سیستم‌های آتش‌نشانی در ساختمان‌های هوشمند

توسعه سیستم‌های آتش‌نشانی در ساختمان‌های هوشمند

پژوهشی از موسسه تحقیقات ساخت‌وساز و شورای تحقیقات ملی کانادا، اتاوا

ترجمه: محمود سمیعی

 

یک ساختمان هوشمند را می‌توان به عنوان یکی از بهترین مفاهیم موجود برای ایمنی تعریف کرد چراکه در آن‌ها طرح‌ها، مواد، سیستم‌ها ایمنی و فناوری‌هایی برای ارائه و پاسخگویی مؤثر در محیطی هوشمندانه برای دستیابی به اهداف ساکنان به‌طور کامل در طول عمر ساختمان در مقایسه با ساختمان‌های سنتی وجود دارد. ساختمان‌های هوشمند باید بتوانند مصرف انرژی را کاهش داده، عمل تعمیر و نگهداری و خدمات را کاهش دهند، هزینه‌ها را کم کرده، خدمات امنیتی بهتری ارائه دهند، در برنامه‌ریزی و برنامه‌ریزی مجدد سهولت ایجاد کنند و به‌طورکلی باعث افزایش رضایت ساکنان ساختمان شوند. از دیگر مزایای این نوع ساختمان‌ها باید به سازگاری آن‌ها با تغییر کاربردها و فناوری و عملکرد محیطی آن‌ها و فراهم کردن شرایط کار ایمن‌تر، سالم‌تر و راحت‌تر اشاره کرد.

طرفداران این ساختمان‌ها معتقدند که آن‌ها از طریق بهره‌وری کارگرانی که در آن کار می‌کنند، در آینده بهبود خواهند یافت. اخیراً مفهوم ساختمان هوشمند در برنامه‌ریزی بسیاری از دفترهای جدید به‌روز شده و مورد توجه کارشناسان قرار گرفته است. ساختمان‌های هوشمند امروزه برای استقبال انواع دیگری از کاربری‌ها هم توسعه یافته است، مانند محیط‌های اداری، کارخانه‌ها و مکان‌های آموزشی.

کارشناسان آتش‌نشانی بر این عقیده‌اند که تشخیص آتش‌سوزی و سیستم‌های ایمنی مربوط هم از بخش‌های مهم یک سیستم هوشمند هستند. سالانه میلیاردها دلار برای نصب و نگهداری از آتش‌سوزی در ساختمان‌های مسکونی هزینه می‌شود. سیستم‌های ایمنی موجود در ساختمان‌ها برای اطمینان از ایمنی در برابر آتش‌سوزی ناخواسته ساخته شده‌اند. سیستم‌های هوشمند، توسعه یافته در ساختمان هوشمند فرصت‌هایی را برای تحقق هرچه مؤثرتر این سیستم کارآمد و اقتصادی فراهم آورده‌اند.

حسگرهای جدید تشخیص آتش، زودتر و مطمئن‌تر عمل می‌کنند. سیستم‌های جدید بی‌سیم نیاز کابل‌کشی را از بین برده‌اند و فرصت‌هایی را برای نیروهای امدادی فراهم کرده‌اند که آتش‌نشانان قبل از ورود به صحنه آتش‌سوزی، استراتژی‌های آتش‌نشانی را انجام دهند. انجمن ایمنی سیستم‌های ساختمانی، پتانسیل کاهش آلارم‌های کاذب و سرعت بخشیدن به تخلیه و کمک به آتش‌نشانان را در ساختمان در نظر دارد. این تغییرات روش‌های جدیدی برای ارائه ایجاد می‌کنند. ایمنی در برابر آتش‌سوزی و بازارهای جدید برای شناسایی سیستم‌های اعلام حریق، زنگ خطر و مقابله با آتش را به شهروندان ارائه می‌کنند. با پیشرفت این فناوری‌ها، ممکن است در آینده تغییرات بیشتری در شیوه‌های ایمنی ساختمان‌ها حاصل شود.

این مقاله به بررسی وضعیت فعلی شناسایی سیستم‌های اعلام حریق در ساختمان‌های هوشمند می‌پردازد و فناوری‌ها و مفاهیم جدیدی را که برای هوشمند سازی ایجاد شده است، شناسایی می‌کند. ساختمان‌هایی که می‌توانند برای بهبود قابلیت سیستم‌های ایمنی در برابر آتش استفاده شوند، پتانسیل تأثیر سیستم‌های خدمات یکپارچه ساختمان و موانع ایجاد آتش‌سوزی سیستم‌های ردیابی و بازرسی در مورد آتش در ساختمان‌های هوشمند در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است. در پایان نیز با بررسی نحوه ترکیب این سیستم‌های جدید برای ارائه نسل بعدی سیستم‌های ایمنی آتش‌نشانی هوشمند، مواردی معرفی می‌شوند.

 

فن‌آوری حسگرهای در حال ظهور در ساختمان‌های هوشمند

فن‌آوری‌های جدید حسگرها در نسل بعدی ساختمان‌های هوشمند، جزو مؤلفه‌های اصلی خواهند بود. البته ساختمان‌های هوشمند فعلی اغلب دارای پردازنده‌های شبکه‌های اطلاعاتی تعبیه شده و اختصاصی هستند. پیش‌بینی می‌شود که نسل جدید این توانایی را به خوبی پیدا کنند تا در مورد شرایط ساختمان‌های هوشمند و نیازهای ساکنان آن آگاهی یابند و رفتار سیستم‌های کنترلی خود را به این ترتیب تغییر دهند. به‌کارگیری تعداد زیادی حسگر داخل ساختمان این امکان را می‌دهد که به جای استفاده از مدل‌های کنترل از پیش برنامه‌ریزی شده (مانند دو نسل اول ساختمان‌های هوشمند )، به شکلی واکنشی عمل کند. اطلاعات ارائه شده توسط حسگرها شامل تغییراتی در هر دو محیط داخلی و خارجی یک ساختمان هوشمند مانند دود، دما و رطوبت، کیفیت هوا، حرکت هوا و تعداد ساکنان ساختمان و همچنین تعداد زیادی از خصوصیات دیگر است. این سیستم از حسگرها برای شناسایی چگونگی تمایل فرد نسبت به شرایط خاص و یادگیری رفتارهای متفاوت برای افراد مختلف استفاده می‌شود.

تعداد حسگرهای مورد نیاز برای به دست آوردن این نوع عملکردها بسیار زیاد است، به خصوص ازآنجایی‌که یکی از اهداف اصلی ساختمان‌های هوشمند ، امکان کنترل شخصی یک محیط است. این نیاز هزینه ساختمان‌های هوشمند را افزایش داده و مدیریت تعداد زیادی از داده‌های موجود را دشوار می‌کند. درنتیجه توسعه حسگرهای مقرون به‌صرفه به عنوان یک نیاز اساسی برای ساختمان‌های هوشمند شناسایی شده است. خوشبختانه، بسیاری از خواص مورد نیاز، برای نظارت چند هدف اساسی قابل استفاده هستند.

همچنین سیستم‌های امنیتی در این ساختمان‌ها وجود دارد که می‌تواند به‌طور ویژه ورود و خروج کارکنان یک ساختمان اداری را به‌طور کامل ردیابی کنند. آن‌ها می‌توانند برای اطمینان از تخلیه کامل ساختمان در حین آتش‌سوزی یا حتی با اشکال پیشرفته‌تر تعیین کنند که آیا ممکن است یکی از کارکنان به دام آتش‌سوزی افتاده که نتواند از آن فرار کند یا نه؟

به همین ترتیب، پارامترهایی از قبیل دما و حرکت هوا به همان اندازه که در حفظ محیط کار در محیط داخلی مؤثر هستند، به همان اندازه هم در تشخیص آتش‌سوزی اهمیت دارند. حسگرهای دوگانه و سیستم‌های حسگر به اندازه کافی انعطاف‌پذیر هستند تا بتوانند داده‌های مربوط به رویدادهای مختلف را تفسیر کنند، این نوع از حسگرها برای ساختمان هوشمند باصرفه و مهم هستند.

 کارشناسان ایمنی در مقابل آتش‌سوزی تلاش کرده‌اند تا حسگرهای چندمنظوره برای شناسایی هم‌زمان آتش‌سوزی و نظارت بر کیفیت هوای داخلی تولید کنند. انتظار می‌رود حسگرهای چندمنظوره که ورودی‌های چندین ماده شیمیایی مختلف یا فرایندهای فیزیکی را با یکدیگر ترکیب می‌کنند، سرعت آلارم کاذب را کاهش داده و سرعت تشخیص مشکلات واقعی را افزایش دهند؛ بنابراین آن‌ها باید بتوانند ایمنی در برابر آتش را افزایش دهند و درعین‌حال هزینه‌های کل سیستم را کاهش دهند. حسگرهایی که از گازهای شیمیایی استفاده می‌کنند برای این نوع کاربردها پتانسیل لازم را دارند. امروزه تقریباً تکنیک‌های حسگرهای شیمیایی در دسترس است که برای اندازه‌گیری مدل‌های گازی پایدار (از مواد قبل یا هنگام احتراق) استفاده می‌شود. حسگرهای شیمیایی را می‌توان از طریق بسیاری از فعل‌وانفعالات، ازجمله کاتالیزوری، الکتروشیمیایی، مکانیکی – شیمیایی و نوری سنجید و مورد مطالعه قرار داد. در یک اینچ مربع، چند صد حسگر جداگانه را می‌توان در یک ردیف قرار داد و از آن‌ها در موارد ضروری استفاده کرد. با پوشش هر حسگر با مواد نیمه‌رسانای متفاوت، می‌توان چند صد برداشت مختلف برای علامت‌های گازی را توسط یک سیستم متخصص به انجام رساند. اخیراً، یک سیستم دقیق و منظم از حسگرهای بویایی برای نظارت بر محیط‌زیست و برای تشخیص آتش‌سوزی و دود ساخته شده است. چنین سیستمی از مجموعه‌ای از حسگرهای شیمیایی به‌طور گسترده انتخابی همراه با الگوریتم‌های تشخیص و الگوی مبتنی بر ریزپردازنده تشکیل شده است، به‌طوری که می‌توان تغییرات شرایط محیطی، مانند CO، CO2 و دود را تشخیص داد.

مسئله اصلی در هر سیستم حسگر، تمایز بین دلایل مختلف این رویداد است. به‌عنوان‌مثال، وجود CO2 بالاتر از سطح انتظار ممکن است علامت آتش‌سوزی باشد؛ اما ممکن است نشانه گردش هوای ضعیف در داخل اتاق هم باشد. هنگامی‌که حسگرهای مختلف برای ایمنی از آتش‌سوزی، کنترل حرارتی و نظارت بر محیط‌زیست به‌طور جداگانه در ساختمان‌ها نصب شده باشد می‌تواند به صورت یکپارچه عمل کند و حساسیت به آتش و ایمنی کاذب به میزان قابل‌توجهی افزایش یابد و با این وضعیت احتمالاً با احساس هر چیز کم‌اهمیت آلارم‌ها به صدا درمی‌آیند. البته این حسگرها در موقعیت‌های مختلف ساختمان نصب شده‌اند. پس از وقوع آتش‌سوزی، سیستم ایمنی می‌تواند نشانه‌های آتش‌سوزی متعدد و رابطه مکانی و وضعیت آشکارسازهای مجاور را در نظر بگیرد.

اطلاعات حساس در برابر آتش جداگانه تولید شده، توسط این حسگرها به یک صفحه کنترل که در آن پردازش سیگنال آتش و تعیین زنگ و خطا انجام می‌شود، منتقل می‌شوند. استفاده از یک واحد پردازشگر مرکزی (CPU) قدرتمند در کنترل پنل به سیستم ایمنی امکان می‌دهد از الگوریتم‌های پیچیده و پردازش سیگنال پیشرفته برای شناسایی علائم آتش استفاده کند.

نقش كنترل پنل در بهبود قابليت تشخيص حريق در حال حاضر شناخته شده است و سيستمي با استفاده از كنترل پنل‌ها براي تصمیم‌گیری يكي از دو نسخه اصلي سیستم‌های هوشمند آتش، شناسايي شده است. با استفاده از پنل‌هاي كنترل براي تصمیم‌گیری، مشخص می‌شود کدام‌یک از دو نسخه اصلي سیستم‌های هوشمند برای شناسايي آتش است. کنترل پنل‌های مدرن به دلیل استفاده گسترده از مدارهای مجتمع و اجزای دیجیتال بسیار قدرتمندتر و انعطاف‌پذیر هستند و امکان کنترل کامل عملکرد کامپیوترها را فراهم می‌آورند.

این پنل‌های کنترل از قابلیت پردازش سیگنال قدرتمندی برخوردار بوده و از تکنیک‌های هوش مصنوعی استفاده می‌کنند. برای اطمینان از قابلیت سیستم تشخیص آتش‌سوزی، زمان پاسخگویی به آتش‌سوزی‌های اولیه، میزان هشدارهای کاذب و نیازهای نگهداری آزمایشگاه، تحقیقات ساختمانی و آتش‌نشانی اخیراً پروژه‌ای برای توسعه بیشتر پنل‌های اعلام حریق و هشدار پیشرفته آغاز کرده است.

این پروژه با هدف استفاده از اطلاعات ارائه شده توسط حسگرها و مدل‌های پیشرفته رشد آتش‌سوزی و انتشار دود در ساختمان‌ها برای تمایز میان آتش‌سوزی و تهدیدهای غیر آتش‌سوزی و شناسایی محل دقیق آتش‌سوزی در یک ساختمان و ارائه برآوردهای مداوم در کوتاه مدت و طولانی مدت، نحوه رشد آتش‌سوزی و گسترش دود در ساختمان را ارائه می‌دهد. این‌گونه اطلاعات مربوط به آتش‌سوزی به اپراتورهای ساختمان و آتش‌نشانان این امکان را می‌دهد که هرگونه ارزیابی حادثه مربوط به آتش‌سوزی در ساختمان را دقیق‌تر و پاسخگوتر انجام دهند، یعنی آتش‌سوزی‌ها را کنترل کرده و بر تخلیه ساختمان نظارت داشته باشند.

سیستم‌های دید کامپیوتر همچنین می‌تواند به عنوان نوعی حسگر چندمنظوره مورد استفاده قرار بگیرند. برنامه‌های دید در کامپیوتر شامل امنیت ساختمان، بهبود سرعت پاسخ و صرفه‌جویی در مصرف انرژی برای سیستم‌های HVAC با شناسایی شماره ساکنین و مکان آن‌ها، نظارت بر تابلوهای برق و کنترل پنل‌ها و سنجش و کنترل سطح روشنایی است. دید رایانه همچنین از مزایای قوی برای استفاده در سنجش و نظارت بر آتش‌سوزی برخوردار است. دوربین‌ها و وسایل مربوط مورد نیاز در سیستم دید رایانه، در حال حاضر از ویژگی‌های استاندارد بسیاری از ساختمان‌ها برای سایر کاربردها استفاده می‌شود و می‌تواند بسیار کارآمد باشد. به همین خاطر با تغییر در نرم‌افزار و ارتباط نتایج بین سیستم دید کامپیوتر و سایر حسگرها می‌توان قابلیت اضافی برای تشخیص آتش را با کمترین هزینه اضافه کرد.

یکی از این کاربردها سیستم شناسایی آتش دید، دستگاه (MVFDS) است که از ترکیبی از دوربین‌های فیلمبرداری، رایانه‌ها و تکنیک‌های هوش مصنوعی استفاده می‌کند. این کار چندین تصویر طیفی را در زمان واقعی پردازش می‌کند تا با اطمینان قابل‌توجهی آتش کوچک را در مسافت‌های زیاد و در مدت زمان بسیار کوتاه تشخیص دهد. همچنین می‌تواند محل آتش‌سوزی را مشخص کند، رشد آن را ردیابی کرده و بر مهار آتش نظارت کند. در بعضی از برنامه‌ها، MVFDS بیشتر با حسگرهای تابش (UV و IR) ترکیب شده است تا قابلیت‌های تشخیص آن با دوربین CCD را (به منظور افزایش خودکار ارزیابی صحنه از طریق شناسایی مناطق روشن مرتبط با تابش آتش و افزایش قابلیت اطمینان سیستم) ارائه کند. توسعه این سیستم دید رایانه‌ای همچنان ادامه دارد و به دلیل نیاز به اجزای نرم‌افزاری گران‌قیمت و پیشرفته و سخت‌افزاری مناسب محدود به نظر می‌رسد.

حسگرهای بی‌سیم یکی دیگر از فناوری‌های مهم در حال ظهور برای ساختمان‌های هوشمند است. آشکارسازهای آتش بی‌سیم در حال حاضر در بازار موجود هستند. در آن‌ها سیگنال‌های هشدار منتقل می‌شود. هنگام تشخیص دود یا تغییر سریع دما، از طریق رادیو، کنترل رادیویی مادون‌قرمز، ماوراء صوتی و ماکروویو سیگنال‌هایی به صفحه کنترل می‌آید. البته اهمیت آن‌ها ناشی از توانایی‌شان برای اندازه‌گیری پارامترهای جدید نیست، بلکه به این دلیل است که آن‌ها نیازی به اتصال سفت و سخت به سیستم جمع‌آوری داده ندارند که خوانش آن‌ها را ثبت کند. این قابلیت نه‌تنها اجازه می‌دهد تا حسگرهای بی‌سیم در هر نقطه‌ای از اتاق قرار گیرند، بلکه به معنای نصب آن‌ها در بخش بیرونی یا سایر مکان‌ها نیز هست.

امکان نظارت از هر راه دیگری بسیار گران و از نظر فیزیکی غیرممکن است. فناوری بی‌سیم همچنین ممکن است یک ضرورت برای مقاوم‌سازی فن‌آوری هوشمند ساختمان در ساختمان‌های قدیمی باشد، جایی که مشکل و هزینه نصب مانع قابل‌توجهی است. در بسیاری موارد نصب سیستم‌های هوشمند سازی ساختمان در ساختمان‌های قدیمی نیاز به نوسازی‌های اساسی دارد. در هر صورت به‌ندرت می‌توان بدون آسیب به دیوارها، کف‌ها و سقف‌های موجود این کار را انجام داد و احتمالاً در حین تجهیز سازی ساختمان آسیب‌هایی برمی‌دارد، به همین خاطر برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های قدیمی نیاز به ایجاد شبکه‌های بی‌سیم است. بدون استفاده از چنین تکنیکی، این ساختمان‌های قدیمی به تدریج با ساخت‌وسازهای جدید غیرقابل رقابت می‌شوند و ارزش محیط داخلی موجود آن‌ها کاهش می‌یابد.

حسگرهای بی‌سیم در ساختمان‌های بزرگ از طریق شبکه‌های بی‌سیم در ساختمان با دیگر سیستم‌های ساختمان ارتباط برقرار می‌کنند. شبکه‌های داده درون دفتر کار مبتنی بر 10 شبکه بی‌سیم 10 گیگاهرتزی است که در حال حاضر به‌طور گسترده‌ای در دسترس هستند. پیش‌بینی می‌شود شبکه‌های بی‌سیم در آینده برای بسیاری از برنامه‌های کاربردی شبکه هوشمند ساختمان با نرخ کم تا متوسط به رسانه غالب تبدیل شوند. البته باید گفت که توسعه بیشتر و قابل‌توجهی برای آن‌ها لازم است تا به پتانسیل کامل خود برسند و مشکلاتشان مانند جذب پارتیشن‌بندی اداری و بازتاب از دیوار، پنجره‌ها و سایر سطوح، برطرف شود. از دیگر مشکلات عمده می‌توان به کاهش قابل‌توجهی هزینه حسگرهای بی‌سیم و نیاز به توسعه سیستم‌های منبع تغذیه مناسب اشاره کرد که امکان کار درازمدت برای این حسگرها را فراهم می‌آورد.

 

توسعه تکنیک‌های کنترل و کنترل از راه دور سیستم‌های هوشمند

 امروزه بین کارشناسان حوزه ایمنی علاقه زیادی به نظارت از راه دور سیستم‌های خدماتی ساختمان وجود دارد. نظارت از راه دور هوشمند می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی بهره‌وری را افزایش داده و هزینه‌های مربوط به عملیات مدیریت ساختمان را کاهش دهد. آن‌ها ممکن است از نظر امکانات کوچک مخصوصاً در مواردی که نظارت فنی ماهر در نظر گرفتن آن گران باشد، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار باشند. این سیستم‌ها می‌توانند به یک نفر اجازه دهند بر تعدادی از ساختمان‌ها نظارت کرده و از دور آن‌ها را مدیریت کند.

بیشتر سیستم‌های نظارت تجاری از یک مودم و شماره‌گیری از راه دور برای دسترسی به سیستم‌عامل ساختمان استفاده می‌کنند. پیام‌های هشداردهنده از سیستم‌های ساختمان نیز می‌توانند مستقیماً بدون دخالت اپراتور ساختمان به سازنده تجهیزات ارسال شوند. اخیراً، مطالعات گسترده‌ای با استفاده از اینترنت برای کنترل در زمان واقعی سیستم اتوماسیون ساختمان انجام شده است. در مقایسه با رابطه «صدا / لمس»، اینترنت قادر به ارائه اطلاعات بیشتر (متن، تصاویر و کلیپ‌های صوتی) است. محققان دانشگاه اسکس در انگلستان در حال ساختن یک اینترنت جاسازی‌شده در داخل ساختمان هستند که به کاربران یا سازندگان امکان می‌دهد ارتباط مستقیمی با سیستم‌های خدمات ساختمان داشته باشند. در همین رابطه دانشگاه هنگ‌کنگ یک پروژه تحقیقاتی اولیه برای استفاده از اینترنت برای کنترل در زمان واقعی سیستم‌های اتوماسیون ساختمان انجام داده است.

مطالعات آن‌ها نشان داده كه اينترنت اين امكان را دارد كه نظارت و كنترل يك سيستم اتوماسيون معمول ساختمان را در خارج از ساختمان گسترش دهد تا كاربران بتوانند در هر زمان و از هرکجا به آن دسترسي داشته باشند. کار آن‌ها همچنین نشان می‌دهد که یک دفتر مرکزی با مدیریت 24 ساعته قادر به مدیریت تمام املاک و مستغلات با صدها ساختمان است.

همچنین کنترل از راه دور می‌تواند ایمنی آتش را در ساختمان‌ها بهبود بخشد. تخمین زده می‌شود که 67 درصد از آتش‌سوزی‌های بزرگ خارج از ساعات اداری رخ می‌دهند. نظارت از راه دور سیستم‌های اعلام حریق و هشدار می‌تواند با ارائه اطلاعات کافی در مورد آتش‌سوزی به مدیر ساختمان و فعال‌سازی سیستم‌های مهار آتش‌سوزی و احضار بلافاصله تیپ آتش‌نشانی مناسب، باعث کاهش زمان واکنش و بهبود اثربخشی در پاسخ شود.

برخی از کارشناسان پنل‌های کنترل آتش‌سوزی پیشرفته فعلی، در گذشته مودمی را برای کنترل دسترسی از راه دور در ساختمان نصب کرده‌اند. با توسعه کنترل زمان واقعی از طریق اینترنت، سیستم‌های آتش‌نشانی با هشدارهای زودرس از آلودگی حسگرها قبل از اینکه بر روی تمام سیستم تأثیر بگذارند، وجود آتش را تشخیص داده و خطای خودکار را شناسایی کرده و آن را برطرف می‌کنند. دخالت انسانی در اولین علامت هشدار باید تأثیر زیادی را بین تهدیدهای آتش‌سوزی و غیر آتش‌سوزی ایجاد کند. وقتی‌که آتش‌سوزی رخ می‌دهد، می‌توانید اطلاعات دقیق و کافی در مورد آتش‌سوزی محلی داشته باشید و به‌طور مستقیم آن را به آتش‌نشانی محلی ارسال کنید. آتش‌نشانان همچنین می‌توانند به اطلاعاتی از طریق اینترنت دسترسی پیدا کنند تا مکان‌های مواد خطرناک بالقوه در ساختمان یا ساکنانی که برای ترک محل آتش‌سوزی به کمک‌های ویژه نیاز دارند را شناسایی و پیدا کنند. سیستم‌های دسترسی کامل از راه دور اجازه اجرای یک برنامه‌ریزی جامع را می‌دهند، پنل آتش‌نشانی ساختمان کارهای زیادی را به جای شما انجام می‌دهد تا شما بتوانید بیشتر به آتش‌سوزی بپردازید؛ بنابراین سیستم‌های دسترسی از راه دور باید زمان اضافی ارزشمند دیگری را برای حفاظت از اموال و حفاظت از زندگی فراهم کنند.

با این حال، باید به این مسئله اذعان کرد که کنترل زمان واقعی از طریق اینترنت هنوز در مراحل ابتدایی خود است. توسعه سیستم‌های حفاظت از آتش از راه دور پیشرفته و مبتنی بر اینترنت که در بالا توضیح داده شد، هنوز در ساختمان‌های هوشمند آغاز نشده است. به علاوه موضوعات مهمی از قبیل کنترل امنیت و امنیت در زمان واقعی، هنوز هم باید در نظر گرفته شوند.

البته نقش اینترنت و رایانه را نباید نادیده گرفت، دسترسی از طریق اینترنت به سیستم‌های ایمنی آتش‌سوزی همچنین موارد ایمنی بی‌نظیری در مورد آتش‌سوزی مربوط به امنیت رایانه و شبکه را ایجاد می‌کند. اجرای کامل سیستم‌های نظارتی مبتنی بر اینترنت نیاز به اطمینان کامل از یکپارچگی داده‌ها و مقاومت در برابر هک رایانه دارد. بدون این حمایت‌ها، آتش‌نشانان ممکن است اطلاعات غلط در مورد وجود، محل یا اندازه آتش‌سوزی‌ها دریافت کنند.

سیستم‌های خدمات یکپارچه ساختمان‌های هوشمند

امروزه متأسفانه در بعضی از موارد سیستم‌های ردیابی حریق و اعلام هشدار حریق تا حدی با دیگر سیستم‌های ساختمان ادغام شده‌اند. هنگامی‌که آتش‌سوزی در یک ساختمان رخ می‌دهد  سیستم‌های اعلام حریق و زنگ هشدار در برخی ساختمان‌ها سیستم‌های مختلف آتش‌نشانی مانند کنترل دود و سیستم‌های مختلف فشار و دود را فعال می‌کند. آن‌ها همچنین در مورد فراخوانی آسانسور، سیستم رهاسازی درب، علائم خروجی چشمک‌زن و سیستم‌های مهار آتش را فعال می‌کنند. با این حال، در حال حاضر، سطح ادغام کلیه سیستم‌های ساختمانی نامتناسب و هنوز محدود هستند. حتی اگر سیستم‌های خدماتی ساختمان که دارای کارکردهای مشابه مانند سیستم‌های ایمنی آتش‌نشانی و سیستم‌های امنیتی یا سیستم‌های HVAC و سیستم‌های روشنایی هستند با هم ادغام شوند، سطح مشترک قابل‌قبول از اطلاعات در بین سیستم‌ها محدود است. سیستم‌های موجود یکسانی در استحکامات ساختمان و کابل‌کشی توسط همان تولیدکننده ارائه می‌شوند.

سیستم‌های مختلف خدمات ساختمانی شامل HVAC، روشنایی، ایمنی آتش‌سوزی و نظارت بر امنیت در ساختمان معمولاً بر اساس یک پروتکل ارتباطی مشترک با یکدیگر یکپارچه نمی‌شوند. این مسئله عمدتاً به دلیل تکه‌تکه شدن صنعت ساختمان و ارتباطات است. عدم تمایل به تغییر شیوه‌های تعیین شده و همچنین عدم وجود پروتکل‌های ارتباطی استاندارد، به‌طور گسترده و مبتنی بر ارتباط به انواع مختلف سیستم‌های خدماتی ساختمان اجازه می‌دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. بسیاری از مستأجران و توسعه‌دهندگان همچنان به خاطر ترس از پیچیدگی بیش از حد سیستم‌ها، خرابی احتمالی کل سیستم و کاهش سرعت احتمالی کنترل مرکزی، درجه کمتری از ادغام سیستم را ترجیح می‌دهند.

البته روش‌ها و مفاهیم مختلفی برای تقویت ادغام سیستم‌های ساختمان و افزایش قابلیت اطمینان سیستم‌های یکپارچه تابه‌حال ایجاد شده است. همچنین تلاش می‌شود برای تولید پروتکل‌های ارتباطی که تولیدکنندگان مختلف را قادر می‌سازد تا با هم همکاری کنند و به سیستم‌های ساختمان اجازه دهند تا از طریق شبکه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این پروتکل‌ها شامل BACnet، LonWorks، CAN، NEST، EHSA و CAB هستند. آن‌ها مجموعه‌ای دقیق از قوانین و رویه‌ها را تنظیم می‌کنند که حاکم بر همه جنبه‌های برقراری ارتباط اطلاعات از یک دستگاه همکاری به وسیله دیگر است. مثلاً BACnet یک پروتکل استاندارد انتقال داده برای استفاده در اتوماسیون و مدیریت ساختمان است که امکان انتقال اطلاعات بین سیستم‌ها و دستگاه‌ها را فراهم می‌کند و الگوی سلسله مراتبی را ترجیح می‌دهد که در آن کل سیستم به تعدادی از زیرسیستم‌ها تقسیم می‌شود که هر یک واحد پردازش مرکزی جداگانه‌ای را دارند. هماهنگی زیرسیستم‌ها با اتصال سخت و یا اتصال نرم‌افزار به دست می‌آید. این روش نصب و نگهداری را ساده‌تر می‌کند و آسیب‌های ناشی از عدم موفقیت CPU به EMCS و سیستم‌های ایمنی آتش‌سوزی به جای کل سیستم یکپارچه فقط به سطح محلی محدود می‌شود. BACnet مناسب‌ترین مدل‌های پردازش و ارتباطات سنتی است که توسط سخت‌افزار فعلی HVAC استفاده می‌شود. با این حال BACnet نه از شبکه‌های ساختاری پویا و نه از پردازش توزیع شده پشتیبانی نمی‌کند.

امروزه تلاش‌هایی برای گسترش BACnet در ورای قلمرو HVAC انجام می‌شود. اولین محصولات تجاری سیستم آتش‌نشانی BACnet طی دو سال آینده به‌احتمال‌زیاد معرفی می‌شوند و همچنین ویژگی‌های جدیدی به پروتکل اضافه می‌شود که باعث افزایش استفاده از BACnet در سیستم‌های ایمنی زندگی می‌شود. از طرف دیگر پروتکل‌های ارتباطی مانند LonWorks، ادغام شبکه‌ای را ترجیح می‌دهند که در آن هیچ واحد پردازشی مرکزی به غیر از کابینت‌های هوشمند وجود ندارد. هر کابین هوشمند درواقع گره‌ای در شبکه است و با گره‌های دیگر در مجموعه برابر است. هر کابینت مانند اتاق فرمان است که تمام عملکردهای مدیریت انرژی، کلیه عملکردهای اعلام حریق و عملکرد دود کنترل محلی و یا منطقه‌ای را کنترل می‌کند. این ویژگی بستگی به واحد پردازش و پردازش مرکزی از راه دور یا کابینت زمینه هوشمند دیگری ندارد. ریزپردازنده‌های موجود در محیط کابینت میدانی می‌توانند از تشخیص پیشرفته پشتیبانی کرده و تمام عملکردهای ساختمان محلی را مدیریت کنند. گره‌های موجود در شبکه می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و از طریق یک ایستگاه مرکزی یا از طریق رایانه شخصی قابل‌دسترسی و مدیریت شوند. این نوع عملکرد شبکه، نصب و نگهداری را ساده‌تر کرده و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد. هنگامی‌که یک آتش‌سوزی یا یک خطا در اعلام حریق رخ‌داده باشد، این سیستم بلافاصله فقط در منطقه آسیب‌دیده و ایستگاه آتش‌نشانی (هر مکان رابط انسان / ماشین دیگر) می‌تواند با انتقال داده‌ها از دو جهت ارتباط خود را با هر کابینت میدانی (اتاق فرمان) دیگر روی حلقه شبکه حفظ کند.

واکنش به این نوع شبکه در برابر تهدید آتش‌سوزی بسیار تند و سریع است زیرا نیازی به پردازنده برای اسکن و پردازش سیستم‌های کل ساختمان ندارد. کابینت میدانی هوشمند (اتاق فرمان) زنگ خطر آتش‌نشانی را در منطقه خود تشخیص می‌دهد و در مورد آن رویداد در داخل کابینت تصمیم گرفته و عمل می‌کند.

 

نتیجه

فن‌آوری‌های هوشمند جدید در ساختمان‌ها، پتانسیلی قوی برای بهبود ایمنی در برابر آتش را دارند. حسگرهای چندمنظوره (حسگرهای گاز شیمیایی، سیستم‌های حسگر یکپارچه و سیستم‌های بینایی رایانه) و حسگرهای بی‌سیم نه‌تنها هزینه حسگرها را کاهش می‌دهند، بلکه باعث کاهش آلارم‌های کاذب، زمان پاسخگویی سریع و کاهش تلفات ناشی از آتش هم می‌شوند.

کنترل زمان واقعی از طریق اینترنت، نظارت و کنترل سیستم‌های خدماتی ساختمان را گسترش می‌دهد و سیستم‌های ایمنی آتش‌نشانی خارج از ساختمان که باعث افزایش راندمان و کاهش هزینه‌های مربوط به عملیات مدیریت ساختمان می‌شوند، بین تهدیدات آتش‌سوزی و غیر آتش‌سوزی تمایز بیشتری قائل می‌شوند و زمان موجود برای حفاظت از اموال و زندگی را افزایش می‌دهند. ادغام سیستم‌های اعلام حریق و زنگ هشدار با سایر سیستم‌های ساختمان نیز باید ایمنی در آتش را در ساختمان افزایش دهد.

با این وجود، استفاده از فناوری ساختمان‌های هوشمند نیز ممکن است خطرات کاملاً جدیدی را برای ساکنین ایجاد کند. برای جلوگیری از آلارم‌های دروغین، تفکیک دقیق بین تهدیدهای آتش‌سوزی و غیر آتش‌سوزی، باید فن‌آوری‌های حسگرها به‌اندازه کافی مستحکم باشند و اطمینان حاصل شود که به دلیل اضافه‌بار داده‌ها هنگام آتش‌سوزی، اطلاعات حیاتی مانند مکان سرنشینان از بین نمی‌روند. برای جلوگیری از ارائه اطلاعات دروغین آتش‌سوزی به صاحبان ساختمان‌ها و آتش‌نشانی‌ها، نظارت و كنترل سیستم‌های خدماتی ساختمان مبتنی بر اینترنت باید کاملاً ایمن باشد.

سیستم‌های یکپارچه ایمنی ساختمان نه‌تنها برای اولویت ایمنی در برابر آتش‌سوزی نسبت به سایر فعالیت‌های ساختمان نیاز است، بلکه این حالت اضطراری‌های آتش‌سوزی سیستم سرویس ساختمان را خراب نمی‌کند. بررسی دقیق مفهوم ادغام سیستم‌ها برای تعیین سیستم‌های هوشمند ساختمان، شیوع بیشتری پیدا می‌کند و می‌گوید که آیا یک سیستم یکپارچه ساختمان به‌طور کامل از تأثیر کافی برای تأمین امنیت لازم در برابر آتش برخوردار است یا نه؟

علاوه بر نیاز به تحقیقات بیشتر درزمینه‌ی توسعه سیستم‌های جدید ایمنی در مقابل آتش‌سوزی و اطمینان از اینکه سیستم‌های هوشمند سازی ساختمان مانع از ایمنی در برابر آتش‌سوزی نمی‌شوند، برای غلبه بر مشکلاتی که برای اکثر بخش‌های صنعت ساختمان‌سازی هوشمند معمول است، معمولاً کارهای اضافی در راستای ایمن‌سازی هم لازم است. تکه‌تکه کردن صنایع ساختمانی و ارتباطی، نقشی است که ساکن یک ساختمان با احترام به زندگی و نشانه عدم تمایل به خودآگاهی آن را پذیرفته‌اند و تمایلی به تغییر شیوه‌های ایجاد شده ندارند، درواقع باید گفت که پیچیدگی سیستم‌های هوشمند سازی ساختمان و نبود استانداردهای جهانی ارتباطات همه دست به دست هم داده و پیشرفت ساختمان‌های هوشمند را کند کرده است. تلاش زیادی برای رفع این موانع لازم است.