنین ساکنان ساختمان را از تهدیدات امنیتی بالقوه شناسایی کرده و هشدار دهند.

پنجره های هوشمند

این پنجره ها می توانند رنگ یا تیرگی خود را برای بهینه سازی نور طبیعی و کاهش مصرف انرژی تنظیم کنند.

سیستم های مدیریت آب

این سیستم ها می توانند مصرف آب را در ساختمان نظارت و کنترل کنند، نشت ها یا خرابی ها را شناسایی کرده و به مدیران ساختمان هشدار دهند.

لوازم هوشمند

اینها می توانند مصرف انرژی را بهینه کرده و با سایر سیستم های ساختمان مانند ترموستات هوشمند ارتباط برقرار کنند تا کارایی کلی انرژی را بهبود بخشند.

سیستم‌ های انرژی تجدید پذیر

این سیستم‌ها می ‌توانند انرژی را از منابع تجدید پذیر، مانند خورشید یا باد، برای تامین انرژی ساختمان یا جبران مصرف انرژی تولید کنند.

هداف طراحی ساختمان های هوشمند

استفاده از انرژی صفر خالص هدف ساختمان های هوشمند است. به این معنی که یک ساختمان به همان اندازه انرژی تولید می کند که در طول یک سال مصرف می کند. این امر از طریق ترکیبی از طراحی کم مصرف، فناوری هوشمند و تولید انرژی تجدید پذیر در محل به دست می آید.



ساختمان ‌های صفر خالص به طور فزاینده‌ ای رایج می‌شوند زیرا دولت‌ ها و سازمان‌ ها در سراسر جهان تلاش می‌ کنند تا انتشار کربن خود را کاهش دهند و به آینده ‌ای پایدارتر انتقال یابند.

مزایای ساختمان های هوشمند با مصرف انرژی خالص صفر

کاهش اثرات زیست محیطی

این ساختمان ها با تولید انرژی خود و استفاده بهینه از آن، اثرات زیست محیطی و انتشار کربن خود را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند.

هزینه های عملیاتی کمتر

طراحی بهینه انرژی و تولید انرژی تجدید پذیر به معنای کاهش قبوض آب و برق و هزینه های نگهداری برای مالکان و مستاجرین ساختمان است.

بهبود راحتی ساکنان

فناوری ساختمان هوشمند امکان کنترل دقیق گرمایش، سرمایش و روشنایی را فراهم می کند که می تواند منجر به بهبود آسایش و بهره وری برای ساکنان ساختمان شود.

افزایش تاب آوری

در صورت قطع برق یا اختلالات دیگر در شبکه انرژی، ساختمان‌ های صفر خالص با تولید انرژی تجدید پذیر در محل بهتر می ‌توانند عملیات خود را انجام دهند.


سخن آخر

ساختمان های هوشمند می توانند آسایش و رفاه ساکنین را از طرق مختلفی افزایش دهند. شما می توانید با مشاورین ما در گروه معماری هادی کریمی تماس گرفته و در زمینه هوشمندسازی ساختمان خود اقدام نمایید.