سیستم مدیریت هوشمند ساختمان (BMS)

سیستم مدیریت هوشمند ساختمان هانتا و عملکرد آن چیست؟ bms مخفف چیست؟ قیمت بی ام اس هوشمند ساختمان چقدر است؟ فواید bms چیست؟ در این مقاله قصد داریم به این سوالات جواب دهیم.

bms مخفف چیست؟

بی ام اس چیست؟

bms مخفف Building Managment System که به فارسی به معنی سیستم مدیریت هوشمند ساختمان است، می باشد.

سیستم مدیریت هوشمند ساختمان ضمن کنترل بخش های مختلف ساختمان و ایجاد شرایط محیطی مناسب با ارائه سرویس های همزمان، سبب بهینه سازی مصرف انرژی، سطح کارایی و بهره وری سیستم ها و امکانات موجود در ساختمان می شود. کنترل و دسترسی به سیستم با استفاده از نرم افزارهای مربوطه از داخل و خارج ساختمان از طریق اینترنت مقدور می باشد.

نحوه عملکرد سیستم مدیریت هوشمند ساختمان

در مکانیزم بی ام اس خانه هوشمند هانتا عموما یک رایانه مرکزی نقش واسط بین سیستم و مدیر تاسیسات خانه هوشمند را بازی می کند. مدیر تاسیسات جدول تعطیلات رسمی و نیز زمان بندی حضور واحدهای مختلف را که در سیستم مدیریت هوشمند ساختمان بعنوان نواحی (zone) مجزا بخش بندی گردیده است را در ابتدا به سیستم وارد می کند . به عنوان مثال اگر واحد های اداری از ساعت ۷:۳۰ تا ۱۷:۳۰ روزهای شنبه تا چهارشنبه، واحدپشتیبانی از ۷:۳۰ تا ۲۰ شنبه تا چهارشنبه و ۹ تا ۱۳ روزهای پنجشنبه و جمعه و واحدهای تاسیسات و نگهبانی بطور دائم حضور داشته باشند، سیستم بطور پیش فرض دمای داخلی را در ماههای سرد بین ۱۸ تا ۲۰ درجه سانتیگراد و در ماههای گرم بین ۲۰ تا ۲۲ درجه سانتیگراد تنظیم می نماید. برای این منظور شیرهای آب گرم و یا آب خنک فن کویل های هر ناحیه ۳۰ تا ۶۰ دقیقه قبل از حضور کارکنان باز شده و فن کویل روشن می شود .

در ساعات کاری ، موتورالکتریکی فن کویل بسته به اطلاعات دریافت شده از حسگر دمای ناحیه روشن و یا خاموش می گردد. در پایان زمان کاری، سیستم از طریق حسگرهای حرکت ، حضور افراد را در مقاطع مختلف کنترل نموده و نواحی بدون استفاده را از مدار عبور سیال گرم کننده و یا سردکننده جدا و موتور فن کویل ها را خاموش می نماید. ازطرف دیگر حجم سیال گرم و یا خنک کننده مورد نیاز کل ساختمان محاسبه و تعداد پمپ های سیرکولاسیون مورد نیاز مشخص و باقی پمپ ها خاموش می گردد. همچنین سیستم، بویلرها و چیلرهای موتورخانه را در ساعات غیرکاری و تعطیلات آخر هفته خاموش نموده و یا در حداقل بار، ثابت می کند. از طرف دیگر درصورت باز شدن هر کدام از پنجره ها، سیستم مدییت هوشمند ساختمان نسبت به خاموش نمودن موتورالکتریکی فن کویل آن قسمت اقدام می نماید . عملیات مشابه برای تابلوهای برق روشنائی عمومی و نیز واحد ها اتفاق می افتد. در ساعات خارج از ساعات کاری، روشنائی واحد ها فقط در صورت حضور پرسنل روشن مانده و چراغ های راهروها و مسیرهای داخلی بصورت محدود روشن می ماند. در نتیجه

 می توان در مصرف انرژی با استفاده از سیستم مدیریت هوشمند ساختمان هانتا تا %۵۴ مصرف قبلی صرفه جوئی نمود .

