مقدمة في أنظمة البناء الذكي

حسنًا، إليك بعض الملاحظات الدراسية بناءً على المستند الذي قدمته:

أنظمة البناء الذكي

• المباني الذكية هي قمة التقدم التكنولوجي في الهندسة المعمارية، والتي تدمج صفات شبيهة بالتفكير البشري.

تعريف ومفهوم المبنى الذكي

• المباني الذكية تستخدم التكنولوجيا المتقدمة لتحقيق وظائف ذكية.
• يعتمد الذكاء على القدرات الفكرية في الفهم والمراقبة والتحليل.
• يشمل الذكاء عمليات الإدراك والاستنتاج والتفكير والتفاعل مع البيئة.
• الذكاء اللامادي يدل على القدرة العقلية على التصرف في المواقف.
• الذكاء المادي يعني إكساب المبنى القدرة على التفكير من خلال أجهزة مصممة ومبرمجة.

الذكاء الاصطناعي

• يعتبر البعض أن تطور الحوسبة والذكاء الاصطناعي يمكّن الحواسيب من الاستنتاج.
• يهدف الذكاء الاصطناعي إلى جعل الحواسيب قادرة على أداء مهام شبيهة بالوظائف البشرية، مثل التعلم والاستنتاج واتخاذ القرارات.
• يُعرَّف الذكاء الاصطناعي بأنه الذكاء الذي يظهر في كائن اصطناعي.

العمارة الذكية

• تشير إلى ذكاء المباني من منظور معماري.
• ينطوي على تطبيقات عملية لتكنولوجيا متقدمة في جوانب المبنى.
• يدعم الاستجابة الذاتية للمتغيرات والتغيرات من خلال تجهيزات الأتمتة.

مفهوم الذكاء في المباني:

• القدرة على التعرّف على الظروف الخارجية والداخلية والاستجابة لها، بهدف الاستغلال الأمثل للمصادر وتحسين البيئة الداخلية.
• تتصف المباني غير الذكية بالسكون وعدم القدرة على الاستجابة.
• تستخدم تكنولوجيا المعلومات والاتصالات لتلبية الاحتياجات المتغيرة للشاغلين، وزيادة الإنتاجية، وتقليل التكاليف، وضمان الاستدامة.

تعريفات المبنى الذكي:

• أول تعريف ظهر في الثمانينيات من قِبل معهد المباني الذكية، مع التركيز على التقنيات المتعلقة بإدارة المبنى آليًا.
• بعد عام 1985، أُدرج مفهوم التكيف، فأصبح المبنى قادراً على الاستجابة لتغير المنظومة والتكيف مع مهام جديدة.
• في أواخر القرن العشرين، اعتبر العديد من منظري العمارة الذكية الاستدامة ركنًا من أركان الذكاء المعماري.
• يتطلّب تصميم المبنى الذكي التعاون بين تخصصات مختلفة، مع وجود تكامل بين الفرق المعمارية والهندسية.
• ليس أي مبنى يحتوي على نظام ذكي متطور يعتبر مبنى ذكياً، بل يجب أن يحتوي المبنى الذكي على مجموعة من الأنظمة الذكية المتطورة المتكاملة فيما بينها.
• يتبنى المبنى الذكي مفاهيم خفض التكلفة ويضمن لمستخدميه الظروف اللازمة لتحقيق أعلى إنتاجية من خلال التحكم في المكونات الأربعة له (الهيكل والأنظمة والخدمات ونظام الإدارة).

النظرة الأمريكية للمباني الذكية:

• تهدف إلى خفض التكلفة وتوفير الأمن والسلامة.

النظرة الأوروبية:

• تركز على تلبية رغبات المستخدم والحفاظ على الموارد بأقل قدر من التقنيات.

النظرة الآسيوية:

• تركز على وحدات الكفاءة البيئية والمتطلبات الوظيفية والتقنية والاستدامة.

توافق الشركات الفنية المتخصصة على أن المباني الذكية تشمل:

• إدارة المباني.
• آلية العمل المكتبي.
• أنظمة الاتصالات.
• إدارة الفراغ.
• تخطيط الصيانة.
• أنظمة دعم الأعمال.
• أنظمة الرؤية.
• أنظمة الصوت.
• أنظمة الأمن.
• أنظمة الفصل.

