شمال نیوز : با توجه به محدودیت منابع انرژی فسیلی و مصرف حدود 40 درصد از انرژی مورد نیاز کل کشور توسط بخش خانگی و تجای، توجه به روش های مختلف به منظور بهینه سازی مصرف انرژی در این بخش از اهمیت خاصی برخوردار است.

در سال های اخیر به دلایل گوناگون، لزوم صرفه جویی انرژی و محاسبه میزان مصرف آن به عنوان یک ضرورت اجتناب ناپذیر نمایان شده است عوامل مختلفی از جمله استاندارد نبودن ساختمان ها در کشور، عدم رعایت مبحث 19 مقررات ملی ساختمان، عدم به کارگیری مصالح و تجهیزات ساختمانی عایق و موثر در کاهش اتلاف انرژی در یک ساختمان و در نهایت عدم فرهنگ سازی در خصوص رعایت مباحث مربوط به کاهش مصرف انرژی، سبب شده که اکثر ساختمان های کشور بزرگترین منبع اتلاف انرژی شوند و فاقد ضوابط فنی شناخته شده برای جلوگیری از اتلاف انرژی باشد.

ایده یک ساختمان هوشمند، ارتباط و پیوستگی میان دسترسی، نوردهی، امنیت، نظارت، مدیریت و ارتباط راه دور را پیش رو قرار می دهد. عامل یکپارچگی این توانایی را به سیستم ها می دهد تا بتوانند اطلاعات را میان خود رد و بدل کنند.

مفهوم ساختمان هوشمند معرف نوعی تبادل قوی و بدون نقض اطلاعات میان بخش های مختلف ساختمان است. در نتیجه یک ساختمان هوشمند آمیزه ای است از ابداعات که به بهره گیری از تکنولوژی مدرن این امکان را فراهم آورد تا بتوان اجزا و تجهیزات مختلف را به طور خودکار کنترل کرد و کارایی و راندمان ساکنانش را افزایش داده و امکان مدیریت موثر را براساس تحقیقات خاص و با کمترین هزینه فراهم آورد؛ یعنی از وقایعی که در درون و برون آن رخ می دهد مطلع است و می تواند در مواجهه با این وقایع و برای به وجود آوردن محیطی دلچسب برای کاربرانش، موثرترین و بهترین تصمیمات را در همان زمان به خصوص اتخاذ کند؛ در واقع سیستم مدیریت هوشمند ساختمان با به کارگیری آخرین تکنولوژی ها درصدد آن است شرایطی ایده آل همراه با مصرف بهینه انرژی در ساختمان پدید آورد.

این سیستم ها ضمن کنترل سنجش های مختلف ساختمان و ایجاد شرایط محیطی مناسب با اولیه سرویس های هم زمان، سبب بهینه سازی مصرف انرژی، افزیش سطح کارایی و بهره وری سیستم ها و امکانات موجود در ساختمان می شوند. به طور کلی برای هوشمند سازی یک واحد مسکونی با توجه به پیشرفت تکنولوژی ها و سطح آگاهی مردم و نیز وجود ابزارهای الکترونیکی مختلف، راه ها و روش هایی مانند استفاده از شبکه های حسگر سیستم در اتوماسیون خانگی، استفاده از سیستم مدیریت انرژی و کلیدهای هوشمند الکتریکی در ساختمان؛ وجود دارد.  
2- بهینه سازي مصرف انرژي با استفاده از شبکه هاي اتوماسیون خانگی
     شبکه هاي حسگر نسل جدیدي از شبکه ها هسـتند کـه بـه طور معمول از تعداد زیادي گره ارزانقیمـت تشـکیل شـده انـد و ارتباط این گره ها به صورت بیسـیم صـورت مـی گیـرد. هـدف اصلی در این شبکه ها ، جمع آوري اطلاعاتی در محیط پیرامـون حسگرهاي شبکه است. نحوه عملکرد کلی این شبکه ها بـه ایـن صورت است که گره ها اطلاعـات مـورد نیـاز را جمـع آوري مـی کنند و سپس آنها را به سمت گیرنده ارسال می کننـد. امروزه کاربردهاي وسیعی براي این شبکه ها وجود دارد که از آن جمله مـی تـوان بـه : اتوماسـیون خـانگی بیسـیم مثـل : کنترل روشنایی ، مصرف انرژي هوشمندو غیره اشاره کرد کـه در زیر توضیح داده می شود.
( BMS 3- سیستم مدیریت ساختمان )
      سیستم مدیریت ساختمان با سیستم اتوماسیون ساختمان به سیستمی اطلاق میشود که در یک ساختمان نصب شده و از طریق اجرای 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 و تجهیزات روشنایی بوده که میتواند به سیستمهای ایمنی ، اتش نشانی ، تنظیم دسترسی ، تامین برق اضطراری و ... نیز تسری یابد . بطور کلی هدف از استفاده از سیستمهای  در یک ساختمان تطبیق شرایط کارکرد اجزای مختلف و با توجه به شرایط محیطی و نیاز ساختمان در ان زمان است .
4- امکانات کلی
4-1- مدیریت امنیت ساختمان
4-2- مدیریت حریق
4-3- مدیریت دوربین های مداربسته
4-4- مدیریت انرژی ساختمان
برخی از اهداف سیستم مدیریت هوشمند ساختمان
•    ایجاد محیطی مطلوب برای افراد حاضر در ساختمان
•    استفاده بهینه از تجهیزات و افزایش عمر مفید انها
•    ارائه سیستم کنترلی با قابلیت برنامه ریزی زمانی عملکرد
•    کاهش چشمگیر هزینه های مربوط به نگهداری و بهینه سازی و صرفه جویی در مصرف انرژی
•    عدم نیاز به پیمانکار دائمی ساختمان
•    امکان مانیتورینگ و کنترل تمامی نقاط تحت کنترل از طریق یک  ویا اینترنت
•    با توجه به یکپارچه سازی ساختمان ، تمام تجهیزات بصورت یکپارچه کار کرده  و امکان تداخل و بروز مشکلات ناشی از عدم همتهنگی از بین میرود .
•    امکان گرفتن گزارش های اماری از تمامی تجهیزات و عملکرد انها بمنظور بهینه سازی مصرف و عملکرد

