طراحی و اجرای BMS

سیستم مدیریت ساختمان توانایی مدیریت، پایش و کنترل هوشمند روشنایی، سیستم سرمایش/گرمایش، پرده‌ها و سایبانها را با توجه به برنامه‌ریزی و تنظیمات انجام شده، بعمل آورد و علاوه بر افزایش رفاه و آسایش ساکنین، مصرف انرژی ساختمان را نیز کاهش می‌دهد. در سیستم مدیریت ساختمان می‌توان با بهره‌گیری از حسگر روشنایی، میزان لوکس را از طریق ارسال اطلاعات به عملگر،Actuator، و براساس نیاز کاربری محیط تنظیم نمود و بدینوسیله در مواردی که میزان روشنایی مورد نیاز و یا بخشی از آن با نور طبیعی تامین می‌گردد، میزان نور تامین شده با سیستم روشنایی را کاهش داد. با استفاده از حسگر تشخیص حضور،Presence Sensor می‌توان تجهیزات روشنایی و یا سرمایش/گرمایش را در زمان عدم حضور افراد از مدار خارج نمود. از طریق ترموستات هوشمند قابل برنامه‌ریزی می‌توان دمای مطلوب کاربران را بصورت بهینه و با حداقل مصرف انرژی تامین نمود. همچنین می‌توان برای جلوگیری از اتلاف انرژی در زمان باز بودن پنجره‌ها تجهیزات سرمایشی و گرمایشی را بطور خودکار غیر فعال نمود. با اندازه‌گیری و ثبت پارامترهای آب و هوایی می‌توان سیستمهای تولید و توزیع انرژی گرمایشی و سرمایشی نظیر بویلرها، چیلرها، هواسازها و پمپها را بصورت بهینه مدیریت نمود. بمنظور تنظیم و برنامه‌ریزی سیستم توسط پرسنل می‌توان از یک یا چند پانل اپراتوری استفاده کرد. این پانلها تنظیم زمانبندی، بررسی نمودارهای عملکردی و مصرف، مشاهده وضعیت و کنترل روشن و یا خاموش بودن تجهیزات و مصارف آنها، مشاهده اخطارها و هشدارها و اعمال تصمیمات مناسب، گزارش‌گیری از انواع داده‌های ثبت شده و سایر امکانات مورد نیاز جهت مدیریت ساختمان را در اختیار کاربر قرار می‌دهد.  

بطور کلی عمده وظایف سیستم مدیریت ساختمان مشتمل بر مدیریت و کنترل موارد زیر می‌باشد.

- سيستمهاي روشنايي

- فنها، موتورها و تأسيسات سرمايش و گرمايش

- سيستمهاي کنترل تردد

- سيستمهاي نظارت تصويري

- تجهيزات اندازه گيري و حسگرها

- سيستمهاي اعلام حريق

- سيستمهاي امنيتي و حفاظت پيراموني

- آسانسورها

مزایای بهره گیری از سیستم مدیریت انرژی ساختمان

بهره گیری از سیستم مدیریت انرژی ساختمانفواید و مزایای زیر را به همراه دارد.

- حذف مصارف ناخواسته

با استفاده از سیستم مدیریت انرژی ساختمان می‌توان با تعیین برنامه زمانی متناسب با کاربریهای مختلف ساختمان از مصارف ناخواسته انرژی بابت گرمایش، سرمایش و روشنایی فضاهای داخلی جلوگیری نمود.

- کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری

مدیریت بهینه استفاده از تاسیسات، امکان برنامه‌ریزی سیکل کارکرد گردشی برای تجهیزات آماده بکار و در سرویس، موجب کاهش میزان ساعات کارکرد هر تجهیز گردیده و در نهایت به مقدار قابل ملاحظه‌ای هزینه‌های تعویض قطعات مصرفی و نیز خرابی‌های ناشی از کارکرد طولانی را کاهش می‌دهد.

- پایش و کنترل دائمی کلیه تاسیسات مکانیکی و الکتریکی ساختمان

با اجرای سیستم مدیریت انرژی ساختمانکلیه تاسیسات مهم ساختمان از قبیل مجموعه‌های سرمایش، گرمایش، تهویه، روشنایی و آبرسانی و... بطور متمرکز از طریق یک کامپیوتر در محل ساختمان و یا از راه دور و در تمام ساعات قابل پایش بوده و نیاز به سرکشی محلی هر تجهیز در محل نصب را مرتفع می‌نماید.

