Embed Size (px)
Citation preview
بررسي روشهاي مختلف كنترل هوشمند بيمارستاندر جهت
بهينه سازي مصرف انرژي ليال يارمحمدي، كارشناس ارشد برق- قدرت
سازمان مجري ساختمانها و تاسيسات دولتي و عمومي([email protected])
در اين مقاله، به بررسي روشهاي مختلف كنترل هوش��مند بيمارس��تانهاچكيده: پرداخته و با استفاده از شبيه سازي يك بيمارستان به طور نمونه، روش��ي بهين��ه جهت هوشمندسازي آن ارائه ش��ده اس��ت. ه��دف از انج��ام اين مقال��ه، بررس��ي فضاهاي مختلف بيمارستاني از منظر نيازمندي ب��ه كن��ترل هوش��مند و شناس��ايي
هاي مناس��ب مانيتورين��گ و هوشمندس��ازي مط��ابق ب��اروشها، تجهيزات و پروتكلENاستاندارد ب��ا توج��ه ب��ه نقش حی��اتی فاکتوره��ایی چ��ون دقت،باشد. مي15232
پ��ذیری سیس��تمسرعت و اطمینان در حوزه درماني و همچنین با توج��ه ب��ه آس��یب بهداش��تی و درم��انی از خطاه��ای انس��انی، م��ديريت هوش��مند و اتوماس��یون اين مراکز در تامين امنيت و آسایش بيم��اران، اس��تفاده از ن��ور ط��بيعي در فض��اهاي درماني، صرفه جويي در مصرف انرژي و كنترل مناسب دم��ا، رط��وبت و كيفيت
مدیریت اموال، پرسنل، بیماران و تجهیزات را در غ��الب ی��کهوا، نقش داشته و دهد كه ح��دودسازي نشان مي نتايج حاصل از شبيهگیرد.سیستم یکپارچه در بر می
-اي در كاهش هزينه درصد مصرف انرژي كاهش يافته كه تاثيرات قابل توجه20هاي تاسيساتي جاري و آتي بيمارستان دارد.
كلمات كليدي:سازي مصرف انرژي كنترل هوشمند ساختمان، اتوماسيون، مانيتورينگ، بهينه
مقدمه-1
چالش محدوديت منابع انرژي، يكي از مهمترين موض��وعات مط��رح در دني��ا ب��وده و باشدپذير نميتامين نيازهاي جوامع مدرن تنها با استفاده از منابع انرژي سنتي، امكان
م��يزانک��ه ت��وان دري��افت ]. ب��ر اس��اس تحقيق��ات انج��ام ش��ده در اين زمين��ه، مي1[ بهآوری اف��زایش یافت��ه اس��ت؛ مصرف انرژی در نیم قرن گذشته به ط��ور سرس��ام
ج��ویی و اس��تفاده بهين��ه ازی انرژی، برای ص��رفهکنندههمین علت کشورهای مصرف
اند. در اين راستا،های جدید، گام برداشتههای موجود و همچنين جایگزینی انرژیانرژی مسئله مهم ديگر در این جوام��ع، دس��تيابي ب��ه ح��داكثر آرامش، رف��اه، و ام��نيت در
باشد.محل زندگی و كار با صرف حداقل هزينه مي میالدی ب��ه ت��دریج و ب��ه1990 های کنترل هوشمند ساختمان در حدود س��السیستم
شكل استاندارد، پا به عرص�ه ظه�ور نهادن�د. دالي��ل عم�ده این ام��ر، اف�زایش به�ای انرژی، افزایش جمعیت و نیاز م�برم ب�ه کن�ترل مص�رف ان�رژی در س�اختمان ب�وده
ه��ای خ��اص خ��ودهای مطرح، از پروتکل شرکتاكثراست. تا قبل از قرن جدید میالدی کردن�د، ک�ه این ام�ر ب�ه دلی��ل م�اهیتها استفاده میجهت مديريت هوشمند ساختمان
ی زمانی ب��وده اس��ت. پس از این دورههای هوشمندسازی در آن برههمحدود پروژه های هوشمند و گسترشهای فراوان جهت استفاده در ساختمانو بوجود آمدن پروتکل
ها وی اين سيستم، کاهش هزینهها، جهت سهولت در توسعههوشمندسازی ساختمان ، تصمیم بر آن شد که ی��ک س��ری اس��تاندارد مش��خصهاباال رفتن راندمان در پروژه
جهت مديريت هوشمند ساختمان ایجاد گردد که حاصل آن چن��د اس��تاندارد برگزی��ده به عن��وان اس��تانداردهای اص��لی ب��وده اس��ت. يكي از اس��تانداردهاي موج��ود در اين
EN استاندارد اروپايي زمينه، جهت اتوماسيون، كن��ترل و م��ديريت س��اختمانها15232 باش��د ك��ه در اين مقال��ه از آن اس��تفاده ش��ده اس��ت. در اين اس��تاندارد روش��هايمي
و م�ديريت 1(BACS)معيني جهت ارزيابي تاثير سيستم كنترل و اتوماسيون ساختمان بر روي ميزان انرژي مصرفي ساختمان ارائه شده است و راهنمايي 2(TBM) فني ساختمان
جهت شناسايي ي��ك روش بهين��ه ب��ا تجه��يزات كمين��ه ب��ر اس��اس م��يزان پيچي��دگي.]2[باشدساختمانها مي
های مختلف جغرافی��ایی وج��ودها، استاندارد واحدی در پهنه هنوز پس از گذشت سال- در اروپا ب��ه وف��ور اس��تفاده میBACnet و KNXندارد. به عنوان مثال، استانداردهای
