بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مشکلات کنونی کشور های جهان سوم، کم توجهی به ساخت و ساز های اصولی با رویکرد حفظ محیط زیست و عدم مطابقت این ساخت و ساز ها با اهداف توسعه پایدار است. ایران به عنوان کشوری در حال توسعه با دارا بودن منابع غنی انرژی های تجدید پذیر و نیز با استفاده روز افزون از منابع انرژی تجدید ناپذیر، نیازی مبرم به بهینه سازی مصرف انرژی و برنامه ریزی های متعدد در این زمینه دارد. امروز در طراحی ساختمان بعد استفاده از طبیعت و کاهش مصرف انرژی بسیار اهمیت دارد.سال های متمادی است که ایده احداث ساختمان های هوشمند، طراحان و مجریان صنعت ساختمان را به خود مشغول کرده است. مدتی است که این ایده به ظهور رسیده و ساخت چنین ساختمان هایی آغاز شده است .
این گونه ابنیه، تاثیر به سزایی در راحتی و آسایش مردم داشته و از سوی دیگر موجب استفاده صحیح و بهینه از انرژی شده است؛ به گونه ای که استفاده ازتکنولوژِی کنترل هوشمند و به کارگیری سیستم هایی که بتوان به وسیله آن ها بخش های مختلف ساختمان را مدیریت نمود، موجب % 39 صرفه جویی در مصرف انرژی در ساختمان های مسکونی و عمومی شده است. روش تحقیق پژوهش کاربردی است و با مطالعات کتابخانه ای و میدانی یافته ها به دست آمده اند. در این مقاله ساختمان هوشمند معرفی و مزایای آن نسبت به ساختمان های رایج و معمول ، و بررسی مزیت هوشمند سازی خانه پرداخته شده است.
کلمات کلیدی: ساختمان های هوشمند،معماری، الگوی مصرف، بهینه سازی مصرف انرژی.
.1 مقدمه
انسان از بدو پیدایش، در پی استحصال منابع در جهت استفاده و رفاه خویش بوده است. رفاهی که با بر هم زدن تعادل طبیعت، وارد نمودن آلودگی های مختلف به محیط زیست و آسیب بر پیکره آن همراه شده است. با انقلاب کشاورزی و پس از آن انقلاب صنعتی در سالهای 1099 تا 1589 میلادی، دوره استفاده بی حد و مرز انسان از منابع طبیعی بدون توجه به توان محیط و آلودگی های ناشی از آن آغاز گردید - ج.لانگ ک، . - 2992 پس از دوره صنعتی و پای گذاشتن انسان به دوره تکنولوژی، آسیب های وارد شده به محیط زیست و مشکلات حاصل از این آسیب ها مورد توجه دلسوزان محیط زیست قرار گرفت، تا جایی که متخصصین با ایجاد ارتباطی میان توسعه و محیط زیست، مبحث توسعه پایدار را با هدف استفاده از منابع طبیعی به اندازه توان محیط، و لزوم قابل استفاده بودن آن برای آیندگان، مطرح نمودند و در ادامه، این رویکرد در دهه 1909 میلادی به ابداع مفهومی به نام معماری پایدار انجامید - گرجی مهلبانی، - 1 آدمی همواره به دنبال ایجاد شرایط آسایش برای زندگی خود بوده و در این راستا از هیچ تلاشی فروگذار نبوده است.
او توانسته در اینراه موفقیت های زیادی کسب نماید طراحی ساختمان ها با مصالحی سازگار با شرایط طبیعی هر محل و معماری خاص برای مناطق گوناگون که بتواند حداکثر شرایط آسایشی را برای انسان فراهم کند موید همین نکته است. به دنبال این پیشرفت ها، در عصر حاضر به دلیل رشد روزافزون تقاضا برای مصرف انرژی و افزایش ارزش آن، جامعه مهندسی ملزم به ارائه روش های جدید برای معماری و صرفه جویی مصرف انرژی در ساختمان است. به گونه ای که علاوه بر بکارگیری تکنولوژی و فناوری های نوین، بتواند با یک سیستم مدیریتی کارامد، مصرف انرژی را بهینه سازد . ساختمان های هوشمند به دلیل صرفه جویی قابل توجه در مصرف انرژی و هم چنین تامل شرایط آسایش دستاورد مهندسی برای حل این مشکل می باشد.
ایده یک ساختمان هوشمند، ارتباط و پیوستگی میان دسترسی، نوردهی، امنیت، نظارت، مدیریت و ارتباط راه دور را پیش رو قرار می دهد. عامل یکپارچگی این توانایی را به سیستم ها می دهد تا بتوانند اطلاعات را میان خود رد و بدل کنند. ساختمان های هوشمند، در جهت کاهش هزینه های صنعت ساختمان و استفاده بهینه از تکنولوژی، بکارگیری فناوری ارتباطات و رایانه، عملکرد سیستم های مدیریت و اتوماسیون ساختمان چشمگیرتر می گردند که در مجموع صرفه جویی انرژی را در بر خواهد داشت. به طوری که صرفه جویی های ناشی از بکارگیری این سیستم ها در مدت زمان کوتاهی موجب جبران هزینه های مربوط می شود. - امانت یزدی مریم و همکاران،. - 2:1394
2 -پرسش تحقیق
تاثیر هوشمند سازی خانه ها چه کمکی به مصرف انرژی می کند.
