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| 活化建築大腦與中樞神經-智慧環控系統，節能總動員！ |
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| 撰編：邱海棠 |
最後更新時間：7月 | 30日 , 2022 |
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| 環控系統可說是智慧建築的中樞神經，而管理平台則像是大腦，負責分析判斷。目前這些設備進步到什麼程度？為什麼這個產業三句不離「節能」？ |
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建築「智慧化」向來是與時並進的概念。以往建築內部導入一套完善的大樓自動化（BA）系統，可能已經「堪稱智慧」了。而資通訊發達的今日，建築也得跟上科技的腳步，其智慧增強的關鍵，端看環控系統如何進化了。智慧建築應該像人一樣，其中各項「環控系統」就如同人的手腳；一旦碰到緊急狀況時，可以立即感知，並將訊號傳送到大腦，也就是「管理平台」；由大腦統整分析後，再採取反應措施。原來環控系統的重要性，深切影響到建築「智慧」！綜觀各大品牌環控系統暨解決方案，我們發現到，當前環控系統設計，不約而同增強「節能」目標，就連原本以影音為主流的家庭自動化（HA，Home Automation）市場，也逐漸轉向節能發展了！
環控／節能管理三步驟
這是因為，愈來愈多統計數據指出，一棟建築物的生命週期當中，建置成本只佔25%，另外75％成本耗費在營運階段，其中能源成本佔最大宗！難怪所有系統設計都將矛頭轉向節能。目前有哪些前瞻性的應用規劃呢？
一、能源監控管理 成敗看得見
要做好能源管理的第一步，必須先了解能源使用量，可以隨時監看用電情形；接著，透過能源管理平台進行分析，才知道哪個部份省能、哪個時候超標，讓節能成效「看得見」，才可「對症下藥」，明確改善不足之處。
缺乏資訊分析 錯失節能40%
許多製造業者面對油電雙漲的衝擊，竟然只能降薪裁員，只因為缺乏電費資訊以供分析，所以不了解到底是能源效益不佳、還是生產量成長、或設備老化，而導致電費節節高升。尤其業者進行能耗診斷分析後，發現至少有30～40 %的節能空間！可是業主卻沒有資訊來協助改善。顯而易見，建立一套能源資訊平台有多麼重要。
「多螢一雲」 隨時隨地監測
目前常見的建築能源管理系統（BEMS），包括空調、照明、室溫、用電安全、人員感知、防災、動力等，皆可由觸控式螢幕監看，完全掌握能源使用情況。不僅如此，能源監測也進入「多螢一雲」的時代，可透過雲端能源管理平台（網站），即時觀測能耗量，甚至透過手機、平板電腦都可以上網監看能源狀況了。同樣支援跨螢幕操作，泓格科技的模組可以跟室內各項設備搭配使用。例如右上角的燈打開了，那麼牆上的觸控螢幕、用戶的智慧手機和平板電腦，皆可同步顯示開燈狀態，這樣才能隨時掌控用電狀態。
二、運用感測器 節能效益50%
為了省電，人們愈來愈重視照明及空調，因為這兩大系統的耗電量相當龐大，光是空調就佔了建築物耗能的40～50%，照明系統的耗能也佔了20～25％。因此，以既有建築來說，光是改善空調和照明系統，每年最少可以達到50％節能效益。譬如說，中央大學行政大樓自2010年導入照明空調節能監控系統，以及能源管理系統之後，節能效益每年平均達50％以上。
空調感測 節能效益50%
在空調節能的規劃上，透過很多方式就可以輕鬆提升到50％效益。智慧化居住空間產業聯盟SIG召集人黃國書表示，可依照空調使用時間實施區域規劃，加強室內通風設計，並選用高效率的冰水主機。有些大樓設定空調開啟的權限，有的則是整合了門禁與空調系統，持有門禁卡才可開啟空調，或可透過感測器（Sensor）自動調節空調。這些設計均可透過管理系統進行控制，讓大樓節省至少30～40%耗電量。
照明感測 節能效益54%
而運用「感測器」佈建，同樣可以提升照明的節能效果。龔柏丞舉例說明，茶水間、洗手間、樓梯間等公共區域，可透過紅外線或超音波的感測器，也就是「動作感測」（Motion Sensor）的方式去做時間控制，設定某個時間自動關燈，達到節能效果。台北科技大學所有樓梯間都設置「人員移動感知」照明控制器，而且建築物也改用LED照明控制，部份區域裝設照度感知器，並建立「時程節能控制系統」。節能效率竟高達54％。以既有建築來說，相當不簡單！
換言之，無論設備功能再好、節能效率再高，如果沒有人關燈，那也是白費力氣。而Sensor的好處，就在於協助「關閉」這項動作。
三、能源異常警示 節能更及時
除了能源監測平台、節能感測裝置之外，當有特殊事件發生時，系統可以隨時警示，更是節能的關鍵！研華林口及昆山園區的中控室，均導入能源管理及維運管理平台，包括設備保養、日常檢修等分析。一旦有不合常理的狀況，系統就會發出工單，主動發送訊息給廠商或總務，提醒他們派員維修。況且，還可以去統計異常次數及成本，透過這些管理機制，讓建築大樓空間跟設備的使用有更高的效率。而且不只是一棟建築、一個園區，而是整個企業集團分部都可以在同個平台管理，達到「節能分散控制」、總部集中管理的目標。
而在居家節能方面，可以從牆壁上的顯示面板，得知用電量的數據。再進階一點的作法，就是異常事件管理，假設有異常狀況，系統就會警報通知，透過3G或GPRS發送簡訊，將資訊傳送給用戶或住戶，這些都是控制器的任務。其中也有專門的控制器，可設定收發訊息的方式。
平台／「開放」勢在必行
智慧建築要提供更多應用服務，其環控系統納入的子系統就會愈來愈多，而由於各項設備都有不同的通訊協定，為了克服這些系統整合的困難，SI和工程商都傾向支持開放式通訊協定（Open Protocol），以建立標準化管理平台。
客戶：可以再簡化嗎？
業主必須接觸非常多種系統，要面對那麼多廠商、簽訂堆積如山的合約。而後續的管理、保養、維修該怎麼分工、責任歸屬怎麼劃分，更是棘手難題。經歷一連串波折之後，客戶忍不住要問：「我可不可以只面對一個窗口就好？能不能給我一套很好管理、方便擴充的系統就好？」
客戶：我不想被綁架！
在沒有標準化的情況下，假設先買了A牌設備，若之後想改用B牌設備，就會產生不相容的情況，導致系統無法運作。因而連帶要把A牌周邊產品一次買齊，或承受高昂的汰換費用，造成使用者莫大的困擾！
因此，愈來愈多業者依循標準化協議，或者透過聯盟合作的方式，建立一套開放式平台。比方說研華科技以WebAccess+BEMS作為開放式資通訊平台，建構一套標準化的智慧建築節能系統，並發起成立WebAccess Plus創新合作產業聯盟，邀集SI及雲端服務廠商加入，促成產業鏈緊密合作。
而風行歐美、近兩年終於進入台灣市場的KNX智慧綠建築解決方案，倡議標準化介面已經行之有年了，只要導入KNX系統架構，也可輕鬆整合各大（歐美）品牌設備。
開關／All-in-one即插即用
為了讓設備開關更方便安裝、維修、汰換，各家廠商紛紛致力於「精巧」設計，將觸控式開關或面板設計得跟傳統壁面式開關一樣大小，只要將傳統開關拿掉，就可以換上「數位面板」。
比方說泓格LC-103系列的燈控開關，可以直接連結燈光的專用控制器，還具有即插即用的接頭，接線相當便利。林勤喻表示，泓格觸控面板的尺寸跟傳統開關一樣，可以完全互相取代，裝潢階段就能直接使用。如果用戶不習慣觸控開關，可以馬上換回傳統開關！KNX也是將設備模組的尺寸，也設計成傳統開關大小，方便抽換重組。
施耐德操控情境模式的觸控面板，可以直接連接電腦進行設定，它既是開關、同時也是控制器，極具智慧便利。而科技城的觸控式開關，本身就是多工遙控器，而且不需要拉線，即可直接取代傳統開關，用戶自己就可以安裝了。
整合／從硬體走向「軟實力」
近年來，隨著建築應用科技進步飛速，建築業者深知系統整合的重要性，而設備商與SI也竭力強化硬體設備的整合。累積許多實戰經驗，對系統整合已經駕輕就熟之後，眾家設備大廠的研發重心再轉向「全方位解決方案」，藉由提供一條龍服務，為客戶簡化一連串的冗雜程序。由設計、施工、驗收、維運等設備週期當中，讓客戶對應一個窗口即可，如此體貼周全的一站式服務，相信是增加產品價值，提升客戶黏著度的上上策！然而，要提供細微且詳盡的功能，再再考驗各家廠商合縱連橫的智慧，將這股「軟實力」發揮到最好。
環控／節能實務QA
問：有時候Sensor感應不良，是不是裝設方法錯了？
答：建置Sensor確實不易，尤其針對既有的空調或電表，如何以Sensor測量溫度、流量，蒐集資料後再用控制器去做遠端操作，處處都是學問！
像是空調控制有個「眉角」，怎麼佈建Sensor才能讓室內溫度保持均勻？例如在百貨公司美食街，攤位大小不同、人數多寡不一，有些區域較冷、有些較熱，這樣的環境較難調整，「Sensor要擺對地方」就是技術的關鍵。此外，Motion Sensor裝置角度有180度、也有360度的，該怎麼運用得宜，就有賴廠商的專業技術與經驗了。感應不良通常是因為裝設位置不當，像是公司一隅設有360度Sensor，某個角度對著辦公室，但另一個角度則向著洗手間。當員工在辦公區頻繁出入，洗手間那方總不能一直亮燈。很簡單的作法，就是把那個方向遮起來就好，這是工程商的經驗範疇。
問：預算有限的情況下，「節能」要先從哪裡做起？
答：至少先建置一套能源管理平台，才知道能源使用情形，並找出節能效益最大的部份，加以改善，即可事半功倍！
其實有些業主，預算不足以導入全套系統，而是今年做一點、明年再加一點，慢慢建構起來，讓系統更完備。這也證明施耐德具有高度「彈性化」的優勢，可以逐項擴充設備、納入中央監控系統。
問：既然可以慢慢建置，新建築可否循此模式，慢慢擴充設備即可？
答：其實要改善既有建築的系統，難度真的很高，節能效益也相當有限。反觀新建築的節能效益非常顯著，最好能在建造階段就把整套系統納入設計，才不用事後再亡羊補牢。
問：環控系統在規劃、施作的程序上，必須特別哪些事項？
答：擎邦國際科技工程業務部協理沈嘉申表示，規劃階段，SI必須與業主、建築師、電機技師及設備廠商進行充分溝通，納入各方意見加以整合，並協調其中的衝突。進入施作階段後，SI必須與業主、建築師、協力廠商保持密切互動，以確認建置空間沒有衝突，各系統整合無虞，施工順序也安排妥當，並確保日後維修空間的便利性。
問：就商辦和住宅而論，這兩者在環控系統的建置上有哪些難處？
答：通常商辦大樓的環境控制設計比較便於規劃，由於業主產權較為單純，沒有複雜的客製化需求。再者，有一些功能指標在住宅建案較難實行，譬如說節能或安全監控，管委會很難去管制住戶要怎麼用電。然而，商辦大樓通常會建立一套標準。包括在操作跟維護上，辦公大樓可以完全掌控，甚至有一套完整健全的規範，就像台北101有一整個團隊負責維運。但是住宅的維運保養，大多交給管委會，而管委會再委由保全處理，難以周全。
也因此，住宅所用的環控系統，要做得簡單易懂，否則住戶不太使用觸控螢幕，保全或警衛一看到中控室的電腦就頭大，那樣的設備很快就會被棄置淘汰了。
問：環保署積極推動室內空氣品質管理法，綜合考量公私室內場所的公眾聚集量、進出量、空氣污染物危害風險，已制定檢驗評測的管理辦法。對此，該如何透過環控系統的規劃，以增進室內空氣品質？
答：近來愈來愈多大樓出入口設有數位看板，像是台中市政府的惠中樓，入口處就有看板顯示能耗及室內環境品質相關數據，讓市府同仁和賓客都能感受到該棟大樓的智慧化成果，節能、健康、舒適全面提升。
另一方面，陸續有些建案導入「空氣品質管理控制系統」，最積極的作為是，當空氣中二氧化碳含量過高，系統可以立即採取反應。比方說，控制系統馬上發出警示，並且同步開窗、啟動全熱交換器等，運用科技真正達到服務人群的目的。 |
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