آموزش هوشمندسازی ساختمان

زمانی که صحبت از ساختمان سازی است، متوجه میشویم که در چند سال اخیر وارد دوره جدیدی از ساختمان سازی شده ایم. در عصر دیجیتال و با پیشرفت روز افزون تکنولوژی و تحت تاثیر قرار گرفتن تمامی جوانب زندگی ما توسط آن، بدیهی است که محل سکونت ما دستخوش تغییرات شود. انسان مدرن دیگر صرفا به دنبال زیبایی ظاهری خانه و محل کار خود نیست. فضای بزرگ و گرم و سقف های بلند دیگر به تنهایی پاسخگوی نیاز های جامعه انسانی نیستند. هوشمند سازی ساختمان ها نشان از همگام شدن این صنعت با صنعت تکنولوژی دارد.

 ما دیگر به ساختمان ها صرفا به عنوان دفتر کار یا محل خواب نگاه نمی کنیم. توقع ما از سازه ها به کلی تغییر کرده است و توقعات ما تنها با هوشمند سازی ساختمان ها برآورده می شود. ساختمان ها تنها “سقفی بالای سر” نیستند، بلکه باید نیازهای ما را پوشش دهند. ساختمان های هوشمند که با گسترش تکنولوژی تبدیل به محل زندگی و کار ما شده اند، نه تنها تمامی توقعات ما را از یک ساختمان برآورده میکنند، بلکه این کار را به بهترین شکل ممکن انجام میدهند.

 ساختمان هوشمند چیست ؟

ساختمان هوشمند ساختمانی است که از تکنولوژی در راستای بهینه سازی فضای ساختمان استفاده میکند. این بهینه سازی به ساکنان بنا این اجازه را میدهد تا از کمترین میزان ذخایر بهترین بهره را ببرند. اسکان آنها در ساختمان بسته به دلیل آن، با سهولت و آرامش خاطر همراه باشد. تکنولوژی که در ساختمان های هوشمند استفاده میشود طیف وسیعی را در بر میگیرد.

ساختمان های هوشمند در راستای راحتی ساکنین آن و بر اساس کاربری بنا طراحی میشوند. این ساختمان ها با ایجاد سهولت برای ساکنین در راستای بالا بردن راندمان، به اشکال مختلف، به یاری ساکنین می آیند. تکنولوژی هایی که در این قبیل از ساختمان ها استفاده میشود، بسته به کاربری آن، مسکونی، تجاری، صنعتی و یا اداری متغیر است.

هوشمند سازی ساختمان شامل نصب و استفاده از تمامی تکنولوژی های لازم ساختمانی می شود. این تکنولوژی ها شامل دستگاه های تنظیم خودکار، گجت های امنیتی، ابزار های مخابراتی، دستگاه هایی برای کاربران ساختمان، و سیستم هایی برای اداره کلی ساختمان و مجموعه می شود. ساختمان های هوشمند قابلیت تشخیص و استفاده از تکنولوژی را دارند. آنها می توانند با گسترش تکنولوژی خود را به روز رسانی کنند و همگام با دنیای تکنولوژی به سوی زندگی راحت تر قدم بر دارند.

ساختمان های هوشمند همچنین این قابلیت را به کاربران خود میدهند تا بتوانند دید دقیقی از کلیت ساختمان و تمامی فضای آن داشته باشند و بهتر این فضا ها را مدیریت کنند.

در هوشمند سازی ساختمان از اینترنت اشیا برای برای تحت نظر داشتن و کنترل کل بنا استفاده میکنند. این تحت نظر داشتن شامل بررسی المان های مختلف ساختمان، بررسی داده های دریافتی، و بررسی نحوه عملکرد ساختمان اتفاق می افتد. لازم به ذکر است که بررسی عملکرد نسبت به تغییر کاربری ساختمان نیز تغییر پذیر است.

تاریخچه ساختمان های هوشمند

هوشمند سازی ساختمان ها همانند دیگر ایده های نسل بشر ابتدا تنها یک خیال پردازی و رویا بودند. خانه هایی که خودشان بدون نیاز به انسان ها خودشان را اداره میکنند، و دیگر انسان ها مجبور به انجام کار های بدیهی نیستند. اما همانند دیگر ایده های خلاقانه بشریت، ایده هوشمند سازی ساختمان ها نیز دور از واقعیت و رویا پردازانه به نظر می آمد.