ه��ای مش��ابه، در ق��اره آمریک��ا اس��تانداردشوند، در حالی که برای بسیاری از پروژهLONWORKSباشد.ي، استاندارد پیش فرض م
ه��ادر کشور ما با توجه به این موضوع که بحث هوشمندسازی به تازگی در ساختمان مطرح گردیده و نیاز به آن در گذشته؛ به دلیل ارزان بودن ان�رژی؛ خیلی محس�وس نبوده است، وجود تحقیقاتی جامع و در عین ح��ال خالص��ه و عملی��اتی جهت توض��یح
های هوشمند و نکات عمومی طراحی و پیاده سازی آن درنحوه استفاده از سیستم ه�ای این ابت�دا ب�ه بررس�ی پروتک�لمقالهدر این باش�د.ها، امري ض�روری ميساختمان
سیستم و شناس��ایی فض��اهای مختل��ف بیمارس��تانی از منظ��ر نیازمن��دی ب��ه کن��ترلEN هوشمند پرداخته سپس با استفاده از مفاهیم استاندارد ب�ه بررس��ی چن��د 15232
ه��اسازی بیمارستان پرداخته شده است، ک��ه این روش مختلف، جهت هوشمندروش1 Building Automation and Control System 2 Technical Building Management
روش انتخابي بر روي ي��ك توانند متفاوت باشند؛ و اهمیت پروژه میبا توجه به هزینه سازي شده و در انتها با نتايج سيستمهاي معمولي تاسيس��اتبيمارستان نمونه شبيه
گردند.آن بيمارستان، مقايسه مي
3بررسي روشهاي مختلف كنترل هوشمند بیمارستان-2
س��ازي مص��رف ان��رژي و ب��هبطورکلی مدیریت هوشمندانه انرژی، ب��ا اه��داف بهين��ه منظ��ور اف��زايش س��طح رف��اه، آس��ايش، زيب��ايي و دكوراس��يون، ايم��ني، دسترس��ي
و در ک��اهش هزین��ه نگه��داری و تعم��یرات آنها وافزایش عمر مفید تجهیزاتسريع، در این تحقی��ق سیس��تمهای .پ��ذیردرس��انی به��تر ص��ورت میمجم��وع در جهت خ��دمت
مختلف الکتریکی و مکانیکی انواع بیمارستانها که توسط سیستم هوشمند، کنترل و شوند، مورد بررسی قرار گرفته ش��ده، ام��ا تنه��ا سیس��تم روش��نایی ومانیتورینگ می
ی مطبوع مباحث مورد مالحظه در این زمینه هستند.تهویه توان کنترل هوشمند بیمارستان را درمی با توجه به مساحت، محل و نوع بیمارستان
های با مدیریت هوشمندهايی که در بیمارستانزمینه سطوح مختلف، مدیریت کرد. ی خود در زمینه کنترل هر طراح با توجه به تجربهاند.متنوعشوند، بسیار پیاده می
دارد. از طرف دیگر باهوشمند به بخشی از سيستم، توجه بیشتری معطوف می بردار که مسایل امنیتی، انرژی، محیط زیست، و ... برایشتوجه به نیاز هر بهره
باشد. براساس تحقیقات انجام شده، مهمترینتر باشد، روش کار متفاوت میمهم سازی مصرفها از نظر بهینهها و مواردی که در مدیریت هوشمند بیمارستانکاربری
پذیرتر هستند عبارتند از: ی اقتصادی توجیهانرژی و هزینه4( کنترل و تنظیم روشنایی1
5روشن و خاموش کردن چراغها
کاهش یا اف�زایش ن�ور ه�ر المپ(:6کنترل میزان روشنایی چراغها( باش��د. ب��ا درالزمه انجام این کار المپهای مجهز ب��ه باالس��ت می
توان در برخینظر گرفتن هزینه بسیار باالی این تجهیزات، تنها میهای مراقبتهای ویژه، از آنها استفاده کرد.از فضاها مانند بخش
کنترل مرکزی برای سیستم روشناییبندی روشن بودن چراغهاکنترل زمانی به منظور زمان روشن و خاموش کردن چراغها بر اساس روز و شب
3 Building Management System )BMS(4 Lighting Control5 Switching6 Dimming
تشخیص میزان و شدت روشنایی به کمک حسگرهاک��ه روش��ن ک��ردن تم��امی چراغه��ا در وقت7روش��نایی اض��طراری
شود.اضطراری نظیر زلزله و ... را شامل می : این مقول��ه ب��دلیل وارداتی ب��ودن این ن��وع8پنج��رهکن��ترل پ��رده و پش��ت (2
ه�ا و موتوره��ای الزم ب�رای آنه�ا گ�ران تم��ام ش��ده و مق�رون ب��هپ�ردهباشد.صرفه نمي
هاپنجرهها و پشتی پردهبندی شدهکنترل زمانآل��ود،کنترل وابسته به شرایط آب و هوایی؛ که بسته به آب و هوای مه
توان کنترل كرد.را ميها باد، پردهبارانی و یا وزش ریزی شدهبازگشت به وضعیت اولیه و از پیش برنامهی ت��ابشکن��ترل وابس��ته ب��ه م��وقعیت خورش��ید؛ ک��ه بس��ته ب��ه زاوی��ه
کند تا از شدت تابش مستقیمخورشید، نور را بطور مناسب متمایل مینور بکاهد.