لازم به یادآوری است که تغییر در هریک از پارامترهای یاد شده مانند ساعات کاری و یا نقاط تنظیم دما به سادگی از طریق نرم افزار سیستم برای موارد خاص و یا مناسبت ها قابل انجام می باشد.

فواید استفاده از BMS

هدف اصلی به کارگیری BMS در ساختمان ها بهره گیری از مزایای اقتصادی و کاهش مصرف انرژی و ایجاد فضای امن و آرام در آنهاست. عموم مزایا و نتایج بهره برداری از سیستم مدیریت هوشمند ساختمان عبارتند از :

•  ایجاد محیطی مطلوب برای افراد حاضر در ساختمان
• استفاده بهینه از تجهیزات و افزایش عمر مفید آنها
• ارائه سیستم کنترلی با قابلیت برنامه ریزی زمانی عملکرد
• کاهش چشم گیر هزینه های مربوط به نگهداری و تعمیرات
•  بهینه سازی و صرفه جویی در مصرف انرژی
• عدم نیاز به پیمانکار دائمی ساختمان
• امکان مانیتورینگ و کنترل تمامی نقاط تحت کنترل از طریق یک PC ، موبایل یا اینترنت
• با توجه به یکپارچه سازی مدیریت تأسیسات و سیستم های مختلف در ساختمان ، تمام تجهیزات بصورت هماهنگ کارکرده و امکان تداخل و بروز مشکلات ناشی از عدم هماهنگی از بین میرود
• امکان گرفتن گزارش های آماری از تمامی تجهیزات و عملکرد آنها به منظور بهینه سازی مصرف و عملکرد

 

استراتژی های مناسب سیستم BMS هانتا در کاهش مصرف انرژی

سیستم مدیریت هوشمند ساختمان هانتا و نحوه عملکرد و کارایی های منحصر به فرد آن که در رقابت با برترین برند های جهانی قرار دارد در این مبحث بررسی می گردد.

شرکت هانتا پروژه BMS صندوق نوآوری و شکوفایی ریاست جمهوری را به صورت کامل انجام داده است.

معروف ترین روش های به کار گرفته شده توسط طراحان سیستم مدیریت هوشمند ساختمان شامل موارد زیر است:

• خاموش و روشن کردن تجهیزات بر اساس جداول زمانبندی کارکرد out Lock
• بهره برداری از تجهیزات در صورت نیاز و ضرورت
•  بهره برداری از مینیمم ظرفیت مجاز در بهره برداری از تجهیزات (Resets)
•  محدود کردن تقاضا یا Limiting Demand که موجب قطع برق تجهیزات در صورت بارگذاری بیش از حدود تعیین شده خواهد شد
• مونیتورینگ وضعیت تجهیزات توسط اپراتورهای آموزش دیده و بهره برداری از داده ها در رفع مشکلات تجهیزات و بررسی عمکلرد موثر آنها

١ – صرفه جویی انرژی از ناحیه سیستم کنترل روشنایی :

سیستم کنترل روشنایی ، امكان كنترل انرژی الكتریكی جهت ایجاد نور رضایت بخش را در دسترس قرار می دهد . چون در یك ساختمان هوشمند كلیه خط های روشنایی به صورت آدرس پذیر عمل می كنند، امكان برنامه ریزی و كنترل آنها با توجه به نظر طراح و بر پایه اجرای منطق كنترل میسر می گردد .

به منظور كنترل روشنایی اصولا دو دیدگاه وجود دارد كه بسته به كاربری هر فضا از یكی و گاها هردو روش استفاده می گردد. این دو دیدگاه عبارتند از كنترل محیطی روشنایی و كنترل مركزی

كنترل محیطی:

توسط چشم های PIR , Detector Motion می توان فضای مورد نظر را در صورت تردد و عبور شخص روشن نمود .

