-2-4 مفاهیم، مشکلات، عوامل و گامهای صرفه جویی انرژی 35…………………………………………. [1]
-1-2-4 مفهوم اساسی صرفهجویی انرژی……………………………………………………………………. 35
-3-4 مفاهیم، اصول، عملیات، فازها و برنامه ریزی مدیریت انرژی 42……………………………………. [1]
-1-3-4 مفاهیم مدیریت انرژی…………………………………………………………………………………. 42

-2-3-4 اصول مدیریت انرژی…………………………………………………………………………………… 42
-3-3-4 عملیات مدیریت انرژی 44…………………………………………………………………………. [21]
-4-3-4 اصول عمومی مدیریت انرژی 44…………………………………………………………………. [21]
-5-3-4 برنامه ریزی برای مدیریت انرژی 47………………………………………………………………. [1]
-4-4 ممیزی انرژی 48…………………………………………………………………………………………… [21]

-1-4-4 تعریف ممیزی انرژی…………………………………………………………………………………… 48
-5-4 ماتریس مدیریت انرژی و جایگاه آن در برنامه ریزی…………………………………………………… 48
-6-4 مبانی مدیریت انرژی در ساختمان 51 …………………………………………………………………. [1]
-1-6-4 روشن شناسایی منابع اتلاف انرژی در ساختمانهای مسکونی…………………………………. 51
-2-6-4 تعیین استانداردهای بخشهای مختلف ساختمان 56…………………………………………… [1]

-7-4 امکان صرفه جویی انرژیهای الکتریکی و حرارتی………………………………………………………. 57
-1-7-4 مقدمه………………………………………………………………………………………………….. .. 57
-2-7-4 بهینهسازی سیستمهای تهویه مطبوع 58………………………………………………………… [1]
-3-7-4 توصیههای بهینهسازی مصرف انرژی در تأسیسات گرمایش، حرارت و آبگرم مصرفی……. 59

-4-7-4 بهینهسازی انرژی در سیستمهای روشنایی 59………………………………………………… [21]
-8-4 خلاصهای از راهکارهای بهینهسازی مصرف انرژی در ساختمان 67……………………………… [22]
-1-8-4 اصلاح مشخصات حرارتی پوشش خارجی ساختمان…………………………………………….. 67
-2-8-4 اصلاح سیستم روشنایی و کاهش مصرف انرژی الکتریکی……………………………………… 69

فهرست مطالب

……………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان مطالب				شماره صفحه
-3-8-4 اصلاح سیستمهای گرمایش و سرمایش …………………………………………………..					69
-1-5 مقدمه …………………………..		BMS	) و مدیریت انرژی ساختمان ()		72
فصل پنجم- سیستمهای مدیریت ساختمان (				72
	………………………………………………………………
-1-1-5 اهمیت اتوماسیون ساختمان در بهینهسازی مصرف انرژی …………………………. [21]					72
-2-1-5 مقدمات …………………………..[6]			…………………………………………………..		76
-2-5 سیستمهای اتوماسیون و مدیریت ساختمان ………………………………………………[23]					77
-1-2-5 تاریخچه …………………………..		…………………………..	………………………….		77
-2-2-5 سیستمهای اتوماسیون ساختمان ………………………………………….. [23] (BAS)					78
-3-2-5 سیستم مدیریت انرژی ساختمان ……………………………………….. [23] (BEMS)					79
-3-5 سیستم مدیریت انرژی ساختمان …………………………………………………….(BEMS)					80
-1-3-5 سیستم مدیریت ساختمان ……………………………………………….. [24] (BMS)					80
-2-3-5 سیستم مدیریت انرژی ساختمان ……………………………………………… (BEMS)					80
-3-3-5 ساختار، پیادهسازی، وظایف و نحوه عملکرد ………………………….. [23] BMS				……	81
-4-5 استاندارد در سیستمهای اتوماسیون ساختمان ……………………………………………[23]					86
-1-4-5 مقدمه…………………………..		…………………………..	…………………………..	..	86
-2-4-5 سطوح سیستم اتوماسیون ساختمان ………………………………………………..[23]					87
-5-5 پروتکلهای بکار رفته در سیستمهای مدیریت ساختمان ………………………………………..					89
-1-5-5 انواع پروتکلهای مورد استفاده در اتوماسیون صنعتی و ساختمان ………………….. [23]					89
-2-5-5 بررسی مختصری از یکی از پروتکلهای استاندارد اتوماسیون ساختمان ……………….[3]					90
-6-5 مزایای سیستم مدیریت ساختمان ………………………….. [23]			…………………………..	.	91
-1-6-5 شرح بعضی از مزایای سیستم مدیریت انرژی ساختمان ………………………….. [23]				..	92
-2-6-5 صرفه جویی و مدیریت انرژی در سیستمهای مدیریت ساختمان………………………….					94
-7-5 معرفی زیر سیستمهای موجود در سیستم مدیریت انرژی ساختمان …………………………..				.	95
-1-7-5 سیستم روشنایی و کنترل آن ………………………….. [23]			………………………….		96
-2-7-5 سیستم حفاظت و امنیت ………………………………………………….(Security)				100
-3-7-5 سیستمهای کنترل گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع …………………..[25] HVAC				101
-4-7-5 کنترل دستیابی …………………………..[25]			……………………………………….	104
-5-7-5 مانیتورینگ ویدئویی ………………………….. [25]			…………………………..	104 ……..
-6-7-5 آلارمهای نشتی ………………………….. [25]			……………………………………….	105
-7-7-5 سیستم ارتباطات و مخابرات جامع ………………………………………………..[23]				105
-8-5 عملکردهای مدیریت انرژی در سیستمهای مدیریت انرژی ساختمان …………………… [25]				106
-1-8-5 بهینه سازی زمان استفاده از تجهیزات …………..(Optimization of Start/Stop)				106

