در بناهای دو دهه گذشته،هم ملاحظات تکنیکی و هم زیبایی شناختی مورد توجه بوده اند.
دراین میان پیشرفت های جدید مهندسی مواد، خود موجب افزایش امکانات فناورانه شده، و همانند جنبه زیبایی شناسانه مصالح، به عنوان یک فرصت طراحی قلمداد میشود. مصالح نام آشنای بناهای امروز ما آجر، سنگ، گچ، آهن و فولاد و بتن و شیشه اند درحالیکه درطول ده سال اخیر تاثیر عمده مصالح طبیعی به شدت مورد توجه قرار گرفته است. برای مثال تقاضاهای مربوط به سازه های چوبی، کورتن استیل، اکسیدایزد کوپر، روی، آجر کوره ای چند رنگ و انواع جدید بتن نشان دهنده این موضوع هستند. اما باید قبول کرد که این پیشرفت ها نیز به زودی به پایان عمر خود نزدیک میشوند.
پیشرفت های جدید، علاقه و اشتیاقی روزافزون را به انواع مختلف مصالح و تکنیک های جدید، چند منظوره و شگفت آور نشان میدهد که به کمک آنها ایده هایی را که زمانی غیر ممکن و نامعقول به نظرمیرسید، عملی و قابل درک کرده است. نباید این نکته را از خاطر برد که ایدههایی کهدرامر ساخت و ساز یک بنا ارتباط تنگاتنگی با وضعیت اجتماعی و اقتصادی جامعه دارند. علاوه بر این مطلب جریانات عمده و مهم آینده ما را نیز موضوعاتی همچون توجه بهمحیط، سلامت عمومی، ارزشمند کردن پول، و روش زندگی آینده تشکیل میدهند. درتوضیح بیشتر باید گفت که محیط زندگی آینده ما وابسته مسائلی چون کم کردن استفاده ازمصالح، پایداری و چرخه حیات، برگشت پذیری محصولات و مصالح و صرفه جویی در انرژی است. سلامت عمومی جامعه را نیز شرایط کاری راحت و ایمن، محیط کار و زندگی پاکیزه و سالم تامین میکند. ضمن اینکه صنعتی شدن، انعطاف پذیریدرساخت و ساز، استفاده از محیط شهری به طور منعطف، توسعه کیفی و تولید وساخت سریعتر باعث ارزشمند تر شدن پول خواهد شد و شیوه خانه داری، باز تولید و وجودخانه های انعطاف پذیردرشیوه زندگی آینده ما موثر خواهند بود. نگاه جدیدبه شیوهساختمانسازی، استفاده ازمصالح جدیدی رانیز طلب میکند. هر چند ممکن است تکنولوژی ساخت و یا شیوه اجرا در استفاده از این مصالح هنوز غریب و نا آشنا باشد اما شناخت این مصالح جدید و کشف خصوصیات آنها کمک موثری به ایجاد نیاز کردن آنهادرجامعهما خواهد کرد.
معرفی مصالح نوین ساختمانی
پانل کامپوزیت آلومینیومی:
پانل کامپوزیت آلومینیومی متشکل از لایه هایی از ورق آلومینیومی در بالا و پائین و مواد پلی اتیلنی غیر سمی در مرکز می باشد که ترکیبی از LDPE و L- LDPE دارای کیفیت شکل پذیری بالاست این ماده دارای قابلیت پردازش بسیار آسان ، پایداری شیمیایی و عملکرد مکانیکی فوق العاده می باشد و نقطه ضعفی ندارد . بنابراین پانلها چنانچه در معرض گرما و یا سرمای شدید قرار گیرند مسطح باقی می مانند . هر دو سطح با درجات پخت متفاوت توسط روش Coil Coating پوشش داده می شوند.