پیشرفت تکنولوژی بود که موجب پرورش این ایده ها شد، و آن را به حقیقت تبدیل کرد. با اختراع ترانزیستور ها در سال 1947، خانه ها و دیگر ساختمان ها کم کم به سوی هوشمند شدن قدم برداشتند. با اختراع کامپیوتر در سال 1951 و اولین نسل از اینترنت در سال 1961 این تغییرات جدی تر و چشمگیر تر شدند. نمی توان تاثیر این دو عنصر را بر هوشمند سازی ساختمان ها نادیده گرفت.

یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر روی گسترش ساختمان های هوشمند گرمایش زمین و نابودی منابع طبیعی است. با محرز شدن صدمات وارده به این کره خاکی، مردم بیشتر احساس نیاز به ساختمان های هوشمند را حس میکردند. ساختمان هایی که از پنل های خورشیدی برای گرمایش استفاده میکنند و به طور کلی دوستدار محیط زیست هستند.

از ابتدایی ترین فاکتور هایی که در راستای هوشمند سازی ساختمان ها استفاده شد سیستم مشترک مرکزی بود که همزمان کار خنک سازی، گرمایش و تصفیه هوا را انجام میداد و از آن به عنوان HVAC یاد میشود. این سیستم باعث افزایش کاربری ساختمان و کاهش مصرف انرژی آن می شد و این اتفاق تنها به کمک تکنولوژی اطلاعات و داده ممکن شد. همانطور که تکنولوژی اطلاعات و داده های با پیشرفت خود باعث به وجود آمدن اینترنت و کامپیوتر شد، بر روی ساختمان ها و محل زندگی ما نیز تاثیر گذاشت.

گام بعدی در راستای هوشمند سازی ساختمان ها برداشته شد، استفاده از تکنولوژی برای راحت سازی افراد ساکن ساختمان کمک بزرگی بود. در نتیجه بشر شاهد ساخت بنا هایی بود که در زمان ساخت و پیش از سکنا گزینی، مجهز به تکنولوژی های ارتباطی بودند. در نتیجه ساکنان این ساختمان ها می توانستند از طریق پیام و تماس و تصویر با ساختمان ارتباط برقرار کنند و بخشی از خواسته های خود را برآورده سازند.

استفاده از تکنولوژی ها مختلف در هوشمند سازی ساختمان

وسعت تکنولوژی هایی که در هوشمند سازی ساختمان ها استفاده میشود بسیار زیاد است و هر روز به ابعاد آن افزوده میشود. قسمت های مختلفی از ساختمان را می توان هوشمند سازی کرد. در ادامه به تعدادی از این تکنولوژی ها اشاره می کنیم.

سیستم مدیریت ساختمانی یا BMS

هدف اصلی سیستم مدیریت ساختمانی خودکار سازی و فراهم آوردن اطلاعات برای بهبود عملکرد یک بنا است. امروزه اینترنت اشیا این اجازه را به کاربران یک ساختمان میدهد تا بتوانند به غیر از جمع آوری داده، به بررسی و تحلیل آن هم بپردازند. از مزیت های سیستم های مدیریت ساختمانی مدرن می توان به سرعت عمل آنها اشاره کرد که به دلیل سرعت بالای انتقال پیام به کاربران این اجازه را به آنها میدهد تا بتوانند در کمترین زمان در صدد رفع مشکل اقدام کنند. سیستم های پیشرفته تر حتی پیش از بروز مشکل به کاربران اخطار میدهند تا قبل از بروز مشکل جدی بتوانند اشکال پیش آمده را از سر راه بردارند و از بروز مجدد آن جلوگیری کنند.

سنسور های هوشمند

یکی از اصلی ترین خصیصه ها در هوشمند سازی ساختمان، استفاده از سنسور های هوشمند در آنهاست. هدف از نصب سنسور در ساختمان ها جمع آوری اطلاعات درباره وضعیت لحظه ای هر اتاق است تا در صورت نیاز اقدامی در راستای تنظیم وضعیت محیط صورت گیرد. انواع مختلفی از سنسور ها را می توان در بنا های هوشمند استفاده کرد. تعدادی از این سنسور ها را در ادامه ذکر خواهیم کرد:

• سنسور های دمایی
• سنسور رطوبت
• سنسور کیفیت هوا
• سنسور کیفیت آب
• سنسور حساس به حرکت
• سنسور های مجاورتی
• سنسور های حساس به نور

سیستم موقعیت یابی داخلی

سیستم موقعیت یابی داخلی که دقیق باشد دو منفعت با خود به همراه می آورد: تجربه بهتری را برای ساکنان و کاربران فراهم می آورد، و اطلاعات دقیقی در رابطه با موقعیت ساکنان و کاربران ساختمان و رفت و آمد داخل بنا را به مدیران عرضه میکند. همانند سنسور ها، سیستم های موقعیت یاب میتوانند از تمامی تحرکات داخل ساختمان اطلاعات دقیقی را به کاربران اصلی و مدیریت اطلاع دهند.

