ساختمان هوشمند ساختمانی است که در آن از تکنیک‌های هوشمند و خلاقانه‌ای استفاده شده که می‌تواند شرایط کار و زندگی را به میزان زیادی بهبود ببخشد. طراحی کارآمد و استفاده از تکنیک‌های هوشمندسازی در کنار یکدیگر در خانه هوشمند باعث می‌شود تا محیطی‌ایده‌آل برای زندگی و کار فراهم شود. درصورتی‌که کاربران از تمامی امکاناتی که کارشان را برای آنها ساده‌تر می‌کند استفاده کنند عملکرد کل این مجموعه نیز به همان نسبت بهبود پیدا خواهد کرد. هوشمندسازی ساختمان می‌تواند امکانات جدیدی را برای ساختمان به وجود بیاورد و از طرف دیگر برای دستیابی به اهداف سازمانی نیز بسیار مفید باشد.
اینترنت اشیا در خانه‌های هوشمند
امروزه انواع حسگرها و تجهیزات اتوماسیون ساختمان که در حوزه اینترنت اشیا وجود دارند برای ایجاد ساختمان هوشمند مورداستفاده قرار گرفته و کاربرد دارند. از جمله مهم‌ترین کاربردهای اینترنت‌اشیا در حوزه ایجاد چنین ساختمان‌هایی می‌توان به کنترل آب‌وهوا، کنترل دمای ساختمان، میزان رطوبت، لرزش و… اشاره کرد. از طرف دیگر نباید فراموش کرد که تجهیزات اینترنت اشیا برای تشخیص حریق، مدیریت کنترل لوازم الکتریکی، کنترل سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، کنترل سیستم‌های تهویه در خانه هوشمند و البته کنترل روشنایی نیز استفاده می‌شوند.
هوشمندسازی چیست؟ هر آن چیزی که لازم است بدانید
تجهیزات هوشمندسازی ساختمان
امروزه تجهیزات و فناوری‌های زیادی هستند که می‌توانند در ایجاد ساختمان یا آپارتمان هوشمند موثر واقع شوند. ساختمان‌های هوشمند از مجموعه‌ای از فرایندهای کنترلی ایجاد می‌شوند که یک شبکه کاملا یکپارچه از حسگرها و ریزتراشه‌ها را تشکیل می‌دهند. اطلاعات و داده‌های جمع‌آوری شده در یک سیستم ذخیره و پردازش شده و در نهایت بازوهای عملیاتی برخی از عملیات خاص را در این ساختمان‌ها انجام می‌دهند. ترکیب تکنولوژی‌های مختلف می‌تواند در نهایت باعث هوشمند شدن ساختمان شود که از جمله این تکنولوژی‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- اینترنت اشیا: ساختمان‌های هوشمند ساختمان‌هایی هستند که روی یک سیستم مبتنی بر اینترنت اشیا کار می‌کنند. انواع حسگرها، ریزتراشه‌ها، سوئیچ‌های اتصال و کنترلرها جز تجهیزاتی هستند که در یک ساختمان هوشمند استفاده می‌شوند و زیرمجموعه اینترنت اشیا به شمار می‌آیند. ارتباط و کارکرد درست این تجهیزات می‌تواند تاثیر زیادی روی عملکرد نهایی ساختمان‌های هوشمند داشته باشد.
- هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: هوش مصنوعی یکی از عباراتی است که در سال‌های اخیر توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. هوش مصنوعی در واقع فرایندی است که در آن ماشین‌ها یا نرم‌افزارها یاد می‌گیرند که رفتار و هوش انسانی را تقلید کرده و توانایی کسب دانش را داشته باشند. این قابلیت می‌تواند امکان اتوماسیون در ساختمان‌های هوشمند را فراهم کرده و باعث شود تا سیستم‌های مدیریتی این ساختمان‌ها بدون نیاز به دخالت انسانی کار کنند. سیستم‌های تشخیصی در ساختمان‌های هوشمند جز مهم‌ترین کاربردهای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در این ساختمان‌ها به شمار می‌آیند.
- اتوماسیون ساختمان: سیستم‌های اتوماسیون ساختمان در واقع یک زیرساخت جامع را تشکیل می‌دهند که امکان کنترل متمرکز تهویه‌مطبوع، روشنایی، امنیت و بسیاری از موارد دیگر را در ساختمان‌های هوشمند فراهم می‌کند. از جمله مهم‌ترین مزایایی که اتوماسیون خانه هوشمند می‌تواند داشته باشد می‌توان به مواردی مانند افزایش بهره‌وری انرژی، کاهش مصرف انرژی و در پی آن کاهش هزینه‌های عملیاتی در ساختمان‌ها و البته بهبود آسایش ساکنین ساختمان اشاره کرد.
