كيف بناء آلية يمكن أن تحسّن الطاقة الكفاءة في المرافق التعليمية

المستعملون المتقاطعون والأسلحة

ويتفاعل مديرو المرافق مع نظام تقييم الأداء من خلال واجهة بيانية - غالبا ما يكون تطبيقا على شبكة الإنترنت أو تطبيقا متنقلا - ويظهر هذا اللوح بيانات حية واتجاهات تاريخية وتقارير عن وفورات الطاقة وسجلات الإنذار - وتشمل أنواع الإنذار المشتركة ما يلي:

• درجة حرارة الفضاء من المدى
• إخفاق المعدات (مثلاً، توقفت المضخة)
• استهلاك الطاقة يتجاوز عتبة
• أخطاء الاتصالات في النظام

ويمكن للمديرين أن يُنشئوا إشعارات بالبريد الإلكتروني أو نظام الرصد الخاص، مما يتيح الاستجابة السريعة، وتتيح بعض النظم إجراء تعديل عن بعد في نقاط وجداول من خارج المجمع، وهو أمر مفيد بصفة خاصة للمباني المتعددة التي يديرها فريق من المرافق الصغيرة.

رسوم التشغيل الآلي المحددة للمدارس

HVAC Scheduling and Zoning

ويمكن التنبؤ بساعات الدراسة، مع ذلك، باختلاف المباني التي تستضيف برامج بعد المدرسة أو الأحداث المسائية أو الفصول الصيفية، ويمكن أن تخزن دائرة السلامة العامة جداول زمنية متعددة (يوم المدرسة العادية، الفصل المبكر، طريقة الإجازات، وطريقة الأحداث) وتطبقها تلقائياً، وفي المبنى يمكن تحديد المناطق باستخدام الأجنحة أو الطابق أو الغرفة، وعلى سبيل المثال يمكن برمجة مختبر علمي يتطلب استنفاداً مستمراً بصورة منفصلة عن منطقة مكتبية.

مكافحة الإضاءة والارتقاء بالضوء النهاري

ويُعزى الإضاءة إلى نحو ٢٠ في المائة من استخدام الكهرباء في المدرسة، ويمكن لنظم التلقائية أن تخفف أو تطفئ الأضواء على مستويات الضوء الطبيعي )استخدام الصور( والشغل، وفي الفصول ذات النوافذ الكبيرة، يمكن أن يُخفى الإضاءة تدريجيا كزيادات لضوء الشمس، وفي الممرات، والرحلات، والحمامات، لا يمكن للمستشعرات الشغلة أن تطفأ الأضواء إلا عندما يتم اكتشاف الحركة.

إدارة القروض

ويمكن أن تتحكم شركة BAS المتقدمة في استخدام الطاقة المدرسية (التي تتراوح بين 15 و25 في المائة) في منافذ غير حرجة، حيث يمكن أن تغلق الكهرباء عن الأجهزة غير الحرجة عندما تكون الغرفة غير مجهزة أو بعد فترة زمنية محددة، وتستخدم بعض النظم استراتيجيات لتحميل الحمولة أثناء أحداث الحد الأقصى من الطلب، مما يؤدي إلى خفض مؤقت في إنتاج المواد.

تصنيع متحكم في الطلب

وفي فصل دراسي نموذجي يضم 30 طالباً، يمكن أن ترتفع مستويات ثاني أكسيد الكربون بسرعة، مما يؤدي إلى زيادة استخدام الهواء في الهواء الطلق، ولكن إذا كانت الغرفة لا تزال نصف كاملة، فإن نفس معدل نفايات الطاقة، كما أن جهازاً من أجهزة الاستشعار بثاني أكسيد الكربون يرصد باستمرار نوعية الهواء داخل المباني ويضبط أجهزة الحفر لتجلب فقط الكمية المطلوبة من الهواء الطلق.

تحديات التنفيذ والاعتبارات

الاستثمار والميزانية في المقام الأول

ويمكن أن يكلف تركيب نظام أساسي شامل في مدرسة قائمة مبلغ ٢-٤ دولار للقدم المربع، مع وجود عدد أكبر من المعسكرات التي تتطلب رأسمالا كبيرا، وكثيرا ما تعتمد المقاطعات المدرسية على عقود أداء الطاقة )مع شركات خدمات الطاقة، أو منظمة التعاون الاقتصادي( أو منح حكومية لتمويل الاستثمار، ومن الضروري إجراء مراجعة شاملة للطاقة لتحديد أولويات أكثر التدابير فعالية من حيث التكلفة، وتقدير فترات الانتقام التي تتراوح عادة بين ٣ و ٧ سنوات لمشاريع نظام تقييم الأداء المالي.

التوافق مع نظم ليغايسي

وهناك العديد من المدارس القديمة التي لديها ضوابط ذاتية، ووحدات قديمة من طراز HVAC، وأفرقة إضاءة غير متكاملة، وتتطلب إعادة تشكيل نظام عصري للتصنيف الحسن التخطيط المتأنق لربط التكنولوجيات القديمة والجديدة، ويمكن أن يؤدي استبدال نظام " إيفات " ( " BACnet " ، ومودبوس، و " لورنكس " ) إلى زيادة عدد الأجهزة التي تُعدُّل نظاماً متطوراً.

تدريب الموظفين وإدارة التغيير

ولا يكون نظام تقييم الأداء فعالاً إلا بقدر ما يكون الأشخاص الذين يستخدمونه، إذ يجب تدريب موظفي المرفق على نقل الوصلات البينية، وتفسير البيانات، والاستجابة لحالات الإنذار، فبدون التدريب المناسب، قد تكون النظم مغلوطة أو مهملة، وتحقير الوفورات المحتملة، وتشمل أفضل الممارسات تعيين موظف أو فريق كبطال في نظام تقييم الأداء، وتوفير التطوير المهني المستمر، ووضع إجراءات تشغيلية موحدة واضحة، وعادة ما يقدم البائعون تكليف الموظفين وتدريبهم على أساس معين.

مخاطر الأمن السيبرى

كما أن ربط نظم البناء بالشبكة الدولية للشبكات الداخلية ينطوي على أوجه ضعف محتملة، إذ يجب على المدارس، شأنها شأن جميع المنظمات، أن تحمي معاييرها الخاصة بسلامة التعليم من الوصول غير المأذون به أو الفدية أو خروقات البيانات، وتشمل الدفاعات الموصى بها تقسيم الشبكة (فصل المعايير المحاسبية الدولية للقطاع العام عن شبكة تكنولوجيا المعلومات)، والتوثيق القوي، وتحديثات منتظمة للبرمجيات، والتشفير، كما أن العديد من مقاطعات K-12 تعمل مع البائعين أو الخبراء الاستشاريين لا ينبغي أن تتجنب إجراء تقييمات للألغام على المخاطر.

الصيانة الجارية والتعظيم

ولا يُجرى نظام تقييم الأداء الآلي إلى أجل غير مسمى، إذ يُنتحل الحساسات من المعايرة، ويُصبح الوقت قد فات، وقد تحتاج تسلسلات الرقابة إلى صقل بعد تغيير أنماط شغل الوظائف، ومن أجل الحفاظ على المدخرات، ينبغي لمديري المرافق أن يؤدوا مهامهم الدورية، واستعراض بيانات الاتجاهات، وتعديل نقاط أو خوارزميات، وتستأجر بعض المدارس شركات إدارة الطاقة من طرف ثالث لرصد نظام تقييم الأداء عن بعد، ولا توصي بإجراء تغييرات.

أمثلة عالمية حقيقية وقصوات ناجحة

وقد أثبتت عدة مقاطعات مدرسية قيمة التشغيل الآلي للمبنى، فعلى سبيل المثال، حققت المدارس العامة لمقاطعة برووارد في فلوريدا ) عدداً من عمليات البناء الشاملة على نطاق المقاطعات في 230 مرفقاً، ودمجت فيها مادة HVAC، والإضاءة، وإدارة الطاقة، ووفر النظام أكثر من 5 ملايين دولار سنوياً في تكاليف الطاقة، مع انتكاسة قدرها 4 سنوات تقريباً.

الاتجاهات المستقبلية: AI, IoT, and Grid-Interactive Buildings

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الجيل القادم من التشغيل الآلي للمرافق التعليمية سيعزز المعلومات الاستخبارية الاصطناعية وشبكة الإنترنت للأشياء (IoT). ويمكن أن تحلل كميات كبيرة من البيانات للتنبؤ بأنماط شغلها، وكشف الأخطاء، وتحسّن استراتيجيات المراقبة على نحو أدق من النظم القائمة على القواعد، وعلى سبيل المثال، يمكن أن تتعلم أجهزة التخدير الآلية من حيث الفائدة وأن تضبط نقاطاً للتقليل من الطاقة إلى أدنى حد ممكن.

الاستنتاج: استثمار ذكي لمستقبل التعليم

(أ) بناء [FL] ليس مجرد تحديث تكنولوجي - بل هو استثمار استراتيجي يؤثر مباشرة على النتائج التعليمية والميزانيات التشغيلية والإدارة البيئية، إذ إن المدارس، بتقليل نفايات الطاقة بنسبة 20 إلى 30 في المائة، يمكنها إعادة توجيه ملايين الدولارات إلى الفصول الدراسية، وبتحسين الجودة البيئية الداخلية، فإنها تهيئ بيئة تعليمية أفضل للطلاب وظروف عمل للموظفين، وعلى الرغم من أن تحديات التصميم والتكامل الأولية تتطلب تخطيطاً دقيقاً، وتحقيق وفورات مالية طويلة الأجل، والحد من حد ذاتها؛