ساختمان‌های هوشمند و نسلی نو از تکنولوژی

گرایش به ساختارهای هوشمند که می‌تواند شهرهای ما را متحول کند

ساختمان‌های هوشمند یکی از موارد تعیین کننده توسعه شهری لندن در عصر ما است. ساختمان‌های هوشمند با فناوریهای نوظهور اینترنت اشیاء افزایش یافته و فرصتهای بی سابقه‌ای را برای بهبود بهره وری عملیاتی ارائه می‌دهند.
اما “I” در اینترنت اشیا دروازه ‌ی ورود به دنیای بسیار جذابتری است و بزرگترین بازیگران بازار ساختمان‌های هوشمند قبلاً نگاه اجمالی به آن داشته‌اند. شبکه‌ی ساختمانهای بهم پیوسته، دانشگاهها، تسهیلات شهری و خانه‌ها به آرامی به شکل یک شهر هوشمند درمی‌آیند – شهری سبزتر، دوستانه‌تر، با بهره وری بیشتر، که در شکل گیری آن شما و کسب و کارتان می‌توانید نقش فعالی داشته باشید.
اینکه ساختمان‌های هوشمند چگونه شهرهای ما را متحول می‌کنند و کاری که می‌توانید انجام دهید تا در صف اول این موج تحول قرار بگیرید، چیزی است که امروز در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

ساختمان‌های هوشمند و حمل و نقل

لندن یکی از شلوغ ترین مراکز تجاری در جهان است. بیش از 70٪ از نیروهای کار لندن برای کار با ماشین یا اتوبوس سفر می‌کنند، که فشار قابل توجهی به زیرساخت‌های حمل و نقل و پارکینگ شهر وارد می‌کند.
ساختمانهای اداری کانونهای مربوط به فعالیتهای حمل و نقل هستند، بنابراین جای تعجب نیست که اینجا جایی است که فرصتهای زیادی برای بهبود زندگی روزمره ما بوجود می‌آید.
کارایی پارکینگ منطقه‌ای است که بیشترین پیشرفت را دارد و در طی چند سال گذشته فناوری پشت آن بدون سر و صدا رخنه‌ی زیادی کرده است. اتوماسیون دسترسی به پارکینگ و راهنمایی پارکینگ می‌تواند زمان انتظار، بهم ریختگی و ترافیک در مقیاس کوچک را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

اتوماسیون، دسترسی پارکینگ به کنترل خودکار دسترسی، ورود به سیستم و فرآیندهای مدیریت در مناطق پارکینگ اداری گفته می‌شود. این مهم در درجه اول با استفاده از داده‌های دوربین‌های مداربسته با وضوح بالا حاصل می‌شود. با استفاده از فناوری‌هایی مانند تشخیص خودکار شماره پلاک (ANPR) ، نرم افزار کنترل دسترسی می‌تواند دسترسی به وسایل نقلیه را به سرعت مجاز یا رد کند، زمان ورود و خروج آنها را ثبت کند و آمار استفاده از فضای پارک را در زمان واقعی بسازد.

مدیریت انرژی

طبق نظرسنجی بهره وری انرژی ساختمان که توسط وزارت تجارت، انرژی و استراتژی صنعتی انگلستان انجام شد، دفاتر، ساختمان‌های خرده فروشی و صنعتی بیشترین مصرف کنندگان انرژی غیر خانگی در انگلیس بودند که بیشتر آنها به صورت برق است. روشنایی داخلی بیش از نیمی از مصرف برق را به خود اختصاص داده و دومین مصرف نهایی انرژی بوده و به طور قابل توجهی در پس گرمایش فضا عقب مانده است.
روشنایی داخلی و گرمایش فضا (که در مجموع تقریباً نیمی از کل انرژی مصرف شده توسط ساختمانهای غیر خانگی در انگلیس را تشکیل می‌دهند) بسیار مستعد هدر رفت و سوء مدیریت هستند.