فهرست مطالب

عنوان مطالب                                                            شماره صفحه
-2-8-5 سیکل وظیفه 106…………………………………………………………………….. (Duty Cycle)

-3-8-5 محدودسازی تقاضای حداکثر بار 106……………………………….. …………………………..
-4-8-5 برنامه زمان بندی بر حسب ساعت روز(107…………………. (Time of Day Scheduling
-5-8-5 برنامه زمان بندی بر حسب تاریخ 107…………………………… (Calender Scheduling)
-6-8-5 برنامه زمانبندی تعطیلات 107………………………………………. (Holiday Scheduling)
-7-8-5 برنامه زمانبندی موقتی 107…………………………………….. (Temporary Scheduling)
-8-8-5 صرفهجوئی خودکار با استفاده از نور طبیعی در طول روز (Automatic Day Light
108…………………………………………………………………………………………………………. Saving)
-9-8-5 کنترل عقب کشیدن شبانه 108……………………………….. (Night Set back Control)
-10-8-5 تعویض آنتالپی 108………………………………………………. (Enthalpy Switch Over)
-11-8-5 کنترل سرعت فن 108………………………………. (Fan Speed CFM Control) CFM
-12-8-5 برنامه زمان بندی چیلر / بویلر………………………………………………………………… .. 108
نتیجه گیری و پیشنهادات 111…………………………………………………………………….. …………………………..
نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………. 111

پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………… 111
منابع و مأخذ……………………………………………………………………………………………………………. 114
منابع و مأخذ فارسی………………………………………………………………………………………………. 114
منابع و مأخذ لاتین………………………………………………………………………………………………… 115
116………………………………………………………………………………………………………….. Abstract:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جدولها
عنوان	شماره صفحه
جدول -1-2 انواع فیلدباسهای استاندارد و استاندارد مرتبط با آنها	13
جدول -2-2 مقایسه لایه های BACnet با مدل استاندارد OSI	18
جدول -1-4 رابطه بین اقدامات صرفه جویی انرژی و بخش کاری	38
جدول -2-4 تشریح سه گام صرفه جویی انرژی	40
جدول -3-4 راه حلهای صرفه جویی انرژی	43
جدول -4-4 اصول عمومی مدیریت انرژی	45
جدول -5-4 نمونه ضرایب انتقال حرارت جداره های خارجی ساختمان مربوط به قوانین	52
ساختمان کشورهای اروپائی
جدول -6-4 مقاومت حرارتی سطوح داخلی و خارجی	53
جدول -7-4 مقادیر استاندارد شدت روشنایی اماکن و فضاها با کاربریهای مختلف	55
جدول -8-4 میزان استاندارد مصرف انرژی در برخی از وسایل خانگی	57
جدول-9-4 مقایسه بین لامپهای تنگستن-آرگون عادی و لامپهای فلورسنت فشرده با بالاست
های فرکانس بالا و معمولی	60
جدول -10-4 محل مناسب برای بکاربردن انواع سنسورهای حضور افراد	63
جدول-1-5 پروتکلهای مهم بکار گرفته شده در اتوماسیون صنعتی و ساختمان	90
جدول -2-5 خلاصه نکات طراحی کنترل روشنایی	101

