هوشمندسازی ساختمان در سالهای اخیر از یک فناوری لوکس و محدود به کنترل روشنایی و پردهها، به یکی از راهکارهای مهم برای مدیریت انرژی، افزایش آسایش و بهینهسازی عملکرد ساختمان تبدیل شده است. اما یک سؤال کاملاً منطقی هنوز برای بسیاری از مالکان ساختمان وجود دارد: آیا هوشمندسازی مصرف برق را واقعاً کم میکند یا اضافه شدن تجهیزات الکترونیکی و سیستمهای کنترلی باعث افزایش مصرف برق میشود؟
پاسخ کوتاه این است که هوشمندسازی میتواند مصرف برق ساختمان را کاهش دهد، اما صرف نصب تجهیزات هوشمند بهتنهایی تضمینکننده کاهش مصرف نیست. نتیجه نهایی به نوع سیستم، نحوه طراحی، کیفیت تجهیزات، استراتژی کنترل، سنسورها، تنظیمات و میزان استفاده واقعی از سیستم بستگی دارد.
یک ساختمان هوشمند زمانی بهینه عمل میکند که بتواند مصرف انرژی را اندازهگیری کند، شرایط محیط را تشخیص دهد و تجهیزات را فقط در زمان و میزان مورد نیاز فعال نگه دارد. برای مثال، خاموش شدن خودکار چراغ یک اتاق خالی، تنظیم خودکار دمای سیستم تهویه بر اساس حضور افراد، کنترل پردهها برای کاهش بار سرمایشی و گرمایشی و پایش لحظهای مصرف انرژی، همگی نمونههایی از عملکردی هستند که میتوانند اتلاف انرژی را کاهش دهند.
انجمن KNX نیز در پروژههای واقعی خود بر نقش اتوماسیون، کنترل روشنایی، HVAC، مدیریت انرژی، سنجش انرژی و کنترل تجهیزات در افزایش بهرهوری انرژی تأکید کرده است. در برخی پروژههای ثبتشده توسط این انجمن، برای گسترش عملکردهای KNX پتانسیل صرفهجویی بسیار قابلتوجهی گزارش شده است؛ البته این اعداد مربوط به پروژه و سناریوی مشخص هستند و نباید بهعنوان تضمین یکسان برای تمام ساختمانها در نظر گرفته شوند.
در ادامه بررسی میکنیم که هوشمند سازی چگونه مصرف برق را کاهش میدهد، چه زمانی ممکن است مصرف را افزایش دهد، کدام تجهیزات بیشترین تأثیر را دارند و نقش برندهایی مانند اشنایدر Schneider و ای بی بی ABB در طراحی سیستمهای مدیریت انرژی چیست.
هوشمندسازی چگونه باعث کاهش مصرف برق میشود؟
مصرف انرژی در یک ساختمان فقط به مقدار توان مصرفی تجهیزات وابسته نیست؛ مدت زمان روشن بودن، شرایط محیطی، میزان استفاده، تعداد افراد حاضر در فضا و نحوه کنترل تجهیزات نیز اهمیت زیادی دارد.
در یک ساختمان سنتی، بسیاری از تجهیزات بر اساس تصمیم کاربر کار میکنند. کاربر چراغ را روشن میکند، سیستم سرمایش یا گرمایش را فعال میکند، پرده را باز و بسته میکند و گاهی نیز فراموش میکند تجهیزی را خاموش کند. همین رفتارهای کوچک در طول روز و ماه میتوانند مجموع مصرف انرژی را به شکل محسوسی افزایش دهند.
هوشمندسازی تلاش میکند این تصمیمهای تکراری را به سیستم کنترل منتقل کند.
در خانه هوشمند، سیستم میتواند بر اساس اطلاعاتی که از سنسورها دریافت میکند تصمیم بگیرد که چه تجهیزی در چه زمانی، با چه شدت و برای چه مدت فعال باشد. این موضوع خصوصاً در روشنایی، تهویه مطبوع، موتورخانه، فنکویل، گرمایش از کف، پردههای برقی و تجهیزات مصرفکننده برق اهمیت زیادی دارد.
به عنوان مثال، اگر در یک اتاق هیچ فردی حضور نداشته باشد، روشن ماندن چراغ یا کار کردن سیستم تهویه با ظرفیت بالا لزوماً منطقی نیست. سنسور حضور میتواند این وضعیت را تشخیص دهد و سیستم هوشمند بر اساس منطق تعریفشده، تجهیزات را خاموش یا وارد حالت کممصرف کند.
همین فلسفه در مدیریت انرژی نیز وجود دارد: به جای مصرف بیشتر، فقط به اندازه نیاز مصرف کنیم.
آیا خود تجهیزات هوشمند برق مصرف میکنند؟
بله.
و این دقیقاً همان جایی است که بعضی تبلیغات عجیبوغریب درباره خانه هوشمند از مسیر واقعیت خارج میشوند.
تجهیزات هوشمند صفر وات مصرف نمیکنند. سنسورها، اکچویتورها، کنترلرها، منبع تغذیه، سرورها، تاچپنلها، تجهیزات شبکه و برخی تجهیزات ارتباطی برای عملکرد خود به انرژی نیاز دارند. بنابراین کاملاً طبیعی است که بعد از هوشمندسازی، مصرف الکتریکی بخش کنترل ساختمان مقداری افزایش پیدا کند.
اما مسئله اصلی مقایسه مصرف خود سیستم هوشمند با میزان انرژیای است که سیستم میتواند در سایر بخشها صرفهجویی کند.
اگر چند وات یا چند ده وات برای سنجش و کنترل مصرف شود، اما سیستم بتواند ساعتها کارکرد غیرضروری سیستم سرمایش، گرمایش یا روشنایی را حذف کند، تراز نهایی میتواند به نفع کاهش مصرف انرژی باشد.
به زبان ساده، هدف هوشمندسازی این نیست که هیچ انرژی برای کنترل ساختمان مصرف نشود؛ هدف این است که انرژی کمتری هدر برود.
مهمترین بخشهای ساختمان که هوشمندسازی میتواند مصرف برق آنها را کاهش دهد
تمام تجهیزات ساختمان از نظر میزان پتانسیل صرفهجویی یکسان نیستند. معمولاً سیستمهایی که توان بالاتر یا ساعات کار بیشتری دارند، فرصت بیشتری برای بهینهسازی ایجاد میکنند.
روشنایی یکی از سادهترین و قابلدرکترین نمونههای صرفهجویی در خانه هوشمند است.
در ساختمان معمولی ممکن است چراغ یک راهرو، سرویس، اتاق جلسه یا پارکینگ مدت زیادی روشن بماند، حتی زمانی که هیچ شخصی در آن فضا حضور ندارد.
در سیستم هوشمند میتوان روشنایی را بر اساس حضور افراد، زمان، نور طبیعی، سناریوهای تعریفشده و شرایط محیطی کنترل کرد.
انجمن KNX نیز استفاده از سنسورهای حضور و سنسورهای نور طبیعی را بهعنوان یکی از روشهای کنترل هوشمند روشنایی معرفی میکند. در این ساختار، سیستم میتواند با توجه به میزان نور روز شدت روشنایی مصنوعی را تنظیم کرده یا در شرایط مناسب آن را خاموش کند.
این موضوع در ساختمانهای بزرگتر اهمیت بیشتری پیدا میکند؛ زیرا حتی درصد کوچکی از کاهش زمان روشن بودن چراغها، وقتی در صدها نقطه و برای مدت طولانی تکرار شود، میتواند به کاهش مصرف منجر شود.
در بسیاری از ساختمانها، بیشترین فرصت برای بهینهسازی انرژی مربوط به HVAC یعنی سیستمهای گرمایش، تهویه و سرمایش است.
در یک سیستم سنتی ممکن است تمام فضاها با یک دمای ثابت کنترل شوند؛ حتی اگر برخی اتاقها خالی باشند یا نیاز حرارتی و سرمایشی متفاوتی داشته باشند.
هوشمندسازی امکان ایجاد کنترل منطقهای یا Zone Control را فراهم میکند. در این حالت دمای هر فضا میتواند بر اساس شرایط واقعی همان فضا کنترل شود.
برای مثال، سیستم میتواند تشخیص دهد که یک اتاق در ساعات مشخصی استفاده نمیشود و در نتیجه دمای آن را در محدوده کممصرفتری نگه دارد. همچنین میتوان برنامه زمانی، دمای هدف، حضور افراد، شرایط آبوهوا و سایر پارامترها را در منطق کنترل وارد کرد.
Schneider Electric در راهکارهای مدیریت ساختمان خود نیز بر کنترل سیستمهای HVAC و روشنایی بر اساس عواملی مانند برنامه زمانی، ساعت روز، حضور افراد و شرایط آبوهوایی تأکید میکند.
شاید در نگاه اول موتور پرده ارتباط مستقیمی با کاهش مصرف برق نداشته باشد، اما کنترل سایهاندازها میتواند بر بار سرمایشی و گرمایشی ساختمان اثر بگذارد.
در فصل گرم، ورود بیش از حد تابش مستقیم خورشید میتواند دمای داخلی را افزایش داده و بار سیستم سرمایش را بیشتر کند. در مقابل، استفاده صحیح از تابش خورشید در فصول سرد میتواند در برخی شرایط به دریافت گرمای طبیعی کمک کند.
در ساختمان هوشمند میتوان موقعیت پردهها و سایهبانها را بر اساس زمان، موقعیت خورشید، دمای داخل، شرایط محیطی و سناریوی استفاده کنترل کرد.
بنابراین سیستم هوشمند فقط به خاموش و روشن کردن چراغ محدود نیست؛ بلکه میتواند مجموعهای از عوامل مؤثر بر مصرف انرژی را هماهنگ کند.
در بسیاری از ساختمانهای مسکونی و اداری، فنکویلها و تجهیزات تهویه در شرایطی کار میکنند که حداکثر ظرفیت آنها واقعاً مورد نیاز نیست.
هوشمندسازی میتواند با استفاده از ترموستاتهای هوشمند، سنسور دما و سایر ورودیهای سیستم، نحوه کارکرد تجهیزات را دقیقتر کنترل کند.
این کنترل میتواند شامل روشن و خاموش کردن، تنظیم دما، کنترل سرعت فن و اجرای برنامههای زمانی باشد.
در پروژههای بزرگتر نیز سیستم مدیریت ساختمان میتواند اطلاعات تجهیزات مختلف را در یک مرکز کنترل جمعآوری کرده و امکان تحلیل عملکرد و شناسایی اتلاف انرژی را فراهم کند.
اگر بخواهیم یکی از مهمترین تفاوتهای ساختمان معمولی و ساختمان هوشمند را مشخص کنیم، باید به داده اشاره کنیم.
ساختمان معمولی عمدتاً منتظر فرمان انسان است، اما ساختمان هوشمند میتواند شرایط محیط را اندازهگیری کند.
سنسور حضور تشخیص میدهد چه زمانی افراد در فضا هستند.
سنسور دما شرایط حرارتی محیط را اندازهگیری میکند.
سنسور روشنایی میزان نور محیط را بررسی میکند.
سنسور CO₂ و کیفیت هوا اطلاعاتی درباره شرایط هوای داخلی ارائه میکنند.
کنتور و تجهیزات اندازهگیری انرژی نیز مصرف واقعی را مشخص میکنند.
ترکیب این دادهها به سیستم اجازه میدهد تصمیمهای دقیقتری بگیرد.
برای مثال، تصور کنید نور طبیعی یک دفتر در ساعت ۱۰ صبح بسیار زیاد است. سیستم هوشمند میتواند روشنایی مصنوعی را کاهش دهد. ساعت ۱۲ کارکنان دفتر را ترک میکنند و سیستم حضور آنها را تشخیص میدهد. حالا میتوان چراغها و تجهیزات غیرضروری را خاموش کرد. در پایان روز نیز سیستم میتواند ساختمان را وارد حالت اقتصادی کند.
همه این کارها در یک ساختمان سنتی ممکن است با دخالت انسان انجام شوند. مشکل اینجاست که انسانها، با احترام فراوان به گونهای که قبض برق را پرداخت میکنند، معمولاً آنقدر منظم نیستند.
آیا هوشمندسازی میتواند مصرف برق را بیشتر کند؟
بله، در بعضی شرایط حتی میتواند.
این قسمت مهمتر از آن چیزی است که معمولاً در تبلیغات دیده میشود.
اگر یک ساختمان بدون تحلیل انرژی، بدون طراحی درست و فقط با هدف افزایش امکانات هوشمند شود، ممکن است تجهیزات جدیدی به ساختمان اضافه شوند بدون اینکه مصرف قبلی به شکل مؤثری کنترل شود.
برای مثال، اضافه کردن تعداد زیادی تاچپنل، نمایشگر، کنترلر، تجهیزات شبکه و سیستمهای ارتباطی، بدون اینکه استراتژی مدیریت انرژی وجود داشته باشد، میتواند بخشی از مصرف برق را افزایش دهد.
همچنین اگر تمام چراغها فقط با کلید هوشمند کنترل شوند اما سناریوی خاموشی خودکار وجود نداشته باشد، هنوز مشکل اصلی حل نشده است.
یک اشتباه رایج دیگر نیز این است که تصور کنیم هرچه اتوماسیون بیشتر باشد، ساختمان لزوماً بهینهتر خواهد بود.
این گزاره درست نیست.
اتوماسیون باید هدف داشته باشد.
اگر سیستم هوشمند به شکل نادرست برنامهریزی شود، ممکن است تجهیزات بیشتر از نیاز واقعی کار کنند. بنابراین کیفیت طراحی و برنامهنویسی سیستم به اندازه انتخاب برند تجهیزات اهمیت دارد.
هوشمندسازی واقعی یعنی مدیریت مصرف، نه فقط کنترل از طریق موبایل
یکی از اشتباهات رایج در بازار خانه هوشمند این است که مفهوم هوشمندسازی با «کنترل از راه دور» اشتباه گرفته میشود.
اینکه بتوانیم چراغ را از طریق تلفن همراه روشن کنیم، به خودی خود به معنای مدیریت انرژی نیست.
ممکن است همان چراغ را از فاصله چند کیلومتری روشن کنیم و بعد هم فراموش کنیم خاموشش کنیم. در چنین حالتی فقط روش کنترل عوض شده، نه مصرف انرژی.
در یک سیستم حرفهای، کنترل از راه دور تنها یکی از امکانات است.
مدیریت انرژی زمانی معنا پیدا میکند که سیستم بتواند:
مصرف را اندازهگیری کند، الگوهای مصرف را نمایش دهد، تجهیزات را بر اساس شرایط واقعی کنترل کند، برای ساعات مختلف برنامه داشته باشد، مناطق مختلف ساختمان را مدیریت کند و در صورت مشاهده عملکرد غیرعادی، امکان بررسی و اصلاح فراهم شود.
ABB نیز در راهکارهای مدیریت انرژی ساختمان بر اهمیت اندازهگیری، تحلیل و نمایش دادههای مصرف تأکید دارد؛ زیرا بدون داشتن اطلاعات دقیق از اینکه انرژی کجا و چگونه مصرف میشود، تصمیمگیری برای بهینهسازی دشوار خواهد بود.
نقش KNX در کاهش مصرف انرژی
KNX یکی از استانداردهای شناختهشده در اتوماسیون ساختمان و خانه هوشمند است که امکان ارتباط و هماهنگی بین تجهیزات مختلف ساختمان را فراهم میکند.
یکی از مزیتهای مهم KNX برای مدیریت انرژی، همین قابلیت یکپارچهسازی است.
به جای اینکه روشنایی، HVAC، پردهها، سنسورها و سایر بخشها کاملاً جدا از یکدیگر کار کنند، میتوان بین آنها منطق کنترلی ایجاد کرد.
برای نمونه، سنسور حضور میتواند علاوه بر روشنایی، اطلاعات لازم را در اختیار کنترل سیستم تهویه قرار دهد. یا یک سناریوی خروج میتواند به طور همزمان روشناییهای غیرضروری را خاموش کند، سیستم تهویه را به وضعیت اقتصادی ببرد و برخی تجهیزات را در حالت آمادهبهکار قرار دهد.
در پروژههای KNX، کاربردهای مدیریت انرژی، Smart Metering، کنترل روشنایی، HVAC، پرده و شاتر و کنترل خودکار به صورت یکپارچه قابل پیادهسازی هستند.
این یکپارچگی همان چیزی است که باعث میشود هوشمندسازی ساختمان از مجموعهای از تجهیزات منفرد به یک سیستم مدیریتی تبدیل شود.
یکی از اشتباهات رایج در بازار خانه هوشمند این است که مفهوم هوشمندسازی با «کنترل از راه دور» اشتباه گرفته میشود.
اینکه بتوانیم چراغ را از طریق تلفن همراه روشن کنیم، به خودی خود به معنای مدیریت انرژی نیست.
ممکن است همان چراغ را از فاصله چند کیلومتری روشن کنیم و بعد هم فراموش کنیم خاموشش کنیم. در چنین حالتی فقط روش کنترل عوض شده، نه مصرف انرژی.
در یک سیستم حرفهای، کنترل از راه دور تنها یکی از امکانات است.
مدیریت انرژی زمانی معنا پیدا میکند که سیستم بتواند:
مصرف را اندازهگیری کند، الگوهای مصرف را نمایش دهد، تجهیزات را بر اساس شرایط واقعی کنترل کند، برای ساعات مختلف برنامه داشته باشد، مناطق مختلف ساختمان را مدیریت کند و در صورت مشاهده عملکرد غیرعادی، امکان بررسی و اصلاح فراهم شود.
ABB نیز در راهکارهای مدیریت انرژی ساختمان بر اهمیت اندازهگیری، تحلیل و نمایش دادههای مصرف تأکید دارد؛ زیرا بدون داشتن اطلاعات دقیق از اینکه انرژی کجا و چگونه مصرف میشود، تصمیمگیری برای بهینهسازی دشوار خواهد بود.
Schneider Electric یا اشنایدر یکی از برندهای شناختهشده جهانی در زمینه مدیریت انرژی، اتوماسیون و زیرساختهای الکتریکی ساختمان است.
در راهکارهای ساختمان هوشمند Schneider، سیستم مدیریت ساختمان میتواند بخشهایی مانند انرژی، روشنایی، HVAC و سایر سامانههای فنی را در یک محیط یکپارچه مدیریت و پایش کند.
