**به گزارش خبرنگار ما،** در عصر حاضر، تعریف ساختمان به مراتب فراتر از یک چهار دیواری بتنی و آجری رفته و به یک سیستم زنده و هوشمند بدل شده است. این فضا با استفاده از حسگرها، اینترنت اشیاء و فنآوریهای نوین، قابلیت مدیریتی بر مصرف انرژی خود را به صورت لحظهای دارد و توانایی تأمین بخشی از برق مورد نیاز خود را از انرژی خورشیدی داراست، در حالی که آسیب کمتری به محیطزیست وارد میکند. بحران ناترازی برق و گاز و تغییرات اقلیمی نشان میدهد که دیگر نمیتوان به شیوههای سنتی ساختوساز ادامه داد و ساختمانها باید به سازههایی کممصرف، خودکفا و هوشمند تبدیل شوند.
در همین راستا، «ویرایش پنجم مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان» به یک استاندارد الزامآور تبدیل شده که فرایند ساختوساز را دگرگون خواهد کرد. حسین افشین، معاون علمی، فناوری و اقتصاد دانشبنیان رئیسجمهور، این استاندارد را مرزی میان ساختمانهای ناکارآمد گذشته و ساختمانهای پیشرفته آینده معرفی کرده است. بر اساس این رویکرد، صدور پایانکار ساختمانها به رعایت دقیق این مقررات وابسته است و تعریف توان مهندسی نیز تغییر یافته و شامل عواملی نظیر «سرعت ساخت»، «هوشمندسازی» و «کاهش تولید آلایندهها» میشود.
برای بررسی بیشتر این تحولات، گفتگویی با مهندس حسین شکری، دبیر ستاد توسعه اقتصاد دانشبنیان هوافضا، حملونقل و شهرسازی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانشبنیان ریاست جمهوری انجام شده است. شکری بر لزوم انتقال از ساختمانهای سنتی به سامانههای هوشمند و دادهمحور تأکید کرده و نقش کلیدی انرژی خورشیدی در مدیریت مصرف و کاهش کربن را برجسته میکند. وی همچنین به ضرورت افزایش هوشمندی فراتر از صرف اتصال به اینترنت (IoT) اشاره دارد.
**شکری در پاسخ به چالشی که مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان با آن مواجه است، تصریح کرده که این مبحث با هدف کاهش مصرف انرژی و افزایش بهرهوری تدوین شده، اما هنوز به یک ضابطه بازدارنده تبدیل نشده است.** وی معتقد است که با توجه به سهم ۴۰ درصدی بخش ساختمان در مصرف انرژی کشور، مدیریت مصرف و افزایش بهرهوری باید در دستور کار قرار گیرد.
به گفته او، ایران با چالشهایی از قبیل مصرف بالای انرژی و ناترازی در برخی حاملها روبرو است و راهحلها باید از طریق کاهش اتلاف انرژی و بهبود عملکرد به دست آید. با استفاده از فناوریهای جدید، امکان تبدیل ساختمانها به سیستمهای قابل اندازهگیری و کنترل فراهم شده است و بهبود عملکرد ساختمانها میتواند تأثیرات مثبتی بر سطح ملی داشته باشد.**نقش فناوریهای نوین در بهینهسازی مصرف انرژی ساختمانها**
تحقیقات اخیر نشان میدهد که فناوریهایی نظیر انرژی خورشیدی، ذخیرهسازی انرژی، مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) و دوقلوی دیجیتال، میتوانند بهطور مؤثری در اندازهگیری و بهینهسازی مصرف انرژی در ساختمانها کمک کنند. بر این اساس، مبحث ۱۹ تنها بهعنوان یک مجموعه ضوابط ساختمانی تلقی نمیشود بلکه بهعنوان راهکاری در جهت افزایش بهرهوری انرژی نیز مطرح میگردد. برای رسیدن به این هدف، اصلاح و اجرای مؤثر مقررات، همراه با بهرهبرداری از ظرفیت فناوریهای نوین و اطلاعات شرکتهای دانشبنیان ضروری است. هدف نهایی کاهش مصرف انرژی در بخش ساختمان است که هماکنون سهمی بیش از ۴۰ درصد از کل مصرف انرژی کشور را به خود اختصاص داده است.
در ویرایش پنجم این مبحث، اهمیت ویژهای به «مدیریت انرژی در چرخه عمر» دادهشده است. این امر نیازمند بهرهبرداری مؤثر از حسگرها، کنتورهای هوشمند و زیرساختهای پایش برای ایجاد یک “ردپای انرژی” دقیق در ساختمانها است. شرکتهای دانشبنیان در این عرصه چه دستاوردهایی داشتهاند؟
برای تبدیل مدیریت انرژی از یک الزام قانونی به یک فرآیند واقعی، نخستین نیاز آیندهنگری به دادههای دقیق و مداوم است. حسگرها و سامانههای مدیریت انرژی ساختمان (EMS) زمینهساز اندازهگیری و تجزیه و تحلیل مؤثر مصرف و تولید انرژی در ساختمانها هستند. بدون دادههای دقیق، مدیریت انرژی به تخمین وابسته خواهد بود. اما با در دست داشتن اطلاعات صحیح، میتوان درجه واقعی عملکرد ساختمان را ارزیابی کرد و بر اساس آن تصمیمات بهینهسازی را اتخاذ کرد.
خوشبختانه، شرکتهای فناور و دانشبنیان در این زمینه نوآوریهای قابلتوجهی ارائه دادهاند و ظرفیت مناسبی برای بومیسازی فناوریهای مدیریت هوشمند انرژی فراهم شده است. تجربیات نشان میدهد که پایش هوشمند میتواند در شناسایی الگوهای مصرف و همچنین شناسایی رفتارهای غیرعادی تجهیزات تأثیر بسزایی داشته باشد.
یکی از نکات اصلی این است که فناوری باید از حالت انحصاری در اختیار مدیر تأسیسات خارج شود و به مصرفکنندگان نیز اطلاعات مفید و کاربردی ارائه دهد. بهطور مثال، یک مصرفکننده خانگی میتواند با توجه به الگوی مصرف خود هزینههای آینده را پیشبینی کند. حتی امکان تعیین سقف هزینه مشخص برای مصرف انرژی و مشاهده چگونگی کاهش آن هم وجود دارد.
تحلیل مصرف انرژی توسط تجهیزات مختلف نیز حائز اهمیت است و میتواند به ایجاد نوعی «فوتپرینت مصرف انرژی» کمک کند. با این اطلاعات، کاربران قادر خواهند بود دستگاههایی مانند یخچال، کولر و ماشین لباسشویی را از نظر میزان مصرف انرژی بازبینی کرده و برای کاهش مصرف تصمیمات آگاهانهتری بگیرند.
هدف نهایی در این عرصه، تغییر از «اندازهگیری مصرف» به سمت تحلیل و پیشبینی مصرف و ارائه توصیههای هوشمند برای بهینهسازی است. ترکیبی از کنتورهای هوشمند، حسگرها، سامانههای EMS و فناوریهای هوش مصنوعی میتواند شرایطی را فراهم آورد که هر ساختمان علاوه بر اطلاعات مصرف خود، علت مصرف و راهکارهای کاهش آن را نیز شناسایی کند. این نکته در اجرای موفق و واقعی ویرایش پنجم بسیار اهمیت دارد چرا که تنها زمانی موفقیت مدیریت انرژی قابلسنجش است که بتوانیم عملکرد واقعی ساختمان را در طول بهرهبرداری بهطور مؤثر ارزیابی کنیم.**بررسی ابعاد هوشمندسازی در ساختمانها**
در حال حاضر، بسیاری از پروژههای تحت عنوان «ساختمان هوشمند»، عمدتاً به ایجاد اتصالهای ابتدایی اینترنت اشیا (IoT) محدود شدهاند. این پرسش مطرح میشود که آیا ما باید به سمت طراحی و معماریهای «شناختی و تصمیمگیر» حرکت کنیم تا ساختمانها از سیستمهای متصل به Internet به سیستمهای پاسخگو و بهینهساز تبدیل شوند؟
اتصال تجهیزات به اینترنت و توانایی کنترل آنها از راه دور، یکی از اجزای کلیدی ساختمانهای هوشمند به شمار میرود. این ویژگی به کاربران اجازه میدهد تا وضعیت تجهیزات و بخشهای مختلف ساختمان را از هر مکانی نظارت و مدیریت کنند. در زمینههایی نظیر امنیت، کنترل دسترسی، روشنایی، سیستمهای گرمایش و سرمایش و مدیریت تجهیزات، این فناوری کاربردهای وسیعی یافته است.
توسعه این قابلیت به حوزه انرژی نیز نفوذ کرده و راهکارهای جذابی برای مدیریت و بهینهسازی مصرف انرژی ارائه داده است. به عنوان نمونه، کاربران میتوانند از راه دور وضعیت سیستمهای گرمایش و سرمایش را بررسی و تنظیم کنند، یا بهطور خودکار و بر اساس زمانبندی، الگوی مصرف و حضور افراد، تجهیزات را بهینهسازی کنند. این راهکارها حتی امکان تنظیم شرایطی را فراهم میآورد که ساختمان قبل از ورود کاربر، فقط به اندازه لازم برای دستیابی به شرایط مطلوب آماده شود.
اما مفهوم هوشمندی در ساختمانها فراتر از اتصال تجهیزات به اینترنت است. این هوشمندی زمانی بهدست میآید که ساختمان قادر به جمعآوری دادههای مصرف، شرایط محیطی و عملکرد تجهیزات، تحلیل این دادهها و اتخاذ تصمیمات مؤثر باشد. در مجموع، سه مؤلفه اصلی هوشمندی ساختمانها شامل داده، تحلیل و اقدام است؛ بدین معنا که یک ساختمان باید توانایی سنجش وضعیت خود، تحلیل آن و واکنش مناسب نسبت به شرایط را داشته باشد. به عنوان مثال، در حوزه انرژی، این به معنای پیشبینی مصرف، شناسایی الگوهای غیرعادی و بهینهسازی استفاده از انرژی میباشد.
در این راستا، شرکتهای دانشبنیان اقدام به تولید محصولاتی نظیر سیستمهای مدیریت انرژی و موتورخانه کردهاند که پس از نصب در پروژههای مختلف موفق به دریافت تأییدیههای لازم مربوط به کاهش مصرف انرژی شدهاند. در نهایت، باید خاطرنشان کرد که هدف اصلی هوشمندسازی ساختمانها تنها افزایش تعداد تجهیزات متصل نیست، بلکه باید به بهبود آسایش، ایمنی کاربران و بهینهسازی مصرف انرژی منجر شود. بنابراین، ساختمانهای هوشمند باید به عنوان یک سیستم تصمیمگیرنده و پاسخگو شناخته شوند.
به این لحاظ، اگر ساختمانها بهعنوان سلولهای بنیادی یک شهر در نظر گرفته شوند، دادههای تولیدی آنها مانند الگوهای مصرف انرژی، کیفیت هوا و بار حرارتی، باید به چه نحوی استانداردسازی شوند تا به یک مرکز داده تبدیل گردند؟
در پاسخ به این سؤال، حداقل دادههای مورد نیاز بسته به نوع کاربری و مقیاس ساختمان متفاوت خواهند بود، اما بهطور کلی، باید شامل مصرف انرژیهای مختلف، دما، رطوبت و کیفیت هوای داخلی باشد. همچنین دادهها باید قابلیت ذخیرهسازی، تجمیع و تحلیل داشته باشند تا بتوانند بهطور مؤثری برای مدیریت و بهینهسازی انرژی در ساختمانها مورد استفاده قرار گیرند.
اگر دادههای ساختمانها با استانداردهای مشخص و قابلاعتماد جمعآوری شوند، میتوانند برای شکلگیری یک تصویر دقیق و بهروز از الگوی مصرف انرژی در سطح شهر و حتی مناطق وسیعتر مورد استفاده قرار گیرند.در سالهای اخیر، نیاز به زیرساختهای دادهای در حوزه سیاستگذاری و برنامهریزی انرژی کشور بهوضوح حس شده است. در حال حاضر، تصمیمگیریهای کلان در این حوزه عمدتاً بر اساس دادههای تجمیعی و محدود صورت میگیرد. اما با جمعآوری و استانداردسازی دادههای واقعی مصرف انرژی از سطح ساختمانها، میتوان به اطلاعات دقیقی در مورد زمان و نوع مصرف، کاربریها و تجهیزات مختلف دست یافت. این اطلاعات میتواند تغییرات اساسی در سیاستگذاری انرژی ایجاد کند. بهعنوان مثال، بهجای بیان کلی مصرف بالا، میتوان نقاط و ساختمانهایی که اوج مصرف در آنها اتفاق میافتد را مشخص کرد.
دادههای جمعآوریشده از ساختمانهای هوشمند، نه فقط ابزاری برای مدیریت ساختمانها هستند، بلکه میتوانند به یک زیرساخت حیاتی برای حکمرانی دادهمحور انرژی تبدیل شوند. این دادهها میتوانند مبنای دقیقتری برای پیشبینی تقاضا، مدیریت اوج مصرف، و بهینهسازی سیاستهای انرژی فراهم آورند. تغییر نگاه به شبکهای از ساختمانهای هوشمند متصل به یک دادهبان ملی انرژی، میتواند به بهبود مدیریت مصرف انرژی در کشور کمک کند.
با توجه به سهم ساختمانها در ناترازی انرژی، بهویژه در ساعات پیک، توسعه انرژی خورشیدی در مقیاس ساختمانها باید بهدور از صرفاً یک ابزار تولید، به یک شبکه «پاسخگویی بار» تبدیل شود که فشار را از روی شبکه سراسری در ساعات بحرانی کم کند. این بخش، بهویژه از طریق سیستمهای سرمایشی، نقش مؤثری در ایجاد اوج مصرف برق در تابستان دارد. به همین دلیل، کاهش بار سرمایشی و افزایش بهرهوری تجهیزات میتواند تأثیر مثبتی بر مدیریت اوج مصرف داشته باشد.
همچنین، سامانههای خورشیدی میتوانند بخشی از نیاز برق ساختمانها را در ساعات تولید خورشیدی تأمین کنند و بر فشار شبکه کاهش دهند. با این حال، انرژی خورشیدی بهتنهایی نمیتواند راهحل ناترازی برق باشد و باید با بهینهسازی مصرف، مدیریت بار، ذخیرهسازها و دیگر منابع تولید در کنار هم استفاده شود.
معاون علمی رئیس جمهور همچنین بر اهمیت «ساختمانهای کمکربن» تأکید میکند. ساختمانهای کمکربن به ساختمانهایی اطلاق میشود که در تمام مراحل چرخه عمر خود، انتشار گازهای گلخانهای را کاهش میدهند. بدین ترتیب، موضوع تنها به مصرف انرژی در زمان بهرهبرداری محدود نیست بلکه باید به انتشار ناشی از تولید و حمل مصالح، پروسه ساخت، نگهداری و پایان عمر ساختمان نیز توجه شود.
از مهمترین شاخصها برای ارزیابی میتوان به مصرف انرژی، انتشار CO₂، سهم انرژیهای تجدیدپذیر، و کربن نهفته در مصالح ساختمانی اشاره کرد. همچنین، بهینهسازی مصرف انرژی میتواند از طریق استفاده از عایقکاری مناسب، پنجرههای دوجداره و سیستمهای مدیریت هوشمند انرژی صورت گیرد. در نهایت، میزان انتشار CO₂ ساختمانها بهصورت سالانه نیز میتواند بر اساس مصرف انرژیشان محاسبه شود.در سالهای اخیر، توجه به کاهش وابستگی ساختمانها به سوختهای فسیلی و به حداقل رساندن انتشار کربن مورد توجه قرار گرفته است. یکی از روشهای مؤثر در این زمینه تأمین بخشی از انرژی ساختمانها از منابع تجدیدپذیر است. به عنوان مثال، استفاده از پنلهای خورشیدی، آبگرمکنهای خورشیدی، خرید برق از منابع تجدیدپذیر و سیستمهای زمینگرمایی میتواند اثرات مثبتی داشته باشد.
مبحث کربن نهفته در مصالح نیز از اهمیت بالایی برخوردار است و از جنبههای اصلی تمایز ساختمانهای کمکربن و کممصرف به شمار میرود. به طور مثال، اگر ساختمانی در طول بهرهبرداری انرژی کمی مصرف کند اما برای ساخت آن از مقادیر زیادی فولاد، آلومینیوم و شیشه استفاده شده باشد، باید توجه ویژهای به انتشار CO₂ ناشی از تولید این مصالح داشت. به این انتشارها کربن نهفته گفته میشود و در ساختمانهای کمکربن، انتخاب مصالح با کربن پایین نیز حائز اهمیت است. استفاده بهینه از موادی همچون بتن و فولاد، مصالح بازیافتی و محلی و همچنین مصالح با عمر مفید بیشتر میتواند به کاهش اثرات منفی کمک کند.
قابلیت بازیافت و استفاده مجدد از مصالح در مرحله پایان عمر ساختمان نیز یک شاخص کلیدی به شمار میرود. در ساختمانهای سنتی، ممکن است هنگام تخریب، مقادیر زیادی از مصالح به نخاله تبدیل شود. در رویکرد کمکربن، طراحی ساختمان باید به گونهای باشد که در پایان عمر، مصالح قابل جداسازی، تفکیک و استفاده مجدد باشند و کمترین میزان نخاله تولید شود. این رویکرد به مفهوم اقتصاد چرخشی مرتبط است.
پروژه ساخت و ساز هوشمند و کممصرف به عنوان یک طرح میاندستگاهی در نظر گرفته شده است که سهم و مسئولیت آن بین وزارتخانهها و نهادهای مختلف تقسیم شده است. به منظور کاهش بروکراسی و تسهیل در پیادهسازی استانداردهای نوین، نیاز به یک چارچوب حکمرانی و داده مشترک محسوس است.
در مرحله اول، باید استانداردهای مشترکی برای دادهها و شاخصهای عملکرد انرژی و کربن تعریف شود. در مرحله بعدی، مسئولیت هریک از نهادها در زنجیره طراحی، صدور مجوز، ساخت، بازرسی و ارزیابی عملکرد باید به شکلی شفاف مشخص گردد. همچنین، اتصال سیستمهای مربوط به صدور مجوز، کنترل ساختمان و پایش عملکرد میتواند به کاهش موازیکاری و انجام تصمیمگیری مبتنی بر داده کمک کند. در نهایت، هدف ایجاد یک نظام یکپارچهای است که در آن، انرژی و کربن به عنوان شاخصهای اصلی عملکرد ساختمان در نظر گرفته شوند.
