معرفی سیستم هوشمند سازی برق ساختمان + انواع و اجزای آن

برق هوشمند ساختمان چیست؟

برق هوشمند ساختمان مجموعه‌ای از تجهیزات الکتریکی، کنترلی و ارتباطی است که مدیریت دستی، از راه دور یا خودکار بخش‌های مختلف ساختمان را ممکن می‌کند. در واقع، تجهیزات برقی ساختمان مانند روشنایی، پریزها، پرده‌های برقی، حسگرها و سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی می‌توانند از طریق کنترلر، اپلیکیشن، پنل یا فرمان‌های از پیش تعیین‌شده کنترل شوند.

برای مثال، حسگر حضور با تشخیص ورود افراد چراغ را روشن می‌کند و پس از خروج آن‌ها سیستم، چند وسیله را به‌طور هم‌زمان خاموش نگه می‌دارد. در هوشمندسازی، تجهیزات باید فرمان دریافت کنند، با اجزای دیگر ارتباط داشته باشند یا عملی را به‌صورت خودکار اجرا کنند.

انواع سیستم برق هوشمند ساختمان

انواع سیستم برق هوشمند ساختمان بر اساس روش ارتباطی تجهیزات به سه گروه باسیم، بی‌سیم و ترکیبی تقسیم می‌شوند. برای انتخاب روش مناسب باید عواملی ازجمله مرحله ساخت ساختمان، بودجه، مقیاس پروژه و امکان گسترش آن در آینده را در نظر بگیرید.

سیستم برق هوشمند ساختمان باسیم

در سیستم باسیم، تجهیزات با استفاده از کابل یا شبکه ارتباطی مشخص، فرمان‌ها را از کنترلر (مرکز کنترل سیستم) دریافت می‌کنند و اطلاعات لازم را به آن می‌فرستند. این روش بیشتر برای ساختمان‌های نوساز، بازسازی‌های اساسی و پروژه‌هایی مناسب است که به پایداری ارتباط اهمیت زیادی می‌دهند. ارتباط باسیم معمولاً کمتر تحت‌تاثیر فاصله، موانع ساختمانی یا تراکم شبکه بی‌سیم قرار می‌گیرد؛ اما، مسیر کابل‌ها، تابلوها، حسگرها و عملگرها باید از ابتدای پروژه طراحی شوند.

سامانه‌های باسیم استاندارد برای کنترل یکپارچه و استفاده بلندمدت توسعه یافته‌اند. در اجرای این سیستم‌ها، هماهنگی نقشه برق با معماری و تاسیسات از ایجاد دوباره‌کاری در آینده جلوگیری می‌کند. برای طراحی و ساخت پروژه‌های مختلف می‌توانید از مدل بیم(BIM) کمک بگیرید تا بررسی مسیر کابل‌ها و جلوگیری از تداخل آن‌ها با اجزای ساختمان، ساده‌تر و مطمئن‌تر پیش برود. از سوی دیگر، بهتر است بودجه چنین زیرساختی را در کنار هزینه تاسیسات، سازه و تغییرات قیمت سیمان امروز در نظر بگیرید؛ داشتن اطلاعاتی ازجمله نرخ به‌روز مصالح ساختمانی مورد نیاز پروژه، کمک می‌کند تا هزینه‌ها را واقع‌بینانه‌تر برآورد کنید.

سیستم برق هوشمند ساختمان بی‌سیم

در مدل بی‌سیم، تجهیزات بدون نیاز به کابل و با استفاده از شبکه وای‌فای یا سایر روش‌های ارتباط بی‌سیم به یکدیگر متصل می‌شوند. نصب سریع‌تر، نیاز کمتر به تخریب و امکان توسعه مرحله‌ای، این روش را برای ساختمان‌های تکمیل‌شده و واحدهای اجاره‌ای مناسب می‌کند.

عملکرد سیستم بی‌سیم به مواردی ازجمله ضخامت دیوار، محل نصب تجهیزات، کیفیت شبکه و سازگاری تجهیزات بستگی دارد. در بعضی سیستم‌ها، هر فرمان با عبور از چند وسیله به‌صورت مرحله‌به‌مرحله به مقصد می‌رسد تا ارتباط پایدارتر باشد. پیش از خرید و اقدام برای اجرای سیستم برق هوشمند بی‌سیم، سازگاری محصولات را با کنترلر بررسی کنید.

