雜誌精選》會「思考」的房子 智慧建築未來式

位在臺南沙崙綠能科學城的綠能科技示範場域，展現綠能科技生活化的未來。（工業技術研究院提供)

你可曾想過，房子不只是遮風避雨的空間，更能化身成智慧管家。它會收集你生活中各種細微的資訊，思考分析；下雨自動關窗，只是基本款；當偵測到室內二氧化碳過高時，調節換氣；感知室內外的溫差，設定最舒適又節能的室溫；設備即將損壞時，會提出警示，減少損失。這樣的「智慧」其實已一步步走進我們的生活中，像在施展魔法一般，提供無微不至的照顧，照顧於無形。

臺灣資通訊（ICT）產業發達，運用感測技術、大數據、物聯網（IoT）、5G、人工智慧（AI）、智慧聯網（AIoT）、智慧建材、雲端運算等，實踐在智慧建築上，提出的解決方案琳瑯滿目，均是利用科技主動感知的技術，實現提升生活品質併兼顧節能永續的未來。

以人爲本的設計

「建築是本來就有的東西，爲什麼需要『智慧化』呢？其實是要創造價值；創造『人性的價值』和『產業的價值』。」社團法人臺灣智慧建築協會理事長溫琇玲開宗明義地說。

當年手機廠商Nokia打出「Connecting People」的口號，中文轉譯爲大家朗朗上口的「科技始終來自於人性」，這句話從原文來思考，套在智慧建築的情境，更能體現其「連結人際」的意義。已投入智慧建築研究30多年的溫琇玲舉了分居兩地的家庭爲例，子女因爲工作無法隨侍在旁，如何關心家中父母的健康？若能利用科技，如連網的血壓計，或裝有IoT感測的燈泡，收集父母的身體狀況、起居作息，當資訊異於平常時，孩子們一通關心的問候電話，能讓長者們感受到親情的溫暖，在這個時刻，科技無形中填補了距離的空缺，傳遞了人的溫度。

另一方面，智慧建築也有其產業的價值。臺灣ICT產業的優勢，在全球佔舉足輕重的地位，再加上通訊基礎設施布建與其他國家相比，普及且完備，在系統整合、創新服務上，例如智慧空調、智慧能源管理系統、智慧門禁監視系統、AI語音辨識及智慧家電等領域，已有許多業者熱切地投入實驗的場域，並表現亮眼。

加上政府的協力，2005年的行政院產業科技策略會議中，揭示智慧化在各產業的應用，智慧建築即是運用的重要場域。此外，臺灣智慧建築評估制度起步頗早，細數從1999年開始推動綠建築標章，2003年制定了智慧建築標章，2004年加入綠建材標章，2010年設立智慧建材標章，下一步搭配國際淨零碳排的倡議訴求，「智慧零碳建築」更是2050年的指標。相關方案的推動，更率先由公有建築做起，明定工程造價5,000萬以上的建築須申請綠建築標章，兩億元以上的建築需申請智慧建築標章，以此帶動風潮，引領產業，包含智慧建築、智慧建材等的多元嘗試與發展。

溫琇玲認爲，以使用者爲本，永續服務是智慧建築發展的關鍵。（圖/ 林格立）

如何「智慧」？

而聊到智慧建築如何運作？大數據、IoT、AIoT這些名詞想必大家都耳聞，但卻多是一知半解，溫琇玲解釋：「其實過程就是偵知→顯示→連動」。透過各種感測裝置，它就像人體的知覺系統，收集了大量資料，再透過統計分析，瞭解數據間的關係，「任何的數據都是可以解讀的，這些數據會讓你知道許多過去不曾知道的事情。」溫琇玲舉了她曾爲獨居長者設計的住宅爲例，比如開冰箱、如廁的次數，睡覺、開燈的時間等都可以透過感測器收集記錄，「比如五分鐘內開了冰箱20次，那肯定長者的心情是焦躁的；還有如廁的次數、時間太多或太長；天黑了室內燈還沒開啓……。」像是探案線索一般，溫琇玲道來：「每個數據都是有意義的」，這些資訊都透露了長者心理、生理的狀況，將資訊收攏分析，可預防任何意外，關照長者的安全。