حالت مركزی :

كنترل آنها توسط زمانبندی تعیین شده برای فضاهای مختلف می تواند تغییر نماید و در نهایت وضعیت آنها توسط كنتاكتورهای درون تابلو روشنایی هر فضا می تواند به كنترلر مربوط انتقال یابد و در نهایت در كامپیوتر مركزی مشاهده و قابل كنترل خواهد بود. لازم به ذكر است این روش كنترل روش ایده ال برای كنترل فضاهای گسترده بوده و زمینه مساعدی را برای زون بندی فضاها ایجاد می نماید. در این روش با طراحی مناسب و استفاده از ادوات مناسب كنترلی میتوان زون ها را بصورت كاملا تعریف شونده توسط نرم افزار پیاده سازی نمود. این روش به دلیل ایجاد كنترل كامل بر روی زون ها علاوه بر ایجاد امكان كنترل روشنایی امكانات كاملی نیز در زمینه كنترل مصرف هریك از زون ها را ایجاد مینماید كه با توجه به امكان كامل گزارش دهی و هشدار دهی سیستم این امكان میزان حوادث و آسیب های ناشی از آن را به حداقل می رساند .

با فراهم نمودن سنسورهای مورد نیاز و كنترل خطوط برق روشنایی می توان روشنایی هر فضا را بر اساس برنامه زمان بندی داده شده و یا حتی در صورت حضور با حداقل نمودن میزان انرژی مصرفی كنترل نمود . همچنین کنترل چراغهای روشنایی اضطراری و چراغ های راهنما بر اساس برنامه معین جهت راهنمایی افراد در هنگام خروج اضطراری و وقوع حریق مورد استفاده قرار می گیرد. امكان روشن و خاموش نمودن خطوط مورد نظر در ساعات مختلف هفتگی و كنترل آنها از سرور اصلی شبكه با توجه به شمارش حدودی تعداد لاین ها در تابلوهای عادی، اضطراری و به طور كلی در كلیه خطوط روشنایی دیده خواهد شد ، كه کار اصلی آن كنترل روی كانكتورها و رله های مورد نظر خطوط مورد نیاز برای روشنایی مناطق عمومی ساختمان و استفاده از تابلوهای كنترلی در كنار تابلوهای برق خواهد بود .

۲ – صرفه جویی انرژی از ناحیه سیستم تهویه مطبوع

صرفه جویی انرژی از ناحیه هواسازها

با توجه به تعداد زیاد دستگاههای هواساز جهت تامین سرمایش و گرمایش که معمولا در هر مجموعه استفاده می شوند , عملكرد درست و دقیق دستگاههای فوق تاثیر بسیار زیادی بر روی صرفه جویی در مصرف انرژی در این ناحیه دارد . هر هواساز یک منطقه از ساختمان را تحت پوشش خود دارد و یکی از وظایف آن پیش سرمایش و یا پیش گرمایش هوای تزریقی به مناطق مختلف فضاهایی است که از سیستم فن کویل استفاده می کنند و بعضی از مناطق بصورت مستقیم از هوای هواساز تغذیه می شوند و وظیفه دیگر آن تامین هوای تازه برای فضاهای داخلی ساختمان است که این مهم در قسمت Mixer هواساز میسر است که در این قسمت هماهنگی دمپرهای ورودی هوای تازه و هوای برگشته را نباز دارد. در این رابطه

سیستم BMS با جمع آوری اطلاعات دمائی ، رطوبتی و مقدار CO2 فضاها بهترین توازن را بین دمپرهای ورودی و خروجی بوجود می آورد که باعث استفاده بهینه از هوای برگشتی فضاها نیز می گردد.

