هوشمند سازی ساختمان چیست؟ – تجهیزات هوشمند سازی ساختمان و BMS

هوشمند سازی چیست؟

هدف سیستم ها و تجهیزات هوشمند سازی ساختمان و BMS فراهم آوردن آسایش و امنیت برای ساکنین ساختمان های مسکونی، اداری و تجاری است. با این حال، زیر سیستم های هوشمند سازی بسیار گسترده و نحوه پیاده سازی و ارتباط بین آن ها پیچیده است. هر کدام از تجهیزات هوشمند سازی ساختمان نیز زیر مجموعه ی این زیر سیستم ها قرار می گیرند.

در مطلب پیش رو سعی داریم تا به معرفی برخی از زیر سیستم ها و تجهیزات هوشمند سازی ساختمان و BMS بپردازیم.

سیستم های امنیتی ضد سرقت و کنترل تردد ساختمان

افزایش تعداد ساختمان ها منازل و ادارات نشانگر الزام محفاظت از آن ها توسط فناوری های هوشمند و کارآمد نوین است. این سیستم ها شامل دو بخش هستند: قسمت فرستنده و قسمت گیرنده.

کاربر با در اختیار داشتن قسمت گیرنده می تواند در صورت وقوع هر تهدیدی از آن مطلع شود. بخش فرستنده را نیز می توان در نزدیکی اشیاء گرانبها که قصد حفاظت از آن ها را داریم، قرار داد. به عنوان مثال سیستم های مادون قرمز در نزدیکی چنین اشیائی نصب می شوند که به محض وقوع تحرکات در حوالی قسمت فرستنده، سنسور ها متوجه آن شده و از طریق گیرنده برای کاربر پیام هشدار می فرستند.

همچنین می توان از سوئیچ های مغناطیسی (رید سوئیچ) در کنار درها و پنجره ها بهره گرفت. لحظه ای که در یا پنجره ای باز شود، این سوییچ ها عمل کرده و هر زمان هشداری به وجود آید زنگ هشدار به کار می افتد و کاربر به وسیله صفحه نمایش گیرنده در جریان آن قرار می گیرد.

سیستم‌ های ضد سرقت طراحی شده اند تا سرقت را به میزان زیادی (اما نه لزوماً غیر ممکن) برای سارقان دشوار سازند. نوع سیستم پیاده شده اغلب بستگی به میزان در دسترس گذاشتن اشیاء دارد. به طور مثال نگه داشتن پول در جیب شلوار از گذاشتن آن در جیب کوله پشتی از لحاظ امکان دسترسی سارق، ایمن تر است و سطح سختی سرقت را افزایش می دهد.

همزمان با پیشرفته تر شدن سیستم های ضد سرقت، روش های سرقت نیز متنوع تر شده اند. به دلیل پیشرفت های صورت گرفته در هر دو بخش امکان دسترسی سارقان به شدت متغییر و وابسته به محیط است. به عنوان مثال درب های منازل و وسایل نقلیه در شهر های پر جمعیت در بسیاری از موارد بسته و قفل شده هستند و میزان سختی سرقت از آن ها بیشتر است.

سیستم های کنترل دسترسی

وقتی صحبت از محافظت از ساختمان یا کسب و کار یا ساکنین آنجا باشد، سیستم های کنترل دسترسی (Access Control) یکی از راه حل های مناسب برای این کار هستند. اما سیستم های کنترل دسترسی تنها محدود به ورود و خروج افراد نمی شوند. این سامانه ها همچنین کمک می کنند تا اطلاعات شما از هر گونه نفوذی در امان بماند.

سطح دسترسی این سیستم ها بسته به نیاز شرکت است. سیستم های کنترل دسترسی متعددی وجود دارد که باید برای ساختمان یا محل کسب و کار انتخاب شود.

۹ نوع مختلف سیستم های کنترل دسترسی

به طور خلاصه، کنترل دسترسی برای شناسایی افرادی است که کار خاصی را در یک محل انجام می دهند. این سیستم فقط به آن هایی که نیاز به ورود به درب یا محل کار را دارند اجازه ورود می دهد.

۱. کنترل دسترسی اختیاری (DAC)

کنترل دسترسی اختیاری (Discretionary Access Control) یک نوع سیستم کنترل دسترسی است که این امکان را به صاحب کسب و کار می دهد تا در مورد اینکه چه کسی اجازه ی ورود فیزیکی یا دسترسی شبکه ای به یک محل مشخص را داشته باشد تصمیم گیری کند. کنترل دسترسی اختیاری در مقایسه با سیستم های دیگر کمترین محدودیت را دارد. چرا که به فرد اجازه می دهد تا کنترل کاملی بر روی هر چیزی که صاحبش است یا نرم افزارهای مرتبط با آن، داشته باشد.

نقص موجود در این سیستم آن است که کنترل کاملی برای کاربر نهایی فراهم می کند. به این صورت که خودش می تواند تنظیمات امنیتی را برای سایر کاربران معین کند. مجوزهای داده شده به کاربر نهایی، به سایر برنامه هایی که او از آن ها استفاده می کند منتقل می شود. این امر می تواند به طور بالقوه منجر به اجرای بدافزار بدون اطلاع کاربر نهایی شود.

۲. کنترل دسترسی اجباری (MAC)

کنترل دسترسی اجباری (Mandatory Access Control) معمولاً در سازمان هایی که نیاز به تاکید بیشتر بر محرمانه بودن و طبقه بندی داده ها (به عنوان مثال مراکز نظامی) دارند، مورد استفاده قرار می گیرد. این سیستم به مالکینی که در سازمان ها به یک واحد دسترسی دارند، اجازه دخالت نمی دهد. و فقط مدیریت سازمان کنترل های دسترسی را در اختیار دارد. سیستم کنترل دسترسی اجباری به طور کلی تمام کاربران نهایی را طبقه بندی می کند. سپس برچسب هایی را به آن ها ارائه می دهد تا از طریق دستورالعمل های امنیتی از پیش تعیین شده، از دیوارهای امنیتی عبور کنند.

۳. کنترل دسترسی مبتنی بر نقش (RBAC)

سیستم کنترل دسترسی مبتنی بر نقش (Role-Based Access Control) نیز شناخته می شود، یکی از پر کاربردترین سیستم های کنترل دسترسی است. این سیستم همچنان که در ساختمان های مسکونی محبوب واقع شده است، در محیط های کسب و کار نیز خواهان زیادی پیدا کرده است. در سیستم های RBAC دسترسی توسط مدیر معین می شود. این سیستم به شدت مبتنی بر نقش فرد در خانواده یا سازمان است. بنابراین، به جای اختصاص فردی به عنوان مدیر بخش امنیت، این نقش از پیش دارای مجوزهای کنترل دسترسی اختصاصی  است. این سیستم باعث می شود که روند اعطای دسترسی بسیار ساده تر شود چرا که به جای اختصاص چندین فرد به دسترسی های خاص، مدیر سیستم فقط باید دسترسی به نقش های خاصی را مشخص کند.

4. کنترل دسترسی مبتنی بر مشخصه (ABAC)

در سیستم کنترل دسترسی مبتنی بر مشخصه (Attribute-based Access Control) یک الگوی کنترل دسترسی که به موجب آن حق دسترسی کاربران با استفاده از سیاست هایی که مشخصه های کاربر را ارزیابی می کند اعطا می شود (ویژگی های کاربر، ویژگی‌های منابع و شرایط محیطی).

5. کنترل دسترسی مبتنی بر تاریخچه (HBAC)

در سیستم کنترل دسترسی مبتنی بر تاریخچه (History-Based Access Control) دسترسی براساس ارزیابی بلادرنگ تاریخچه ی فعالیت های گروه مورد نظر، اعطا یا رد می شود. به طور مثال رفتار، فاصله زمانی بین درخواست ها و محتوای آن ها.

به عنوان مثال، اجازه دسترسی به یک سرویس خاص یا یک منبع داده ممکن است بر اساس رفتار شخصی به کسی داده شود یا خیر. مثلاً فاصله ی زمانی درخواست، بیش از یک پرس و جو در ثانیه است.

6. کنترل دسترسی مبتنی بر هویت (IBAC)

در کنترل دسترسی مبتنی بر هویت (Identity-Based Access Control) با استفاده از مدیریت این شبکه،  می توان به طور موثرتری فعالیت ها و دسترسی ها را بر اساس نیازهای شخصی مدیریت کرد.

7. کنترل دسترسی بر اساس سازمان (OrBAC)

مدل کنترل دسترسی بر اساس سازمان (Organization-Based Access control) به طراح سیاست های سازمان اجازه می دهد تا یک سیاست امنیتی مستقل تعریف کند.

8. کنترل دسترسی مبتنی بر قانون (RAC)

روش کنترل دسترسی مبتنی بر قانون (Rule-Based Access Control) عمدتاً مبتنی بر زمینه است. مثلاً به دانش آموزان اجازه می دهد تنها در یک زمان مشخص از آزمایشگاه استفاده کنند.

9. کنترل دسترسی مبتنی بر مسئولیت پذیری

در این مدل، دسترسی به اطلاعات براساس مسئولیت ها به نقش های سازمانی تعلق می گیرد.

دوربین مداربسته

دوربین های مداربسته نقش مهمی در جوامع امروزی دارند. با مشاهده این دوربین ها در اطرافمان متوجه می شویم که مفهوم امنیت در زندگی روزمره مان هر لحظه در حال افزایش است. با این وجود بسیاری از مردم نمی دانند که انواع مختلفی از دوربین های مداربسته وجود دارد که هر کدام مناسب محیط و شرایط متفاوتی طراحی شده اند و انتخاب صحیح آن ها بسیار حائز اهمیت است.

در ادامه به توضیح انواع دوربین های مداربسته می پردازیم و دلایل تناسب آن ها برای محیط های مختلف را بیان می کنیم.

