خانه هوشمند چیست؟ هوشمندسازی ساختمان چگونه انجام می شود؟

این روزها با پیشرفت تکنولوژی مفاهیم جدیدی وارد بازار کسب‌وکار یا حتی مسکن شده است که شاید برخی از ما به‌خوبی با آن آشنا نباشیم. یکی از این مفاهیم خانه هوشمند و هوشمندسازی خانه است. در این مقاله، به این سؤالات پاسخ خواهیم داد: خانه هوشمند چیست و هوشمندسازی خانه‌ها چه معنایی دارد؟

آپارتمان هوشمند چیست ؟

خانه هوشمند اصطلاحی است برای اشاره به خانه‌ای آسایش‌محور که در آن از دستگاه‌ها و تجهیزات اتوماتیکی استفاده می‌شود که مجهز به ارتباط اینترنتی هستند و می‌توان آنها را با استفاده از گوشی‌های هوشمند یا دیگر ابزارهای شبکه کنترل کرد.

در خانه‌های هوشمند، دستگاه‌ها از طریق اینترنت با یکدیگر ارتباط دارند. کاربر می‌تواند عملکردهایی مانند امنیت، دسترسی به خانه، دما، نورپردازی و سیستم نمایش خانگی را کنترل کند اما مفهوم خانه هوشمند از این دستگاه‌ها فراتر می‌رود و مجموعه‌ای آپارتمانی یا حتی فعالیت‌های ساخت‌وساز را نیز در بر می‌گیرد.

آپارتمان چطور هوشمند می‌شود؟

دستگاه‌ها در خانه‌های هوشمند به یکدیگر متصل هستند. این شبکه را می‌توان از طریق « نقطه‌ای مرکزی » (گوشی هوشمند، تبلت، لپ‌تاپ یا حتی کنسول بازی) کنترل کرد. سیستم اتوماسیون خانه به کاربر اجازه می‌دهد قفل درها، تلویزیون، دستگاه‌های تهویه، نمایشگرها، دوربین‌ها، نورها و تجهیزاتی مانند یخچال را از راه دور کنترل کند.

سیستم اتوماسیون روی موبایل یا دیگر دستگاه‌های شبکه نصب می‌شود و کاربر می‌تواند وظایف و عملکرد دستگاه‌ها را برنامه‌‌ریزی کند. اپلیکیشن‌های خانه هوشمند معمولاً قابلیت خودیادگیری دارند. آنها از روی برنامه‌ریزی‌های کاربر یاد می‌گیرند چه تغییراتی در عملکرد خود ایجاد کنند.

خانه‌های هوشمند مجهز به کنترل نورپدازی، به ساکنان اجازه می‌دهند با تنظیم میزان نور و خاموش و روشن شدن نورها با ورود خروج افراد، در مصرف انرژی صرفه‌جویی و هزینه‌های انرژی خود را کاهش دهند. برخی از سیستم‌های اتوماسیون به کاربرانی که در خانه حضور ندارند، حرکت‌های درون خانه را هشدار می‌دهند. صاحب‌خانه می‌تواند در شرایط خطرناک یا اضطراری با پلیس یا آتش‌نشانی تماس بگیرد.

دستگاه‌هایی مثل زنگ‌های هوشمند در، سیستم امنیت هوشمند و تجهیزات دیگر وقتی به سیستم مرکزی متصل می‌شوند، بخشی از فناوری اینترنت اشیا خواهند شد. اینترنت اشیا شبکه‌ای از اشیای فیزیکی است که به قابلیت جمع‌آوری و به‌اشتراک‌گذرای اطلاعات الکترونیکی مجهز هستند.

اجزای خانه هوشمند

سیستم‌های گرمایش و سرمایش یکی از اصلی‌ترین اجزای خانه‌های هوشمند هستند. محصولات این دسته به کاربران اجازه می‌دهند کنترل بیشتری روی تجهیزات گرمایش و سرمایش داشته باشند و آنها را تنظیم کنند. برخی از دستگاه‌های این بخش به سنسورهای دما و رطوبت مجهز هستند و ساکنان خانه می‌توانند آنها را برنامه‌ریزی کنند تا در دماها و رطوبت‌های خاص فعال یا غیرفعال شوند. این دسته از سیستم‌های هوشمند شامل دستگاه‌های تهویه هوا نیز می‌شود.

محصولات نورپردازی جدید قابلیت اتصال به گوشی‌های هوشمند یا تبلت‌ها را دارند و قابلیت‌ها و راحتی‌های متنوعی در اختیار ساکنان خانه‌ها قرار می‌دهند. نورها را می‌توان از راه دور خاموش یا روشن کرد، به آنها برنامه‌ داد، یا براساس طلوع و غروب خورشید، خاموش و روشن شدن آنها را تنظیم کرد. این لامپ‌ها نیز مانند محصولات قدیمی‌تر می‌توانند با مشاهده حرکت روشن شوند. لامپ‌های هوشمند این قابلیت را دارند که از طریق وای‌فای با هم ارتباط برقرار کنند یا داده‌ها و اطلاعات خود را به گوشی کاربر بفرستند.

برخی لامپ‌های هوشمند قابلیت تنظیم شدت نور را به کاربر ارائه می‌دهند. دیگر دستگاه‌هایی که شدت نور را تنظیم می‌کنند نیز در این دسته قرار دارند. نورگیرهای اتوماتیک و پرده‌های الکتریکی به ساکنان خانه هوشمند این امکان را می‌دهند که شدت نور آفتاب را تغییر دهند. این دستگاه‌ها را نیز می‌توان براساس زمان غروب و طلوع خورشید تنظیم کرد.

دستگاه‌های صوتی و تصویری از اجزای جذاب‌ خانه‌های هوشمند هستند. این دستگاه‌ها را می‌توان به یکدیگر متصل و با استفاده از گوشی کنترل و برنامه‌ریزی کرد. تلویزیون‌ها و اسپیکرها قابلیت اجرای فرمان‌های مختلف تعبیه‌شده در اپلیکیشن‌ها را دارند.

شاید مهم‌ترین جنبه خانه هوشمند قابلیت‌های امنیتی پیشرفته‌ آن است. محصولات مجهز به دوربین حرکات را دنبال می‌کنند، ویدیو ضبط می‌کنند و قابلیت پخش زنده دارند. این دستگاه‌ها را می‌توان با زنگ در خانه تنظیم کرد یا آنها را برای پایش نواحی خاصی از خانه به کار گرفت. آنها می‌توانند ارتباط تصویری و صوتی بین افراد داخل و اطراف خانه را نیز آسان کنند.

بسیاری از خانه‌های هوشمند به بسته‌های امنیتی پیشرفته مجهز هستند. این بسته‌ها شامل سنسورهای تشخیص حرکت، پایش خانه و سیستم‌های اعلان و هشداری هستند که حرکات مشکوک را گزارش می‌دهند. مالکان می‌توانند درها و پنجره‌ها را از راه دور قفل کنند.

علاوه‌براین، خانه هوشمند دستگاه‌های دستیار دیجیتال دارند. افراد می‌توانند با گفتار با این دستگاه‌ها ارتباط برقرار کنند و دستور بدهند. این دستیارها به پرسش‌های شما پاسخ می‌دهند، تقویم و تماس‌ها را مرتب می‌کنند و به شما هشدار می‌دهند.

دستگاه‌های تشخیص دود و مونوکسیدکربن نه‌فقط هشدارهای صوتی تولید می‌کنند، بلکه می‌توان آنها را با گوشی‌ تنظیم کرد تا به ساکنان هشدار دهند که نباید در خانه بمانند. اغلب این دستگاه‌ها قابلیت تماس خودکار با سازمان‌هایی مانند آتش‌نشانی و مخاطبان خاص را دارند.

مدت‌هاست سیستم‌های آبیاری اتوماتیک زیادی در دسترس هستند اما حالا سیستم‌های آبیاری هوشمند می‌توانند شرایط اقلیمی و محیطی را ارزیابی و آنها را در برنامه‌های آبیاری لحاظ کنند. این سیستم‌ها همچنین می‌توانند شرایط مرتبط با رطوبت را اندازه‌گیری و برنامه آبیاری مناسبی برای حفظ گیاهان تنظیم کنند.

نحوه اتصال سیستم‌های هوشمند

دستگاه‌های خانه هوشمند با 2 روش بدون سیم و با سیم (یا ترکیبی از هر 2) به یکدیگر متصل می‌شوند. سیستم‌های بدون سیم نصب ساده‌تری دارند. نصب سیستم اتوماسیون خانگی با خصوصیاتی مانند نورپردازی هوشمند، کنترل اقلیم و امنیت، هزینه بالایی نیز ندارد.

نقطه‌ضعف سیستم‌های بدون سیم این است که به پوشش وای‌فای قوی با سرعت بالا و باند-عریض نیاز دارد که سیگنال‌های متعدد را در طیفی گسترده، به تمام خانه انتقال می‌دهد. این شاید نیازمند خرید بسط‌‌دهنده‌های باند یا دستگاه‌های نقطه دسترس سیم‌دار باشد. سیستم‌های هوشمند بدون سیم عمدتاً برای خانه‌های کوچک یا اجاره‌ای مناسب هستند.

از طرف دیگر، سیستم‌های خانه هوشمند با سیم پایداری بیشتری دارند. عموماً هک‌کردن این سیستم‌ها دشوارتر است و ارزش فروش خانه را نیز افزایش می‌دهند. این سیستم‌ها مقیاس‌پذیری خوبی دارند. معمولاً صاحب‌خانه‌هایی که به‌‌دنبال طراحی مجدد یا نوسازی خانه‌هایشان هستند، سراغ این سیستم‌ها می‌روند.

نقطه‌ضعف سیستم‌های با سیم قیمت بالاست. نصب این سیستم‌ها ده‌ها هزار دلار هزینه دارد (درحالی‌که سیستم‌های بدون سیم معمولاً به بودجه‌ای چندهزار دلاری نیاز دارند). به‌علاوه، شما باید فضایی را به سخت‌افزارهای شبکه، ازجمله کابل‌های اِتِرنِت اختصاص دهید.

خانه‌های هوشمند

مفهوم خانه هوشمند به دستگاه‌های الکترونیکی متصل به یکدیگر محدود نیست. آپارتمان‌ها و ساختمان‌های هوشمند قرار است تجربه زندگی جمعی و در کنار چندین خانواده را ارتقا دهند.

دستگاه‌هایی که معرفی کردیم، تحولی بنیادی در زندگی ما ایجاد خواهند کرد؛ یعنی فضای زندگی ما در آینده نیز باید به همین نحو تکامل پیدا کند. ساختمان‌های هوشمند باید این امکان را در اختیار ما قرار دهند که زمان بیشتری ذخیره کنیم، نه‌فقط کالاهای بیشتر. باید ارتباط ما با جهان اطراف را حفظ کنند نه که ما را از آن جدا کنند. در این فضاهای آینده، اینترنت به ابزاری همگانی تبدیل می‌شود، نه یکی از امکانات برای آسایش و هوشمندی ساختمان‌ها به دستگاه‌های درونشان محدود نیست، بلکه این هوشمندی حتی در دیوارها نیز وجود دارد.

آپارتمان هوشمند با 3 خصوصیت زیر تعریف می‌شود:

• امکانات هوشمند : این بخش عمدتاً شامل ابزارهایی است که در خانه هوشمند وجود دارند اما شامل خدمات یکپارچه‌تری مانند نظافت ساختمان و تحویل بسته‌ها نیز می‌شوند اما آپارتمان فقط با این امکانات هوشمند نمی‌شود.
• اتصال : ساختمان‌ها در مرحله ساخت طوری سیم‌کشی می‌شوند که راه ارتباطی میان درون و بیرون وجود داشته باشد. دستگاه‌ها، سیستم‌های ساختمانی، ساکنین و مدیریت همگی در یک شبکه قرار می‌گیرند.
• مدیریت اجتماعی : ساکنان از طریق خدماتی که هزینه‌ها، تأخیرها و دردسرها را کاهش می‌دهند، تجربه زندگی بهتری دارند.

ساختمان هوشمند از مرحله ساخت به شبکه اینترنت اشیا مجهز می‌شود. این شبکه سیستم‌های اتوماسیون، مدیریت، ساکنان، دستگاه‌های هوشمند و خدمات خارجی را به هم متصل می‌کند. این ساختمان‌ها از آغاز به وای‌فای، سنسورهای هوشمند، سیستم‌های گرمایش و تهویه هوشمند، سیستم کنترل دسترسی هوشمند و داشبورد مدیریت سیستم مجهز هستند.

این اتصال باعث می‌شود مالکان داده‌های تمام ساختمان را در قالب یک کل جمع‌آوری و از آنها برای مدیریت کارآمدتر ساختمان استفاده کنند.

ابزارهای مدیریتی ساختمان هوشمند به مدیران و صاحب‌خانه‌ها اجازه می‌دهد زمان کمتری صرف وظایف فیزیکی خود بکنند. تمرکز در شبکه اتصال آپارتمان‌ها روی فضای اجتماعی قوی‌تر است.

آپارتمان‌های هوشمند از ابتدا به قابلیت‌های مدیریتی جمعی مجهز شده‌اند. این قابلیت‌ها عبارت‌اند از تقویم ملاقات‌ها، ارتباط فوری با ساکنان، کمک‌رسانی به ساکنین و خدمات ملک فوری، مانند برق‌کشی یا لوله‌کشی.

مدیران همچنین می‌توانند دستگاه‌های هوشمند درون واحدها را نیز کنترل کنند. آنها به ساکنینی که تصادفی یا عمدی در واحدها حبس شده‌اند، دسترسی دارند یا می‌توانند در زمستان‌ها دمای حداقل واحدها را تنظیم کنند.

آینده ساختمان‌های هوشمند

زندگی در خانه‌ای هوشمند بدون شک تجربه زندگی را افزایش خواهد داد. تحلیل‌های اقتصادی نشان می‌دهند نسل هزاره ترجیح می‌دهند به‌جای خرید خانه، در خانه‌های اجاره‌ای با امکانات و دسترسی‌های گسترده‌تر و هوشمندتر زندگی کنند. آپارتمان هوشمند این امکانات را برای آنها فراهم می‌کند اما هم‌زمان در وقت و هزینه‌های آنها صرفه‌جویی می‌شود.

بسیاری از طراحان ساختمان‌های هوشمند به تعبیه امکانات و فضاهایی برای فناوری‌های جدید روی آورده‌اند؛ برای مثال، تعدادی از این خانه‌ها فضای اشتراکی معینی برای کاربران سرویس‌های تاکسی آنلاین مانند « اوبر » و « لیفت » هستند.

همچنین این ساختمان‌ها از لحاظ مدیریت و مصرف انرژی بسیار کارآمدتر از ساختمان‌های سنتی هستند. تخمین‌ها نشان می‌دهند فناوری ساختمان هوشمند می‌توانند موجب ۵۰ میلیارد دلار صرفه‌جویی سالانه در مسکن شود.

اما همان‌طور که مشخص است، این مزایا نگرانی‌های بسیاری برای حفاظت از حریم خصوصی ساکنان خانه‌های ایجاد می‌کند. دسترسی بالای مدیران به دستگاه‌های هوشمند در خانه و این تلاش بیش از حد برای اتصال تمام واحدهای آپارتمانی هوشمند مانعی بزرگ بر سر راه توسعه این فناوری خواهد بود.

ساخت‌وساز هوشمند

ساخت‌و‌ساز هوشمند عبارت است از فرایند طراحی، ساخت و بهره‌برداری ساختمان با همکاری طرفینی که از فناوری‌های دیجیتال و تکنیک‌های تولید صنعتی نهایت استفاده را می‌برند تا بهره‌وری را افزایش دهند، هزینه‌های ساخت و نگهداری سازه را کم کنند و پایداری و مزایای کاربری را به حداکثر برسانند.

صنعت ساختمان‌سازی یکی از پرمصرف‌ترین صنایع است و بخش عمده‌ای از پسماندها و انتشار گاز دی‌اکسیدکربن در این صنعت ایجاد می‌شود؛ درنتیجه، ساخت‌وساز هوشمند نه‌فقط بهره‌وری و سرعت ساخت را افزایش می‌دهد، بلکه با صرفه‌جویی در مصرف مواد و کاهش تولید پسماند، فواید محیط‌‌زیستی نیز خواهد داشت.

این شیوه ساخت‌وساز این فرصت را به مردم می‌دهد که با هزینه‌ای کمتر به خانه‌های هوشمند بیشتری دسترسی داشته باشند.

در شیوه ساخت‌وساز هوشمند، مهندسان در وهله اول از ابزارهای دیجیتال برای طراحی استفاده می‌کنند. یکی از اجزای اصلی ساخت‌وساز هوشمند « مدل‌سازی اطلاعات ساختمان » (Building Information Modeling) یا  BIM  است. آنها با استفاده از این مدل می‌توانند با دقت و کیفیتی بی‌سابقه، جنبه‌های مختلف عملکرد سازه را پیش از آغاز فرایند ساخت مشاهده و ارزیابی کنند. سپس طراحی‌ها با کمک نرم‌افزارهای هوشمند بهینه‌سازی می‌شوند.

درنتیجه، هزینه ساخت‌وساز کاهش می‌یابد. همچنین نرم‌افزارهای هوشمند با پیش‌بینی ریسک‌ها و موانع فاز ساخت، فرایند احداث بناها را ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر می‌کنند. مواد و مصالح پیشرفته‌تر به‌گونه‌ای انتخاب می‌شوند که عمر مفید سازه‌ها تا حد امکان افزایش یابد.

همچنین بسیاری از جنبه‌های خانه هوشمند و آپارتمان هوشمند که به آن اشاره شد، پیش از ساخت در طراحی لحاظ می‌شوند. مهندسان می‌توانند ایده‌ها، مفاهیم و فرایندهای خود را با انعطاف‌ و تنوع بیشتری انتخاب کنند؛ درنتیجه، سازه‌هایی که به روش هوشمند ساخته می‌شوند، نسبت به ساختمان‌های عادی تنوع بیشتری دارند.

خلاصه

در این مقاله خواندیم که مفهوم خانه هوشمند چیست. دیدیم که خانه هوشمند را می‌توانیم در 3 سطح تعریف کنیم؛ خانه‌ها می‌توانند در سطح فردی، مجموعه‌ای آپارتمانی یا کل صنعت ساختمان، هوشمند باشند.

خانه‌ای هوشمند را می‌توان در هر مقیاسی اجرا کرد. امروزه افراد به‌سادگی دستگاه‌های موردنیاز خانه هوشمند را با قیمت مناسب می‌خرند و نصب می‌کنند اما ایده خانه هوشمند به گجت‌ها محدود نیست و یک یا چند مجموعه آپارتمانی یا حتی کل صنعت ساخت‌وساز را در بر می‌گیرد تا تجربه‌ای راحت‌تر و جدید از زندگی در خانه فراهم کند.