هاکنترل مرکزی پردهپنجرهمحافظت در برابر نور خورشید؛ تنظیم پرده یا پشت
9ی مطبوعکنترل تهویه(3
مانیتورینگ خطاهای سیستمهایHVACکنترل وابسته به وضعیت پنجره، بدین معنا که با توجه به میزان ب��از
ی مطب�وع فع�الیت خ�ود راه�ای تهوی�هسیس�تم یا بسته بودن پنجره،تنظیم کنند.
-های ارایه شده امکانمدیریت میزان بار و انرژی مصرفی: به کمک پروتکل(4شود.افزاری اجرا میپذیر بوده و بصورت نرم
گیری بار و توان مصرفیاندازه-پذیر بوده و ن��رمهای سطح باال امکانمانیتور کردن خطاها: به کمک پروتکل(5
شود.افزاری اجرا میم��انیتور ک��ردن خطاه��ای عم��ومی، ب��دین معن��ا ک��ه اگ��ر ه��ر ی��ک از
تجهیزات تحت کنترل نظیر روش��نایی، چیل��ر و غ��یره خ��راب ش��وند، بصورت هوشمند نوع این خرابی، مک��ان آن و زم��ان ب��روز این عیب
شود.گزارش میمدیریت امنیت(6
10کنترل هوشمند دوربین مداربسته
7 Panic Lighting8 Blinds & Shutters Control9 Heating, Ventilation & Air Conditioning )HVAC(10 Closed Circuit TV )CCTV(
ه��ای مج��از و غیرمج��از ب��ه کم��ک حس��گرهایکنترل ت��ردد در محی��ط حضور و غیره
ه��ای خ��اص )اتاقه��ای عم��ل و ...( و ی��اکن��ترل دسترس��ی ب��ه مک��ان ابزارهای مختلف به کمک حس��گرهای مختل��ف نظ��یر؛ اث��ر انگش��ت،
اسکن قرنیه و غیرههای نمایشگرکنترل سیستم(7
کنترل نمایشگرهای LCDها برای سنسورها یا سوئیچهای نمایشگرکنترل پانلکنترل سیستم آنتن مرکزی و توزیع سیگنالکنترل سیستم ویدئو کنفرانس برای اتاق جلساتکنترل سیستم ویدئو کنفرانس برای اتاق عمل
کنترل و دسترسی از راه دور(8کنترل از راه دور به کمک اینترنت یا تلفنی الکترونیکی، پیام کوتاه، یا دورنماگذاری توسط نامهپیغام
هوشمندسازی مرکزی(9ه��ای تاسیس��ات الک��تریکی؛ عملی��ات منطقیسازی سیس��تمیکپارچه
ریزی برای کاری خ��اصپیچیده که بسته به هر شرایط امکان برنامهوجود داشته باشد.
بندی شده برای چراغها و ...کنترل زمانعملیات کلی و بزرگ مقی��اس؛ ب��دین معن��ا ک��ه بت��وان ی��ک س��ری از
ی آنت��ر تعری��ف ک��رد و هم��هکارهای الزم را بعن��وان ی��ک ک��ار ب��زرگعملیات کنترلی کوچک به ترتیب و بصورت خودکار اجرا شوند.