پانل کامپوزیت آلومینیومی مقاوم در برابر آتش :
پانل مقاوم در برابر آتش متشکل از لایه هایی از ورق آلومینیومی در پائین و بالا و ماده مرکب غیر ارگانیک کندکننده سرعت سرایت شعله به سایر نقاط و مواد ضد حریق در اندازه نانومتری در مرکز پانل می باشد . عیار این ماده که متشکل از مواد ریز غیر طبیعی و انواع زیادی از مواد با تراکم بالا و اکسیژن است بسیار بالا می باشد . این ماده دارای خاصیت پایداری در برابر شرایط آب و هوایی متغییر و عملکرد فوق العاده است و نه تنها مشکل ضد حریق نبودن پانل کامپوزیت آلومینیومی را برطرف میکند بلکه بطور چشمگیری عملکرد دینامیکی قسمتهای خم و یا تا شده پانل که ضعیف ترین بخش یک پانل مرکب آلومینیومی می باشد بهبود می بخشد.
پانل کامپوزیت فلزی :
پانل کامپوزیت فلزی زمانی ایجاد می گردد که تعداد زیادی از رولهای آلومینیومی در ابعاد باریکتر به یکدیگر بپیوندند و تشکیل یک پانل آلومینیومی با ضخامت مورد نیاز را بدهند .
موارد مصرف :
1-نمای بیرونی ساختمانها
2-بازسازی نمای ساختمانهای قدیمی و تغییر دکوراسیون
3-دکوراسیون دیوارهای داخلی ، سقفها ، حمامها ، آشپزخانه ها و تراسها
4-دکوراسیون داخی فروشگاهها
5-تابلوهای تبلیغاتی ، سکوهای نمایش و لوح های اطلاعاتی
6-مواد صنعتی و مواد مورد مصرف در ماشینها و قایقها
7-دیوارکوب ها و سقف کوب های تونل ها
ویژگی ها :
پایداری فوق العاده در برابر شرایط گوناگون آب و هوائی
پایداری بالا در برابر پوسته شدن رنگ و مسطح بودن پوشش
سبکی و پردازش ساده
خصوصیات ضد حریق ممتاز
پایداری در برابر جدانشدن لایه ها از یکدیگر
سادگی نگهداری
پایداری در برابر ضربه
ساندویچ پانل دکوراتیو و خانه های پیش ساخته
خصوصیات
-سبکی وزن بالا 5 کیلوگرم برمترمربع (ایمنی در برابر زلزله و کاهش بار مرده ساختمان)
-عایق حرارتی و صوتی مناسب
-سرعت بالا در اجراء
-تنوع و زیبایی در طرح و رنگ
-دوام و عمر طولانی
کاربرد
ساندویچ پانلهای دکوراتیو به دلیل طرحهای متنوع و مقاومت بالا در رنگ انتخاب مناسبی برای پوشش موارد ذیل می باشد :
-نمای ساختمان
-خانه های پیش ساخته و کانکس
-دکوراسیون داخلی (دیوار – پارتیشن – سقف کاذب)
-بازسازی ساختمانهای قدیمی
ساندویچ پانل صنعتی ، کانکس و سردخانه
ساختار
ورق گالوانیزه رنگی به ضخامت 0.5 میلیمتر
فوم از جنس پلی پورتال با دانسیته معادل 40 کیلوگرم بر مترمکعب
ورق گالوانیزه رنگی به ضخامت 0.5 میلیمتر
خصوصیات
-تحمل بار
-عایق در برابر صدا
-سبکی وزن و مقاوم در برابر زلزله
-عایق در برابر رطوبت
-عایق در برابر سرما و گرما (جلوگیری از پرت حرارت و برودت)
-غیر قابل اشتعال (دیرسوز)
-نصب سریع و آسان
-قابل شستشو و بهداشتی
کاربرد
با توجه به ویژگیهای ساندویچ پانلهای صنعتی مانند سبک بودن ، مقاومت در برابر زلزله ، عایق بودن در برابر سرما و گرما و صوت و گرد و غبار و ... به بهترین نحو قابلیت استفاده در موارد ذیل را داراست :
-دیوار و سقف کارخانجات و ساختمانهای صنعتی
-ساخت سوله های صنعتی
-ساخت انواع سردخانه ها
-کانکسهای ثابت و متحرک
-ساخت انبار و سیلو
-ساخت کانتینرهای حمل و نقل
-سقف آلاچیق
آشنایی با کامپوزیتها
در کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، کاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی و uv خوبی داشته باشند و .... از آنجا که نمی توان مادهای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چارهای دیگر بود. کلید این مشکل، استفاده از کامپوزیتهاست. کامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود میبخشند. اگرچه کامپوزیت های طبیعی، فلزی و سرامیکی نیز در این بحث میگنجند، ولی در اینجا ما تنها به کامپوزیتهای پلیمری میپردازیم.
در کامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده میشود:
1. فاز تقویت کننده که درون ماتریس پخش شده است.
2. فاز ماتریس که فاز دیگر را در بر میگیرد و یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم میباشد که گاهی قبل از سخت شدن آنرا رزین مینامند.
خواص کامپوزیتها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آنها، شکل و آرایش تقویت کننده و اتصال دو جزء به یکدیگر بستگی دارد.از نظر فنی، کامپوزیتهای لیفی، مهمترین نوع کامپوزیتها می باشند که خود به دو دستة الیاف کوتاه و بلند تقسیم میشوند. الیاف میبایست استحکام کششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل میشود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام میدهد. ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یک چسب کنار هم نگه میدارد و البته گسترش ترک را محدود میکند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایین تر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود بیاورد. خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یک حدی که طول بحرانی نامیده میشود، کوتاهتر باشند، نمیتوانند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا نمایند.
الیافی که در صنعت کامپوزیت استفاده میشوند به دو دسته تقسیم میشوند:
الف)الیاف مصنوعی ب)الیاف طبیعی.
کارایی کامپوزیتهای پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین میشود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند که در ماتریسهای پلیمری قرار داده شده اند و فصل مشترک خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد.ماتریس پلیمری دومین جزء عمده کامپوزیتهای پلیمری است. این بخش عملکردهای بسیار مهمی در کامپوزیت دارد. اول اینکه به عنوان یک بایندر یا چسب الیاف تقویت کننده را نگه میدارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شکل میدهد و تنش را به الیاف محکم و سفت منتقل میکند.
سوم، رفتار پلاستیک ماتریس پلیمری، انرژی را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش میشود که در نتیجه، رفتار چقرمگی در شکست را بهبود میبخشد.تقویت کنندهها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستیک ماتریس میتواند موجب تغییر مسیر ترکهای موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شکست الیاف واقع دریک صفحه شود.بحث در مورد مصادیق ماتریسهای پلیمری مورد استفاده درکامپوزیتها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیکهای تجاری موجود میباشد. در تئوری تمام گرماسختها و گرمانرمها میتوانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروههای مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند.در میان پلیمرهای گرماسخت پلیاستر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید (فنولیک) اپوکسی و رزینهای پلی ایمید بیشترین کاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهای متعددی استفاده میشوند، peek ، پلی پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست محیطی، دراین بخش به رزینهای دارای منشا طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است. از الیاف متداول در کامپوزیتها میتوان به شیشه، کربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزینها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوکسی و فنولیک از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.
پانلهای ساندویچی ساختمانی ساخته شده با کامپوزیت
پانلهای ساندویچی اصطلاحاً به آن دسته از ساختارهایی اطلاق میشود که از یک هسته مرکزی ضعیف و لایههای خارجی قوی تشکیل شده باشد. معمولاً در ساخت این قبیل پانلهای ساندویچی از کامپوزیت های الیاف شیشه (فایبرگلاس) و اخیراً از کامپوزیتهای الیاف طبیعی کمک گرفته میشود.
پانلهای ساندویچی
یک پانل ساندویچی در حقیقت از دو بخش اصلی تشکیل شده است: نخست هستة میانی که ضعیف و معمولاً حجیم است. دیگری پوستههای واقع در دو طرف هسته که قوی و معمولاً نازک هستند. معمولاً هستة ضعیف میانی از جنس فوم یا لانه زنبوری میباشد و پوسته های واقع در دو طرف هسته از کامپوزیتهای الیاف شیشه یا الیاف طبیعی، ساخته میشوند. این ساختار به ظاهر ساده که به علت شباهت ظاهریش با ساندویچ به همین نام خوانده میشود، مزیتها و قابلیتهای فوقالعادهای از خود نشان میدهد.
یک ساختار ساندویچی، مقاومت بسیار بالاتری نسبت به تکتک اجزای خود دارد و از سبکی فوقالعادهای نیز برخودار است. همچنین هزینة نسبتاً پایینی داشته و به سرعت و سهولت میتواند در ساختوساز مورد استفاده قرار گیرد.