برای مثال، EcoStruxure Building Operation به عنوان یک راهکار مدیریت ساختمان، امکان مانیتورینگ، مدیریت و بهینهسازی عملکرد سیستمهای مختلف ساختمان را فراهم میکند. Schneider همچنین بر تحلیل دادههای انرژی، مشاهده مصرف در سطح فضاها و مناطق و شناسایی فرصتهای کاهش مصرف تأکید دارد.
در یک مطالعه فنی انجامشده با همکاری Schneider Electric و Arup، استفاده از کنترلهای مدرن BMS با قابلیتهای کنترلی در سطح اتاق در سناریوی بررسیشده با تا ۳۹ درصد کاهش مصرف انرژی HVAC و روشنایی نسبت به کنترلهای سنتی همراه بوده است. این مقدار مربوط به همان سناریوی مطالعه است و نباید بهعنوان درصد قطعی صرفهجویی برای تمام ساختمانها تلقی شود.
اهمیت این موضوع در پروژههای هوشمندسازی ساختمان زمانی بیشتر میشود که طراحی سیستم بر اساس تحلیل دقیق تجهیزات و الگوی مصرف انجام شود.
ABB یا ای بی بی نیز یکی از برندهای مهم حوزه برق، اتوماسیون، مدیریت انرژی و اتوماسیون ساختمان است.
راهکارهای ABB در حوزه ساختمان هوشمند میتوانند بخشهایی مانند روشنایی، HVAC، پرده و سایهبان، اندازهگیری انرژی و مدیریت ساختمان را در ساختاری یکپارچه پوشش دهند.
ABB در منابع رسمی خود اعلام میکند که راهکارهای اتوماسیون و مدیریت انرژی میتوانند در شرایط و پروژههای مناسب به کاهش قابلتوجه مصرف انرژی کمک کنند. در یکی از منابع رسمی ABB، برای راهکارهای هوشمندسازی و مدیریت انرژی تا ۲۰ درصد صرفهجویی انرژی و در منبع دیگری برای اتوماسیون ساختمان تا ۳۰ درصد کاهش مصرف مطرح شده است. این اعداد نیز به نوع پروژه، نحوه اجرا و شرایط ساختمان وابسته هستند و نباید به صورت تضمین عمومی تکرار شوند.
ABB همچنین راهکارهای مبتنی بر KNX و سیستمهای مدیریت انرژی را برای هماهنگسازی مصرف، پایش انرژی و کنترل تجهیزات ساختمان ارائه میکند.
بنابراین در یک پروژه حرفهای، انتخاب برندهایی مانند ABB یا Schneider صرفاً انتخاب یک کلید و سنسور زیباتر نیست؛ مهمتر از خود برند، معماری سیستم، قابلیت یکپارچهسازی و کیفیت طراحی و اجرای پروژه است.
آیا خانه هوشمند برای یک واحد مسکونی هم باعث کاهش مصرف برق میشود؟
بله، اما میزان صرفهجویی در خانه هوشمند به شرایط ساختمان بستگی دارد.
در یک خانه کوچک که فقط چند چراغ و تعداد محدودی وسیله برقی مصرف میکنند، ظرفیت صرفهجویی طبیعی کمتر از یک ساختمان اداری بزرگ با صدها چراغ، چندین سیستم تهویه و تجهیزات متعدد است.
با این حال، حتی در خانه هوشمند نیز کنترل روشنایی، سیستم سرمایش و گرمایش، پردهها و سناریوهای خروج و خواب میتوانند از مصرف غیرضروری جلوگیری کنند.
برای مثال، سناریوی خروج از خانه میتواند وضعیت مجموعهای از تجهیزات را تغییر دهد. چراغهای غیرضروری خاموش شوند، سیستم تهویه وارد حالت اقتصادی شود و برخی تجهیزات به وضعیت مناسب بروند.
در سناریوی بازگشت نیز سیستم میتواند پیش از رسیدن کاربر شرایط محیطی را آماده کند.
این یعنی خانه هوشمند تلاش میکند مصرف انرژی را با الگوی واقعی زندگی ساکنان هماهنگ کند.
آیا هوشمندسازی ساختمان برای واحدهای اداری و تجاری ارزش بیشتری دارد؟
از منظر صرفهجویی انرژی، بسیاری از ساختمانهای اداری و تجاری به دلیل تعداد بیشتر تجهیزات و ساعات کار طولانی، فرصت قابلتوجهی برای بهینهسازی دارند.
در یک دفتر، ممکن است روشنایی دهها اتاق، راهرو، سالن، سرویس، فضای عمومی و پارکینگ به صورت همزمان وجود داشته باشد. سیستمهای تهویه نیز معمولاً سهم قابلتوجهی در مصرف انرژی دارند.
در چنین شرایطی، خاموشی خودکار، زمانبندی، کنترل حضور، کنترل دما، سنجش مصرف و مدیریت مرکزی میتوانند نقش مهمی داشته باشند.
وزارت انرژی ایالات متحده نیز در تحقیقات مرتبط با کنترلهای پیشرفته ساختمان، استفاده از سنسورها، کنترلها و سیستمهای اتوماسیون را بهعنوان یکی از مسیرهای کاهش مصرف انرژی ساختمانها بررسی کرده و برای برخی ساختمانهای کوچک و متوسط، پتانسیل کاهش ۲۰ تا ۳۰ درصدی مصرف را در صورت استقرار این فناوریها مطرح کرده است.
این اعداد نشان میدهند که پتانسیل کاهش مصرف واقعی است، اما یک نکته همچنان پابرجاست: پتانسیل صرفهجویی با تضمین صرفهجویی یکسان نیست.
چگونه یک سیستم هوشمند را برای کاهش مصرف برق طراحی کنیم؟
اگر هدف اصلی پروژه کاهش مصرف انرژی باشد، طراحی باید از همان مرحله ابتدایی با تحلیل انرژی شروع شود.
ابتدا باید مشخص شود که چه تجهیزاتی بیشترین سهم مصرف را دارند. بعد باید مشخص شود کدام یک از این تجهیزات قابلکنترل هستند و چه اطلاعاتی برای کنترل بهینه آنها نیاز است.
مرحله بعد انتخاب تجهیزات اندازهگیری و سنسورهاست.
بدون اندازهگیری، سیستم فقط حدس میزند.
سپس باید استراتژی کنترل تعریف شود. برای مثال، باید مشخص شود در نبود فرد چه اتفاقی برای روشنایی و تهویه رخ دهد، در ساعات کاری چه دمایی مناسب باشد، در چه شرایطی روشنایی کاهش پیدا کند و چه تجهیزات یا فضاهایی باید در اولویت مدیریت انرژی قرار بگیرند.
در نهایت باید سیستم به گونهای برنامهریزی شود که کاربر مجبور نباشد دائماً با آن درگیر باشد.
سیستم هوشمند خوب سیستمی نیست که هر روز دهها بار تنظیم شود؛ سیستم خوب بخش زیادی از تصمیمهای تکراری را خودش مدیریت میکند.
آیا هزینه اولیه هوشمندسازی با صرفهجویی انرژی جبران میشود؟
این سؤال را نمیتوان برای همه ساختمانها با یک عدد ثابت پاسخ داد.
هزینه اولیه به مساحت ساختمان، تعداد نقاط کنترلی، نوع سیستم، برند تجهیزات، سطح اتوماسیون، زیرساخت سیمکشی، تابلو برق، سیستم تهویه، تجهیزات اندازهگیری و نوع پروژه بستگی دارد.
از طرف دیگر، میزان صرفهجویی نیز به وضعیت قبلی ساختمان بستگی دارد.
اگر ساختمان از ابتدا سیستم نسبتاً کممصرف و مدیریتشدهای داشته باشد، فضای کاهش مصرف محدودتر است. اما اگر در ساختمان اتلاف انرژی زیادی وجود داشته باشد، سیستم هوشمند فرصت بیشتری برای بهینهسازی خواهد داشت.
به همین دلیل، محاسبه اقتصادی هوشمندسازی باید بر اساس مصرف واقعی ساختمان، الگوی استفاده، هزینه تجهیزات، هزینه اجرا و میزان قابلاندازهگیری صرفهجویی انجام شود.
فروش یک پکیج یکسان به همه پروژهها و وعده درصد ثابت کاهش مصرف، از نظر فنی روش قابل اتکایی نیست.
نقش طراح و مجری در میزان صرفهجویی ساختمان هوشمند
دو ساختمان ممکن است دقیقاً از یک برند تجهیزات استفاده کنند اما نتایج کاملاً متفاوتی بگیرند.
دلیل آن طراحی و اجرای سیستم است.
انتخاب سنسور مناسب، محل نصب، تعداد نقاط اندازهگیری، تعریف منطق کنترل، تنظیم دمای تجهیزات، طراحی تابلو، ساختار ارتباطی، برنامهنویسی، Commissioning و آموزش کاربر، همگی در عملکرد نهایی سیستم اثرگذار هستند.
بنابراین هوشمندسازی را نباید صرفاً «خرید تجهیزات» دانست.
پروژه حرفهای از طراحی شروع میشود و با اجرا، برنامهنویسی، تست و تحویل اصولی کامل میشود.
در ساختمان هوشمند اسپرلوس، رویکرد پروژههای هوشمندسازی بر ارائه راهکار متناسب با نیاز ساختمان است؛ یعنی به جای انتخاب صرفاً ظاهری تجهیزات، ساختار سیستم، نوع کاربری، نیازهای کنترلی و امکان مدیریت انرژی در فرایند طراحی مورد توجه قرار میگیرد.
ساختمان هوشمند اسپرلوس بهعنوان فروشنده تجهیزات هوشمندسازی، طراح و مجری سیستمهای هوشمندسازی ساختمان و ارائهدهنده تجهیزات برندهای معتبر از جمله Schneider و ABB، امکان طراحی راهکار برای پروژههای مسکونی، اداری و تجاری را فراهم میکند.
همچنین مجموعه اسپرلوس در معرفی خدمات خود بهعنوان نماینده رسمی ABB و Schneider فعالیت میکند و هدف آن ارائه تجهیزات و راهکارهای حرفهای برای اجرای پروژههای هوشمند است.
چگونه بفهمیم هوشمندسازی واقعاً باعث کاهش مصرف شده است؟
پاسخ این سؤال باید با عدد داده شود، نه با حدس.
بهترین روش این است که مصرف انرژی پیش از اجرای پروژه اندازهگیری و ثبت شود و بعد از اجرای سیستم نیز دادهها در بازه مشابه بررسی شوند.
برای مثال، اگر مصرف ماهانه برق ساختمان قبل از هوشمندسازی مشخص باشد، میتوان پس از اجرای سیستم و تثبیت شرایط بهرهبرداری، تغییرات مصرف را بررسی کرد.
البته مقایسه باید منطقی باشد. تغییر فصل، تعداد افراد، ساعات کاری، دمای محیط، تغییر تجهیزات، تعرفه برق و سایر عوامل میتوانند روی مصرف اثر بگذارند.
سیستمهای مدیریت انرژی مدرن نیز دقیقاً به سمت همین رویکرد حرکت کردهاند: پایش، ثبت، تحلیل، مقایسه و شناسایی نقاط اتلاف انرژی.
در مقررات جدید اروپایی مرتبط با عملکرد انرژی ساختمانها نیز بر قابلیت سیستمهای اتوماسیون برای پایش مداوم، ثبت و تحلیل مصرف، شناسایی افت بهرهوری و شناسایی فرصتهای بهبود انرژی تأکید شده است.
بنابراین آینده هوشمندسازی صرفاً در «کنترل تجهیزات» خلاصه نمیشود؛ بخش مهمتر آن مدیریت داده و انرژی است.
آیا هر خانهای باید کاملاً هوشمند شود؟
لزومی ندارد.
این هم یکی از آن باورهایی است که بازار فناوری با علاقه زیاد تولید میکند، چون فروش بیشتر معمولاً از قانع کردن مشتری به خرید قابلیتهایی شروع میشود که شاید به آنها نیاز نداشته باشد.
هوشمندسازی باید متناسب با نیاز و بودجه پروژه طراحی شود.
برای یک خانه ممکن است کنترل روشنایی، پرده، گرمایش و سرمایش و سناریوهای اصلی کافی باشد.
برای خانه دیگر، مدیریت انرژی، مانیتورینگ مصرف، کنترل بار، پنل لمسی و یکپارچهسازی سیستمهای مختلف اهمیت بیشتری داشته باشد.
در پروژههای اداری و تجاری ممکن است سیستم مدیریت ساختمان، گزارشگیری انرژی، کنترل مرکزی، مانیتورینگ تجهیزات و مدیریت HVAC بخش اصلی پروژه باشند.
بنابراین سؤال درست این نیست که «چقدر هوشمند کنیم؟»
سؤال درست این است که:
کدام بخشهای ساختمان را هوشمند کنیم تا بیشترین ارزش، کنترل و بهرهوری را ایجاد کنند.
جمعبندی؛ آیا هوشمندسازی مصرف برق را کم میکند؟
در پاسخ نهایی باید گفت: بله، هوشمندسازی اصولی میتواند مصرف برق و اتلاف انرژی ساختمان را کاهش دهد، اما کاهش مصرف نتیجه طراحی و کنترل صحیح است، نه صرفاً نصب تجهیزات هوشمند.
خانه هوشمند و هوشمندسازی ساختمان با استفاده از سنسورها، کنترلرها، سیستمهای مدیریت انرژی، برنامههای زمانی و ارتباط بین تجهیزات میتوانند مصرف را با شرایط واقعی ساختمان هماهنگ کنند.
کنترل روشنایی بر اساس حضور افراد و نور طبیعی، کنترل دمای فضاها بر اساس نیاز واقعی، مدیریت HVAC، کنترل پردهها و سایهبانها، سنجش مصرف برق و ایجاد سناریوهای هوشمند، از مهمترین روشهایی هستند که میتوانند به کاهش مصرف کمک کنند.
برندهایی مانند Schneider یا اشنایدر و ABB یا ای بی بی نیز راهکارهای گستردهای برای اتوماسیون ساختمان، مدیریت انرژی، کنترل HVAC، روشنایی و پایش مصرف ارائه میکنند.
با این حال، هیچ عددی را نمیتوان بدون بررسی ساختمان بهعنوان میزان قطعی صرفهجویی اعلام کرد. حتی منابع رسمی ABB، Schneider و KNX نیز درصدهای صرفهجویی را در قالب پروژهها، سناریوها یا راهکارهای مشخص مطرح میکنند. بنابراین طراحی مهندسی و تحلیل شرایط واقعی ساختمان اهمیت بسیار بیشتری از یک وعده تبلیغاتی ساده دارد.
در نهایت، هدف هوشمندسازی حرفهای این نیست که ساختمان فقط با تلفن همراه کنترل شود. هدف این است که ساختمان کمتر انرژی هدر بدهد، بهتر تصمیم بگیرد، داده قابلاندازهگیری تولید کند و بدون کاهش آسایش ساکنان یا کاربران، انرژی را هوشمندانهتر مصرف کند.
ساختمان هوشمند اسپرلوس با ارائه تجهیزات هوشمندسازی، طراحی و اجرای سیستمهای هوشمندسازی ساختمان و ارائه راهکارهای مبتنی بر برندهای معتبر مانند ABB و Schneider، خدمات خود را برای پروژههایی ارائه میدهد که علاوه بر امکانات و آسایش، به کنترل، بهرهوری و مدیریت انرژی نیز اهمیت میدهند.
برای پروژههای جدید یا ساختمانهای در حال بازسازی، میتوان پیش از انتخاب تجهیزات، میزان مصرف و نقاط اصلی اتلاف انرژی را بررسی کرد و سپس بر اساس نیاز واقعی پروژه، معماری سیستم هوشمندسازی را طراحی کرد. این رویکرد باعث میشود سرمایهگذاری روی هوشمندسازی از خرید چند وسیله پراکنده فراتر رفته و به یک سیستم واقعی برای مدیریت ساختمان و انرژی تبدیل شود.
مقدمه طراحی و اجرای یک خانه هوشمند (Smart Home) پایدار و حرفهای، نیازمند انتخاب دقیق تجهیزات زیرساختی، بهویژه عملگرها (Actuators) است. در شبکههای مبتنی بر پروتکل KNX، عملگرهای سوییچ و پرده وظیفه کنترل بارهای روشنایی، سرمایش/گرمایش و موتورهای پرده برقی را بر عهده دارند. در این مقاله تخصصی، به بررسی و مقایسه دقیق پیشرفتهترین عملگرهای …
فهرست مقدمه نبرد پروتکلها: هوشمند سازی بیسیم یا شبکههای قدرتمند سیمی؟ غولهای تکنولوژی در خانه شما: اشنایدر و ABB راز قیمتهای بیرقیب اسپرلوس: خرید مستقیم از ترکیه چرا خرید تجهیزات بدون خدمات پس از فروش، دور ریختن پول است؟ ۱. طراحی و مهندسی (LOM) ۲. نصب و برنامهنویسی ۳. خدمات پس از فروش و نگهداری …
فهرست مطالب 1) مقدمه 2) چرا پروتکل KNX نیازمند نگهداریتخصصی است؟ 3) بررس ی برند های اشنایدر (Schneider) و ای بی بی (ABB) تشخیص قطعه اصلی از تقلبی حساسیت بردهای الکترونیکی 4) راهکارهای جهانی برای نگهداری از سیستمهای هوشمند نگهداری پیشگیرانه (Preventive Maintenance) …
فهرست مطالب 1) مقدمه 2) خدمات چهارگانه اسپرلوس: از ایده تا نگهداری طراحی مهندسی و برآورد اولیه تامین مستقیم کالا نصب و راهاندازی سرویس و نگهداری دورهای 3) سبد محصولات؛ فراتر از پروتکل KNX 4) راهنما روش های تحویل …
آیا هوشمندسازی مصرف برق را کم میکند یا بیشتر؟ تاثیر سیستم هوشمند در صرفه جویی
مقدمه
هوشمندسازی ساختمان در سالهای اخیر از یک فناوری لوکس و محدود به کنترل روشنایی و پردهها، به یکی از راهکارهای مهم برای مدیریت انرژی، افزایش آسایش و بهینهسازی عملکرد ساختمان تبدیل شده است. اما یک سؤال کاملاً منطقی هنوز برای بسیاری از مالکان ساختمان وجود دارد: آیا هوشمندسازی مصرف برق را واقعاً کم میکند یا اضافه شدن تجهیزات الکترونیکی و سیستمهای کنترلی باعث افزایش مصرف برق میشود؟
پاسخ کوتاه این است که هوشمندسازی میتواند مصرف برق ساختمان را کاهش دهد، اما صرف نصب تجهیزات هوشمند بهتنهایی تضمینکننده کاهش مصرف نیست. نتیجه نهایی به نوع سیستم، نحوه طراحی، کیفیت تجهیزات، استراتژی کنترل، سنسورها، تنظیمات و میزان استفاده واقعی از سیستم بستگی دارد.
