भवन स्वचालन

This article is about वाणिज्यिक भवनों के भीतर स्वचालन. For आवासों के भीतर स्वचालन, see घर स्वचालन.

भवन स्वचालन, जिसे भवन प्रबंधन प्रणाली या भवन उर्जा प्रबंधन प्रणाली के रूप में भी जाना जाता है, किसी भवन के तापन, संवातन और एयर अनुकूलन, विद्युत्, प्रकाश व्यवस्था, छायाकरण, अभिगम नियंत्रण, सुरक्षा प्रणाली तथा अन्य परस्पर संबंधित प्रणालियों का केंद्रीकृत स्वत: नियंत्रण है। भवन स्वचालन के कुछ उद्देश्यों में रहने वालों की सुविधा में सुधार, भवन प्रणाली का कुशल संचालन, ऊर्जा की खपत में कमी, संचालन में कमी और लागत को बनाए रखना तथा सुरक्षा में वृद्धि आदि सम्मिलित है।

भवन स्वचालन कार्यक्षमता, किसी भवन के जलवायु को एक निर्दिष्ट सीमा के भीतर रख सकती है, अधिभोग के आधार पर कमरों को प्रकाश प्रदान कर सकती है, प्रदर्शन और उपकरणों की विफलताओं की निगरानी कर सकती है, और रखरखाव कर्मचारियों के निर्माण में अपक्रिया संकेत प्रदान कर सकती है। एक गैर-नियंत्रित भवन की तुलना में भवन स्वचालन भवन निर्माण ऊर्जा और रखरखाव लागत को कम करने के लिए कार्य करता है। 2000 के उपरांत निर्मित अधिकांश वाणिज्यिक, संस्थागत और औद्योगिक भवनों में भवन स्वचालन सम्मिलित है, जबकि प्राचीन भवनों को नए भवन स्वचालन के साथ पुनःसंयोजित किया जा सकता है।

भवन स्वचालन द्वारा नियंत्रित एक भवन को प्रायः एक बुद्धिमान भवन, स्मार्ट भवन, या एक स्मार्ट घर के रूप में जाना जाता है। वाणिज्यिक और औद्योगिक भवनों ने ऐतिहासिक रूप से प्रभावशाली सिद्ध प्रोटोकॉल जैसे बीएसीनेट पर भरोसा किया है जबकि मालिकाना प्रोटोकॉल जैसे एक्स10 आदि घरों में उपयोग किए जाते थे।

लगभग सभी बहुमंजिला हरित भवनों को ऊर्जा, वायु और जल संरक्षण विशेषताओं के लिए भवन स्वचालन को समायोजित करने के लिए प्रारूपित किया गया है। विद्युत उपकरण मांग, प्रतिक्रिया भवन स्वचालन का एक विशिष्ट कार्य है, जैसा कि अधिक परिष्कृत संवातन और भवनों के लिए आर्द्रता निगरानी आवश्यक है। अधिकांश हरित भवन यथासंभव कम-शक्ति वाले डीसी उपकरणों का भी उपयोग करते हैं। यहां तक ​​​​कि किसी भी शुद्ध ऊर्जा का उपभोग करने के उद्देश्य से एक पासिवहॉस प्रारूप को सामान्यतः ताप उपभोग, छायाकरण और संवातन, और नियोजन उपकरणों के उपयोग के प्रबंधन के लिए एक भवन स्वचालन की आवश्यकता होती है।

विशेषताएं

भवन प्रबंधन प्रणाली व्यापक यांत्रिकी, एचवीएसी और विद्युतकीय प्रणाली वाली बड़ी परियोजनाओं में सबसे अधिक उपयोग किये जाते हैं। बीएमएस से जुड़े प्रणाली सामान्यतः भवन के ऊर्जा उपयोग के 40% का प्रतिनिधित्व करते हैं; यदि प्रकाश व्यवस्था को भी सम्मिलित कर लिया जाए तो यह संख्या 70% तक पहुंच जाती है। ऊर्जा मांग के प्रबंधन के लिए बीएमएस प्रणालियां एक महत्वपूर्ण घटक हैं। माना जाता है कि अनुचित रूप से अंशांकित किए गए बीएमएस प्रणाली के निर्माण ऊर्जा उपयोग का 20%, या संयुक्त राज्य अमेरिका में कुल ऊर्जा उपयोग का लगभग 8% है।

भवन के आंतरिक वातावरण को नियंत्रित करने के अतिरिक्त, बीएमएस प्रणाली कभी-कभी अभिगम नियंत्रण (चक्रद्वार तथा अभिगम द्वार नियंत्रित करते हैं कि किसे भवन में प्रवेश और निकास की अनुमति है) या अन्य सुरक्षा प्रणालियों जैसे क्लोज़्ड परिपथ टेलीविज़न (सी सी टी वी) और गति संसूचको से जुड़े होते हैं। निगरानी के लिए अग्नि संकेत प्रणाली और लिफ्ट भी कभी-कभी बीएमएस से ही युग्मित होते हैं। यदि अग्नि का पता चलता है तो केवल अग्नि संकेत फलक संवातन प्रणाली में धुएं को फैलने से रोकने के लिए अवमंदकों को बंद कर सकता है, वायु प्रवेश को बंद कर सकता है, धुएं के निकासी पंखे को शुरू कर सकता है, और सभी लिफ्ट को भूतल पर भेज सकता है और लोगों को बाहर निकलने से रोक सकता है।

भूकंप से संरचनाओं को बचाने के लिए भवन प्रबंधन प्रणालियों में आपदा-प्रतिक्रिया तंत्र जैसे आधार पृथक्करण भी सम्मिलित है। हाल के दिनों में, कंपनियाँ और सरकारें समुद्र के स्तर में वृद्धि के जोखिम वाले बाढ़ क्षेत्रों और तटीय क्षेत्रों के लिए समान समाधान खोजने के लिए कार्य कर रही हैं। कंक्रीट पुलों और रनवे जैसे वाशिंगटन के एसआर 520 और जापान के मेगा-फ़्लोट को फ़्लोट करने के लिए उपयोग की जाने वाली उपस्थित तकनीकों से स्व-समायोजन फ़्लोटिंग पर्यावरण आकर्षित करता है।

निविष्ट और निर्गत के प्रकार

संवेदक

एनालॉग निविष्ट का उपयोग किसी चर माप को पढ़ने के लिए किया जाता है। उदाहरणों में तापमान, आपदा-नियंत्रण और दबाव संवेदक सम्मिलित हैं, जो थर्मिस्टर, 4–20 mA, 0–10 वोल्ट या प्लैटिनम प्रतिरोध थर्मामीटर या ताररहित संवेदक आदि हो सकते हैं।

डिजिटल निविष्ट किसी उपकरण को चालू या बंद दर्शाता है। कुछ डिजिटल निविष्ट के उदाहरण हैː एक द्वार संपर्क कुंजी, एक धारा कुंजी, एक वायु प्रवाह कुंजी या एक विभव-मुक्त रिले संपर्क आदि। डिजिटल निविष्ट पल्स निविष्ट भी हो सकते हैं, जो समय के एक अवधि में पल्सों की गिनती करते हैं। जिसका एक उदाहरण टरबाइन फ्लो मीटर जो फ्लो डेटा को पल्स की आवृत्ति के रूप में एक इनपुट के लिए प्रसारित करता है।

निर्वासित लोड परिवीक्षण एक सॉफ़्टवेयर है जो विद्युत या चुंबकीय परिपथ की विद्युत या चुंबकीय विशेषताओं से उपकरण या अन्य लोड्स की पहचान करने के लिए डिजिटल संवेदक और विधिकलन पर आश्रित होता है। यद्यपि यह घटना का पता लगाने के लिए इसे एनालॉग माध्यम द्वारा जांचता है। ये संचालन में अत्यंत लागत प्रभावी हैं और न केवल पहचान के लिए उपयोगी हैं बल्कि स्टार्ट-अप अस्थायी, लाइन या उपकरण दोष आदि का पता लगाने के लिए उपयोगी हैं।

नियंत्रण

एनालॉग आउटपुट किसी उपकरण की गति या स्थान को नियंत्रित करते हैं, जैसे कि एक चर्चित आवृत्ति ड्राइव, एक I-P परिवर्तक, या एक वाल्व या अवमंदक प्रवर्तक आदि। एक उदाहरण है गर्म जल वाल्व, जो सेटपॉइंट को बनाए रखने के लिए 25% तक खोला जाता है। एक और उदाहरण है एक चर्चित आवृत्ति ड्राइव जो एक मोटर को धीरे-धीरे बढ़ाकर हार्ड स्टार्ट से बचाने के लिए उच्च चरण में ले जाता है।

डिजिटल आउटपुट का उपयोग रिले और कुंजी को खोलने और बंद करने के साथ-साथ आदेश पर लोड चलाने के लिए किया जाता है। एक उदाहरण पार्किंग स्थल के प्रकाश को चालू करना होगा जब एक प्रकाश सेल इंगित करता है कि बाहर अंधेरा है। एक और उदाहरण 24VDC/AC को वाल्व को उर्जा देने वाले आउटपुट से गुजरने की अनुमति देकर एक वाल्व खोलना होगा। एनालॉग आउटपुट, पल्स प्रकार के आउटपुट भी हो सकते हैं जो किसी निश्चित अवधि में पल्स की आवृत्ति का उत्सर्जन करते हैं। एक उदाहरण एक ऊर्जा मीटर है जो kWh की गणना करता है और तदनुसार पल्स की आवृत्ति का उत्सर्जन करता है।

आधारभूत संरचना

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भवन स्वचालन प्रणाली का एक उदाहरण प्रारूप

नियंत्रक

नियंत्रक अनिवार्य रूप से छोटे, उद्देश्य से निर्मित निविष्ट और आउटपुट क्षमताओं वाले कंप्यूटर हैं। ये नियंत्रक सामान्यतः भवनों में पाए जाने वाले उपकरणों को नियंत्रित करने और नियंत्रकों के उप-नेटवर्क को नियंत्रित करने के लिए कई आकारों और क्षमताओं में आते हैं।

निविष्ट किसी नियंत्रक को तापमान, आर्द्रता, दबाव, वर्तमान प्रवाह, वायु प्रवाह और अन्य आवश्यक कारकों को पढ़ने की अनुमति देते हैं। आउटपुट नियन्त्रको को स्लेव उपकरण और प्रणाली के अन्य भागों में आज्ञा तथा नियंत्रण संकेत भेजने की अनुमति देता है। निविष्ट और आउटपुट या तो डिजिटल या एनालॉग हो सकते हैं। निर्माता के आधार पर डिजिटल आउटपुट को कभी-कभी असतत भी कहा जाता है।

स्वचालन के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले नियंत्रकों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: प्रोग्रामेबल लॉजिक नियंत्रक (पीएलसी), प्रणाली / नेटवर्क नियंत्रक और सीमान्त इकाई नियंत्रक। यद्यपि किसी केन्द्रीय भवन स्वचालन प्रणाली में थर्ड-पार्टी प्रणाली जैसे स्टैंड-अलोन एसी प्रणाली को एकीकृत करने के लिए एक अतिरिक्त उपकरण भी उपलब्ध हो सकता है।

सीमान्त इकाई नियंत्रक सामान्यतः प्रकाश व्यवस्था और/या सरल उपकरणों जैसे कि पैकेज रूफटॉप इकाई, ताप पंप, वीएवी बॉक्स, फैन कॉइल आदि के नियंत्रण के लिए उपयुक्त होते हैं। इंस्टॉलर सामान्यतः उपकरण के लिए उपयुक्त पूर्व-प्रोग्राम किए गए व्यक्तित्वों में से एक का चयन करता है। नियंत्रक नया नियंत्रण तर्क नहीं निर्मित करता है।

अधिभोग

भवन स्वचालन प्रणाली के लिए अधिभोग दो या दो से अधिक संक्रिया विधा में से एक है; निर्लिप्त, मॉर्निंग वार्मअप और नाइट-टाइम सेटबैक अन्य सामान्य विधियाँ हैं।

अधिभोग सामान्यतः दिन के कार्यक्रम के समय पर आधारित होता है। अधिभोग विधा में, भवन स्वचालन का उद्देश्य एक आरामदायक जलवायु और पर्याप्त प्रकाश व्यवस्था प्रदान करना है, प्रायः क्षेत्र-आधारित नियंत्रण के साथ जिससे भवन के एक तरफ के उपयोगकर्ताओं के पास एक अलग तापस्थापी या कोई भिन्न प्रणाली, या उप प्रणाली हो, जो विपरीत दिशा के उपयोगकर्ताओं से भिन्न हो।

क्षेत्र में एक तापमान संवेदक नियंत्रक को प्रतिक्रिया प्रदान करता है, इसलिए यह आवश्यकतानुसार तापन या शीतलन प्रदान कर सकता है।

यदि सक्षम है, तो सक्रियता से पहले सुबह तापमान बढ़ाने की विधा सक्रिय होती है। प्रातः तापन के समय भवन स्वचालन भवन को सेटपॉइंट पर अधिभोग के लिए ठीक समय पर लाने का प्रयास करता है। प्रातः तापन को अनुकूलित करने के लिए भवन स्वचालन प्रायः बाहरी परिस्थितियों और ऐतिहासिक अनुभव को ध्यान में रखता है। इसे अनुकूलित प्रारंभ भी कहा जाता है।

कुछ भवन प्रकाश या जलवायु अनुकूलन को सक्रिय करने के लिए अधिभोग संवेदक पर निर्भर रहते हैं। किसी स्थान के पर्याप्त रूप से ठंडा या गर्म होने से पहले लंबे समय तक चलने की क्षमता को देखते हुए, जलवायु अनुकूलन को प्रायः एक अधिभोग संवेदक द्वारा सीधे प्रारम्भ नहीं किया जाता है।

प्रकाश

प्रकाश नियंत्रण प्रणाली को दिन के समय के आधार पर भवन स्वचालन या अधिभोग संवेदक, प्रकाशसंवेदक और समय के साथ चालू, बंद या मंद किया जा सकता है। एक विशिष्ट उदाहरण यह है कि किसी स्थान में अंतिम गति को महसूस किए जाने के उपरांत आधे घंटे के लिए प्रकाश को चालू कर दिया जाए। एक भवन के बाहर रखा गया प्रकाशसेल अंधेरे और दिन के समय को महसूस कर सकते है, और बाहरी कार्यालयों और पार्किंग स्थल में प्रकाश को संशोधित कर सकते है।

प्रकाशन भी मांग प्रतिक्रिया के लिए एक अच्छा विकल्प है, जहां कई नियंत्रण प्रणालियाँ प्रकाश को कम (या बंद) करने की क्षमता प्रदान करती हैं जिससे मांग प्रतिक्रिया के प्रोत्साहन और बचत का लाभ उठाया जा सके।

नए इमारतों में, प्रकाशन नियंत्रण क्षेत्र बस "डिजिटल एड्रेसेबल लाइटिंग इंटरफ़ेस" (डाली) पर आधारित हो सकता है। डाली बैलास्ट के साथ बत्तियाँ पूरी तरह से मंद हो सकती हैं। डाली प्रकाशकों पर, बत्ती और बैलास्ट के खराब होने की पहचान कर सकता है और खराबी का संकेत भी दे सकता है।

छायाकरण तथा काचितीकरण

भवन प्रणाली में छायाकरण और काचितीकरण आवश्यक घटक हैं, वे रहने वालों के दृश्य, ध्वनिक और तापीय सरलता को प्रभावित करते हैं और रहने वाले को बाहरी दृश्य प्रदान करते हैं। स्वचालित छायाकरण और काचितीकरण प्रणाली सौर ताप लाभ और चकाचौंध को नियंत्रित करने के लिए उपयुक्त समाधान हैं। यह बाहरी या आंतरिक छायाकरण उपकरणों (जैसे ब्लाइंड्स और शेड्स) को नियंत्रित करने या स्वयं काचितीकरण को नियंत्रित करने के लिए प्रौद्योगिकी के उपयोग को संदर्भित करता है। प्रणाली में विभिन्न बाहरी चर डेटा (जैसे सौर, पवन) और बदलते आंतरिक वातावरण (जैसे तापमान, रोशनी और रहने की मांग) के लिए एक सक्रिय और तीव्र प्रतिक्रिया है। भवन छायाकरण और काचितीकरण प्रणाली ऊर्जा संरक्षण और आराम के दृष्टिकोण से तापीय और प्रकाश व्यवस्था के सुधार में योगदान कर सकते हैं।

गतिशील छायाकरण

गतिशील छायाकरण उपकरण दिन के प्रकाश और सौर ऊर्जा के नियंत्रण को बाहरी परिस्थितियों, दिन के प्रकाश की मांग और सौर स्थिति के संबंध में निर्मित वातावरण में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं। सामान्य उत्पादों में वेनेशियन ब्लाइंड्स, किवाड़ीय़ खिड़की, लौवर और शटर सम्मिलित हैं। कम रखरखाव लागत की वजह से वे अधिकतर काचितीकरण प्रणाली के आंतरिक पक्ष में स्थापित होते हैं, परंतु बाहरी या दोनों के संयोजन पर भी इसका उपयोग किया जा सकता है।

वायु संचालक

Further information: वायु संचालक

अधिकांश वायुका संचालक रिटर्न और बाहरी वायुको मिलाते हैं इसलिए कम तापमान/आर्द्रता अनुकूलन की आवश्यकता होती है। यह कम ठंडे या गर्म जल का उपयोग करके पैसे बचा सकता है। भवन के वायु को स्वस्थ रखने के लिए कुछ बाहरी वायु की जरूरत होती है। स्वस्थ आंतरिक वायु गुणवत्ता को बनाए रखते हुए ऊर्जा दक्षता का अनुकूलन करने के लिए आंतरिक वायु गुणवत्ता, मांग नियंत्रित संवातन अधिभोग के मापा स्तरों के आधार पर बाहरी वायु की मात्रा को समायोजित करता है।

एनालॉग या डिजिटल तापमान संवेदक को अंतरिक्ष या कमरे में रखा जा सकता है, वापसी और आपूर्ति वायु नलिकाएं, और कभी-कभी बाहरी हवा प्रवर्तक को गर्म और ठंडे जल के वाल्वों, बाहरी वायु और रिटर्न एयर डैम्पर्स पर रखा जाता है। आपूर्ति पंखा दिन के किसी भी समय, तापमान, भवन के दबाव या संयोजन के आधार पर शुरू और बंद किया जाता है।

संकेत और सुरक्षा

सभी आधुनिक भवन स्वचालन प्रणाली में संकेत क्षमताएं होती हैं। यदि कोई भी समस्या का समाधान करने के लिए सूचित करने वाला कोई व्यक्ति सूचित नहीं होता है, तो एक संभावित जोखिमपूर्ण या महंगी स्थिति का पता लगाना अत्यधिक फायदेमंद नहीं होता। अधिसूचना एक कंप्यूटर (ईमेल या पाठ संदेश), पेजर, सेलुलर फोन वॉयस कॉल, श्रव्य संकेत, या इन सभी के माध्यम से हो सकती है। बीमा और देयता उद्देश्यों के लिए सभी प्रणालियाँ इस बात की सूची रखती हैं कि किसे, कब और कैसे अधिसूचित किया गया था।

संकेत तुरंत किसी को सूचित कर सकते हैं या केवल तभी