فهرست شکلها

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عنوان	شماره صفحه
شکل -1-2 کار با چند ایستگاه کاری برای کنترل دستگاههای ساخت چند شرکت مختلف		15
شکل -2-2 قرارگرفتن تحت الزامات یک سازنده خاص		16
شکل -3-2 اعمال کنترل متمرکز بر سیستمهای ساخت چند سازنده از طریق یک پروتکل استاندارد مانند		16
BACnet		18
شکل -4-2 نمای کلی یک شبکه BACnet
شکل -5-2 کاربردهای مختلف BACnet		18
شکل -6-2 یک شبکه BACnet ساده		18
شکل -1-4 بحران انرژی در سال 1973		34
شکل -2-4 وابستگی نشت بخار به فشار بخار و قطر حفره نشت		36
شکل -3-4 سه گام صرفه جویی انرژی		39
شکل -4-4 کمیته مدیریت انرژی در کارخانه		48
شکل -5-4 ماتریس مدیریت انرژی		50
شکل-6-4 راه حلهای اجرایی فرآیند صرفه جویی انرژی در سطح یک کارخانه		51
شکل -7-4 شاخص مصرف انرژی قبل و بعد از انجام اقدامات بهینه سازی مصرف انرژی		58
شکل -8-4 سیستمهای کنترل		61
شکل -9-4 سنسورهای مافوق صوت		62
شکل -10-4 سنسورهای مادون قرمز		62
شکل -11-4 افت نور خروجی سیستم روشنایی در طول زمان		64
شکل -12-4 افت پیشبینیشده نور در نتیجه کثیف شدن داخل بدنه چراغ در یک محیط اداری تمیز		65
شکل -16-4 ترتیب قرار گرفتن چراغها باید موازی پنجره ها باشد		66
شکل -17-4 الف و ب- ترتیب قرار گرفتن چراغها بر روی یک خط از میزهای کار		67
شکل -1-5 کاربرد سیستم BMS در یک ساختمان		73
شکل -2-5 اتوماسیون ساختمان		74
شکل -3-5 کاربرد Gateway به عنوان پلی بین پروتکلها		77
شکل -4-5 پانل کنترل مرکزی		78
شکل -5-5 نمای کلی از یک سیستم اتوماسیون ساختمان		78
شکل -6-5 ساختار هرمی مدیریت ساختمان		81
شکل -7-5 یک صفحه انتخاب ماتریسی		83

چکیده:

این تحقیق با عنوان “سیستم مدیریت هوشمند انرژی ساختمان”، شامل چند زیر تحقیق در مورد موضوعات نهفته در زیر آن (صرفهجـوئی و مـدیریت انـرژی (در سـاختمان) ، شـبکههـای اتوماسـیون و سیـستمهـای اتوماسیون و مدیریت ساختمان) میباشد. در همین راستا، انواع روشهای صرفه جویی مـصرف انـرژی مطـرح شدهاند و روش استفاده از مدیریت ساختمان برای صرفهجـویی در مـصرف انـرژی بـا توجـه بـه راهکارهـای اتوماسیون تشریح شده است. با توجه به وسعت موضوع، سعی شدهاست تا به هر زیر موضوع به حد مناسـبی پرداخته شده و سپس این تحقیقات در چارچوب اصلی (سیستم مدیریت انـرژی سـاختمان) بـه هـم پیونـد بخورند.

مقدمه

امروزه با پیشرفت همه جانبه تکنولوژی بخصوص در تکنولوژی اطلاعات (IT) و شبکههای کـامپیوتری بحـث کاربرد این تکنولوژیها در ساختمانها برای بهره مندی از خصوصیات مناسب آن مطرح شدهاست.

طبق آمارمنتشره از سوی سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور ، چهل درصد انرژی مـصرفی در ایـران مربوط به بخش ساختمان میباشد. همچنین طبق برآورد های بعمل آمده با بکـارگیری صـنعت اتوماسـیون ساختمان میتوان حداقل سی درصد در مصرف انرژی ساختمانهای مـسکونی صـرفه جـویی کـرد. یعنـی در حدود دوازده درصد صرفه جویی در مصرف سالانه انرژی کشور. با انجام چنین صرفهجوئی عظیمی راه بـرای توسعه همه جانبه کشور هموارتر میشود.
بطور کلی امروزه دلایل استفاده از اتوماسیون ساختمان بخصوص در ساختمانهای بـزرگ را مـیتـوان چنـین برشمرد

صرفه جوئی مصرف انرژی
ایجاد راحتی و امنیت بیشتر
امکان کنترل متمرکز همه سیستم های ساختمان
امکان کنترل ساختمان از طریق اینترنت

راحتی در کارکرد
امکان کنترل و مدیریت از همه نقاط و همچنین از اینترنت
سهولت تکامل
قابل انعطاف بودن در برابر تغییرات کاربری بنابر این به نظر میرسد کاربرد اتوماسیون ساختمان برای مدیران ساختمانها بخـصوص سـاختمانهای بـزرگ

که دارای سیستمهای فراوانی میباشند بسیار مناسب و حتی گاهی ضروری میباشد.
کاربرد سیستمهای مدیریت انرژی ساختمان برای سازندگان و مصرف کنندگان مزایای بسیار زیـادی دارد، از جمله :
برای سازندگان :

