چكيده :محدوديت منابع انرژي ، آلودگي محيط زيست ، هزينه هاي هنگفت بالا دستي در توسعه منابع انرژي همگي مسائلي است كه دولتهاي كشورهاي توسعه يافته و در حال توسعه را به خود مشغول كرده است . در اين ميان اختصاص 40 درصد منابع انرژي به بخش ساختمان ، كنترل و بهينه سازي مصرف انرژي در اين بخش را بيش از پيش حائز اهميت مي سازد .فهرستمقدمه ...................................................................................................................................................................... 1فصل اول:مزایا وتعاریف سیستم هوشمند....................................................................... 4تاملي بر صنعتي سازي ساختمان ..................................................................................................................... 5مفاهیم اولیه:............................................................................................................................................................. 7تعریف ساختمان هوشمند:.................................................................................................................................... 7صفحه کنترل مرکزی............................................................................................................................................. 9کنترل با استفاده از امواج راديويی..................................................................................................................... 10سناريو......................................................................................................................................................................... 10اتوماسيون….............................................................................................................................................................. 10اجزاء سیستم مدیریت هوشمند ساختمان:...................................................................................................... 13کنترلر ها (Controllers)................................................................................................................................... 13عملگرها (Actuators)........................................................................................................................................ 14برخی از اهداف سیستم مدیریت و کنترل هوشمند ساختمان.................................................................. 15وظایف سیستم مدیریت و کنترل هوشمند ساختمان................................................................................... 15یک ساختمان هوشمند چگونه مقرون به صرفه عمل می کند: ................................................................ 16مزایای یک ساختمان هوشمند............................................................................................................................ 17از جمله دیگر مزایای سیستم هوشمند: ......................................................................................................... 18چگونه مالکین و استفاده کنندگان از ساختمان در هزینه ها صرفه جویى مى کنند.......................... 19جایگاه حال وآینده ساختمانهاى هوشمند:....................................................................................................... 22فصل دوم:سیستم ها و کنترل کننده های یک سیستم هوشمند.................................... 24برخی سيستمها و تجهيزات الكتريكي و مكانيكي كنترل شونده............................................................... 25انواع سيستمهاي سيستم مديريت ساختمان:................................................................................................. 27سيستمهاي متمركز بر روي رايانه ها................................................................................................................. 27سيستمهاي داراي كنترل گسترده .................................................................................................................... 28مشخصات عمومي سيستم اتوماسيون ساختمان:........................................................................................... 29كنترل مركزي ......................................................................................................................................................... 30كنترل محلي............................................................................................................................................................. 29كنترل ايستگاهي..................................................................................................................................................... 29عملکرد ساختمان هوشمند:.................................................................................................................................. 33Lighting : کنترل روشنایی بر اساس نیاز و برنامه زمان بندی شده...................................................... 35Irrigation : سیستم کنترل اتوماتیک آبیاری............................................................................................. 35Security : کنترل هوشمند امنیتی................................................................................................................ 35Trend Temprature : نمایشگرهای دما و رطوبت هوای بیرون و داخل ساختمان....................... 35Multi Room Audio : سیستمهای صوتی هوشمند............................................................................... 35Heating & Cooling : سیستم کنترل هوشمند سرمایش و گرمایش............................................... 35Telephone & Internet : سیستم تلفن سانترال و شبکه داخلی.................................................... 35مفاهيم اوليه كنترل كننده ها: ........................................................................................................................... 35سيستم کنترل حلقه باز (Open Loop)....................................................................................................... 35سيستم کنترل حلقه بسته (Closed Loop)............................................................................................... 35نقطه تنظيم (Set Point)................................................................................................................................... 35تقسيم بندي کنترل کننده ها براساس جايگاه درسيستم........................................................................... 36كنترلهاي تحريك كننده....................................................................................................................................... 36كنترلهاي اوليه واصلي............................................................................................................................................ 36انواع كنترل كننده ها ........................................................................................................................................... 36منطق كنترل............................................................................................................................................................ 37چه وسايل و تجهيزاتی قابل کنترل هستند؟ ................................................................................................. 39روشنايی ................................................................................................................................................................... 39سيستم ايمنی.......................................................................................................................................................... 39در، پنجره، پرده، كركره و سايه بان.................................................................................................................... 39سيستمهای گرمايشی سرمايشی و تهويه مطبوع............................................................................................ 40سیستم صوتی ، تصویری...................................................................................................................................... 40آيفون تصويری.......................................................................................................................................................... 