با ایجاد كنترل كامل برروی هواسازها می توان میزان هوای تازه مورد نیاز برای هر ساختمان را با ستفاده از نقاط و پارامتر های كنترلی متفاوت همچون دمپرها برای کنترل میزان هوای ورودی و شیرهای برقی برای کنترل مقدار آب گرم یا سرد ورودی به کوئلها ، كنترل نمود و به تبع آن از حداقل انرژی برای سیكل عملیات حرارتی و برودتی استفاده كرد. همچنین عملكرد زمانبندی شده هواسازها و استفاده از دستگاها در زمانهای درست موجب صرفه جویی زیادی در مصزف انرژی خواهد گردید.

دمپرهای تزریق هوا

در حالت کنترل سیستم به شیوه VAV ,HVAC جهت کنترل دبی هوای تزریقی و دمای مطلوب محیط دمپرها نقش حیاتی دارند، این دمپرها کارایی گوناگونی دارند ، بعنوان مثال در زمان آتش سوزی کلیه دمپرها بسته می شوند تا اکسیژن به مناطق آتش سوزی نرسد . در زمان بسته بودن کلیه دمپرها ، جهت آسیب نرسیدن به موتور هواساز ، سیستم BMS موتور را خاموش می کند . در سیستم تهویه مطبوع توسط سیستم هواساز می توان بر روی zone های ورودی هوای تازه و هوای برگشتی و zone خروجی از هواساز، سنسور های رطوبت،دما و حتی CO2 قرار داد تا بتوان از بخش های مختلف اطلاعات مفیدی جهت کنترل کیفی محیط بدست آورد .

سنسورهای ضد یخ زدگی

در شرایط سرد محیط، وجود سنسور یخ زدگی بر روی کویل ها ضروری است به این صورت که در هنگام پایین تر رفتن دما از نقطه مشخص سیستم BMS فرمان های لازم را جهت جلوگیری از یخ زدگی کویل صادر می کند و بدین وسیله از به بار آمدن خسارتهای ، احتمالی جلوگیری می کند .

صرفه جویی در قسمت سیستم گرمایشی سیستم کنترل بویلر

وضعیت عملكرد بویلر ها و میزان آب موجود و كنترل دمای مورد نیاز آب از جمله پارامتر های كنترلی هستند كه در كنترل این سیستم ها مورد توجه و پایش قرار می گیرند. كنترل و پایش این پارامتر ها نه تنها موجب فعال سازی سیگنال های هشداری برای جلوگیری از خرابی سیستم ها می شود بلكه با كنترل دقیق میزان دمای مورد نیاز آب از مصرف بی رویه انرژی در بویلرها جلوگیری می نماید . بویلر ها دارای مدارات کامل کنترلی داخلی هستند که کنترل تمام سیستم های داخلی بویلر را انجام می دهد. در سیستم کنترل بویلر سیستم مدیریت هوشمند ساختمان ( BMS ) با داشتن دمای ورودی و خروجی می تواند در یک مرحله بالاتر، بر کار بویلر نظارت داشته باشد و در زمان خطر، فرامین لازم را صادر کند .

صرفه جویی در قسمت سیستم سرمایشی

سیستم کنترل چیلر وظیفه تامین آب سرد جهت سرمایش ساختمان را برعهده دارد. چیلر ها دارای یک سیستم کنترلی کامل هستند. بنا به ماهیت سیستم BMS که یک سیستم مدیریت جامع است . دستگاههای چیلر بصورت کامل با مدارات کنترلی داخلی بکار خود ادامه می دهند، اما کاری که سیستم BMS انجام می دهد، این است که در یک مرحله کنترلی بالاتر کار کنترل را انجام می دهد تا در مواقع اضطراری فرمان های لازم را صادر نماید که اینکار با اطلاعات جمع آوری شده توسط سنسورهای متعدد و اطلاعاتی که از تابلو برق گرفته می شود امکان پذیر است. با توجه به نصب سنسورهای مناسب بر روی چیلرها باعث جلوگیری از گذر سیستم از دمای مناسب می گردد و از تنش های دمایی نامناسب آسیب رساننده در این سیستم ها جلوگیری می كند . عملكرد دقیق سنسورها و كنترل دمای آب كندانسورها باعث به حداقل رسیدن مصرف برق می شود .