آوری اطالعات به کمک حسگرها از نقاط مختلف پروژهجمع11 کنترل ایمنی (10
تشخیص خطراتی از قبیل آتش سوزی ، نشت گاز ، نشت آب ،اعالم خطر از طریق آژیر، تلفنemail ، sms ، fax ، pagerه��ا از قبی��ل: روش��نائی، تهوی��هسیستمتعامل و هماهنگی با سایر زیر
های دیجیتالیمطبوع، سیستم نظارت تصویری، قفلهای آنالوگ یا دیجیتالهای دیگر به کمک ورودی اتصال به سیستم(11
به سیستمهای دیگر 12ی ارتباطیدروازه (BCON, OPC)کاربردهای دیگر(12
کنترل از راه دور مدیریت انرژی وEIB-VISU
11 Safety12 Gateway
های مانیتورینگ و کنترل هوشمندمهمترین پروتکل-3 های ارتب��اطی ب��رای کن��ترل هوش��مند س��اختمان ب��هدر این قسمت رایج ترین پروتکل
شود.طور خالصه شرح داده میKNXالف- سیستمهای روشنایی و استاندارد
گ��ردد. پروتکل پیش��نهاد می KNXجهت مدیریت هوشمند سیس��تم روش��نایی، پروتکلKNX که در گذشته EIB )Europen Installation Bus( شد، یک پروتکل استانداردنامیده می
باش��د، ک��ه ب��رای اتص��ال سنس��ورها،ه��ای هوش��مند میجهت اس��تفاده در س��اختمان KNXشود. یکی از ویژگیهای عملگرها، کنترلرها و مانیتورها در ساختمان استفاده می
ه��ای م��وردباش��د. سیس��تمه��ای مختل��ف انتق��ال میتوانایی آن در اس��تفاده از رس��انه کنند که عبارتن��د از:بندی استفاده میاز سه مدل اصلی جهت پیکر KNXاستفاده در
، ب��دون(Easy) و س��اده (Auto)حالت اتوماتیک، ساده و سیستمی. دو حالت اتوماتی��ک گیرند )طبق دفترچه راهنما دستگاه مربوطه(، اما دردخالت سیستم جانبی انجام می
، به طور یکپارچه م��ورد تنظیم ق��رار PCحالت سیستم، تمامی دستگاهها توسط یک های بزرگ و متوس��ط، ک��اربرد ف��راوان دارد و ن��رمگیرند. این شیوه برای سیستممی
باش��د. می ETS تولی��د و ن��ام آنKNXافزار مورد استفاده برای این امر، توسط بنیاد باشد. می ETS3پرکاربردترین نسخه این نرم افزار
DALIب- استاندارد 13DALIباشد، که به یک سیستم ارزان قیمت برای کنترل دیجیتال روشنایی محیط می
تواند به تنهایی ب��هصورت یک استاندارد پذیرفته شده است. این سیستم هم می ه��ای دیگ��ر در ح��وزه هوشمندس��ازی س��اختمانکار رود، هم اینکه به همراه پروتک��ل
اس��تفاده 10V-0ه��ا از رابطBallastاستفاده شود. در گذشته برای کنترل روشنایی، جهت ج��ایگزین ک��ردن آن پدی��د آم��ده اس��ت. اس��تانداردDALIکردن��د ک��ه سیس��تم می
DALIکند، که تولیدکنندگان متفاوت، لوازمی سازگار جهت صنعت روشنایی تضمین می یکDALI توضیح داده شده است. IEC60929 Annex Eایجاد نمایند. این استاندارد در
کن��د و در آن ارتباط��ات وآل، جهت کن��ترل روش��نایی محی��ط ایج��اد میروش دیجیت��ال ای��ده ان��د. در این ب��اس احتی��اجی ب��ه اس��تفاده ازپروسه نصب تا حد ممکن ساده ش��ده
باشد.کابل انتقال داده خاص و مقاومت ترمیناتور نمیBACnetاستاندارد ج-
BACnet توسط انجمن مهندسین ASHRAEهای هوش��مند، جهت استفاده در ساختمان ISO 16484-5 به صورت استاندارد بین المللی2003ایجاد گردید. این پروتکل در سال
گ��ردد. ازه��ای ب��زرگ اس��تفاده میآورده شد و هم اکن��ون در بس��یاری از س��اختماندر
13 Digital Addressable Lighting Interface
کنندگانمزایای اصلی این پروتکل باز بودن حق استفاده از آن است. در نتيجه تولیدباشند.مختلف، قادر به استفاده از این استاندارد در تولیدات خود، می
پروتکل ارتباطی "BACnet- ANSI/ASHRAE Std. 135, 2009 "آخرین نسخه این استاندارد، ه��ای اتوماس��یون و کن��ترل س��اختمان اس��ت، ك��ه در ح��ال ب��ه روزداده، برای ش��بکه بس��یار مهم دیگ��ری اس��ت،، سازمانBTL باشد. البراتوارهای تسترسانی مداوم می
ب��هرا BACnet که مسئول بررسی محصوالت متنوع تولیدکنندگانی است ک��ه پروتکلشود.پذیری میان محصوالت تایید شده، تضمین میبرند. ازاین رو، تطابقکار می
BACnetهای تجاری بزرگ و به عنوان بیشتر در ساختمانBackboneگردد، استفاده می استفاده كرده وLON یا KNXهایتر، معموالً ازپروتکلهای پایینبه این معنا که در الیه
گردد. به عنوان پروتکل اصلی استفاده میBACnetدر الیه مدیریتی باالیی از در سیستم روشنایی BMSو اجرای سیستم نکات کلی طراحی -4
ه�ای تاسیس�اتی، آنه�ا را ب��ه دقته�ای سیس��تمطراحان بای�د پس از دری��افت نقش�ه بررسی نموده و موارد مورد نیاز بهره ب�رداران را اس��تخراج کنن�د. پس از مش�خص شدن محدوده کار و نیازهای متولی��ان ام��ر، می ت��وان برنام��ه ری��زی را در س��ه ف��از
وه��ا، از قطع��اتدر م��دیریت هوش��مند بیمارس��تانطراحی، خرید و اجرا انج��ام داد. ی آس��انشود. انتخاب این قطع��ات ب��ه هزین��ه، دسترس�� زیادی استفاده میتجهیزات
های مختلف، س��طح س��ازگاری ب��ا پروتک��لهای قطعات تولیدکننده خرید، قابلیتجهت ه��ای مش��ابهی ک��ار ب��ا نمون��هاستفاده شده، سلیقه و آراستگی ظاهری کار و تجرب��ه
بستگي دارد. تنوع تولیدکنن��دگان و ب��ه تب��ع آن تن��وع خ��ود این قطع��ات، بس��یار زی��اد های بهره برداران طبق جدول مح��دوده ک��ار و در طراحی بايستي به خواستهاست.
].3استانداردهای مرجع توجه شود[ ه��ای عم��ومی ب��رای ایج��ادای از ان��رژی در س��اختمان با توجه ب��ه اینک��ه بخش عم��ده
توان تا ح��د زی��ادی ازرود، به همین منظور با کنترل این بخش میروشنایی به کار می هاي روشنايي بايستي با توج��هكنترل و فرمان چراغهدر رفتن انرژی جلوگیری کرد.
اي ك��ه در هنگ��ام روز ك��هبه صرفه جويي در مصرف ان��رژي انج��ام ش��ود، ب��ه گون��ه گ��ردد، روش��نايي مص��نوعي قط��ع و ي��ا ب��هروشنايي با استفاده از نور روز ت��امين مي
با توجه به اینکه نور طبیعی بر افسردگی، خ��واب بیم��اران،حداقل برسد و همچنين توازن ریتم بدن آنها و نیز بیماران درد مفصلی، م��وثر ب��وده و همچ��نين ب��ا توج��ه ب��ه
ت��ر،تاثیرات استفاده از نور طبیعی بر نت��ایج درم��انی از جمل��ه: دوره بس��تری کوت��اه استرس و درد کمتر، نیازمندی کمتر به داروهای مسکّن و ح��تی تع��داد م��رگ و م��یر-کمتر، رعایت تمهیدات زیر در تامین نور مورد نیاز کاربران مرکز درمانی توصیه می
گردد:
هر منطقه با توجه ب��ه س��اعتمندی از نور طبیعی؛ فراهم نمودن امکان بهره-1 روز و نوع قرارگیری آن در ساختمان، تعریف خاص خود را از نور بهین��ه دارد
.باشدکه مقادیر آن در استانداردهای مرجع موجود میعدم تابش مستقیم نور به چشم و ایجاد خیرگی -2 توانایی کنترل میزان ن�ور توس�ط پ�رده، کرک�ره و س�ایبان در ص�ورت توجی�ه-3
اقتصادیتامین نور مناسب برای مطالعه-4تناسب ارتفاع پنجره از کف جهت گشایش دید بیمار خوابیده روی تخت -5تامین طیف کامل نوری در اتاق بیمار-6 ط��رحمنطقه بندی هر فضا بر اساس ک��اربری فض��ا، زم��ان بن��دی روش��نایی، -7
معماری و دسترسی به نور روزکنترل نور با استفاده از حضور افراد و میزان اشغال فضا -8گرهاسوزني چند حالتي، و يا با استفاده از كمكنترل روشنايي با روش كليد-9 درصد100-10 درصد، 100-25رنج کنترلی برای تنظیم باالست در سه تیپ -10
-ها م��یزان ص��رفهباشد، معیار انتخاب هر یک از این تیپ درصد می100-5و جویی در مصرف انرژی و اهداف نورپردازی معماری است.
در مواقع خاص مانند آب و هوای ابری و ی��ا غب��ار و م�ه، سیس��تم بایس��تی ب��ه-11 طور اتوماتیک با توجه به سنسور لوکس سنج محیط ب��یرونی، م��یزان ل��وکس
مجاز هر فضا را تامین نماید. های بهداشتی در طول روز و ش��ب، در هنگ��ام ورود و خ��روج ف��رد ازسرویس-12
محیط، بایستی اقدام به روشن و خاموش کردن روشنایی نمایند. متر مربع یا بیشتر داش��ته10روشنایی فضاهای محصوری که مساحتی برابر -13
وات بر متر مرب�ع باش�د و توس�ط بیش از ی�ک12و بار روشنایی آن بیش از منبع صورت گیرد، باید به نحوی کنترل گردد که بار روشنایی چراغها تا نص��ف
.]4[قابل کاهش باشد ه�ای روش��نایی بای��د توس��ط ی��ک کلی��د مرک�زی در هر طبقه، تم�امی سیس��تم-14
دستی قابل کنترل، و یا ی��ک کلی��د اتوماتی��ک و ب��ه روش تش��خیص حض��ور، ی��ا بصورت زمانی و یا با سیستم اتوماتیک دیگری که قابل کنترل باشد، استفاده
کرد. در صورتی که یک سیستم کلیدی زمانی پیش بینی شده باش��د، بای��د ش��رایط-15
زیر برقرار باشد:الف- براحتی در دسترس باشد.
ب- در جایی واقع شده باشد، که شخص استفاده کننده بتواند به راحتی حدسنماید.بزند، کلید مربوطه کدام فضا را روشن می
ج- بصورت دستی نیز کار کند. ساعت، روشن باقی بماند.2د- اجازه دهد روشنایی حداکثر
متر مربع را کنترل نماید.2000و- فضایی کمتر از ریزی )زمانی( استفاده شود، باید قابلیته- در صورتی که از سیستم برنامه
های روشنایی راهای خاص برای روزهای تعطیل، تمامی سیستمدادن برنامهخاموش نگهداشت.
-ی سختافزاری دارد و یک الیهی نرممانیتورینگ و کنترل هوشمند بیمارستان یک الیه KNXش�وند. ب�رای مث�ال اگ�ر ها با تعیین پروتکل، بیشتر مشخص میافزاری. این الیه
افزاری استفاده کرد. برایی نرم برای الیهETSافزار توان از نرممبنای کار باشد، میLON و BACNetافزاره��ای مش��ابه وج��ود دارد. تیم پیمانک��ار هم به همین صورت نرم
ی انس��انی، تجه��یزات درتواند بسته به هزین��ه، تجرب��ه، س��رمایهمدیریت هوشمند می استفاده کنند. هر چند که با توجه به LON یا KNXدسترس و نیاز هوشمندسازی از
م��زیت بیش��تری LON از KNXدر دسترس بودن تجهیزات و نیروی انسانی در ایران شود. استفاده میBACNet نیز از HVACی مدیریت و همچنين كنترل دارد. در الیه
افزاری شامل دو بخش عمده هستند:تجهیزات سخت دهن��د. در اینص��ورتتجهیزاتی که زیرساخت و باس ارتباطی را تش��کیل می(1
بسته به پروتکل انتخابی و با توج��ه ب��ه راهنم��ایی بخش پیش، از قطع��اتی شود. بسته به سایز بستر و ... استفاده میLine Coupler، Power Supplyنظیر
ت��وانو تعداد خط��وط و س��طوح م��دیریت هوش��مند ب��رای ه��ر پروتک��ل، ميزیرساخت الزم را ارایه داد.
شوند، که به کمک بس��ترتجهیزاتی که در اتاقها و یا راهروها و ... نصب می(2 کنن��د. این تجه��یزات ش��امل: سنس��ورارتباطی، هوشمندسازی را پی��اده می
شوند. سوئیچ، سنسورهای دما، کنترلرها و ... می
مدل كردن یک بیمارستان بطور نمونه-5
در اين مقاله بررسي مزاياي كيفي و كمي سيستم كنترل و اتوماسيون ساختمان بر گ��یرد. در اينج��ا كلي��ه تواب��ع وسازي يك بيمارستان بطور نمونه انجام میاساس شبيه
بر EN 15232 با توجه به استاندارد BACs توابع تجهيزات ساختمان مدل گرديده است.- مي1-1و منابع تغذيه براي يك ساختمان به صورت دي��اگرام انرژي مورد نياز مبنايباشد.
دياگرام مدلينگ يك ساختمان بر اساس فضاها و منابع تغذيه1-1شكل
ش��وند. ان��رژيدر اين دياگرام، اتاقها نشاندهنده منابع متقاض��ي ان��رژي محس��وب مي با توجه به درجه ح��رارتHVACمورد نياز اتاقها شامل عملكرد مناسب دستگاههاي
و ايج��اد ش��رايط مطل��وب ب��راي اف��راد، رط��وبت، كيفيت مناس��ب ه��وا و همچ��نين ه��ا ب��ا توج��ه ب��هكنن��دهباشد. در اينجا تغذيه كردن مصرفروشنايي مورد نياز اتاقها مي
باشد كه ميزان تلفات سيستم توزيع و توليدميزان تقاضاي انرژي است و طوري ميانرژي كمينه گردد.
ENبر اساس استاندارد س��ازي ان��رژي س��اختمان م��ورد ابتدا بايد كالس بهين��ه15232 بن��دي ب��ر اس��اسمش��خص گ��ردد. اين طبق��ه( A,B,C,D)نظر، بر اساس چهار كالس
باشد. مي1-1جدول بندي عملكرد سيستم اتوماسيون. طبقه1-1جدول
بهره انرژيكالس
A
به صورت زير: TBMو BACSبيانگر عملكرد باالي انرژي سيستم اتوماسيون اتاقها بر اساس كنترل ميزان اتوماتيك مورد نيازبرنامه ريزي تعمير و نگهداري مانيتورينگ ميزان انرژي
B
به صورت زير: TBMو BACSبيانگر عملكرد متوسط انرژي سيستم اتوماسيون اتاقها بدون درنظر گرفتن كنترل بر اساس م��يزان اتوميتي��ك م��ورد
نياز مانيتورينگ انرژي
C بيانگر عملكرد استاندارد انرژي سيستمBACS وTBM :به صورت زير اتوماسيون ساختمان بر اساس نيازهاي اوليه
عدم اتوماسيون كردن تجهيزات الكتريكي اتاقها، شيرهاي رادياتورهاعدم مانيتورينگ انرژي
D
ب�وده و چ�نين سيس�تمهايي باي�د در TBMو BACSبيانگر عدم عملكرد انرژي سيستم آينده به روز شده و در حال حاضر ساختمانهاي جدي��د نباي��د ب��ا اين سيس��تم ه��ا تجه��يز
شوند: بدون توابع اتوماسيون ساختمان عدم اتوماسيون كردن تجهيزات الكتريكي اتاقهاعدم مانيتورينگ انرژي
سپس با توجه به نوع كالس و تجهيزات قابل كنترل و بر اساس ج��داول من��درج در توان ميزان كنترل آن تجهيز را مشخص كرده و در انتها برمي EN 15232استاندارد
اساس محاسبات، ميزان عملكرد سيستم اتوماسيون را تعيين نمود. اين محاسباتشود:به ترتيب زير انجام مي
BACs: تعيين ضريب بهره 1گام
از نسبت ميزان انرژي يك كالس موردنظر ب��ر روي ان��رژي BACSميزان تاثير توابع ش��ود. ض��ريبمورد نياز ساختمان كالس مبن��ا، توس��ط ض��رايب به�ره تخمين زده مي
شود. به صورت مبنا يك درنظر گرفته ميCبهره براي همه مدل ساختمان در كالس % اس��ت.100به عبارت ديگر م��يزان ان��رژي م��ورد ني��از ه��ر س��اختمان كالس مبن��ا
شود. تعريف مي1-1 بر اساس رابطه BACsضريب بهره 1-1
K=M /B
K : ضريب بهرهBACs
M ميزان انرژي مورد نياز سيستم :BACsجهت كالس طراحي شده B ميزان انرژي مورد نياز سيستم : BACs كالسC
BACs: تعيين انرژي ذخيره شده توسط توابع 2گام
ه��اي مختل��ف ب��اب��راي كالس به��ره سيس��تم BACsتوسط توابع انرژي ذخيره شدهتوان نتيجه گرفت: آيد و از آنجا مي بدست مي1-1استفاده از رابطه
1-2 saving=100×energy demand BACclassC (1−BAC efficien factor planned ) [%] و نق��اط4ه��اي بدس��ت آم��ده و ب��ر اس��اس نك��ات ط��راحي بخش با توجه به رابطه
ت�وان سيس�تم اتوماس�يون را در بيمارس�تان آورده شده اس�تانداردها مي14تنظيم14 Set point
طراحي كرده كرده و از آنجايي كه ميزان انرژي مورد ني��از ي�ك س�اختمان در كالسCرا مي توان در هنگام طراحي بدست آورد، در نتيجه ب��ه راح��تي ب��ا تع��يين ض��ريب
بدست آورد. KWhبهره سيستم اتوماسيون مقدار انرژي ذخيره شده را برحسب ENبر اس��اس اس��تاندارد ه�ا ض��ريب به�ره ان��رژي گرم��اييب��راي بيمارس��تان 15232
( DHW)سيس��تم گرم��ايش، س��رمايش و ب��ا ط��راحي كالس��هاي مختل��ف سيس��تم . باشد مي2-1اتوماسيون به صورت جدول
ضريب بهره سيستم اتوماسيون براي بيمارستانها2-1جدولضرايب بهره انرژي گرمايي سيستم اتوماسيون
نوعساختمان
ABCD عملكرد انرژي
باال بهره انرژي
