بررسی تاریخچه و مزایا و مدلسازی سیستمهای مدیریت هوشمند ساختمان BMS و مصرف انرژی برق

فهرست مطالب

عنوان    صفحه

فهرست جدول‌ها            ‌ح

فهرست شکل‌‌ها  ‌ط

فصل 1-            مقدمه   11

1-1-    پیشگفتار           11

1-2-    ضرورت استفاده از سیستم های هوشمند ساختمان           12

1-3-    مزایای هوشمندسازی ساختمان   15

1-4-    هوشمندسازی یکپارچه ساختمان 15

1-5-    اجزای سیستم مدیریت ساختمان 16

1-6-    نیازهای کنترلی در فضاهای داخلی یک واحد مسکونی با تفکیک فضاها:       18

1-6-1-            ورودی ساختمان هنگام ورود:      18

1-6-2-            ورودی ساختمان هنگام خروج:    18

1-6-3-            سالن پذیرایی:    19

1-6-4-            ناهار خوری:       19

1-6-5-            آشپزخانه:          20

1-6-6-            نشیمن TV room:       20

1-6-7-            اتاق خواب اصلی:            21

1-6-8-            اتاق های خواب :            21

1-6-9-            سرویس بهداشتی میهمان :         22

1-7-    انواع سیستمهای مدیریت ساختمان          22

1-7-1-            Centrally Monitoring         22

1-7-2-            Centrally Controlling         23

1-7-3-            SMART ( کنترل کننده منطق پذیر )     23

1-8-    تفاوت BMS و خانه هوشمند       23

فصل 2-            تاریخچه سیستم هوشمند ساختمان         28

2-1-    کنترل اتوماتیک 28

2-2-    پیشگفتار           28

2-3-    مزایای سیستم کنترلهای مرکزی (I/O ماژولها)      29

2-4-    معایب سیستم کنترل مرکزی (I/O ماژولها)          29

2-5-    ایده ترکیب کنترلرهای مرکزی ( PLC BUS ) با آیفون تصویری      30

2-6-    تکامل سیستم های هوشمند ساختمان :   32

2-7-    معایب سیستم هوشمند بر پایه شبکه BUS :        35

2-8-    توسعه و اصلاح مشکلات سیستم هوشمند مبتنی بر پایه BUS :    37

فصل 3-            مزایای ساختمان هوشمند           42

3-1-    پیشگفتار           42

3-2-    چه وسایل و تجهیزاتی قابل کنترل هستند؟          42

3-2-1-            روشنایی            42

3-2-2-            سیستم ایمنی    43

3-2-3-            در، پنجره، پرده، کرکره و سایه بان           43

3-2-4-            سیستمهای گرمایشی سرمایشی و تهویه مطبوع     43

3-2-5-            سیستم صوتی ، تصویری 43

3-2-6-            آیفون تصویری    44

3-2-7-            سیستم آبیاری خودکار    44

3-2-8-            کنترل تاسیسات استخر، سونا و جکوزی    44

3-2-9-            سیستمهای ارتباطی (تلفن، پیامگیر، تلفن سانترال و اینترنت)         44