برج خنک کن

برج خنک کن وظیفه پایین آوردن دمای آب خروجی کندانسور دستگاه های چیلر را بر عهده دارد . در سیستم BMS جهت کنترل بهینه برج خنک کن , اطلاعات از سنسورهای دمایی نصب شده بر روی کلکتورهای رفت و برگشت برج خنک کن دریافت می شود و می تواند در مواقع لزوم از قسمت start/stop تابلو برق بهره جسته و با اعمال دستور قطع برق فن برج خنك كننده از عملكرد دائم آن جلوگیری کند . بدین ترتیب باعث کاهش مصرف انرژی و کاهش استهلاک خواهد شد . همچنین با کنترل دمای آب خروجی, از آسیب دیدن احتمالی چیلر جلوگیری می کند .

صرفه جویی در قسمت فن كویل ها

در شرایط ایده آل، فن كویل ها می توانند دو كویل مجزا داشته باشند و آب سرد و گرم در آن ها بنا به تقاضای محیط جاری گردند، كه اصطلاح  معروف به ۴ pipe – می باشند و دارای دو موتور برقی مجزا برای سرمایش و گرمایش هستند. این فن كویل ها می توانند به صورت ۲ pipe – نیز عمل نمایند, بدین صورت که در زمستان و تابستان آب گرم یا سرد به یك كویل فرستاده شود كه در این حالت یك شیر برقی برای هر فضا مورد نیاز می باشد. این فن كویل ها توسط ترموستات دیواری كه قابل نصب در فضا می باشند، كنترل شوند و با تعریف دمای لازم در سیستم BMS و با استفاده از یک عدد سنسور دمایی که در فضا نصب می شود می توان بازه کارکرد فن کویل را کنترل کرد . شیرهای برقی این فن كویل ها می توانند بصورت ON/OFF و PID عمل نمایند .

 صرفه جویی در قسمت پمپ ها

در ساختمان از پمپ های سیرکولاتور و یا بوستر پمپ ها  استفاده می شود که بطور معمول یکی از آنها در حالت رزرو قرار دارد و مابقی با توان نامی مشغول بکار هستند که انرژی برق فراوانی را مصرف می کنند ، از این پمپ ها در جهت گردش آب درون سیستم های مختلف از قبیل هواساز ها، فن کویلها ، آب مصرفی و برج خنک کن و … استفاده می شود که این گردش سیال بدون در نظر گرفتن مصرف انرژی و راندمان کاری است ، در صورتی که در سیستم BMS این گردش سیال بصورت کنترل شده است و بر حسب نیاز ساختمان پمپ ها بصورت متوالی و چرخشی ، روشن وخاموش می گردند در سیستم کنترل پمپ ها می توان از فرامین و اطلاعات زیادی همچون Status-Trip-Start/stop در جهت کنترل پمپ ها استفاده کرد که این اطلاعات در منطق کنترل بصورته ای مختلف قابل استفاده است و همچنین در قسمت ورودی و خروجی پمپ ها از سنسورهای فشار جهت کنترل کار پمپ ها از نظر سلامت بهره جست .

۳- صرفه جویی به واسطه تقلیل نیروی انسانی

با توجه به اینكه كل سیستم با نصب دقیق سنسور های مناسب در هر زمان پایش می گردد و اینكه سیستم قابلیت ارائه گزارش كامل از عملكرد سیستها را دارا می باشد هر گونه خرابی در حداقل زمان ممكن توسط سیستم گزارش گردیده كه این عمل با كاهش زمان عیب یابی سیستم موجب بالا رفتن كارایی (Efficiency) تعمیرات نگهداری سیستمها می شود و به تقلیل نیروی پشتیبانی كار آمد كمك می كند .