- مدل‌سازی اطلاعات ساختمان یا BIM: مدل‌سازی اطلاعات ساختمان اجازه می‌دهد تا اطلاعات مختلف تاسیساتی مانند انواع نقشه‌ها، نقشه‌های اضطراری، لوله‌کشی و تاسیسات الکتریکی ثبت شده و به‌صورت سه‌بعدی مدل‌سازی شوند. همین عامل نیز باعث می‌شود تا این نقشه‌ها را بتوان به‌صورت دیجیتال ذخیره کرده و در اختیار کارکنان قرارداد. این مدل‌سازی باعث می‌شود تا فرایند تعمیر و نگهداری از تاسیسات ساختمان به میزان زیادی تسهیل شده و طول عمر این تاسیسات نیز افزایش پیدا کند.
در کنار این موارد از تجهیزات بسیار مهم دیگری نیز در خانه‌های هوشمند استفاده می‌شود که از جمله این تجهیزات می‌توان به موارد مانند انواع دوربین‌های نظارتی، سیستم‌های امنیتی هوشمند، سیستم‌های ضدحریق، سیستم‌های مدیریتی و … نیز اشاره کرد که ترکیب این موارد با یکدیگر باعث عملکرد هرچه بهتر یک ساختمان هوشمند می‌شود.
تفاوت خانه هوشمند و BMS
خانه هوشمند بیشتر از هر چیز روی فرایند اتوماسیون ساختمان‌ها تمرکز دارد که این فرایندها می‌توانند زندگی ما را واقعا ساده‌تر کرده و از تکنولوژی‌های جدید نیز در این فرایندها بهره‌مند شوند. در خصوص سیستم‌های BMS یا سیستم‌های مدیریت ساختمان باید بدانید که این عبارت یک عبارت بسیار محبوب در سراسر دنیاست که شامل مدیریت تمامی سیستم‌های یک ساختمان خواهد بود. این مدیریت ممکن است از سیستم تهویه ساختمان شروع شده و با افزایش راندمان مصرف انرژی در یک ساختمان به پایان برسد. به طور کلی می‌توان گفت که اصطلاح BMS کمی گسترده‌تر از خانه و ساختمان هوشمند است.
از طرف دیگر باید به این نکته دقت داشت که ساختمان‌های هوشمند معمولا دارای آینده درخشان‌تری هستند. آنها مفهومی را تعریف می‌کنند که قابلیت پیشرفت بالایی دارد و این امکان را دارد که از انواع تکنولوژی‌ها در مسیر پیشرفت خود بهره ببرد.
مزایای ساختمان هوشمند
ساختمان‌های هوشمند می‌توانند برای تمامی افرادی که ساکن ساختمان هستند یا در آن مشغول به کار هستند مفید باشد و فرصت‌های قابل‌توجهی را در زمینه‌های مهمی مانند صرفه‌جویی در هزینه‌ها، کاهش خطرات از جمله خطرات عملیاتی و … به همراه داشته باشد. از جمله مهم‌ترین مزایای ساختمان هوشمند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- متصل بودن بخش‌ها و زیرسیستم‌های مختلف در ساختمان‌های هوشمند می‌تواند بهره‌وری را افزایش دهد. این مسئله به طور مستقیم روی انعطاف‌پذیری افرادی که ساکن ساختمان هستند تاثیر می‌گذارد. استفاده از تابلوهای دیجیتال، شارژ بی‌سیم و … می‌تواند هم در محیط کار و هم در محیط‌های مسکونی بسیار مفید باشد.
- ساختمان‌های هوشمند این اجازه را می‌دهند تا بتوان بهره‌وری مصرف انرژی را بهبود بخشید و به نوبه خود هزینه‌های مصرف انرژی را نیز کاهش داد. این کار با اتصال حسگرهای اینترنت اشیا به محیط داخل ساختمان صورت می‌گیرد که می‌توانند شرایط آب‌وهوایی مختلف را اندازه‌گیری کرده و سیستم‌های گرمایشی، سرمایشی و تهویه را بر این اساس تنظیم کنند. به این ترتیب از مصرف غیرضروری انرژی تا حد زیادی جلوگیری خواهد شد.
- کاهش هزینه‌های عملیاتی مزیت مهم دیگر ساختمان هوشمند است. بسیاری از هزینه‌های مختلف کنترل داخل ساختمان با استفاده از سیستم‌های هوشمند قابل حذف شدن هستند که این مسئله به کاهش هزینه‌های عملیاتی یک ساختمان تجاری یا مسکونی کمک خواهد کرد.
