معرفی و دانلود کتاب ساختمان هوشمند

معرفی کتاب ساختمان هوشمند

کتاب ساختمان هوشمند نوشته محمدرضا مفیدی، به تعاریف مبتنی بر سرویس‌ها، پردازش و تحلیل داده‌های اطلاعاتی این ساختمان‌ها می‌پردازد.

در حال حاضر هوشمندسازی به معنی عامیانه‌اش، یعنی استفاده‌ی حداکثری از تکنولوژی و فناوری‌های دیجیتال در یک ساختمان، که نیازمند دانش فزآینده‌ای در این حوزه برای کاربران، جهت استفاده است. مسئله‌ای که شاید، در دید نخست صحیح به نظر بیاید اما، در ارزیابی سنجیده‌تر بر محتوای عملکرد و شیوه‌ی استفاده به این نتایج خواهیم رسید که:

- هوشمندسازی یعنی کاهش زمان و هزینه.
- هوشمندسازی یعنی مدیریت کارآمد، منسجم و از راه دور.
- هوشمندسازی یعنی کاهش نیروی انسانی مورد نیاز.
- هوشمندسازی یعنی کاهش انرژی مصرفی در عین بازدهی بیشتر.
- هوشمندسازی یعنی توانمند سازی معلولین و سالمندان در انجام امور شخصی.
- هوشمندسازی یعنی جلوگیری یا کاهش جرایم و حوادث سهوی و غیر مترقبه.
- هوشمندسازی یعنی ساده‌سازی و افزایش طول عمر مواد، تجهیزات و سازه.

و تمامی تعاریفی که، نقش معماری هوشمند را با هوش انسانی در هم می‌آمیزد و نتیجه‌ای بر کنش اجزاء عملکردی در مرحله‌ی طراحی، اجرا و بهره‌برداری خواهد داشت. در واقع در اختیار داشتن امکان مدیریت واحد بر جزء به جزء یک ساختار واحد، همانند مدیریت مغز انسان بر بدن، برای هر شهروند دیجیتالی اکنون جذابیتی دارد، که می‌تواند آن‌هایی که به دنیایی جدید و جذابیت‌هایش بی‌علاقه هستند را هم، به زندگی نو علاقه‌مند نماید. علاقه‌ای که با هدف کم کردن اختیارات انسان در عملکرد و افزودن آن به اختیارات کنترلی و مدیریت یکپارچه‌ی فردی بر فضای ساکن بر آن می‌افزاید.

شعاری که می‌گوید «فضای اکنون با توجه به کارکرد مورد نظر خوب است و اگر هوشمند شود بهتر هم خواهد شد». به همین دلیل امروزه با درک هماهنگ از عملکرد، طراحی، مدیریت، مواد و تجهیزات به صورت پیش فرض، در ساختاری واحد و اعمال متغیرهای ملزوم در صورت نیاز، با هدف بهینه‌سازی: انرژی، هزینه، زمان، نیروی انسانی، طول عمر بنا و... می‌توان، به ایدئولوژی هوشمندانه‌ی انسانی واقع‌بینانه‌تر و ملزوم‌تر توجه نمود.

بنا به تعریف انستیتو ساختمان‌های هوشمند «بنایی، که با استفاده‌ی بهینه از چند عنصر پایه: سازه، سیستم، خدمات، مدیریت و روابط درونی آن‌ها، فضایی مناسب و دارای صرفه‌ی اقتصادی ایجاد نماید» ساختمان هوشمند تعبیر می‌گردد. در ساختمان هوشمند بسیاری از اعمالی که ساکنان از روی عادت و به صورت غیر ارادی انجام می‌دهند، توسط سیستم هوشمند انجام می‌گردد، که باعث صرفه‌جویی در زمان، هزینه و عملکرد بهینه با کمترین یا عدم نیروی انسانی مورد نیاز می‌گردد.

