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「環控」系統再進化:創意、雲端、節能、循環經濟──4種你不能不跟隨的潮流趨勢
 
撰編:編輯部 最後更新時間:7月 | 30日 , 2022
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iBT數位建築雜誌-編輯部
你無法想像,一棟沒有環控系統的建築物,究竟會帶給技師、系統整合商、維修人員和物業管理員多少棘手的問題--而一套優秀的環控系統,本身就是這些問題的答案。
 


「環控」是建築內部不可或缺的一個項目,同時也是一組既簡單又複雜的概念。怎麼說呢?要能做到連結每項建築物系統,並經手數以萬計的控制命令與資料傳輸,背後需要極為困難的公式設定與程式設計(其難度至少在今年的建築師考試中,足以成為準建築師們的共同夢魘)。相較之下,對於建築物的日常運作來說,「環控」是再簡單不過的基本概念,你甚至無法想像,一棟沒有環控系統的建築物,究竟會帶給技師、系統整合商、維修人員和物業管理員多少棘手的問題--而一套優秀的環控系統,本身就是這些問題的答案。

一棟完善的建築,除了外觀、結構設計以外,還需要各式機電設備及運作系統,幾乎所有電子設備,包含照明、空調、電梯、消防設備、監控設備、網路、自動門、供熱器、家用電器等,都難以脫離整棟大樓的控制系統範疇。只要有人的地方,就有需求,而大多數基本需求,都是經由「控制」而來。沒有系統設備的建築物,就像失去生命的空殼,無法滿足使用者的日常所需。「環控」的重要之處,在於它能集結建築中大大小小控制系統的資訊,形成有效且安全的維運管理。

過去的建築自動化(Building Automation,簡稱BA)系統,通常又稱為中央監控系統,主要功能是提供系統設備配置的平面圖和具體位置,最簡單且較早的方式是以燈號顏色來表示設備運作狀態的造景盤,每個單獨設備都有自己的一盞小燈泡,綠色代表正常運作,紅色則表示異常。隨著電腦網路逐漸普及,各棟大樓內開始配置運作系統的主機,因此可以在同一螢幕介面中同時讀取多個設備的資訊。正如「中央監控」所提示的字面意思,系統使用者可以在單項電子設備中得到建築物所有相關系統及設備的運作資訊,但較早期的系統重點在於「整合資訊」,也就是負責「監督」設備運作,並不代表能整合所有的子系統,直接在同一介面進行連動控制。也就是說,這些子系統仍然井水不犯河水,依照各自的設定獨立運作。以台灣本土的諺語來形容,古早的中央監控系統就是太過「耿直」,不知變通,你跟他說什麼,他就做什麼,不太會有多餘的延伸。

自動化++,環控系統再升級
在AI當道,人工智慧無遠弗屆的當代科技產業,當我們選擇使用「環境控制」這樣的詞彙,也就代表我們期許在建築系統當中,「控制」這個動作不再只是簡單的一個口令一個動作,系統必須變得更有智慧,通過各式各樣的參數設定、設備間的資訊傳輸、大量的感測器,能夠敏感的偵測到建築外部與內部環境的變化,並依據這些變化自行決定該如何反應。進一步來說,現在的「環控」要求的是設備的「更自動化」,除了個別設備/系統可自行偵測環境狀況而設定反應機制之外,更著重於各系統之間的連動設定反應,也就是「整體」的協調性,節省事件的反應時間和人力成本,創造更多連動的應用,讓建築真正走向智慧化。

一套合格的環控系統,須包含機電、給水、消防、監控等基本的控制項目,提供統一的圖控介面,顯示子系統的設備運作狀態,讓管理者可以即時監控運作中的各項設備。若要跟上如今的智慧潮流,更前端的系統在乎的是系統效能、整合能力、即時反應速度、子系統的連動控制、未來的維護與更新服務等要素。綜合觀之,其中不能忽視的趨勢分別是:系統應變能力、雲端服務與環保節能等要素。


精準的系統連動方案,需以「創意」跳脫基本框架
環控系統就像智慧建築的中樞神經,在遇到狀況時能直接的做出反應。舉例來說,在氣溫下降時,人體皮膚感應到「冷」,將冷的訊號透過神經系統傳遞至大腦,大腦接收到訊號,再決定是要調高室內溫度,或者多穿件外套,來應對「冷」的感覺。在建築中散布的多個感測器,偵測到各式數據資料,再將資料傳輸至管理平台,由中央系統負責分析判斷需要作出哪些反應,就像一座城市的交通指揮中心,必須掌握每條道路的行車狀況,並透過燈號機制來疏散/調節交通路況,讓運作更為順暢。因此一套良好的環控系統,除了基本的訊息傳遞和設備告警以外,還必須具備快速的臨場反應力,在遭遇不同緊急狀況時,能做出最符合實際效益的判斷。

而系統的連動反應,第一考驗的是系統方案規劃者的想像力。規劃方若有足夠的案場經驗,便能根據過往的服務項目與成果,向業主提出較全面且可行的解決方案。以目前產業動態而言,多數廠商的技術皆能滿足基本的系統連動控制,也就是說,在大家都擁有控制技術和軟體設計能力的情況下,最有「創意」且能迎合實用需求的方案,會是該環控系統提供商的明顯優勢。



「雲端服務」應用是未來發展基礎
另一方面,當物聯網潮流已擴張至各個領域,若系統設備商本身便有雲端服務的基礎,等於具備了未來擴充整合的條件。首先,在設備互相連通的情況下,雲端資料庫能藉由持續上傳的大量環境資訊,隨時檢視、紀錄環境因素的變化,以此調整系統的反應模式。再者,不同領域的設備系統若能共享相同的資訊,在訊息的交叉傳遞下,系統就具有了深度的學習能力,並能夠不斷擴充使用需求。比方說,大樓用的環控系統或可納入自動車管理及電能管理,家用的控制系統則可與視訊設備相連結,形成家用智能醫療的基礎。雲端服務不僅具有多螢操作、資料異地備援等對使用者和管理層級皆更為方便的特色,它的背後也代表著強大的運算能力和儲存資料量,將在未來實現更多元化的發展與資源整合。


「節能環保」是全球共同目標
此外,在環境污染日趨嚴重的今日,「節能」和「永續」成為建築業界普遍的共識。建築物佔據全球多數的消耗能源,也已是眾所皆知的事實。對業者來說,建築節能既可以標榜綠建築的永續理念,同時也能降低日後維運成本。除了以建材、建築結構、營造自然環境等方式打造綠建築,建築物內部的智慧系統也是達到節能目標的好幫手。特別是在既有建築改造計畫中,由於整體建築構造上的變化有限,因此環控+能源管理系統幾乎是當前業者的唯一選擇。現有的能源管理系統主要仍是結合環控系統,得知各區域設備的耗電狀態,試圖在最低能源輸出範圍內,確保建築物的基本運作和大樓內的舒適度。舉例來說,利用感測器收集大樓環境的各項數值,與耗電量相比對,經過一段時間後,便能以季節、星期、時段、天氣等元素為基礎,預測大樓或家庭的耗電量,藉由空調、燈光的自動控制,達到節能效果。

現階段的系統仍是以「節能」為主,但除了省電以外,創造能源更是不可忽略的未來方向。比如在大樓內建置小型太陽能發電系統,與台電供電系統連結,根據尖峰/離峰用電量來決定用電供給來源。在未來三至五年間,電動車在政府及產業的推動下,可預見會掀起另一股潮流,若能規劃出完整的供電方案,進一步將停車場設備與再生能源系統整合,停車的同時儲充車輛電能,對多項領域而言都是極具前瞻性的進展。


以循環經濟理念,創造建築永續價值
因應環保節能的理念,各國產業已逐漸捨棄傳統的製造模式,並以「循環經濟」概念取代。在設計產品的過程中排除無法再利用的化學原料,採用可循環使用的再生原料,讓產品跟原料能夠不斷被重新使用,發揮最大的價值。在循環經濟的概念中,沒有毫無價值的資源,只有「放錯地方的資源」,其最重要的目的是尋找耗能最小,且保留最高價值的使用模式,以此提升人類的生活品質。

比如荷蘭政府規劃在部分建案中,以可回收建材及特殊工法進行營造工程,降低施工成本,並解決材料不足的問題,減少對環境生態的破壞。另一方面,大樓的環控系統雖然不是以再生原料為基礎,但其所能達成的效益,確實符合循環經濟中,讓「資源有效利用」的目標;而對於「建築物」所應提供的「安全」、「便利」、「舒適」等要素,環控系統作為主導系統設備運作的核心靈魂,也確實功不可沒。


 
近年來,許多建案為了取得智慧建築標章指標,選擇在建築內部安裝更智慧化的系統設備,既能跟上主流市場,也會替建築本身帶來一定的話題性,但實際的智慧程度,或者建築內部使用者對相關系統的感受、滿意度卻未能達到智慧建築標章應該具有的實際高度。如何與全球趨勢共存,將投入建築內部的資源創造出最大的價值,應是未來相關產業所要面對的共同課題。
 
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