نقشه برداری دیجیتال از داخل ساختمان

این تکنولوژی به تنهایی می تواند کمک های زیادی به ساکنین ساختمان، کارکنان آن و حتی افرادی که به طور موقت از سازه دیدن میکنند داشته باشد. از جمله این منافع می توان به سهولت در مسیریابی به نقاط مشخصی از ساختمان اشاره کرد.

ترکیب این تکنولوژی و سیستم های دیگر همچون سیستم موقعیت یابی داخلی می تواند باعث سهولت کار ساکنین و مدیران و کارکنان سازه شود. استفاده کامل از اینچنین تکنولوژی هایی به کارکنان ساکن یک سازه اجازه میدهد تا به صورت آنلاین و آپدیت شده ای اتاق های اجتماع خالی را پیدا بکنند، سالن های همایش را رزرو کنند و در صورت وقوع حادثه، مسیر های فرار امن را انتخاب کنند.

دیده بانی و بررسی ارتباطات

با استفاده از تکنولوژی هایی همچون سیستم موقعیت یابی و نقشه ساختمان، می توان افراد را خطر های احتمالی حفظ کرد. این سیستم بیشتر در زمان کرونا بود که به کمک انسان ها آمد، زیرا در صورت نزدیک شدن افراد به شخصی که مشکوک به ناقل کرونا بودن بود به آنها اخطار میداد تا فاصله اجتماعی را رعایت کنند.

نورپردازی هوشمند

این تکنولوژی اگر به درستی در هوشمند سازی ساختمان ها استفاده شود باعث جلوگیری از هدر رفت انرژی شده و هزینه های اجرایی و عملیاتی را به طرز چشمگیری کاهش میدهد. سنسور های نوری می توانند میزان نور مورد نیاز یک اتاق را به کاربران و ساکنین آن اطلاع دهد و در صورت روشن بودن چراغ های اضافی در زمان هایی که نور طبیعی در اتاق موجود است، آنها را خاموش نمایند، یا اینکه چراغ های یک اتاق اجتماع خالی را به صورت اتوماتیک خاموش کند. این تکنولوژی نه تنها راحتی را برای ساکنین یک ساختمان فراهم می آورد و از هدر رفت انرژی جلوگیری میکند، بلکه با حذف شدن تجهیزات غیر ضروری همچون کلید های برق، از پخش شدن ویروس ها و باکتری هایی که بر روی دست افراد وجود دارد جلوگیری میکند.

سیستم گرمایشی، خنک سازی و تهویه هوا

سیستم تهویه هوای یک ساختمان هوشمند می تواند باعث کاهش هزینه های آن سازه، بهبود عملکرد ساختمان، و سهولت در کنترل و مدیریت ساختمان شود. سنسور های مختص به تهویه هوا می توانند آیتم های مختلفی را به صورت همزمان زیر نظر داشته باشند و آنها را اندازه بگیرند، مانند میزان اکسیژن یا رطوبت موجود در هوای ساختمان، و همچنین کنترل جریان هوای ساختمان نیز مربوط به این قسمت میشود. با تحت نظر داشتن مصرف انرژی ساختمان، میدارن آن می توانند برای کاهش مصرف انرژی برنامه ریزی کنند و در کل کیفیت هوای جاری در ساختمان را بهبود ببخشند.

آتش و دیگر خطرات جانی

شاید تا اینجا فکر کنید که تنها فایده ی هوشمند سازی ساختمان ها کاهش هزینه ها و مصرف انرژی است. اما از بزرگترین خدماتی که یک ساختمان هوشمند به ساکنین خود ارائه میدهد فراهم کردن امنیت جانی آنهاست. با نصب سنسور هایی که به حرارت حساس هستند و یا تنظیم کردن سنسور های تصفیه هوا، می توان از بروز هرگونه آتش سوزی جلوگیری کرد. سنسور ها نه تنها افزایش ناگهانی دما در یک قسمت از ساختمان را تشخیص و گزارش میدهند، بلکه به نشتی گاز و یا اتصالی برق هم حساس هستند و در صورت بروز چنین مشکلاتی به سرعت به مدیریت یا واحد کنترل و نگهبانی اطلاع میرسانند تا هر چه زود تر در راستای رفع مشکل اقدام کنند و در صورت لزوم ساختمان را تخلیه کنند.