3 روش تحقیق
روش تحقیق توصیفی تحلیلی است. این تحقیق به منظور توصیف عینی و کیفی محتوای مفاهیم به صورت نظامدار انجام میشود، و به دنبال تجزیه و تحلیل و توصیف مطالب جمع آوری شده در جهت رسیدن به هدف پژوهش است. جمع آوری اطلاعات از طریق کتب, مقالات, پایان نامه ها, مجلات و اسلاید در مورد این موضوع انجام شده است.
.3 تعریف ساختمان هوشمند
ساختمانی است که مجهز به یک زیر ساختار ارتباط قوی بوده که می تواند به صورت مستمر نسبت به وضعیت های معتبر محیط، عکس العمل نشان داده و خود را با آن ها وفق دهد و هم چنین به ساکنان ساختمان این اجازه را می دهد که از منابع موجود به صورت موثر و صحیح تری استفاده نموده و امنیت و آرامش آن ها را افزایش دهد. بنابراین، ساختمان هوشمند دارای شبکه و سیستمی است که قادر است در هر لحظه کلیه قسمت های یک ساختمان را از نظر تاسیسات مکانیکی، تاسیسات برقی، ورود و خروج افراد و مسایل ایمنی کنترل نماید. در واقع این ساختمان ها، عملکرد و نظارت انسان به حداقل رسیده و نظارت و کنترل، به سیستم های هوشمند سپرده می شود. بدیهی است در این شیوه، کارکرد ساختمان و تاسیسات موجود در آن، به حداکثر کارایی خواهد رسید و در نتیجه با داشتن چنین شبکه ای، مصرف انرژی بهینه شده و به حداقل ممکن کاهش خواهد یافت. - عسگری، - 1339
.4 اهداف خانه هوشمند چیست؟
- ارتقای امنیت منزل با استفاده از سیستمها و مدارات امنیتی از قبیل دوربینهای مدار بسته، سنسورهای تشخیص دود و دیاکسیدکربن و قفلهای الکترونیکی و دزدگیر زمانی که خارج از منزل هستید با همراه داشتن یک گوشی همراه میتوان کلیه امور منزل را مدیریت کنید -2 آسایش خیال صاحبخانه.
-3 راحتی کاربر با استفاده از کنترلهای تصویری میتوان به راحتی و بدون ایجاد مشکل کلیه سیستمها منزل را هدایت کرد
-4 کاهش هزینه ها: با نصب سیستمهای هوشمند میتوان مصرف انرژی - اعم از برق و گاز - و آب را بهینه کرد و به تبع هزینههای مربوطه را کاهش داد. فرآیندهای فوق با کنترل و هوشمند سازی موارد ذیل صورت میگیرد:
-1 کنترل روشنایی :خاموش و روشن کردن به موقع، تنظیم میزان روشنایی، سنسورهای نوری، برنامه زمانبندی شده -2 وسایل برقی :پردههای برقی، پمپها، سیستمهای گرمایشی و سرمایشی، پنکهها -3 دما :خنک کنندهها، گرم کنندهها، تنظیم دما مناسب با هر شرایط جوی -4 کیفیت هوا :تصفیهی دیاکسیدکربن و رطوبت هوا
-5 امنیت :آیفون تصویری، نظارت پیوسته تصویری، سنسورهای دود، ردیابی رادیویی -6 مصارف :آب، انرژی و برق -7 سیستمهای تفریحی :سینمای خانگی و موسیقی - 8 وسیل ارتباطی
.5 یک ساختمان هوشمند چگونه مقرون به صرفه عمل می کند؟ اصول یک ساختمان هوشمند می گوید که هزینه های واقعی یک ساختمان فقط هزینه های ساخت نیست بلکه باید به آنها هزینه های راهبری و تعمیرات را نیز اضافه کرد . ساختمان هوشمند تمامی این هزینه ها را بوسیله کنترل اتوماتیک و یکپارچه ، مخابرات و سیستم مدیریت کم می کند. اگر به هزینه های مربوط به یک ساختمان در طول عمر - حدود 40 سال - توجه نمائیم مشخص است که نگهداری بیشترین سهم را در هزینه های جاری آن ساختمان دارا می باشد . در این راستا هزینه های نگهداری یک ساختمان هوشمند تا %50 کاهش می یابد که خود علاوه بر برگشت هزینه ها امکانات رفاهی بسیاری را ایجاد می نماید.
ساختمان هوشمند، ساختمانی است که کلیه زیرسیستم های کنترلی آن در چارچوب منطقی از پیش تعریف شده و مناسب با وضعیت کاربری ساختمان، طراحی و پیاده سازی گردیده است. فرایند کنترل در ساختمان هوشمند از طریق سیستمهای کنترلی انجام می شود که خود هوشمندانه عمل کرده و همواره در ارتباط مستقیم و تعامل با یک دیگرند و در نهایت تامین کننده نیاز کاربر و طراح در جهت رسیدن به هدف ایجاد ساختمان هوشمند می باشند.
یکی از مشهورترین استاندارد های باز طراحی ساختمانهای هوشمند، استاندارد EIB می باشد با پیاده سازی این استاندارد در چارچوب مدولهای آدرس پذیر و نرم افزارهای مربوطه، دامنه وسیعی از زیر سیستم های کنترلی و دیگر تجهیزاتی که به طریقی امکان کنترل توسط سیگنالهای آنالوگ و دیجیتال را داشته باشند، پوشش داده می شود.
یکی دیگر از مشهورترین استانداردهای باز طراحی ساختمانهای هوشمند، استاندارد Native BACnet می باشد با پیاده سازی این استاندارد در چارچوب کنترل کننده های محلی مستقل - DDC Controllers - و با برنامه ریزی آنها امکان کنترل کلیه سیستم های HVAC, VAV, LIGHTING, SACS به طور کاملا مستقل و نیز قابل کنترل از طریق پروسسور مرکزی و نیز ایجاد ارتباط و هماهنگی جهت تعامل با یکدیگر وجود خواهد داشت. درا ین راستا پهنه وسیعی از انواع سیگنالهای آنالوگ و دیجیتال قابل کنترل - Universal I/O - چه به صورت ورودی و چه به صورت خروجی پوشش داده خواهد شد.
.6 از جمله مزایای سیستم هوشمند:
- راحتی: مهمترین عامل در بکارگیری سیستم های هوشمند، ایجاد راحتی برای ساکنین ساختمان است. به این معنا که هر یک از ساکنین بر اساس سلیقه خود با کنترل دلخواه روشنایی، دما و دیگر زیرسیستم های هوشمند سازی، محیط دلپذیری را برای خود ایجاد می نمایند.
- بهینه سازی: هدف دیگر از بکارگیری سیستم های هوشمند بهینه سازی مصرف انرژی است. با استفاده از این سیستم انرژی همواره به طور معقول و منطقی مورد استفاده قرار میگیرد و به دلیل کنترل همه جانبه، تلفات آن به طور چشمگیری کاسته می شود. بررسی ها نشان می دهد با بکارگیری یک منطق کنترلی صحیح تا میزان 40 درصد از انرژی مصرفی در ساختمان هوشمند کاسته خواهد شد.
- کاهش هزینه: با توجه به آنکه مصرف انرژی کاملا در کنترل قرار دارد، بهای پرداختی تا حد قابل قبولی به میزان انرژی مفید مصرفی نزدیک است. به این معنا که کاربر تنها هزینه واقعی انرژی مورد نیاز را می پردازد.
- انعطاف پذیری: پیاده سازی یک استاندارد باز در هوشمند سازی ساختمان، باعث انعطاف پذیری سیستم های کنترلی ساختمان می شود. به این معنا که منطق تعریف شده برای کنترل، همواره قابل تغییر است بدون آنکه نیازی به تغییرات فیزیکی و سخت افزاری در ساختمان باشد.
- کنترل یکپارچه: سیستم هوشمند امکان کنترل یکپارچه کل ساختمان را میسر می سازد به نحوی که المان های کنترلی در دورترین نقاط ساختمان هم به راحتی مانیتور و کنترل می شوند و نیازی به مراجعه به نقطه کنترلی نیست. . در یک ساختمان هوشمند زیرسیستم های کنترلی در چارچوب یک منطق از پیش تعریف شده و مناسب با وضعیت کاربری ساختمان هوشمندانه عمل کرده و همواره درارتباط و تعامل با یکدیگرند فرآیند کنترل درساختمان هوشمند با پیاده سازی استانداردهایی انجام می پذیرد.
.7کاهش مصرف انرژی و ساختمان :
حوزه ی طراحی معماری و شهری سهم زیادی در مصرف انرژی و آلودگی های محیطی دارد از این رو توجه به بهره گیری از نیروهای محیطی و طراحی هماهنگ با اکولوژی در این راستا بسیار حائز اهمیت می باشد. فناوری ها و پیشرفت های نوین در اغلب تخصص ها از جمله در طراحی و ساخت اوضاع مناسبی به مصالح ساختمانی نوین مهیا کرده است . بهره گیری از مشارکت مردم در برنامه های توسعه و حفظ انرژی مورد تاکید می باشد. از آنجا که مصرف بهینه انرژی در گرو مشارکت هم جانبه مردم و مسئولان می باشد و نقش