- حذف خطاهای اپراتوری

با توجه به اینکه کلیه کنترلها بعد از اعمال تنظیمات اولیه توسط کامپیوتر مرکزی صورت می‌گیرد، خطاهای مربوط به نیروی انسانی و پرسنل بهره‌بردار حذف می‌گردد و بدینوسیله از بروز خسارات جلوگیری می‌گردد.

- اعلام وضعیت تاسیسات جهت جلوگیری از خرابی و وقفه در کار تاسیسات ساختمان

با توجه به پایش و کنترل مرکزی، خطاهای موجود در سیستم و اشکالات و نواقص در قالب اخطارها و هشدارها ارائه می‌شود و بدینوسیله از بروز خسارات جلوگیری می‌گردد.

- ثبت میزان بهره برداری از قسمتهای مختلف ساختمان

با توجه به پایش و کنترل مرکزی تاسیسات و ساعات بهره‌برداری، میزان استفاده هر قسمت و یا واحد از منابع انرژی قابل ثبت و گزارش‌دهی می‌باشد.

- مدیریت ساختمان در هنگام بروز حوادث

مدیریت یکپارچه سیستم روی بخش های مختلف، باعث ایجاد هماهنگی بین بخشهای مختلف از قبیل اعلام حریق، سیستم هوارسان، اگزوز فن ها، اطفاء حریق، آسانسورها در جهت کاهش خطرات احتمالی در هنگام بروز حوادث می‌گردد.

- گزارش‌گیری آماری از عملکرد اجزاء مختلف ساختمان

کارکرد کلیه اجزاء ساختمان در سیستم مرکزی ثبت و ذخیره می‌گردد. این ذخیره سازی راهنمای مدیر تاسیسات ساختمان برای تنظیم بازبینی های و تعمیرات دوره ای می‌باشد.

- تعریف سطوح مختلف دسترسی برای اپراتورها و یا کاربران

کاربران سیستم با سطوح مختلفی از دسترسی، می‌توانند به بخشهای مختلف دسترسی داشته باشند. همچنین می‌توان کنترل انواع ترموستاتهاو سیستمهای محلی را نیز از نظر نوع دسترسی تعریف نمود.

- اولویت بندی هوشمندانه مصارف در هنگام اضطرار

در هنگام پیک مصرف و یا هنگامیکه منابع کافی برای در مدار قراردادن کلیه اجزاء وجود ندارد، سیستم بطور هوشمندانه بر اساس اولویتهای از پیش تعیین شده نسبت به تخصیص منابع اقدام می‌نماید.

-  اعلام آلارم های هشدار دهنده برای بازبینی های دوره ای تجهیزات

بر اساس مشخصات ثبت شده هر یک از تجهیزات و تاسیسات، زمانهای بازبینی، تعویض و تعمیر توسط سیستم به گروه بهره‌برداری و تعمیر و نگهداری یادآوری می‌شود.

- پایش کیفیت هوا و تنظیم پارامترهای مهم از قبیل میزان دی اکسید کربن، منو اکسید کربن، گازهای قابل اشتعال و دود

سیستم بطور مستمر نسبت به کنترل کیفیت هوا اقدام نموده و در صورت وجود آلایندگی فراتر از حد مجاز، نسبت به افزایش ورود هوای تازه، اعلام وضعیت و در صورت لزوم اعلام هشدار و توقف کارکرد سیستمها اقدام می‌نماید.

اجزای سیستم مدیریت  ساختمان

در شکل 1 شماتیک یک سیستم مدیریت ساختمان آورده شده است، بطورکلی همانند دیگر سیستمهای کنترلی، BMS نیز از سه بخش اصلی حسگرها، Sensors، کنترلرها، Controllers، و عملگرها، Actuators، تشکیل شده است که این سه بخش توسط سیستم ارتباطی به یکدیگر متصل و زیر نظر پردازنده مرکزی عمل می‌نمایند. 

 حسگرها

حسگرها، وظیفه سنجش پارامترها و ارسال این اطلاعات به سیستم را بر عهده دارند. این اطلاعات دمای محیط بیرون و درون، دمای سیال گرم کننده و یا خنک کننده، میزان روشنایی محیط، میزان رطوبت، مقدار گازها در هوا، حضور و یا عدم حضور افراد در محل و دیگر اطلاعاتی که برای راهبری بهینه سیستم مورد نیاز است، می‌باشد.