این سنسور ها در صورت مجهز بودن به تکنولوژی مورد نیاز، اگر موقعیت را حساس ببینند می توانند با آتش نشانی تماس بگیرند و درخواست کمک بکنند. برخی از ساختمان های هوشمند مجهز به سنسور های دود هستند. با فعال شدن این سنسور ها، به منطقه مورد نظر آب پاشیده می شود و سعی در خاموش کردن منبع دود خواهند داشت.

چرا باید جدی تر به هوشمند سازی ساختمان هایمان بپردازیم؟

ممکن است بعد از خواندن مطالب بالا باز هم هوشمند سازی ساختمان ها را جدی نگرفته باشید. ممکن است تصور کنید تمامی مزیت هایی که پیش از این به آنها اشاره کرده ایم را می توان بدون هوشمند سازی ساختمان و تنها به صورتی سنتی و یا دستی نیز به دست آورد. درست است که بشر از همان ابتدای غار نشینی تا همین امروز توانسته بدون استفاده از اینترنت و تکنولوژی ساختمان هایی بسازد که هزاران سال دوام داشته اند و همچنان قابل استفاده هستند. اما تصور داشتن ساختمانی که بتوان از آن سمت زمین آن را تحت نظر داشت و تمامی شرایط آن را تنها با فشردن چند دکمه تغییر داد بسیار فریبا و جذاب است، و حتی سنت گرا ترین شخص هم جذب این ایده خواهد شد.

شما به کمک اینترنتی که در دسترس همگان است می توانید خانه و یا محل زندگی خود را کنترل کنید. می توانید با اطمینان خاطر شب ها سر بر روی بالش بگذارید زیرا میدانید که ساختمان هوشمند شما در صورت بروز هرگونه مشکل می تواند از خود و ساکنانش محافظت کند. می دانید که بدون نیاز به دخالت شما، ساختمان به صورت خودکار سعی در کاهش مصرف انرژی دارد.

می دانید که هرگونه ورود مشکوکی به یک ساختمان هوشمند سریعا به اطلاع صاحب یا نیروی امنیتی خواهد رسید. شما می توانید از طریق تلفن همراهتان تمامی محیط ساختمان را تحت نظر داشته باشید و آن را کنترل کنید، بدون نیاز به اینکه از روی صندلی راحتی خود بلند شوید. در یک کلام می توان گفت که هوشمند سازی ساختمان ها آنها را موظف میکند تا محافظ خودشان و ساکنینشان باشند.

هوشمند سازی ساختمان های امروزی

درست همانند دیگر جوانب زندگی بشر که همگام با پیشرفت تکنولوژی تغییر میکنند، ساختمان ها و محل زندگی ما نیز دستخوش تغییراتی خواهد شد. تا به امروز بیشتر تکنولوژی هایی که در پروسه ی هوشمند سازی ساختمان ها به کار رفته اند بیشتر در راستای حل مشکلات قبلی بوده اند، اما چند سال گذشته که بشر توانسته تا حد امکان در راستای حل مشکلاتی همچون کاهش مصرف انرژی گام های موثری بردارد، ساخت سازه های هوشمند بیشتر به سمت راحت سازی کاربران آن گرایش پیدا کرده است.

راحتی ساکنین و کاربران یک ساختمان تا چند سال اخیر اولویت  برای ساخت یک ساختمان هوشمند نبود. اما امروزه شاهد ساخت خانه ایی هستیم که سازه آهنگ های مورد علاقه ساکنین را می شناسد و توانایی برقراری ارتباط با آنها را پیدا کرده است. همانطور که دوره ای از راه رسید که بشر نمی توانست بدون سرپناه و در محیط باز زندگی کند، به زودی شاهد دوره ای خواهیم بود که انسان نتواند در ساختمان هایی سکنا گزیند که هوشمند نباشند. همانطور که پیش از این اشاره کردیم دیدگاه انسان ها نسبت به خانه و محل زندگی تغییر کرده و ترجیح میدهد زمان خود را در محیطی بگذراند که با شرایط روحی او سازگار است.