40سيستم آبياری خودكار.......................................................................................................................................... 40كنترل تاسيسات استخر، سونا و جكوزی.......................................................................................................... 40وسايل الكتريكی ساختمان.................................................................................................................................... 41اجزاء کنترل.............................................................................................................................................................. 411 . متغییر کنترل شونده :.............................................................................................................................. 412. سنسور :....................................................................................................................................................... 413. کنترلر :........................................................................................................................................................... 414. دستگاه تحت کنترل :...................................................................................................................................... 415. عامل کنترل شونده :..................................................................................................................................... 42فصل سوم:نقش سیستم هوشمند در بهینه سازی مصرف انرژی...................................... 43اتوماسیون صنعتی : .............................................................................................................................................. 44برخی ازمزایای اتوماسیون صنعتی..................................................................................................................... 44سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه ......................................................................................................... 47مستقل بودن عملکرد سیستم از مساحت زیربنای ساختمان:..................................................................... 49پیک زدایی مصرف سوخت در اوج سرما :....................................................................................................... 51کنترل مستقیم و از مبداء تجهیزات حرارتی ساختمان :............................................................................. 52بهینه سازی مضاعف مصرف سوخت در ساعتهای تعطیلی ساختمانهای غیرمسکونی :...................... 53صرفه جويي هوشمنـد در پیش راه انـدازی و تسـریع در خـاموشی (یا دمـای آماده باش) موتورخانه ساختمانهای غیرمسکونی: ............................................................................................................................................................ 54دوره موثر صرفه جویی و بهینه سازی مصرف سوخت (12 ماه سال) ................................................... 54زمان مناسب نصب و بهره برداری از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه : .................................. 55تثبیت محدوده آسایش حرارتی در ساختمان :.............................................................................................. 55معرفی پروتکل باز در هوشمند سازی بنا.......................................................................................................... 57مزایای کلی استفاده از سیستم هوشمند.......................................................................................................... 58حذف مصارف ناخواسته:........................................................................................................................................ 58کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری:................................................................................................................. 58حذف خطاهای اپراتوری:....................................................................................................................................... 58مدیریت ساختمان هنگام بروز حوادث............................................................................................................... 58مزایای استفاده از BMSبرای مالکان ساختمان:.............................................................................................. 59مزایای استفاده از BMS برای مدیران تاسیسات:........................................................................................... 59مزایای استفاده از BMS برای ساکنان:............................................................................................................. 60BMS در ایران......................................................................................................................................................... 62معماری هوشمند ساختمان.................................................................................................................................. 621. ورودیها (inputs )........................................................................................................................................... 662. نرم افزار پردازش و تحلیل اطلاعات............................................................................................................. 69انواع دیگر کنترل..................................................................................................................................................... 731ـ کنترل مستقیم ................................................................................................................................................ 732ـ کنترل ورودی .................................................................................................................................................. 733ـ کنترل توسط ورودیهای متعدد ................................................................................................................... 735 ـ کنترل هوشمند با ورودیهای متعدد ......................................................................................................... 744ـ کنترل توسط حسگرهای متعدد که همه جا را پوشش میدهند. ..................................................... 746 ـ ملاحظات زمانی.............................................................................................................................................. 757 ـ ویژگی تجربه آموزی یا توانایی یادگیری................................................................................................. 758 ـ نمونههایی از معماری حرکتی .................................................................................................................... 76نتیجه.......................................................................................................................................................................... 78مزايا ي كنترل ازطریق استفاده ازBMS:......................................................................................................... 80حذف مصارف ناخواسته:........................................................................................................................................ 81حذف خطاهای اپراتوری........................................................................................................................................ 81اعلام وضعیت اجزاء جهت جلوگیری از خرابی و وقفه در کار اجزاء ساختمان..................................... 81کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری:................................................................................................................. 81کلیه اجزاء مهم ساختمان از قبیل مجموعه های سرمایش و گرمایش و تهویه وآبرسانی ................. 82پایش دائمی کلیه اجزاء ساختمان:..................................................................................................................... 