1- مقدمه
سيستم مديريت ساختمان امروزه به عنوان يك نياز واقعي و نه به عنوان يك تكنولوژي لوكس در طراحي ساختمانهاي بلند مرتبه و گسترده توسط مهندسان و مديران ملاحظه مي شود. امروزه افزايش مداوم قيمت انرژي و نياز به دستيابي به اطلاعات صحيح و متمركز، استفاده از BMS را توسط مديريت سرمايه گذار و بهره بردار ساختمان كاملاً توجيه مي نمايد. مزيت اين سيستم نسبت به سيستمهاي كنترلي سنتي استاندارد، عمدتاً امكان كنترل بهينه مديريتي و فني متمركز مي باشد.

بايد در محاسبات اقتصادي ايجاد اين سيستم كاملاً به اين نكته توجه داشت كه در حدود 80 درصد از قيمت تجهيزات اين سيستم كه در كنترل سيستمهاي حرارتي و برودتي بصورت مشترك استفاده مي شود در سيستمهاي سنتي و متداول نيز هزينه مي شود. يكي ديگر از نكات مهم در انتخاب سيستم، قابليت پشتيباني مداوم سيستم توسط شركت سازنده و يا نمايندگان داخلي آن مي باشد. قابليتهاي سخت افزاري و نرم افزاري سيستمهاي مديريت ساختمان BMS كم و بيش در بين سازندگان بين المللي مشابه است ولي نكته مهم هنر استفاده از اين قابليتها در مراحل طراحي، برنامه نويسي، نصب و مخصوصاً راه اندازي سيستم مي باشد. مزيتهاي ذكر شده براي اين سيستم مخصوصاً بهينه سازي مصرف انرژي و كاهش هزينه هاي نگهداري و راهبري تجهيزات حرارتي- برودتي و الكتريكي افزايش شرايط راحتي ساكنين بستگي مستقيم به كيفيت و طراحي برنامه نويسي و اجراي آن و همچنين رابطه مستقيم با سطح علمي مهندسين راهبر BMS در آناليز اطلاعات دارد.

مزاياي اين كنترل در نيل به اهداف زير خلاصه مي شود:
-    صرفه جوئي در مصرف انرژي 
-    كاهش نيروي انساني
-    افزايش عمرمفيد تجهيزات و كاهش نرخ خرابي آنها 
-    كاهش هزينه هاي نگهداري و راهبري 
-    نگهداري و راهبري علمي و برنامه ريزي شده (Preventive maintenance )
-    برقراري اتوماسيون قابل انعطاف براي تمامي عملكرد هاي ساختمان 
-     افزايش بازده كاري نيروي انساني به لحاظ فراهم شدن محيط كاري مناسب از رهگذر كنترل دقيق پارامترهاي مختلف نظير دما ،رطوبت ، CO2 و روشنائي در ساختمان 
-    بهينه سازي عملكرد سيستمهاي ساختمان بطور مداوم 
-    بالا بردن سطح علمي مهندسين راهبري  و نگهداري تاسيسات ساختمان 
-    تامين ايمني ساختمان 

2- BMS 
مجموعه اي از DDC ها (Direct Digital Controller) كه بصورت يك شبكه به هم متصل مي باشند. اين مجموعه كنترلرها اطلاعات متغيرها را نظير درجه حرارت، فشار، رطوبت، ولتاژ، آمپر، كالري يا وضعيت و حالت كاركرد تجهيزاتي نظير پمپ، فن، بويلر، چيلر را كه توسط سنسورها و سوئيچ ها اندازه گيري مي شود، دريافت و پس از آناليز آنها، فرمانها را به عملگرها و موتورها نظير شير هاي برقي، موتور دمپرها، كنتاكتورها و غيره ارسال مي نمايد. قابل ذكر است كه از طريق كامپيوتر مي توان به تمامي اين شبكه دسترسي داشت و از اين طريق نيز مي توان اطلاعات و آلارمها را دريافت، ذخيره و آناليز نمود و همچنين مي توان به تمامي عملگرها فرمان صادر نمود. نحوه نمايش اطلاعات در روي كامپيوتر معمولا بصورت گرافيكي مي باشد.
طبق تعريف فوق سنسورها و اندازه گيرها در لايه field  وDDC ها در لايه اتوماسيون و كامپيوترها در لايه مديريت قرار دارند.
استاندارد اروپا اين سه لايه را بصورت زير تعريف مي كند: 

شبكه لايه مديريت(Network Management level )
اين لايه وظايف اپراتوري اطلاعات، آناليزنتايج، هماهنگي، تعريف اهداف و اجراي فرمان به تمامي سرويسها و تاسيسات ساختماني را بر عهده دارد.

شبكه لايه اتوماسيون (Network Automation level )
در اين لايه وظايف پردازش، تشخيص و ارسال اطلاعات، حلقه هاي كنترلي بسته، حلقه هاي كنترلي باز و وظايف بهينه سازي در تاسيسات ساختمان صورت مي گيرد.

شبكه لايه فيلد (Network  Field level )
اين لايه درعملكردهايي نظير اندازه گيري، شمارش، سيگنالينگ، سوئچينگ و اعمال فرمان استفاده مي شود.

BMS مي تواند دربرگيرنده تمامي سرويسهاي الكتريكي، مكانيكي و حفاظتي ساختمان باشد. اين سرويسها شامل گرمايش، سرمايش، تهويه مطبوع، آسانسور، نيروگاه برق اضطراري، پله برقي، كنترل روشنائي، دوربين مداربسته، اعلام و اطفاء حريق، كنترل تردد و غيره مي باشند.
 
3- اثرات مثبت استفاده از BMS
1- بهينه سازي زمان استفاده از تجهيزات (Optimization Start/Stop)
با استفاده از اين عملكرد مي توان زمان روشن بودن تجهيزات سرمايش و گرمايش را بحداقل ممكن رساند بدين ترتيب تا حد قابل توجهي درمصرف برق و سوخت صرفه جوئي نمود. كنترلر با داشتن اطلاعات زير:
-    زمان استفاده از محيط مورد نظر در طول هفته
-    مقدار درجه حرارت تنظيمي  محيط (set point (
-    درجه حرارت دروني محيط
-    درجه حرارت خروجي محيط
زمان راه اندازي بهينه هواساز را در صبح هر روز را محاسبه و بطور اتوماتيك هواساز آن محيط را روشن مي نمايد. بعنوان مثال فرض كنيد ساعت شروع به كار در يكي از دفاتر ساختمان اداري 8 صبح و Set point دما نيز روي 25 درجه سانتيگراد تنظيم شده باشد. با توجه به آنكه كنترلر دائماً دماي داخل را اندازه گيري مي كند با محاسبه به اين نتيجه مي رسد كه هواساز دفتر مربوطه بايد در ساعت 10/7 دقيقه صبح شروع بكار نموده تا بتواند در ساعت 8 صبح دما را بحد مطلوب برساند،‌ بنابراين درمقايسه با سيستمهاي متداول سنتي كه هواسازها را بطور دائم روشن نگه مي دارند و يا در ساعت 5 الي 6 صبح روشن مي شوند، مي توان به اهميت اين مسئله واقف شد. 

2- Duty Cycle  
اين قابليت مشابه يك ترموستات عمل مي كند و با استفاده از آن مي توان در فواصل زماني مشخص سيستمي را خاموش و روشن نمود بدين ترتيب در زماني كه سيستم مربوطه خاموش است درمصرف انرژي صرفه جوئي نمود. همانطور كه مي دانيم تمامي سيستمهاي حرارتي و برودتي براساس حداكثر بار (Load) طراحي مي شوند كه بتوانند تحت هر شرايطي پاسخگو باشند ولي ازآنجا كه حداكثر بار درطول سال بسيار كم روي خواهد داد لذا اين قبيل سيستمها در مواقع عادي Over Design  بوده و باعث مي شود مصرف تلفات انرژي بيش از نياز باشد، بنابراين با استفاده از Duty Cycle مي توان ظرفيت سيستم طراحي شده را به اندازه مورد نياز تقليل داد به عنوان مثال مي توان به مدرسه اي اشاره كرد كه فقط در هر دو ساعت بمدت 15 دقيقه فن تهويه سالن اصلي كه در زنگ تفريح مورد استفاده شاگردان قرار مي گيرد روشن شود و در بقيه موارد خاموش باشد.

3- Peak Demand Limiting 
با استفاده از اين عملكرد، زماني كه مصرف انرژي الكتريكي بيش از حد مجاز تعيين شده باشد سيستم BMS تجهيزاتي را كه روشن بودن آنها در اولويت بالايي نمي باشد خاموش نموده و زماني كه مصرف به كمتر از حد مجاز برسد مجددآ اقدام به روشن نمودن آنها مي نمايد. با اين عمل در هزينه پرداختي براي مصارف الكتريكي مي توان كاملآ صرفه جوئي نمود. مصرف برق بيشتر از حد مجاز در اكثر كشورها داراي هزينه بالاتري مي باشد. به عنوان مثال فرض كنيد كه تابلوي برقي براي سه عدد هواساز و تعدادي روشنائي و تجهيزات جانبي طراحي شده باشد و حد بالاي مصرف را برروي 100  كيلووات تنظيم كرده باشيم. حال فرض كنيد سه عدد هواساز روشن بوده و مصرف آنها در حدود  90KW‌باشد به تدريج لامپ ها و بقيه تجهيزات روشن مي شوند بطوريكه مصرف برق به بيش از 100KW مي رسد در اين لحظه كنترلر با استفاده از عملكرد PDL  اقدام به خاموش نمودن هواساز شماره 3 كه از اهميت كمتري برخوردار است، مي كند و بدين ترتيب مصرف هيچگاه بالاتر از 100KW نرفته و درمصرف غيرضروري انرژي صرفه جوئي خواهد شد.

4- Time of Day Scheduling  
توسط اين عملكرد مي توان تجهيزات را براساس برنامه زماني در طول شبانه روز خاموش و روشن نمود بطوريكه در ساعات غير ضروري از روشن بودن آنها جلوگيري شود.

5- Calendar Scheduling 
براساس اين عملكرد مي توان كاركرد تجهيزات را بمدت يك سال در اختيار كنترلر قرارداد تا براساس تعريف كارفرما در روزهاي پنجشنبه، جمعه و يا ساير روزهاي هفته عملكرد هاي مخصوص بمنظور جلوگيري از اتلاف انرژي اجرا گردد.

6- Holiday Scheduling 
توسط اين عملكرد مي توان با مشخص نمودن تاريخ تعطيلات رسمي و غيررسمي براي كنترلر، از عملكرد مخصوص اين روزها استفاده نمود.

7- Temporary Scheduling 
با استفاده از اين برنامه مي توان جدول زمانبندي را بطور موقت براي روزهاي خاصي از هفته را تغييرداد. به عنوان مثال فرض كنيد طبق برنامه فن هاي تخليه هواي سرويس هاي بهداشتي از 7 صبح الي 7 شب جهت كاركرد در روزهاي عادي برنامه ريزي شده باشند چنانچه بدليلي در روزهاي دوشنبه و سه شنبه بعد ازظهر قرار به تعمير سرويس بهداشتي باشد، ديگر نيازي به روشن بودن فن ها نيست پس مي توان بطور موقت فقط براي هفته جاري اين تغيير را در برنامه اعمال نمود و در آن ساعات فن ها را خاموش نمود.
8- Automatic Day Light Saving 
اين قابليت باعث مي شود كه بطور اتوماتيك ساعت نرم افزاري كنترلر خود را با طلوع آفتاب در فصلهاي مختلف تطبيق دهد و اين عمل دركاهش مصرف انرژي الكتريكي در زماني كه از نور طبيعي بجاي روشنائي مصنوعي استفاده مي شود، موثر است. 

9- Night Set back Control 
در ساختمانهاي اداري در هنگام شب با كاهش يا افزايش set point كه بستگي به فصل دارد مي توان مصرف انرژي را كاهش داد. در عين حال، اين مسئله نيز مورد توجه است كه در صبح فردا در سريعترين زمان ممكن و كمترين مصرف انرژي بتوان دماي محيط را به Set Point مورد نياز در روز رساند.

10- Enthalpy Switch Over 
با استفاده از اندازه گيري ميزان آنتالپي درون و بيرون ساختمان و مقايسه آنها با يكديگر مي توان از انرژي مجاني هواي خارج ساختمان با استفاده از دمپرهاي قابل كنترل استفاده بهينه نمود. عملكرد آن به دو بخش تقسيم مي شود. در زماني كه هواساز در حالت ايجاد برودت براي ساختمان است، در هر ساعت از شبانه روز (مثلاً صبح زود) چنانچه آنتالپي هواي خارج، از هواي داخل ساختمان كمتر باشد، هواساز روشن شده و با باز نمودن 100% دمپر، هواي تازه و تخليه، به تهويه كلي هواي ساختمان و خارج نمودن گرماي درون مي پردازد. در فصولي كه هواساز درحال گرمايش است دقيقاً عكس اين برنامه پياده مي شود و زماني كه آنتالپي هواي خارج از داخل بيشتر است به استفــاده از گرمــاي مجاني هواي بيــرون با حداكثر ظرفيت مي پردازد.

11- Fan-Speed CFM Control  
با كنترل سرعت فن مي توان در مصرف انرژي الكتريكي صرفه جوئي نمود. درمواقع غيرضروري، كنترلر براساس برنامه طراحي شده، سرعت فن را كاهش داده و علاوه بركاهش مصرف انرژي الكتريكي توسط موتور فن، مي توان در مصرف سوخت نيز با كاهش بار كويلها صرفه جوئي نمود.

12- Chiller /Boiler Sequencing‌
با استفاده از اين استراتژي مي توان از بكارگيري تمامي چيلرها و بويلرها جلوگيري نموده و فقط براساس نياز واقعي به برودت و يا گرمايش تعداد چيلرها و بويلرهاي روشن را تنظيم نمود. براي حصول به اين نتيجه روشهاي متعددي وجود دارد كه در اينجا به ذكر نمونه هائي ازآن مي پردازيم. 
اندازه گيري دماي برگشت: در اين روش دماي آب برگشت به موتورخانه اندازه گيري مي شود و كنترلر با مقايسه با Set Point به تدريج تعداد چيلرها و بويلرهاي درحال كار را افزايش و يا كاهش مي دهد.

اندازه گيري انرژي: دراين روش با اندازه گيري انرژي برودتي و گرمايي مصرفي ساختمان مي توان تعداد چيلرها و بويلرهاي مورد نياز براي جبران اين انرژي را تعيين نمود. اين عملكرد با نصب يك كالري متر در لوله اصلي برگشت از ساختمان انجام مي شود، اين سنسور با اندازه گيري دبي و حرارت رفت و برگشت ساختمان مقدار انرژي مصرفي را اندازه گيري مي نمايد. 

اندازه گيري اختلاف فشار: در اين روش اختلاف فشار آب ورودي به ساختمان با آب خروجي از ساختمان اندازه گيري شده و براساس آن كنترلر به محاسبه بار مورد نياز توسط هواسازها مي پردازد و اقدام به روشن وخاموش نمودن چيلرها و بويلرها مي نمايد. قابل ذكر است كه اختلاف فشار بين آب ورودي به ساختمان و آب خروجي از آن به سمت موتورخانه تابعي از درصد باز بودن شيرهاي كنترلي دو راهه و در نتيجه ميزان بار هواسازها مي باشد.

پس از مشخص شدن بار ساختمان توسط يكي از سه روش نمونه فوق و تنظيم تعداد تجهيزاتي كه بايد روشن باشند، با استفاده از يك عدد شيرBy pass  كه درموتورخانه بين مسير آب رفت و برگشت تعبيه مي شود، مي توان دقيقاً دبي آب مورد نياز به ساختمان را به سمت آن هدايت نموده و دبي اضافي را از طريق اين شير به موتورخانه برگشت دهيم، بنابراين با استفاده از اين روش ظرفيت پله اي چيلرها و بويلرها را كه معادل تعداد چيلر يا بويلر روشن است به ظرفيت خطي و تدريجي تبديل كرده و دقيقاً به همان اندازه مورد نياز از انرژي خروجي آنها استفاده مي كنيم. بدين ترتيب اين روش درمقايسه با ساير روشهاي سنتي كه چيلرها و بويلرها را دائماً خاموش و يا دائماً روشن نگه مي دارند از مزيت مديريت صرفه جوئي درانرژي برخوردار مي باشد.

13- افزايش عمر مفيد تجهيزات و كاهش نرخ خرابي آنها 
يكي از قابليت هاي سيستم BMS جمع آوري اطلاعات دقيق از تمامي تجهيزات حرارتي و برودتي نظير فن، پمپ، فيلتر، شيرهاي برقي، دمپرها، چيلر، بويلر و غيره و همچنين تجهيزات الكتريكي نظير ژنراتور برق اضطراري - ترانس، تابلوي برق، UPS‌ و غيره بر روي كامپيوتر پست مركزي مي باشد كه مي توان اين اطلاعات را براي مدت طولاني ذخيره نمود. با دريافت سريع آلارم خرابي تجهيزات و رفع سريع عيب آنها مي توان عمر مفيد تجهيزات را افزايش داد و همچنين با آناليز اطلاعات و تصميم گيري بموقع و منطقي مي توان نرخ خرابي را كاهش داد. مثلاً اگر يك پمپ در6 ماه گذشته 4 بار براي رفع نواقص فني تعمير شده است آيا تعويض پمپ منطقي تر است يا تعمير مجدد آن؟

14- كاهش هزينه هاي نگهداري و راهبري و كاهش پرسنل:
نگهداري و راهبري تاسيسات تهويه مطبوع در ساختمانهاي معظم نظير برج هاي تجاري، اداري و بيمارستانها با مشكلات فراواني همراه مي باشد. زماني كه كنترل اين تاسيسات با سيستم هايStand alone  يا كنترلرهاي ساده انجام مي شود و از اندازه گيرهاي معموليGage)  ها) براي اندازه گيري پارامترهاي مختلف نظيردرجه حرارت، فشار، رطوبت و غيره استفاده مي شود، گروه راهبري مقادير متغيرها را از روي gage ها و وضعيت و سلامت تجهيزات را با حضور و مشاهده فيزيكي ياداشت مي كنند و برنامه تعميراتي و راهبري خود را تدوين مي نمايند كه اين مستلزم صرف وقت و پرسنل بسيار مي باشد.

در صورتيكه در سيستم BMS ، سنسورها اندازه گيري پارامترها را بعهده دارند و انتقال اطلاعات آنها به كامپيوتر مركزي به آساني و بصورتreal time  انجام مي گيرد و وضعيت سلامت و يا خرابي تجهيزات نيز از طريق سنسورها و با چك كردن تابلوي برق اين تجهيزات به آساني دركامپيوتر قابل دسترسي مي باشد. گروه راهبري با استفاده از اين اطلاعات متمركز، برنامه راهبري خود را بنحو احسن تدوين نموده و بازديدهاي روزانه و هفتگي خود را براساس نياز واقعي سيستم اجرا مي نمايند. اگر شركت نگهدارنده تجهيزات از گروه راهبري مجزا باشند، گروه نگهدارنده نيز مي توانند اين اطلاعات را حتي از راه دور از طريق خطوط مخابراتي، در دفتر شركت خودشان دريافت نموده و برنامه نگهداري خود را تدوين نمايند. امروزه نرم افزارهايي موجود است كه با دريافت اطلاعات از تاسيسات، نسبت به اولويت آلارمهاي دريافتي، بطور اتوماتيك برنامه راهبري و نگهداري را تدوين مي نمايند.

15 - برقراري اتوماسيون قابل انعطاف براي تمامي عملكرد هاي ساختمان
 DDC ها با استفاده از قابليت هاي سخت افزاري مانند بهره گيري از ورودي و خروجي هاي متعدد ديجيتال و آنالوگ و امكانات نرم افزاري مانند حلقه هاي كنترلي PID و عملكردهاي رياضي براحتي قادر به انجام اتوماسيون دقيق تاسيسات ساختمان چه مكانيكي نظير هواسازها و چه الكتريكي نظير ژنراتور برق مي باشند. اين كنترل به اين جهت قابل انعطاف مي باشد كه تغييرات در نحوه كنترل بصورت نرم افزاري بوده و نيازي به كابل كشي مجدد تابلوها نمي باشد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از شبكه DDC ها و BMS ، استفاده از يك سنسور جهت اندازه گيري و استفاده كل شبكه از نتيجه اين اندازه گيري است.

بطور مثال مي توان از يك سنسور براي اندازه گيري درجه حرارت بيرون ساختمان استفاده نمود و مقدار اين پارامتر را به تمامي DDC ها در طبقات مختلف ارسال نمود و در كنترل دمپرهاي تمامي هواسازهاي ساختمان از آن استفاده نمود. در سيستم هاي مديريت ساختمان هاي مرتفع با تجميع (Integration) سيستم هاي كنترلي مختلف نظير تهويه مطبوع، روشنايي، اعلام و اطفا حريق، كنترل تردد، آسانسور و غيره مي توان با جمع آوري و آناليز اطلاعات آنها در يك مجموعه واحد، مديريت فني و حفاظتي ساختمان را بهبود بخشيد. براي مثــال در صورت اعــلام آتش سوزي در ساخـتمان سيستـم تهــويه و فــن هاي تخليــه  (Exhaust Fans) و سيستم روشنايي و همچنين سيستم اطفا حريق مي توانند بصورت هماهنگ عمل نموده كه باعث كنترل و جلوگيري از گسترش آتش سوزي شوند.اين هماهنگيدر BMS بسادگي قابل اجرا مي باشد.

16- بهبود شرايط راحتي در محيط كار( Comfort ) در نتيجه بازده كاري پرسنل
يكي از محاسن سيستم هاي فني و مديريتي ساختمان افزايش راحتي ساكنين و در نتيجه بازده كاري آنهاست. كه معمولا در هيچ گزارش اقتصادي براي محاسبه زمان برگشت سرمايه گذاري سيستم BMS در ساختمان گنجانده نمي شود ولي در ساختمانهاي اداري معظم نظير بانك و بيمه مي توان رقم قابل توجهي را منظور نمود و در بيمارستانها اين مزيت از ارزش والائي برخوردار است.
سيستم BMS با استفاده از كنترلرهاي قابل برنامه ريزي نقش مهمي در كنترل دقيق پارامترهايي كه باعث افزايش comfort مي شوند همواره ايفا مي كند. عمده ترين اين پارامترها عبارتند از درجه حرارت، درصد رطوبت، مقدار co2، سرعت هوا و همچنين تنظيم روشنايي و نور محيط.

اپراتور راهبري  مي تواند سريعاً از طريق كامپيوتر نياز گرمايي و سرمائي پرسنل را تامين نموده و درجه حرارت و يا رطوبت محيط را طبق خواست و شرايط فيزيكي پرسنل اصلاح نمايد. كنترل co2 در مكانهاي پر رفت و آمد نظير ساختمانهاي اداري، بيمارستانها و دانشگاهها بسيار مهم است كه امروزه با نصب سنسورهاي اندازه گيري co2 در كانال برگشت هواسازها و يا مستقيما در فضاهاي داخلي، اين پارامتر اندازه گيري شده و با تنظيم دمپر هواي تازه، مقدار آن را تحت كنترل قرار مي دهند. امروزه در ساختمانهاي پيشرفته، كنترل روشنائي علاوه بر رسيدن به هدف صرفه جوئي در انرژي الكتريكي به عنوان يك عامل آسايش نيز محسوب مي شود.
17 - بالا بردن سطح علمي مهندسين در نتيجه كار با سيستم BMS 
يكي ديگر از محاسن سيستم BMS ارتقاء سطح علمي تكنسين ها و مهندسين مكانيك و برق با استفاده از اين سيستم مي باشد. اين متخصصين براي تطبيق خود با سيستم جديد بمنظور راهبري تاسيسات مكانيكي و الكتريكي بايد آموزشهاي لازم در زمينه كامپيوتر و كنترل را تحصيل نمايند كه خود باعث پيشرفت سطح علمي آنها شده و آنها بهتر مي توانند آناليز اطلاعات دريافتي از تاسيسات را انجام دهند و همواره اين تاسيسات را در وضعيت سالم تري نگهداري كرده و در بهينه سازي مصرف انرژي نيز مؤثر باشند. كه اين خود هزينه پرداختي براي آموزش پرسنل را توجيه مي نمايد.
4- چند مثال عملي
در اكثر ساختمانها بالغ بر70 درصد سيستمهائي كه توسط BMS كنترل مي شوند تجهيزات تهويه مطبوع (HVAC ) بوده و 20 درصد نيز شامل سيستمهاي الكتريكي و كنترل روشنائي مي باشد و تجميع سيستمهاي ديگر نظير سيستمهاي حفاظتي، امنيتي، آسانسور و غيره  باقيمانده را شامل مي شوند. ابتدا بايد نقش سيستم BMS  را در كنترل سيستمهاي سرمايشي و گرمايشي ساختمان (هواساز، فن كوئل و موتورخانه كه شامل چيلرها و بويلرها و مبدل ها و پمپ ها و غيره)، كنترل روشنائي و توزيع برق را بررسي نموده و سپس بايد ديد چگونه ميتوان در مصرف انرژي صرفه جوئي كرد.
بمنظور اين بررسي به شرح مختصري درمورد سيستمهائي كه تحت كنترل BMS  در ساختمان بانك مركزي جمهوري اسلامي ايران  (اجرا شده توسط خود شرکت زيمنس) واقع درخيابان ميرداماد قرار دارند، بعنوان يك نمونه موفق مي پردازيم.

هواساز:
اين ساختـــمان داراي 47 عــدد هـواساز از انواع چند زونه (Multi Zones) ،تك زون (Single Zone) و Air Washer مي باشد. هرطبقه به دو بخش متقارن شرقي و غربي تقسيم شده و هريك داراي يك هواساز مجزا مي باشد و هركدام از بخشهاي غربي يا شرقي به 4 الي 6 زون تقسيم شده اند. 
بطور كلي هر هواساز ازبخشهاي زير تشكيل شده است: 
- يك عدد فن رفت (Supply Air Fan )
- دو عدد فن برگشت ( Return Air Fan  )
- يك عدد كويل سرد (Cold Deck  )
- يك عدد كويل گرم (Hot Deck  )
- يك عدد اسپري رطوبت زن 
- يك عدد فيلتر فن رفت 
- يك عدد فيلتر فن برگشت 
- يك مجموعه از دمپرهاي اكونومي  شامل دمپرهاي هواي تازه، دمپرهاي هواي برگشت، ‌دمپرهاي تخليه.
- 4 الي 6 عدد دمپر زون  كانال سرد وگرم 

جهت كنتـرل هريك از هواسازها از يك عدد كنترلر ديجيتال شـركت زيمنس بنام MBC Modular Building Controller) ) استفاده شده است. MBC در مجاورت هواساز نصب شــده و بدين ترتيب از حداقل سيم كشي و هزينه جهت ارتباط بين Field Equipments  و MBC استفاده شده است. يك تابلوي برق تغذيه هواساز را بعهده دارد. اين تابلو داراي سلكتور سوئيچ هائي جهت انتخاب وضعيت دستي و اتوماتيك جهت روشن كردن فن ها مي باشد.

تجهيزات فيلد (Field Equipment )
سنسورها، عملگرها و دتكتورهائي كه برروي هواساز يا درون اتاق ها نصب شده اند Field Equipment  نام دارند. اين تجهيزات عبارتند از:
- شيرموتوري سرد و گرم 
- سنسور دماي كويل گرم و سرد 
- سنسور حفاظت از يخ زدگي 
- دتكتوراختلاف فشار 
- موتورهاي دمپر هواي تازه، برگشت و تخليه 
- موتورهاي دمپر زون ها 
- سنسور دماي هواي برگشت
- سنسور كيفيت هواي برگشت (جهت اندازه گيري Co2 و گازهاي مخلوط درهوا) 
- دتكتور دود در كانال 
- شير برقي رطوبت زن 
- سنسور دماي اتاق 
اكنون بشرح پاره اي از وظايف تجهيزات فوق و استراتژي كنترلي كه توسط MBC در هواساز و چيلر انجام مي شود، مي پردازيم 
روشن و خاموش شدن هواسازها 
توسط برنامه كنترلر، زمان روشن شدن هواساز درصبح محاسبه مي شود، بطوريكه در زمان ورود كارمندان دماي اتاق به حد مطلوب رسيده باشد. پس از روشن شدن فن، ابتدا دمپر هواي تازه كامـلاً بـاز و دمپـر هـواي برگشت كاملاً بسته مي شود سپس Set point دماي مخلوط اين دو هوا طبق يك تابع شيب (Ramp) آرام آرام به مقدار محاسبه شده خود نزديك مي شود و دمپرهاي هواي تازه و برگشت به جهت رسيدن دماي هواي مخلوط به اين Set Point به تدريج شروع به عمل كردن مي نمايند. در طول شب يا صبح زود چنانچه آنتالپي هواي بيرون نسبت به آنتالپي هواي درون مناسب تر باشد هواساز روشن شده و با بازكردن كامل دمپر هواي تازه باعث تخليه و تازه نمودن هواي درون وهمچنين استفاده از انرژي مجاني هواي بيرون مي شود. 
كويل گرم و سرد
پس از آنكه هواي مخلوط به درجه تنظيم خود رسيد وارد كويل گرم و سرد مي شود در آنجا نيز سنسورهائي براي اندازه گيري دما وجود دارد و شير گرم و سرد طوري كنترل مي شود كه دماي كويل ها به مقدار مطلوب برسد. 

كنترل دماي زون ها 
دمپــرهاي زون ها كه در آخرين بخش در خروجي هواساز قرار دارند با توجه به دماي زون ها و Set Point آنها طوري كنترل مي شوند كه با تركيب صحيحي از هواي گرم و سرد بتوانند دماي اتاق ها را به حد مطلوب برسانند.

تنظيم رطوبت زن
در كانال برگشت، سنسور اندازه گيري ميزان رطوبت وجود دارد، با توجه به عدد قرائت شده توسط اين سنسور و مقايسه آن با Set Point رطوبت، شيربرقي رطوبت زن به صورت PWM فرمان روشن گرفته تا بتدريج رطوبت زون ها به ميزان مطلوب برسد.

تنظيم CO2 
همچنين دركانال برگشت، سنسور اندازه گيري   Co2 وجود دارد، با توجه به ميزانCo2   موجود درهواي برگشت و مقايسه آن با مقدار تنظيمي (Set point‌) براي داخل ساختمان، دمپر هواي تازه شروع به كار مينمايد بطوريكه بتدريج بتواند با ورود هواي تازه ميزان  Co2 را در حد مطلوب نگه دارد.

سنسورهاي اختلاف فشار (DPS) – كنترل فن و فيلتر 
فن هاي رفت و برگشت به دتكتورهاي اختلاف فشار مجهز شده اند. پس از فرمان روشن شدن به فــن ها و پس از اندكي تاخير جهت رسيدن دور موتور به حد نامي، وضعيت سوئيچ هاي اختلاف فشار توسط MBC بررسي مي شود و چنانچه اين سوئيچ ها عمل نكرده باشد، بمعني عدم كاركرد فن مي باشد. بنابراين بلافاصله به فن ها دستور خاموش داده و با ثبت گزارش و فرستادن آلارم اپراتورها را براي تعمير آن آگاه مي سازد. آلارم تعويض فيلتر نيز توسط DPS انجام مي شود.

ترموستات يخ زدگي 
اين ترموستات در مسير هواي مخلوط قراردارد و در صبح زمستان و در زمان استارت هواساز چنانچه دماي هواي مخلوط به كمتر از ميزان Set Point اين ترموستات برسد و امكان يخ زدگي كويل گرم وجود داشته باشد بلافاصله فرمان بسته شدن دمپرهاي هواي تازه و باز شدن كامل شير گرم و به دنبال آن خاموش شدن فن رفت صادر مي شود.
چيلر
جهت برآوردن نياز برودتي اين ساختمان از 5 دستگاه چيلرجذبي با ظرفيت نامي هركدام معادل 520 تن استفاده شده است. 6 عدد پمپ وظيفه پمپاژ نمودن آب سرد خروجي از چيلرها را به سمت ساختمان جهت مصرف توسط هواسازها برعهده دارند. جهت كنترل تعداد چيلرهاي روشن از يك عدد سنسور DPT ((Differential Pressure Transmitter استفاده شده است. اين سنسور، اختلاف فشار بين آب مسير رفت به ساختمان و مسير برگشت از ساختمان را اندازه گيري نموده و براساس Set Point هائي كه براي آن تعريف شده است اقدام به روشن وخاموش نمودن چيلرها براساس يك برنامه متعادل سازي از نظر ساعت كاركرد مي پردازد. 

بمنظور مطالعه بيشتر سهم BMS در راهبري و نگهداري بهينه تاسيسات ساختمان از تجربيات بانك Credit Lyonnais پاريس در نصب سيستم هاي BMS كه شروع آن از دهه 70 ميلادي صورت گرفته، استفاده نموده و سعي در يك مقايسه اجمالي بين راهبري و نگهداري بدون BMS، با استفاده از BMS دهه 70 و BMS امروزه مي شود.

سيستم راهبري اوليه دستي
در اين سيستم تكنسين راهبر موظف به خواندن gage ها و يادداشت پارامترهاي مختلف نظير درجه حرارت، فشار و غيره و همچنين يادداشت مصارف انرژي تجهيزات مختلف، اندازه گيري و يادداشت شدت جريان موتورهاي فن، پمپ و غيره بوده است. اين شخص همچنين خرابي يا عدم كاركرد تجهيزات را نيز يادداشت مي نموده و تمام اين اطلاعات را به مسئول راهبري منتقل مي كرده است. مسئول راهبري بر اساس اين اطلاعات برنامه راهبري را تنظيم و دستور كار روزانه و هفتگي را به گروه راهبر اعلام مي نموده است. گروه راهبر بر اساس دستور كار، وظايف خود را انجام و دستور كار اصلاح شده را به مسئول راهبري عودت مي داده است.

مسئول راهبري بر اساس كارهاي انجام شده برنامه راهبري را به روز در آورده و دستور كارهاي جديد را به گروه راهبري ارجاع مي داده است. تجهيزاتي كه نيز احتياج به تعمير داشته است توسط گروه مسئول تعمير مي شده است. اين نحوه راهبري به اقرار مسئولين بانك، بسيار وقت گير و پر هزينه بوده و كارهاي اضافي و بي حاصل بدفعات تكرار مي شده است و تمامي اطلاعات بصورت دستي ضبط و نگهداري مي شده است كه بعلت حجم اطلاعات نوشته شده و غير مرتب، آناليز و در نهايت استفاده منطقي و بهينه از آنها غير ممكن بوده است. در دهه 70 و در سال 1977 ميلادي مسئولين بانك تصميم به اجراي اولين سيستم BMS مي نمايند.

اين سيستم كه منطبق با تكنولوژي روز خود بوده است اطلاعات 3000 نقطه را جمع آوري مي نموده و در اختيار اپراتور قرار مي داده است. اين سيستم همچنين قادر به صدور فرمانهاي ديجيتال يعني روشن و خاموش كردن تجهيزات از اطاق كنترل بوده است. مسئولين فني بانك در آن زمان بسيار از امكانات اين سيستم راضي بوده و مي توانستند از اطلاعات جمع آوري شده استفاده نمايند. ولي هنوز اين سيستم قادر به تنظيم برنامه راهبري مدون نبوده است. كنترل دقيق تجهيزات بعلت نبودن امكانات نرم افزاري خصوصاً حلقه هاي كنترلي PID و فرمانهاي آنالوگ براي تغيير Set Point مقدور نبوده است. بطور خلاصه مي توان گفت اين سيستم در بهينه سازي مصرف انرژي، زمان و هزينه راهبري چندان مؤثر نبوده است.

اجراي BMS پيشرفته
با نصب آخرين BMS كه در اواخر دهه 80 صورت گرفت DDC ها كنترل تمامي تجهيزات را به عهده دارند و اطلاعات را از طريق خطوط مخابراتي به چندين پست مركزي انتقال مي دهند. مديريت تاسيسات ساختمان چه از نظر فني، امنيتي، اداري و مالي همه بصورت اتوماتيك و Computerized انجام مي شود. مديريت فني و راهبري بر اساس اولويت آلارمها و زمان كاركرد تجهيزات برنامه ريزي مي شود. مديريت مالي با دريافت مصارف مختلف ( سوخت و برق )، محاسبه هزينه ها بصورت اتوماتيك انجام مي شود.