بررسی تأثیرات هوشمندسازی ساختمان بر صرفه‌جویی انرژی
الموضوعات :
سیده مریم مجتبوی
1
*
,
بهناز بنانژاد مشهدی
2
1 - استادیار گروه معماری، مؤسسه آموزش عالی فردوس، مشهد، ایران
2 - دانشجوی کارشناسی ارشد معماری داخلی، مؤسسه آموزش عالی فردوس، مشهد، ایران.
الکلمات المفتاحية: ساختمان هوشمند, هوشمندسازی, مصرف انرژی, تکنولوژی, بهینهسازی مصرف انرژی,
ملخص المقالة :
امروزه با پيشرفت تکنولوژی، امکان به‌روزرسانی اجزای ساختمان جهت افزایش سطح تعامل انسان و تکنولوژی، تأمین آسایش بيشتر، دست‌یابی به ایمنی، امنیت، راحتی و کنترل بهتر فضای فراهم شده است. همچنین بحران کمبود انرژی در سراسر جهان به یکی از جدی‌ترین مشکلات بشر تبدیل شده و معماری هوشمند می‌تواند با کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی، موجب کاهش مصرف برق و گاز، کاهش تولید گازهای گل‌خانه‌ای و کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی شود، به همین دلیل ضروری است که از هوشمندسازی در معماری داخلی بهره برده شود. هدف این پژوهش بررسی تأثیرات استفاده از تکنولوژی در ساختمان و واکاوی تأثیر عناصر هوشمندسازی در بهینهسازی مصرف انرژی است. روش پژوهش حاضر از لحاظ ماهیت، کیفی و از لحاظ هدف کاربردی است. در گام نخست با مرور مبانی نظری و پیشینه تحقیق در حوزۀ هوشمندسازی و بهینهسازی انرژی، اطلاعات از طریق مطالعات کتابخانه‌ای-اسنادی جمع‌آوری و عناصر هوشمندسازی در قالب مدل مفهومی استخراج شد. در گام بعدی از طریق تحلیل محتوا به بررسی نحوۀ عملکرد مقوله‌ها و زیرمقوله‌های هوشمندسازی بر کاهش مصرف انرژی پرداخته شد. یافته‌ها نشان داد، هوشمندسازی یکی از تأثیرات مثبت تکنولوژی در فرایند ساختمان‌سازی است که از طریق «مواد و مصالح هوشمند»، «حسگرها»، «سامانۀ کنترل ایمنی، امنیت و نظارت» و «تجهیزات خدماتی» می‌تواند منجر به بهبود مؤلفه‌های اقتصادی، روانی، کالبدی و زیست‌محیطی زندگی ساکنین شود و از دو روش باسیم و بی‌سیم قابل اجرا است. یکی از مهمترین اثرات هوشمندسازی کاهش مصرف انرژی از مؤلفۀ زیست‌محیطی است که نحوۀ عملکرد مقوله‌ها و زیرمقوله‌های آن در قالب نموداری ارائه شده است.
1- ابوطالب، ن. (1395). کاربرد مصالح هوشمند در طراحی ساختمانهای آینده با محوریت معماری پایدار، کنفرانس بین‌المللی پژوهش در مهندسی، علوم و تکنولوژی، 1-14.
2- ادينگتون، م.، و شودک، د. (1392). فناوري‌هاي هوشمند و كاربردهاي آن در معماري و طراحي. چاپ اول. ترجمۀ مهدوي نژاد، م. ج.، و مولایی، م. م. مركز تحقيقات راه، مسكن وشهرسازي. تهران.
3- آذر، ع. (1380). بسط و توسعه روش آنتروپی شانون برای پردازش داده‌ها در تحلیل محتوا. فصلنامه علمی-پژوهشی علوم انسانی دانشگاه الزهرا (س). 11(37 و 38)، 1-18..
