تعریف ساختمان هوشمند:

مطالب زیر بر گرفته شده از کتاب هوشمند سازی ساختمان مبتدی تا حرفه ای به قلم مهندس مهرداد بیناباجی می باشد برای تهییه کتاب به….. کلیک…. کنید ..

نصب ،راه اندازی و بهره داری از مجموعه از سیستم های الکتریکی و مکانیکی  مبتنی بر منطق های کامپیوتری و کنترل و پایش تجهییزات مختلف بر اساس تکنولوژی های کامپیوتری(یعنی بتوانیم ی سری لوازم مثل روشنایی،سیستم سرمایش و گرمایش ،سیستم صوت  و پریز هایی که وسایل الکتریکی بهشون متصل هستند از طریق سیستم های رایانه ای از راه دور و نزدیک فرمان بدیم و کنترل کنیم)، در واقع سیستم هوشمند یک سیستم کنترل مبتنی بر کامپیوتر است.

اما ساختمان هوشمند واقعی تعریفی دگر دارد! یعنی بتواند خود تصمیم بگیرد.

در واقع باید به این موضوع همین ابتدا پرداخته شود فرق بین هوشمند سازی و اتوماسیون در چیست؟

هومشند سازی به معنای واقعی کلمه یعنی قدرت تصمیم گیری به این معنا که سیستم بتواند با توجه به ورودی ها مثل نور،صدا و … تصمیمی از رو استدلال و تحلیل اتخاذ کند و بر اساس آن خروجی های منتخب را متصل کند.

داده های آنالوگ مثل نور و صدا و وضعیت آب و هوایی توسط سنسور ها به مرکز کنترل مرکزی سیستم ارسال میوشد و توسط یک هوش مصنوعی بهترین و بهینه ترین حالت را  انتخاب و خروجی را فعال میکند که میتواند سیستم سرمایش ،سیستم گرمایش و یا روشنایی و سیستم صوت باشد.

اما چیزی که مرسوم هست در ساختمان بیشتر بحث اتوماسیون و کنترل تجییزات با توجه به سناریو های از پیش تعیین شده است،یعنی ما تعیین میکنیم اگر فلان کلید زده شد فلان عمل انجام شود.

اگر دما روی 30درجه اومد وترموستات محیطی فعال شد سیستم تهویه روشن شود و پس از پایین آمدن دما به صورت خودکار سیستم تهویه را خاموش کند،ببینید ما از قبل شرایط به سیستم گفتیم که در موقعیت خاص چه عملی را انجام بده و این یعنی اتوماسیون

حال اگر قرار بود موضوع تهویه به صورت هوشمند سازی  به معنا واقعی کلمه بود این گونه صورت میگرفت که

دما در هرلحظه توسط سنسور و واحد مرکزی رصد میشد با کم شدن دما بدون تعیین شدن از قبل سیستم فن یا سیستم تهویه را روشن میکرد و دور آن به اندازه ای بود که فقط دما تا 25 درجه بیاید و سپس در مورد قطع و صل شدن آن خود تصمیم میگرفت از طریق الگوریتم های یادگیری خود تشخیص میداد در این ساعت و در این فصل سیستم تهویه باید همیشه روی یک حالت ضعیف عمل کند تا دما روی 25 درجه باقی بماند و با ورود هر فرد باید چه میزان سرعت تهویه بیشتر یا کمتر شود و در ساعات مختلف با توجه به شرایط محیطی نیاز هست سیستم خاموش شود یا خیر؟

یا به این صورت بود که سیستم با توجه به آنالیز صداهای داخل یک مجموعه و آنالیز هوای بیرون و درجه هوای داخل بهترین درجه تنظیم دما را اتخاذ و به واحد تهویه مطبوع ارسال کند.

ملاحظه فرمودین مفهوم هوشمند سازی پیچیدگی ها و هیجان های خاص خود را دارد و فراتر از یک اتوماسیون است ،هرچند بیشتر عملگر های اطراف ما نیاز به سیستم اتوماسیون دارند تا هوشمند سازی، اما در آینده ای نچندان دور سیستم ها به  سمت آنالیز و تصمیم گیری میروند .