متوسط استاندارد
)مبنا( بدون بهره
انرژيبيمارستان86/091/0131/1
ENبر اساس استاندارد ه�ا ض�ريب به�ره ان�رژي الك�تريكيب�راي بيمارس��تان 15232 با طراحي كالس��هاي( جانبي الكتريكي ساير سيستمها)سيستم روشنايي و تجهيزات
. باشد مي3-1مختلف سيستم اتوماسيون به صورت جدول
ضريب بهره سيستم اتوماسيون براي بيمارستانها3-1جدول ضرايب بهره سيستم روشنايي و تجهيزات جانبي
نوعالكتريكي در سيستم اتوماسيونساختمان ABCD
بهره انرژيعملكرد انرژي باالمتوسط
استاندارد)مبنا(
بدون بهرهانرژي
بيمارستان96/098/0105/1
: نتايج بدست آمده از بيمارستان نمونه3گام تختخوابي با مس��احت100نتايج بدست آمده از ميزان ذخيره انرژي يك بيمارستان
ب��ه ط��ورB مترمربع، داراي كنترل هوشمند و طراحي ش��ده در كالس 8000حدود آورده شده است.4-1خالصه در جدول
انرژي مورد نيلز بيمارستان نمونه4-1جدول روشناي
ي تهويه
مطبوعسرمايش
گرمايمحاسباواحدش
ترديتوضيحاتف
انرژي گرمايي100100kWh
m2×aانرژي مورد نياز1
2833kWhm2×a
تلفات دستگاهها2
128133kWhm2×a∑ مصرف انرژي براي1+23
Cكالس
ضريب بهره انرژي114Cگرمايي كالس
91/091/05 ضريب بهره انرژي گرمايي كالس مورد
(Bنظر )كالس مصرف انرژي براي1161216
Bكالس انرژي الكتريكي
34211214kWhm2×a
7 سيستم روشنايي و
تجهيزات جانبيالكتريكي سيستمها
ضريب بهره انرژي11118Cالكتريكي كالس
98/098/098/098/09 ضريب بهره انرژي
الكتريكي كالس مورد(Bنظر )كالس
33208/117/13kWhm2×a
مصرف انرژي براي10Bكالس
B ب��ه كالس Cطبق نت��ايج بدس��ت آم��ده، ب��ا ط��راحي سيس��تم اتوماس��يون از كالس باشد:مقدار انرژي ذخيره شده به شرح زير مي
%91انرژي ذخيره شده سيستم گرمايش: %91انرژي ذخيره شده سيستم سرمايش: 98/0انرژي ذخيره شده سيستم الكتريكي:
216000بر اس��اس محاس��بات مق��دار ان��رژي ذخ��يره ش��ده اين بيمارس��تان ح��دود ه��اي مرب��وط ب��ه تاسيس��اتگ��ردد در هزين��هباشد. كه مالحظه ميكيلووات ساعت مي
اي انجام شده است.كاهش قابل مالحظه
نتايج-6
سيستم EN 15232اين مقاله، با استفاده از نتايج بدست آمده بر اساس استاندارد در دراتوماسيون بر روي يك بيمارستان، بطور نمونه مورد بررسي قرار گرفته اس��ت.
اين اس��تاندارد روش��هاي معي��ني جهت ارزي��ابي ت��اثير سيس��تم كن��ترل و اتوماس��يون ب�ر روي م�يزان ان�رژي مص��رفي (TBM) و مديريت فني ساختمان( BACS)ساختمان
ساختمان ارائه شده است و راهنمايي جهت شناسايي يك روش بهين��ه ب��ا تجه��يزات باش��د. ب��ا اس��تفاده از اين اس��تانداردكمينه بر اساس ميزان پيچي��دگي س��اختمانها مي
دهد ك��هميزان انرژي ذخيره شده توسط اين سيستم بدست آمده و نتايج نشان مي درصد مقدار ان��رژي م��ورد ني��از ي��ك بيمارس��تان ك�اهش يافت��ه و در نتيج��ه20حدود
ميزان هزينه انرژي مصرفي نيز كاهش خواهد يافت.- منابع7
[1] Chen-xu Liu, Qing-An Zeng, Yun Liu, “A Dynamic Load Control Scheme Grid Systems,” ElSEVIER, pp.200–205, Sep. 30, 2011.
[2] Eu.bac product certification “Building automation impact on energy efficiency,” Application per EN 15232.
و ]3[ كنترل هوشمند هاي سيستم مباني و نيستانك BMSاصول حدادي رسول تاليف ،مبحث " ]4[ انرژي مصرف در جويي ساختمان "19صرفه ملی مقررات