این ساختمان‌ها قادر هستند نسبت به شرایط محیطی اطراف خود به دلیل دارا بودن یک هوش مصنوعی، عکس‌العمل نشان دهند، از جمله؛ حسگرهای سنجش حضور افراد، کنترل کلیه سیستم‌ها داخلی و خارجی ساختمان، رفت و آمد، با تاکید بر افزایش ارتقاء ایمنی و رفاه ساکنان و مراجعین به فضا (بنا به نوع کاربری از عمومی تا خصوصی). با انواع و اقسام حسگرهای حسی در سیستم‌های اتوماسیون ساختمان می‌توان به صورت دائمی اطلاعات دما، فشار، رطوبت، دبی هوا، میزان اکسیژن و دی اکسید کربن را در اختیار داشت و از آن‌ها در جهت رسیدن به شرایط ایده آل استفاده کرد. در حال حاضر ساختمان‌های هوشمند به گونه‌ای با تکنولوژی جدید تلفیق شده‌اند که گوی، خود معماران خویش بوده‌اند. هر ساختمانی که بتواند خود را با توانایی‌های سیستم‌های رایانه‌ای، همراه کنند یا به نحوی اختیار نرم‌افزاری و سخت‌افزاری را در دست بگیرند، هوشمند تلقی خواهند شد.

ساختمان هوشمند (The smart building)، از تکنولوژی به منظور فراهم نمودن نیازهای مورد نظر کاربران با مدیریت صحیح در مصرف انرژی بهره می‌گیرد. لازم به ذکر است که، این بناها می‌توانند آلودگی‌های ناشی از انتشار گازهای گلخانه‌ای را تا 90 درصد کم کند. طبق تعریف شورای هماهنگی و کنترل مصرف انرژی در ایالت متحد آمریکا، در مورد ساختمان هوشمند آمده است؛ که این ساختمان‌ها در بر گیرنده محیطی پویا و مقرون به صرفه از طریق یکپارچه کردن مولفه‌های اصلی، یعنی سیستم‌ها، ساختارها، سرویس‌ها و برقراری ارتباط میان آن‌ها هستند. در واقع یک نوع معماری هوشمندانه است که راهکارهای اصولی را برای رفع مشکلات زیست محیطی، از جمله؛ استفاده بهینه در مصرف انرژی‌های تجدید پذیر، استفاده عملکردی از مصالح و سیستم‌های کنترلی به چرخه‌ی عمل در می‌آورد. هوشمند‌سازی نه تنها خود را با شرایط فیزیکی درون و بیرون ساختمان تطبیق می‌دهد، بلکه با شرایط اجتماعی، سیاسی و تاریخی نیز همراهی می‌کند.

در بخشی از کتاب ساختمان هوشمند می‌خوانید:

با توجه به محبوبیت استفاده از شبکه‌های آی. پی با پهنای باند بالا در ساختمان‌ها و همچنین امکان ضبط دیجیتال تصاویر در سال‌های اخیر، سامانه‌های دوربین دیجیتال با استفاده از شبکه‌های آی. پی، در کاربردهای امنیتی به سرعت در حال محبوب شدن هستند. آن‌ها، شروعی برای ورود به دنیای دیجیتال هستند که راه‌حل‌هایی: با کارایی بالا، هزینه کم و انعطاف‌پذیری زیاد ارائه می‌کنند. در دو یا سه دهه گذشته، کاربردهای نظارت تصویری، تحت سلطه فناوری آنالوگ قرار داشتند و تصاویر، به طور سنتی توسط سامانه‌های VCR ثبت می‌شدند.

سامانه‌های دوربین مداربسته دیجیتالی، به وضوح مزایای بیشتری را نسبت به سامانه‌های آنالوگ ارائه می‌دهند، که از جمله می‌توان به این موارد اشاره کرد: دسترسی از راه دور، سهولت استفاده و گسترش، امکانات جستجو، امکان ضبط و نمایش همزمان، عدم کاهش کیفیت تصویر، ظرفیت ذخیره‌سازی بالا، توانایی‌های یکپارچه سازی و همچنین امکان استفاده از شبکه موجود و یا استفاده همزمان سامانه BAS و CCTV از یک شبکه.