انواع دوربین های مداربسته کدامند؟

دوربین های با فناوری دارک فایتر (دوربین های دید در شب)

این دوربین ها می توانند تصاویر رنگی را در شرایط بسیار کم نور ضبط کنند. فناوری دارک فایتر می تواند در روز یا شب مورد استفاده قرار گیرد و به لطف طیف وسیعی از قابلیت های آن، عملکرد مطلوبی را ارائه می دهد.

این نوع دوربین ها به سنسور پیشرفته cmos نیم اینچی مجهز هستند که به دستگاه اجازه می دهد تا تصاویر با کیفیت بالا را ضبط کند و نیازی به منبع نور اضافی نداشته باشد. به همین دلیل این دستگاه ها مناسب نگهبانی در شب هستند.

دوربین های ANPR/LPR

دوربین های ANPR و LPR برای خواندن و ذخیره ی پلاک های وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرند. ANPR مخفف عبارت «تشخیص خودکار شماره ی پلاک» و LPR کوتاه شده ی عبارت «دوربین های شناسایی پلاک» هستند. از این دستگاه ها برای به دست آوردن اطلاعات وسیع در یک منطقه ترافیکی در جهت ارتقاء امنیت منطقه استفاده می شود.

دوربین های دام (گنبدی)

دوربین های دام یکی از رایج ترین دوربین های مداربسته برای محیط های داخلی و خارجی است. شکل منحصر بفرد این نوع دستگاه ها باعث شده که تشخیص جهت دوربین برای افراد در محیط سخت باشد. این حسن طراحی، یک عامل بازدارنده قوی برای مجرمان است.

دوربین های بولت

دوربین های بولت، استوانه‌ای شکل هستند و برای محیط هایی با فضای باز مناسب‌اند. نقاط قوت آن ها در ضبط تصاویر با فاصله ی زیاد است. محفظه ی این دوربین آن را در مقابل باران و نفوذ گرد و غبار ایمن ساخته است. این دستگاه ها را می توان به راحتی توسط براکت به دیوار نصب کرد و بسته به کاربری آن به لنز های ثابت یا متحرک تجهیز نمود.

دوربین های C-mount

دوربین های C-mount قابلیت تغییر لنز دارند که استفاده از آن ها در محیط های مختلف را امکان‌پذیر ساخته است. به لطف تغییر پذیری لنز ها، این دوربین ها قابلیت ضبط تصاویر با فاصله ی بیش از ۴۰ فوت را دارند. در حالی که لنز های سایر دوربین های مداربسته حداکثر فاصله ای معادل ۳۵ تا ۴۰ فوت را پوشش می دهند.

دوربین های day/night شب و روز

دوربین های day/night قادر به کار در محیط هایی با روشنایی معمولی و ضعیف هستند. این دوربین ها نیازمند نور های مادون‌ قرمز داخلی نیستند چرا که می توانند با استفاده از تراشه های تصویر برداری فوق حساس خود، در محیط هایی با نور کم اقدام به ضبط تصاویر با کیفیت بالا کنند. به همین علت، این دستگاه ها مناسب استفاده در محیط هایی با فضای باز هستند جایی که دوربین های مادون‌ قرمز عملکرد مطلوبی ندارند.

دوربین های PTZ یا دوربین های مداربسته گردان

این دوربین ها قابلیت چرخش به اطراف و بزرگ‌نمایی یا کوچک‌نمایی را دارند. این دوربین ها مناسب استفاده در موقعیت هایی هستند که یک اپراتور یا نگهبان در حال رصد منطقه از طریق آن ها است.

دوربین های مدار بسته (CCTV)

این نوع دوربین ها مناسب نصب در محل های مخفی هستند. دوربین مدار بسته قادر است وقوع سرقت یا ارتکاب جرم را ضبط کند. ویژگی مخفی بودن آن ها باعث می شود مجرمین متوجه محل آن ها نشوند. بنابراین دوربین های مدار بسته از آسیب در امان هستند.

دوربین های حرارتی / دوربین های مادون قرمز

دوربین حرارتی و مادون قرمز، یکی از بهترین دوربین های نظارتی ۲۴ ساعته در اطراف فرودگاه ها، بنادر و بسیاری دیگر از زیرساخت های حیاتی است که تصویری واضح را بدون توجه به روز یا شب بودن زمان به ارائه می دهد. دوربین های مادون قرمز LED هایی در اطراف لنز خود دارند که به آن ها کمک می کند تا اجسام متحرک را در محیط تاریک شناسایی کنند. دوربین های حرارتی نیز توانایی ضبط تصاویر تا فاصله ۳۰۰ متری را دارا هستند.

دوربین های Varifocal (متغیر)

دوربین های Varifocal با توانایی بزرگ نمایی و کوچک نمایی بدون از دست رفتن شفافیت تصویر، به شما اجازه می دهد تا فاصله کانونی، زاویه و زوم را افزایش یا کاهش دهید. این دوربین ها برای اتاق های مربع شکل ایده آل هستند. جایی که با برخورداری از سایر دوربین های با لنز ثابت، منطقه پوشش داده نشده ای وجود نخواهد داشت.

دوربین های شبکه ای

این دوربین ها تصاویر را از طریق اینترنت یا شبکه در دسترس قرار می دهد. دوربین های شبکه ای پاسخگوی نیاز های داخلی سازمان ها و یا نیازهای تجاری می باشند چرا که بدون نیاز به حضور شخص در محیط می توان از جزئیات وقایع با خبر شد.

دوربین های HD

این نوع دوربین ها از وضوح تصویر بالایی برخوردار هستند و معمولاً در محیط هایی با ریسک وقوع جرم بالا مانند بانک ها و کازینوها استفاده می شوند. برای حفظ امنیت بالا از این دستگاه ها برای فیلمبرداری از تمام افراد در هنگام ورود و خروج استفاده می کنند. این دوربین ها برای تشخیص سوء رفتار مناسب هستند و به کاربر اجازه می دهند تا بدون کاهش کیفیت تصاویر در هنگام بزرگ نمایی، از آن به عنوان سند در هنگام محاکمه استفاده کند.

سیستم اعلام حریق

یک سیستم اعلام حریق شامل اجزای به هم پیوسته ای است که هنگام شروع و پخش دود، آتش، کربن مونو کسید و یا سایر مواردی از این دست، در جهت تشخیص و هشدار انسان از طریق وسایل سمعی و بصری اقدام می کند. این هشدار دهنده ها ممکن است به صورت خودکار توسط سنسورهای دود یا گرما فعال شوند یا به صورت دستی توسط کاربر از طریق دستگاه های فعال کننده اعلام حریق روشن شوند. هشدار دهنده ها ممکن است آژیر ، زنگ های اخبار و یا بوق ها و زنگ های دیواری یا فلاشر و ترکیب آژیر با فلاشر باشند. همچنین آن ها می توانند هشدار را از طریق بلندگو و با آژیر خطر که بلافاصله با پیام تخلیه و عدم استفاده از آسانسور در خروج از ساختمان همراه می شود، اعلام کنند.

هشدار دهنده های اعلام حریق را می توان بسته به محیط و کارخانه سازنده آن به فرکانس ها و تن های مختلفی نظیر کم، متوسط و زیاد تنظیم کرد. اکثر سیستم های اعلام حریق در اروپا صدایی شبیه آژیر با فرکانس متناوب دارند. دستگاه های الکترونیکی اعلان هشدار در آمریکا و کانادا معروف به بوق هستند و می توانند به صورت ممتد و یا سایر حالات تنظیم شوند. همچنین این دستگاه ها را از نظر حجم صدا نیز می توان تنظیم کرد.

انواع پنل های سامانه های اعلام حریق

در مجموع سه نوع پنل اعلام حریق وجود دارد که در ادامه به شرح و مقایسه ی آن ها خواهیم پرداخت.

1. سیستم های متعارف (چهار سیم)

این نوع پنل قدیمی‌ترین نوع موجود در بازار است که به طور سنتی در محیط هایی با انواع ابعاد و اندازه ها نصب می شده است. این نوع پنل ها در حال حاضر کمتر برای ساختمان های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. چرا که در این مورد بهره گیری از پنل های دو سیم و آدرس پذیر مناسب تر است.

این نوع پنل محیط تحت پوشش خود را به ناحیه های مختلف (۴,۲ و ۸ ناحیه) تقسیم می کند و به طور معمول در هر ناحیه تا ۳۲ دستگاه را پشتیبانی می کند. این سامانه قادر است فعال شدن هر سنسور را به طور جداگانه تشخیص دهد.

این پنل ارزانترین نوع بین پنل های اعلان حریق می باشند اما هزینه ی نصب بالایی دارند و در محیط هایی با مساحت کم از قبیل مدارس کوچک، رستوران ها، سالن های ورزشی و سالن های اجتماعات، که به تعداد دستگاه های هشدار کمتری نیاز دارند، استفاده می شود.

2. سیستم های دو سیم

این نوع پنل ها مدل پیشرفته ی پنل های متعارف هستند و برای نصب در مکان هایی با مساحت کم و متوسط مناسب‌اند.

این نوع پنل محیط تحت پوشش خود را به ناحیه های مختلف (۴,۲ و ۸ ناحیه) تقسیم می کند و به طور معمول در هر ناحیه تا ۳۲ دستگاه را پشتیبانی می کند. این سامانه قادر است فعال شدن هر سنسور را به طور جداگانه تشخیص دهد.

این پنل از نسل قبلی خود گران تر است ولی هزینه و زمان راه اندازی آن کمتر است و در محیط هایی نظیر ادارات کوچک و رستوران ها کاربرد دارد.

3. سیستم های آدرس پذیر

پیشرفته ترین نوع پنل های اعلان حریق در بازار پنل های آدرس پذیر هستند. ویژگی منحصر بفرد این نوع پنل ها در انعطاف پذیری بیشتر در تشخیص، فعال سازی و اعلام هشدار سمعی و بصری آشکار می شود. این پنل برای استفاده در مکان هایی با اتاق های متعدد و امکان حریق بالا ایده آل است.

در این سامانه دستگاه ها در یک مدار حلقه (لوپ) به یکدیگر متصل می گردند که تعداد این حلقه ها بسته به نیاز متفاوت است و به طور معمول تا ۱۲۶ دستگاه در هر حلقه را پشتیبانی می‌کند.

هر دستگاه یک آدرس منحصر بفرد دارد که سامانه در صورت فعال شدن این دستگاه ها مکان دقیق آن ها را تشخیص می دهد. این عملکرد باعث صرفه‌جویی در زمان اقدام جهت اطفاء حریق در هنگام وقوع حادثه می شود.

موارد کاربرد این سیستم معمولاً در بیمارستان ها، هتل ها، مراکز خرید و ادارات بزرگ است.

تجهیزات اعلام حریق

سیستم های اعلام حریق از بخش ها و تجهیزات مختلفی تشکیل شده اند. در این قسمت برخی از مهمترین تجهیزات اعلام حریق را معرفی خواهیم کرد.

کنترل پنل اعلام حریق

وظیفه ای اصلی کنترل پنل سیستم اعلام حریق، پردازش، رصد و کنترل کل سیستم است. این پنل بر تمام ورودی ها و خروجی های سیستم نظارت دارد و آن ها را کنترل می کند. کلیه تجهیزات اعلام حریق در سیستم به کنترل پنل متصل‌اند.

دتکتور اعلام حریق

دتکتورها یا آشکارسازها وظیفه تشخیص علائم دود و آتش را بر عهده دارند. دتکتورها انواع مختلفی دارند که در سیستم های مختلف اعلام حریق به کار گرفته می شوند.

انواع دتکتور اعلام حریق

دتکتورها شامل سه نوع دکتور دودی، دتکتور حرارتی و دتکتور ترکیبی می شوند.

انواع دتکتور دودی

• دتکتورهای دودی فتوالکتریک (Photoelectric Detectors)
• دتکتورهای یونیزاسیون (Ionization Detectors)
• دتکتورهای دودی خطی (Beam Detectors)
• دتکتورهای دودی کانالی (Duct Smoke Detectors)
• دتکتورهای دودی مکشی یا نمونه گیر (Air Sampling Detectors)

انواع دتکتور حرارتی

• دتکتور حرارتی دمای ثابت (Fixed Temperature Heat Detectors)
• دتکتور حرارتی دمای ثابت بالا (High Fixed Temperature Heat Detectors)
• دتکتور حرارتی افزایشی (Rate of Rise Heat Detectors)
• دتکتورهای LHD یا دتکتورهای کابلی (کابل حرارتی)

دتکتورهای ترکیبی دودی و حرارتی (Multi Heat and Smoke Detectors)

شستی اعلام حریق

شستی اعلام حریق مهمترین تجهیز سیستم اعلام حریق دستی است. این شستی دارای دو نوع المان شکننده شیشه ای و المان انعطاف پذیر (طلقی) است.

ادوات هشدار دهنده دیداری و شنیداری اعلام حریق

این ادوات معمولا با نام های آژیر و چراغ های چشمک زن (فلاشر یا استروب) در سیستم های اعلام حریق مورد استفاده قرار می گیرند. وظیفه ی ادوات هشداردهنده، اعلام وضعیت حریق است. براساس اعلام آن ها عملیات اطفاء حریق و تخلیه ی ساکنین یا انجام سناریوهای متعدد و تدابیر مختلف صورت می گیرد.

اینترفیس اعلام حریق

اینترفیس های اعلام حریق یا واسط هایی که می توانند به صورت واسط ورودی، واسط خروجی و واسط ورودی – خروجی باشند، در سیستم های اعلام حریق استفاده می شوند. وظیفه ی این اینترفیس ها صدور فرمان خروجی و دریافت ورودی از سیستم های رایج در ساختمان ها است.

سیستم ‌های کنترل دمای هوشمند برای هوشمند سازی ساختمان

دمای طرح داخل بر اساس استاندارد Ashrae 55-2017 باید بین 67 تا 82 درجه ی فارنهایت، و بر اساس استاندارد Ashrae 62.1-2016 رطوبت داخل باید کمتر از 65 درصد باشد. همانطور که می دانید دمای فضاهای داخلی، تابعی از شرایط بیرونی و عوامل گرمازای داخل، تعداد دفعات تغییر هوا و … است. سیستم های کنترل دمای هوشمند به کاربر کمک می کنند تا به آسایش یا استاندارد مورد نیاز دست یابد.

امروزه جامعه مصرفی میل به شخصی سازی دارد و همین نکته ی مهم حاکی از اهمیت کنترل دمای فضاها در یک دامنه ی استاندارد توسط اشخاص است. روند هوشمند سازی ساختمان این امکان را فراهم کرده است که فناوری های متفاوت به کار رفته در ساختمان، بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و توسط یک سیستم مرکزی کنترل شوند. در نتیجه استفاده از تکنولوژی سیستم های کنترل مرکزی در ساختمان های مسکونی، اداری، تجاری، بیمارستانی، آموزشی و داروسازی ها و … رو به افزایش است.