یک ساختمان هوشمند زمانی بهینه عمل میکند که بتواند مصرف انرژی را اندازهگیری کند، شرایط محیط را تشخیص دهد و تجهیزات را فقط در زمان و میزان مورد نیاز فعال نگه دارد. برای مثال، خاموش شدن خودکار چراغ یک اتاق خالی، تنظیم خودکار دمای سیستم تهویه بر اساس حضور افراد، کنترل پردهها برای کاهش بار سرمایشی و گرمایشی و پایش لحظهای مصرف انرژی، همگی نمونههایی از عملکردی هستند که میتوانند اتلاف انرژی را کاهش دهند.
انجمن KNX نیز در پروژههای واقعی خود بر نقش اتوماسیون، کنترل روشنایی، HVAC، مدیریت انرژی، سنجش انرژی و کنترل تجهیزات در افزایش بهرهوری انرژی تأکید کرده است. در برخی پروژههای ثبتشده توسط این انجمن، برای گسترش عملکردهای KNX پتانسیل صرفهجویی بسیار قابلتوجهی گزارش شده است؛ البته این اعداد مربوط به پروژه و سناریوی مشخص هستند و نباید بهعنوان تضمین یکسان برای تمام ساختمانها در نظر گرفته شوند.
در ادامه بررسی میکنیم که هوشمند سازی چگونه مصرف برق را کاهش میدهد، چه زمانی ممکن است مصرف را افزایش دهد، کدام تجهیزات بیشترین تأثیر را دارند و نقش برندهایی مانند اشنایدر Schneider و ای بی بی ABB در طراحی سیستمهای مدیریت انرژی چیست.
هوشمندسازی چگونه باعث کاهش مصرف برق میشود؟
مصرف انرژی در یک ساختمان فقط به مقدار توان مصرفی تجهیزات وابسته نیست؛ مدت زمان روشن بودن، شرایط محیطی، میزان استفاده، تعداد افراد حاضر در فضا و نحوه کنترل تجهیزات نیز اهمیت زیادی دارد.
در یک ساختمان سنتی، بسیاری از تجهیزات بر اساس تصمیم کاربر کار میکنند. کاربر چراغ را روشن میکند، سیستم سرمایش یا گرمایش را فعال میکند، پرده را باز و بسته میکند و گاهی نیز فراموش میکند تجهیزی را خاموش کند. همین رفتارهای کوچک در طول روز و ماه میتوانند مجموع مصرف انرژی را به شکل محسوسی افزایش دهند.
هوشمندسازی تلاش میکند این تصمیمهای تکراری را به سیستم کنترل منتقل کند.
در خانه هوشمند، سیستم میتواند بر اساس اطلاعاتی که از سنسورها دریافت میکند تصمیم بگیرد که چه تجهیزی در چه زمانی، با چه شدت و برای چه مدت فعال باشد. این موضوع خصوصاً در روشنایی، تهویه مطبوع، موتورخانه، فنکویل، گرمایش از کف، پردههای برقی و تجهیزات مصرفکننده برق اهمیت زیادی دارد.
به عنوان مثال، اگر در یک اتاق هیچ فردی حضور نداشته باشد، روشن ماندن چراغ یا کار کردن سیستم تهویه با ظرفیت بالا لزوماً منطقی نیست. سنسور حضور میتواند این وضعیت را تشخیص دهد و سیستم هوشمند بر اساس منطق تعریفشده، تجهیزات را خاموش یا وارد حالت کممصرف کند.
همین فلسفه در مدیریت انرژی نیز وجود دارد: به جای مصرف بیشتر، فقط به اندازه نیاز مصرف کنیم.
آیا خود تجهیزات هوشمند برق مصرف میکنند؟
بله.
و این دقیقاً همان جایی است که بعضی تبلیغات عجیبوغریب درباره خانه هوشمند از مسیر واقعیت خارج میشوند.
تجهیزات هوشمند صفر وات مصرف نمیکنند. سنسورها، اکچویتورها، کنترلرها، منبع تغذیه، سرورها، تاچپنلها، تجهیزات شبکه و برخی تجهیزات ارتباطی برای عملکرد خود به انرژی نیاز دارند. بنابراین کاملاً طبیعی است که بعد از هوشمندسازی، مصرف الکتریکی بخش کنترل ساختمان مقداری افزایش پیدا کند.
اما مسئله اصلی مقایسه مصرف خود سیستم هوشمند با میزان انرژیای است که سیستم میتواند در سایر بخشها صرفهجویی کند.
اگر چند وات یا چند ده وات برای سنجش و کنترل مصرف شود، اما سیستم بتواند ساعتها کارکرد غیرضروری سیستم سرمایش، گرمایش یا روشنایی را حذف کند، تراز نهایی میتواند به نفع کاهش مصرف انرژی باشد.
به زبان ساده، هدف هوشمندسازی این نیست که هیچ انرژی برای کنترل ساختمان مصرف نشود؛ هدف این است که انرژی کمتری هدر برود.
مهمترین بخشهای ساختمان که هوشمندسازی میتواند مصرف برق آنها را کاهش دهد
تمام تجهیزات ساختمان از نظر میزان پتانسیل صرفهجویی یکسان نیستند. معمولاً سیستمهایی که توان بالاتر یا ساعات کار بیشتری دارند، فرصت بیشتری برای بهینهسازی ایجاد میکنند.
کنترل هوشمند روشنایی
روشنایی یکی از سادهترین و قابلدرکترین نمونههای صرفهجویی در خانه هوشمند است.
در ساختمان معمولی ممکن است چراغ یک راهرو، سرویس، اتاق جلسه یا پارکینگ مدت زیادی روشن بماند، حتی زمانی که هیچ شخصی در آن فضا حضور ندارد.
در سیستم هوشمند میتوان روشنایی را بر اساس حضور افراد، زمان، نور طبیعی، سناریوهای تعریفشده و شرایط محیطی کنترل کرد.
انجمن KNX نیز استفاده از سنسورهای حضور و سنسورهای نور طبیعی را بهعنوان یکی از روشهای کنترل هوشمند روشنایی معرفی میکند. در این ساختار، سیستم میتواند با توجه به میزان نور روز شدت روشنایی مصنوعی را تنظیم کرده یا در شرایط مناسب آن را خاموش کند.
این موضوع در ساختمانهای بزرگتر اهمیت بیشتری پیدا میکند؛ زیرا حتی درصد کوچکی از کاهش زمان روشن بودن چراغها، وقتی در صدها نقطه و برای مدت طولانی تکرار شود، میتواند به کاهش مصرف منجر شود.
کنترل هوشمند سیستم سرمایش و گرمایش
در بسیاری از ساختمانها، بیشترین فرصت برای بهینهسازی انرژی مربوط به HVAC یعنی سیستمهای گرمایش، تهویه و سرمایش است.
در یک سیستم سنتی ممکن است تمام فضاها با یک دمای ثابت کنترل شوند؛ حتی اگر برخی اتاقها خالی باشند یا نیاز حرارتی و سرمایشی متفاوتی داشته باشند.
هوشمندسازی امکان ایجاد کنترل منطقهای یا Zone Control را فراهم میکند. در این حالت دمای هر فضا میتواند بر اساس شرایط واقعی همان فضا کنترل شود.
برای مثال، سیستم میتواند تشخیص دهد که یک اتاق در ساعات مشخصی استفاده نمیشود و در نتیجه دمای آن را در محدوده کممصرفتری نگه دارد. همچنین میتوان برنامه زمانی، دمای هدف، حضور افراد، شرایط آبوهوا و سایر پارامترها را در منطق کنترل وارد کرد.
Schneider Electric در راهکارهای مدیریت ساختمان خود نیز بر کنترل سیستمهای HVAC و روشنایی بر اساس عواملی مانند برنامه زمانی، ساعت روز، حضور افراد و شرایط آبوهوایی تأکید میکند.
کنترل پرده و سایهبان هوشمند
شاید در نگاه اول موتور پرده ارتباط مستقیمی با کاهش مصرف برق نداشته باشد، اما کنترل سایهاندازها میتواند بر بار سرمایشی و گرمایشی ساختمان اثر بگذارد.
در فصل گرم، ورود بیش از حد تابش مستقیم خورشید میتواند دمای داخلی را افزایش داده و بار سیستم سرمایش را بیشتر کند. در مقابل، استفاده صحیح از تابش خورشید در فصول سرد میتواند در برخی شرایط به دریافت گرمای طبیعی کمک کند.
در ساختمان هوشمند میتوان موقعیت پردهها و سایهبانها را بر اساس زمان، موقعیت خورشید، دمای داخل، شرایط محیطی و سناریوی استفاده کنترل کرد.