با استفاده از روشنایی هوشمند و تاسیسات HVAC، سیستم‌های پیشرفته مدیریت انرژی ساختمان بسته به قابلیت‌های آنها می‌توانند تا 60٪ در مصرف انرژی صرفه جویی کنند.
این تاسیسات اساساً با خاموش یا کاهش پارامترهای روشنایی و تهویه مطبوع، بسته به میزان اشغال، زمان روز، شرایط محیط و آمار استفاده، صرفه جویی می‌کنند. سیستم‌های مدرن روشنایی هوشمند به سادگی سوئیچ‌های خاموش متصل به سنسورهای حضور نیستند. عملکرد آنها شرایط روشنایی محیط و آمار استفاده را نیز در نظر می‌گیرد.
این سیستم‌ها نه تنها هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهند، بلکه به کاهش اثر کربن هر ساختمان و بهبود کارایی و طول عمر شبکه‌های برق شهر کمک می‌کنند. آنها همچنین کارایی بسیاری از شیوه‌های تجاری مدرن مانند کار از راه دور را بهبود می‌بخشند.

سیستم‌های امنیتی یکپارچه

استقرار ساختمان‌های هوشمند مدرن، سیستم‌های امنیتی را نه تنها به عنوان یک دارایی اساسی برای محافظت از داده‌ها و کارکنان، بلکه به عنوان یک منبع مفید برای دسترسی به داده‌ها و همچنین به عنوان فرصتی برای بهبود عملکردهای روزمره تلقی می‌کنند.
این روند در ابتدا به شکل آنچه ما اکنون امنیت یکپارچه با فناوری اطلاعات می‌نامیم، که در آن زیرساخت‌های امنیتی دیجیتالی شده و با سایر زیرساخت‌های فناوری اطلاعات یک شرکت تلفیق می‌شود، به منظور تأمین نیازهای ترافیکی آن و تسهیل مدیریت، شکل گرفت. اما فرصت‌های اضافی شناسایی شد – و طراحان هوشمند ساختمان خیلی زود از آنها استفاده کردند.

نقاط پایانی امنیتی، مانند دوربین‌های مدار بسته امنیتی و ردیاب‌های حرکتی، می‌توانند با ماژول‌های کنترل دسترسی ادغام شوند و به عنوان منابع داده‌های ارزشمند در مورد رویدادها و الگوهای دسترسی عمل کنند.
این روند همچنین راه را برای رویکرد فراگیرتری در زمینه امنیت گشوده است، و امکان گسترش آسانتر و ایمن فضای کسب و کار را فراهم می‌کند، به ویژه برای عملیات چند سایته که بخشی از آن در خارج از مناطق تجاری سنتی نگهداری می‌شود.

ساختمان‌های هوشمند و شهرهای هوشمند

چرا تمرکز روی ساختمان‌های هوشمند است؟ مزایای آنها چشمگیر است، اما آیا آنها به اندازه کافی جذاب هستند که برای یکپارچه سازی به فناوریهایی که چندان بی اهمیت نیستند و از نظر استقرار و امنیت چالش‌های جدیدی را ایجاد می‌کنند، ضروری باشد؟
پاسخ در پایداری نهفته است. ساختمان‌های هوشمند و شهرهای هوشمندی که توانا هستند، نه تنها به ما فرصتهای گاهوبی گاهی نه تنها برای بهره وری کارآمد تر، بلکه بهبود ثبات و دوام تجربه‌ی کار و زندگیمان می‌بخشد.

ادغام فن آوری‌های ساخت و ساز هوشمند در دفتر کار و مشارکت در فعالیت‌های شهر هوشمند شما، امروز نه تنها باعث کاهش هزینه قبض انرژی یا تجربه پارکینگ بهتر می‌شود، همچنین به شما این امکان را می‌دهد که از میزان کربن کم شده در دفتر کار خود، امنیت بهتر و راحتی فضای پارکینگ و مصرف سوخت اتومبیل خود استفاده کنید.
حضور در خط مقدم این تغییر نه تنها از نظر مزایای اولیه یک شروط اساسی است بلکه در دراز مدت پایه‌ای برای توسعه محکم است.