• کاهش هزینه ساخت
• یک مطلب دیگر :

• ۱۰ مهارتی که باعث افزایش بازدهی کارآفرینان می‌شود

• افزایش تولید و توسعه آن
• امتیازات رقابتی قابل توجه
• افزایش میزان کارآیی ساختمان در کاربری های مختلف
• کاهش ریسک تعهدات و مسائل حقوقی

برای مصرف کنندگان :

• افزایش کیفیت بدون افزایش هزینه اضافه
• افزایش تناسب و آسایش و کارایی
• کاهش هزینه های جاری

 

• در طول حصول مزایای اقتصادی از طریق کاهش هزینهها، بازگشت سرمایه به سرعت انجام می پذیرد.

در عوض، کاربرد سیستمهای مدیریت انرژی ساختمان، برای مصرف کنندگان هزینه اولیه نسبتاً بالایی دارد.
با توجه به بحران انرژی در جهان، در بسیاری از نقاط جهان این سرمایهگذاری معقول بـوده و سـرمایه اولیـه طی 2 تا حداکثر 6 سال برگردانده میشود که این امر نشان دهنده تناسب اقتصادی بـسیار مناسـب کـاربرد این سیستمها است. به این سبب، سیستمهای مدیریت انرژی ساختمان در این کشورها، راهی بسیار طولانی را پیموده و پیشرفت بسیاری نمودهاند و این سیستمها در حال جا افتادن در آنها میباشد.

با توجه به غلبه مزایای سیستم مدیریت انرژی ساختمان بر دشواریهای آن (حتی در کشور ما)، به نظر مـی-
رسد سرمایهگذاری در این بخش به نفع اقتصاد ملی ایران باشد. با این وجود، متأسفانه به علت اینکـه هزینـه اولیه سیستمهای مدیریت انرژی فعلی (انواع خارجی) نسبت به درآمد قشر متوسط و پائین جامعه بالا و گـاه بسیار بالا میباشد و همچنین هنوز قشر ثروتمند جامعه با مزایای این سیستمها آشنا نشدهانـد، کـاربرد ایـن سیستمها در کشور ما بسیار کم بوده است.

فصل اول

کلیـات

فصل اول : کلیات

-1-1 هدف

هدف این تحقیق، بررسی مبانی علمی، اصول، کارکرد و انواع سیستمهای مدیریت انرژی سـاختمان در منابع و مأخذ مختلف است. این موضوع تحقیق، بسیار جامع بوده و کاملاً یک تحقیق بین رشته-

ای است. این موضوع به موضوعات کار مهندسین برق (کنترل، اتوماسیون، مخابرات، نصب و برنامـه-

ریزی)، مهندسین عمران (ساختمان)، مهندسین مکانیک سـیالات (تهوبـه هـوا)، مهندسـین انـرژی
(مدیریت و صرفهجویی انرژی) مرتبط مـیباشـد. بـه همـین سـبب، ایـن گـزارش کـه توسـط یـک دانشجوی کارشناسی ارشد برق تهیه شدهاست، نمیتواند بطور جامع دربردارنـده تحقیـق راجـع بـه تمامی مباحث باشد. به هر صورت، در این گزارش سعی شدهاست تا راجع به تمامی زیر مبحثهـای مهم این موضوع، تحقیق مناسبی صورت گیرد و سپس این تحقیقات در چـارچوب اصـلی سیـستم-

های مدیریت انرژی ساختمان، به یکدیگر پیوند بخورند.
-2-1 پیشینه تحقیق

یک تحقیق راجع به سیستم مدیریت انرژی ساختمان، باید تحقیقی راجع بـه چنـد زمینـه مختلـف باشد که هر یک دارای منابع و مراجع بسیار زیادی را در بر میگیرند. از آنجا که یک فصل کامل بـه بررسی کتب و مقالات مرتبط با زمینههای مختلف این تحقیق آورده شدهاست، در این مجـال تنهـا عناوین تحقیقاتی را ذکر مینمائیم که بطور خاص راجـع بـه سیـستمهای اتوماسـیون یـا مـدیریت ساختمان، انجام شدهاند.

تحقیقات داخلی در زمینه سیستمهای مدیریت انـرژی سـاختمان معمـولاً حـول موضـوعاتی ماننـد سیستمهای اتوماسیون ساختمان و زیر سیستمهای آن متمرکز بودهاست و کمتر پروژه یا سـمیناری وجود دارد که بطور خاص به سیستم مدیریت انرژی ساختمان بپردازد.

در این بین، تعدادی از دانشجویان دکتر مومنی، استاد محترم گروه کنترل دانشگاه تربیت مـدرس، به موضوعات سیستمهای اتوماسیون ساختمان و بعضاً سیستمهای مدیریت سـاختمان پرداختـهانـد.