مزایای اصلی سامانه‌های نظارت تصویری دیجیتال، از طبیعت دیجیتال آن‌ها ناشی می‌شود. به این معنا که، بسیاری از عملیات‌ها که در سامانه‌های آنالوگ امکان‌پذیر نیستند و یا بسیار سخت ایجاد می‌شوند، به راحتی توسط کامپیوتر، پردازش و انجام می‌شوند. توزیع راحت تصاویر در شبکه یکی از این عملیات‌هاست. سرور ویدئو‌ها می‌تواند به صورت خودکار، یک ایمیل حاوی تصاویر و هشدارهای مربوطه به آدرس‌های ایمیل از پیش تعیین شده ارسال نماید، تا در صورت نیاز، مسئولین مربوطه اقدامات لازم را انجام دهند.

فهرست مطالب کتاب

فصل اول: ساختمان هوشمند
مقدمه
1-1. تعاریف ساختمان هوشمند
1-1-1. تعاریف مبتنی بر عملکرد
1-1-2. تعاریف مبتنی بر سرویس‌ها (خدمات)
1-1-3. تعاریف مبتنی بر سامانه
1-1-4. تعاریف مبتنی بر سازگاری با محیط
1-2. ویژگی‌های ساختمان هوشمند
1-2-1. ورودی سیستم
1-2-2. پردازش و تحلیل داده‌های اطلاعاتی
1-2-3. خروجی سیستم
1-2-4. ملاحظات زمانی
1-2-5. توانایی یادگیری
1-3. شاخص‌های ارزیابی ساختمان هوشمند
1-3-1. مدل ارائه شده توسط جایوس
1-3-2. مدل ارائه شده توسط فتحیان
1-4. مزایای یک ساختمان هوشمند
1-5. سامانه‌های پیشرفته و تکامل ساختمان‌های هوشمند
1-5-1. در سطح سامانه‌های تک کاره مجتمع (1980-1985)
1-5-2. در سطح سامانه‌های چند کاره مجتمع (1990-1985)
1-5-3. در سطح سامانه‌های مجتمع شده در سطح ساختمان (1995-1990)
1-5-4. در سطح ساختمان‌های مجتمع شده با کامپیوتر (2002-1995)
1-5-5. در سطح شبکه بزرگ سامانه‌های مجتمع شده (2002 به بعد)
1-6. نحوه‌ی کارکرد ساختمان هوشمند
1-7. شیوه کنترل امکانات و تجهیزات در ساختمان هوشمند
1-8. انرژی مصرفی در ساختمان هوشمند
فصل دوم: طراحی هوشمند
مقدمه
2-1. حیطه طراحی
2-2. طراحی هوشمند
2-2-1. ﻣﺪل‌ﻫﺎی ﻃﺮاﺣﯽ دﯾﺠﯿﺘﺎل و راﺑﻄﻪ آن ﺑﺎ ﻣﻌﻤﺎری ﻫﻮﺷﻤﻨﺪ
2-2-2. ﻣﺪل‌ﻫﺎی ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﻃﺮاﺣﯽ
2-3. طراحی در سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان
2-4. کاربرد سیستم BIM در طراحی ساختمان‌های هوشمند
2-4-1. بهینه سازی طراحی هوشمند ساختمان با استفاده از BIM
2-4-2. بصری سازی طراحی هوشمند با استفاده از BIM
2-4-3. بهره‌گیری از روشنایی روز با استفاده از BIM
2-4-4. آنالیز و تحلیل مصرف انرژی در ساختمان‌های هوشمند با استفاده از BIM
2-4-5. ابعاد مختلف طراحی هوشمند با BIM
فصل سوم: مدیریت هوشمند
مقدمه
3-1. مفهوم سیستم مدیریت هوشمند
3-2. مزایای بهره‌گیری از سیستم مدیریت هوشمند
3-3. شاخص‌های سیستم مدیریت هوشمند
3-3-1. راحتی
3-3-2. ایمنی
