سیستم مدیریت هوشمند ساختمان

Building Management System

سیستم مدیریت ساختمان (BMS ) یا سیستم اتوماسیون ساختمان (BAS ) به سیستمی اطلاق می شود که در یک ساختمان نصب شده و از طریق اجزای خود کنترل قسمت های مختلف ساختمان و نمایش خروجی های مناسب را برای کاربر امکان پذیر می نماید. قسمت های مختلف تحت کنترل معمولا شامل تاسیسات مکانیکی و سیستم تهویه مطبوع (HVAC) و تجهیزات روشنایی بوده که می تواند به سیستم های ایمنی، آتش نشانی، تنظیم دسترسی، تامین برق اضطراری و … نیز تسری یابد. به طور کلی هدف از استفاده از سیستم های BMS در یک ساختمان تطبیق شرایط کارکرد اجزای مختلف با توجه به شرایط محیطی و نیاز ساختمان در آن زمان است.
در سیستم مدیریت ساختمان بسیاری از اعمالی که ساکنان از روی عادت و بصورت غیر ارادی انجام می دهند توسط سیستم های هوشمند انجام می گردد که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه نیروی انسانی شده و بعلاوه کاهش مصارف انرژی، کاهش هزینه های انرژی، کاهش خطاپذیری و افزایش اثربخشی سیستم را به دنبال دارد با بکارگیری انواع حسگرها در داخل و خارج ساختمان و با بکارگیری یک سیستم واحد می توان بصورت لحظه ای، کنترل تمامی شرایط آسایشی و امنیتی را در اختیار داشت و از آنها در جهت رسیدن به شرایط ایده آل استفاده کرد. برای این منظور، نیاز به تجهیزات سخت افزاری و نرم افزاری خاص می باشد که با گرد آوری اطلاعات محیطی و انتقال داده ها به سیستم مرکزی، روند کنترل و مدیریت ساختمان اجرا می گردد.

در ساختمان های هوشمند با استفاده از سیستم خودکار کنترل روشنایی ساختمان، کنترل سیستم سرمایش و گرمایش، کنترل دوربین های مدار بسته، کنترل در ها، کنترل وضعیت های اضطراری همچون آتش سوزی، زلزله و بسیاری کنترلهای هوشمند دیگر، مصرف انرژی به نحو چشمگیری کاهش می یابد .

ساختمان هوشمند، ساختمانی است که مجهز به یک زیرساختار ارتباطاتی قوی بود که می تواند به صورت مستمر نسبت به وضعیت های متغیر محیط عکس العمل نشان داده و خود را با آنها وفق دهد و همچنین به ساکنین ساختمان این اجازه را می دهد که از منابع موجود به صورت موثرتری استفاده کرده و امنیت و آسایش آنها را افزایش دهد .

مزایای هوشمندسازی ساختمان

با وجودیکه اجرای سیستم مدیریت ساختمان سبب افزایش هزینه های ساخت ساختمان می گردد، میزان صرفه جویی در هزینه های جاری ساختمان ناشی از اجرای این سیستم، می تواند در مدت کوتاهی هزینه های اولیه را جبران نماید و بعلاوه سطح بالاتری از آسایش را برای ساکنان به همراه داشته باشد. سیستم های کنترل هوشمند دارای سطح انعطاف پذیری بالایی هستند که می توان براحتی آنها را با نیازهای مختلف منطبق نمود .همچنین در هنگام بهره برداری براحتی می توان عملیات تغییر و بهینه سازی برای راهبری بهتر و کاهش هزینه های انرژی و کاهش هزینه های تعمیراتی را انجام داد. همچنین سیستم های مدیریت ساختمان از قابلیت کنترل پذیری بالایی برخوردار بوده و با اجرای ساختار مناسب، کنترل اجزای مختلف آن از سرتاسر دنیا امکان پذیر است. با تعریف سطوح دسترسی مختلف می توان قابلیت کنترل پذیری اجزای مختلف را سطح بندی نمود تا امکان اعمال برخی تغییرات تنها برای کاربران مجاز و در صورت وارد نمودن رمز عبور تعریف شده امکان پذیر باشد.

هوشمندسازی یکپارچه ساختمان

سیستم مدیریت هوشمند ساختمان سعی دارد تا با بهره گیری از فناوری های کنترلی، مدیریت منابع و خدادهای یک ساختمان را بسته به نوع کاربری آن (مسکونی، اداری، تجاری و …) در دست بگیرد. هوشمندسازی سبب می شود تا تاثیر عواملی همچون خطای نیروی انسانی، نرخ وقایع و رخدادهای خارج از کنترل و سوانح کاهش پیدا کرده و باعث افزایش قابلیت اطمینان از عملکرد صحیح تاسیسات و تجهیزات ساختمان و بهبود امنیت عمومی ساختمان شود.
قابلیت کارکرد سیستم های مختلف جانبی یا سیستم های مدرن، مانند بویلرهای چگالشی، سیستم های خورشیدی، سیستم های تولید همزمان برق و حرارت (CHP) و … که خود دارای سیستم کنترل جداگانه ای می باشند از طریق برقراری ارتباط سیستم مورد نظر با سیستم مدیریت مرکزی وجود داشته و قابل تعریف در سیستم است.

اجزای سیستم مدیریت ساختمان

یک سیستم مدیریت ساختمان دارای توابع زیر می باشد:

• کنترل
• نمایش
• بهینه سازی

همچنین اعمال کنترل مرکزی توسط یک سیستم در ساختمان معمولا برروی بخش های زیر صورت می پذیرد.

• سیستم های قدرت (شامل سیستم های ذخیره انرژی الکتریکی و تامین برق اضطراری)
• سیستم تامین روشنایی (تجهیزات روشنایی)
• سیستم تامین گرمایش و سرمایش و تهویه مطبوع (HVAC)
• سیستم های ایمنی و بازدید (شامل بازرسی مکان های مختلف و سیستم اعلام سرقت، امکان دید قسمت های مختلف، سیستم مدار بسته و …)
• تنظیم دسترسی
• سیستم آتش نشانی (شامل اعلام و اطفای حریق)
• کنترل آسانسورها و بالابرها
• سیستم آبرسانی (شامل تنظیم دبی و فشار آب مناطق مختلف، قطع و وصل جریان آب در مواقع مختلف، امکان کنترل آبیاری فضای سبز و …)
• و موارد دیگری که هریک بسته به کاربری ساختمان و سطح درخواست کاربر قابل لحاظ در سیستم می باشد.

