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智慧建築的新力量:從智能化到綠色永續
 

【作者: 陳復霞】   2025年01月10日 星期五

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現今零碳排放與ESG已成為全球企業與政府共同追求的目標。智慧建築將樓宇管理系統與節能環保效益結合,為實現智慧城市的願景奠定了基石。


在當代建築領域,隨著城市化進程加速與科技的迅猛發展,智慧建築正成為新一代建築設計與管理的核心概念。智慧建築的誕生不僅滿足了人們對於舒適、安全與效率的需求,更將樓宇管理與節能環保結合,為實現智慧城市的願景奠定了堅實的基礎。


綠色建築與智能建築的差異

智慧建築以整合資訊技術(IT)、建築技術與自動化技術為核心,通過設備管理的自動化,實現高效的空間利用與能源管理。它不僅是傳統樓宇自動化系統(Building Automation System, BAS)的進化,更融入大數據、物聯網(IoT)和人工智慧(AI),模擬人類的「大腦」與「神經系統」。透過智能化系統,建築物能自主監測並調節內部環境,創造更舒適、高效的空間體驗,同時降低人力成本與能源消耗。


綠色建築(Green Building)與智能建築(Intelligent Building)看似都屬於現代建築的重要方向,但其核心理念與實現手段卻有所不同。以下列出兩者的主要差異點以利區別:


表一:綠色建築與智能建築的差異(source:各家廠商;智動化製表)

項目

綠色建築

智能建築

核心理念

注重環保與能源效率,減少對環境的負面影響。

注重技術整合與智能化管理,提高建築運行效率與用戶體驗。

主要目標

減少碳足跡、節約能源、水資源與材料,促進生態永續發展。

實現設備自動化管理、數據分析與智能調節,提升舒適性、安全性與高效性。

實踐方法

採用可再生能源(如太陽能、風能)、節能設備與低碳建材。

整合物聯網(IoT)、人工智慧(AI)與自動化控制系統。

應用範圍

節能減排、雨水回收、綠化覆蓋、環保建材等。

智能照明、HVAC管理、安防與消防監控、數據驅動決策。

與樓宇自動化的關聯

樓宇自動化技術可以支持能源效率提升,但非其核心。

樓宇自動化是智能建築的關鍵組成部分,支撐其主要功能運作。


儘管綠色建築與智能建築的核心關注點不同,但兩者正在逐步融合。例如,樓宇自動化技術可用於優化能源消耗與再生能源利用,支持綠色建築的節能目標。同時,綠色建築的可持續性理念也為智能建築提供了創新方向。這種互補關係將推動現代建築走向更智能、更環保的未來。


建築智能化系統與技術

智慧建築的技術基礎涵蓋現代控制技術、資訊與通訊技術,以及圖像處理等尖端科技,形成以下四大系統支柱:


1.大樓自動化系統(BAS):包含設備與管理自動化(BA)、安全自動化(SA)及消防自動化(FA)。這些子系統通過中央監控軟體(如SCADA)實現高效管理。


2.辦公自動化(OA)系統:提供智能化的工作環境,提高辦公效率。


3.通訊自動化系統(SCS/GCS):作為智慧建築的「神經網絡」,支持語音、影像及數據的高效傳輸與協同運作。


4.建築管理系統(BMS):監控和管理照明、空調、安防等核心功能,確保建築物內的所有服務系統無縫協作。


這些技術的實現依賴於可編程控制器(PAC)、觸控介面、燈光控制器等硬體設備,以及強大的數據處理與分析軟體。


此外,在樓宇自動化領域,許多廠商提供創新的解決方案,以下例舉知名廠商不同的產品或技術特色:


表二:樓宇自動化相關廠商的產品及技術特色(source:各家廠商;智動化製表)

廠商名稱

台達電子(Delta Electronics)

西門子(Siemens)

施耐德電機(Schneider Electric)