- ساختمان‌های هوشمند معمولا دارای انعطاف‌پذیری بالاتری هستند. برای مثال در این ساختمان‌ها می‌توان از داده‌های داخل ساختمان هوشمند برای تشخیص تغییرات محیطی استفاده کرد و سپس جریان هوا، میزان رطوبت و البته میزان دما را بر همین اساس تنظیم کرد. از طرف دیگر این ساختمان‌ها قادر هستند تا میزان نور و رنگ داخل ساختمان را نیز بر اساس نیاز افرادی که داخل ساختمان هستند تغییر دهند که بدون شک این مسئله بسیار مفید خواهد بود.
ویژگی‌های قابل توجه ساختمان هوشمند
سنسورهای استفاده شده در این ساختمان‌ها قادر هستند تا اطلاعات مختلفی را دریافت کرده و با ذخیره‌سازی این اطلاعات امکان پردازش عمیق آنها را فراهم کنند. با استفاده از تکنولوژی‌هایی مانند هوش مصنوعی و پردازش داده‌های حجیم این امکان وجود دارد که بینش عمیقی از این داده‌ها به دست بیاید. پیش‌بینی تعمیرات موردنیاز در ساختمان از جمله مهم‌ترین ویژگی‌های یک ساختمان هوشمند به شمار می‌آید. این پیش‌بینی‌ها با استفاده از حسگرها و نظارت 24 ساعته روی بخش‌ها و سیستم‌های مختلف ساختمان انجام می‌شود.
یک نکته بسیار مهم درباره ساختمان‌های هوشمند این است که کارایی زیست‌محیطی آنها بسیار بالاتر از ساختمان‌های سنتی است. این ساختمان‌ها با استفاده از سیستم‌های هوشمند به‌منظور دستیابی به حداکثر کارایی و کاهش اثرات زیست‌محیطی طراحی و ساخته می‌شوند. یک ویژگی مهم دیگر هوشمند سازی ساختمان این است آنها بسیار راحت هستند. با توجه به این‌که در این ساختمان‌ها میزان نور، دما، رطوبت و بسیاری از عوامل دیگر بادقت بالایی و به‌صورت خودکار و 24 ساعته تنظیم می‌شود شما شرایط ایده‌آلی را برای زندگی در این ساختمان‌ها تجربه خواهید کرد.
آخرین مورد از ویژگی‌های یک ساختمان یا آپارتمان هوشمند مربوط به امنیت بالای این ساختمان‌ها است. ادغام تکنولوژی‌های مختلف از جمله هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، اینترنت اشیا، قابلیت کنترل دستگاه‌ها به‌صورت خودکار و اتوماتیک و در نهایت سیستم‌های امنیتی پیشرفته باعث شده تا امنیت این ساختمان‌ها به میزان زیادی ارتقا پیدا کند.
معرفی انواع ساختمان‌های هوشمند
ساختمان‌های هوشمند امروزه دارای انواع مختلفی هستند که از جمله آنها می‌توان موارد زیر را نام برد:
- بیمارستان هوشمند: در این بیمارستان‌ها از تکنولوژی‌های مختلف به‌منظور داشتن نظارت بیشتر روی بیماران استفاده شده و عملیات مدیریتی در این بیمارستان‌ها نیز به‌صورت خودکار و هوشمند در می‌آید.
- دفتر کار هوشمند: در محیط‌های اداری هوشمند سازی ساختمان معمولا می‌تواند اثرگذاری خوبی داشته باشد. با استفاده از تجهیزات هوشمندسازی می‌توان میزان نور، رطوبت، دما و بسیاری از موارد دیگر را در دفتر کار به‌صورت کاملا هوشمند و خودکار مدیریت کرد و فضای بهتری را برای انجام کارهای اداری فراهم کرد.
- هتل هوشمند: هتل‌هایی که عملیات هوشمندسازی در آنها انجام شده معمولا می‌توانند خدمات باکیفیت‌تری را در مدت‌زمانی کوتاه‌تر به مشتریان خود ارائه داده و رضایت مشتریان خود را به شکل بهتری جلب کنند.
- دانشگاه هوشمند: در محیط‌های دانشگاهی و حتی در مدارس نیز می‌توان با پیاده‌سازی عملیات هوشمندسازی کیفیت خدمات آموزشی ارائه شده به دانشجویان یا دانش‌آموزان را چندبرابر کرد. پشتیبانی از فناوری‌های جدید برای آموزش به دانشجویان و دانش‌آموزان از مهم‌ترین مزایای دانشگاه‌ها و مدارس هوشمند به شمار می‌آید.
