3.3 . ساختمان های هوشمند

ساختمان ها اجزای یک سیستم گسترده تر هستند: شهرها. آنها به طرق مختلف بر ساکنان تأثیر می گذارند و زندگی را آسان تر و دلپذیرتر می کنند و در عین حال منابع قابل توجهی را طلب می کنند. شهرهای هوشمند رویکرد جدیدی برای مدیریت محیط شهری هستند که از فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) برای به حداکثر رساندن کارایی عملیاتی، کاهش هزینه‌ها، ارتقای سطح کیفی خدمات عمومی و ارتقای سلامتی استفاده می‌کند ( رجب و همکاران، 2022 ).

یکی از عناصر شهرهای هوشمند – ساختمان های هوشمند – از دو جنبه قابل بررسی است: با توجه به اتصال آنها به شبکه انرژی یا بر اساس روش های خاص مدیریت انرژی در داخل ساختمان. اولی که به عنوان “ریزشبکه” شناخته می شود، ساختمان های هوشمند را به عنوان راهی برای تکمیل شبکه شهری با انرژی های تجدیدپذیر در سطح ولتاژ توزیع طبقه بندی می کند ( ردی و همکاران، 2022 ). در مواقع بحران یا رویدادهای از پیش تعیین شده، این فناوری می تواند به طور مستقل عمل کند و فرکانس و تنش عرضه انرژی را تنظیم کند. HB ها برای ریزشبکه های متصل به شبکه مناسب هستند زیرا به انرژی قابل اعتماد و ثابت نیاز دارند ( Monteiro, França, Arthur, & Iano, 2022 ).

ادغام فناوری و سیستم های انرژی در ساختمان ها به آخرین جنبه ساختمان های هوشمند مربوط می شود. این بر محیط ساخته شده تأکید می کند و چندین مؤلفه را برای ارتقای اتوماسیون و مدیریت ساختمان ادغام می کند ( Mariano-Hernández et al., 2021 ). یک تعریف کلی از ساختمان های هوشمند، با تمرکز بر HBs، در شکل 6 همراه با روش های اولیه برای دستیابی به معماری هوشمند ارائه شده است . رویکرد اول مربوط به تعامل با شبکه است، همانطور که در پاراگراف آخر ذکر شد.

استراتژی زیر بر مدیریت منابع و در نتیجه بهره وری انرژی تمرکز دارد. از منابع تجدیدپذیر برای تولید انرژی در HB های هوشمند استفاده می شود. برای افزایش اثربخشی و بهره‌وری، می‌توانند ویژگی‌های مختلفی برای کمک به عملکرد خود داشته باشند ( Alfaris et al., 2017 ). مثال‌ها عبارتند از استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات برای نظارت مستمر داده‌ها و پردازش کارآمد داده، پاسخ تقاضا، متعادل‌سازی موثر تولید-بار و موارد دیگر ( ردی و همکاران، 2022 ).

شکل 6 . تعریف HBs هوشمند و استراتژی های اصلی.

مدل‌سازی آسایش حرارتی یک زمینه ضروری برای بهبود IEQ در ساختمان‌های هوشمند است. این مدل‌ها پارامترهای محیطی را با استفاده از حسگرهایی اندازه‌گیری می‌کنند که معمولاً به برنامه‌های تلفن هوشمند و فناوری‌های ذخیره‌سازی مورد استفاده توسط سرورهای وب متصل هستند. اینترنت اشیا (IoT) و حسگرها دو مفهوم مرتبط هستند. حسگرهای مبتنی بر اینترنت اشیا می توانند ضربان قلب، سطح فعالیت و دمای پوست کاربران را اندازه گیری کنند. این عوامل یک روش جایگزین برای ارزیابی سطح آسایش حرارتی یک فرد ارائه می دهند ( فنگ و همکاران، 2022 ).

داده های حسگر می تواند به سیستم اتوماسیون ساختمان در کاهش مصرف انرژی و افزایش IEQ کمک کند ( دونگ و همکاران، 2019 ). در یک پروژه ساختمان هوشمند تایوانی برای سالمندان، مدیریت انرژی خانه بر اساس سنسورهای آمپرمتر ، روشنایی هوشمند و اجزای حسگر برای دستیابی به استفاده عاقلانه از برق اتخاذ شد. این ساختمان همچنین دارای یک ماژول برای سنجش محیطی است که بارهای دی اکسید کربن، رطوبت و دما را اندازه گیری می کند. مبدل حرارتی به طور خودکار فعال می شود تا IEQ را تنظیم کند زمانی که غلظت دی اکسید کربن داخل ساختمان از سطح ایمن بالاتر می رود ( Hsieh, 2011 ).