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            行業動態

            智能建筑:綠能、感測與互聯 有溫度的建筑物

            文字:[大][中][小] 2015-1-23    瀏覽次數:1566    
            在許多科幻電影的場景中,融合智能化與科技化的未來建筑,都是不可或缺的場景。而目前,許多興建中的建筑物,除了訴求舒適、美觀之外,也紛紛將『智能』的元素加入到建筑物的規劃藍圖中,并且成為一種趨勢。在不久的未來,智能建筑的概念,將不再只是電影場景,而是將逐步落實到你我身邊的每一棟建筑物中。

            在這個年頭,所有設備都被理所當然地加入智能的概念。不只手機要智能、TV要智能、家庭要智能、電網要智能、機器人要智能,連建筑物都要智能。


            智能建筑到底是什么?讓建筑物有智能,又要智能到怎樣的程度才算數?

            智能家庭無疾而終?
            建筑物的智能發展史,從過去所喊出的智能家庭遠景,或許就可以找出一些端倪。早在好幾年前,市場上就已經有廠商喊出智能家庭的口號,其用意是希望能將平常大家習以為常的網絡通訊、計算機運算、感測控制等三大基本元素,進一步整合到家用建筑中,讓居家環境更智能、更舒適、更便利,也更友善。
            在通訊、運算與感測三大元素結合之下,智能家庭所有的設備不再是獨立的概念,而是全部聯網,便利操控。除了基本的多媒體影音娛樂共享之外,連冰箱、洗衣機、電視、空調、照明等,也都能夠上網。讓家中成員能在屋內的任何一個角落,甚至是在外也能透過遠程聯機,直接操控屋內的任何設備。這在某種程度上,或許也可視為是早的萬物聯網概念。
            當然,智能家庭的愿景,或許是太過前衛,而不切實際,導致半導體廠商推廣的同時,卻也受到來自消費端很大的質疑聲浪。當時常被消費者問到的問題是:我要我的冰箱上網做什么?我的冷氣為什么要聯網?我的電視為什么要有智能?
            就拿冰箱上網這件事情來看。其原先的美意,在于一旦冰箱內庫存的牛奶或雞蛋等食材即將用完,冰箱可以自行感測察覺,并上網訂購或告知消費者該補充新品了。然而這看似簡單的動作背后,卻隱藏著復雜的問題,例如每種食材包裝上都必須要有RFID電子卷標,除了增加食材成本之外,不同家電品牌的讀取器,與不同食品包裝上的電子卷標是否都能兼容?因為現實生態鏈利益牽扯不清,導致這樣的場景,只能在電影畫面中看到,在現實生活中幾乎無法實現。
            而相同的,冷氣聯網的美意,消費者認為根本沒有必要。而電視的智能化,在消費者看來只是一臺連接著電視屏幕的計算機罷了。就這樣,智能家庭的概念,看似遠大,實則天馬行空。在相關廠商試圖點燃市場火花之后,卻因為消費者的不買單,宣告無疾而終。
            智能建筑揭竿而起
            建筑物可以導入智能化,但不能將「智能」無限上綱。人都沒那么聰明了,何況是冷冰冰的建筑。
            過去不少半導體廠商與家電業者發展智能家庭各走各的路,產品與標準多頭馬車,不同品牌的家電方案面臨了智能家庭難以整合的困境。智能建筑的概念,與智能家庭在某種程度上有幾分神似,只不過舍棄了過去天馬行空與窒礙難行的部分,而加入了更為實際與實用的新構想。

            觀察目前智能建筑發展的三大重要趨勢,包括綠能環保、智能感測與萬物互聯等。智能感測著重于將更多傳感器布建于建筑物的各角落中,來獲取更多不同的數據信息,并進行必要的控管;綠能環保則更強調讓建筑物走向能源的節約與再生;萬物互聯則是透過有線與無線網絡,將所有信息統一進行智能化分析,并做出佳的處理方式。


            1.綠能環保
            綠能環保的概念,其實過去即已陸續導入建筑物之中,例如屋頂太陽能板的設置就是一例。至于智能建筑則更強調綠建筑(Green Building)的概念,讓建筑物不只是被動的擷取能源,而是還能主動地產生能源。節能與再生同步并進,將綠能環保發揮到大化。
            智能綠建筑適合在企業大樓或工廠率先實行,不只是企業有很快的推廣作用,更是因為企業通常才有足夠的資金來執行成本高昂的環保節能工作。目前全球許多知名企業紛紛以打造智能綠建筑為目標,藉以創造企業形象與展示相關的解決方案。
            例如臺達電將其多年來累積的工業控制和自動化技術經驗,全都發揮在該公司研發中心的綠能方案上,讓該研發中心能擁有包括燈光控制、HVAC空調(Heating、Ventilation and Air Conditioning)、水資源處理、再生能源供電系統等能力。
            臺達電為了達到這些綠建筑功能,需投入的設備包括變頻器、主動電力回生單元、可程控器、人機接口、溫控器、云端技術、室內外LED照明設備、太陽能面板、逆變器與充電樁等。當然這些能源的使用信息,還會傳送到控制中心,將之可視化后呈現在主控墻上,來實時加以管理所有能源的動態。
            臺達電表示,除了節能與產能,還要能把這些能源智能管理,有效運用,讓能源不至于浪費。具備這種能源智能管理的能力,才稱得上是完整的智能綠建筑能源循環系統。
            此外,在部分智能建筑的設計中,還特別透過空間規劃,讓日光、雨水與涼風能自然導入建筑物的環境中,來進一步降低對于能源的依賴。另外諸如能源采集等技術,也都能提供智能建筑另一個綠色能源的獲取管道。
            2.智能感測
            傳感器在人們的生活中早已使用得十分普遍,應用領域也十分廣泛。隨著用途不同,傳感器的功能也會隨之改變。當建筑物走向智能化之際,將傳感器與控制模塊廣泛部署在建筑物的各角落中,透過不同信息的取得,將能進一步打造更舒適、更節能、更便利的建筑環境。
            觀察近年來政府與企業積極推廣的智能建筑,都屬于新建物,所有智能化設施在建筑過程中均可直接導入,但這樣的建筑只占所有建筑物的3%。還有其他97%的既有建筑物,若要導入智能化,通常必須重設管線,并鉆洞破壞進行施工,實施上將窒礙難行,這也是智能建筑之所以只能是全新建筑物的主因。
            就智能建筑所需用到的感測節點來說,通常分為安全、節能、便利與照護等四大環節。安全性指的當然是針對個人與建物的安全警示,常見者包括各種災害警示、緊急通報、有毒氣體偵測、門禁管理等項目;節能感測則是用于實現綠建筑的關鍵組件,這包括各種電器、燈光與空調的能源偵測與管理,讓無人區域或不必要的能源能夠關閉,盡可能達到能源使用的極小化與必要化;至于照護感測,能隨時進行人身定位,并偵測生理數據;便利感測則是能自行調整溫濕度、空氣質量,或在適當時間播放音樂等。
            感測節點的廣泛布建,能讓建筑物獲取更多數據數據,進行分析、運算并進行適合的處理動作,是建筑物智能化過程中,不可或缺的功臣。當然對于設計者來說,該如何選擇正確的傳感器類型、數量需多少、位置又該如何安排,更成為智能建筑成敗的關鍵。
            3.萬物互聯
            有了綠能方案,也有了感測組件,還需要一個將這些信息鏈接的神經元,物聯網所扮演的正是這樣的角色。物聯網所訴求的,是物與物之間的直接鏈接,不必再透過人,可以直接針對環境中的訊號進行擷取、處理、并將結果輸出執行。這樣的過程,能讓建筑中的人們獲得更高的便利性。
            事實上,近年來的物聯網應用,逐漸導向于透過感知來達到智能服務的目的。而物聯網分散、多點、大范圍的數據擷取與運算,十分適合應用在智能建筑與智能工廠等這類大型建筑環境中,來滿足聰明、節能、效率、安全等需求。在萬物互聯的架構之下,類似智能家庭的愿景,將更有可能實現。
            結語
            人們每天生活都離不開建筑物。將建筑物智能化,將為每日的工作與生活帶來更多便利與樂趣。事實上,智能建筑的概念,已經逐漸在新一代的建筑設計中發酵,不論是企業廠房,或一般家居住宅,都開始強調智能化的導入。
            隨著智能建筑的發酵,建筑本身將提高附加價值。未來的建筑物將不在只是冷冰冰的鋼筋與水泥,而是將成為生活上的好伙伴,提供更安全、便利與節能的生活型態。
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