بعد از پروفیلهای پالتروژن و محصولات تهیه شده به روش قالب باز، پانلهای ساندویچی مهترین مورد استفادة کامپوزیتها در صنعت ساختمان است.
گرچه این پانلها در گذشته از طریق لایه چینی دستی و روش قالب باز تهیه میشدند، اما امروزه به مدد فرآیندهای ماشینی، سرعت و کیفیت تولید این محصولات تا حد فوق العاده ای افزایش یافته است. همین مسئله موجب کاهش هزینه و افزایش استقبال از این محصولات گردیده است.
علاوه بر ساختوساز، موارد استفادة زیادی از پانلهای ساندویچی را در صنایع هوافضا، خودرو، کشتیسازی و غیره میتوان مشاهده نمود.
مزیتهای پانلهای ساندویچی برای مصارف ساختمانی
آنچه پانلهای ساندویچی را به عنوان گزینه های مناسب در ساختمانسازی کشورهای جهان مطرح ساخته است به شرح زیر است:
الف) سبکی فوق العاده
به علت استفاده از مواد سبک در هستة این پانلها، وزن پانل به شدت کاهش مییابد. یک دیوارة ساندویچی در مقایسه با نمونة مشابه سیمانی یا آجری گاه تا50 برابر سبکتر است. این مسئله به ویژه در سبکسازی بنا، مقابله با زلزله و کاهش هزینة زیرسازی بسیار مهم است.
ب) مقاومت بالا
علیرغم سبکی فوقالعادة پانلهای ساندویچی، این محصولات مقاومت فوقالعادهای در برابر انواع بارهای فشاری و ضربهای دارند. این پانلها نیروی وارده را به خوبی جذب کرده و مقاومت بالاتری نسبت به چوب از خود نشان میدهند. این مسئله در ساخت دیواره ها و سقفهای کاذب از اهمیت ویژهای برخوردار است.
ج) مقاومت در برابر خوردگی و پوسیدگی
این قبیل پانلها بر خلاف دیوارههای متداول بتنی در برابر رطوبت هوا و شرایط خورندة محیطی دچار آسیبهای ناشی از خوردگی نمیشوند. این مسئله باعث حداقل شدن هزینة تعمیرونگهداری میگردد. در مقایسه با پارتیشنهای چوبی این پانلها از طول عمر چندین برابر در محیطهای مرطوب برخوردارند. همچنین به علت عدم پوسیدگی، از نظر بهداشتی نیز مطمئن بوده و جای نگرانی برای تجمع میکروب در ساختمان باقی نمیگذارد.
کامپوزیتها
طراحان و مهندسان مواد کامپوزیتی را در جهت تولید موادی با قیمت ارزان و با استحکام بیشتر و وزن کمتر نسبت به سایر سازهها بهتر ومناسبتر یندارند .
در زندگی روزمره محصولات فراوانی که ما از آنها بهره میجوییم همچون قایقها و چوبهای اسکی و گلف و حتی آن چیزهایی که زیاد در موردشان اطلاعات نداریم همچون صنعت هوا و فضا و صنایع نظامی از کامپوزیتها بهره فراوان می برند. کامپوزیتها به مواد چند سازه ترجمه شده است.
در حدود 90% کامپوزیتهای تولید شده از الیاف شیشه و رزین پلیاستر و وینیل استر استفاده می شود. 65% کامپوزیتها با استفاده از روش قالبگیری باز ساخته میشوند و35% باقیمانده با استفاده از روشهای قالبگیری بسته یا پیوسته تولید میشوند.
کامپوزیتها به طور گستردهای به عنوان پلاستیکهای تقویت شده (Reinforced Plastics) شناخته می شوند. به طور ویژه، کامپوزیتها، الیاف تقویت کنندهای در ماتریس پلیمری هستند.
غالبا، الیاف تقویت کننده، فایبر گلاس (Fiber Glass) می باشند گرچه الیافی با استحکام بالا نظیر آرامید (Aramid) و کربن (Carbon) در کاربردهای پیشرفته به کار برده می شوند.
