ساختمان هوشمند و مدیریت مصرف انرژی

مدیریت انرژی و ساختمان های هوشمند

صرفه جویی در انرژی دغدغه اصلی این روزهای تمام مردم جهان است. هر روزه تبلیغات گسترده‌ای در این ‌باره صورت می‌گیرد. شرکت‌های بزرگ تولید نیرو نیز مدام در صدد تبلیغات در جهت کاهش مصرف هستند. حتی بالا رفتن بهای حامل‌های انرژی نیز یکی از راه‌کارهای دولت‌ها برای دستیابی به کاهش مصرف انرژی بوده است. اما همچنان شاخص‌های مصرف انرژی بالا است. در مقاله پیش‌رو تلاش می‌کنیم کاربران با نحوه مدیریت انرژی در خانه‌های هوشمند آشنا نماییم.

در اغلب موتورخانه‌ها پمپ‌ها درست مثل مشعل‌ ها و یا همان راه‌کار ترموستاتیک کنترل می‌شوند، این کنترل استاتیکی اصولا ارتباطی به وضعیت آب و هوا و یا شکل عملکرد مشعل ندارد. امروزه تحقیقات نشان داده است موتوخانه‌های سنتی در قیاس با ساختمان‌های هوشمند چه از نظر نوسانات دمای آب گرم و چه از نظر میزان مصرف انرژی از کیفیت کمتری برخوردارند. در خانه‌های هوشمند علاوه بر این‌که عملکرد پمپ و مشعل بسیار کمتر شده است از طرف دیگر متوسط میزان دمای آب گرم نیز بسیار کمتر از حالت ترموستاتیک است.

ساختمان‌ های دوستدار محیط زیست

بالاترین درصد مصرف انرژی در کشور عموما مربوط به ساختمان‌های مسکونی است. واقعیت این است که اغلب ساختمان‌های ما دوستدار محیط زیست نیستند. این ساختمان امکان حفظ گرما و سرمای تولید شده را ندارند. دیوارهای ساختمان‌ها و همچنین سقف‌ها و کف این ساختمان‌ها نیز عایق نیستند. از طرف دیگر وسایل گرمایشی و سرمایشی نیز عایق نیستند و خیلی زود گرما و سرما را از دست می‌دهند همین امر هم سبب می‌شود علاوه بر اتلاف انرژی وسایل گرمایش و سرمایش نیز به علت فعالیت بیشتر سریع ‌تر فرسوده شوند. به طور کلی ساختمان‌های ما با هدف‌گذاری مدیریت انرژی ساخته نمی‌شوند. نکته این‌جاست که مدیریت مصرف انرژی در بخش‌های مختلفی چون کشاورزی و صنعت و تولید نیز دارای اهمیت است اما سهولت دستیابی به چنین مدیریتی در ساختمان‌ها بسیار بیشتر است. در عین حال حجم مصرف انرژی در ساختمان‌ها نیز بسیار بالا می‌باشد. طبق آمار رسمی حدود ۴۰ درصد کل مصرف انرژی در کشور. بنابراین طراحی و اجرای برنامه‌های هوشمند سازی و بهینه نمودن مصرف انرژی در این بخش‌ها الزامی به نظر می‌رسد.

ساختمان‌های هوشمند و سازگار با محیط زیست

از آنجا که در اکثر ساختمان‌های امروزی دیدگاه‌های تجاری بر دیدگاه‌های دیگر احاطه دارند کمتر به مسائل مربوط به مصرف انرژی و محیط زیست توجه می‌شود. این ساختمان‌ها عموما در ظاهر بسیار با شکوه هستند و همین امر هم نظر خریداران را به خود جذب می‌نماید. در همین ظاهر باشکوه که معمولا با نورپردازی‌های بسیار درخشانی همراه است، انرژی بسیار زیادی در حال هدر رفتن است. این امر در زوایای گوناگونی سبب آسیب رساندن به محیط زیست خواهد شد. از همین‌رو باید به دنبال تدبیری بود تا به آن وسیله بتوان از این بی‌قیدی در مصرف انرژی و همچنین آسیب رساندن به محیط زیست جلوگیری نمود. آیا می‌توان نوعی از ساختمان‌ هوشمند ساخت که با محیط زیست نیز سازگار باشند؟ و آیا در علم معماری راه‌کارهایی برای منطبق سازی طراحی ساختمان‌ها در جهت سازگاری ساختمان و طبیعت وجود دارد؟

نجات زمین به وسیله طراحی ساختمان‌های هوشمند

امروزه طراحان در پی ساخت و طراحی ساختمانی مدرن هستند که با محیط زیست نیز در هماهنگی و سازگاری کامل باشد و از این رهگذر کمترین میزان آسیب‌رسانی به طبیعت را داشته باشد و حتی بتواند به شکلی کاربردی از طبیعت حفاظت به عمل بیاورد. به عبارت دیگر به این نوع ساختمان ‌سازی در اصطلاح ساخت و ساز سبز می‌گویند. در این نوع از ساختمان‌سازی در مراحل ساخت و بعد از آن در هنگام سکونت بهینه‌ترین شکل مصرف انرژی‌ لحاظ می‌گردد.