کنترلرها

کنترلرها، اجزائی از سیستم هستند که اطلاعات دریافتی از حسگرها را دریافت و بر اساس نرم افزار درونی خود و یا نرم افزار شبکه پردازش و بر حسب نیاز فرامین لازم را به عملگرها ارسال می‌کنند.

عملگرها

عملگرها، اجزائی از سیستم هستند که فرامین ارسالی از کنترلرها را دریافت و بر اساس آن واکنش نشان می‌دهند. این عملگرها میتوانند شیرهای برقی سیالات، دریچه های قابل تنظیم عبور هوا، رله‌های قطع و وصل جریان الکتریکی و.... باشند.

سیستم ارتباطی

سه بخش حسگرها، کنترلرها و عملگرها توسط یک مکانیزم ارتباطی با هم مرتبط می‌شوند که خود از دو قسمت مهم زیر تشکیل شده است.

-  رسانه انتقال مانند سیم، فیبر نوری و امواج رادیویی

- پروتکل ارتباطی و یا زبان محاوره اجزا مانند BacNet، KNX، LonWorks

در حقیقت حسگرها، کنترلرها و عملگرها از طریق رسانه انتقال و براساس زبان محاوره ای و یا پروتکل ارتباطی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.

پردازنده مرکزی

پردازنده مركزي، وظیفه پایش و کنترل اجزاي مختلف سيستم مدیریت ساختمان را برعهده دارد.

راهکارهای مدیریت روشنایی ساختمان

با اجرای سیستم مدیریت انرژی ساختمان می‌توان کنترلهای مختلفی را بر روشنایی نظیر دیم کردن روشنایی و بهره‌گیری از روشنایی روز، تعیین برنامه زمانبندی کارکرد با توجه به کاربری، خاموشی سیستم در زمان عدم حضور افراد و کنترل پیک مصرف ایجاد نمود.

بهره‌گیری از نور طبیعی روز

با استفاده از حسگرهای میزان روشنایی و بالاستهای دیم‌شونده، می‌توان با بهره‌گیری از نور طبیعی، مصرف انرژی سیستم روشنایی را در مواقعی که نور روز به میزان کافی است، کاهش داد. این روش در نزدیک پنجره‌ها و سایر نقاط نورگیر کاربرد دارد.

خاموشی سیستم روشنایی در زمان عدم حضور افراد

با استفاده از حسگر حضور افراد، می‌توان سیستم روشنایی را در زمان عدم حضور افراد خاموش نمود و بدین‌ترتیب از مصرف سیستم روشنایی در مواقع غیر نیاز جلوگیری نمود. حسگر حضور افراد بیشتر برای راهروها و فضاهایی که کاربری محدود در طول شبانه‌روز دارند توصیه می‌شود، البته با توجه به مباحث ایمنی و بهداشت محیط کار در فضاهای اداری کمتر کاربرد دارد.

تعیین برنامه زمانبندی کارکرد سیستم روشنایی

در بسیاری از فضاها نظیر محوطه، لابی ساختمان و یا فضاهای اداری در بعد از ساعت کاربری، می‌توان با تعیین برنامه زمانبندی، سیستم روشنایی را درساعاتی که مورد نیاز نمی‌باشد، بصورت روزانه، هفتگی و ماهانه خاموش نمود.

مدیریت مصرف و پیک‌سایی

در ساعات پیک و زمانهایی که مصرف ساختمان از حدود تعیین شده، تجاوز نماید، می‌توان در سیستم مدیریت انرژی ساختمان میزان روشنایی را با توجه به نوع و اهمیت کاربری در فضاهای مختلف 10 تا 30 درصد کاهش داد تا دوره پیک مصرف ساختمان سپری شود و با این روش در هزینه‌های انرژی ساختمان صرفه‌جویی نمود. 

راهکارهای مدیریت محلی HVAC

با اجرای سیستم مدیریت انرژی ساختمان می‌توان کنترلهای مختلفی را بر سیستمهای سرمایش و گرمایش نظیر کنترل دما و رطوبت، تعیین برنامه زمانبندی کارکرد با توجه به کاربری، خاموشی سیستم در زمان عدم حضور افراد و کنترل پیک مصرف ایجاد نمود.

کنترل دما و رطوبت

با استفاده از انواع سنسورهای دما و رطوبت و یا ترموستاتهای قابل برنامه‌ریزی می‌توان دما و رطوبت را در فضاهای مختلف کنترل نمود و علاوه بر تامین شرایط آسایشی ساکنان، از مصرف بیشتر از حد نیاز انرژی جلوگیری نمود.

