智能(néng)建築:綠能(néng)、感測與互聯 有溫度的建築物
文(wén)章編輯:【夢不落】發布日期:2016-11-15 16:42:42
在許多科幻電影的場景中,融合智能(néng)化與科技化的未來(lái)建築,都是不可或缺的場景。而目前,許多興建中的建築物,除了(le)訴求舒适、美(měi)觀之外(wài),也(yě)紛紛将『智能(néng)』的元素加入到(dào)建築物的規劃藍圖中,并且成爲一種趨勢。在不久的未來(lái),智能(néng)建築的概念,将不再隻是電影場景,而是将逐步落實到(dào)你(nǐ)我身邊的每一棟建築物中。
在這(zhè)個年頭,所有設備都被理(lǐ)所當然地加入智能(néng)的概念。不隻手機要智能(néng)、TV要智能(néng)、家庭要智能(néng)、電網要智能(néng)、機器人要智能(néng),連建築物都要智能(néng)。
智能(néng)建築到(dào)底是什(shén)麽?讓建築物有智能(néng),又要智能(néng)到(dào)怎樣的程度才算(suàn)數?
智能(néng)家庭無疾而終?
建築物的智能(néng)發展史,從(cóng)過去所喊出的智能(néng)家庭遠景,或許就可以找出一些(xiē)端倪。早在好(hǎo)幾年前,市場上(shàng)就已經有廠(chǎng)商喊出智能(néng)家庭的口号,其用(yòng)意是希望能(néng)将平常大(dà)家習以爲常的網絡通訊、計(jì)算(suàn)機運算(suàn)、感測控制等三大(dà)基本元素,進一步整合到(dào)家用(yòng)建築中,讓居家環境更智能(néng)、更舒适、更便利,也(yě)更友善。
在通訊、運算(suàn)與感測三大(dà)元素結合之下(xià),智能(néng)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(le)最基本的多媒體影音(yīn)娛樂共享之外(wài),連冰箱、洗衣機、電視(shì)、空(kōng)調、照明(míng)等,也(yě)都能(néng)夠上(shàng)網。讓家中成員能(néng)在屋内的任何一個角落,甚至是在外(wài)也(yě)能(néng)透過遠程聯機,直接操控屋内的任何設備。這(zhè)在某種程度上(shàng),或許也(yě)可視(shì)爲是最早的萬物聯網概念。
當然,智能(néng)家庭的願景,或許是太過前衛,而不切實際,導緻半導體廠(chǎng)商推廣的同時(shí),卻也(yě)受到(dào)來(lái)自(zì)消費端很(hěn)大(dà)的質疑聲浪。當時(shí)最常被消費者問到(dào)的問題是:我要我的冰箱上(shàng)網做什(shén)麽?我的冷氣爲什(shén)麽要聯網?我的電視(shì)爲什(shén)麽要有智能(néng)?
就拿冰箱上(shàng)網這(zhè)件事(shì)情來(lái)看(kàn)。其原先的美(měi)意,在于一旦冰箱内庫存的牛奶或雞蛋等食材即将用(yòng)完,冰箱可以自(zì)行感測察覺,并上(shàng)網訂購或告知(zhī)消費者該補充新品了(le)。然而這(zhè)看(kàn)似簡單的動作(zuò)背後,卻隐藏着複雜(zá)的問題,例如每種食材包裝上(shàng)都必須要有RFID電子卷标,除了(le)增加食材成本之外(wài),不同家電品牌的讀取器,與不同食品包裝上(shàng)的電子卷标是否都能(néng)兼容?因爲現(xiàn)實生态鏈利益牽扯不清,導緻這(zhè)樣的場景,隻能(néng)在電影畫(huà)面中看(kàn)到(dào),在現(xiàn)實生活中幾乎無法實現(xiàn)。
而相同的,冷氣聯網的美(měi)意,消費者認爲根本沒有必要。而電視(shì)的智能(néng)化,在消費者看(kàn)來(lái)隻是一台連接着電視(shì)屏幕的計(jì)算(suàn)機罷了(le)。就這(zhè)樣,智能(néng)家庭的概念,看(kàn)似遠大(dà),實則天馬行空(kōng)。在相關廠(chǎng)商試圖點燃市場火花(huā)之後,卻因爲消費者的不買單,宣告無疾而終。
智能(néng)建築揭竿而起