بطور عام تجهیزاتی که از طریق BMS قابل کنترل هستند

• ۱- روشنایی
• با استفاده از سیستم BMS می­توان روشنایی بخش­های مختلف ساختمان را هوشمند نمود . کنترل روشنایی شامل روشن و خاموش نمودن خودکارآنها، تنظیم سطح نور، کاهش یا افزایش و همچنین تعیین و مشاهده وضعیت آنها و امکان روشن و خاموش نمودن آنها از راه دور و بیرون ساختمان می­باشد.
• ۲ – سیستم­های حفاظتی و امنیتی
• میتوان سیستم­های اعلام و اطفاء حریق، ورود و خروج پرسنل، دوربین مدار بسته و نشتی آب و آبگرفتگی و حفاظت از برق گرفتگی را نیز به سیستم BMS متصل نموده و بوسیله آن کنترل نمود.
• ۳- در، پنجره، پرده و سایبان
• بوسیله سیستم BMS می­توان این تجهیزات کنترل و وضعیت آنها مشاهده نموده و فرمامین لازم را در این خصوص صادر نمود و حتی می­توان با استفاده از حسگر اثر انگشت یا کارت مغناطیسی علاوه بر ایجاد ایمنی بیشتر به امکان طبقه­بندی و زمان­بندی دسترسی نیز اعمال نمود.
• ۴- سیستم­های سرمایشی و گرمایشی ( تهویه مطبوع)
• سیستم­های سرمایشی و گرمایشی می­تواند شامل تجهیزات مرکزی و تجهیزات محلی می­باشند تجهیزات مرکزی که در موتورخانه واقع­اند مانند چیلر، دیگر آبگرم ، پمپ­های سیستم ، برج خنک­کن و … می­باشد و تجهیزات محلی نیز مانند
  فن­کوئل­ها، کولرهای پنجره­ای و هواسازها می­باشند. از طریق سیستم BMS می­توان تجهیزات مرکزی را در زمانهای مشخص و از راه دور روشن و خاموش نمود و همچنین با تغییرات شرایط محیطی تغییرات لازم مورد نیاز را اعمال نمود و همچنین این سیستم می­تواند دمای اتاقها را بصورت هوشمند کنترل نموده و در صورت عدم حضور افراد نسبت به خاموش نمودن تجهیزات اقدام نماید.
• ۵ – سیستم­های صوتی و تصویری، تجهیزات اداری
• با استفاده از BMS می­توان امکان استفاده از یک آرشیو مرکزی صوتی را انتخاب و یا جهت مراسم­های مختلف حالت­های از قبل تعریف شده را انتخاب و اجرا نمود و یا تجهیزات اداری را نیز از طریق این سیستم کنترل نمود.
• ۶ – سیستم آیفون تصویری و ورود و خروج مهمانان یا مراجعه کنندگان
• در مورد ساختمانهای اداری این سیستم می­تواند ورود و خروج کلیه مهمانان را ثبت وحتی تصویر آنها را ضبط نمود و در ساختمانهای مسکونی نیز امکان دریافت تصویر مراجعه کننده بر روی نمایشگر و در صورت عدم حضور ثبت تصویر به همراه زمان مراجعه وجود داشته و حتی در صورت وجود اینترنت امکان برقراری ارتباط با مهمان از راه دور را مهیا سازد.
• ۷- کنترل تأسیسات استخر، سونا و جکوزی
• این سیستم می­تواند بطور هوشمند این تجهیزات را روشن و خاموش نموده و دستگاههای تصفیه، دما را کنترل و سایر کنترل­های لازم را انجام دهد.
• ۸ – سیستم­های ارتباطی
• پشتیبانی خطوط تلفنی، پیامگیر، تلفن سانترال نیز از ویژه­گی­های این سیستم به شمار می­رود.
• ۹ – وسایل الکتریکی ساختمان
• در ساختمان هوشمند امکان اطلاع یافتن از وضعیت کلیه وسایل الکتریکی ساختمان و کنترل آنها وجود دارد.
• ۱۰-سیستم آبیاری
• آبیاری گیاهان موجود در حیاط و یا داخل ساختمان را بطور خودکار طبق برنامه از پیش تعیین شده انجام شود.

اجزای  سیستم BMS

منظور از اجزا، کلیه تجهیزات، سیستم­های ارتباطی و نرم­افزارهایی که جهت کنترل وسایل مختلف موجود در ساختمان مورد استفاده قرار می­گردد می­باشد.

با توجه به اینکه نیازها و خواسته­های هر کاربرد می­تواند بسیار متفاوت بوده ، تجهیزات و اجزا هر سیستم نیز می­تواند با سیستم های دیگر بسیار متفاوت باشد و کاربر می­تواند به دلخواه خود آنها را انتخاب نماید. متداول­ترین اجراء BMS به شرح زیر می باشند.