بنابراین سیستم هوشمند فقط به خاموش و روشن کردن چراغ محدود نیست؛ بلکه میتواند مجموعهای از عوامل مؤثر بر مصرف انرژی را هماهنگ کند.
کنترل هوشمند فنکویل و تجهیزات تهویه
در بسیاری از ساختمانهای مسکونی و اداری، فنکویلها و تجهیزات تهویه در شرایطی کار میکنند که حداکثر ظرفیت آنها واقعاً مورد نیاز نیست.
هوشمندسازی میتواند با استفاده از ترموستاتهای هوشمند، سنسور دما و سایر ورودیهای سیستم، نحوه کارکرد تجهیزات را دقیقتر کنترل کند.
این کنترل میتواند شامل روشن و خاموش کردن، تنظیم دما، کنترل سرعت فن و اجرای برنامههای زمانی باشد.
در پروژههای بزرگتر نیز سیستم مدیریت ساختمان میتواند اطلاعات تجهیزات مختلف را در یک مرکز کنترل جمعآوری کرده و امکان تحلیل عملکرد و شناسایی اتلاف انرژی را فراهم کند.
نقش سنسورها در کاهش مصرف برق
اگر بخواهیم یکی از مهمترین تفاوتهای ساختمان معمولی و ساختمان هوشمند را مشخص کنیم، باید به داده اشاره کنیم.
ساختمان معمولی عمدتاً منتظر فرمان انسان است، اما ساختمان هوشمند میتواند شرایط محیط را اندازهگیری کند.
سنسور حضور تشخیص میدهد چه زمانی افراد در فضا هستند.
سنسور دما شرایط حرارتی محیط را اندازهگیری میکند.
سنسور روشنایی میزان نور محیط را بررسی میکند.
سنسور CO₂ و کیفیت هوا اطلاعاتی درباره شرایط هوای داخلی ارائه میکنند.
کنتور و تجهیزات اندازهگیری انرژی نیز مصرف واقعی را مشخص میکنند.
ترکیب این دادهها به سیستم اجازه میدهد تصمیمهای دقیقتری بگیرد.
برای مثال، تصور کنید نور طبیعی یک دفتر در ساعت ۱۰ صبح بسیار زیاد است. سیستم هوشمند میتواند روشنایی مصنوعی را کاهش دهد. ساعت ۱۲ کارکنان دفتر را ترک میکنند و سیستم حضور آنها را تشخیص میدهد. حالا میتوان چراغها و تجهیزات غیرضروری را خاموش کرد. در پایان روز نیز سیستم میتواند ساختمان را وارد حالت اقتصادی کند.
همه این کارها در یک ساختمان سنتی ممکن است با دخالت انسان انجام شوند. مشکل اینجاست که انسانها، با احترام فراوان به گونهای که قبض برق را پرداخت میکنند، معمولاً آنقدر منظم نیستند.
آیا هوشمندسازی میتواند مصرف برق را بیشتر کند؟
بله، در بعضی شرایط حتی میتواند.
این قسمت مهمتر از آن چیزی است که معمولاً در تبلیغات دیده میشود.
اگر یک ساختمان بدون تحلیل انرژی، بدون طراحی درست و فقط با هدف افزایش امکانات هوشمند شود، ممکن است تجهیزات جدیدی به ساختمان اضافه شوند بدون اینکه مصرف قبلی به شکل مؤثری کنترل شود.
برای مثال، اضافه کردن تعداد زیادی تاچپنل، نمایشگر، کنترلر، تجهیزات شبکه و سیستمهای ارتباطی، بدون اینکه استراتژی مدیریت انرژی وجود داشته باشد، میتواند بخشی از مصرف برق را افزایش دهد.
همچنین اگر تمام چراغها فقط با کلید هوشمند کنترل شوند اما سناریوی خاموشی خودکار وجود نداشته باشد، هنوز مشکل اصلی حل نشده است.
یک اشتباه رایج دیگر نیز این است که تصور کنیم هرچه اتوماسیون بیشتر باشد، ساختمان لزوماً بهینهتر خواهد بود.
این گزاره درست نیست.
اتوماسیون باید هدف داشته باشد.
اگر سیستم هوشمند به شکل نادرست برنامهریزی شود، ممکن است تجهیزات بیشتر از نیاز واقعی کار کنند. بنابراین کیفیت طراحی و برنامهنویسی سیستم به اندازه انتخاب برند تجهیزات اهمیت دارد.
هوشمندسازی واقعی یعنی مدیریت مصرف، نه فقط کنترل از طریق موبایل
یکی از اشتباهات رایج در بازار خانه هوشمند این است که مفهوم هوشمندسازی با «کنترل از راه دور» اشتباه گرفته میشود.
اینکه بتوانیم چراغ را از طریق تلفن همراه روشن کنیم، به خودی خود به معنای مدیریت انرژی نیست.
ممکن است همان چراغ را از فاصله چند کیلومتری روشن کنیم و بعد هم فراموش کنیم خاموشش کنیم. در چنین حالتی فقط روش کنترل عوض شده، نه مصرف انرژی.
در یک سیستم حرفهای، کنترل از راه دور تنها یکی از امکانات است.
مدیریت انرژی زمانی معنا پیدا میکند که سیستم بتواند:
مصرف را اندازهگیری کند، الگوهای مصرف را نمایش دهد، تجهیزات را بر اساس شرایط واقعی کنترل کند، برای ساعات مختلف برنامه داشته باشد، مناطق مختلف ساختمان را مدیریت کند و در صورت مشاهده عملکرد غیرعادی، امکان بررسی و اصلاح فراهم شود.
ABB نیز در راهکارهای مدیریت انرژی ساختمان بر اهمیت اندازهگیری، تحلیل و نمایش دادههای مصرف تأکید دارد؛ زیرا بدون داشتن اطلاعات دقیق از اینکه انرژی کجا و چگونه مصرف میشود، تصمیمگیری برای بهینهسازی دشوار خواهد بود.
نقش KNX در کاهش مصرف انرژی
KNX یکی از استانداردهای شناختهشده در اتوماسیون ساختمان و خانه هوشمند است که امکان ارتباط و هماهنگی بین تجهیزات مختلف ساختمان را فراهم میکند.
یکی از مزیتهای مهم KNX برای مدیریت انرژی، همین قابلیت یکپارچهسازی است.
به جای اینکه روشنایی، HVAC، پردهها، سنسورها و سایر بخشها کاملاً جدا از یکدیگر کار کنند، میتوان بین آنها منطق کنترلی ایجاد کرد.
برای نمونه، سنسور حضور میتواند علاوه بر روشنایی، اطلاعات لازم را در اختیار کنترل سیستم تهویه قرار دهد. یا یک سناریوی خروج میتواند به طور همزمان روشناییهای غیرضروری را خاموش کند، سیستم تهویه را به وضعیت اقتصادی ببرد و برخی تجهیزات را در حالت آمادهبهکار قرار دهد.
در پروژههای KNX، کاربردهای مدیریت انرژی، Smart Metering، کنترل روشنایی، HVAC، پرده و شاتر و کنترل خودکار به صورت یکپارچه قابل پیادهسازی هستند.
این یکپارچگی همان چیزی است که باعث میشود هوشمندسازی ساختمان از مجموعهای از تجهیزات منفرد به یک سیستم مدیریتی تبدیل شود.
یکی از اشتباهات رایج در بازار خانه هوشمند این است که مفهوم هوشمندسازی با «کنترل از راه دور» اشتباه گرفته میشود.
اینکه بتوانیم چراغ را از طریق تلفن همراه روشن کنیم، به خودی خود به معنای مدیریت انرژی نیست.
ممکن است همان چراغ را از فاصله چند کیلومتری روشن کنیم و بعد هم فراموش کنیم خاموشش کنیم. در چنین حالتی فقط روش کنترل عوض شده، نه مصرف انرژی.
در یک سیستم حرفهای، کنترل از راه دور تنها یکی از امکانات است.
مدیریت انرژی زمانی معنا پیدا میکند که سیستم بتواند:
مصرف را اندازهگیری کند، الگوهای مصرف را نمایش دهد، تجهیزات را بر اساس شرایط واقعی کنترل کند، برای ساعات مختلف برنامه داشته باشد، مناطق مختلف ساختمان را مدیریت کند و در صورت مشاهده عملکرد غیرعادی، امکان بررسی و اصلاح فراهم شود.
ABB نیز در راهکارهای مدیریت انرژی ساختمان بر اهمیت اندازهگیری، تحلیل و نمایش دادههای مصرف تأکید دارد؛ زیرا بدون داشتن اطلاعات دقیق از اینکه انرژی کجا و چگونه مصرف میشود، تصمیمگیری برای بهینهسازی دشوار خواهد بود.
اشنایدر Schneider و نقش آن در هوشمندسازی و مدیریت انرژی
Schneider Electric یا اشنایدر یکی از برندهای شناختهشده جهانی در زمینه مدیریت انرژی، اتوماسیون و زیرساختهای الکتریکی ساختمان است.
در راهکارهای ساختمان هوشمند Schneider، سیستم مدیریت ساختمان میتواند بخشهایی مانند انرژی، روشنایی، HVAC و سایر سامانههای فنی را در یک محیط یکپارچه مدیریت و پایش کند.
برای مثال، EcoStruxure Building Operation به عنوان یک راهکار مدیریت ساختمان، امکان مانیتورینگ، مدیریت و بهینهسازی عملکرد سیستمهای مختلف ساختمان را فراهم میکند. Schneider همچنین بر تحلیل دادههای انرژی، مشاهده مصرف در سطح فضاها و مناطق و شناسایی فرصتهای کاهش مصرف تأکید دارد.
در یک مطالعه فنی انجامشده با همکاری Schneider Electric و Arup، استفاده از کنترلهای مدرن BMS با قابلیتهای کنترلی در سطح اتاق در سناریوی بررسیشده با تا ۳۹ درصد کاهش مصرف انرژی HVAC و روشنایی نسبت به کنترلهای سنتی همراه بوده است. این مقدار مربوط به همان سناریوی مطالعه است و نباید بهعنوان درصد قطعی صرفهجویی برای تمام ساختمانها تلقی شود.
اهمیت این موضوع در پروژههای هوشمندسازی ساختمان زمانی بیشتر میشود که طراحی سیستم بر اساس تحلیل دقیق تجهیزات و الگوی مصرف انجام شود.
ای بی بی ABB و مدیریت انرژی در ساختمان هوشمند
ABB یا ای بی بی نیز یکی از برندهای مهم حوزه برق، اتوماسیون، مدیریت انرژی و اتوماسیون ساختمان است.
راهکارهای ABB در حوزه ساختمان هوشمند میتوانند بخشهایی مانند روشنایی، HVAC، پرده و سایهبان، اندازهگیری انرژی و مدیریت ساختمان را در ساختاری یکپارچه پوشش دهند.
ABB در منابع رسمی خود اعلام میکند که راهکارهای اتوماسیون و مدیریت انرژی میتوانند در شرایط و پروژههای مناسب به کاهش قابلتوجه مصرف انرژی کمک کنند. در یکی از منابع رسمی ABB، برای راهکارهای هوشمندسازی و مدیریت انرژی تا ۲۰ درصد صرفهجویی انرژی و در منبع دیگری برای اتوماسیون ساختمان تا ۳۰ درصد کاهش مصرف مطرح شده است. این اعداد نیز به نوع پروژه، نحوه اجرا و شرایط ساختمان وابسته هستند و نباید به صورت تضمین عمومی تکرار شوند.
ABB همچنین راهکارهای مبتنی بر KNX و سیستمهای مدیریت انرژی را برای هماهنگسازی مصرف، پایش انرژی و کنترل تجهیزات ساختمان ارائه میکند.
بنابراین در یک پروژه حرفهای، انتخاب برندهایی مانند ABB یا Schneider صرفاً انتخاب یک کلید و سنسور زیباتر نیست؛ مهمتر از خود برند، معماری سیستم، قابلیت یکپارچهسازی و کیفیت طراحی و اجرای پروژه است.
آیا خانه هوشمند برای یک واحد مسکونی هم باعث کاهش مصرف برق میشود؟
بله، اما میزان صرفهجویی در خانه هوشمند به شرایط ساختمان بستگی دارد.
در یک خانه کوچک که فقط چند چراغ و تعداد محدودی وسیله برقی مصرف میکنند، ظرفیت صرفهجویی طبیعی کمتر از یک ساختمان اداری بزرگ با صدها چراغ، چندین سیستم تهویه و تجهیزات متعدد است.
با این حال، حتی در خانه هوشمند نیز کنترل روشنایی، سیستم سرمایش و گرمایش، پردهها و سناریوهای خروج و خواب میتوانند از مصرف غیرضروری جلوگیری کنند.
برای مثال، سناریوی خروج از خانه میتواند وضعیت مجموعهای از تجهیزات را تغییر دهد. چراغهای غیرضروری خاموش شوند، سیستم تهویه وارد حالت اقتصادی شود و برخی تجهیزات به وضعیت مناسب بروند.
در سناریوی بازگشت نیز سیستم میتواند پیش از رسیدن کاربر شرایط محیطی را آماده کند.
این یعنی خانه هوشمند تلاش میکند مصرف انرژی را با الگوی واقعی زندگی ساکنان هماهنگ کند.
آیا هوشمندسازی ساختمان برای واحدهای اداری و تجاری ارزش بیشتری دارد؟
از منظر صرفهجویی انرژی، بسیاری از ساختمانهای اداری و تجاری به دلیل تعداد بیشتر تجهیزات و ساعات کار طولانی، فرصت قابلتوجهی برای بهینهسازی دارند.
در یک دفتر، ممکن است روشنایی دهها اتاق، راهرو، سالن، سرویس، فضای عمومی و پارکینگ به صورت همزمان وجود داشته باشد. سیستمهای تهویه نیز معمولاً سهم قابلتوجهی در مصرف انرژی دارند.
در چنین شرایطی، خاموشی خودکار، زمانبندی، کنترل حضور، کنترل دما، سنجش مصرف و مدیریت مرکزی میتوانند نقش مهمی داشته باشند.
وزارت انرژی ایالات متحده نیز در تحقیقات مرتبط با کنترلهای پیشرفته ساختمان، استفاده از سنسورها، کنترلها و سیستمهای اتوماسیون را بهعنوان یکی از مسیرهای کاهش مصرف انرژی ساختمانها بررسی کرده و برای برخی ساختمانهای کوچک و متوسط، پتانسیل کاهش ۲۰ تا ۳۰ درصدی مصرف را در صورت استقرار این فناوریها مطرح کرده است.
این اعداد نشان میدهند که پتانسیل کاهش مصرف واقعی است، اما یک نکته همچنان پابرجاست: پتانسیل صرفهجویی با تضمین صرفهجویی یکسان نیست.
چگونه یک سیستم هوشمند را برای کاهش مصرف برق طراحی کنیم؟
اگر هدف اصلی پروژه کاهش مصرف انرژی باشد، طراحی باید از همان مرحله ابتدایی با تحلیل انرژی شروع شود.
ابتدا باید مشخص شود که چه تجهیزاتی بیشترین سهم مصرف را دارند. بعد باید مشخص شود کدام یک از این تجهیزات قابلکنترل هستند و چه اطلاعاتی برای کنترل بهینه آنها نیاز است.
مرحله بعد انتخاب تجهیزات اندازهگیری و سنسورهاست.
بدون اندازهگیری، سیستم فقط حدس میزند.
سپس باید استراتژی کنترل تعریف شود. برای مثال، باید مشخص شود در نبود فرد چه اتفاقی برای روشنایی و تهویه رخ دهد، در ساعات کاری چه دمایی مناسب باشد، در چه شرایطی روشنایی کاهش پیدا کند و چه تجهیزات یا فضاهایی باید در اولویت مدیریت انرژی قرار بگیرند.
در نهایت باید سیستم به گونهای برنامهریزی شود که کاربر مجبور نباشد دائماً با آن درگیر باشد.
سیستم هوشمند خوب سیستمی نیست که هر روز دهها بار تنظیم شود؛ سیستم خوب بخش زیادی از تصمیمهای تکراری را خودش مدیریت میکند.
آیا هزینه اولیه هوشمندسازی با صرفهجویی انرژی جبران میشود؟
این سؤال را نمیتوان برای همه ساختمانها با یک عدد ثابت پاسخ داد.
هزینه اولیه به مساحت ساختمان، تعداد نقاط کنترلی، نوع سیستم، برند تجهیزات، سطح اتوماسیون، زیرساخت سیمکشی، تابلو برق، سیستم تهویه، تجهیزات اندازهگیری و نوع پروژه بستگی دارد.
از طرف دیگر، میزان صرفهجویی نیز به وضعیت قبلی ساختمان بستگی دارد.
اگر ساختمان از ابتدا سیستم نسبتاً کممصرف و مدیریتشدهای داشته باشد، فضای کاهش مصرف محدودتر است. اما اگر در ساختمان اتلاف انرژی زیادی وجود داشته باشد، سیستم هوشمند فرصت بیشتری برای بهینهسازی خواهد داشت.
به همین دلیل، محاسبه اقتصادی هوشمندسازی باید بر اساس مصرف واقعی ساختمان، الگوی استفاده، هزینه تجهیزات، هزینه اجرا و میزان قابلاندازهگیری صرفهجویی انجام شود.
فروش یک پکیج یکسان به همه پروژهها و وعده درصد ثابت کاهش مصرف، از نظر فنی روش قابل اتکایی نیست.
نقش طراح و مجری در میزان صرفهجویی ساختمان هوشمند
دو ساختمان ممکن است دقیقاً از یک برند تجهیزات استفاده کنند اما نتایج کاملاً متفاوتی بگیرند.
دلیل آن طراحی و اجرای سیستم است.
انتخاب سنسور مناسب، محل نصب، تعداد نقاط اندازهگیری، تعریف منطق کنترل، تنظیم دمای تجهیزات، طراحی تابلو، ساختار ارتباطی، برنامهنویسی، Commissioning و آموزش کاربر، همگی در عملکرد نهایی سیستم اثرگذار هستند.
بنابراین هوشمندسازی را نباید صرفاً «خرید تجهیزات» دانست.
پروژه حرفهای از طراحی شروع میشود و با اجرا، برنامهنویسی، تست و تحویل اصولی کامل میشود.
