بحران ناترازی انرژی و افزایش هزینههای ناشی از مصرف بالای برق و گاز، نگاهها را بیش از گذشته به سمت یکی از بزرگترین مصرفکنندگان انرژی یعنی ساختمانها برده است. در چنین شرایطی، دیگر نمیتوان ساختمان را صرفاً مجموعهای از دیوارها، تأسیسات و تجهیزات دانست؛ بلکه فناوریهای نوین در حال تبدیل آن به یک سامانه هوشمند، قابلاندازهگیری و تصمیمگیر هستند.
به گزارش پایگاه خبری حکمرانی هوشمند، حسین شکری، دبیر ستاد توسعه اقتصاد دانشبنیان هوافضا، حملونقل و شهرسازی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانشبنیان ریاست جمهوری، بر ضرورت حرکت از ساختمانهای سنتی به سمت سامانههای هوشمند و دادهمحور تأکید دارد؛ مسیری که در آن حسگرها، کنتورهای هوشمند، سامانههای مدیریت انرژی، انرژی خورشیدی و تحلیل داده نقش تعیینکنندهای دارند.
مبحث ۱۹؛ از مقررات ساختمانی تا مدیریت واقعی مصرف انرژی
مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان سالهاست با هدف افزایش بهرهوری انرژی در ساختمانها مورد توجه قرار دارد، اما چالش اصلی، تبدیل الزامات این مبحث به عملکرد واقعی در ساختمانهاست.
شکری معتقد است مسئله انرژی کشور صرفاً با افزایش ظرفیت تولید حل نمیشود و بخش مهمی از راهکار باید در سمت مصرف دنبال شود. او میگوید: «راهکار صرفاً افزایش تولید و توسعه ظرفیت عرضه نیست و بخش مهمی از راهحل باید از مسیر مدیریت مصرف، افزایش بهرهوری و کاهش اتلاف انرژی در سمت تقاضا دنبال شود.»
به اعتقاد او، ساختمان یکی از نقاط مهم مداخله برای کاهش مصرف انرژی است؛ چراکه بخش قابلتوجهی از انرژی در این بخش برای گرمایش، سرمایش، آب گرم، روشنایی و تجهیزات مصرف میشود.
در این میان، فناوری میتواند ساختمان را از یک مصرفکننده منفعل به سامانهای تبدیل کند که وضعیت مصرف خود را بهطور مستمر اندازهگیری و کنترل میکند.
شکری در این باره توضیح میدهد: «فناوریهایی مانند کنتورهای هوشمند، حسگرها، سامانههای مدیریت انرژی ساختمان (EMS)، کنترل هوشمند تأسیسات، تجهیزات با راندمان بالا، پوستههای ساختمانی با عملکرد حرارتی مناسب، انرژی خورشیدی، ذخیرهسازی انرژی، BIM و دوقلوی دیجیتال میتوانند در اندازهگیری، پایش و بهینهسازی مصرف نقش مؤثری داشته باشند.»
حکمرانی هوشمند؛ ساختمانها به منبع داده انرژی تبدیل میشوند
حرکت به سمت ساختمانهای هوشمند فقط به معنای نصب تجهیزات متصل به اینترنت نیست. مسئله مهمتر، تولید داده، تحلیل آن و استفاده از نتایج برای تصمیمگیری است.
در نگاه شکری، دادههای ساختمان میتوانند فراتر از مدیریت همان ساختمان مورد استفاده قرار گیرند و در صورت استانداردسازی، به بخشی از زیرساخت سیاستگذاری انرژی کشور تبدیل شوند.
او تأکید میکند: «بنابراین، دادههای ساختمان هوشمند فقط یک ابزار برای مدیریت همان ساختمان نیست؛ اگر این دادهها استاندارد، قابلاعتماد، امن و قابلتجمیع باشند، میتوانند به یک زیرساخت مهم برای حکمرانی دادهمحور انرژی در کشور تبدیل شوند.»
این نگاه، ساختمان را از یک واحد مستقل به بخشی از یک شبکه بزرگتر تبدیل میکند؛ شبکهای که میتواند تصویری دقیقتر از مصرف انرژی در سطح شهر، منطقه و کشور ارائه دهد.
شکری در همین زمینه میگوید: «یکی از مهمترین اتفاقات در این حوزه این است که نگاه ما از «ساختمان هوشمند» به سمت «شبکهای از ساختمانهای هوشمند و متصل به یک دادهبان ملی انرژی» حرکت کند.»
اگر چنین زیرساختی شکل بگیرد، سیاستگذاران میتوانند اطلاعات دقیقتری درباره زمان و مکان اوج مصرف، نوع کاربری ساختمانها، تجهیزات پرمصرف و ظرفیتهای صرفهجویی در اختیار داشته باشند.
کنتور هوشمند و حسگر؛ پیششرط تصمیمگیری دقیق
برای اینکه مدیریت انرژی از یک الزام روی کاغذ به فرآیندی واقعی تبدیل شود، نخستین نیاز، دادههای دقیق و مستمر است. کنتورهای هوشمند و حسگرها میتوانند میزان مصرف و تولید انرژی را در بازههای مختلف ثبت کنند و امکان تحلیل رفتار ساختمان را فراهم آورند.
شکری در توضیح اهمیت داده میگوید: «بدون داده، مدیریت انرژی عملاً مبتنی بر برآورد است؛ اما با داده میتوان عملکرد واقعی ساختمان را ارزیابی و برای بهینهسازی آن تصمیمگیری کرد.»
این اطلاعات همچنین میتواند مستقیماً در اختیار مصرفکننده قرار گیرد. برای نمونه، سامانههای هوشمند میتوانند میزان مصرف تجهیزات مختلف را مشخص کنند و نشان دهند کدام وسیله بیشترین سهم را در مصرف انرژی دارد.
هدف، در نهایت تنها نمایش عدد مصرف نیست، بلکه باید از اندازهگیری به سمت تحلیل و پیشبینی حرکت کرد. در این مدل، ترکیب کنتورهای هوشمند، حسگرها، سامانههای EMS، تحلیل داده و هوش مصنوعی میتواند به ساختمان کمک کند تا نهتنها میزان مصرف، بلکه علت مصرف و نقاط اتلاف را نیز شناسایی کند.
هوشمندی ساختمان فراتر از اینترنت اشیا است
یکی از برداشتهای رایج درباره ساختمان هوشمند، اتصال تجهیزات مختلف به اینترنت و امکان کنترل آنها از راه دور است. این قابلیت اگرچه اهمیت زیادی دارد، اما از نگاه شکری بهتنهایی برای هوشمند نامیدن یک ساختمان کافی نیست.
او میگوید: «اما هوشمندی ساختمان در اتصال تجهیزات به اینترنت خلاصه نمیشود.»
در یک ساختمان واقعاً هوشمند، اطلاعات باید جمعآوری و تحلیل شود و سپس بر اساس شرایط، اقدام مناسب صورت گیرد. به همین دلیل، شکری سه مؤلفه اصلی را برای هوشمندی ساختمان برمیشمارد: «داده، تحلیل و اقدام».
برای مثال، سامانه میتواند بر اساس زمان حضور افراد، شرایط محیطی و الگوی مصرف، عملکرد سیستم سرمایش یا گرمایش را تنظیم کند. حتی میتوان ساختمان را بهگونهای مدیریت کرد که هنگام خالی بودن، تجهیزات با حداقل مصرف فعالیت کنند و پیش از ورود کاربر، تنها به اندازه لازم آماده شوند.
به گفته شکری، شرکتهای دانشبنیان نیز در این زمینه وارد مرحله تولید محصول شدهاند و «سیستمهای مدیریت موتورخانه و انرژی میترینگ» از جمله محصولات توسعهیافته در این حوزه هستند.
انرژی خورشیدی؛ راهکاری برای کاهش فشار در ساعات اوج مصرف
مصرف سرمایشی ساختمانها یکی از عوامل مؤثر در افزایش تقاضای برق در تابستان است. از این رو، کاهش بار سرمایشی، افزایش راندمان تجهیزات و استفاده از منابع تولید پراکنده میتواند به مدیریت اوج مصرف کمک کند.
سامانههای خورشیدی پشتبامی در این میان میتوانند بخشی از برق مورد نیاز ساختمان را در ساعات تولید خورشیدی تأمین کنند و در نتیجه میزان وابستگی ساختمان به شبکه را کاهش دهند.
با این حال، استفاده از انرژی خورشیدی نباید بهعنوان تنها راهکار ناترازی برق در نظر گرفته شود. شکری نیز تأکید دارد: «انرژی خورشیدی بهتنهایی راهحل مسئله ناترازی برق نیست و باید در کنار بهینهسازی مصرف، مدیریت بار، ذخیرهسازها، توسعه شبکه و سایر منابع تولید مورد توجه قرار گیرد.»
این رویکرد، انرژی خورشیدی را از یک منبع تولید برق صرف فراتر میبرد و آن را در کنار مدیریت مصرف و کنترل بار قرار میدهد.
ساختمان کمکربن؛ نسل جدید ساختوساز
یکی دیگر از محورهای مهم تحول در صنعت ساختمان، حرکت از ساختمان صرفاً کممصرف به ساختمان کمکربن است. در این نگاه، تنها میزان برق و گاز مصرفشده در زمان بهرهبرداری اهمیت ندارد؛ بلکه تمام چرخه عمر ساختمان باید مورد توجه قرار گیرد.
شکری درباره مفهوم ساختمان کمکربن میگوید: «ساختمان کمکربن ساختمانی است که در چرخه عمر خود، انتشار گازهای گلخانهای را تا حد امکان کاهش دهد.»
بنابراین، تولید و حمل مصالح، فرآیند ساخت، دوره بهرهبرداری، تعمیر و نگهداری و حتی پایان عمر ساختمان نیز در محاسبه اثرات زیستمحیطی آن اهمیت پیدا میکند.
در این میان، «کربن نهفته» مصالح یکی از شاخصهای مهم است. ممکن است ساختمانی در دوره بهرهبرداری مصرف انرژی بسیار پایینی داشته باشد، اما تولید فولاد، آلومینیوم، شیشه و سایر مصالح مورد استفاده در ساخت آن، حجم قابل توجهی انتشار کربن ایجاد کرده باشد.
از این منظر، انتخاب مصالح کمکربن، استفاده از مصالح بازیافتی و محلی و افزایش عمر مفید مواد میتواند بخشی از مسیر کاهش اثرات زیستمحیطی صنعت ساختمان باشد.
هماهنگی دستگاهها؛ شرط اجرای ساختمانهای هوشمند
توسعه ساختمانهای هوشمند و کممصرف تنها وظیفه یک دستگاه نیست. وزارت راه، وزارت نیرو، شهرداریها، نظام مهندسی و سایر نهادهای مرتبط در مراحل مختلف طراحی، مجوز، ساخت، بهرهبرداری و ارزیابی ساختمان نقش دارند.
به همین دلیل، یکی از چالشهای مهم، جلوگیری از عملکرد جزیرهای و ایجاد سازوکاری برای تبادل اطلاعات میان این دستگاههاست.
شکری در این زمینه بر ایجاد یک چارچوب مشترک تأکید دارد: «این هماهنگی نیازمند یک چارچوب حکمرانی و داده مشترک است.»
به گفته او، در مرحله نخست باید استانداردهای مشترک برای داده، شاخصهای عملکرد انرژی و کربن و نحوه تبادل اطلاعات تعیین شود. پس از آن نیز باید مسئولیت دستگاههای مختلف در زنجیره طراحی، صدور مجوز، ساخت، بازرسی، بهرهبرداری و ارزیابی عملکرد مشخص باشد.
در نهایت، اتصال سامانههای مرتبط با مجوز، کنترل ساختمان، انرژی و پایش عملکرد میتواند از موازیکاری بکاهد و زمینه تصمیمگیری مبتنی بر داده را فراهم کند.
حرکت به سمت ساختمانهای هوشمند، در واقع بخشی از یک تحول گستردهتر در مدیریت انرژی است؛ تحولی که از یک ساختمان منفرد آغاز میشود اما میتواند در مقیاس شهر و کشور ادامه پیدا کند. اگر دادههای مصرف ساختمانها استاندارد، قابل اعتماد و قابل تجمیع شوند، ساختمانها میتوانند از مصرفکننده صرف انرژی به اجزای فعال یک شبکه هوشمند برای مدیریت منابع تبدیل شوند.
انتهای پیام