شروط سنغافورة لاعتبار المبنى ذكيًا:

• امتلاك نظام أوتوماتيكي لمراقبة أجزاء المبنى المختلفة.
• احتواء المبنى على بنية أساسية من شبكة الحاسوب لإمكانية تدفق ونقل البيانات بين الطوابق.
• توفير المبنى فراغات خاصة لأنظمة الاتصالات المختلفة عن بعد.

تصنيف المبنى الذكي في الصين (شنغهاي):

• المباني من فئة (A3): تحتوي على ثلاث وظائف أوتوماتيكية (التحكم الآلي بالاتصالات وأتمتة المكتب والتحكم الآلي للإدارة).
• المباني من فئة (A5): تم إضافة التحكم الآلي بالحريق والتحكم الآلي بالصيانة.

تاريخ المباني الذكية:

• ظهرت فكرة المباني الذكية في بدايات القرن الماضي في كتابات العديد من الكتاب في مجال الخيال العلمي.
• يمكن ربط نقطة البدء الفعلية لنشأة وتطور هذا المجال بظهور الشرائح الدقيقة في الستينيات ثم المعالجات الدقيقة. في السبعينيات:
• بدأت عدة محاولات للتحكم في المبنى، حيث ظهر النظام الأوتوماتيكي الذي يتحكم في أنظمة الكهرباء ولوحات المفاتيح من على بعد. في الثمانينيات:
• ظهرت العديد من الأبحاث حول نظم إدارة الأجهزة بالطرق الميكانيكية أو الإلكترونية.
• ظهر مصطلح المبنى الذكي عام 1980 في الولايات المتحدة الأمريكية.
• ارتبط تطور المباني الذكية في ذلك الوقت بتكنولوجيا المعلومات.
• بدأت الاستفادة من أجهزة الحاسب الآلي الصغيرة في أنظمة التحكم في المبنى.
• زاد استخدام أجهزة الحاسب الآلي في أماكن العمل، وركزت أنظمة التحكم على أنظمة الإضاءة والتدفئة والتبريد. في التسعينيات:
• تم حل معظم المشاكل، مما أدى إلى التقدم السريع في تشييد المباني الذكية.

الأجيال الثلاثة للمباني الذكية:

• الجيل الأول (بداية الثمانينات 1980-1985) - الأتمتة.
• الجيل الثاني (أواخر الثمانينات 1986-1991) - الأتمتة + الاستجابة.
• الجيل الثالث (بداية التسعينات 1992 حتى الآن) - الأتمتة + الاستجابة + الفاعلية.

الجيل الأول للمباني الذكية :

• تم تحقيق أتمتة المباني تعني قيام الآلة بأداء العمل ذاتيا وبصورة مستمرة ودون تدخل بشري من خلال برمجة هذه الآلة لتنفيذ العمل.
• استخدام تكنولوجيا المعلومات للمستخدم من التحكم في البيئة الداخلية للمبنى ودعم متطلبات الأمن والسلامة.
• عرض أنظمة التحكم تقدم طريقة اداء الأنظمة المختلفة.

ملامح الذكاء المباني الجيل الأول:

• تعود بالنفع على المستثمرين وضبط الاداء.
• ذاتية التصرف مع خلايا رصد.
• يهدف إلى إدارة الأتمتة والتحكم في تقنيات المبنى عن بعد.

التجهيزات التقنية للمباني الذكية في الجيل الأول:

• التجهيزات والتقنيات اللازمة لتمكين أنظمة المبنى من التصرف الذاتي.
• شبكة المعلومات اللاسلكية القادرة على الربط بين تجهيزات المبنى الذكي والهواتف النقالة.
• الاستعانة بشبكة المعلومات الدولية جنبا إلى جنب مع شبكة الاتصالات اللاسلكية.

الجيل الثاني للمباني الذكية :

• اضيفت الافتراضية والاستجابة الذكية للمبنى.
• عملية تقليل استهلاك الطاقة.
• نظم التحكم و النظم المركزية والتي تتحكم في جميع نظم المبنى.
• النظم الانشائية تحقق قدرا اكبر من التوافق البيئي.

ملامح الذكاء المباني الجيل الثاني:

• مستويات عالية من التكنولوجيا و تكيف بيئتها الداخلية.
• الاستجابة بيئيا وطبيعيا لأنشطة واحتياجات ومتطلبات شاغليه.
• استجابة ساكنه و حركيه.
• التحول نحو الواقع الافتراضي.

التجهيزات التقنية للمباني الذكية في الجيل الثاني:

• انظمة وتجهيزات تقنية متقدمة قادرة على الاستجابة الفورية للمتغيرات.
• الالياف الضوئية.
• البرمجيات Software .

الجيل الثالث للمباني الذكية :

• اضيفت الفعالية والاستدامة الى سمات الذكاء مع الأجيال السابقة.
• اهتمام المصممين بعمليات التوافق البيئي وتعامل المبنى مع الطاقة لحل المشكلة البيئية.
• استخدام وسائل تصميمية تنتج مباني موفرة في الطاقة والفعالية من الناحية التقنية.
• التكامل بين الانظمة المختلفة للمبنى مع توافق بيئي عالي .

ملامح الذكاء المباني الجيل الثالث:

• توقع الظروف والقوى والاحوال الخارجية الحادثة على المبنى.
• التوافق مع معايير الحفاظ على البيئة وتحقيق قيم المبنى المستدام .

•   تقليل الاثر البيئي للمبنى.
  

التجهيزات التقنية للمباني الذكية في الجيل الثالث:

• تعمل التقنيات و الأنظمة معا كي تجعل من المبنى الذكي في هذا الجيل محقق لجميع ملامح الذكاء فيه وذلك من خلال تطوير .

•  استخدام التقنيات والنظم المستخدمه في الجيل السابق بحيث تكون اكثر فعالية واستجابة للتغيرات البيئية المختلفة محافظة على مصادر الطاقة .   
  

• منتجة لها ومراعية للبيئة لتحقق كل من التفاعل والاستدامة اضافة الى السمات الاخرى للاجيال السابقة.

سمات المباني الذكية:

• مباني ذكية موفرة للطاقة تتكيف مع المستخدمين والبيئة المحيطة وذلك لتوفير الراحة والامن والسلامة.
  

•   معرفة المبنى بما يدور داخله وخارجه..
  

• تقرير المبنى للطريق الأكثر كفاءة لتحقيق البيئة المناسبة والمنتجة للمستخدمين.

• يستجيب المبنى لمطالب المستخدمين بسرعة   فائقة.
  

السمات الرئيسية للمباني الذكية :

• الاتمتة :  تطوير المبنى لدعم قدرته على التحكم والتصرف الذاتي ( آلي.) و التحكم عن بعد في مفرات المبنى وانظمته وتجهیزات)
  

•     الاستجابة : يحقق المبنى الذكي الاستجابة من خلال
  

•    الاستجابة الذاتية.
  

•    يستطيع المبنى ان يقرر اكثر الطرق فاعلية لخلق بيئة مناسبة للشاغلين.
  

•    الاستجابة بيئيا وطبيعيا لانشطة واحتياجات ومتطلبات الشاغلين.
  

  • الفتراضية:

•   ايجاد بیئات لا فيزيائية قادرة على استيعاب الخدمات.
  

•   دعم اداء الانشطة عن بعد .
  

• التحول نحو البدائل اللامادية.
  

•   التكامل مع المجتمع الكوني لعصر المعلومات لتحل البيئات الافتراضية محل نظيراتها المادية التقليدية.
  

  • الفعالية : وذلك من خلال قدرة المبنى على القيام بالتالي:

•   خفض استهلاك الطاقة وانتاج ما تحتاجة من الطاقة المتجددة.
  

•   خفض تكلفة تشغيل وصيانة المبنى.
  

•   تحقيق ظروف داخلية ملائمة للشاغلين.
  

•   القدرة على احداث التكامل بين انظمة المبنى المختلفة لتحقيق الاداء الامثل.