82مدیریت ساختمان در هنگام بروز حوادث:........................................................................................................ 82ثبت دقیق میزان بهره برداری از قسمتهای مختلف ساختمان:.................................................................. 82گزارش گیری آماری دقیق از عملکرد اجزاء مختلف ساختمان:................................................................. 82تعریف سطوح مختلف دسترسی برای اپراتورها:............................................................................................. 82اولویت بندی هوشمندانه مصارف در هنگام اضطرار:..................................................................................... 83اعلام آلارم های هشداردهنده برای بازبینی های دوره ای تجهیزات:....................................................... 83پایش کیفیت هوا وتنظیم پارامترهای مهم از قبیل میزان منواکسیدکربن ،گازهای قابل اشتعال ودود:83فصل چهارم:پروتکل های سیستم هوشمند وقسمت های اصلیBMS............................. 84اجزای اصلی یک سیستم هوشمند.................................................................................................................... 851- سیستم امنیتی و حفاظتی............................................................................................................................ 852-سیستم صوتی.................................................................................................................................................... 853- سیستم کنترل HVAC................................................................................................................................. 874- سیستم آتش نشانی........................................................................................................................................ 885- مدیریت سیستم انرژی الکتریکی................................................................................................................ 89کنترل گرمايش ساختمان .................................................................................................................................. 91نكات كاربردي در مصرف آب گرم:................................................................................................................... 91کنترل تردد در جهت صرفه جویی انرژی........................................................................................................ 92مزایای بهره گیری از هوشمند............................................................................................................................. 93اجزاء و مشخصات راه حلهای هوشمند.............................................................................................................. 94استراتژی های مناسب سیستم BMS در کاهش مصرف انرژی................................................................ 94انواع سیستمهای کنترل........................................................................................................................................ 95استانداردها و پروتکلهای ارتباطی ...................................................................................................................... 96واسط کاربر وب (WEB Interface Browser) ...................................................................................... 96معماری سیستم هوشمند..................................................................................................................................... 97وظایف BMS در ساختمان.................................................................................................................................. 98سیستم EIB برکر................................................................................................................................................... 99KNX/EIB چیست؟............................................................................................................................................... 99کنترل هوشمند خانه و ساختمان ..................................................................................................................... 101توانائی های تکنولوژی اطلاعات........................................................................................................................... 104جایگاه حال و آینده ساختمانهای هوشمند ..................................................................................................... 105یکپارچه سازی کنترل مجموعه: ........................................................................................................................ 106تهویه مطبوع ......................................................................................................................................................... 106مزایای سیستم مرکزی.......................................................................................................................................... 109کنترل در سیستم های تهویه مطبوع .............................................................................................................. 109الف- ساده ترین شکل کنترل.............................................................................................................................. 110ب- BMS یا کنترل هوشمند ساختمان........................................................................................................... 112نقاط کنترلی یک هواساز عبارتند از ................................................................................................................. 112سیستم روشنایی و کنترل هوشمند آن .......................................................................................................... 113مزایای کنترل سیستم روشنایی: سیستم روشنایی در حدود 45%-30% انرژی ................................ 1151- تخمین هزینه ساعتی برای کاربری محل ............................................................................................... 1172- محاسبه هزینه قابل صرفه¬جوئی سالانه................................................................................................ 117پروتکلX10.............................................................................................................................................................. 118پروتکلEIB................................................................................................................................................................ 120امکانات ویژه حفاظتی............................................................................................................................................. 122سیستم اعلام حریق............................................................................................................................................... 125سیستم اعلام حریق متعارف............................................................................................................................... 129سیستم اعلام حریقآدرس پذیر........................................................................................................................... 130سیستم اعلام حریق air sampling.............................................................................................................. 130سیستم اطفاع حریق.............................................................................................................................................. 130سیستم FM200................................................................................................................................................... 130سیستمAerosel.................................................................................................................................................... 130سیستم دوربین مدار بسته close circuit tv............................................................................................. 131مراجع......................................................................................................................................................................... 142