Honeywell

ABB

核心技術

提供樓宇管理系統(BMS)、可編程自動化控制器(PAC)、觸控螢幕等產品。

Desigo樓宇管理平台、智能暖通空調控制器與能源管理解決方案。

EcoStruxure樓宇自動化平台,包含能源管理、HVAC控制與智能安防解決方案。

樓宇自動化管理系統(BAS)、智能安防與消防控制系統。

ABB Ability智慧建築解決方案,包含照明控制系統、HVAC自動化控制與能源管理。

應用範圍

商業大樓、機場、醫院及智能園區等多元場域

商業建築、製造設施、交通基礎設施等。

商業建築、工業設施、數據中心。

航空、醫療、酒店及購物中心等多場景建築。

住宅、商業建築及智慧城市基礎設施。

特色

整合高效能樓宇控制系統與節能技術,結合全球服務資源,支持ESG目標。

專注於高效能源管理與數位化建築技術,支持智慧城市建設。

高度模組化與可擴展的架構,提供全方位的數位化樓宇解決方案。

專注於高效安全解決方案與智能化監控,兼顧人員舒適與節能目標。

致力於可持續發展的創新技術,整合再生能源管理。


在可預見的未來,智慧建築將沿著多個方向蓬勃發展。其中,數位化與自動化的深度整合,結合AI與物聯網(IoT),將實現實時數據分析與預測,進一步提升樓宇運行效率。同時,人性化設計也將成為重點,透過智能交互設備與語音控制技術,提供更具個性化的空間體驗。


為滿足不同地區與市場的多元需求,智慧建築將強調區域化與客製化,量身打造專屬解決方案。此外,安全性與健康性也將進一步加強,依靠智慧監控與空氣品質管理技術,為住戶提供更加健康、安全的生活與工作環境。例如樓宇自動化系統輔以AI驅動的監控圖像,可用於透過演算法調整系統以即時匹配建築利用率。此外,還可以透過車牌識別和生物識別存取控制等措施來提高建築物的安全性,而物聯網感測器和執行器的進步也可能有利於設備維護。


樓宇自動化技術逐漸衍伸到其他領域,不斷推動智慧化與低碳永續發展,臺中港作為亞太地區的重要物流樞紐,正積極通過創新技術與綠色建設邁向永續目標。台達樓宇自動化事業群副總經理江文興指出,臺中港面臨廣大場域與複雜基礎設施的管理挑戰,整合舊有系統與提升能源管理效率具有巨大潛力。台達以一站式園區管理解決方案與客製化服務,協助港區實現智慧化與高效化運營,為低碳永續發展奠定基礎。


台達的智慧園區解決方案整合臺中港既有及新增基礎設施,提供先進的智慧管理平台。該平台透過關鍵資訊串聯、GIS定位、統計圖表與監控影像,提升運維效率。系統能即時掌握用電負載與多元再生能源,例如屋頂與車棚太陽能的即時發電與累計資訊,未來更可結合儲能系統,進一步優化電力調度。


此外,智慧安全技術是方案中的重要亮點。平台整合所有新增與既有影像監控設備,並於關鍵設施部署AI攝影機與電子圍籬,提供即時異常告警,全面提升港區安全性。同時,臺中港部分路段已完成智慧路燈建置,實現單燈與迴路的遠端控制與管理,大幅減少夜間巡檢人力,並支援即時派修功能,未來還可擴展為多功能智慧燈桿。台達還為港區新增了水位監測系統,透過通訊軟體推播儲水狀況,提高回收水資源的利用效率,進一步體現綠色建設的價值。


從臺中港到其他場域,台達持續將樓宇自動化解決方案延伸到設施更多、架構更複雜的園區範疇,成功為半導體高科技廠區、海運業者大型貨櫃物流中心等多元場域提供一站式的解決方案。



圖一 : 台達智慧能源管理平台整併於監控中心電視牆,以利管理人員即時掌握能源與基礎設備最新動態。(source:台達電子)
圖一 : 台達智慧能源管理平台整併於監控中心電視牆,以利管理人員即時掌握能源與基礎設備最新動態。(source:台達電子)

發展趨勢:綠色與智慧並進

隨著科技的快速進步,樓宇自動化正成為智慧建築的重要驅動力,不僅提升建築的運營效率,更帶來可持續發展的新契機。未來樓宇自動化的發展趨勢聚焦於智能化、個性化、綠色能源整合及永續發展四大方向,這些技術創新正為建築行業帶來革命性變革。


樓宇自動化推動智慧建築向更高效、更環保的方向邁進,而新興科技以多種方式應用於支援更智慧、更敏捷的樓宇自動化。未來的發展趨勢主要體現在下列方面:


智能與數位的優化

通過智能感測器和能源分析軟體,精確監控並優化能源使用。以物聯網(IoT)和人工智慧(AI)為核心,提供即時數據分析與預測功能,提升系統自我調節能力。


樓宇自動化的智能化正逐步實現全面數位化管理,智能感測器和能源分析軟體已成為系統運行的核心。透過這些工具,建築內的能源使用情況可以被精確監控並實現即時優化。例如,基於物聯網(IoT)與人工智慧(AI)的整合技術,樓宇系統能主動學習環境數據,進行即時調節,如智能空調調節室內溫度或動態控制照明亮度,達到最佳能效。


AI技術更為系統帶來預測能力,利用數據分析與機器學習算法,樓宇可預測高峰時段的用電需求,從而調整能源分配,減少浪費並降低運行成本。


個性化與客製化解決方案

隨著市場需求多樣化,樓宇自動化系統的客製化成為重點發展方向。根據不同地區、行業及用戶需求,開發定制化解決方案,實現技術應用價值最大化。例如在高能耗的商業大樓中,配備LED專業照明及光感調節技術,可大幅減少不必要的能源消耗。


此外,針對醫院或資料中心等特殊場合,樓宇系統還能優化溫濕度控制與設備穩定性,滿足精準需求。這種針對不同地區與行業需求,因地制宜的設計不僅提升建築的使用效率,實現最大化應用價值,也加強用戶的體驗,讓智能化建築更貼近實際需求。


因應全球電動車潮流,微星科技(MSI)近期與宗益科技及強調低碳永續的築億建設合作,積極進軍智慧建築市場,由MSI提供創新充電樁解決方案。三方選定新北市位於泰山區及三重區的兩大建案作為合作開端,導入微星科技EV Life Plus智慧AC充電樁,將成為智慧建築及電動車友善社區的典範。



圖二 : 微星科技EV Life Plus智慧AC充電樁,可應用於智慧建築和電動車領域。(source:微星科技)
圖二 : 微星科技EV Life Plus智慧AC充電樁,可應用於智慧建築和電動車領域。(source:微星科技)

與綠色能源結合

綠色能源與樓宇自動化的深度結合正為建築行業開闢新的可持續發展之路。未來的智慧建築將全面支持再生能源的接入,包括太陽能、風能及地熱能源,形成低碳化營運模式。例如樓宇管理系統(BMS)可實時監控太陽能板的發電量,並根據需求動態分配能源,減少對傳統化石燃料的依賴。


此外,智慧建築可通過能源儲存技術如電池儲能,實現自給自足的能源管理,進一步降低碳足跡,打造健康與低碳的建築環境。


永續發展導向

零碳排放與ESG(環境、社會與公司治理)目標正在全球範圍內推動建築行業的深刻變革。樓宇自動化技術不僅幫助建築提升能源效率,還能減少對環境的負面影響。例如,透過動態能源管理與碳排放追蹤系統,建築可隨時監測並優化運行狀態,實現節能減排目標。在智慧城市建設的願景中,智慧建築作為核心組成部分,不僅提供高效的營運解決方案,並且降低了碳足跡,為城市的可持續發展奠定基石。


從中觀察,智慧建築、低碳建築與健康建築是未來建築發展的軸心。智慧建築透過數位化與資料驅動的管理,結合物聯網架構與人工智能,實現建築全生命週期的效能提升,優化能源使用、安全性和成本管理,滿足新舊建築數位化的需求。低碳建築則因考量碳成本納入企業營運而成為必須投資的重要項目,通過低碳設計、再生能源利用及碳排放管理,達到節能減排目標,並提供一站式解決方案,包括智慧能源管理和微電網整合服務。健康建築則專注於室內空氣品質與人因照明,並延伸至熟齡照護領域,通過WELL健康建築認證和人工智能輔助工具,打造以健康為核心的高品質建築環境。因此,針對不同用戶的需求,使得智慧建築呈現多元的風貌。


結語:科技賦能建築未來

從能源使用的精確管理,到綠色能源的全面整合,再到以客戶需求為中心的個性化服務,樓宇自動化技術正在為建築行業注入強大的創新動力。樓宇自動化正在改寫現代建築的運行模式,其簡單、耐用與高效的特性,使之成為智慧建築的核心技術。


例如運用AI結合先進的感測器技術,能夠分析振動頻率、溫度和運行時間等數據,預測可能發生的故障並指導主動維護工作,不僅提升整體安全性,還能減少因設備故障(如火災)引發的災難性事件。另外,透過智慧化的數據分析與推理,設施管理者得以優化能源使用與營運效率,達到前所未有的水平。從這些智慧自動化技術中獲得的洞察,還可應用於規劃、建造和部署下一代建築基礎設施,實現最大化的舒適度、安全性與能源效率。


在全球零碳與永續發展的浪潮下,智慧建築不只是一個技術概念,更是實現綠色未來的重要途徑。隨著更多智能設備與再生能源的融合,樓宇自動化將不僅帶來空間效率的提升,更實現環保與永續的雙重目標。


從趨勢看來,智慧建築的發展不僅降低了建築營運的碳足跡,還提供了應對能源危機與氣候變遷的具體方案,為全球的永續城市建設描繪了藍圖。展望未來,智慧建築將為城市生活創造更加安全、舒適與可持續的未來,拓展未來的無限可能。


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