امکان تبدیل ساختمان‌های هوشمند

فناوری‌های ساختمان‌های هوشمند پتانسیل زیادی دارند، اما استفاده از آنها به شیوه‌ای پایدار، برای مدت زمان طولانی، در سیستم‌های بهم پیوسته مسئولیتی دلهره آور به نظر می‌رسد. وقتی در برابر چارچوب‌های زمانی متداول برای توسعه تأسیسات قرار می‌گیرند، که بطور معمول در دهه‌ها به جای سالها انجام می‌شود، بسیاری از این فناوری‌ها به طرز ترسناکی جدید هستند.
ما هنوز در حال کشف بسیاری از چالش‌های معرفی شده آنها هستیم. برای راه حل‌ها، ما بیشتر به خلاقیت مهندسی وابسته هستیم تا به روش‌های شناخته شده.
چالش‌های اصلی که ساختمان‌های هوشمند معرفی می‌کنند عبارتند از:

• مقیاس گذاری پهنای باند و پوشانندگی در طی مجموعه گسترده‌ای از فن آوری‌های شبکه و مدت زمان طولانی.
• استقرار زیرساخت‌های شبکه خصوصی و پرسرعت در شرایط جدید محیطی.
• اتصال ایمن تجهیزات مستقر شده در مسافت‌های طولانی.

مقیاس گذاری زیرساخت، گسترده ترین این چالش‌ها است. حتی با افزایش استفاده از نقاط انتهایی بی سیم، شبکه‌های سیمی هنوز ستون فقرات را تشکیل می‌دهند و عمده ترافیک نقطه انتهایی را در ساختمانهای اداری مدرن حمل می‌کنند.
بنابراین زیرساخت‌های سیمی جایی است که بیشترین تلاش برای مقیاس گذاری متمرکز می‌شود. با این حال، کابل کشی طولانی‌ترین بخش شبکه یک شرکت است.

هنجار امروز در منطقه، 15-20 سال است و انتظار می‌رود این تعداد افزایش یابد. چهار یا پنج نسل از تجهیزات نقطه پایانی، اگر بیشتر نباشند، به طور معمول توسط کابل کشی که امکان برقراری ارتباط آن تجهیزات را فراهم می‌کند، بیشتر از گذشته است.
به نظر می رسد تاکنون کابل کشی ساخت یافته تنها راه حل طراحی است که زیرساخت کابل کشی ساختمان‌های هوشمند را قادر می‌سازد تا در طولانی مدت مقیاس گذاری شوند. کابل کشی ساخت یافته ، زیرساخت‌های شبکه را به بخشهای خاص عملی تقسیم می‌کند.
هر بخش نقش خاصی دارد، مانند اتصال به دستگاه‌های کاربر یا حسگرهای هوشمند، یا اتصال ایمن شبکه اصلی ساختمان به شبکه ISP.
هر بخش با توجه به مجموعه‌ای از بهترین شیوه‌های مجاز صنعت پیش بینی شده است. این اقدامات خودسرانه نیستند، بلکه بر اساس تجربه و انتظار مهندسان شبکه، تولیدکنندگان دستگاه، مدیران تاسیسات و کارشناسان ایمنی و بهداشت هستند. آنها همچنین به طور خاص به منظور تسهیل مقیاس گذاری، به صورت افقی و عمودی طراحی شده اند.

مقیاس گذاری شبکه‌های کابل کشی ساخت یافته یک تلاش هماهنگ است که بیشتر روی قسمت‌ههای انتهایی منحصر بفرد نسبت به بخشهای شبکه متمرکز است. خوشبختانه، ساختمانهای هوشمند، داده‌های زیادی را ارائه می‌دهند که می‌توانند برای برنامه ریزی توسعه بلند مدت شبکه شما استفاده شوند.
نوع داده‌ای که می‌توانید استفاده کنید شامل موارد زیر است:

• آمار ترافیک برای هر بخش از شبکه، بر اساس مبدا (تجهیزات کاربر، سنسورها، تجهیزات HVAC و غیره) و مسیرهای ورود / خروج (نقاط انتهایی بی سیم، سوئیچ‌های دفتر و غیره).
• آمار استفاده، براساس برنامه تقسیم شده‌است.
• آمار ترافیک بین شبکه‌ای (به عنوان مثال میزان ترافیک مورد نیاز برای هدایت داخلی از طریق شبکه اصلی).

