29 اسفند 1397
Home / مقالات / bms در Bim چیست

bms در Bim چیست

bms در Bim چیست :

Building Management System )BMS)

سیستم مدیریت ساختمان برای حمایت از نوسازی ساختمان

بسیاری از نشریات به این نتیجه رسیده اند که تقریبا ۴۰ درصد از هزینه های انرژی در جهان را، ساختمان ها شامل می شوند.

بزرگترین مصرف کننده انرژی در یک ساختمان، امکاناتی هستند که ۴۰٪ تا ۶۰٪ کل هزینه انرژی را پوشش می دهند. در سال های اخیر، کار ساخت و ساز انجام شده در ساختمان نوسازی و توانبخشی به میزان قابل توجهی افزایش یافته است.

بازسازی فنی همیشه وجود دارد که این امر موجب مدیریت بهتر ساختمان می شود.

تکنولوژی مدرن، برای کاربران خوشایندتر است و همچنین مدیریت موفقیت آمیز سیستم های ساختمان با کاهش هزینه ها مرتبط است.

سیستم مدیریت ساختمان (BMS) و مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) به منظور اجرای کارایی بیشتر انرژی در ساختمان های موجود، بسیار مهم هستند و نقش اساسی در صرفه جویی انرژی و هزینه زندگی ساختمان دارند.

این مقاله برای استفاده از فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) به منظور حمایت و اصلاح ساختار ساختمان ضروری است که به موجب آن عملکرد ساختمان و کاهش هزینه های انرژی سالانه را بهبود خواهد بخشید.

ما یک مقدمه ای را برای BMS و BIM و تجزیه و تحلیل هزینه های انرژی معرفی خواهیم کرد. BIM نه تنها از BMS پشتیبانی می کند بلکه می تواند برای تجزیه و تحلیل عملکرد ساختمان مورد استفاده قرار گیرد.

 

Building Management System )BMS) در ساختمان

BMS سیستمی است که نه تنها نظارت خودکار و کنترل خدمات را فراهم می کند (مانند روشنایی، لوله کشی، خدمات آتش نشانی، گرمایش، خنک کننده و تهویه) بلکه راحتی و بهره وری انرژی را نیز پشتیبانی می کند.

هدف از BMS تقویت عملیات ساختمانی و نظارت و کنترل وضعیت می باشد.

BMS اغلب یک راه حل موثر برای هزینه های آگاهانه است استراتژی های مدیریت ساختمان بدین گونه است که آن را قادر می سازد کارکنان و اشخاص از امکانات، بهره بیشتری ببرند.

براساس مطالعات انجام شده توسط انجمن مهندسان گرمایش، خنک کننده و تهویه مطبوع آمریکا (ASHRAE) در آتلانتا، سرمایه گذاری در BMS می تواند در هزینه های سالیانه که در بهره وری از دست رفته صرفه جویی می کند، بیش از ۱۴ درصد صرفه جویی کند.

یک سیستم مدیریت ساختمان مصرف انرژی را به حداقل می رساند و راحتی در محیط داخلی را به حداکثر می رساند.

BMS به طور کامل بهینه می شود، می تواند نسبت به ساختمان بدون BMS، در هزینه انرژی به میزان ۱۵٪ تا۲۰٪ صرفه جویی کند.

تصویر شماره ۱- ساختار اصلی سیستم مدیریت ساختمان

 

انگیزه اصلی این مقاله استفاده از BMS برای نظارت بر عملیات ساختمان و عملکرد انرژی است. این سیستم می تواند داده های زمان واقعی را از سنسورهای سیمی و بی سیم جمع آوری کند (مانند دما، CO2 ، رطوبت و غیره).

نه تنها جمع آوری اطلاعات در زمان واقعی یک نقشه مشخص برای نحوه انجام یک ساختمان را فراهم می کند بلکه داده ها را برای ارزیابی و تصویب مدل سه بعدی (۳D در BIM) ارائه می دهد.

به طور کلی، اصطلاح BMS تمام عناصر کنترل را شامل می شود، از جمله سخت افزار، کنترل کننده ها، هر شبکه ارتباطی و کنترل کننده های مرکزی.

BMS شامل تراز لایه زمینه، تراز لایه اتوماسیون و تراز مدیریت می شود. در لایه زمینه، کنترل کننده های میدان یک محرک و پاسخ از سنسورها، متر، سوئیچ ها یا دریچه ها را دریافت می کنند.

عملکرد لایه اتوماسیون این است که در حال اجرا و ارتباط باشد. هنگامی که این لایه، داده ها را از لایه زمینه می گیرد، آنها را به یک رابط (مرورگر وب) انتقال دهید، تا تمام اطلاعات را نمایش دهد.

