[智慧建築專欄]感測+控制 形塑健康舒適環境

綜觀「智慧建築標章」八大指標，「健康舒適」一直是重要環節，因為創造智慧化居住空間之終極目標，正是美化使用者日常生活的內涵，亟需藉由建築設計手法、室內外環境感測系統與相關應用設備之整合性規劃，滿足使用者所企盼的健康性與舒適性需求。

根據中央氣象局統計，台灣過去10年的平均溫度，創下了百年來的新高，而近百年來台灣年平均溫度上升1至1.39度，足足是全球2倍之多，在在顯示台灣暖化情況較全球更為嚴重，長此以往，不僅可能因室內環境品質惡化有損居民健康，更將肇因於節能設計失當、大量採用空調加速排熱，觸動都市炎熱化的惡性循環。

在此前提下，如何以建築作為載體，導入智慧型科技技術、材料及產品之應用，使建築物更為安全健康、便利舒適，實為當前重大課題，亦是產官學研各界戮力推動智慧建築的初衷。

根據內政部營建署的定義，所謂「健康舒適(Healthy and Comfortable)」，旨在以智慧化手法來提升使用者空間的健康性與舒適性，內容包含了空間整體環境、光環境、溫熱環境及空氣品質、水資源等物理環境項目，以及健康照護管理系統。一方面將透過建築設計手法、室內外環境感測系統與相關應用設備(例如空調、照明等)的整合性規劃，滿足使用者對建築空間健康性與舒適性的需求，二方面則藉由健康照護設備系統的建立，確保住家環境在於增進健康、預防、診斷、治療、復健等各個階段，皆可與醫療機構緊密結合，好讓使用者獲致最即時的照護協助。

從感測器出發  循序構築環境管理機制

然不可諱言，長期以來，建築之於「環境效率」價值觀的實踐，向來採取「被動設計」模式，無力回應內外環境的變動因素，使得健康舒適目標始終礙難實踐，因此亟待智慧型技術的引入，才能扭轉這一局面。

至於箇中所需之必要元素，首先便是諸如CO2、溫度、濕度、電流…等等各式環境感測器，可就近針對空間環境(含室內空間、音環境、電磁環境)、視環境(含採光環境、照明環境)、溫熱環境、空氣環境、水環境，乃至於健康照護管理平台(含生理偵測系統、健康管理系統、緊急支援服務系統、健康資訊照護系統)，進行24小時不間斷的狀態監測，再透過有線或無線的傳輸，即時將環境資訊反應到一個集中式的資訊管理平台。

當然，單憑環境資訊的蒐集，尚不足以成就健康舒適的居住環境，值此時刻，由電腦與伺服器所組成的資訊管理中心，即可憑藉其自動邏輯判斷能力，適時扮演環境控制的中樞，意即透過調整環境參數與門檻值等手段，經由設備控制單元(內含設備驅動控制模組、供電迴路開關等重要機能)，主動針對各項設備或設施進行控制，並形成一個生生不息的「閉環控制(Closed-loop control)」機制。

譬如位在阿里山麓的「蘭潭靜園」，工作團隊即在去年(2012)以專文發表其建立智慧綠建築的歷程，其間便蘊含了甚具參考價值的建築環境控制範例。蘭潭靜園藉由Zigbee環境感測單元，持續蒐集溫度、濕度、風速、風向、內外氣壓差、日射量、懸浮微粒濃度(CO、CO2)等攸關健康空氣品質的資訊，再傳遞至健康資訊管理平台，以便在必要時進行主動控制。

舉例來說，如果CO或CO2濃度偏高，健康資訊管理平台便立即控制塔頂氣窗，使之全數開啟，且一併驅動全熱交換器，主動引進外部新鮮空氣，藉以改善室內空氣品質；反之，當系統偵測到降雨、或氣溫過高過低等情況時，健康資訊管理平台就會控制塔頂氣窗，使之全數關閉，若是屬於過冷過熱，窗戶關閉之餘，同時間也會啟動空調。

值得一提的，由於上述環境控制機制，已經連結網際網路， 因此任何取得合法授權者，不論人在何處，都可輕易透過雲端服務，隨時進行環境監控與警示、參數修正與故障排除，甚至藉由雲端與遠距醫療照護服務供應商串聯，俾使醫療照護的需求者，可在生理訊息吐露異常之際，旋即獲得必要的協助；如此一來，居家使用者即可顯著強化環境感知與控制能力。

關於智慧建築專欄

隨著ICT產業邁入智能化應用新藍海，為加速台灣智慧應用創新服務之發展，建構產業全球發展之能量，特別企劃智慧建築之系列專欄，分別就「技術與標準」、「導入及運用」以及「案例分享」進行系列報導，並定期於每周三上刊，若讀者對文章內容有任何建議，或希望投稿，請聯繫：elisha.hung@digitimes.com洪小姐收。