در ساختمان هوشمند اسپرلوس، رویکرد پروژههای هوشمندسازی بر ارائه راهکار متناسب با نیاز ساختمان است؛ یعنی به جای انتخاب صرفاً ظاهری تجهیزات، ساختار سیستم، نوع کاربری، نیازهای کنترلی و امکان مدیریت انرژی در فرایند طراحی مورد توجه قرار میگیرد.
ساختمان هوشمند اسپرلوس بهعنوان فروشنده تجهیزات هوشمندسازی، طراح و مجری سیستمهای هوشمندسازی ساختمان و ارائهدهنده تجهیزات برندهای معتبر از جمله Schneider و ABB، امکان طراحی راهکار برای پروژههای مسکونی، اداری و تجاری را فراهم میکند.
همچنین مجموعه اسپرلوس در معرفی خدمات خود بهعنوان نماینده رسمی ABB و Schneider فعالیت میکند و هدف آن ارائه تجهیزات و راهکارهای حرفهای برای اجرای پروژههای هوشمند است.
چگونه بفهمیم هوشمندسازی واقعاً باعث کاهش مصرف شده است؟
پاسخ این سؤال باید با عدد داده شود، نه با حدس.
بهترین روش این است که مصرف انرژی پیش از اجرای پروژه اندازهگیری و ثبت شود و بعد از اجرای سیستم نیز دادهها در بازه مشابه بررسی شوند.
برای مثال، اگر مصرف ماهانه برق ساختمان قبل از هوشمندسازی مشخص باشد، میتوان پس از اجرای سیستم و تثبیت شرایط بهرهبرداری، تغییرات مصرف را بررسی کرد.
البته مقایسه باید منطقی باشد. تغییر فصل، تعداد افراد، ساعات کاری، دمای محیط، تغییر تجهیزات، تعرفه برق و سایر عوامل میتوانند روی مصرف اثر بگذارند.
سیستمهای مدیریت انرژی مدرن نیز دقیقاً به سمت همین رویکرد حرکت کردهاند: پایش، ثبت، تحلیل، مقایسه و شناسایی نقاط اتلاف انرژی.
در مقررات جدید اروپایی مرتبط با عملکرد انرژی ساختمانها نیز بر قابلیت سیستمهای اتوماسیون برای پایش مداوم، ثبت و تحلیل مصرف، شناسایی افت بهرهوری و شناسایی فرصتهای بهبود انرژی تأکید شده است.
بنابراین آینده هوشمندسازی صرفاً در «کنترل تجهیزات» خلاصه نمیشود؛ بخش مهمتر آن مدیریت داده و انرژی است.
آیا هر خانهای باید کاملاً هوشمند شود؟
لزومی ندارد.
این هم یکی از آن باورهایی است که بازار فناوری با علاقه زیاد تولید میکند، چون فروش بیشتر معمولاً از قانع کردن مشتری به خرید قابلیتهایی شروع میشود که شاید به آنها نیاز نداشته باشد.
هوشمندسازی باید متناسب با نیاز و بودجه پروژه طراحی شود.
برای یک خانه ممکن است کنترل روشنایی، پرده، گرمایش و سرمایش و سناریوهای اصلی کافی باشد.
برای خانه دیگر، مدیریت انرژی، مانیتورینگ مصرف، کنترل بار، پنل لمسی و یکپارچهسازی سیستمهای مختلف اهمیت بیشتری داشته باشد.
در پروژههای اداری و تجاری ممکن است سیستم مدیریت ساختمان، گزارشگیری انرژی، کنترل مرکزی، مانیتورینگ تجهیزات و مدیریت HVAC بخش اصلی پروژه باشند.
بنابراین سؤال درست این نیست که «چقدر هوشمند کنیم؟»
سؤال درست این است که:
کدام بخشهای ساختمان را هوشمند کنیم تا بیشترین ارزش، کنترل و بهرهوری را ایجاد کنند.
جمعبندی؛ آیا هوشمندسازی مصرف برق را کم میکند؟
در پاسخ نهایی باید گفت: بله، هوشمندسازی اصولی میتواند مصرف برق و اتلاف انرژی ساختمان را کاهش دهد، اما کاهش مصرف نتیجه طراحی و کنترل صحیح است، نه صرفاً نصب تجهیزات هوشمند.
خانه هوشمند و هوشمندسازی ساختمان با استفاده از سنسورها، کنترلرها، سیستمهای مدیریت انرژی، برنامههای زمانی و ارتباط بین تجهیزات میتوانند مصرف را با شرایط واقعی ساختمان هماهنگ کنند.
کنترل روشنایی بر اساس حضور افراد و نور طبیعی، کنترل دمای فضاها بر اساس نیاز واقعی، مدیریت HVAC، کنترل پردهها و سایهبانها، سنجش مصرف برق و ایجاد سناریوهای هوشمند، از مهمترین روشهایی هستند که میتوانند به کاهش مصرف کمک کنند.
برندهایی مانند Schneider یا اشنایدر و ABB یا ای بی بی نیز راهکارهای گستردهای برای اتوماسیون ساختمان، مدیریت انرژی، کنترل HVAC، روشنایی و پایش مصرف ارائه میکنند.
با این حال، هیچ عددی را نمیتوان بدون بررسی ساختمان بهعنوان میزان قطعی صرفهجویی اعلام کرد. حتی منابع رسمی ABB، Schneider و KNX نیز درصدهای صرفهجویی را در قالب پروژهها، سناریوها یا راهکارهای مشخص مطرح میکنند. بنابراین طراحی مهندسی و تحلیل شرایط واقعی ساختمان اهمیت بسیار بیشتری از یک وعده تبلیغاتی ساده دارد.
در نهایت، هدف هوشمندسازی حرفهای این نیست که ساختمان فقط با تلفن همراه کنترل شود. هدف این است که ساختمان کمتر انرژی هدر بدهد، بهتر تصمیم بگیرد، داده قابلاندازهگیری تولید کند و بدون کاهش آسایش ساکنان یا کاربران، انرژی را هوشمندانهتر مصرف کند.
ساختمان هوشمند اسپرلوس با ارائه تجهیزات هوشمندسازی، طراحی و اجرای سیستمهای هوشمندسازی ساختمان و ارائه راهکارهای مبتنی بر برندهای معتبر مانند ABB و Schneider، خدمات خود را برای پروژههایی ارائه میدهد که علاوه بر امکانات و آسایش، به کنترل، بهرهوری و مدیریت انرژی نیز اهمیت میدهند.
برای پروژههای جدید یا ساختمانهای در حال بازسازی، میتوان پیش از انتخاب تجهیزات، میزان مصرف و نقاط اصلی اتلاف انرژی را بررسی کرد و سپس بر اساس نیاز واقعی پروژه، معماری سیستم هوشمندسازی را طراحی کرد. این رویکرد باعث میشود سرمایهگذاری روی هوشمندسازی از خرید چند وسیله پراکنده فراتر رفته و به یک سیستم واقعی برای مدیریت ساختمان و انرژی تبدیل شود.
مطالب مرتبط
مقایسه تخصصی عملگرهای خانه هوشمند اشنایدر و ای بی بی (ABB)
مقدمه طراحی و اجرای یک خانه هوشمند (Smart Home) پایدار و حرفهای، نیازمند انتخاب دقیق تجهیزات زیرساختی، بهویژه عملگرها (Actuators) است. در شبکههای مبتنی بر پروتکل KNX، عملگرهای سوییچ و پرده وظیفه کنترل بارهای روشنایی، سرمایش/گرمایش و موتورهای پرده برقی را بر عهده دارند. در این مقاله تخصصی، به بررسی و مقایسه دقیق پیشرفتهترین عملگرهای …
راهنمای خرید تجهیزات هوشمند سازی ساختمان | نمایندگی رسمی اشنایدر و ABB
فهرست مقدمه نبرد پروتکلها: هوشمند سازی بیسیم یا شبکههای قدرتمند سیمی؟ غولهای تکنولوژی در خانه شما: اشنایدر و ABB راز قیمتهای بیرقیب اسپرلوس: خرید مستقیم از ترکیه چرا خرید تجهیزات بدون خدمات پس از فروش، دور ریختن پول است؟ ۱. طراحی و مهندسی (LOM) ۲. نصب و برنامهنویسی ۳. خدمات پس از فروش و نگهداری …
راهنمای جامع تعمیر و نگهداری تجهیزات خانه هوشمند و BMS (پروتکل KNX و BACnet)
فهرست مطالب 1) مقدمه 2) چرا پروتکل KNX نیازمند نگهداریتخصصی است؟ 3) بررس ی برند های اشنایدر (Schneider) و ای بی بی (ABB) تشخیص قطعه اصلی از تقلبی حساسیت بردهای الکترونیکی 4) راهکارهای جهانی برای نگهداری از سیستمهای هوشمند نگهداری پیشگیرانه (Preventive Maintenance) …
راهنمای جامع خرید و نگهداری تخصصی سیستمهای KNX و BMS
فهرست مطالب 1) مقدمه 2) خدمات چهارگانه اسپرلوس: از ایده تا نگهداری طراحی مهندسی و برآورد اولیه تامین مستقیم کالا نصب و راهاندازی سرویس و نگهداری دورهای 3) سبد محصولات؛ فراتر از پروتکل KNX 4) راهنما روش های تحویل …