۴-صرفه جویی به واسطه بالا بردن عمر مفید دستگاهها

با بكارگیری زمانبندی شده سیستم ها و كنترل عملكرد صحیح، كارایی و میزان عمر مفید هر یك از دستگاهها به حداكثر می رسد. بحث دیگری که در بازگشت سرمایه نقش دارد مصرف بهینه از امکانات می باشد که در ذیل توضیحات مختصری خواهیم داد :

• در سیستم تاسیسات مکانیکی با تقسیم زمان های کارکرد بین تمام اعضای یک مجموعه مثلا مجموعه پمپ های سیرکولاسیون فشار کاری بین همه اعضا تقسیم می شود . ضمن اینکه از غیر فعال بودن یک بخش از مجموعه بطور دائم جلوگیری می کند که خود باعث بهتر عمل کردن تمام مجموعه می گردد .
• روی تمام تجهیزات مورد استفاده در ساختمان کنترل داشته و تمام وضعیت های موجود را اندازه گیری کرده و درصورت بروز خرابی در سیستم بطور خودکار به جز Standby سوئیچ کرده و خرابی را به اطلاع کاربر می رساند تا در اسرع وقت جهت تعمیر اقدام گردد .
• زمان های کارکرد تمام تجهیزات را ذخیره می نماید و در زمانی که نیاز به سرویس می باشد به کاربر اطلاع می دهد تا سیستم همواره در حالت مطلوبی کارنماید .
• در تمام سیستمهای تهویه مطبوع و تاسیسات مکانیکی  مثلا مبدل ها علاوه بر اندازه گیری دمای پروسه و ست یونیت تعریف شده با اندازه گیری دمای محیط بیرون روی ست یونیت اثر گذاشته تا نوسانات دما جبران گردد. با توجه به اینکه در اغلب مناطق ایران دمای شب و روز بسیار متفاوت می باشد با استفاده از این روش براحتی می توان نوسانات ناشی از این تغییر دما را بصورت خودکار جبران نموده بدون اینکه نیازی به تغییرات مداوم ست یونیت باشد. با توجه به موارد ذکر شده و موارد بسیار دیگر که در ساختار BMS قراردارند، علاوه بر استفاده بهینه ازتجهیزات بر عمر تجهیزات نیز افزوده می گردد، ضمن اینکه فضای کار را ایده آل می نماید. با توجه به مطالب ذکر شده و آمارهای بدست آمده از پروژه های اجرا شده ساختمانهای اداری و تجاری بر اساس ساختار BMS بطور میانگین در بحث ذخیره سازی انرژی حدود ۳۵ الی ۴۵ درصد کاهش مصرف وجود داشته است و بازگشت سرمایه در اثر استفاده از ساختار BMS در ۲/۵ الی ۳ سال امکان پذیر می باشد.

چرا به BMS نیاز داریم؟

سیستم مدیریت هوشمند ساختمان امروزه به عنوان یك نیاز واقعی و نه به عنوان یك تكنولوژی لوكس در طراحی ساختمانهای بلند مرتبه و گسترده توسط مهندسان و مدیران ملاحظه می شود.

امروزه افزایش مداوم قیمت انرژی و نیاز به دستیابی به اطلاعات صحیح و متمركز، استفاده از BMS را توسط مدیریت سرمایه گذار و بهره بردار ساختمان كاملا توجیه می نماید

مزیت این سیستم نسبت به سیستمهای كنترلی سنتی استاندارد، امكان كنترل بهینه مدیریتی و فنی متمركز می باشد. باید در محاسبات اقتصادی ایجاد این سیستم كاملا به این نكته توجه داشت كه در حدود ۸۰ درصد از قیمت تجهیزات این سیستم كه در كنترل سیستمهای حرارتی و برودتی بصورت مشترك استفاده می شود در سیستمهای سنتی و متداول نیز هزینه می شود . یكی دیگر از نكات مهم در انتخاب سیستم، قابلیت پشتیبانی مداوم سیستم توسط شركت سازنده و یا نمایندگان داخلی آن می باشد .