تعیین برنامه زمانبندی کارکرد سیستم سرمایش و گرمایش

در فضاهای اداری و فضاهایی که دائم‌کار نمی‌باشند، می‌توان با تعیین برنامه زمانبندی مطابق با شرایط کاربری فضا، فقط در زمانهای مورد نیاز، فضا را گرم، سرد و تهویه نمود. این برنامه زمانبندی، قابلیت تعریف کارکرد سیستم بصورت روزانه، هفتگی و ماهانه را دارد.

مدیریت مصرف و پیک‌سایی

در ساختمانهایی که دارای کنتور سه تعرفه می‌باشند، می‌توان با تهیه یک برنامه کاری مناسب و مدیریت مصرف، نسبت به کارکرد دوره‌ای تجهیزات اقدام نمود و مصارف انرژی ساختمان را در ساعات پیک‌بار کاهش داد و بدین‌وسیله هزینه‌های انرژی ساختمان را کاهش داد. همچنین می‌توان در ساعات پیک مصرف، شرایط دمایی برخی از فضاها را با توجه به نوع کاربری و اهمیت آن یک تا سه درجه افزایش و یا کاهش داد، تا کارکرد تجهیزات در این زمانها کمتر گردد و یا با سرد و گرم کردن فضا کمی بیشتر از حد نیاز در زمان قبل از پیک، نسبت به خاموشی و یا کارکرد کمتر تجهیز در زمان پیک اقدام نمود.

راهکارهای مدیریت موتورخانه مرکزی

با سیستم مدیریت انرژی ساختمان می‌توان نقاط تنظیم دمای کارکرد تجهیزات مرکزی با توجه به شرایط هوای بیرون و تنظیم برنامه زمانبندی کارکرد تجهیزات را انجام داد و با این روش مطابق با نیاز ساختمان، گرما و سرما را تولید نمود.

مدیریت بویلرها

مدیریت بویلرها در سیستم مدیریت انرژی ساختمان دارای دو رویکرد اصلی تعیین زمان‌بندی کارکرد و تولید گرمایش متناسب با نیاز انرژی گرمایی ساختمان می‌باشد. جهت تعیین برنامه زمانبندی کارکرد متناسب با شرایط بهره‌برداری ساختمان از نظر میزان آب‌گرم مصرفی، گرمایش فضا و سایر مصرف‌کننده‌ها، می‌توان در سیستم مدیریت انرژی ساختمان نسبت به تنظیم ساعات کارکرد بصورت، روزانه، هفتگی و ماهانه اقدام نمود. درخصوص تولید انرژی گرمایی متناسب با نیاز مصرف، سیستمهای مدیریت انرژی ساختمان از تعدادی حسگر برای اندازه‌گیری دمای هوای بیرون، دمای هوای آب گرم رفت و برگشت از ساختمان استفاده می‌کنند و با توجه به منحنی تعریف شده متناسب با پایانه‌های حرارتی ساختمان، نقطه تنظیم انرژی گرمایی را متناسب با هوای بیرون کنترل می‌نماید و براساس آن پمپها و تجهیزات جانبی را مدیریت می‌کند.

مدیریت چیلرها

معمولا سیستم کنترل در چیلرها توسط سازنده چیلر تعبیه و بر روی سیستم قرار می‌گیرد و با توجه به حساسیت چیلرها و تنوع مدلهای آنها، سیستم مدیریت انرژی ساختمان به گونهای تعبیه می‌شود که امکان تبادل اطلاعات با سیستم کنترل چیلر را دشته باشد و نمایش گزارشات کارکرد چیلر و همچنین مدیریت زمانی آن در سیستم مدیریت انرژی ساختمان میسر می‌باشد.

مدیریت هواسازها

مدیریت هواسازها شامل دو کنترل اصلی، تعیین ساعات کارکرد متناسب با شرایط بهره‌برداری و تامین هوای تازه متناسب با نیاز ساختمان می‌باشد، که برای این منظور علاوه بر امکان تنظیم برنامه زمانبندی بصورت روزانه، هفتگی و ماهانه، سیستم مدیریت انرژی ساختمان با اندازه‌گیری میزان دی‌اکسید کربن از طریق حسگرهای مربوطه، میزان ورود هوای تازه را مدیریت می‌کند.