ماتریس پلیمری (Ppolymer Matrix) رزین ترموستی (Thermoset Resin) نظیر پلی استر، مینیل استر و رزینهای اپاکسی به عنوان ماتریس انتخابی میباشند. رزینهای خاصی نظیر فنولیک، پلی اوره تان و سیلیکون برای کاربردهای ویژه استفاده می شوند.
اغلب پلاستیک خانگی، نظیر پلی اتیلن، اکریلیک، نایلون و پلی استیرن به عنوان ترموپلاستیکها شناخته میشوند. این ماده میتوانند حرارت دیده و شکل بگیرند و یا دوباره حرارت دیدن مجدداَ به حالت مایع برگردند. کامپوزیتها معمولا از رزینهای ترموستی که ابتدا به صورت پلیمرهای مایع می باشند استفاده می کنند ودر حین فرایند قالبگیری به شکل جامد تبدیل می شوند . این فرایند به عنوان اتصال مقاطع که غیر قابل بازگشت می باشد شناخته می شود .به این دلیل، در مواد کامپوزیت، مقاومت شیمیایی وحرارتی وخاص فیزیکی دوام سازه ای شان نسبت به ترموپلاستیکها افزایش یافته است به دلیل فواید مواد کامپوزیت، رشد کاربردهای جدید در بازارهای نظیر حمل و نقل، ساختمان، مقاومت به خوردگی، سازه های در یایی، سازه های خیلی قوی ،محصولات مصرفی، وسایل برقی ،هواپیما وهوافضا، وسایل وتجهیزات تجاری در حال تقویت است. مزایای استفاده از مواد کامپوزیت عبارتند از:
استحکام بالا
مواد کامپوزیت برای نیازهای استحکامی خاص در یک کار برد می توانند طراحی شوند . مزیت بارز کامپوزیتها نسبت به سایر مواد ، توانایی استفاده کردن از تعداد زیادی از ترکیبهای رزینها و تقویت کنندهها وبنا بر این رسیدن به خواست مشتری از نظرخواص مکانیکی وفیزیکی سازه می باشد.
سبکی
کامپوزیتها، موادی را ارائه می دهند که می توانند برای هم استحکام بالا وهم وزن کم طراحی شوند. در حقیقت کامپوزیتها جهت تولید سازه هایی با بالاترین نسبت استحکام به وزن شناخته شده برای بشر به کار برده میشوند.
مقاومت به خوردگی
کامپوزیتها، مقاومت طولانی مدتی را در کار در محیطهای شیمیایی و دمایی ارائه میدهند. کامپوزیتها موادی منتخب برای قطعاتی که در معرض محیطهای باز، کاربردهای شیمیایی ودیگر شرایط محیطی می باشند هستند.
انعطاف پذیری طراحی
کامپوزیتها نسبت به دیگر مواد این مزیت را دارند که می توانند با شکلهای پیچیده نسبت به هزینه کم، قالبگیری شوند. انعطاف پذیری در ایجاد شکلهای پیچیده ، به طراحان آزادی عمل می دهد که نشانی از موفقیت کامپوزیتهاست.
بادوام بودن
سازه های کامپوزیتی عمری با دوام طولانی را دارا هستند. این خصوصیت با حداقل نیازمندی های تعمیر ونگهداری توام گشته است . طول عمر کامپوزیتها در کاربردهای حساس مزیت به شمار می رود. در نیم قرن توسعه کامپوزیتها ، سازه های کامپوزیتی به گونه ای خوب طراحی شده اند که هنوز کاملا فرسوده نشده اند . امروزه توسعه صنعت کامپوزیت ها به عنوان یک ارائه دهنده اصلی مواد به رشد خود ادامه می دهد به صورتی که بیشتر طراحان ، مهندسین وسازندگان ، از مزایای این مواد همه کاره مطلع شده اند.
به مجموعه (building management system ) bms ) سیستم مدیریت هوشمند ساختمان مجموعه سخت افزارها ونرم افزارهایی ا طلاق می شود که به منظور مانیتورینگ و کنترل یکپارچه قسمت های مهم و حیاتی در ساختمان نصب می شوند .