3-3-3. انعطاف‌پذیری
3-3-4. صرفه‌جویی در مصرف انرژی
3-4. وظایف سیستم مدیریت هوشمند
3-5. ساختار کلی سیستم مدیریت هوشمند
3-5-1. مراحل کلی اجرای سیستم مدیریت هوشمند
3-5-2. سیستم مدیریت هوشمند هتل
3-5-3. سیستم مدیریت هوشمند بیمارستان
3-5-4. سیستم مدیریت هوشمند مجتمع‌های چند منظوره
3-5-5. سیستم مدیریت هوشمند مجموعه ورزشی
3-5-6. سیستم مدیریت هوشمند پارکینگ
3-6. نقش مدیریت تجهیزات در ساختمان هوشمند
3-7. انواع سیستم‌های کنترل هوشمند ساختمان
3-7-1. کنترل مستقیم دیجیتالی
3-7-2. کنترل تک فاز
3-8. مدیریت هوشمند با استاندارد زد - وی
3-8-1. هوشمندی
3-8-2. فناوری‌های نوین
3-8-3. امنیت
3-8-4. ارتباط بی‌سیم
3-9. مدیریت هوشمند با استاندارد کی. ان. ایکس
3-9-1. مزایای استاندارد کی. ان. ایکس
3-9-2. کاربرد سیستم کی. ان. ایکس
3-9-3. بسترهای ارتباطی در استاندارد کی. ان. ایکس
3-9-4. افزایش بهره‌وری انرژی با استفاده از کی. ان. ایکس
پیوست 1. طرح هوشمند سازی ساختمانی مسکونی با استفاده از تجهیزات کنترل ABB KNX i-bus
پیوست 2. طرح هوشمند سازی یک ویلای مسکونی با استفاده از تجهیزات کنترل ABB KNX i-bus
پیوست3. معرفی نرم‌افزار طراحی و ارزیابی ETS
فصل چهارم: سیستم‌های هوشمند
مقدمه
4-1. بخش اول؛ مواد هوشمند
4-1-1. ویژگی‌های بنیادی
4-1-2. مواد هوشمند تغییر حالت دهنده
4-1-3. مواد هوشمند مبدل انرژی
4-1-4. برخی مواد هوشمند
4-2. بخش دوم؛ مصالح هوشمند
4-2-1. مزایای استفاده از مصالح هوشمند
4-2-2. انواع مصالح هوشمند
4-2-3. برخی مصالح هوشمند
4-3. بخش سوم؛ اجزاء ساختمان هوشمند
4-3-1. سیستم نما
4-3-2. پنجره‌های هوشمند
4-3-3. دیوارهای هوشمند در ساختمان
4-4. بخش چهارم؛ محیط هوشمند
4-4-1. کاربرد صفات اختصاصی محیطی
4-4-2. صفات اختصاصی شناخت مبنا
4-5. بخش پنجم؛ سازه هوشمند
4-5-1. سیستم‌های سازه‌ای
4-5-2. کنترل سلامت سازه
4-5-3. کنترل لرزش‌های سازه
4-5-4. کنترل دیگر اثرات سازه ای
فصل پنجم: تجهیزات هوشمند
مقدمه
5-1. حسگرها
5-1-1. انواع حسگر
5-2. نورپردازی
5-2-1. سامانه‌ی کنترل نورپردازی
5-3. سامانه‌های کنترل امنیت، ایمنی، نظارت
5-3-1. سامانه دوربین مداربسته
5-3-2. سامانه‌های کنترل دسترسی
5-3-3. سامانه‌های هشدار سرقت
5-3-4. سامانه‌های اعلام حریق
5-3-5. سامانه اندازه گیری هوشمند آب - برق - گاز AMI
5-3-6. سامانه مدیریت بحران خطوط گاز
5-4. تجهیزاتی خدماتی
5-4-1. دستگاه پست هوشمند
5-4-2. دستگاه هوشمند تهویه مطبوع
5-4-3. پریز هوشمند
5-4-4. لامپ هوشمند
پیوست 1. نرم‌افزارهای کنترل تجهیزات هوشمند
منابع و مآخذ
کتابشناسی