5- وظایف سیستم مدیریت هوشمند ساختمان
•    کنترل تاسیسات مکانیکی و الکتریکی ( لینک به بخش کنترل تاسیسات مکانیکی)
•    کنترل سیستم های روشنایی (لینک به بخش کنترل سیستم های روشنایی)
•    کنترل تهویه مطبوع ( لینک به بخش کنترل تهویه مطبوع )
•    سیستم اعلام حریق و کنترل دود
•    کنترل تردد و حفاظت
•    مدیریت اسانسورها در زمانهای خاص

6- تجهیزات کنترلی یک ساختمان هوشمند
در ساختمان های هوشمند دیگر نیاز به کلیدها ،ریموت کنترل های متفاوت و موارد مشا به دیگر ندارید.
 (کنترل از راه دور و بدون محدودیت زمانی و مکانی ؛ مشاهده تصویری محل با دوربین های مداربسته ).
کنترل کلیه تجهیزات و سیستم های هوشمند ساختمان از طریق یکی از روش های زیر امکان پذیر می باشد :
    صفحه نمایش لمسی (صفحه لمسی تاچ که بر روی دیوار نصب می شود)
    کلیدهای هوشمند دیواری (جایگزین مناسب کلیدها و کنترل کننده های ساختمان با صفحه نمایش)
    ریموت کنترل (قابل برنامه ریزی و معرفی تجهیزات جهت کنترل تمام ساختمان)
    تبلت (قابلیت حمل و تغییر مکان در ساختمان و به همراه نرم افزار مخصوص کنترل ساختمان )
    رایانامه (اتصال تمام تجهیزات ساختمان بصورت متمرکز به رایانه )
    اینترنت (کنترل و تغییرات دلخواه تجهیزات ساختمان در اتصال به شبکه اینترنت )
    (کنترل تمام تجهیزات و دریافت و ارسال به سیستم های هوشمند ساختمان )sms
    گوشی تلفن همراه
7- شبکه هاي اتوماسیون خانگی بیسیم (WHAN)
      شبکه هاي اتوماسیون خـانگی بیسـیم( WHAN: Wireless (Home Automation Networks، در بر گیرنده تجهیزات بـدون سیمی هستند که سنسورها(حسـگرها ) و فعـال کننـده هـایی در آنها تعبیه شـده اسـت و مـی تـوان از آنهـا بـراي کنتـرل منـازل استفاده کرد که سبب تسهیل در مدیریت مؤثر منازل می شـوند .
7-1- بهینه سازي مصرف انرژي با استفاده از این شبکه ها
کنترل روشنایی
کنترل از راه دور
مصرف انرژي هوشمند
امنیت و ایمنی
8- بهینه سازي مصرف انرژي با استفاده از سیستم هاي مدیریت و اتوماسیون ساختمان( Building (management system و تابلوي مدیریت انرژي (BEMS)
سیستم هـاي مـدیریت و اتوماسـیون سـاختمان بـه منظـور نظارت خودکار و کنتـرل سیسـتم هـایی نظیـر : روشـنایی، لولـه کشی، تجهیزات آتش نشانی، کنتـرل تـردد، گرمـایش و سیسـتم هاي تهویه مطبوع استفاده می شوند . این اصطلاح بـه سیسـتمی که در آن از سنسورها و کنترل ها استفاده می شود نیز اطـلاق مـی گــردد . بـه طور کلی یک سیستم کنترلی شامل سـه بخـش اصـلی سنسـور، کنترلرو یک وسیله کنترل کننده است و هـ ر مولفـه در معمـاري شبکه به طریقی با سیستم ارتباطی در تماس است . شـبکه هـاي ارتباطی با دو قسمت ضروري مشخص شده است : الـف . قسـمت فیزیکی: که سیگنال هاي کنترلی را منتقـل مـی کنـد ؛ از قبیـل سیم،فیبر نوري و رادیو . ب . پروتکل : که یـک دسـته از قـوانین زبانی رایج بـراي ارتبـ اط برقـرار کـردن سـیگنالها اسـت . نتیجـه استفاده از سیستم مدیریت ساختمان، کاهش هزینه ها، از طریـق کاهش هزینه هاي راه اندازي ساختمان است. تابلوي مدیریت انرژي ساختمان (خانه هوشمند) BEMS سیستم BEMS یک تابلوي مرکزي دیجیتالی اسـت کـه بـه کمک مدارهاي دیجیتالی پیشرفته کنترلهاي توزیع شده را میسر می سازد .