3-2-10-          وسایل الکتریکی ساختمان           44

3-3-    چگونگی دسترسی و کنترل امکانات در ساختمان هوشمند 45

3-3-1-            صفحه کنترل مرکزی      45

3-3-2-            کنترل با استفاده از امواج رادیویی            45

3-3-3-            کنترل از راه دور 45

3-3-4-            سناریو   46

3-3-5-            اتوماسیون          46

3-4-    مزایای اصلی ساختمان هوشمند  46

3-4-1-            راحتی:  46

3-4-2-            ایمنی:   46

3-4-3-            انعطاف پذیری:   47

3-4-4-            صرفه جویی در مصرف انرژی:      47

فصل 4-            مدلسازی نرم افزار مدیریت ساختمان هوشمند بوسیله ی UML     48

4-1-    مقدمه   48

4-2-    شی گرایی چیست ؟       48

4-3-    1-تعریف BMS 49

4-4-    معرفی اکتور ها  51

4-5-    سیستم کنترل روشنایی  58

فصل 5-            استاندارد ها       61

5-1-    KNX    61

5-2-    استاندارد BACnet        63

فصل 6-            پروتکل های ساختمان هوشمند  چاپ      66

6-1-    پیشگفتار           66

6-2-    تکنیک های هوشمند سازی        67

6-3-    X10 چیست ؟  68

6-4-    • Device Module ها :          68

6-5-    کنترل کننده ها :           69

6-6-    نقاط ضعف و محدودیت ها :        70

6-7-    مشکلات دیگر :  71

6-8-    Z-Wave چیست؟        73

6-9-    محدوده استفاده از Z-Wave :    73

6-10-  KNXچیست؟    74

6-11-  پروتکل KNX :   75

6-12-  سیستم C-BUS:           75

فصل 7-            سیستم های هوشمند بی سیم ساختمان (Wireless)     77

7-1-    سیستم های بی سیم اتوماسیون خانگی , تکنولوژی قابل اعتماد و ایمن      78

7-2-    مدیریت روشنایی            82

7-3-    کنترل پریزها     82

7-4-    کنترل پرده ها    82

7-5-    مدیریت دوربین های IP  83

7-6-    سیستم زنگ خطر          83

7-7-    کنترل درب پارگینگ ها و گاراژها            83

7-8-    کلیدهای هوشمند برند edisio در دو مدل اصلی :            84

7-9-    کنترل از راه دور edisio 85

فصل 8-            سیستمهای مدیریت ساختمان و مصرف انرژی برق            89

8-1-    پیشگفتار           89

8-2-    منطق کنترل  EMSوBMS         90

8-3-    روشهای بهینه سازی مصرف انرژی (EMS)           92

8-4-    ارزیابی پتانسیل مصرف انرژی در یک ساختمان اداری :      92

8-5-    بازگشت سرمایه در گروی ذخیره سازی انرژی :      93

8-6-    در مورد BMS دانستن چه مواردی ضروریست؟     97

8-7-    توابع اولیه سیستمهای مدیریت ساختمان: 98

8-8-    فواید استفاده از BMS :  99

8-9-    انتخاب صحیح BMS :    102

8-10-  BMS * به عنوان یک مکمل پیشرفته برای شرکت های نگهدارنده تأسیسات*        104

8-11-  چرا سیستم های ساختمانی یکپارچه ؟    105

8-12-  چرا تعدادی از پروژه های BMS شکست می خورند ؟        107

8-13-  مسیر حرکت BMS در آینده       108

8-13-1-          ••        شبکه گسترده جهانی     109

8-13-2-          ••        انقلاب بی سیم 109

8-13-3-          ••        مولفه های کنترلی سیستم های HVAC  109

8-13-4-          ••        محیط زیست    110

8-13-5-          ••        قابلیت همکاری با استانداردها     110

8-13-6-          ••        یکپارچه کردن سیستم ها          110

8-13-7-          ••        توسعه نرم افزاری          111

8-13-8-          ••        سیستم های خبره (ویژه)           111

فصل 9-            جمعبندی         112

فصل 10-          مراجع   114

فهرست جدول‌ها

عنوان    صفحه

جدول ‏1 1: کاهش هزینه های عملیاتی با استفاده از دیمر 14

فهرست شکل‌‌ها

عنوان    صفحه

شکل ‏2 1: PLC BUS    27

شکل ‏2 2: سیستم هوشمند بر پایه شبکه BUS    32

شکل ‏4 1: شکلa))       51

شکل ‏4 2: شکلb          52

شکل ‏4 3: شکل c          53

شکل ‏4 4: شکل (d)      54

شکل ‏4 5: شکل (e)      55

شکل ‏4 6: شکل (f)       56

شکل ‏4 7: شکل (g)      56

شکل ‏4 8: شکل (h)      57

شکل ‏4 9: سیستم کنترل روشنایی بر حسب لوکس          59

سیستم مدیریت ساختمان (BMS ) یا سیستم اتوماسیون ساختمان (BAS ) به سیستمی اطلاق می شود که در یک ساختمان نصب شده و از طریق اجزای 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 (HVAC) و تجهیزات روشنایی بوده که می تواند به سیستم های ایمنی، آتش نشانی، تنظیم دسترسی، تامین برق اضطراری و … نیز تسری یابد. به طور کلی هدف از استفاده از سیستم های BMS در یک ساختمان تطبیق شرایط کارکرد اجزای مختلف با توجه به شرایط محیطی و نیاز ساختمان در آن زمان است.

در سیستم مدیریت ساختمان بسیاری از اعمالی که ساکنان از روی عادت و بصورت غیر ارادی انجام می دهند توسط سیستم های هوشمند انجام می گردد که باعث صرفه جویی در زمان و هزینه نیروی انسانی شده و بعلاوه کاشه مصارف انرژی، کاهش هزینه های انرژی، کاهش خطاپذیری و افزایش اثربخشی سیستم را به دنبال دارد .با بکارگیری انواع حسگرها در داخل و خارج ساختمان و با بکارگیری یک سیستم واحد می توان بصورت لحظه ای، کنترل تمامی شرایط آسایشی و امنیتی را در اختیار داشت و از آنها در جهت رسیدن به شرایط ایده آل استفاده کرد. برای این منظور، نیاز به تجهیزات سخت افزاری و نرم افزاری خاص می باشد که با گرد آوری اطلاعات محیطی و انتقال داده ها به سیستم مرکزی، روند کنترل و مدیریت ساختمان اجرا می گردد.

در ساختمان های هوشمند با استفاده از سیستم خودکار کنترل روشنایی ساختمان، کنترل سیستم سرمایش و گرمایش، کنترل دوربین های مدار بسته، کنترل در ها، کنترل وضعیت های اضطراری همچون آتش سوزی، زلزله و بسیاری کنترل-های هوشمند دیگر، مصرف انرژی به نحو چشمگیری کاهش می یابد .ساختمان هوشمند، ساختمانی است که مجهز به یک زیرساختار ارتباطاتی قوی بود که می تواند به صورت مستمر نسبت به وضعیت های متغیر محیط عکس العمل نشان داده و خود را با آنها وفق دهد و همچنین به ساکنین ساختمان این اجازه را می دهد که از منابع موجود به صورت موثرتری استفاده کرده و امنیت و آسایش آنها را افزایش دهد.

1-1-         ضرورت استفاده از سیستم های هوشمند ساختمان

یجاد شرایط محیطی مناسب جهت آسایش انسان ،یکی از کارکردهای اصلی مسکن می باشد. همانطور که از نام مسکن برمی آید سکونت و آرامش انسان را تداعی می کند .تنظیم مواردی از قبیل نور، گرمایش ، سرمایش بر حسب ضرورت ، از جمله مباحثی است که محیط مناسب جهت آسایش انسان را ایجاد میکند ، این موضوع از زاویه دید کیفیت ساختمان های در حال احداث و یا بهره برداری شده ، مربوط می گردد. حال اگر بخواهیم هزینه های جاری ساختمان را تحت کنترل قرار دهیم و هزینه های جاری برق ، آب ، گاز را کمینه نماییم نیاز به مدیریت هوشمند ساختمان داریم.

یکی از موضوعاتی که دارای اهمیت است صرفه جویی در هزینه ها در طول عمر پروژه می باشد که شامل سرمایه گذاری اولیه ، هزینه نگهداری و تعمیرات،هزینه های دوره بهره برداری است. ashrae هزینه های عملیاتی یک ساختمان را طی 40 سال به شرح ذیل اعلام می دارد :

هزینه های ساخت و ساز 11 درصد

هزینه های سرمایه گذاری اولیه 14 درصد

هزینه های دوره بهره برداری 25 درصد

هزینه های تعمیرات و نگهداری 50 درصد

که با استفاده از مدیریت یکپارچه ساختمانهای هوشمند می توان هزینه های نگهداری را تا حد امکان کاهش داده و با افزایش 30 درصدی عمر مفید تجهیزات مکانیکی ، کاهش 82 درصدی در مصرف روشنایی و کاهش 20 درصدی سیستم سرمایش و گرمایش ، که به صورت اندوخته ای ارزشمند است در اختیار صاحب ساختمان قرار گیرد.بدین خاطر کاهش هزینه های دوره بهره برداری از جمله آب ،برق ، گاز و دیگر موارد سوختی،جلوگیری از اتلاف منابع برگشت ناپذیر مانند انرژی ، که از بحران های این قرن است ، و در نتیجه بیشینه کردن ارزش ، تامین الگوی مصرف بهینه انرژی از جمله استفاده از انرژی روشنایی طبیعی فضاها در ساختمان (حتی الامکان)، یعنی تنظیم نور تابشی خورشید با استفاده از تنظیم پرده ها و ایجاد شرایط محیطی مناسب جهت آسایش انسان ، از جمله اهداف مهم در صنعت ساختمان می‌باشد .کاهش هزینه های عملیاتی با استفاده از دیمر طبق جدول ذیل بیانگر این مطلب می باشد :

تعداد صفحات : 115

فرمت فایل : word ( قابل ویرایش ) میباشد.

توجه : این فایل با بهترین کیفیت قابل پرینت میباشد.