ساختار اصلی سیستم مدیریت ساختمان در شکل ۱ به شرح زیر است:

شرکا، همکاران و محققان صنعت ما موفق به اجرای BMS در موسسه تحقیقات محیط زیست (ERI) در College Cork دانشگاه شده اند.

ERI یک ساختمان تحقیقاتی ۳ طبقه است که شامل دفاتر، اتاق های جلسه، آزمایشگاه ها و غیره می باشد. صاحب ساختمان آزمایش های مداوم را در زمینه عملیات ساختمان های سبز انجام می دهد. در ساختمان ERI، BMS برای ردیابی سنسورها و مترهای مختلف اجرا می شود. همچنین برای کنترل شرایط محیطی در ساختمان استفاده می شود.

یک شبکه سنسور اساسی ترین جزء در BMS است و دقت مورد نیاز باید در طراحی مشخص شود. مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) فرصتی عالی برای طراحی شبکه حسگر و ذخیره مشخصات سنسورها را فراهم می کند.

 

Building Information Modelling مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM)

BIM فرایند تولید و مدیریت اطلاعات ساختمان در طول عمر ساختمان است. به طور معمول از ۳D، real-time، نرم افزار مدل سازی dynamic برای افزایش بهره وری در طراحی ساختمان و ساخت و ساز استفاده می کند. این یک چارچوب دیجیتالی کامل است که مدل اجزای ساخت و ساز و روابط آنها را مدل می کند.

در این مقاله، ما دو جنبه از برنامه BIM را ارائه خواهیم داد. اولا BIM همیشه برای طراحی سنسورهای شبکه و ذخیره اطلاعات BMS استفاده می شود. ثانیا، آن را برای تجزیه و تحلیل عملکرد ساختمان از طریق مدل سازی شبیه سازی انرژی استفاده می شود که می تواند به بازسازی ساختمان های قدیمی کمک کند.

 

تعریف سنسورهای مورد نیاز

BIM یک پایگاه داده یکپارچه از اطلاعات هماهنگ شده است که به بسیاری از شرکت کنندگان در روند طراحی، کمک می کند. این مناسب ترین رسانه برای ذخیره سازی داده های ساختمان و عملکرد برای تعریف سنسورهای مورد نیاز در طول فرایند BMS است. هندسه ساختمان، سیستم های تهویه مطبوع (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) و سیستم روشنایی باید در BIM اکتشاف شود. یک سلسله مراتب عملکردی که نیازهای سنسور را در یک ساختمان تعریف می کند نیز باید مورد بررسی قرار گیرد و به نوبه خود به ابزار طراحی شبکه حسگر منتقل می شود. مشخصات سنسور در BIM پس از اتمام طراحی حسگرها ذخیره می شود.

به تصویر زیر نگاه کنید:

تصویر شماره ۲- نقش BIM

 

تصویر شماره ۳- یک مدل ۳D از ساختمان ERI

مدل شبیه سازی انرژی

به منظور موفقیت عملکرد ساختمان و کاهش هزینه ها، یک رویکرد پایدار برای تجزیه و تحلیل می تواند توسعه پیدا کند. BIM اطلاعات کلیدی مربوط به ساختمان را ارائه می دهد که می تواند برای تجزیه و تحلیل عملکرد آن استفاده شود. هندسه، سیستم تهویه هوا و سیستم نورپردازی ساختمان مجازی در مدل BIM به عنوان مدل سه بعدی ذخیره می شود. مدل شبیه سازی به شدت در درک پروفیل های بهره برداری انرژی در ساختمان ها و تأثیر سیستم های ساختمان بر مصرف انرژی نقش دارد. مدل های شبیه سازی انرژی به عنوان منبع داده برای تولید متریک عملکرد شبیه سازی عمل می کنند. BMS می تواند به طور مداوم برای نظارت بر ساختمان و ارائه اطلاعات برای کالیبراسیون مدل شبیه سازی استفاده شود.

Autodesk Revit Architecture و Revit MEP یک بسته نرم افزاری برای ایجاد مدل دقیق می باشند. نمایش و یا ارائه هندسی یک ساختمان موجود در Revit Architecture می تواند ایجاد شود و سیستم های HVAC و نور را می توان در Revit MEP ایجاد کرد. یک قطعه اضافی از نرم افزار (IES VE مجتمع راه حل محیط زیست محدود) در یک Revit MEP plug-in تعبیه شده است تا شبیه سازی بارهای گرمایش و خنک کننده در مدل موجود باشد. ما می توانیم مصرف انرژی واقعی ارائه شده توسط BMS را با شبیه سازی انرژی مقایسه کنیم، که امکان ارزیابی و تایید بهتر مدل ۳D را در BIM فراهم می کند.