  بـا اسـتفاده از کلیدهاي هوشمند، امکان تعریف سناریوهاي دمـایی نیـز مهیـا می شـود مثـل سـناریوهاي ورود، خـروج، شـب، امکـان کنتـرل یکپارچه تمامی سیستم هاي سرمایشـی و گرمایشـی نیـز وجـود دارد. براي این منظور می تـوان از نمایشـگر هوشـمند و یـا پنـل کنترلی اسـتفاده نمـود . کلیـدهاي هوشـمند اطلاعـاتی از قبیـل دماي محیط را نمایش می دهند .
ورودي ساختمان هنگام ورود
    روشن شدن مسیرهاي روشـنایی موردنیـاز در مسـیر ورود تا رسیدن به محل مورد نظر
    ایجاد دماي مطلوب در هنگام ورود و تعریف دماي مطلوب در هنگام حضور در منزل.
    امکان تطبیق نور فضاي داخلی با نور موجود در محـیط (در دو زمان شب و روز).
    امکان تطبیق پرده هـا و چراغهـاي پشـت پـرده بـا زمـان حضور(در دو زمان شب و روز).
    امکان گزارش گیري زمان و تعداد ورود و خروج در شرایط خاص

ورودي ساختمان هنگام خروج
    خاموش شدن کلیه مسیرهاي روشنایی
    ایجـاد دمـاي مطلـوب در هنگـام خـروج و تعریـف دمـاي مطلوب در هنگام عدم حضور در منزل.
    امکان تطبیق پرده هـا و چراغهـاي پشـت پـرده بـا زمـان حضور(در دو زمان شب و روز).
    امکان شبیه سازي حضور در منزل
    امکان گزارش گیـري از وضـعیت بـاز و بسـته بـودن در و پنجره ها .
    کنترل باز و بسته شدن پـرده هـا و یـا حتـی یـک مسـیر روشنایی جهت تامین نور لازم براي گلهاي زینتی.
    امکان گزارش گیـري دمـا و وضـعیت اب و هـواي محـیط خارج.
اتاق هاي خواب
    امکــان کنتــرل و تعریــف ســناریوهاي متفــاوت در خصوص شدت روشنایی مورد نیاز.
    امکان تعریف سناریوهاي متفاوت(روز و شب) در خصـوص کنترل پرده ها.
مد مطالعه
غیرفعال کردن سیستم صوتی، ایجاد نور با شـدت نـور لازم جهت مطالعه، تنظیم پرده و اسـتفاده از نـور طبیعـی موجـود در محیط، ایجاد دماي مطلوب در فضا. چنین سیستم هوشمندي حتی براي جزیی تـرین مکـان در یک خانه نیز تدابیري را اندیشیده است به عنوان مثال: نیازهاي کنترلی در فضاهاي مشاعات یک ساختمان مسـکونی بـا تفکیک فضاها.
راه پله ها
    ایجاد روشنایی بر اساس حضور و کنترل زمانبندي شده
    امکان کنترل دسترس و همـاهنگی در مواقـع اضـطراري و استفاده از روشنایی اضطراري
پارکینگ
    ایجاد روشنایی براساس حضور و کنترل زمانبندي شده.
    باز و بسته شدن در ورود و خروج با نزدیک شدن اتومبیـل ساکنین در هنگام تردد.
    کنترل فن هـاي تخلیـه هـوا بـر اسـاس حضـور و کنتـرل زمانبندي شده .