۱-    سیستم کنترل مرکزی

این بخش مهمترین و بزرگترین جزء یک سیستم BMS بوده و هسته مرکزی آن می­باشد. گاهی اوقات از یک کامپیوتر نیز به جای این سیستم استفاده می­گردد ولی در اغلب موارد این بخش مستقل بوده و فقط از طریق کامپیوتر برنامه­ریزی و کنترل می­گردد. این بخش شامل واحد پردازنده ، کنترلرهای اصلی سیستم و کنتاکنتورها و رله­هایی که با کلیه اجزاء در ارتباط­اند می­باشد. همچنین در این بخش کلیدهایی وجود دارند که بطور دستی قابل تغییر هستند و با تغییر آنها می­تواند برنامه سیستم را تغییر داد. روش­های ارتباطی کنترل مرکزی با اجزاء مختلف می­تواند از طریق خطوط برق، سیم­های باس و یا خط تلفنی باشد.

۲-    خطوط ارتباطی (BUS)

برای ارتباط اجزاء مختلف BMS با یکدیگر از خطوط ارتباطی استفاده می­گردد این خطوط از تمام اجزاء BMS عبور کرده و امکان ارسال اطلاعات را بین آنها میسر می­سازد. این خطوط می­تواند بصورت سیم­های برق ساختمان، چند رشته سیم مشترک و یا بصورت امواج بی سیم باشد.

۳-   نقاط دسترسی و کنترل کننده (Access Point)

این بخش شامل یک نمایشگر و یک صفحه کلید و یا یک نمایشگر لمسی بوده و در نقاط مختلف ساختمان نصب شده و قابلیت کنترل و نمایش اطلاعات آن بخش ، مانند دما، وضعیت وسایل و غیره را دارا است. این بخش مانند واحد کنترل مرکزی است با این تفاوت که توانایی­های آن محدودتر است.

۴ – سنسورها

سنسورهای گوناگونی با توجه به نیازهای مورد نظر و سطح هوشمند سازی می­تواند در نقاط مختلف نصب گردد. انواع متداول این سنسورها عبارتند از : سنسور حضور، سنسور دما، سنسور نور، سنسور دود و … که می­توانند مشخصات مورد نظر را تبدیل به سیگنال­ها و اطلاعات مورد نظر نموده و از طریق خطوط ارتباطی به کنترل مرکزی یا نقاط کنترلی ارسال می­نمایند. و کنترل مرکزی یا محلی فرمامین لازم را به انواع کلیدها، تایمرها و دیمرها ارسال می­نمایند.

 ۵-دیمرهای روشنایی

دیمرها امکان تنظیم نور را با افزایش یا کاهش نور لامپ­ها بصورت الکترونیکی بوجود می­آورند. با این تجهیزات
می­توانند به همراه سنسور نور سطح نور محیط را با کم و زیاد شدن نور طبیعی تنظیم و یا حتی روشنایی را خاموش نمود و به این طریق صرفه­جویی انرژی می­نمایند.

 ۶ – تایمرها

تایمرها جهت یک سری اعمالی که بصورت تکراری و در زمانهای مشخص انجام می­شوند می­توانند مفید باشد البته کنترل مرکزی نیز قابلیت ارسال فرمان بصورت زمانی را دارند که می­تواند ارزان­تر از استفاده از تایمر مجزا باشد.

 ۷ – پریزها

با استفاده از پریزهایی که قابلیت ارسال و دریافت اطلاعات از طریق خطوط ارتباطی را دارند می­توان مصرف کننده­های متصل به آنها را روشن و خاموش و یا از وضعیت آنها مطلع گردید.

 ۸ – نرم افزار سیستم

استفاده از نرم افزار بوسیله یک کامپیوتر می­تواند یکی از ابزارهای مفید و با قابلیت انعطاف بالا برای سیستم BMS باشد. حتی در مواردی توانایی­هایی این نرم افزار به سیستم می­دهد که کنترل مرکزی فاقد آن میباشد از جمله گزارش­گیری و ثبت واقع و همچنین ارتباط بصری مناسب با سیستم.

 ۹- Web Server

وسیله ای 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 طرفی با خطوط ارتباطی به کنترل مرکزی متصل و از طرف دیگر به تجهیزات مانند مودم به شبکه متصل می­گردد.