سیستم برق هوشمند ساختمان ترکیبی

در سیستم ترکیبی، بخش‌های اصلی و ثابت با اتصال باسیم اجرا می‌شوند و برای تجهیزات قابل‌توسعه یا قابل‌جابه‌جایی از ارتباط بی‌سیم استفاده می‌شود. برای نمونه، روشنایی اصلی می‌تواند باسیم باشد و بعضی حسگرها یا پریزهای تکمیلی به‌صورت بی‌سیم اضافه شوند.

این روش میان پایداری و توسعه‌پذیری تعادل ایجاد می‌کند؛ اما، واحد مرکزی باید بتواند تجهیزات هر دو بخش را به‌درستی و بدون اختلال مدیریت کند. اجرای مدل ترکیبی در ساختمان‌های ساخته‌شده، حجم کابل‌کشی و تخریب را کاهش می‌دهد.

جدول مقایسه سیستم برق هوشمند باسیم و بی سیم

برای انتخاب میان انواع سیستم برق هوشمند باسیم، بی‌سیم و ترکیبی، باید عواملی مانند شرایط ساختمان، بودجه، میزان پایداری موردنیاز و امکان توسعه سیستم را در نظر بگیرید. جدول زیر تفاوت‌های اصلی این سه روش را نشان می‌دهد:

به‌طور کلی، سیستم باسیم برای ساختمان‌های نوساز و پروژه‌های بزرگ مناسب‌تر است؛ درحالی‌که، مدل بی‌سیم در ساختمان‌های ساخته‌شده، با تخریب و هزینه اولیه کمتری اجرا می‌شود. روش ترکیبی نیز برای بازسازی یا پروژه‌هایی مناسب است که علاوه‌بر پایداری، به امکان توسعه نیز نیاز دارند.

اجزای سیستم برق هوشمند ساختمان

عملکرد صحیح برق خانه هوشمند به هماهنگی اجزای زیر وابسته است:

• کنترلر مرکزی یا هاب: فرمان‌ها را دریافت می‌کند و میان تجهیزات مختلف هماهنگی به‌وجود می‌آورد.
• حسگرها: تغییراتی مانند حرکت، دما، دود، نشت آب یا بازشدن در را تشخیص می‌دهند.
• عملگرها و رله‌ها: فرمان سیستم را اجرا می‌کنند؛ مثلاً چراغ را روشن یا پریز را قطع می‌کنند.
• کلیدها و پنل‌ها: امکان کنترل دستی تجهیزات و اجرای چند فرمان از پیش تنظیم‌شده را فراهم می‌کنند.
• پریزهای هوشمند: روشن و خاموش‌شدن بعضی وسایل را کنترل یا زمان‌بندی می‌کنند و باید با توان دستگاه هماهنگ باشند.
• دروازه ارتباطی: کمک می‌کند تجهیزات دارای روش‌های ارتباطی متفاوت با یکدیگر کار کنند.
• اپلیکیشن و شبکه: وضعیت تجهیزات را نشان می‌دهند و فرمان کاربر را به سیستم می‌رسانند.

مزایا و معایب سیستم برق هوشمند ساختمان

بررسی مزایا و معایب سیستم برق هوشمند ساختمان، کمک می‌کند انتخاب شما فقط براساس ظاهر تجهیزات یا امکان کنترل با موبایل نباشد. در ادامه، مهم‌ترین نقاط قوت و محدودیت‌های این سیستم را می‌خوانید.

مزایا

• مدیریت بهتر مصرف انرژی: زمان‌بندی و خاموش‌شدن خودکار، از روشن‌ماندن بی‌دلیل بعضی تجهیزات جلوگیری می‌کند؛ البته، میزان صرفه‌جویی به طراحی سیستم و رفتار کاربران بستگی دارد.
• کنترل تجهیزات از راه دور: کاربر می‌تواند وضعیت چراغ‌ها، پریزها و وسایل متصل را بررسی کرده و آن‌ها را کنترل کند.
• افزایش آسایش کاربران: با فعال‌کردن حالت‌هایی مانند خواب یا خروج، چند کار مانند خاموش‌شدن چراغ‌ها و قطع بعضی پریزها هم‌زمان انجام می‌شود.
• افزایش نظارت و ایمنی: حسگرها در صورت تشخیص دود، نشت آب یا بازشدن غیرمنتظره در، از طریق آژیر یا اپلیکیشن به کاربر هشدار می‌دهند؛ اما، جای تجهیزات ایمنی استاندارد را نمی‌گیرند.