استفاده از سیسـتم هـاي هوشـمند در واحـدهاي مسـکونی مدرنی که داراي فضاي ورزشی هستند ؛ نیز امکان پذیر است:
فضاي ورزشی(استخر،سونا،جکوزي،سالن ورزشی)
    امکان کنترل روشنایی فضاهاي ورزشی هنگام ورود و بعـد از خروج با امکان تعریف سناریوهاي متفاوت بسته به نوع کاربري.
    امکان توزیع صوت در فضاي ورزشی.
    امکان دیم کردن نور فضاي استخر.
    امکان کنترل، مانیتورینگ فضـاي ورزش، فعـال و یـا غیـر فعال کردن نقاط کنترلی از داخل واحد مانند: راه انـدازي سـونا و جکوزي قبل از مراجعت به فضاي ورزشی.
با توجه به توضـیحات داده شـده ؛ مشـاهده مـی شـود کـه اینگونه سیستم هاي هوشمند حتـی بـراي جزیـی تـرین کـار در منزل از قبیل: مطالعه، رفت و برگشت از درب ورودي و غیره نیـز تدابیري را اندیشـیده انـد . بنـابرای ن در صـورتیکه بتـوان فرهنـگ ایجاد چنین ساختمان هایی را بین مردم ایران بـه وجـود آورد تـا حد بسیار زیـادي در مصـرف انـرزي صـرفه جـویی شـده اسـت .
9-  مزایای ساختمان هوشمند
9-1- راحتی: ساختمان هوشمند با استفاده از اتوماسیون و بر عهده گرفتن برخی کارهای تکراری راحتی بیشتر برای ساکنین خود به ارمغان می آورد . از طرف دیگر ، برای ایجاد فضای دلخواه در ساختمان هوشمند تنها یک اشاره کافی است : سناریوها وظیفه تنظیم دقیق محیط را به عهده میگیرند .
9-2- ایمنی :در شرایط بحرانی از جمله آتش سوزی ، آب گرفتگی و سرقت ، ساختمان هوشمند اخطارهایی اعلام میکند که میتواند سهم بسزایی در پیشگیری از وقوع خرابی یا بسیشتر شدن آن ایفا کند .
9-3- انعطاف پذیری : انعطاف پذیری در اجرا و استفاده ، از خصوصیات شاخص تکنواوژی هوشمند است . با استفاده از ابزاری که این تکنولوژی د ر اختیار قرار میدهد ، برای اضافه کردن این امکانات به منازل موجود در اکثر موارد نیاز به سیم کشی مجدد و تویض تجهیزات موجود در ساختمان وجود ندارد .
9-4- صرفه جویی در مصرف انرژی :مدیریت مصرف انرژی در ساختمان هوشمند تأثیر بسزایی در صرفه جویی مصرف انرزی دارد . واسته کردن نور و سیستم تهویه به حضور شخص برنامه ریزی بهینه دمای اتاقها در ساعات مختلف شبانه روز از مصادیق این مدیرسیت مصرف انرژی هستند . بررسیها نشان میدهند ، با بکارگیریب یک منطق کنترلی صحیح ، تا میزا ن چهل درصد از انرژی مصرفی کاسته میشود.
9-5- کاهش هزینه :با توجه به آنکه مصرف انرژی کاملاَ در کنترل قرار دارد ، بهای پرداختی تا حد قابل قبولی به میزان انرژی مفید مصرفی نزدیک است . به این معنا که کاربر تنها هزینه واقعی انرژی مورد نیاز را می پردازد.
9-6- کنترل یکپارچه : سیستم هوشمند امکان کنترل یکپارچه کل ساختمان را میسر میسازد به نحوی که المانهای کنترلی در دورترین نقاط ساختمان هم به راحتی مانیتور و کنترل میشوند و نیازی به مراجعه نقطه کنترلی نیست.
1- صرفه‌جویی بدون هزینه : به کمک تنظیم محسوس سیستم‌های کنترلی می‌توان با هدایت عملکرد تجهیزات تغییرات عمده و مفیدی در روند عملکرد دستگاه ایجاد کرد که این طرح تقریبا بدون هزینه است.
2- صرفه‌جویی با هزینه بسیار کم : این روند در بخش‌هایی که متناوباً مورد استفاده قرار می‌گیرند از جمله موارد زیر کاربرد دارد:
کنترلر سیستم روشنایی، سوئیچ زمانی در سیستم آبگرمکن، کنترلر سیفون توالت، vending machineها و یا کنترلرهای حرارت مرکزی.
3- صرفه‌جویی در مقیاس بالا : این روند در طرح‌هایی به کار می‌رود که نیازمند ایجاد تغییرات عمده و یا تغییر مکان در نقشه و همچنین مستلزم بکارگیری تجهیزات بسیار مدرن یا حساس هستند. به عنوان مثال جایگزینی سیستم بویلر و مشعل حرارتی با هدایتگر گاز داغ در واحد آب گرم و یا سیستم‌های دارای چیلر و همچنین در جایی که مصرف همزمان برق و گرما داریم (combined heat & power).
آنچه تاکنون گفته شد نتایج حاصل از یک برنامه جامع مدیریت انرژی بود که در حالت ایده‌آل بسته به میزان انعطاف‌پذیری آن حدود 15 تا 25% سود سالیانه در بر دارد.