وظیفه این مجموعه، پایش مداوم بخش های مختلف ساختمان و اعمال فرمان به آنها به نحوی است که عملکرد اجزای مختلف ساختمان متعادل با یکدیگر و در شرایط بهینه و با هدف کاهش مصارف ناخواسته و تخصیص منابع انرژی فقط به فضاهای در حین بهره برداری باشد .
در این روش تابلوهای برق روشنایی عمومی، دیزل ژنراتور، سیستم اعلام و اطفای حریق، سیستم حفاظتی، آسانسورها، سیستم کنترل تردد و نیز اجزای موتورخانه مرکزی شامل چیلرها، بویلرها، پمپ های سیرکولاسیون، برج های خنک کن، هواسازها و اگزوزفن ها به نوعی به طور یکپارچه و به طور منسجم توسط یک یا چند رایانه هماهنگ و کنترل می شوند .
اجزای سیستم مدیریت هوشمند ساختمان
به طور کلی همانند دیگر سیستم های کنترلی نیز از سه بخش تشکیل می شود :
حسگرها (sensors):
حسگرها سنجش پارامترهای محیطی و ارسال این اطلاعات به سیستم را عهده دار هستند. این اطلاعات می تواند دمای محیط بیرون و درون، دمای سیال گرم کننده یا خنک کننده، میزان روشنایی محیط، میزان رطوبت، مقدار گازها در هوا، حضور یا عدم حضور افراد در محل و دیگر اطلاعاتی که برای راهبری بهینه سیستم حیاتی است، باشد .
کنترلر ها (controllers):
کنترل ها اجزایی از سیستم هستند که اطلاعات دریافتی از حسگرها را دریافت و بر اساس نرم افزار درونی خود یا نرم افزار شبکه پردازش و بر حسب نیاز فرامینی را به عملگرها ارسال می کنند .
عملگرها (actuators):
عملگرها نیز اجزایی از سیستم هستند که فرامین ارسالی از کنترلر ها را دریافت و بر اساس آن واکنش نشان می دهند. این عملگرها می توانند شیرهای برقی سیالات، دریچه های قابل تنظیم عبور هوا، رله های قطع و وصل جریان الکتریکی و.... باشند .
سه بخش یاد شده توسط یک مکانیزم ارتباطی با هم مرتبط می شوند که خود از دو قسمت مهم تشکیل شده است :
1 - رسانه (مدیای) ارتباطی مانند سیم، فیبر نوری، امواج رادیویی
2 - پروتکل ارتباطی یا زبان محاوره اجزا مانند bacnet , lonworks
در حقیقت حسگرها، کنترلرها و عملگرها از طریق مدیای ارتباطی، براساس زبان محاوره ای یا پروتکل ارتباطی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند .
مزایای کلی استفاده از bms
حذف مصارف ناخواسته:
از آنجا که سیستم فقط هنگام بهره برداری از فضا، اجازه استفاده از منابع انرژی از قبیل سرمایش و گرمایش و روشنایی را می دهد، مصارف ناخواسته انرژی از بین رفته و استفاده از انرژی بهینه می شود .
کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری:
مدیریت بهینه استفاده از تاسیسات، موجب کاهش میزان ساعات کارکرد هر تجهیز شده و در نهایت به مقدار قابل ملاحظه ای هزینه های تعویض قطعات مصرفی و نیز خرابی های ناشی از کارکرد طولانی را کاهش می دهد .
پایش دائمی کلیه اجزای ساختمان:
کلیه اجزای مهم ساختمان از قبیل مجموعه های سرمایش و گرمایش و تهویه و آبرسانی و... به طور متمرکز از طریق یک کامپیوتر در محل ساختمان یا از راه دور و در تمام ساعات قابل پایش بوده و نیاز به سرکشی محلی هر تجهیز در محل نصب را مرتفع می کند .
حذف خطاهای اپراتوری:
از آنجا که پس از تنظیمات اولیه سیستم، کلیه کنترل ها توسط رایانه صورت می پذیرد، نگرانی اشتباهات و کوتاهی پرسنل بهره بردار و در نتیجه بروز خسارات از بین می رود .
اعلام وضعیت اجزا برای جلوگیری از خرابی و وقفه در کار اجزای ساختمان:
با توجه به نمایش وضعیت کارکردی هر یک از المان های تاسیسات روی رایانه اصلی، کنترل سلامت اجزا به راحتی امکان پذیر است .