ما یک مدل شبیه سازی ساختمان ERI را توسعه داده ایم. تصویر شماره ۳ مدل سه بعدی برای شبیه سازی انرژی را ارائه می دهد. پس از شبیه سازی، یک گزارش برای جزئیات در مورد بارهای گرمایش و خنک کننده برای هر اتاق تولید می شود.

گزارش بارگیری شبیه ساز، کل حرارت واقعی به عنوان KW 7/218 برای ساختمان ERI را نشان می دهد.

جمع مصرف انرژی = کل بار سیستم گرمایشی × عملیات ساعت / کارایی دیگ بخار.

بر این اساس، مصرف انرژی کل در طول سال ۹۹۴/۵۷۲   کیلو وات ساعت است (۱۷۵ کیلو وات ساعت بر متر / سال) .در همان زمان، ما اطلاعات مصرف انرژی را از BMS جمع آوری کرده و سپس محاسبه کردیم که رقم مصرف انرژی از جمله گاز و برق kWhrs/m2/yr 182 می باشد. واضح است که نتایج ارائه شده توسط شبیه سازی و BMS فقط ۳ درصد متفاوت است.

 

تجزیه و تحلیل هزینه انرژی

BMS سیستم های اتوماسیون ساختمان را به صورت خودکار و به طور موثرتر به منظور بهبود بهره وری انرژی و کاهش مصرف سوخت و هزینه ها کنترل می کند. مصرف انرژی کل و هزینه سالانه ساختمان ERI از گرما و برق در تصویر شماره ۴ خلاصه شده است. برق ERI از مزرعه باد است که به شبکه انتقال برق متصل است. بنابراین، سایت توسط قدرت های تجدید پذیر تامین می شود. در نهایت، تصویر شماره ۴ نیز برخی از معیارهای ضوابط ارائه شده توسط TM 22 را بیان می کند. بر طبق نوع هزینه، معیارهای ضوابط TM 22 برابر  £/m26/15 و £/m2 4/2  برای تمرین خوب هزینه های سالانه برق و هزینه سالانه سوخت فسیلی است.

مقایسه نتایج فوق با معیارهای استاندارد TM 22 در نمودار زیر ارائه شده است:

تصویر شماره ۴- تجزیه و تحلیل هزینه

نتیجه گیری

در حال حاضر فناوری های مختلفی وجود دارند که می توانند به کاهش مصرف انرژی و هزینه های ساختمان های موجود کمک کنند. اشخاص می توانند یک BMS را به منظور خودکار سازی توابع ساختمان مانند سیستم نورپردازی و سیستم تهویه هوا نصب کنند و به مدیران ساختمان اجازه دهند تا از شکایت مشتریان جلوگیری کنند و همچنین می توانند هزینه عملیات ساختمان را ۱۵٪ -۲۰٪ کاهش دهند. با توجه به تجزیه و تحلیل هزینه های انرژی نشان می دهد که هزینه کل سالانه  £/m28/14 است که کمتر از هزینه های سالانه برای عمل خوب با توجه به معیار است و بنابراین نشان دهنده نفوذ عالی BMS است.

BMS نه تنها داده های تاریخی بلکه داده های زمان واقعی را نیز ارائه می دهد

سابق برای صاحبان و مدیران تأسیسات مهم است زیرا اطلاعات مربوط به روندهایی مانند تعمیر و نگهداری مورد نیاز در یک قطعه ماشین آلات و یا مصرف انرژی کاربران مانند مستاجران و ساکنان را مهم می داند. داده های تاریخی نیز مهم هستند زیرا اجازه می دهند هزینه ها محاسبه شوند و به همان اندازه ممکن است که به طور دقیق بودجه بندی شوند. مورد بعدی، اطلاعات زمان واقعی، به مدیران و صاحبان تاسیسات، امکان تصمیم گیری را می دهد. این مورد در هنگام توجه به راحتی کاربر، بسیار مهم است. BIM اجازه می دهد سنسورهایی که داده های مورد نیاز را برای تصمیم گیری ها فراهم می کنند، راحت تر مدیریت شوند. همچنین ارائه گرافیکی می تواند به راحتی توسط مدیران تأسیسات قابل فهم باشد و به آسانی مورد استفاده قرار گیرد. این ویژگی در مورد ساختمان UCC’s ERI نشان داده شده است.

BMS  در حال حاضر در دنیا در ساختمان هایی مانند ساختمان وزارت دارایی فدرال در برلین، ساختمان مرکزی دفتر پکن، محیط زیست یانگ و یامازاکی و ساختمان  انرژی (Y2E2)  و غیره اجرا شده است. با این حال، دیگر فناوری های هوشمند برای ساختمان های بزرگ و صرفه جویی در انرژی و ساختمان های خنثی کربن توسعه داده شده است.

 

گردآورنده : مریم محمودی خواه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *