بخشی از مقاله

چکیده:

با رشد و توسعه فناوري اطلاعات و ورود فناوري در مدیریت و هوشمند سازي ساختمان ها، زمینه سیستم مدیریت ساختمان - BMS - پدید آمده است . سیستم مدیریت ساخت مان موجب بهره وري بهینه از ساختمان، صرفه جویی در مصرف انرژي شده و احساس امنیت و آرامش را براي استفاده کنندگان به ارمغان می آورد. در سازمانهاي بزرگ و ساختمان هاي با کاربري هاي متفاوت و تعداد بالاي استفاده کنندگان، نقش مدیریت هوشمند ساختمان بسیار با اهمیت و حیاتی خواهد بود . با توجه به لزوم پیاده سازي سیستم مدیریت ساختمان در دانشگاه ها که سازمانی بزرگ با دارا بودن ساختمان هایی با کاربري هاي متفاوت و با تعداد بالاي استفاده کننده می باشد، در این مقاله دانشگاه زابل براي پیاده سازي سیستم مدیریت ساختمان مورد ارزیابی قرار گرفته و راهکارهاي مناسب جهت هوشمند سازي ارایه می شود.

کلید واژه: بهینه سازي مصرف انرژي، دانشگاه زابل، ساختمان هوشمند، سیستم مدیریت ساختمان، شبکه هوشمند.

.1  مقدمه

با توجه سرعت روزافزون مصرف انرژي الکتریکی وافزایش محدودیت هاي زیست محیطی و نظارتی، نیاز به بهبود بهرهوري شبکه الکتریکی هر روز بیشتر میشود. از اینرو پیدایش شبکههاي هوشمند - Smart Grids - و ساختمانهاي هوشمند - Smart Buildings - براساس همین نیاز بوده است. تکنولوژيهاي هوشمند بر مصرف انرژي الکتریکی در سختمان نظارت کرده و استفادهکنندگان میتوانند مصرف انرژي الکتریکی تجهیزات خود را از طریق وسایل ارتباطی کنترل کنند .[1]مفهوم سیستم مدیریت ساختمان - BMS - یا ساختمان هوشمند - Smart Building - از دهه 1990 میلادي توسعه پیدا کرده است.[2] براساس یکی از تعاریف اخیر، یک ساختمان هوشمند ساختمانی است که ساکنان و بهرهبرداران آن بتوانند بصورت مستقل و براحتی و به کمک تکنولوژي در آن زندگی کنند . [3] در یک ساختمان هوشمند، تمامی دستگاههاي مکانیکی و دیجیتال میتوانند به شکل پیوسته با یکدیگر متصل شوند و یک فضاي تعاملی را با کاربر خود برقرار نمایند .[4]سیستم مدیریت ساختمان - BMS - پنج ویژگی اساسی زیر را داراست :[5]

•اتوماسیون: توانایی بکارگیري تجهیزات یا انجام وظایف اتوماتیک

•چند کاربردي: توانایی انجام وظایف متنوع و تولیدخروجیهاي متفاوت

•تطابقپذیري: توانایی یادگیري، پیشبینی و تامین نیاز کاربران

•تعاملی: توانایی انجام تعامل میان استفادهکنندگان

•سودمندي: توانایی صرفهجویی در زمان، هزینه و مصرف انرژي

در سازمانهاي بزرگ و ساختمان هاي با کاربري هاي متفاوت و تعداد بالاي استفاده کنندگان، نقش مدیریت هوشمند ساختمان بسیار با اهمیت و حیاتی خواهد بود. با توجه به لزوم پیاده سازي سیستم مدیریت ساختمان در دانشگاه ها که سازمانی بزرگ با دارا بودن ساختمان هایی با کاربري هاي متفاوت و با تعداد بالاي استفاده کننده می باشد، در این مقاله دانشگاه زابل براي پیاده سازي سیستم مدیریت ساختمان مورد ارزیابی قرار گرفته و راهکارهاي مناسب جهت هوشمند سازي ارایه می شود.  در این مقاله سه ساختمان دانشگاه که از لحاظ کاربري متفاوت هستند یعنی ساختمان مرکزي دانشگاه، ساختمان کلاسها، ساختمان فناوري اطلاعات و کتابخانه مورد ارزیابی قرارمیگیرد. در هر ساختمان بخشهایی که میبایستی هوشمند شوند مورد بررسی قرار گرفته و سپس تجهیزات مورد نیاز براي هوشمندسازي ارایه میگردد. در بخش دوم ساختمان مرکزي دانشگاه، در بخش سوم ساختمان کلاسها، در بخش چهارم ساختمان فناوري اطلاعات و کتابخانه مورد بررسی قرار میگیرد . در بخش پنجم به یکپارچه سازي سیستم هوشمند پرداخته شده و در بخش ششم نتیجهگیري آورده میشود.