طراحی و نحوه اجرا سیستم مدیریت هوشمند ساختمان bms -فرمت word ورد و باقابلیت ویرایش- تعداد صفحات159
چكيده :محدوديت منابع انرژي ، آلودگي محيط زيست ، هزينه هاي هنگفت بالا دستي در توسعه منابع انرژي همگي مسائلي است كه دولتهاي كشورهاي توسعه يافته و در حال توسعه را به خود مشغول كرده است . در اين ميان اختصاص 40 درصد منابع انرژي به بخش ساختمان ، كنترل و بهينه سازي مصرف انرژي در اين بخش را بيش از پيش حائز اهميت مي سازد .فهرستمقدمه ...................................................................................................................................................................... 1فصل اول:مزایا وتعاریف سیستم هوشمند....................................................................... 4تاملي بر صنعتي سازي ساختمان ..................................................................................................................... 5مفاهیم اولیه:............................................................................................................................................................. 7تعریف ساختمان هوشمند:.................................................................................................................................... 7صفحه کنترل مرکزی............................................................................................................................................. 9کنترل با استفاده از امواج راديويی..................................................................................................................... 10سناريو......................................................................................................................................................................... 10اتوماسيون….............................................................................................................................................................. 10اجزاء سیستم مدیریت هوشمند ساختمان:...................................................................................................... 13کنترلر ها (Controllers)................................................................................................................................... 13عملگرها (Actuators)........................................................................................................................................ 14برخی از اهداف سیستم مدیریت و کنترل هوشمند ساختمان.................................................................. 15وظایف سیستم مدیریت و کنترل هوشمند ساختمان................................................................................... 15یک ساختمان هوشمند چگونه مقرون به صرفه عمل می کند: ................................................................ 16مزایای یک ساختمان هوشمند............................................................................................................................ 17از جمله دیگر مزایای سیستم هوشمند: ......................................................................................................... 18چگونه مالکین و استفاده کنندگان از ساختمان در هزینه ها صرفه جویى مى کنند.......................... 19جایگاه حال وآینده ساختمانهاى هوشمند:....................................................................................................... 22فصل دوم:سیستم ها و کنترل کننده های یک سیستم هوشمند.................................... 24برخی سيستمها و تجهيزات الكتريكي و مكانيكي كنترل شونده............................................................... 25انواع سيستمهاي سيستم مديريت ساختمان:................................................................................................. 27سيستمهاي متمركز بر روي رايانه ها................................................................................................................. 27سيستمهاي داراي كنترل گسترده .................................................................................................................... 28مشخصات عمومي سيستم اتوماسيون ساختمان:........................................................................................... 29كنترل مركزي ......................................................................................................................................................... 30كنترل محلي............................................................................................................................................................. 29كنترل ايستگاهي..................................................................................................................................................... 29عملکرد ساختمان هوشمند:.................................................................................................................................. 33Lighting : کنترل روشنایی بر اساس نیاز و برنامه زمان بندی شده...................................................... 35Irrigation : سیستم کنترل اتوماتیک آبیاری............................................................................................. 35Security : کنترل هوشمند امنیتی................................................................................................................ 35Trend Temprature : نمایشگرهای دما و رطوبت هوای بیرون و داخل ساختمان....................... 35Multi Room Audio : سیستمهای صوتی هوشمند............................................................................... 35Heating & Cooling : سیستم کنترل هوشمند سرمایش و گرمایش............................................... 35Telephone & Internet : سیستم تلفن سانترال و شبکه داخلی.................................................... 35مفاهيم اوليه كنترل كننده ها: ........................................................................................................................... 35سيستم کنترل حلقه باز (Open Loop)....................................................................................................... 35سيستم کنترل حلقه بسته (Closed Loop)............................................................................................... 35نقطه تنظيم (Set Point)................................................................................................................................... 35تقسيم بندي کنترل کننده ها براساس جايگاه درسيستم........................................................................... 36كنترلهاي تحريك كننده....................................................................................................................................... 36كنترلهاي اوليه واصلي............................................................................................................................................ 36انواع كنترل كننده ها ........................................................................................................................................... 36منطق كنترل............................................................................................................................................................ 37چه وسايل و تجهيزاتی قابل کنترل هستند؟ ................................................................................................. 39روشنايی ................................................................................................................................................................... 39سيستم ايمنی.......................................................................................................................................................... 39در، پنجره، پرده، كركره و سايه بان.................................................................................................................... 39سيستمهای گرمايشی سرمايشی و تهويه مطبوع............................................................................................ 40سیستم صوتی ، تصویری...................................................................................................................................... 40آيفون تصويری.......................................................................................................................................................... 40سيستم آبياری خودكار.......................................................................................................................................... 40كنترل تاسيسات استخر، سونا و جكوزی.......................................................................................................... 40وسايل الكتريكی ساختمان.................................................................................................................................... 41اجزاء کنترل.............................................................................................................................................................. 411 . متغییر کنترل شونده :.............................................................................................................................. 412. سنسور :....................................................................................................................................................... 413. کنترلر :........................................................................................................................................................... 414. دستگاه تحت کنترل :...................................................................................................................................... 415. عامل کنترل شونده :..................................................................................................................................... 42فصل سوم:نقش سیستم هوشمند در بهینه سازی مصرف انرژی...................................... 43اتوماسیون صنعتی : .............................................................................................................................................. 44برخی ازمزایای اتوماسیون صنعتی..................................................................................................................... 44سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه ......................................................................................................... 47مستقل بودن عملکرد سیستم از مساحت زیربنای ساختمان:..................................................................... 49پیک زدایی مصرف سوخت در اوج سرما :....................................................................................................... 51کنترل مستقیم و از مبداء تجهیزات حرارتی ساختمان :............................................................................. 52بهینه سازی مضاعف مصرف سوخت در ساعتهای تعطیلی ساختمانهای غیرمسکونی :...................... 53صرفه جويي هوشمنـد در پیش راه انـدازی و تسـریع در خـاموشی (یا دمـای آماده باش) موتورخانه ساختمانهای غیرمسکونی: ............................................................................................................................................................ 54دوره موثر صرفه جویی و بهینه سازی مصرف سوخت (12 ماه سال) ................................................... 54زمان مناسب نصب و بهره برداری از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه : .................................. 55تثبیت محدوده آسایش حرارتی در ساختمان :.............................................................................................. 55معرفی پروتکل باز در هوشمند سازی بنا.......................................................................................................... 57مزایای کلی استفاده از سیستم هوشمند.......................................................................................................... 58حذف مصارف ناخواسته:........................................................................................................................................ 58کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری:................................................................................................................. 58حذف خطاهای اپراتوری:....................................................................................................................................... 58مدیریت ساختمان هنگام بروز حوادث............................................................................................................... 58مزایای استفاده از BMSبرای مالکان ساختمان:.............................................................................................. 59مزایای استفاده از BMS برای مدیران تاسیسات:........................................................................................... 59مزایای استفاده از BMS برای ساکنان:............................................................................................................. 60BMS در ایران......................................................................................................................................................... 62معماری هوشمند ساختمان.................................................................................................................................. 621. ورودیها (inputs )........................................................................................................................................... 662. نرم افزار پردازش و تحلیل اطلاعات............................................................................................................. 69انواع دیگر کنترل..................................................................................................................................................... 731ـ کنترل مستقیم ................................................................................................................................................ 732ـ کنترل ورودی .................................................................................................................................................. 733ـ کنترل توسط ورودیهای متعدد ................................................................................................................... 735 ـ کنترل هوشمند با ورودیهای متعدد ......................................................................................................... 744ـ کنترل توسط حسگرهای متعدد که همه جا را پوشش میدهند. ..................................................... 746 ـ ملاحظات زمانی.............................................................................................................................................. 757 ـ ویژگی تجربه آموزی یا توانایی یادگیری................................................................................................. 758 ـ نمونههایی از معماری حرکتی .................................................................................................................... 76نتیجه.......................................................................................................................................................................... 78مزايا ي كنترل ازطریق استفاده ازBMS:......................................................................................................... 80حذف مصارف ناخواسته:........................................................................................................................................ 81حذف خطاهای اپراتوری........................................................................................................................................ 81اعلام وضعیت اجزاء جهت جلوگیری از خرابی و وقفه در کار اجزاء ساختمان..................................... 81کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری:................................................................................................................. 81کلیه اجزاء مهم ساختمان از قبیل مجموعه های سرمایش و گرمایش و تهویه وآبرسانی ................. 82پایش دائمی کلیه اجزاء ساختمان:..................................................................................................................... 82مدیریت ساختمان در هنگام بروز حوادث:........................................................................................................ 82ثبت دقیق میزان بهره برداری از قسمتهای مختلف ساختمان:.................................................................. 82گزارش گیری آماری دقیق از عملکرد اجزاء مختلف ساختمان:................................................................. 82تعریف سطوح مختلف دسترسی برای اپراتورها:............................................................................................. 82اولویت بندی هوشمندانه مصارف در هنگام اضطرار:..................................................................................... 83اعلام آلارم های هشداردهنده برای بازبینی های دوره ای تجهیزات:....................................................... 83پایش کیفیت هوا وتنظیم پارامترهای مهم از قبیل میزان منواکسیدکربن ،گازهای قابل اشتعال ودود:83فصل چهارم:پروتکل های سیستم هوشمند وقسمت های اصلیBMS............................. 84اجزای اصلی یک سیستم هوشمند.................................................................................................................... 851- سیستم امنیتی و حفاظتی............................................................................................................................ 852-سیستم صوتی.................................................................................................................................................... 853- سیستم کنترل HVAC................................................................................................................................. 874- سیستم آتش نشانی........................................................................................................................................ 885- مدیریت سیستم انرژی الکتریکی................................................................................................................ 89کنترل گرمايش ساختمان .................................................................................................................................. 91نكات كاربردي در مصرف آب گرم:................................................................................................................... 91کنترل تردد در جهت صرفه جویی انرژی........................................................................................................ 92مزایای بهره گیری از هوشمند............................................................................................................................. 93اجزاء و مشخصات راه حلهای هوشمند.............................................................................................................. 94استراتژی های مناسب سیستم BMS در کاهش مصرف انرژی................................................................ 94انواع سیستمهای کنترل........................................................................................................................................ 95استانداردها و پروتکلهای ارتباطی ...................................................................................................................... 96واسط کاربر وب (WEB Interface Browser) ...................................................................................... 96معماری سیستم هوشمند..................................................................................................................................... 97وظایف BMS در ساختمان.................................................................................................................................. 98سیستم EIB برکر................................................................................................................................................... 99KNX/EIB چیست؟............................................................................................................................................... 99کنترل هوشمند خانه و ساختمان ..................................................................................................................... 101توانائی های تکنولوژی اطلاعات........................................................................................................................... 104جایگاه حال و آینده ساختمانهای هوشمند ..................................................................................................... 105یکپارچه سازی کنترل مجموعه: ........................................................................................................................ 106تهویه مطبوع ......................................................................................................................................................... 106مزایای سیستم مرکزی.......................................................................................................................................... 109کنترل در سیستم های تهویه مطبوع .............................................................................................................. 109الف- ساده ترین شکل کنترل.............................................................................................................................. 110ب- BMS یا کنترل هوشمند ساختمان........................................................................................................... 112نقاط کنترلی یک هواساز عبارتند از ................................................................................................................. 112سیستم روشنایی و کنترل هوشمند آن .......................................................................................................... 113مزایای کنترل سیستم روشنایی: سیستم روشنایی در حدود 45%-30% انرژی ................................ 1151- تخمین هزینه ساعتی برای کاربری محل ............................................................................................... 1172- محاسبه هزینه قابل صرفه¬جوئی سالانه................................................................................................ 117پروتکلX10.............................................................................................................................................................. 118پروتکلEIB................................................................................................................................................................ 120امکانات ویژه حفاظتی............................................................................................................................................. 122سیستم اعلام حریق............................................................................................................................................... 125سیستم اعلام حریق متعارف............................................................................................................................... 129سیستم اعلام حریقآدرس پذیر........................................................................................................................... 130سیستم اعلام حریق air sampling.............................................................................................................. 130سیستم اطفاع حریق.............................................................................................................................................. 130سیستم FM200................................................................................................................................................... 130سیستمAerosel.................................................................................................................................................... 130سیستم دوربین مدار بسته close circuit tv............................................................................................. 131مراجع......................................................................................................................................................................... 142