Menu

مقالات

ساختمان‌های هوشمند و سیستم مدیریت ساختمان (BMS) - بخش دوم

ساختمان‌های هوشمند و سیستم مدیریت ساختمان (BMS) - بخش دوم
در بخش نخست این مقاله، ضمن تعریف ساختمان هوشمند و نگاهی بر پیشینه‌ی تاریخی آن، به معرفی سیستم مدیریت ساختمان (BMS) و مزایای هوشمندسازی و پیاده‌سازی این سیستم در ساختمان‌های بزرگ و مدرن امروزی پرداختیم؛ در این بخش، به کارکردهای این سیستم و اجزای گوناگون آن خواهیم پرداخت.
 

کارکردهای سیستم مدیریت ساختمان

هم‌اکنون سیستم‌های یکپارچه‌ی BMS در ساختمان‌های بزرگ، آسمان‌خراش‌ها و مجتمع‌های تجاری-اداری، مسکونی، صنعتی، فرودگاهی و... کنترل بخش‌های گوناگونی را به عهده دارند:
  • سیستم‌های روشنایی
  • سیستم‌های ارتباطی
  • سیستم‌های صوتی و تصویری، اطلاع‌رسانی، تبلیغات هوشمند و تجهیزات اداری
  • سیستم‌های سرمایش و گرمایش، تهویه‌ی مطبوع، پایش و پالایش کیفیت هوا
  • سیستم‌های کنترل پرده‌ها، کرکره‌ها و سایبان‌ها
  • سیستم‌های دسترسی، کنترل تردد و پارکینگ
  • سیستم‌های نظارت تصویری
  • سیستم‌های اندازه‌گیری
  • سیستم‌های خودکار اعلام و اطفای حریق
  • سیستم‌های امنیتی و حفاظت پیرامونی
  • آسانسور و پله‌برقی‌ها
  • سیستم‌های آبیاری و اتوماسیون فضای سبز
  • سیستم‌های اتوماسیون تأسیسات استخر، سونا، جکوزی و ...
  • سیستم هوشمند زمان‌بندی و اجرای فرامین در ساختمان

اجزای BMS و هوشمندسازی ساختمان

منظور از اجزا، کلیه‌ی تجهیزات، سیستم‌های ارتباطی و نرم‌افزارهایی است که برای کنترل امکانات گوناگون موجود در ساختمان مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. با توجه به اینکه نیازها و خواسته‌های هر مشتری ممکن است بسیار متفاوت باشد، تجهیزات و اجزای هر سیستم نیز می‌تواند با سیستم‌های دیگر بسیار متفاوت باشد و مشتری می‌تواند به دلخواهِ خود آنها را انتخاب کند.
در «سیستم اتوماسیون ساختمان»، یک کنترلر با اتصال به شماری سنسور (حسگر) و فعال‌ساز (عملگر)، فرایند پردازش و تصمیم‌گیری را انجام می‌دهد. به طور معمول، از BMS در اغلب ساختمان‌ها و مجتمع‌های بزرگ برای کنترل تأسیسات گرمایش و سرمایش، روشنایی و کنترل تردد بهره‌برداری می‌شود؛ اما این سیستم‌ها به دلیل بهره‌گیری از پروتکل‌های استاندارد و معماری مبتنی بر استانداردهای شناخته‌شده، از قابلیتِ لینک‌شدن با کلیه‌ی سیستم‌های مزبور و شکل‌دهی یک مدل کنترل جامع برای همه‌ی اجزای قابل‌کنترل در ساختمان برخوردارند. این تجهیزات برای ارتباط با یکدیگر از پروتکل‌های متعددی بهره می‌گیرند. پروتکل در واقع، به مجموعه قوانینی گفته می‌شود که نحوه‌ی ارتباطاتِ تجهیزات هوشمند را قانونمند می‌نماید. نقش پروتکل در شبکه‌های هوشمند، مانند نقش زبان برای انسان است. برای مطالعه‌ی کتابی به فارسی، خواننده باید شناخت مناسبی از زبان فارسی داشته باشد. به منظور ارتباط موفقیت‌آمیز دو دستگاه در شبکه نیز هر دو دستگاه باید از یک پروتکل مشابه استفاده کنند. پروتکل‌های متعددی برای هوشمندسازی ساختمان وجود دارد. اغلب این پروتکل‌ها در ابتدا منحصر به یک یا چند شرکت بوده و به‌تدریج به‌ صورت باز و استاندارد در آمده‌اند. به طور کلی، انتقال داده میان تجهیزات هوشمند می‌تواند از سه رسانه‌ی مختلف صورت گیرد.
1. سیم با ولتاژ پایین و معمولا DC و زوج تابیده (Twisted Pair). در برخی موارد، داده و تغذیه‌ی دستگاه به صورت مشترک از یک مجموعه سیم انتقال می‌یابد (مانند پروتکل KNX) که باعث ساده‌ترشدن سیم‌کشی و کاهش هزینه‌ی آن می‌شود.
2. PLC یا Power Line Communication که در آن داده‌ها روی مدارات قدرت، انتقال داده می‌شود
3. بی‌سیم معمولا از طریق امواج الکترومغناطیسی
 

متداول‌ترین اجزای BMS را به شرح زیر می‌توان برشمرد:

1. سیستم کنترل مرکزی: این بخش به عنوان مهم‌ترین و بزرگ‌ترین جزء سیستم BMS، هسته‌ی مرکزی آن به شمار می‌رود. گاهی اوقات از یک رایانه نیز به جای این سیستم استفاده می‌شود؛ ولی در اغلب موارد، این بخش مستقل بوده و فقط از طریق رایانه برنامه‌ریزی و کنترل می‌شود. این بخش شامل واحد پردازنده، کنترلرهای اصلی سیستم، کنتاکنتورها و رله‌هایی است که با کلیه‌ی اجزا در ارتباط‌اند.
2. خطوط ارتباطی (BUS): این خطوط از تمام اجزای BMS عبور کرده و امکان تبادل اطلاعات را میان آنها میسر می‌سازد. این خطوط می‌تواند به صورت سیم‌های برق ساختمان، چند رشته سیم مشترک یا به صورت امواج بی‌سیم باشد.
3. نقاط دسترسی و کنترل‌کننده (Access Points): این بخش شامل نمایشگرهای همراه با صفحه‌کلید یا نمایشگرهای لمسی است که از قابلیت نمایش اطلاعات و کنترل بخش‌های گوناگون ساختمان مانند دما، وضعیت تجهیزات و... برخوردار است. این بخش مانند واحد کنترل مرکزی است؛ با این تفاوت که توانایی‌های آن محدودتر است.
4. حسگرها: با توجه به نیازهای مورد نظر و سطح هوشمندسازی، سنسورهای گوناگونی را می‌توان در نقاط مختلف نصب کرد. انواع متداول این سنسورها عبارت‌اند از: سنسور حرکتی، سنسور دما، سنسور نور، سنسور دود، سنسور شکست شیشه، سنسور بازوبست، سنسور رطوبت‌سنج، میکروفون و ... که می‌توانند مشخصات دریافتی را به سیگنال‌ها و اطلاعات مورد نظر تبدیل نموده و از طریق خطوط ارتباطی به کنترل مرکزی یا نقاط کنترلی ارسال نمایند. کنترل مرکزی یا محلی نیز فرامین لازم را به انواع کلیدها، تایمرها و دیمرها ارسال می‌کند.
5. دیمرهای روشنایی: دیمرها امکان تنظیم نور را با افزایش یا کاهش نور لامپ‌ها به صورت الکترونیکی فراهم می‌کنند. با این تجهیزات، می‌توان به همراه سنسور نور، سطح نور محیط را با کم‌وزیادشدن نور طبیعی تنظیم کرد.
6. تایمرها: تایمرها برای اجرای مجموعه‌ای از اقدامات که به صورت تکراری و در زمانهای مشخص انجام می‌شوند، به کار می‌روند؛ البته کنترل مرکزی نیز از قابلیت ارسال فرمان به صورت زمان‌بندی‌شده برخوردار است.
7. پریزها: با بهره‌گیری از پریزهایی که قابلیت ارسال و دریافت اطلاعات را از طریق خطوط ارتباطی دارند، می‌توان مصرف‌کننده‌های متصل به آنها را روشن و خاموش کرد یا از وضعیت آنها مطلع شد.
8. نرم‌افزار سیستم: بهره‌گیری از نرم‌افزار به وسیله‌ی یک رایانه می‌تواند یکی از ابزارهای مفید و با انعطاف‌پذیری بالا برای سیستم BMS باشد. حتی در مواردی، این نرم‌افزار قابلیت‌هایی به سیستم می‌دهد که کنترل مرکزی فاقد آن است؛ از جمله گزارش‌گیری و ثبت رویدادها و نیز ارتباط بصری مناسب با سیستم.
9. Web Server: وسیله‌ای است که کاربر را قادر می‌سازد تا در هر نقطه‌ای از دنیا از طریق اینترنت به سیستم BMS دسترسی پیدا کرده و آن را کنترل نماید. این سیستم از یک سو، با خطوط ارتباطی به کنترل مرکزی و از سوی دیگر به تجهیزاتی مانند مودم وصل می‌شود.
اجرای چنین سیستم جامعی در یک ساختمان با به‌کارگیری اجزای بالا، واقعا آن را به سازه‌ای امن، ایمن، بهینه و هوشمند تبدیل خواهد کرد. پژوهش‌ها نشان می‌دهد که به‌کارگیری BMS در بهترین حالت، باعث کاهش 30 درصدی در مصرف انرژی در ساختمان‌ها می‌شود؛ در عین حال، بهره‌گیری از سیستم‌های یکپارچه نسبت به سیستم‌های مجزا 15 درصد قابلیت بالاتر فراهم می‌کند.
 