مدیریت ساختمان هنگام بروز حوادث :
مدیریت یکپارچه سیستم روی بخش های مختلف، باعث ایجاد هماهنگی بین بخش های مختلف از قبیل اعلام حریق، سیستم هوارسان، اگزوزفن ها، اطفای حریق و آسانسورها در جهت کاهش خطرات احتمالی در هنگام بروز حوادث می شود .
ثبت دقیق میزان بهره برداری از قسمت های مختلف ساختمان:
میزان دقیق استفاده هر قسمت یا واحد از منابع انرژی قابل ثبت است .
گزارش گیری آماری دقیق از عملکرد اجزای مختلف ساختمان:
کارکرد دقیق کلیه اجزای ساختمان در سیستم ذخیره می شود. این ذخیره سازی
راهنمای مدیر تاسیسات ساختمان برای تنظیم بازبینی های و تعمیرات دوره ای است.
تعریف سطوح مختلف دسترسی برای اپراتورها:
کاربران سیستم با سطوح مختلفی از دسترسی می توانند به اجزای مختلف دسترسی داشته باشند .
اولویت بندی هوشمندانه مصارف هنگام اضطرار :
هنگام پیک مصرف یا هنگامی که منابع کافی برای در مدار قراردادن کلیه اجزا وجود ندارد، سیستم به طور هوشمندانه بر اساس اولویت های از پیش تعیین شده نسبت به تخصیص منابع اقدام می کند .
اعلام آلارم های هشداردهنده برای بازبینی های دوره ای تجهیزات:
بر اساس مشخصات ثبت شده هر المان تاسیساتی، زمان های بازبینی ها و تعویض و تعمیر توسط سیستم به اپراتور گوشزد می شود .
پایش کیفیت هوا و تنظیم پارامترهای مهم از قبیل میزان منواکسیدکربن، گازهای قابل اشتعال و دود:
سیستم به طور مستمر نسبت به کنترل کیفیت هوا اقدام کرده و در صورت وجود آلایندگی فراتر از حد مجاز، نسبت به افزایش ورورد هوای تازه و اعلام وضعیت اقدام می کند .
مثالی از یک ساختمان مسکونی مجهزبه bms :
در یک ساختمان با کاربری مسکونی، گرمایش، سرمایش، تهویه و روشنایی فضاهای عمومی از قبیل لابی، سالن اجتماعات، مجموعه ورزشی و... در ساعات شب باید به حداقل برسد .
در داخل واحد های مسکونی، ترموستات های دیواری علاوه بر روشن یا خاموش کردن موتورفن کویل ها، دمای دلخواه هر ساکن را منفردا به سیستم مخابره می کند. سیستم بر اساس اطلاعات جمع آوری شده از کل واحدها، تعداد بویلرها، چیلرها، پمپ های سیرکولاسیون و دیگر اجزا را بر حسب نیاز کلی (overall demand) وارد مدار بهره برداری می کند. بنابراین اجزای تاسیساتی موتورخانه فقط بر اساس نیاز واقعی در مدار خواهند بود .
از طرفی درخواست هر واحد به طور جداگانه در فایل مربوط به آن واحد خاص ذخیره می شود. در نتیجه در پایان دوره های زمانی خاص می توان هزینه های بهره برداری از تاسیسات را به طور عادلانه و بر اساس اطلاعات مکتوب از ساکنان مطالبه کرد .
مدیریت ساختمان در هنگام بروز حوادث از دیگر وظایف مهم bms است. هماهنگی عملیات بخش های اعلام حریق با سیستم هوارسان، اگزوزفن ها و اطفای حریق، مدیریت بهینه آسانسورها جهت تخلیه ساکنان، قطع جریان الکتریکی در هنگام نشت گازهای قابل اشتعال و نیز تهویه سریع فضا های آلوده به گازهای سمی از جمله قابلیت های یک سیستم جامع bms است .
سیستم کنترل تردد یکپارچه باعث می شود تا تردد در فضاهایی از قبیل پارکینگ، انباری ها، راهروهای طبقات فقط در ساعات مجاز و توسط مالکان همان مشاعات قابل دسترسی باشد .