شرایط متنوع استقرار چالش دیگری است که ساختمانهای هوشمند با آن روبرو هستند – یا به عبارت دقیق‌تر، حتی بحرانی‌تر می‌شوند.
کابل کشی شبکه، مانند هر تجهیزات الکتریکی، باید در برابر رطوبت، حرارت شدید، گرد و غبار و سایر شرایط ناخواسته محیط محافظت شود. ساختمانهای اداری متناسب با تجهیزات مناسب برای تجهیزات الکتریکی است.
به طور سنتی، فقط چند نوع ادوات فعالIP، مانند برخی دوربین‌های امنیتی، نیاز به استفاده در شرایط نامساعد داشتند.

در ساختمان‌های هوشمند، این دیگر صحت ندارد.

کابل کشی شبکه باید به دوربین‌های امنیتی، سنسورها، صفحات خورشیدی یا تجهیزات روشنایی که در خارج از ساختمانهای اصلی قرار گرفته‌اند، در معرض دمای محیط، آفتاب و باران قرار گیرند. برخی از این تجهیزات خود ممکن است نیازهای کابل کشی خاصی داشته باشند، مانند کابل برق اضافی و کابل‌های داده.
در عمل، این دو پیامد اصلی دارد:

• برای ایجاد مصونیت بهتر در برابر تداخل‌های الکتریکی، ممکن است نیاز به استفاده از کابل‌هایی با محافظ اضافی ویژه باشد.
• برای محافظت از کابل‌ها در برابر شرایط محیط و دستکاری ممکن است از غلاف یا محفظه‌های مخصوص استفاده شود.

کابل کشی از راه دور مورد خاصی از این وضعیت است. کابل‌هایی که برای شبکه‌های اداری استفاده می‌شوند – به عنوان مثال کابل‌های Cat5 / 6، کابل‌هایی که معمولاً آنها را “کابل‌های اترنت” می‌نامیم – برای کار در مسافت و تحت شرایط محیطی معمولی برای یک ساختمان اداری طراحی شده‌اند. یعنی مسافت تا 80-100 متر، با تداخل الکتریکی نسبتاً کم.

تجهیزات مورد استفاده برای ساختمانهای هوشمند، به ویژه در دانشگاههای بزرگ، گاهی اوقات باید در فاصله بسیار زیادی از ساختمان اصلی – صدها متر، گاهی بیشتر – مستقر شوند. نیازهای ترافیکی نیز بی‌اهمیت نیستند. دوربین‌های مدار بسته با وضوح بالا که برای سیستم‌های امنیتی استفاده می‌شوند ممکن است در حیطه‌ی Mbps به سرعت نیاز داشته باشند.
این سرعت، در این نوع مسافت، جایی است که کابل فیبر نوری برای استقرار در نظر گرفته می‌شود. کابل‌های فیبر نوری برای خرید و نصب گران ترند، اما می‌توانند سیگنال‌هایی را با سرعت زیاد بیش از صدها یا هزار متر منتقل کنند.

نتیجه گیری و توصیه‌ها

ساختمان‌های هوشمند فقط اولین قدم به سمت شهرهای هوشمند است. از لندن و آمستردام گرفته تا نیویورک و سیدنی، ما در اولین روزهای تغییر عمده نحوه‌ی زندگی و کار در شهرهای خود زندگی می‌کنیم.
فن آوری‌های هوشمند سازی، که در ساختمان‌ها و دانشگاه‌ها به هم پیوسته‌اند، فرصت‌های منحصر به فردی برای توسعه به وجود می‌آورند که نه تنها در مشاغل شخصی خود، بلکه در کل جامعه و نه تنها در ساعات کار بلکه 7/24 شبانه روز سودمند هستند.
حضور در صف مقدم این تحول نه تنها شروع اصلی بهره گیری از فرصتهای اولیه است بلکه زمینه ساز یک پایه مستحکم برای توسعه بلند مدت است.
ادغام راه حل‌های ساخت هوشمند در زیرساخت‌های کسب و کار شما حتی برای مشاغل کوچک نیز چالش برانگیز است، اما دور از دسترس نیست. یک استراتژی جامع ادغام، مبتنی بر کابل کشی ساختاریافته، ادغام فشرده، بر پایه‌ی متریک، می‌تواند تجارت شما را در خط مقدم این انقلاب شهری قرار دهد.

منبع:
https://network-data-cabling.co.uk/blog/smart-building-cities/