سخن آخر

پیش‌تر فقط در فیلم‌ها و سریال‌های علمی‌تخیلی، ابزارها و ساختمان‌های هوشمندی می‌دیدیم که صاحبخانه به‌راحتی و با فشردن یک دکمه، بسیاری از کارها را به صورت خودکار انجام می‌داد. خبر بسیار خوب اینکه، امروز واژه‌ی هوشمند از دنیای تخیلی فیلم‌ها به جهان واقعی آمده و خبر شگفت‌انگیزتر اینکه، هم‌اکنون این فناوری جدید در ایران نیز برای ساختمان‌ها و مجتمع‌های تجاری و مسکونی گوناگون به‎راحتی قابل دسترسی و اجراست و با برنامه‌ها و اقدامات شرکت‌های پیشتاز در فناوری اطلاعات و ارتباطات، همچون آریاهمراه، به‌زودی همانند سایر فناوری‌ها فراگیر خواهد شد. در حال حاضر، یکی از شاخه‌های اصلی خدمات تجاری شرکت آریاهمراه، ارائه‌ی راهکارهای یکپارچه‌سازی سیستم‌های اطلاعاتی و ارتباطی ابرساختمان‌ها و مجتمع‌های عظیم است که پیاده‌سازی سیستم BMS، یکی از بخش‌های آن به شمار می‌رود. با پیاده‌سازی BMS در ساختمان‌ها و مجتمع‌های بزرگ تجاری، اداری، مسکونی، صنعتی، فرودگاهی، ریلی و ... بنا بر نیازها و محدودیت‌های ویژه‌ی هریک می‌توان به همه‌ی اهداف ایمنی، امنیتی، رفاهی، بهره‌وری و صرفه‌جویی به طور هم‌زمان دست یافت و با هوشمندسازی سازه‌های عظیم، چند گام به سوی تحقق آرمان «شهر هوشمند» پیش رفت.
 
منابع:
6. جان بزرگی، آ. و قناد، ز، «سیستم هوشمند ساختمان»، فصلنامه‌ی کیسون، شماره43، زمستان 1388
7. کاتالوگ تخصصی «راهکارهای جامع IT برای ساختمان‌های بزرگ تجاری» شرکت آریاهمراه‌سامانه، ویرایش 1396