با توجه به دمای محیط خارج از حجم کنترل و عادات ساکنان، نوع نیازهای گرمایش و سرمایش ساختمان ها به صورت مداوم در حال تغییر است. با توجه به فصول مختلف سال، بارهای جزئی و کامل به ساختمان وارد می شود که باید بتوان با انواع کنترلرها و سوئیچ ها به تنظیم دمای طرح داخل و مقابله با این  نوسانات پرداخت و علاوه بر بهینه سازی مصرف انرژی، دمای هر فضا را بسته به نیاز یا استاندارد موجود حفظ نمود.

انواع ترموستات

ترموستات یکی از اجزای مهم ساختمان هوشمند است که وظیفه تنظیم دمای هوای داخل را بر عهده دارد. ضرورت دارد در هوشمند سازی ساختمان و تنظیم بهینه ی هوای فضا از ترموستات استفاده شود.

ترموستات ها براساس عملکرد دارای دو نوع ترموستات آنالوگ (الکترومکانیکی) و ترموستات دیجیتال (الکترونیکی) هستند.

اما از لحاظ کاربرد به انواع زیر تقسیم می شوند.

ترموستات فن کویل

فن کویل ها یکی از تجهیزات گرمایشی و سرمایشی پر استفاده در انواع ساختمان ها با کاربردهای مختلف خانگی، اداری، تجاری، بیمارستانی، هتل و … هستند. وظیفه ی ترموستات فن کویل، خاموش و روشن کردن فن ها و تنظیم و کنترل جریان آب در گردش مدار است. ترموستات با فرمان به شیر کنترل یا الکتروموتور فن کویل می تواند علاوه بر تنظیم دمای محیط به باعث صرفه جویی در مصرف انرژی منجر شود.

ترموستات گرمایش از کف

سیستم گرمایش از کف یکی از سیستم های رایجی است که برای گرمایش ساختمانهای مسکونی به کار گرفته می شود. با طراحی لوپ های مشخص که در آنها آب گرم در کف و زیر سطح جریان دارد می توان دمای فضا را در فصول سرد به دمای مناسب و مطلوب رساند.

برای کنترل دما، و قطع و وصل جریان آب باید از ترموستات مختص گرمایش از کف بهره گرفت. سنسور این ترموستات دمای محیط را اندازه گیری کرده و سپس به شیرهای کنترل کلکتور گرمایش فرمان داده و با باز و بسته کردن جریان آب گرم، دمای داخل را تنظیم می کند.

سیستم های سرمایش گرمایش تهویه مطبوع (HVAC)

سرمایش، گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) در ساختمان ها با کاربری های گوناگون با استفاده از سه بخش اصلی تولید حرارت و برودت، انتقال حرارت و برودت و توزیع آن دما، رطوبت، فشار و کیفیت هوای داخل را به سطح استاندارد و مورد نظر می رساند.

طراحی سیستم های تهویه مطبوع زیر شاخه ای از مهندسی مکانیک است که بر پایه ی اصول ترمودینامیک، مکانیک سیالات و انتقال حرارت استوار است. بدون حضور سیستم های تهویه مطبوع، کاربری ساختمان های مختلف از جمله مسکونی، اداری، تجاری، آموزشی، تفریحی مختل می گردد و در کاربری های بیمارستانی و بهداشتی جان انسان ها به خطر می افتد. همچنین در صنایع داروسازی بدون حضور سیستم های استاندارد تهویه مطبوع امکان تولید داروی مناسب و با کیفیت فراهم نیست.

تهویه فرایند مبادله یا جایگزینی هوای موجود در فضاست تا کیفیت هوای داخل را با حذف بوها، دود، گرما، گرد و غبار، باکتری های هوا، دی اکسید کربن و سایر گازها بهبود بخشد. تهویه، بوهای ناخوشایند و رطوبت بیش از حد را حذف می کند، هوای خارج را پس از فیلتراسیون به داخل می آورد، هوای داخل را به جریان می اندازد و از راکد شدن هوای داخل جلوگیری می کند. تهویه شامل مبادله هوا به داخل و همچنین گردش هوا در داخل ساختمان است و یکی از مهمترین عوامل حفظ کیفیت هوا در داخل ساختمان هاست. روش های تهویه یک ساختمان ممکن است به انواع مکانیکی، فیزیکی و طبیعی تقسیم شود.

انواع سیستم های تهویه مطبوع

سیستم های تهویه مطبوع را می توان با توجه به موارد مختلف در سه بخش اصلی تولید حرارت و برودت، انتقال حرارت و برودت و توزیع آن تقسیم بندی نمود.

۱- تولید حرارت و برودت

با توجه به منابع گاز طبیعی کشور ایران و وجود زیرساخت های مورد نیاز در اکثر مناطق کشور، به منظور تولید حرارت از تجهیزات گازسوز استفاده می گردد. این تجهیزات می تواند مستقل باشد؛ همانند پکیج های گرمایشی ساختمان ها. یا می تواند مرکزی باشد؛ در سیستم های حرارت مرکزی با توجه به دبی آب گرم مورد نیاز و تعداد طبقات می توان از دیگ های چدنی یا بویلر های فولادی استفاده نمود.

در سرمایش تنوع بیشتر است. در حالت کلی سه نوع سیستم تولید برودت موجود است.

• دسته ی اول سیستم های تولید برودت تراکمی که دارای کمپرسور هستند و شامل چیلرهای تراکمی آب/هوا خنک، یونیت بیرونی دستگاه های اسپلیت/داکتد اسپلیت/وی آر اف و کندانسینگ یونیت باشند.  یونیت بیرونی این سیستم شامل کمپرسور، کندانسور و فن و در برخی مواقع شیر انبساط یا لوله مویین تشکیل شده است.
• دسته ی دوم سیستم های تولید برودت جذبی ست که با ورود بخار یا آب گرم و یا شعله ی مستقیم به قسمت ژنراتور چیلر جذبی سیکل سرمایش تکمیل می گردد و در نهایت آب سرد 7 درجه ی سانتیگراد مورد نیاز تولید می شود.
• دسته ی سوم سیستم های تولید برودت با روش احتراق و تراکم است که با نام GHP شناخته شده اند ولی در بازار ایران بنا به شرایط سخت تعمیرات و نگهداری محبوب و مقبول واقع نگردیده است.

۲- انتقال حرارت و برودت

از نظر نوع سیال می توان این دسته را به سه دسته ی آب، هوا و مبرد تقسیم بندی نمود. در گرمایش اغلب از آب استفاده می گردد و به منظور سرمایش در صورت استفاده از چیلر و فن کویل سیال انتقال حرارت آب، استفاده از سیستم های DX شامل اسپلیت / داکتد اسپلیت / وی آر اف سیال انتقال حرارت مبرد و هوا، و در سیستم های چیلر و هوارسان سیال انتقال حرارت آب و هوا است.

نحوه انتقال سیال با روش های مختلفی به شرح زیر صورت می گیرد:

لوله کشی با بکارگیری اجناس مختلف از جمله لوله های چند لایه یا گالوانیزه و فولادی ( بیشتر مخصوص آب )، لوله های مسی ( مخصوص مبرد ) و کانالهای هوا ( گالوانیزه، پلی اورتان و … ).

۳- توزیع حرارت و برودت

تجهیزات توزیع هوا وابسته به سیستم های توضیح داده شده در موارد قبل هستند. فن کویل، یونیت داخلی یا کانال هوا و دریچه از اصلی ترین تجهیزات این بخش است.

سیستم های کنترل تهویه مطبوع

از دیگر تجهیزات هوشمند سازی ساختمان می توان به تهویه مطبوع اشاره کرد. تجهیزات تهویه مطبوع نیازمند سیستم هایی برای تنظیم سیستم سرمایش، گرمایش و تهویه هستند. در این سیستم ها معمولاً از یک حسگر استفاده می شود تا وضعیت موجود را (به طور مثال برای دما) با وضعیت مطلوب مقایسه کند. پس از آن سیستم کنترل نتیجه گیری می کند که چه اقدامی باید انجام شود (برای مثال فن را به راه می اندازد).

کنترل دیجیتال مستقیم

کنترل کننده های مرکزی و بیشتر کنترل کننده های پایانه ها قابل برنامه ریزی هستند. بدین معنی که کد برنامه کنترل دیجیتال برای حالت دلخواه قابل تنظیم است. ویژگی های این برنامه ها عبارتند از: برنامه زمانی، کنترل کننده ها، تایمر، آلارم و…

این کنترل کننده ها معمولاً دارای ورودی های آنالوگ و دیجیتال هستند که می توانند متغیر های دما، رطوبت و فشار را اندازه‌گیری کنند. خروجی های آنالوگ و دیجیتال نیز برای کنترل ورود و خروج آب سرد یا گرم و یا هوای سرد/گرم کاربرد دارند. ورودی های دیجیتال در اصل فرمان هایی از یک دستگاه کنترلر است و ورودی های آنالوگ معمولاً یک جریان یا اندازه گیری از حسگر یک متغیر ( دما، رطوبت، فشار) است.

خروجی های دیجیتال به طور معمول ارتباطات رله ای است که برای شروع و متوقف کردن تجهیزات استفاده می شود و خروجی های آنالوگ معمولا سیگنال های ولتاژ یا جریان را برای کنترل حرکت دستگاه های کنترل کننده هوا، آب و رطوبت مانند دریچه ها، دمپر ها و موتورها مورد استفاده قرار می دهند.

گروه های کنترل کننده DDC (کنترل کننده های دیجیتال) که به صورت شبکه ای یا غیر شبکه ای هستند، به خودی خود یک نوع سیستم را تشکیل می دهند. وجود این زیر سیستم ها برای عملکرد صحیح و حداقل کارکرد سیستم های تهویه مطبوع حیاتی است.

سیستم های کنترل کننده دیجیتال، هسته ی اصلی سیستم های تهویه مطبوع هستند. این سیستم ها وضعیت هر یک از دمپرها و شیرها را تعیین می کنند و همچنین مشخص می کنند که هر فن، پمپ و چیلر با چه سرعت و ظرفیتی کار کند. با بهره‌ گیری از این قابلیت قابل تنظیم کنترل کننده های دیجیتال، در حال پیشرفت در زمینه اتوماسیون ساختمان ها هستیم.

