از غارنشینی به برج نشینی رسیدن؛ یکی از شگفت‌انگیزترین مسیرهای طی شده توسط بشر است. طی این مسیر، عمری به درازای تاریخ دارد اما شگفت انگیزی آن صرفا به دلیل طولانی بودن این مسیر نیست بلکه نکته مهم در این تغییر، جهت و ماهیت آن است. مقایسه شکل امروزی خانه ها با محل اولیه سکونت بشر، از تسلط انسان بر طبیعت پیرامونش و تغییر آن از محلی آسیب پذیر در برابر خطرات مختلف به مکانی امن و آرام برای در رفاه زیستن حکایت می‌کند‌. به عبارت دیگر، هر چه در طول تاریخ، بشر به علم و دانش بیشتری دست یافت، بر قدرتش افزوده شد و با سلاح دانش، هر روز، این طبیعت خشن و قدرتمند را بیش از پیش رام و مطیع خویش نمود.

خانه هوشمند با سیستم‌های هوشمند

بشر در ادامه حرکت تاریخی خویش به سوی پیشرفت، علاوه بر پیش‌بینی عملکرد طبیعت بوسیله ابزار دقیق علمی و مقاوم سازی خانه خود و به حداقل رساندن خسارات ناشی از خطرات و بلایای طبیعی آن، توانست با اختراع دستگاه‌های هوشمند و تولید فناوری‌های مجهز به هوش مصنوعی، مرحله تاریخی ورود خویش به دنیای آسایش و رفاه حاصل از تکنولوژی را آغاز نماید. او که در گذشته برای گرما یا روشنایی خانه‌ خود، مجبور بود ساعت‌ها وقت خود را صرف فراهم نمودن هیزم و برپا کردن آتش یا روشن نمودن مشعل نماید، امروزه از هر نقطه‌ای از خانه خود که بخواهد و حتی از راه و مکانی بسیار دورتر از خانه خود می‌تواند بوسیله فشار دادن دکمه‌ای، محیط خانه خود را چراغانی و روشن نموده یا پیش از ورود خود به خانه، فضای خانه خود را گرم یا خنک سازد، چرا که انسان امروز، توانسته‌است خانه خود را به وسیله سیستم‌های هوشمند به خانه هوشمند تبدیل سازد.

تفاوت خانه هوشمند با خانه‌‎های سنتی چیست؟

هنگام ساخت یک خانه با ساختار سنتی، ساختمان توسط یک برق کار ساختمان سیم کشی می‌شود و مسیر روشنایی هر یک از فضاهای ساختمان تا کلید یا همان پریز برق، لوله گذاری شده و قوطی پریزها نصب و در نهایت، مسیر، سیم کشی می‌شود.

این روش تولید روشنایی از طریق سیم کشی سنتی است که در این نوع سیستم، هرکدام از ساکنین برای روشن و یا خاموش کردن قسمت‌های مختلف خانه، مجبور هستند خود را به محل قرار گرفتن کلیدها برسانند.

اما در یک خانه هوشمند، ساکنین می‌توانند بدون آنکه به اتاق یا فضای مورد نظر بروند از راه دور و با روش‌های متفاوت، روشنایی آن مکان را کنترل نموده و یا حتی بدون مراجعه به خانه از فاصله‌ای دور و محیطی خارج از خانه، چراغ‌های خانه را روشن یا خاموش کنند.

یکی دیگر از بخش‌های مربوط به تاسیسات ساختمان، سیستم گرمایشی و سرمایشی آن است که با توجه به ساختار هر ساختمان متفاوت است؛ به عنوان مثال در بعضی از ساختمان‌ها برای ایجاد گرما، شوفاژ بکار رفته‌است و برای ایجاد سرما از کولرهای آبی استفاده می‌شود، اما ممکن است سیستم سرمایشی بعضی دیگر از ساختمان‌ها فن و اسپیلت باشد که درحالت سنتی، این سیستم‌ها را  را به صورت دستی، روشن و خاموش می‌کنند. در کل، سیستم سیم کشی خانه هوشمند، قابل کنترل و مدیریت است و با این سیستم می‌توانید کارهایی را که با اراده خود در حالت سنتی انجام می‌دهید‌ به صورت هوشمند با برنامه‌ریزی و از راه دور کنترل نمایید. با این سیستم هوشمند از ایجاد سرما و گرما گرفته تا آبیاری فضای سبز و روشنایی منزل خود را می‌توانید کنترل کنید. حتی اگر هنگام خروج از خانه، ناگهان یادتان آمد که مثلا قهوه ساز را خاموش نکرده‌اید به راحتی می‌توانید از همان جا بدون مراجعه به خانه از راه دور، برق دستگاه قهوه ساز خود را قطع کنید.

BMS (سیستم مدیریت ساختمان) چیست؟

«BMS» سیستمی است که بر فعالیت‌ها و امور ساختمان‌ها نظارت کرده و با توجه به شرایط محیطی، یک سری تغییرات را بصورت خودکار اعمال می‌کند.

این سیستم با توجه به کاربرد ساختمان (مسکونی، اداری، بیمارستان، تجاری و…) طراحی شده تا بر تمامی فعالیت‌های ساختمان از قبیل باز و بسته شدن درب‌ها‌، ورود و خروج افراد، سیستم روشنایی، سیستم‌های تهویه مطبوع، پنجره، پرده اتاق، صوتی و تصویری و سایر موارد قابل کنترل، نظارت داشته باشد. به ساختمان مجهز به سیستم مدیریتی  BMS اصطلاحا «ساختمان هوشمند» می‌گویند.

این سیستم برای افراد، امکان استفاده بهینه و کارآمدتری از تجهیزات را فراهم آورده و احساس امنیت و آسایش بیشتری را برای آنان به همراه دارد و از همه این موارد، مهمتر اینکه یکی از برجسته‌ترین مزایای بهره‌مندی از این سیستم، صرفه جویی در مصرف انرژی است.

مدیریت مصرف انرژی در ساختمان هوشمند

به استفاده کارآمد و مقرون به صرفه انرژی، مدیریت انرژی می‌گویند. بسته به نوع انرژی مصرفی یک ساختمان، دستگاه‌های پرمصرف متفاوت هستند؛ مثلا در ساختمان‌های تجاری-اداری، پرمصرف‌ترین دستگاه‌ها سیستم تهویه مطبوع و سیستم روشنایی مرکزی هستند. کاربرد سیستم HVAC مصرف انرژی را تاحد زیاد کاهش داده  است.

HVAC چیست؟

«HVAC» مخفف Heating Ventilating and Air Conditioning است که به مجموعه فرآیندها و فناوری های مرتبط با گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع اشاره دارد.

 HVAC در سیستم‌های مختلفی از جمله ماشین آلات و فن آوری‌های مورد استفاده در مکان‌هایی همچون خانه‌ها، دفاتر، راهروها و سیستم‌های حمل و نقل که باید بر اساس مقررات زیست محیطی طراحی شده باشند، به کار رفته تا کیفیت گرمایش و هوا را بهبود دهد. مزیت استفاده از سیستم کاهش مصرف انرژی، قابلیت نصب آن بر روی شبکه های کامپیوتری و کنترل سیستم بدون نیاز به کابل کشی پرهزینه و استفاده از تجهیزات گران قیمت است. با درنظر گرفتن میزان مصرف انرژی و با توجه به روشنایی روز و دمای بیرون، این سیستم یک روش مصرفی ارزان قیمت به همراه صرفه جویی در انرژی را پیشنهاد می‌دهد.

مدیریت انرژی ساختمان هوشمند با تغذیه‌ی منابع تجدیدپذیر

بهترین راهکار به منظور کاهش تلفات در شبکه انتقال و توزیع الکتریسیته و آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از تولید آن، این است که هر ساختمان از منابع انرژی تجدیدپذیر خانگی منحصر به فرد خود که در ساختمان نصب گردیده تغذیه کند. استفاده از سیستم ذخیره کننده انرژی یا سیستم خورشیدی که انرژی مورد نیاز یک خانه هوشمند را با نصب منبع انرژی تجدید پذیر فراهم آورده و با برنامه‌ریزی و تنظیم توان مصرفی در زمان اوج مصرف و همچنین زمان افت مصرف، آن را مدیریت می‌کند.نصب پنل‌های خورشیدی برای بهینه سازی مصرف انرژی ضروری است. 

بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان با استفاده از سنسورها

سنسورها چشم و گوش یک خانه هوشمند هستند و در صورتی که سنسوری در خانه هوشمند شما وجود نداشته باشد، سیستم شما همانند انسانی بدون قدرت بینایی و شنوایی خواهد بود.

انواع سنسورها:

1. سنسور حرکتی: برای تشخیص حضور افراد در فضای خانه طراحی شده‌است. از این سنسور در سیستم روشن شدن چراغ هنگام ورود و خاموش شدن آن هنگام خروج افراد استفاده می‌شود. برای سیستم گرمایشی و سرمایشی نیز وضعیت به همین منوال است. به طوری که هنگام حضور افراد، اتاق، سرد یا گرم خواهد شد و هنگام نبود آنها به حالت اقتصادی برمی‌گردد که این امر، باعث صرفه جویی در انرژی می‌شود.
2. سنسور روشنایی: این سنسور، با توجه به شدت نور طبیعی محیط، میزان روشنایی را تنظیم می‌کند.این سنسورها تاثیر مثبتی در کاهش مصرف انرژی می‌گذارند؛ به گونه‌ای که با وجود سنسورهای حرکتی و روشنایی، قسمت‌هایی همچون راهروها فقط در صورت نیاز و حضور افراد روشن می‌شود.
3. سنسور سیستم اعلام حریق: به محض مشاهده دود، این سنسور، سیستم BMS را مطلع ساخته تا از خود واکنش نشان دهد. این سنسورها به دو روش کار می‌کنند؛ نوع اول به افزایش دما از یک حد معینی واکنش نشان داده و نوع دوم، نسبت به اختلاف دماهای ناگهانی حساس بوده و واکنش نشان می‌دهد؛ بنابراین، این سنسور هم نسبت به دود حساس است و هم نسبت به حرارت.
4. سنسور دما و رطوبت: این سنسور، میزان دما و رطوبت اتاق را مشخص می‌کند و چنانچه سنسور به دیگر وسایل هوشمند خانه همچون سنسور در و پنجره و تهویه متصل باشد با گزارش تغییرات آب و هوایی و در هماهنگی با دیگر اجزای هوشمند می‌توان از به هدر رفتن انرژی جلوگیری نمود؛ به عنوان مثال، اگر دمای اتاق از حد معینی گرم‌تر شود، این سنسور، سیستم گرمایشی را خاموش کرده یا دمای آن را کاهش می‌دهد.
5. سنسور سنجش رطوبت خاک: این سنسور، رطوبت و آب موجود در خاک و زمین را اندازه گرفته و طبق نیاز به آبیاری آن می‌پردازد.

سیستم گرمایشی سرمایشی

سیستم گرمایشی سرمایشی، توسط کلیدهای هوشمند و ترموستات‌های هوشمند عمل می‌کند و امکان کنترل سیستم گرمایشی و سرمایشی بر اساس دمای محیط ،میزان مصرف انرژی و وضعیت روشنایی و پرده‌ها را فراهم می‌آورد و طبق زمان و حضور افراد و شرایط محیطی، کاهش مصرف انرژی را به دنبال دارد.

سیستم مدیریت هوشمند و رفتار مصرفی انرژی

با سرویس خدمات هوشمند، ارائه اطلاعات افزایش یافته است. کاربران می‌توانند رفتار مصرفی انرژی خود را مشاهده کنند و مشکلات موجود در مصرف انرژی را اصلاح نمایند. سیستم توسعه یافته مدیریت انرژی به کاربران انگیزه می‌دهد تا در مصرف انرژی صرفه جویی نموده و بدین وسیله به ایجاد یک جامعه کارآمد کمک می نماید.