این نکته را به یاد داشته باشید که سیستم برق هوشمند می‌تواند به سیستم تهویه مطبوع ساختمان نیز متصل شود تا دما براساس زمان یا حضور افراد تنظیم شود؛ البته، تجهیزات باید از این قابلیت پشتیبانی کنند.

معایب

• هزینه اولیه بیشتر: خرید حسگر، رله، واحد مرکزی، تابلو و برنامه‌ریزی سیستم، هزینه شروع کار را افزایش می‌دهد.
• ضرورت به‌روزرسانی و نگهداری: نرم‌افزار، باتری حسگرها، شبکه و تنظیمات امنیتی باید به‌طور دوره‌ای بررسی شوند.
• خطرات امنیتی در سیستم‌‌های متصل به اینترنت: رمز عبور ضعیف، عدم به‌روزرسانی تجهیزات و امکان کنترل سیستم از طریق اینترنت، زمانی‌که به آن نیاز نیست، می‌تواند خطر نفوذ به سیستم را افزایش دهد.
• محدود شدن بعضی امکانات هنگام خرابی شبکه: قطع اینترنت همیشه کل سیستم را از کار نمی‌اندازد. سیستم‌های دارای کنترل داخلی، کلید دستی و فرمان‌های ذخیره‌شده همچنان کارهای اصلی را انجام می‌دهند؛ اما، کنترل از بیرون ساختمان و خدمات آنلاین ممکن است در دسترس نباشد.

آیا ساختمان‌ های قدیمی را می‌توان به برق هوشمند مجهز کرد؟

بله، هوشمند سازی برق ساختمان فقط مخصوص پروژه‌های نوساز نیست. در ساختمان‌های قدیمی می‌توان کار را از بخش‌هایی مانند روشنایی، چند پریز، سیستم تهویه یا حسگرهای ایمنی شروع کرد و سیستم را به‌تدریج گسترش داد. تجهیزات بی‌سیم، رله‌های داخل قوطی و مدل ترکیبی معمولاً نیاز به تخریب را کاهش می‌دهند؛ بااین‌حال، سیم‌کشی، عمق قوطی‌ها، ظرفیت تابلو برق، سیم نول، ارت و تجهیزات حفاظتی مدارها باید پیش از اجرا بررسی شوند.

گاهی برای عبور کابل یا اصلاح قوطی‌ها، بازکردن بخش کوچکی از دیوار ضروری است. در این شرایط، ترمیم سطح و خرید گچ ساختمانی متناسب با زیرکار باید هم‌زمان با عملیات برق‌کشی در نظر گرفته شوند.

بهتر است اجرای پروژه از یک بخش پرکاربرد آغاز شود و پس از اطمینان از عملکرد مناسب سیستم، سایر قسمت‌ها نیز هوشمند شوند. بازدید متخصص نیز از انتخاب تجهیزاتی که با سیم‌کشی موجود سازگار نیستند، جلوگیری خواهد کرد.

جمع‌بندی

برق هوشمند ساختمان فقط به نصب کلید لمسی یا کنترل وسایل با موبایل محدود نمی‌شود؛ بلکه زمانی کاربرد واقعی خود را نشان می‌دهد که روشنایی، پریزها، سیستم تهویه، پرده‌ها و حسگرها به‌صورت هماهنگ کار کنند. انتخاب میان سیستم‌های مختلف هوشمندسازی باید باتوجه به مرحله ساخت ساختمان، بودجه، میزان پایداری موردنیاز و امکان توسعه در آینده انجام شود. سیستم باسیم معمولاً برای پروژه‌های نوساز مناسب‌تر است، مدل بی‌سیم برای ساختمان‌های ساخته‌شده توصیه می‌شود و روش ترکیبی مزایای هر دو را در کنار هم قرار می‌دهد. پیش از اجرا باید وضعیت سیم‌کشی، تابلو برق، سازگاری تجهیزات، امنیت شبکه و امکان کنترل دستی را نیز بررسی کنید. در ساختمان‌های قدیمی بهتر است هوشمندسازی را از یک بخش پرکاربرد آغاز کنید و پس از اطمینان از عملکرد مناسب، آن را به قسمت‌های دیگر گسترش دهید. در نهایت، طراحی اصولی و انتخاب تجهیزات سازگار، اهمیت بیشتری از تعداد امکانات سیستم دارد.