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  蛻變X「智慧綠建築」-臺灣電力公司總管理處辦公大樓  
     
     
  既有大樓智慧化是智慧城市極具重要的一環,亦是難度最高的一環,1982年完工、至今已滿35年的「臺灣電力公司總管理處辦公大樓」(以下簡稱台電大樓),於今年(2017)獲得「第二屆台灣優良智慧綠建築暨系統產品獎」的「優良既有建築智慧綠改造」鉑金獎,是相當具有指標性的既有建築物升級智慧化建築案例。  
     
  撰文:林慕帆  
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在各界人士推廣與相關政策訂定的情況下,讓綠建築、智慧建築與智慧綠建築的觀念在國內迅速普及,除了新建築、建案在規劃上導入相關設計,既有建築也逐漸跟進,嘗試在原有結構的限制下,納進新的技術,改善建築使用效能。位在北市羅斯福路上的台電大樓,即是改造相當成功的建築。透過專訪在改造工程中最前線的台電秘書處工程組,更加深入瞭解了整體改造過程與隨之而來的效益。

台電大樓,是臺灣第一棟超過一百公尺高的大樓,也是1980年代臺灣最高的建築物,為臺灣電力公司經營決策中心,且負責全國電力調度。但在使用了數十年後,許多機電設備都處於屆齡的狀態,為了確保台電大樓能維持高效能運作,台電便於2011年開始規劃建築改造,並藉由汰換設備的機會,導入智慧綠建築,以既有的建築架構為基礎,透過改造來延長建築物的使用年限,並且降低維護管理上的成本,提供更加安全、舒適、便利的工作環境,進而實踐永續發展的理想。

導入中央監控系統,改善既有管理模式
「台電大樓改造,最主要是希望能讓同仁享受到『安全、建康、便利』的工作環境。」台電秘書處工務組電訊課課長劉文燦說明,隨著機電設備逐步汰換,同時要朝智慧建築的目標發展,台電大樓便決定導入中央監控系統與電力監控系統,隨時監控整棟大樓每一個地方的狀態。以中央監控系統而言,整合了電力、空調、照明、消防、門禁、室內環境品質監控等十五大系統,透過系統能即時監測所有機電設備,維持大樓空間的最佳品質,提升營運與應變的效率。

導入電力監控系統,有效節約用電
針對引進電力監控系統,劉文燦表示:「節能其實並非導入這套系統最主要的需求,最主要是維護管理,而且全國電力調度中心也在這邊,所以台電大樓不能斷電。」假設台電大樓停電,沒辦法調度電力,電發太多會浪費、太少會缺電,會導致相當嚴重的後果。透過電力監控系統即時監視、控制變電室內設備的功能,只要有發生故障問題,可以直接透過中控室的螢幕顯示故障位置,讓人員立即排除問題,有效提升維管的便利性與效率。劉文燦談起大樓改造前,搜尋故障點的情境:「要是哪裡跳電、沒電或發生問題,就要用人工、拿著手電筒去找。」應用電力監控系統後,能做到「故障即除」,在維護管理上有相當大的助益。

另外,電力監控系統可以做為節能措施的參考,更能達到電力蓄量控制,當電力使用覆載要超過契約容量,電力監控系統可以按設定順序自動卸載機電裝置與耗能設備,像是在夏季用電量大增時,能透過自動卸載減少所增加的超約附加電費支出,也能透過電力監控系統訂定最適合的契約容量,幫助節能。

規劃綠色資訊機房,節省能源消耗
最初在台電大樓中,每個單位都有各自的機房,而每間機房內必須配有二十四小時運轉的箱型冷氣,這不僅相當耗能,也佔用了很大的空間。於是,台電利用汰換機房老舊設備的機會,將各單位的機房,全部整併到主樓的三樓,此時便多出了許多空間可以使用,且資訊設備集中了,在維護管理上也更為方便。不過,當機器都移到同個一空間之後,熱源增加導致冷器供應不足,耗能的問題依然沒有解決。



「所以我們開始著手規劃『綠色資訊機房』,來降低能耗。」劉文燦指出:「台電應用『冷機櫃不冷空間』的概念,設計冰櫃式的空調機櫃,並且建置完整的空調系統架構。」綠色資訊機房只需透過電腦機櫃內的冷排、風扇,朝設備吹送冷氣,就能達到為機器散熱的效果,不需要再為了冷卻機器而降低室內空調溫度。建置綠色資訊機房,不僅節省了能源消耗,讓台電大樓每個月至少能省下4萬度的電,也讓設備冷卻更有效率的執行。

磁浮離心式冰水主機,節省用電量
台電大樓空調系統改造前,所使用的冰水主機加起來約有2600噸,要維持環境舒適度,必須要使用1600噸的空調。經過2015年的改造工程後,目前大樓內一共有四台冰水主機,分別是三台600噸的離心式冰水主機、一台400噸磁浮離心式冰水主機,雖然總噸數減少且有些是用來備援,現在只需使用約1100噸,就能達到環境品質的要求。

「這台由工研院開發的磁浮式離心冰水主機,是今日空調系統中最能有效節能的產品。」劉文燦指出這項設備的特性,不同於傳統壓縮機的軸承設計,磁浮式離心冰水主機採用磁浮的方式,避免了傳統機器的軸承、齒輪傳動的耗損,也因為不需要潤滑,所以沒有系統冷凍油在熱交換上的耗能。磁浮式離心冰水主機的設計,大幅提升了壓縮機與馬達的效率,與傳統機器相較之下,可以節省20%~30%的用電量,台電大樓在安裝磁浮式離心冰水主機後,在2016年6月到9月期間,空調部分就省下了27%的用電。

既有線路的改善
由於當初在規劃建造台電大樓時,管道間內的空間其實很足夠,因此在今日進行汰換時有擴充的彈性,再加上資料齊全,即便已過了數十年,這些資料始終保存得相當完善。「在線路改善上,遇到最大的困難在於,所有的更新工程都必須在上線的狀態進行施作。」劉文燦說,因為員工要工作,建築物是在被使用的狀態,這跟新建築有很大的不同,必須以不影響大樓運作為前提,進行所有工程。

「整個既有建築改造,尤其是超高樓層,最困難的就是電力系統跟空調系統。」劉文燦談起在改造空調、電力設備改造時,曾經造成整棟大樓跳電兩、三次,即便已經夠小心了,但還是無法避免,因為設備必須維持在上線狀態,得先一一建置好再移動,其實是相當耗時的,像是變電所的開低壓開關改造就得分成兩期施工,而一期都需要花上一至兩年的時間。

節電成效
在總節電上,從開始改造的2011年到2016年,台電大樓節電率高達15.3%,行政院核給台電大樓的用電指標EUI是183,但台電大樓在節電成效上EUI數值是150.54 kWh/m2,換算下來,減少了277萬度的用電。再者,設置SCADA後,台電大樓將最適契約容量從4500kW,調降到3720kW,讓每年基本電費節省了至少191萬元,再合併計算EUI的節電數值,這五年在節電上換算成金額共省了約1650萬元。「在節省用電上,除了實際節約的度數與省下的電費之外,最主要是契約容量。」劉文燦分享他在節電環節的感想,他認為改善契約容量的方式,相當適合科技大廠運用,以台電大樓為例,光是調整契約容量,五年就能省下955萬元的電費,然而在EUI上,277萬度約是695萬元,兩者節省的電費相較之下,調整契約容量的能省更多的電費,但無論是契約容量或者節電措施,都應該同步進行,以達節能減碳的最大成效。

台電大樓改造未完待續
人有多半的時間都是在建築物內,因此創造更優良的空間品質,對於新、舊建築而言,都是相當重要的任務。「在以人為本的前提下,創造『安全、健康、便利』的環境,再去追求『節能、綠化、減廢』,最後就是推廣經驗並達到永續發展。」劉文燦指出,在工程改造上,台電並不會因為階段性目標完成,就停止發展,像近期台電大樓正規劃導入BIM、訪客系統、停車場管理系統,所有的改造、更新,都是持續進行的狀態。

節能,由台電做起
「台電至少是臺灣節電的指標,」劉文燦表示:「所以節電應該從台電做起,這不僅是義務,更是使命。」由於「使命必達」,台電期許能將節電做到最好、成為典範。劉文燦認為,節電其實是一件相當有意義的事情,畢竟地球只有一個,希望能從台電開始,將節電的觀念推廣給民眾,全民一起來節電。
 
     
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