توسعه ساخت و ساز سبز

بالاخره یک روزی انسان متوجه شد که ساخت و سازهای بی‌رویه چه آسیبی به محیط زیست و طبیعت زده است. از همان موقع بود که ساخت و ساز سبز رونق یافت. شاید باورپذیر نباشد اما تکنولوژی مورد استفاده در این شکل ساخت و سازها در واقع برگرفته از ساخت‌وسازهای بومیان دوران باستان است. برای نمونه بهره بردن از خمیر کاغذ که کاملا تجدیدپذیر است در عایق سازی بام‌ ساختمان ها راه‌کاری ساده اما بسیار موثر خواهد بود و یا بهره بردن از انرژی خورشیدی و بادی برای تولید برق و راهکارهایی اینچنینی که همگی همسو با مصرف بهینه انرژی است.

صنعتی شدن شهرها و استفاده ناصحیح از انواع انرژی‌ها در بستر تکنولوژی، سبک زندگی شهری را دچار تحولات و در عین حال مخاطراتی نموده است. یکی از کاربردی ‌ترین راه‌کارها برای ایجاد فضای مناسب در کلان شهرها و مقابله با این مخاطرات صنعتی شدن، ایجاد فضاهای سبز در خانه ها و شهرها است. این فضاها باید از همه جهات برای نمونه هم از نظر کمی و هم از نظر کیفی با مقتضیات شهرها و ساختمان‌ها هماهنگی لازم را داشته باشند. در ساختمان‌های هوشمند امروزی که از شیوه معماری سبز در آنها استفاده می‌شود تعبیه این فضاهای سبز همراه با امکانات ویژه هوشمند در سهولت سازگاری ساختمان و محیط زیست بسیار موثر واقع می‌شوند.

مدیریت انرژی به چه معناست؟

این عبارت به طور کلی یعنی استفاده از شیوه‌های مقرون به صرفه و کاربردی در مصرف انرژی. برای نمونه در اغلب ساختمان‌های اداری و تجاری استفاده از دستگاه‌های تهویه مطبوع مرسوم است. در ساختمان‌های مجهز به سیستم‌های هوشمند به یاری کنترلرهای پیشرفته این امکان وجود دارد که از تجهیزات کمتری استفاده نمود. و این خود سبب کاهش مصرف انرژی می‌گردد. علاوه بر آن کنترلرها می‌توانند مصرف انرژی را حد مطلوبی به طور ثابت حفظ نمایند. در کنار این تکنولوژی پیشرفته استفاده از دیوارهای عایق و شیشه‌های دوجداره نیز می‌تواند در بهینه شدن مصرف انرژی سودمند باشد.

مزایای استفاده از مدیریت هوشمند

سیستم ‌های مدیریت هوشمند این قابلیت را دارند که به سادگی بر روی شبکه‌های کامپوتری نصب شوند. ضمن این‌که این اتصال به هیچ وجه نیاز به کابل‌کشی ندارد. سیستم‌های هوشمند همچنین میزان مصرف انرژی را با توجه به دمای هوا تنظیم می‌نمایند. و یا برای نمونه میزان مصرف انرژی برق در سیستم‌های روشنایی را نیز با توجه به روشنایی طبیعی روز تنظیم می‌نمایند. ایجاد دمای مطلوب ساختمان خود سبب مصرفربهینه انرژی خواهد شد. این فرآیند در واقع به وسیله داده‌های از پیش تعیین شده کاربران صورت می‌پذیرد. با این وصف مصرف تصاعدی انرژی به طور کل از میان می‌رود. و همچنین هزینه‌های انرژی مصرفی نیز به سکلی چشم‌گیر کاهش می‌یابد. به طور کلی سیستم مدریت هوشمند که با حروف اختصاری EMS شناخته می‌‌شوند می‌توانند تا ۳۰ درصد به کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های مصرفی کمک کنند. با این وجود به نظر می‌رسد امروزه برای سازندگان ساختمان‌ها الزامی است که با به کار گیری این سیستم‌های هوشمند مدیریت انرژی ساختمانی بسازند که دوستدار محیط زیست باشد.