سیستم اتوماسیون ساختمان

سیستم های تهویه مطبوع پیچیده تر می توانند به سیستم اتوماسیون ساختمان (BAS) متصل شوند و به کاربران اجازه می دهند تا کنترل بیشتری بر وضعیت سرمایش و گرمایش ساختمان داشته باشند. بدین طریق کاربر می تواند بر سیستم نظارت کند و به هشدار های فرستاده شده از محل های نزدیک یا از راه دور پاسخگویی کند.

سیستم را می توان برای حضور ساکنین برنامه ریزی کرد یا از طریق سیستم اتوماسیون ساختمان تنظیمات مطلوب را اعمال کرد. در برخی از مواقع سیستم اتوماسیون ساختمان مستقیماً اجزای سیستم تهویه مطبوع را کنترل می کند که برای این دو از ارتباطات مختلفی می توان استفاده کرد.

امروزه درگاه های مختلفی وجود دارد که انواع سیستم های تهویه مطبوع را به سیستم های اتوماسیون خانگی و BMS (سیستم مدیریت ساختمان)، برای کنترل و نظارت متمرکز و عدم نیاز به خرید سیستم های پیچیده و گران قیمت، متصل می کنند. علاوه بر این، این نوع درگاه ها برای عملیات کنترل از راه دور تمام اجزای داخلی سیستم های تهویه مطبوع از طریق اینترنت و با بهره گیری از یک رابط کاربری ساده مناسب‌اند.

سیستم کنترل روشنایی

از دیگر تجهیزات هوشمند سازی ساختمان می توان به سیستم لایتینگ اشاره کرد. یک سیستم کنترل روشنایی، شبکه ای هوشمند از کنترل های روشنایی است که به شما امکان می دهد نور در یک فضا را مدیریت کنید. بسته به نیازها و خواسته های شما انواع مختلفی از سیستم های کنترل وجود دارد. یک کلید معمولی که در اتاق شما لامپ را روشن و خاموش می کند، یک نوع کنترل روشنایی است. چراغ سنسوردار جلوی در خانه شما نیز یک نوع کنترل روشنایی است.

انواع سیستم کنترل روشنایی

۱. کنترل روشنایی ساده

کنترل های روشنایی ساده شامل یک کلید روشن/خاموش است. به منظور صرفه جویی در این نوع کنترل های روشنایی، افراد ساکن در ساختمان باید به یاد داشته باشند که هنگام ورود و خروج به محل کلید را روشن یا خاموش کنند، استفاده از لامپ های کم مصرف و LED نیز می تواند هزینه‌ها را کاهش دهد.

۲. کلیدهای دیمر

کلیدهای دیمر یک روش به نسبت پیشرفته تری برای کنترل روشنایی اتاق است. این کلیدها به افراد اجازه می دهند تا روشنایی را در سطح مورد نظر خود نگه دارند که به نسبت برق کمتری را مصرف می کنند. هنگامی که این کلیدها با لامپ های LED همراه می شوند، می توانند هزینه ‌های برق مصرفی را کاهش دهند.

۳. سنسورهای حرکتی برای روشنایی در فضای باز

برای کاهش هزینه های نورپردازی، ممکن است بخواهید از سنسورهای حرکتی در فضای باز، بخصوص جلوی ورودی ها استفاده کنید. این نوع سیستم ها تنها زمانی که شخص یا وسیله ی نقلیه ای در محل باشد شروع بکار می کنند. هنگامی که حرکت توسط سنسورِ حرکتی تشخیص داده شود، روشنایی برقرار می شود و سپس بعد از گذشت اندکی بدون وجود حرکتی جلوی سنسور، لامپ خاموش می شود. برای اینکه این سیستم به خوبی عمل کند، مهم است که لامپ ها به محض تشخیص سنسور روشن شوند.

۴. سنسورهای تشخیص حضور برای روشنایی محیط های داخلی

این سنسورها طوری طراحی شده اند که به محض ورود افراد به اتاق، روشنایی برقرار شود و پس از خروج آن ها و گذشت زمانی بدون وجود حرکت خاموش شوند. سنسورهای تشخیص حضور، مناسب اتاق های تفریحی، حمام ها، اتاق های کنفرانس و … هستند.

۵. سیستم‌ های کنترل روشنایی شبکه ای

پیشرفته ترین نوع سیستم کنترل روشنایی، سیستم شبکه ای است که می تواند بخشی از سیستم اتوماسیون ساختمان باشد یا به عنوان یک سیستم مستقل طراحی شده باشد. سیستم های کنترل روشنایی شبکه ای به افراد اجازه می دهد تا کنترل روشنایی را از رایانه های خود و یا دستگاه های تنظیم دستی که شامل نرم افزارهای سیستم های روشنایی است، انجام دهد. اپراتورها می توانند چراغ ها را روشن و خاموش کنند یا از تایمر استفاده کنند. برنامه های پیشرفته نرم افزاری حتی می توانند داده ها را ذخیره کنند و نمودارهای مصرف ایجاد کنند تا مصرف انرژی دقیقاً تحت نظارت باشد.