در سال‌های اخیر، مفهوم ساختمان‌های هوشمند (IBs) به دلیل پتانسیل‌های آن‌ها برای به کارگیری طرح‌های طراحی و فناوری‌های نوظهور در جهت به حداکثر رساندن آسایش و رفاه ساکنان با طراحی پایدار، به طور فزاینده‌ای محبوب شده‌است. با این حال، تعاریف، تفاسیر و مفاهیم مختلفی در مورد ماهیت ساختمان‌های هوشمند وجود دارد. شاخص‌های کلیدی عملکرد ساختمان‌های هوشمند در زمینه‌های مختلف پیشنهاد شده‌است. این مطالعه مفهوم ساختمان‌های هوشمند را بررسی می‌کند و تجزیه و تحلیلی از اجزای اصلی آنها ارائه می‌دهد.

از طریق مقایسه این مؤلفه‌ها در زمینه‌های مختلف، این مطالعه با هدف استخراج ویژگی‌های مشترک ساختمان‌های هوشمند منجر به تعریف تکامل‌یافته‌ای می‌شود که می‌تواند به عنوان یک چارچوب مرجع برای طراحی، ارزیابی و توسعه ساختمان‌های هوشمند آینده مفید باشد. یافته‌ها همچنین مزایای بلندمدت ساختمان‌های هوشمند را بررسی می‌کنند، در حالی که محدودیت‌ها و چالش‌های تفاسیر بین‌المللی کنونی را نشان می‌دهند.

1. معرفی ساختمان هوشمند

در طول 20 سال گذشته، بسیاری از ساختمان‌های مختلف به عنوان هوشمند شناخته شده‌اند. با این حال، استفاده از هوشمندی در ساختمان‌ها هنوز پتانسیل واقعی خود را ارائه نکرده‌است.

در سه دهه گذشته، ساختمان‌های به اصطلاح هوشمند (IBs) تنها یک چارچوب مفهومی برای نمایش ساختمان‌های آینده بودند. با این حال، امروزه، ساختمان‌های هوشمند به سرعت در حال تبدیل شدن به اجزای ذاتی سیاست‌های تاثیرگذار برای طراحی و توسعه ساختمان‌های آینده هستند. انتظار می‌رود مناطق شهری به شدت تحت تأثیر ساختمان‌های هوشمند قرار گیرند تا رشد هوشمند، توسعه سبز و محیط‌های سالم را ارتقا دهند. مطالعات مختلف سعی کرده‌اند تکامل مفهوم IB را ترسیم کنند. در اصل، ظهور فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT)، همراه با توسعه اتوماسیون، حسگرهای تعبیه شده، و سایر سیستم‌های با فناوری پیشرفته، عناصر کلیدی در ساختمان‌های هوشمند هستند.

ادعا می‌شود که اطلاعات جاسازی شده در ساختمان‌های هوشمند به آنها امکان می‌دهد تا به نیازهای کاربران، محیط زیست و جامعه پاسخگو باشند و در به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی و ضایعات منابع طبیعی موثر باشند. کاهش هزینه‌های عملیاتی از طریق کارایی در مدیریت انرژی و قابلیت «کاربر محور بودن» که شامل بهبود ایمنی، سلامت و رفاه می‌شود از دیگر اهداف مهم ساختمان‌های هوشمند است.

توجه به ساختمان‌های هوشمند در اوایل دهه 80 در ایالات متحده آغاز شد. در آن زمان، موسسه ساختمان هوشمند یک IB را اینگونه توصیف کرد: «سیستم‌های مختلف را برای مدیریت مؤثر منابع در یک حالت هماهنگ برای به حداکثر رساندن: عملکرد فنی یکپارچه می‌کند. صرفه جویی در هزینه‌های سرمایه گذاری و عملیاتی؛ انعطاف پذیری». از ظاهر این تعریف، بسیاری از موارد جدید توسعه یافته‌اند، و به منظور استخراج ویژگی‌های مشترک ساختمان‌های هوشمند تجزیه و تحلیل خواهند شد.

در نتیجه، این مقاله تلاشی است برای بررسی مطالعات علمی موجود مرتبط با طراحی و توسعه ساختمان‌های هوشمند به منظور شفاف سازی تعاریف موجود و شناسایی مهم ترین شاخص‌های کلیدی عملکرد آنها. این مقاله اکتشافی جسورانه با هدف ارائه مفهومی مجدد از IB و ایجاد یک چارچوب تحلیلی برای تحقیق سیستماتیک‌تر است. علاوه بر این، این مقاله یک دستور کار تحقیقاتی آینده را تنظیم می‌کند و زمینه را برای کارهای دقیق‌تر در این زمینه فراهم می‌کند. این بررسی همچنین وضعیت فعلی ساختمان‌های هوشمند از نقاط مختلف جهان از جمله اروپا و آمریکای شمالی، آسیای جنوب شرقی (مالزی و سنگاپور)، آسیای شرق دور (کره، هنگ کنگ، ژاپن و چین)، استرالیا و نیوزلند را پوشش می‌دهد.