به گونه ای که شاید در آینده یک سیستم در یک ساختمان عنوان کند همسایه طبقه 2 واحد 3 نیاز به تنبیه دارد به دلیل مصرف زیاد و رعایت نکردن حقوق ساختمان و یک یهو سیستم اسپرینکلر(آپاش آتش در موقع حریق) را روشن کند تا شخص را تنبیه کند!

یا به دلیل اینکه واحد 2 سر وصدا بیش از حد نرمال در ساعت های استراحت افراد دارد تمام برق او را به مدت 12 ساعت قطع کند! در نگاه اول جالب و در نگاه دوم کمی ترسناک است

تاریخچه ساختمان هوشمند

رویا ها به واقعیت تبدیل نمیشد اگر ذهن های باهوش در گذشته به آینده نگاه نمیکردند!

با مطالعه تاریخچه سیستم های الکتریکی متوجه مشویم که روند رشد این تکنولوژی را نمیتوان با یک تاریخ معین اعلام کرد.

در واقع هوشمند سازی را همانطور که همه جا اشاره کردم  باید از اختراع ترموستات دنبال کرد.

وارن جانسون برای از بین بردن اختلالات کلاس درس خود که توسط نگهبانان آن زمان هر یک ساعت یک بار جهت بازرسی دما انجام میشد دست به اختراع ترموستات زد و در سال 1883 این اختراع را به ثبت رسانید. درسته که میگن هر جایی که چالش و سختی وجود داشته باشه ذهن انسان در جهت رفع اون مشکل دست به ابداع میزنه و اگر دقت کنیم هر رفاه و تکنولوژی که امروز وجود داره در پس یک چالش و سختی برای گذشتگان ما بوده …

آقای وارن جانسون یک معلم بود  که در حین تدریس وسط کلاس با بازدید ساعتی نگهبانان جهت کنترل دما کلاس آشفته میشه و دست به یک کاره خلاقانه میزنه و نمونه اولیه ترموستات رو جهت اعلام به واحد نگهبانی ابداع میکنه،که دیگر نیاز به ورود به کلاس ها و ایجاد تداخل در امر آموزش معلم ها نشه!

مفهوم هوشمند سازی که در ادامه به طور مفصل در موردش صحبت خواهیم کرد یعنی برآورده کردن نیاز انسان توسط سیستم است.مفهوم هوشمند سازی در واقع ترکیبی از مجموعه ی سیستم های الکتریکی و مکانیکی و … است.

نظارت یا همان پایش و کنترل سیستم ها توسط غیر انسان……

پروتکل باز و بسته در ساختمان هوشمند چیست؟   

با نگاه دقیق تر به سیستم های ابداع شده در طول صد های گذشته میتوان متوجه شد که بیشتر چالش سیستم های کنترلی به روی دما و کنترل انرژی بوده! موردی که بسیار حائز اهمیت است از این جهت که بشر همیشه به دنبال بهینه مصرف کردن سوخت و انرژی است.

با برقدار شدن  عمده ساختمان ها در اولیل قرن 20  سیستم های کنترلی بیشتر مورد بررسی قرار گرفت و کم کم اهمیت بیشتر پیدا کرد.از این جهت که هم بحث کنترل و به نوعی خاموش و روشن کردن سیستم ها و هم بحث حفاظت پیش آمده بود.

مطالعات نشان می دهد در سال 1960 با شبکه سازی ساختمان ها سرعت پیشروی به سمت هوشمند سازی بیشتر شد در این سال اولین سیستم های آنالوگ برای گزارش مشکلات در ساختمان های تجاری مورد استفاده قرار گرفتند. اکو IV (اپراتور خانگی کامپیوتر الکترونیکی)، نمونه اولیه کامپیوتر خانگی است که توسط مهندس وستینگ هاوس الکتریک، جیمز ساترلند، توسعه داده شد،این سیستم گزارشاتی از جمله  تهویه مطبوع ، وظایف  مربوط به حسابداری ، و لیست خرید ها را تجزیه و تحلیل و گزارش دهی میکرد.(دقیقا مورد هایی که ما از ساختمان هوشمند لازم داریم  گزارش دهی …)

حدود یک دهه بعد از این یعنی در سال های 1970 با ورود کنترل کننده های دیجیتال به عرصه صنعت سیستم های کنترل و پایش صنعتی به صورت دیجیتالی در قالب کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی یا همان (PLC) که امروز به صورت پیشرفته میشناسیم شکل گرفت. در ابتدا شکل گیری ساختمان های هوشمند از این سیستم ها استفاده میشد .

در سال های 1986 با پیدایش مفهوم BMI    اهمیت استفاده از نرم افزار های دیجیتالی برای اتوماسیون کردن ساختمان ها بیشتر شد.

شاید با خودتان بگویید اتوماسیون سازی یعنی چه! اتوماسیون  یا همون Automation  به معنی خود فرمانی هست،یعنی خودکار شدن عملیات .تمام

سیستم‌های BIM  مجموعه نرافزار هایی بودند برای ایجاد ساختار دیجیتالی پروژه های ساختمانی و صنعتی ،یعنی چه؟

یعنی با استفاده از مفاهیم و سیستم های BMI   مثل نرم افزار های نقشه کشی پروژه را قبل از ساخت و ایجاد به صورت یکپارچه برای تحلیل های مختلف مدل کنیم.نمونه ش نرم افزار هایی که پروژه را قبل ساخت به صورت نماهای سه بعدی یا امثال هم به نمایش میگذارند مثل رویت که به این کار فرآیند بصری سازی پروژه نیز گفته می شود.

در ابتدای سال 2000 با ورود اینترنت  تحولی عظیمی در صنعت ساختمان و مستغلات و مهم تر از همه تاسیسات الکتریکی و پایش و کنترل تجهییزات برقی رخ داد.و مباحث مربوط به اینترنت اشیا از همین سال ها کم کم شکل گرفت.

در سال 2005  اتوماسیون خانگی در آلمان شتاب بیشتری گرفت.

علاوه بر استفاده از مبانی هوشمند سازی  در ساختمان های تجاری مثل فروشگاه های بزرگ ، فناوری اتوماسیون خانگی نیز مطرح شد چرا این مفهوم در منازل به کار نرود!؟ مثل کنترل روشنایی، پنجره‌ها، درها، پرده‌ها و کنترل و تغییرات اتوماتیک یا از راه دور  دمای داخل ساختمان…. این مبانی در این سال ها شدت بیشتری گرفت و در سال 2007 با ورود گوشی های هوشمند به بازار رویا کنترل هوشمند ساختمان ها توسط این وسایل خارق العاده به واقعیت پیوست.

و امروز در 2021 پس از گذشت حدود یک دهه و اندی میبینیم که این تحول به بیشترین سطح و توانمندی خود رسیده و میتونیم پیش بینی کنیم که در دهه های بعدی چه رخ داد هایی ممکن است اتفاق بیوفته ……

تاریخچه سیستم های هوشمند به ما این کمک میکنه که اولا با شناخت و آگاهی از روند رو به رشد این سیستم ها بتوانیم  هدف شکل گیری این سیستم ها را درک کنیم و آینده این سیستم هارو پیش بینی کنیم

همانطور که ملاحظه شد اساس و هدف این سیستم های در درجه اول رفاه  و بعد کنترل انرژی  بوده و همین روند با سرعت و دقت بیشتر ادامه پیدا کرده از کنترل دما تا کنترل و پایاش انواع سیستم های صوت و روشنایی و  …

لازم به ذکر است هوشمند سازی تنها به سیستم های الکتریکی ختم نمیشود اما عمده تمرکز این مفهوم در غالب سیستم های برقی است.