又如消防災害的預警，傳統室內火災警報器要在室溫達70度時纔會警示，通常已錯失關鍵逃生時機，但智慧建築的設置，透過AIoT的自我學習，當室內溫度異常於平日時，推測可能有災害發生，進而連動，如打開排煙機、關閉空調、電源、瓦斯等，避免助燃；然後解除門禁，甚至能察覺起火點，指示正確的逃生方向。這樣的智慧已經實現，溫琇玲舉了2018年獲得「亞太地區優良智慧綠建築暨系統產品獎」金獎的南山人壽商業辦公大樓，當發生火災時，能準確測知尚未逃離建物的人數及定位待救援者的位置，建築的智慧即展現在此。

智慧節能、永續生活

智慧建築的另一項特色是「具體化」節能的效益，「其實智慧建築很重要的一個面向是『管理』。」溫琇玲說，藉由感應設施收集的數據資料，管理能源無謂的消耗。

理想上，建築的設計與管理思惟相扣，方能發揮最佳效益，但市場上逾97%爲既有建物，如何也加能入智慧化的行列，爲此政府提出了智慧化改善方案；溫琇玲分享先前對既有建築智慧化的研究結果，最大的效應在於可減少九成建物及人爲災害；而因爲有智慧監控，可以進行預測維護，讓設施設備信賴度提高79%；緊急應變程序縮短68%，這些數據都體現了建築智慧化符合高效經濟與安全健康的需求。

而「智慧建築」結合「綠建築」，更能發揮加乘的節能。工研院綠能與環境研究所副所長鄭名山聊起位在臺南沙崙綠能科學城的綠能科技示範場域。這區塊原初設計即考量陽光、空氣、水與生態，利用建築物座向，通風采光天井等被動式設計手法降低建築物耗能外，並採用立面遮陽、外牆隔熱、雨水回收、再生建材等綠建築手法。園區內有綠能生活體驗社區，節能展示屋以南臺灣常見的透天厝形式打造，屋頂裝有太陽光電板，並設有鋰電池儲電，整個能源系統進行產電、儲電及用電的最佳化調控，可以做到零耗能。那在都會區可能實現嗎？看出了我們的疑惑，「這樣接近零耗能系統，基本上五層樓以下的住宅，不管是透天或公寓都可以做到。」鄭名山補充說明。

另外區域內的五棟大型辦公空間，則有一箇中央冰水系統供應冷氣，鄭名山解釋，這形似一個能源中心，由中心統一來製作冰水，送到每棟建築物裡，轉變成冷氣。這樣的做法利於智慧化的控制，能源中心隨時根據外面的溫度、室內的人數需求，演算需要制多少冰，並利用夜間電力需求較低的時段製冰，白天電力需求緊迫，就不開壓縮機，讓冰慢慢溶化，再透過冷熱交換，讓冰水送到每棟建築物，變成冷氣，「這是智慧建築很典型的一種作法，也是工研院自行研發的成果。」透過智慧建築的手法，讓建築走向永續，已然是未來的趨勢。

示範場域內的「亞熱帶綠能建築技術研發測試平臺」是國際間第三座、亞熱帶第一座，具旋轉功能的建築科技實驗屋。（工業技術研究院提供）

打造舒適家居生活

智慧建築是從商辦大樓先發展，再逐步衍生到居家生活領域。臺灣本土家電品牌禾聯，液晶電視與冷氣是其兩大利基產品，近年來，禾聯更開拓智慧家庭的版圖。副董事長蔡柏毅曾在澳洲生活12年，觀察到東西方生活的不同，西方人的休閒多屬戶外活動，反倒電視常是華人家庭的中心，因此他的智慧家庭藍圖就以電視爲平臺，以免持聲控爲主打，這技術的門檻更高，要解決空間雜訊、干擾等問題，但是他笑稱：「我是一個懶人，連找一臺遙控器都懶。」從消費者的使用情境出發，爲未來的生活提出一種可能性，是蔡柏毅的超前佈局。

早在2015年，禾聯就將產品線擴展至小家電，包括冰箱、冷氣機、掃地機器人、空氣清淨機等200多個品項，原初蔡柏毅僅是希望藉由品項多元與通路取得談判優勢，但他更進一步要求在自家家電產品加上藍芽、WiFi，提供更多加值的好處，提升產品的CP值，「我要自己形成一個家電的生態系，讓消費者養成對品牌的黏着跟依賴。」

其實佈局市場，蔡柏毅在電動車還未熱夯之時，早帶着研發部門取得車聯網的專利，他稱在車裡裝設好App，偵測到離家幾公里時，住家就會智慧化開啓冷氣、放好洗澡水等等，如電影情境一般。窺見智慧家電的市場潛力，佈局物聯網，搶進智能市場，禾聯已早早勾勒了未來的生活願景。

（圖/ 林格立）

整合是最後一哩路

智慧建築的運作透過「偵知→顯示→連動」，其中監控系統具重要角色，安置在建築中的各類系統，最終需要彙整在一平臺介面，其需整合的系統多達數十類，要監控的節點從數千到上萬都有。

成立於1992年的永錄自動化公司是國內做智慧建築監控的老字號，總經理陳勇誠曾參與臺灣第一棟智慧建築—— 臺電總處大樓的監控系統專案，之後獨立創業。

多年來，永錄的實績包含了國家表演藝術中心兩廳院、臺北榮民總醫院、成大醫學院附設醫院、臺灣大學圖書館等；並在2018年，獲得「亞太地區優良智慧綠建築暨系統產品評選」「系統產品類」鉑金獎；更值得一提的是，同年獲得「設計類」鉑金獎的羣光智慧綠能大樓，和獲得「既有建物改造類」鉑金獎的臺灣電力公司總管理處大樓，均採用永錄的監控系統，對此，協理林翠玲表示：「羣光智慧綠能大樓是全新的案子，需要監控的節點多達24,546個，難度很高；而臺電大樓中央監控系統的汰舊更新，十幾年來也一直是我們公司在照顧，這一新一舊的案例，讓這次的獲獎別具意義。」

從臺灣監控萌芽階段即投入專研，陳勇誠解釋其中的門道，「我們的強項在於整合，智慧建築監控要整合數十種系統，如火警主機、冰水主機、數位電錶、不斷電設備、門禁管理系統、公共資訊系統、雲端能源管理系統等等，這當中不一樣的廠牌有各自的傳輸介面、格式，我們都要想辦法把訊號收集進來，才能做整體的連動。」他再舉例，以往的火警系統與監視系統是分開的，現在可以整合一起，即是當火警警報響起時，監視的攝影機畫面可以即時追蹤顯示起火點影像，瞭解是否爲誤判，這智慧又高了一階。

探究了那麼多原理，我們想要看看智慧建築實際怎麼運作，卻怎麼只能看到一間中規中矩的中控室，協理林翠玲將監控系統以傻瓜相機做比喻，細節都藏在程式裡了，不用自己去設定白平衡、光圈、快門等等的參數，就能夠拍出一張好照片，這個比喻讓人秒懂。

「其實，智慧建築是一個服務系統」，溫琇玲說。隨着科技的進步，未來還將有更多新穎的技術被引入建築裡，但是到最終端與人相連接的一哩路，還是要靠設計者從使用者的角度出發，營造出友善的人機介面，讓操作得心應手，如此纔有智慧、永續、節能的未來。

永錄自動化公司總經理陳勇誠投入國內智慧建築監控鑽研多年，曾參與臺灣第一棟智慧建築——臺電總處大樓的監控系統專案。（圖/ 林格立）

本文作者：鄧慧純

(本文摘自《臺灣光華2022.6》)

(本文摘自《臺灣光華2022.6》)