2.بررسی تعاریف موجود از هوشمندسازی ساختمان

در سال 1988، هوشمندسازی ساختمان به عنوان “شبکه‌ای که دارای یک شبکه ارتباطی اطلاعاتی است که از طریق آن دو یا چند سیستم خدمات آن به طور خودکار کنترل می‌شوند، توسط پیش بینی‌های مبتنی بر دانش ساختمان و استفاده، که در یک پایگاه داده یکپارچه نگهداری می‌شوند” تعریف شد. در این تعریف، شبکه‌ها، تجهیزات پردازش داده، اتوماسیون، مخابرات و سیستم‌های مدیریت ساختمان (BMS) اجزای اصلی ساختمان‌های هوشمند را مشخص می‌کنند. در طول دهه 1980، تعاریف ساختمان‌های هوشمند عمدتاً با ویژگی‌های فناوری خودکار در هم تنیده شدند، در حالی که تعاریف بعدی برای سایر ویژگی‌ها گسترش یافتند. یک سمپوزیوم بین‌المللی در مورد ساختمان‌های هوشمند در تورنتو در سال 1985 به این نتیجه رسید که “یک ساختمان هوشمند، نوآوری‌ها، فنی یا غیر فنی را با مدیریت ماهرانه ترکیب می‌کند تا بازده سرمایه‌گذاری را به حداکثر برساند”.

بنیاد انستیتوی ساختمان هوشمند (IBI) در سال 1989، IB را اینگونه تعریف کرد: «محیط مولد و مقرون به صرفه‌ای را از طریق بهینه سازی چهار عنصر اساسی آن شامل ساختارها، سیستم‌ها، خدمات و مدیریت و روابط متقابل بین آنها فراهم می‌کند». بعدها، گروه ساختمان‌های هوشمند اروپا (EIBG) در سال 1998 IB را به عنوان “محیطی ایجاد می‌کند که اثربخشی ساکنان ساختمان را به حداکثر می‌رساند و در عین حال مدیریت کارآمد منابع را با حداقل هزینه‌های طول عمر سخت افزار و امکانات ممکن می‌سازد” تعریف کرد. تعاریف IBI و EIBG از دیدگاه عملکرد و عملیات با تمرکز بر راحتی، سازگاری، کاهش هزینه‌های چرخه عمر و کنترل افزایش یافته بر منابع موجود مشتق شده‌اند. ساختمان‌های هوشمند توصیف می‌شوند یا با کاربرد سیستم‌های عملیاتی پیچیده برای کارایی هزینه چرخه عمر و عملکرد زیست محیطی همراه هستند.

در طول دهه 1990، تعاریف ساختمان‌های هوشمند گسترش یافت و بسیاری از جنبه‌های مرتبط با پیوند منسجم بین “کاربران، سیستم‌های ساختمان و محیط” و همچنین ابعاد کلیدی “کیفیت زندگی” را در بر گرفت. این را می‌توان با ارجاع به CIB (1995) کارگروه W98 نشان داد که بیان می‌کند که:

یک ساختمان هوشمند، یک معماری پویا و پاسخگو است که برای هر ساکن از طریق تعامل مستمر بین عناصر اصلی آن، شرایط مولد، مقرون به صرفه و مورد تایید محیط زیست را فراهم می‌کند: مکان‌ها (اساس، سازه، امکانات). فرآیند (اتوماسیون، کنترل، سیستم‌ها)؛ افراد (خدمات، کاربران) و مدیریت (نگهداری، عملکرد) و ارتباط متقابل بین آنها.
در همین حال، تعاریف ارائه شده در ژاپن توسط شرکت میتسوبیشی الکتریک در سال 1990 (بیستروم 1990) و شرکت شیمیزو در سال 1993 (یاسویوشی 1993) نشان می‌دهد که انسان نقطه کانونی ساختمان‌های هوشمند است.

کار کلمنتز کروم (1997) یکی از اولین تلاش‌ها برای روشن کردن مفهوم ساختمان‌ هوشمند، اثربخشی، کارایی و پتانسیل‌های آن‌ها برای پاسخگویی به تغییرات اجتماعی و فناوری بود. تعاریف اولیه ساختمان‌ هوشمند عمدتاً بر نقش فناوری‌ها متمرکز بود و بعداً به تدریج به سمت نقش تعاملات کاربر و تغییرات اجتماعی حرکت کرد که توجه قابل توجهی به شاخص‌های کیفیت زندگی نشان داد. در این راستا، بسیاری از تعاریف مشابه پشتیبانی می‌کنند که ساختمان‌های هوشمندی آینده باید به انتظارات کاربر و کیفیت زندگی پاسخ دهند. این در تعریف زیر منعکس شده‌است: “تعریفی که در آن بافت ساختمان، فضا، خدمات و سیستم‌های اطلاعاتی می‌توانند به شیوه‌ای کارآمد به خواسته‌های اولیه و متغیر مالک، متصرف و محیط پاسخ دهند”. دیگری ادعا می‌کند که “ساختمان‌های هوشمند فقط مربوط به فناوری نیستند، بلکه بیشتر در مورد مناسب بودن آنها برای استفاده برنامه ریزی شده و موفقیت در انجام خلاصه هستند”.

در بخش بعد به ادامه این مبحث یعنی بررسی و تعاریف موجود از ساختمان هوشمند می‌پردازیم.

منبع:

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00038628.2015.1079164