4- ارجمندنیا، ع. (1395). بهره‌گیری از مصالح و نماهای هوشمند با رویکرد پایدار (نمونه موردی: شهرستان شهرکرد، استان چهارمحال و بختیاری). مطالعات هنر و معماری، 2(7)، 31-41.
5- امیدوار، ر.، تبریزیان، م.، و شاهمیرزاد، ح. (1400). کاربرد يک روش چند هدفه کاربرمحور جهت مديريت انرژي در خانۀ هوشمند با حفظ حريم مصرف‌کنندگان. فصلنامه علمی انرژي‌هاي تجديدپذير و نو، 8(2)، 11-20.
6- باقری زیاری، م. ج.، و جعفری، ب.، و رضایی، م. (1395)، مدیریت مصرف انرژی با استفاده از تکنیک‌های نوین هوشمندسازی ساختمان، کنفرانس بین‌المللی پژوهش در مهندسی، علوم و تکنولوژی، 1-14.
7- بهفروز، ع. (1394). پیش‌بینی فناوری‌های قرن بیست‌ویکم. چاپ اول. شرکت سهامی انتشار. تهران.
8- ترتیبیان، ز.، و حق پرست، م. (1400). بهینهسازی مصرف انرژی اینترنت اشیاء با استفاده از سیستم فازی در ساختمانهای هوشمند. مجله نخبگان علوم و مهندسی، 6(6)، 80-94.
9- ثبات ثانی، ن.، و مهمان نواز، ف. (1397). همنشینی بامبو و تکنولوژی شیشه‌های هوشمند گامی به سوی معماری همساز با طبیعت (مطالعه موردی: طراحی بوفه دانشکده معماری، هنر و شهرسازی ارومیه). مجله نخبگان علوم و مهندسی، 3(4)، 45-53.
10- رستمی، ر.، حاتمی، ن.، و حسینی، س. س. (1399). بررسی ساختمان هوشمند با رویکرد بهینهسازی مصرف انرژی. همایش ملی پژوهشهای نوین در علوم و فناوری، 19، 1-11
11- رضائی، ع.، و مرادی، ب. (1400). بهینهسازی انرژی الکتریکی مصرفی بر اساس الگوهای رفتاری ساکنان در خانۀ هوشمند با استفاده از الگوریتم داده کاوی با به کارگیری سیستم شبکه هوشمند و منابع انرژی تجدیدپذیر. هوش محاسباتی در مهندسی برق، 12(2)، 1-14.
12- شاهرودی، ع.، و گلابچی، م. (1386). مقدمه‌ای بر معماری و تکنولوژی. انتشارات دانشگاه تهران. تهران.
13- شیخی نشلجی، م.، و مهدی‌زاده سراج، ف. (1401). طراحی سایبان هوشمند برای ساختمان اداری جهت کنترل ورود نور ستقیم خورشید مبتنی بر کاهش بار سرمایشی با الگوبردای از گره‌های ایرانی اسلامی. مجله علمی پژوهشهای معماری نوین، 2(1)، 7-26.
14- طیبی، م. (1399). ساختمانهای هوشمند گامی در ایجاد شهرهای هوشمند. چاپ اول. نشر زرین اندیشمند. تهران.
15- ظفرمندی، ش.، امیرجمشیدی، م.، و صناعی، ا. (1400). كاربرد مصالح هوشمند در طراحي معماري تعاملي (نمونه موردي: بناهاي هوشمند شهر تهران). فصلنامه پژوهش‌هاي نوين علوم جغرافيايي، معماري و شهرسازي، 32، 151-166.
16- علیزاده، م.، جعفری نوکندی، م.، و سلطان مرادی، ی. (1398). مدل‌سازی و بهینهسازی مصرف انرژی در خانه هوشمند با حضور ذخیره‌ساز انرژی، سلول خورشیدی، خودروی برقی و پاسخگویی بار. مجله مدل سازی در مهندسی، 17(57)، 215-226.
17- کاظمی پوران بدر، س.، دانشجو، ف.، معصومی حقیقی، ع.، و شایانفر، م. (1399). بررسی تاثیر سیستم مدیریت ساختمان و عایق‌سازی در کاهش مصرف انرژی با استفاده از تحلیل انرژی ساختمانهای مسکونی. نشریۀ علمی پژوهشی مهندسی سازه و ساخت، 7(2)، ، 5-23.
18- گرجی مهلبانی، ی.، و حاج ابوطالبی، ا. (1388). مصالح هوشمند و نقش آن در معماري. مسکن و محیط روستا، 28(127)، 61-88.
19- لفافچی، م.، دهباشی شریف، م.، و اعتصام، ا. (1399). شناسایی و اولویت‌بندی شاخص‌های معماری و فرهنگ با تکیه بر کاربرد تکنولوژی در عصر جهانی شدن (مورد مطالعه: شهر تهران). نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 20(59)، 253-267.
20- مفیدی، م. (1396). ساختمان هوشمند. چاپ اول. انتشارات سیمای دانش. تهران.
21- مقررات ملی ساختمان. (1399). مبحث نوزدهم صرفه‌جویی در مصرف انرژی. چاپ ششم. مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی. تهران.
22- نعمتی، ر.، حسن‌زاده، م.، و ملکی، م. (1397). استفاده از تکنولوژی‌های نوین در بررسی ساختمانهای هوشمند با تأکید بر رفاه اجتماعی. مجله نخبگان علوم و مهندسی، 3(3)، 48-58.
23- هنرور، س.، و حقیقی، ج. (1400). بررسی تکنولوژی ساختمانهای هوشمند با تأکید بر استفاده از فناوری‌های نوین معماری در کاهش انرژی ساختمان. شباک، 7(2)، 39-51.
24- یوسفی نژاد، س.، و محمودی زرندی، م. (1397). ارائۀ راهکارهای طراحی پلکان در خانه‌ها با استفاده از معماری هوشمند در جهت بهینهسازی فضا. معماری شناسی، 1(6)، 1-8.
25- Al Dakheel, J., Del Pero, C., Aste, N., & Leonforte, F. (2020). Smart buildings features and key performance indicators: A review. Sustainable Cities and Society, 61, 102328.
26- Farzaneh, H., Malehmirchegini, L., Bejan, A., Afolabi, T., Mulumba, A., & Daka, P. P. (2021), Artificial intelligence evolution in smart buildings for energy efficiency, Applied Sciences, 11(2), 2021, 763
27- Halimi, H. (2020). Energy management algorithm for smart home with renewable energy sources. Int. J. Comput. Sci. Telecommun., 11(1), 1-5.
28- Han, D. M., & Lim, J. H. (2010). Design and implementation of smart home energy management systems based on zigbee. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 56(3), 1417-1425.
29- Ismagilova, E., Hughes, L., Dwivedi, Y. K., & Raman, K. R. (2019). Smart cities: Advances in research—An information systems perspective. International journal of information management, 47, 88-100.
30- Krippendorff, K. (2012). Content analysis: An introduction to its methodology. SAGE Publications, Incorporated.
31- Kumar, A., Sharma, S., Goyal, N., Singh, A., Cheng, X., & Singh, P. (2021). Secure and energy-efficient smart building architecture with emerging technology IoT. Computer Communications, 176, 207-217.
32- Mir, U., Abbasi, U., Mir, T., Kanwal, S., & Alamri, S. (2021). Energy management in smart buildings and homes: current approaches, a hypothetical solution, and open issues and challenges. IEEE Access, 9, 94132-94148.
33- Younus, M. U., ul Islam, S., Ali, I., Khan, S., & Khan, M. K. (2019). A survey on software defined networking enabled smart buildings: Architecture, challenges and use cases. Journal of Network and Computer Applications, 137, 62-77.