- خانه‌های هوشمند: نوع دیگری از ساختمان هوشمند مربوط به خانه‌های هوشمند است که در آنها انواع بخش‌های مختلف یک خانه از جمله تجهیزات آشپزخانه، تجهیزات الکتریکی، تجهیزات گرمایشی و سرمایشی و تجهیزات مربوط به تهویه ساختمان و البته نورپردازی همگی قابل‌کنترل هستند. نحوه کنترل‌کردن این تجهیزات هم به‌صورت خودکار و هم به‌صورت دستی با استفاده از یک گوشی هوشمند امکان‌پذیر است.
- مراکز تجاری هوشمند: در مراکز تجاری هوشمند از انواع مختلف تجهیزات به‌منظور ارائه خدمات بهتر و باکیفیت‌تر به مشتریان استفاده می‌شود.
- کارخانه هوشمند: کارخانه هوشمند را نیز می‌توان جز ساختمان‌های هوشمند قرارداد که در آن از تجهیزات مختلف برای بهینه‌سازی خط تولید، کاهش نیروهای انسانی فعال در کارخانه، کاهش هزینه‌های کارخانه، کاهش خطرات و … استفاده می‌شود.
- انبار هوشمند: انبار هوشمند نیز جز دیگر ساختمان‌های هوشمندی به شمار می‌آید که در آن از هوشمندسازی به‌منظور ذخیره‌سازی هرچه بهتر محصولات مختلف، مدیریت محصولات موجود در انبار، مدیریت ورودی و خروجی انبار و … استفاده می‌شود.
چالش‌های هوشمندسازی ساختمان‌ها
یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی که پیش روی هوشمندسازی ساختمان قرار دارد مسئله سرمایه‌گذاری در این حوزه است. هوشمندسازی انواع ساختمان‌ها نیازمند سرمایه‌گذاری‌های کلانی است و با وجود این‌که این سرمایه در مدت‌زمان کوتاه باز می‌گردد؛ ولی بسیاری از افراد این سرمایه‌گذاری را انجام نداده و ریسک آن را نمی‌پذیرند. چالش مهم دیگری که وجود دارد این است که برای بسیاری از افراد فناوری‌های هوشمند ممکن است ترسناک به نظر برسد. این مسئله به‌ویژه زمانی که یک مشکل خاص پیش می‌آید بیشتر خود را نشان می‌دهد.
چالش مهم دیگری که در این زمینه وجود دارد این است که ساختمان‌های هوشمند متکی به اتصال دائمی اینترنت هستند. به همین علت نیز در مناطقی که دسترسی به اینترنت با مشکل و چالش مواجه می‌شود ممکن است مشکلاتی به وجود بیاید.
سوالات پرتکرار
در این بخش به برخی از سوالات رایج و پرتکرار در زمینه ساختمان هوشمند پاسخ دهیم.
یک ساختمان هوشمند واقعا چگونه کار می‌کند؟
چنین ساختمانی از هوشمندی خود به‌منظور جمع‌آوری داده‌های کاربردی از دستگاه‌های کاربر، حسگرها، سیستم‌ها و سرویس‌های موجود در محل استفاده می‌کند. این داده‌ها توسط ابزارهایی مانند ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی و یادگیری ماشین پردازش شده و یک برنامه‌ریزی جامع و کامل برای پاسخ به نیاز کاربران طراحی می‌شود.
آیا ساختمان هوشمند خطرناک است؟
با توجه به این‌که شبکه‌ها و سیستم‌هایی در ساختمان هوشمند مورداستفاده قرار می‌گیرند همگی به اینترنت متصل هستند ریسک‌هایی در هوشمندسازی انواع ساختمان‌ها وجود خواهد داشت؛ ولی بدون شک مزایای زیاد چنین ساختمان‌هایی می‌تواند بر ریسک‌ها و خطرات آن غلبه کند.
آیا هزینه هوشمندسازی ساختمان بالاست؟
بله این هزینه تقریبا مبلغ بالایی است؛ ولی با توجه به کارکرد و عملکردی که ساختمان‌های هوشمند دارند کاملا از نظر اقتصادی گزینه به‌صرفه‌ای به شمار می‌آیند.
خلاصه مطلب
ساختمان هوشمند ساختمانی است که در آن از انواع تکنولوژی‌ها و تجهیزات مختلف استفاده می‌شود تا عملکرد و عملیات داخلی چنین ساختمانی بهینه‌سازی و خودکار شود. هوشمند سازی ساختمان می‌تواند مزایایی از جمله کاهش هزینه‌های داخلی ساختمان، بهینه‌سازی فرایندها، کنترل عوامل محیطی (از جمله نور، رطوبت، دما و …) و البته بالا بردن امنیت در داخل ساختمان را به همراه داشته باشد. به همین علت است که امروزه افراد زیادی با وجود هزینه بالا علاقه‌مند به داشتن یک خانه هوشمند هستند.
منابع: