技術應用快速延伸 建築節能掌控更全面

智慧建築的節能首重監控，透過管理平台監控感測端點，方能有效掌控建築中的能源狀況。西門子

自動化是節能的重要技術之一，近年來建築領域對節能的需求日殷，目前已有多起建案導入自動化技術，透過自動化所設計的功能，輕鬆管理建築物內的能源資訊。

全球能源價格日益高漲，節能科技被廣泛應用於各領域，尤其IT技術這幾年發展出的物聯網系統，除了提升各類系統的效能外，節能更是應用重點之一，這幾年物聯網的發展逐漸增溫，尤其在智慧建築領域，已有多起案例，透過物聯網系統，原本冷硬的建築，可進一步成為更適合居住、生活的環境，對能源的掌控也更全面。

LEED制定完善綠建築標準

對智慧建築的想像，多數人都認為自動化的導入會從「舒適」面向發展，但其實不然，自動化廠商在設計智慧建築的應用設備，多以「節能」為其出發點，尤其在透過控制層面的節能機制，更是自動化廠商關注的焦點，在全球亟欲發展新能源等替代方案的同時，各國建築產業，無論是商辦樓宇或住宅建築，都更重視節能、環保與安全等議題。

由於智慧化的概念模糊，過去世界各地公協會、組織多針對智慧建築所設計的標準，彼此間歧異相當大，因此無論是建商或系統整合商都難以適從，相對於智慧化，節能的定義就相當明確，其指標也容易確立，目前國際間建築節能標準頗多，其中LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)綠建築標準最具指標性。

LEED「能源與環境先導設計」為一定義高效能綠建築之市場導向式自願性評估系統，用以鼓勵永續性建築的發展與實行，並提供業界作為設計更健康、更環保與更有利潤的建築物之準則；LEED由美國綠建築協會於1994年制訂，1999年正式公佈第一版本並接受評估申請，近年來LEED更廣為全世界其他先進國家所採用，或當作該國制定綠建築評估系統之範本。

LEED驗證的基準，包括永續性基地開發、用水效率及能源與大氣的提升、材料與資源、室內環境品質，以及創新與設計過程等相關標準；其中的必要項目，包括用水效率項目中的「降低日常用水20%減量」、能源與大氣項目中的「最低能源效率需求」與「基本冷媒控管」、室內環境品質項目中的「最低空氣品質要求」等標準，基本上均可透過自動化設備達成目標，是達成智慧建築績效最佳化的武器之一。

透過自動化設備，專家分析可進行包括「選用高效率設備」、「降低設備用電量」、「規劃外氣自然冷卻功能」、「VAV變風量空調箱系統」、「EMS能源管理系統」及「涉至其他節能系統」等策略規劃；但其中最重要的，則是規劃「中央監控自動控制系統」。

監控是建築節能系統建構時重點中的重點，自動化產業人士指出，監控所有的設備，並使它智慧化，這就是是自動化廠商的強項，最基本層面的自動化控制，是以PLC為控制中心，以特定的通訊技術，將現場端的感測設備連結至PLC，再將資訊與後端資料庫連結分析，由PLC進行系統運轉的規劃，讓設備得以最佳化模式運轉，以避免系統超載等問題，建築應用也是如此，包括公共照明或消防設備的管理，都可以透過自動化設備來全面管控，例如在大樓的公共空間設置感測器偵測環境溫濕度，或導入集合式數位電表，透過資訊整合協助控制設備規劃操控，作為自動化設備節能技術的中心。

除了以感測器和控制器架構物聯網系統外，變頻器也是建築節能的重點趨勢，變頻器最初用途是速度控制，隨著技術的發展和社會對能源運用效率要求，用途日益增多。

變頻調速具有調速精度高、啟動能耗低、可實現無級調速、操作簡便、通用性強等特點，被認為是交流電動機最理想的調速方案，在沒有變頻器調速的情況下，一般傳統通過閥門等設備調節輸出功率，以滿足負載變化要求，但如此輸出的能量，多大量浪費在閥門和風門擋板上；使用變頻器後，這些設備可根據實際負載需要，通過調整設備轉速來進行輸出功率調整，使設備的輸出能量得到高效利用，工業、企業在使用變頻器後，有助於調整設備的運行速度，達到顯著的節能效果，事實證明，變頻調速系統的節能技術，的確存在經濟價值。

資訊呈現可視化協助決策完備

另外，以供電系統規劃來看，最基礎的部分就是電力狀態的監視，透過集合式多功能數位電表並以通訊整合於中央監控系統，以進行電力的全面監控，用以分析及統計公共用電，來規劃管理營運應用；此外，亦可透過用電資訊與業主的客觀評估，提供「需量控制設備」來進行設備的運轉管控，甚至依據預先設定的條件或取得的參考信號，來解除或投入電量負載，因此，用電資訊的「可視化」，也被自動化產業視為智慧建築節能技術之一。

近年來雲端及物聯網議題發燒，隨之而來的許多應用，也雨後春筍般出現，在此態勢下，自動化設備逐步將物聯網與雲端運算納入系統內，而其中，節能可視化就是自動化系統導入這些新興概念所衍生出的功能之一。

自動化系統過去多應用於製造現場，而由於工廠端的感測及控制元件，多為傳統的工控程式系統，這些系統在導入雲端運算系統時，必須先行在原有的製造系統上設置資訊轉換橋接器，另導入前端製造與後端管理兩處系統的軟體平台，此一作法不但會造成整合過程繁複，而且投資成本過高，無疑會影響企業主的投資意願。

為了解決此一困擾，市場上也推出整合性裝置，來解決前端資訊「上雲端」的問題，目前市場上針對此類問題提出的解決方案，主要是透過不須利用固定IP進行連線的簡單裝置，或專用的電腦或軟體，直接設定就可將前端資訊以I/O連接轉換，直接登上雲端資料庫。

此外，由於使用者的需求漸多，雲端架構也會進入目前的M2M系統，透過物聯網架構的連結，提供使用者快速而簡單的解決方案；再者，近年來手持智慧裝置普及，現在已有多種管理軟體可透過App下載，即可隨時隨地掌握現場環境資訊，輕鬆達到雲端、物聯整合之解決方案。

隨著聯網等技術的不斷發展，大樓建築可能同時具備相當多不同的終端需求，智慧建築所扮演的角色是將這些需求加以整合，將大樓內個別的消防、門禁、冷凍空調、能源供應等子系統整合為智慧型連線網絡，各個系統在同一平台上共同運作，智慧網路管理系統便能以最佳化的方式將能源供應分配到各子系統，協同整合性運用，除了能達到智慧安全的管理，同時也發揮節能的最大效益。