10-  نتیجه گیري و پیشنهادات
    امروزه یکی از مهمترین نکاتی که در ساختمان ها اعم از مسکونی، تجاري، بیمارستان ها، هتل ها و غیره در نظر گرفته می شود ؛ مسئله بهینه سازي مصرف انرژي است . در ایران با توجه به اهمیت صرف جویی در مصرف انرژي ، که در سالیان اخیر به علت رشد فزاینده استفاده از سوخت هاي فسیلی ، محدود بودن منابع و همچنین قیمت رو به رشد آنها ، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است ؛ استفاده از سیستم هاي مدیریت و هوشمندسازي ساختمان ها به میزان قابل توجهی کل مصرف انرژي را کاهش می دهد و شرایط آسایش و ایمنی را نیز به طور مطلوبی فراهم می سازد . بنابراین این مقاله سعی بر گشودن باب تاثیر شبکه هوشمند با استفاده از شبکه هاي حسگر بیسیم در اتوماسیون خانگی، سیستم هاي مدیریت انرژي، کلیدهاي هوشمند الکتریکی در ساختمان جهت بهینه سازي مصرف انرژي داشته و اهمیت آنچه را که تا کنون نادیده گرفته شده است را تنها با اشاراتی مختصر ذکر نموده است .
    در صورت اعمال نکات مطرح شده توسط طراحان به ساکنین ساختمان هاي مسکونی و غیر مسکونی، به راحتی می توان از یک سو ضمن کاهش آلودگی ناشی از مصرف انرژي هایی که از سوخت هاي فسیلی تامین می گردد و خطر جدي براي سلامت روحی و جسمی جامعه ایجاد کرده است ؛ و نیز کاهش هزینه هاي اضافی ، می توان با استفاده از تکنولوژي هاي نوین الکترونیکی و طراحی شبکه هوشمند در جهت بهینه سازي مصرف انرژي پیش رویم. بزرگترین موضوع در این مورد فرهنگ ایجاد این چنین ساختمان ها و منازلی بین مردم است که راه حل این موضوع این است که دولت اطلاع رسانی کافی از مزایاي اینگونه سیستم ها را داشته باشد و در این راستا کمک هاي مالی را نیز براي برپایی این گونه ساختمان ها انجام دهد به امید اینکه بتوان این فرهنگ را بین تمام مردم ایجاد نمود و کشور را به سمت سازندگی و بی نیازي و تکامل پیش برد.

*محمد جواد باقری زیاری

دبیر انجمن علمی دانشجویان،گروه هنر و معماری، موسسه آموزش عالی صالحان،شهرستان قائمشهر
Mobin.bagheri90@gmail.com