عموما یک رایانه مرکزی نقش واسط بین سیستم و مدیر تاسیسات را بازی می کند. مدیر تاسیسات جدول تعطیلات رسمی و نیز زمان بندی حضور واحد های مختلف را که در سیستم به عنوان نواحی (zone) مجزا بخش بندی کرده است را در ابتدا به سیستم وارد می کند. به عنوان مثال اگر واحد های اداری از ساعت 7:30 تا 17:30 روزهای شنبه تا چهارشنبه، واحد پشتیبانی از7:30 تا 20 شنبه تا چهارشنبه و 9 تا 13 روزهای پنجشنبه و جمعه، واحدهای تاسیسات و نگهبانی به طور دائم حضور داشته باشند، سیستم به طور پیش فرض دمای داخلی را در ماه های سرد بین 18تا20 درجه سانتیگراد و در ماه های گرم بین 20تا22 درجه سانتیگراد تنظیم می کند. برای این منظور شیرهای آب گرم یا آب خنک (بسته به فصل) منتهی به فن کویل های هر ناحیه 30 تا 60 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 یا خاموش می شود. 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 یا سردکننده جدا و موتور فن کویل ها را خاموش می کند.
ازطرف دیگر حجم سیال گرم یا خنک کننده مورد نیاز کل ساختمان محاسبه و تعداد پمپ های سیرکولاسیون مورد نیاز مشخص و باقی پمپ ها خاموش خواهند شد. همچنین سیستم، بویلرها یا چیلرهای موتورخانه را در ساعات غیرکاری و تعطیلات آخرهفته خاموش نموده یا در حداقل بار، ثابت می کند .
از طرف دیگر در صورت باز شدن هر کدام از پنجره ها، سیستم نسبت به خاموش نمودن موتورالکتریکی فن کویل آن قسمت اقدام می کند .
عملیات مشابه برای تابلوهای برق روشنایی عمومی و نیز واحد ها اتفاق می افتد. در ساعات خارج از ساعات کاری، روشنایی واحد ها فقط در صورت حضور پرسنل روشن مانده و چراغ های راهروها و مسیرهای داخلی به صورت محدود روشن می کند .
از این رو است که می توان در مصرف انرژی با استفاده از سیستم مدیریت هوشمند ساختمان تا 45درصد مصرف قبلی صرفه جویی کرد .
لازم به یادآوری است که تغییر در هریک از پارامترهای یاد شده مانند ساعات کاری یا نقاط تنظیم دما (set points) به سادگی از طریق نرم افزار سیستم برای موارد خاص یا مناسبت ها قابل انجام است .
bms در ایران
متاسفانه در کشور ما تاکنون به دلیل عدم فرهنگ سازی صحیح و حضور کمرنگ شرکت های تخصصی فعال در این زمینه، تاکنون توجه جدی به استفاده از bms نشده است.
تخصیص یارانه های انرژی باعث شده تا حتی با فرض هدر رفتن انرژی در طول دوره بهره برداری، سازندگان ساختمان از قبول هزینه اولیه این مجموعه در هنگام ساخت، سر باززده و کماکان نسبت به بهره برداری سنتی از تاسیسات پافشاری کنند. عدم تقبل هزینه سرشکن شده سیستم مدیریت هوشمند ساختمان توسط خریداران واحدهای ساختمان نیز دلیل دیگری برای مقاومت سازندگان ساختمان در مقابل اجرای پروژه های هوشمند سازی بنا به حساب می آید. اگرچه در حال حاضر نیز اجرای پروژه های فوق در ساختمان ها با دید بلندمدت کاهش هزینه های مصرفی انرژی و نیز کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری توجیه اقتصادی دارد ولی حذف یارانه های انرژی در آینده نزدیک کمک به کاهش زمان استهلاک هزینه پروژه های bms خواهد داشت .
فرهنگ سازی در زمینه مصرف صحیح انرژی، باعث بهره مندی عادلانه از نعمات خدادادی و راهگشای اجرای پروژه های انرژی بر در کشور و در نهایت افزایش درآمد ملی خواهد بود.
www.memaraneayandeh.blogfa.com
/ 6