.2 هوشمندسازي ساختمان مرکزي دانشگاه

.A  بخش امنیت

با توجه به اهمیت ساختمان مرکزي که به عنوان ساختمان اصلی اداري دانشگاه مورد توجه خاصی قرار دارد، این ساختمان احتیاج به یک سیستم هوشمند امنیتی پیشرفته دارد. تأمین امنیت این ساختمان باید به زیربخشهاي زیر تقسیمبندي شود:

• باز و بسته شدن درب اصلی ساختمان: درب اصلی ساختمان از شنبه تا چهارشنبه به جز تعطیلات رسمی در شروع ساعت اداري  باید باز شود و در پایان ساعت اداري بسته شود. براي مواقع اضطراري رمز تعبیه شده در سیستم هوشمند برنامه ریزي گردیده تا درب با استفاده این رمز بازگردد.

•دوربین هاي امنیتی: دوربین هاي امنیتی مهم ترین تجهیز امنیتی ساختمان می باشندکه نباید در هیچ موقع بی برق شوند.

•سنسورهاي تشخیص حرکت امنیتی : این سنسورها خود بخشی از سیستم دزدگیر هوشمند ساختمان است. مواقعیکه سیستم با استفاده از ریموت کنترلر قفل شود، فعال می گردد  و می تواند هر گونه حرکت را تشخیص دهند. و اگر چنین اتفاقی بیفتد و سنسورها حرکتی را تشخیص دهند، آژیر به صدا در آمده و پردازنده سیستم دزدگیر با مرکز حراست دانشگاه تماس میگیرد. این سیستم نیز هیچ موقعنباید بی برق باشد.

• سنسورهاي اعلام و اطفاي حریق: سیستم اعلام حریق باید دود را تشخیص داده و در هنگام اضطرار آتش را خاموشکند. این سیستم نیز همیشه فعال و باید برقرار باشد.

•امنیت گاو صندوق و نگهداري از اطلاعات مهم : اطلاعات مهم دانشگاه و گاوصندوق هاي ساختمان مرکزي باید مورد حفاظت ویژه قرار بگیرد. به همین منظور گاو صندوق هاي مورد استفاده نیز باید داراي بالاترین ضریب امنیتی نظیرگاو صندوق هاي داراي حسگر اثر انگشت پنج انگشت، حسگر تشخیص قرینه چشم و از این قبیل موارد حفاظتی پیشرفته باشد.

•امنیت اتاق هاي مدیریتی :  اتاق هاي مدیریتی می تواند حاوي اسناد، مدارك و اطلاعات محرمانه اي می باشد که نباید به جز افراد خاصی به آنها دسترسی داشته باشد که درب این اتاق ها باید از همان موارد حفاظتی مورد قبل برخوردار باشند.

•امنیت سیستم هاي کامپیوتري و ارتباطی مهم ساختمان: با توجه به الزام متصل بودن سیستم هاي مهم ساختمان بهشبکه داخلی و اینترنت لازم است که نرم افزارهاي امنیتی بررسی سیستم ها نصب گردیده و از اطلاعات درون این سیستم ها محافظت گردد.

تجهیزات مورد استفاده براي هوشمند سازي عبارتند از:

دربهاي اتاقها اصلی ساختمان که با توجه به اهمیت حفاظتی اتاقهاي مختلف داراي تجهیزاتی از قبیل حسگر اثر انگشت، صفحه کلید و ... میباشد.

 دربهاي اتاق ها که با توجه به اهمیت حفاظتی اتاقهاي مختلف داراي تجهیزاتی من جمله ، حسگر اثر انگشت، صفحه کلید، مونیتور، حسگر قرنیه چشم و حسگر حرکتی میباشد.

 دوربین مدار بسته

حسگرهاي حرکتی

سیستم دزد گیر

سنسورهاي حسگر دود

سیستم اطفاي حریق

نرم افزار هاي امنیتی سیستم هاي کامپیوتري

گاوصندوقهاي داراي ضرایب امنیتی بالا - داراي حسگر اثر انگشت، حسگر چشم، رمز دیجیتالی -

B.بخش روشنایی

روشنایی ساختمان باید با توجه به شرایط محیطی درون ساختمان تنظیم گردد که این عمل به وسیلهي سنسورهاي تشخیص نور میسر میگردد. براي صرفه جویی در میزان مصرف برق باید سیستم هاي روشنایی طوري طراحی گردد که با حضور افراد در مکان هاي خاص ساختمان لامپ ها و روشنایی هاي آن مکان خاص روشن گردند و اگر آن مکان ها خالی از اشخاص گردند روشنایی ها خاموش گردد. سیستم پرده هاي اتوماتیک نیز می تواند به هوشمندسازي روشنایی محل کمک کند اما پرده ها باید طوري طراحی شوند که اپراتور بتواند حالت دلخواه خود را انتخاب نماید - تاریک، نیمه تاریک، روشن، نیمه روشن - . سنسورهاي تشخیص میزان نور باید این توانایی را داشته باشند که روزهاي آفتابی میزان مصرف انرژي را نسبت به روزهاي ابري و شب کمتر بکنند . براي هوشمند سازي ساختمان احتیاج است به اینکه ساختمان در حالتی قرار بگیرد که کمترین میزان مصرف انرژي را داشته باشد. پس لازم است سنسورهاي میزان تشخیص نور و میزان دما با هم تعاملی برقرار سازند که کمترین مصرف انرژي را داشته باشند.تجهیزات مورد استفاده براي هوشمند سازي عبارتند از:  حسگر میزان نور  برد هاي الکتریکی چند حالته

 سیستم فیدبک دار کنترل روشنایی

.C  تهویه مطبوع و تنظیم دماي ساختمان

سیستم هوشمند تنظیم دماي ساختمان باید طوري طراحی شودکه سیستم فیدبک دا ر اندازه گیري دما، دماي محیط را به دمايمطلوب برساند. همانطور که در بخش قبل اشاره شد این سیستم بایدبا سیستم روشنایی تعامل داشته باشد. مثلا در فصل زمستان ورود نور به ساختمان که توسط کنار رفتن پردههاي هوشمند اتفاق می افتد باعث بالا رفتن دماي ساختمان و صرفه جویی در مصرفانرژي می شود. در فصل هاي بهار و تابستان نماي ساختمان با استفاده از وسایل برودتی باید بین 18 تا 27 در جه سانتی گراد و در فصل هاي پاییز و زمستان دماي درونی ساختمان باید 20 تا 30 درجه سانتیگراد قرار گیرد.

در بخش تهویه مطبوع ساختمان با توجه به انجام آزمایشات درطی یک بازه زمانی می توان به این نتیجه رسید که تهویه هواي داخلی ساختمان چه میزان باید باشد. بهترین راندمان تامین اکسیژن و هواي مورد نیاز براي افراد را دارد. بدین منظور می توان سنسور تشخیص میزان اکسیژن هوا و یک سنسور میزان کربن دي اکسید هوا استفاده کرد، که هرگاه میزان گازهاي مفید - مثل اکسیژن - از یک حد خاص کمتر گردید یا میزان  گاز هاي مضر از یک حد خاص بیشتر گردد، باید تهویه هاي ساختمان به کار بیفتد و شرایط مطلوب محیطی را فراهم سازند.
تجهیزات مورد استفاده براي هوشمند سازي عبارتند از:

 حسگر دما

سیستم گرم کننده و سرد کننده ساختمان بوسیله دستگاههاي دلخواه - چیلر، شوفاژ، فن کوئیل و ... -

سنسور تشخیص میزان اکسیژن

تهویه هاي با سایز مناسب

سیستم فیدبک دار کنترل دما

سیستم فیدبک دار کنترل اکسیژن محیط

D.بخش ریموت کنترل و کنترل از راه دور ساختمان با استفاده از گوشیهاي هوشمند و سیستم هاي کامپیوتري براي نظارت بر نحوه عملکرد سیستم هوشمند ساختمان و داشتن تسریع و دقت بیشتر در سیستم هوشمند ساختمان لازم است یک یا تعدادي از اپراتورها بتوانند بر نحوه عملکرد سیستم هوشمند از راه دور نیز نظارت و یا تغییراتی را اعمال نمایند. این امر توسط نرمافزارهایی که برروي گوشیهاي هوشمند و یا کامپیوترهاي شخصی نصب می گردند، میسر می شود.تجهیزات مورد استفاده براي هوشمند سازي عبارتند از:

حسگر اثر انگشت

سیستم کارتهاي مغناطیسی هوشمند

مونیتور هاي لمسی - که به اپراتور ها امکان تنظیم شرایط موجود ساختمان را میدهد -

کامپیوترهاي شخصی

.E  بخش سیستم هوشمند ساعت ورود و خروج کارکنان

در بخش ورودي ساختمان دو عدد حسگر اثر انگشت براي تشخیص هویت و ثبت ساعت ورود و خروج کارکنان تعبیه می گردد.

.3 هوشمندسازي ساختمان کلاسها

.A  بخش امنیت

تأمین امنیت این ساختمان باید به زیربخشهاي زیر تقسیمبنديشود:

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید