المباني الذكية Intelligent Building و دورها في دعم تطبيق العمارة الخضراء

3. منظومة المباني الذكية

بشكل عام يمكننا تقسيم منظومة الذكاء بالمباني إلى ثلاث منظومات فرعية وهي:

1.3. المنظومة الذكية Intelligent System 

هي بمثابة العقل المتحكم في بقية المنظومات، والتي تجعل كل منظومة تغير من سلوكها بما يتناسب مع التغيرات في المنظومات الأخرى، وتعد هذه المنظومة بمثابة العقل الحاكم لبقية المنظومات, كما في رقم 1 بالشكل (3).

2.3. المنظومات المحددة الوظيفة Purposive Systems 

تطورت مع تطور العلوم والتكنولوجيات الحديثة مثل منظومة الإضاءة والتكييف والتغذية بالمياه والصرف الصحي والأمن ووصلات التليفزيون والهاتف وغيرها, كما في رقم 2 بالشكل (3).

3.3. المنظومة الإنشائية Structure System 

تشمل مواد الذكية وطريق إنشاء المبنى الذكية , كما في رقم 3 بالشكل (3).

4. الأنظمة التكنولوجية المستخدمة في المباني الذكية

تعتمد المباني الذكية في تحقيق أهدافها على مجموعة من الأنظمة التكنولوجية وتشمل كلاً من أنظمة الإدارة وأنظمة المعلومات وأنظمة التحكم والأمان وأنظمة الإتصالات . كما في الشكل (4).

شكل (4) الأليات التكنولوجية بالأبنية الذكية

وبناء على ذلك؛ يمكننا القول أن المباني الذكية هي المباني التي تتكامل أنظمتها مع البيئة، مثل استخدامها للطاقة والتحكم في درجة الحرارة والإضاءة والصوت، ومكان العمل والإتصالات. 

على سبيل المثال: تستخدم المباني التكنولوجيا القائمة علي استخدام المشغلات الذاتية المصغرة، ونظم التحكم، والسيطرة من خلال شاشات التحكم. وفي معظم المباني يتم استخدام أجهزة قياس بالاستشعار في نقاط استراتيجية تقوم بتغذية مستمرة للمعلومات. ومن أبسط أمثلتها أنظمة الإضاءة التى تضئ وتنطفئ بمجرد دخول أوخروج الأشخاص للمبني.

5. المباني الذكية والعمارة الخضراء

أصبح البناء الذكي على مدار العقود الماضية، مفهومًا شائعًا يُطبق على أنواع مختلفة من المباني، سواء كان المبني ذكيًا من حيث الأداء أومن حيث الخدمات أوالأنظمة أوجميع الجوانب الثلاثة المتكاملة. ويهدف البناء الذكي إلى تعزيز أعلى مستويات التحكم للمعايير المختلفة التي من شأنها تحديد مدى صحة البيئة داخل المبني. 

كما أنها مزودة بأنظمة توليد ذكية باستخدام مصادر للطاقة المتجددة عن طريق التقنيات المبتكرة (التخزين والتحكم)، بالإضافة لكونها تتمتع بالملائمة مع التحديثات المستقبلية.

لا يعزز البناء الذكي الإنتاجية ورفاهية المستخدمين فحسب، بل أيضًا يساعد في تحقيق فاعلية المورد وفاعلية التكلفة والمرونة وقابلية التكيف. وعلاوة على ذلك، أصبح البناء الذكي في الآونة الأخيرة مدمجاً مع المباني الخضراء في سياق واحد، لتحقيق المتطلبات الحالية للحفاظ على البيئة . كما يوضح شكل (5).

وبناءً على ذلك يمكننا القول بأن المباني الذكية بكل ما تحمل من أنظمة تكنولوجية تمثل مدخلاً لتطبيق مبادئ العمارة الخضراء من خلال تكنولوجيا المعلومات والإتصالات المدمجة مع حلول البناء الأخضر، وذلك إعتماداً على أن المباني الذكية مباني ذات أداء عالي من حيث أنظمة البناء والخدمات مثل الراحة والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء والإضاءة والأمن السلامة والحريق.

ويمكننا تقسيم هذه الأنظمة إلى ثلاثة أنظمة أساسية كل منها تتضمن مجموعة من الأنظمة والأليات كما يلي:

1.5. الأنظمة الذكية السالبة Passive Systems

الأنظمة الذكيه السالبة تشمل الأنظمة التكنولوجية التي تعتمد فكرتها على المعالجات السالبة للواجهات والأسقف والتي يمكن أن يدخل معها الأنظمة الميكانيكية كجانب مساعد. ومنها أنظمة الواجهات المزدوجة ومداخن التهوية وأنظمة التظليل الشمسي وأنظمة ضوء النهار وأنظمة الطاقة الحيوية Photobioreactor.

2.5. الأنظمة الذكية النشطة Active Systems

الأنظمة الذكية النشطة تشمل الأنظمة التكنولوجية التي تعتمد بشكل أساسي على أنظمة الحاسوب والأنظمة الميكانيكية، ومنها أنظمة توليد الطاقة المتجددة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحيوية، وأنظمة إدارة الطاقة، وأنظمة الإضاءة الصناعية، وأنظمة التحكم في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء HVAC ((Heating, Ventilating, and Air Conditioning، وأنظمة الأمن والسلامة بغلاف المبنى من أجهزة الاستشعار وكاميرات مراقبة وإنذارات الحريق وغيرها والتي تدعم توفير الراحة لمستخدمي الفراغ.

3.5. مواد البناء الذكية Smart Materials

مواد البناء الذكية مثل مادة الخرسانة البيولوجية التي تدعم نمو الطحالب والفطريات عليها والخرسانة الشفافة؛ التي تسمح بنفاذ الضوء والإسمنت المضيء ومادة (ETFE (Ethylene Tetrafluoroethylene الشفافة وزجاج البلورات السائلة والخلايا الكهربائية الذكية التي تدعم توليد الطاقة، ومادة الإسمنت المقلل للتلوث ومادة الغبار الذكي Smart Dust وهي عبارة عن حساسات صغيرة جداً في حجم حبيبات الرمل يمكنها رصد وتحليل أي متغيرات داخل أو خارج المبنى.