建築物可以導入智能(néng)化,但(dàn)不能(néng)将「智能(néng)」無限上(shàng)綱。人都沒那麽聰明(míng)了(le),何況是冷冰冰的建築。
過去不少半導體廠(chǎng)商與家電業者發展智能(néng)家庭各走各的路,産品與标準多頭馬車,不同品牌的家電方案面臨了(le)智能(néng)家庭難以整合的困境。智能(néng)建築的概念,與智能(néng)家庭在某種程度上(shàng)有幾分神似,隻不過舍棄了(le)過去天馬行空(kōng)與窒礙難行的部分,而加入了(le)更爲實際與實用(yòng)的新構想。
觀察目前智能(néng)建築發展的三大(dà)重要趨勢,包括綠能(néng)環保、智能(néng)感測與萬物互聯等。智能(néng)感測着重于将更多傳感器布建于建築物的各角落中,來(lái)獲取更多不同的數據信息,并進行必要的控管;綠能(néng)環保則更強調讓建築物走向能(néng)源的節約與再生;萬物互聯則是透過有線與無線網絡,将所有信息統一進行智能(néng)化分析,并做出最佳的處理(lǐ)方式。
1.綠能(néng)環保
綠能(néng)環保的概念,其實過去即已陸續導入建築物之中,例如屋頂太陽能(néng)闆的設置就是一例。至于智能(néng)建築則更強調綠建築(Green Building)的概念,讓建築物不隻是被動的撷取能(néng)源,而是還能(néng)主動地産生能(néng)源。節能(néng)與再生同步并進,将綠能(néng)環保發揮到(dào)最大(dà)化。
智能(néng)綠建築适合在企業大(dà)樓或工(gōng)廠(chǎng)率先實行,不隻是企業有立竿見影的推廣作(zuò)用(yòng),更是因爲企業通常才有足夠的資金(jīn)來(lái)執行成本高(gāo)昂的環保節能(néng)工(gōng)作(zuò)。目前全球許多知(zhī)名企業紛紛以打造智能(néng)綠建築爲目标,藉以創造企業形象與展示相關的解決方案。
例如台達電将其多年來(lái)累積的工(gōng)業控制和(hé)自(zì)動化技術經驗,全都發揮在該公司研發中心的綠能(néng)方案上(shàng),讓該研發中心能(néng)擁有包括燈光控制、HVAC空(kōng)調(Heating、Ventilation and Air Conditioning)、水(shuǐ)資源處理(lǐ)、再生能(néng)源供電系統等能(néng)力。
台達電爲了(le)達到(dào)這(zhè)些(xiē)綠建築功能(néng),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、雲端技術、室内外(wài)LED照明(míng)設備、太陽能(néng)面闆、逆變器與充電樁等。當然這(zhè)些(xiē)能(néng)源的使用(yòng)信息,還會(huì)傳送到(dào)控制中心,将之可視(shì)化後呈現(xiàn)在主控牆上(shàng),來(lái)實時(shí)加以管理(lǐ)所有能(néng)源的動态。
台達電表示,除了(le)節能(néng)與産能(néng),還要能(néng)把這(zhè)些(xiē)能(néng)源智能(néng)管理(lǐ),有效運用(yòng),讓能(néng)源不至于浪費。具備這(zhè)種能(néng)源智能(néng)管理(lǐ)的能(néng)力,才稱得上(shàng)是完整的智能(néng)綠建築能(néng)源循環系統。
此外(wài),在部分智能(néng)建築的設計(jì)中,還特别透過空(kōng)間規劃,讓日光、雨水(shuǐ)與涼風(fēng)能(néng)自(zì)然導入建築物的環境中,來(lái)進一步降低(dī)對(duì)于能(néng)源的依賴。另外(wài)諸如能(néng)源采集等技術,也(yě)都能(néng)提供智能(néng)建築另一個綠色能(néng)源的獲取管道(dào)。
2.智能(néng)感測
傳感器在人們的生活中早已使用(yòng)得十分普遍,應用(yòng)領域也(yě)十分廣泛。随着用(yòng)途不同,傳感器的功能(néng)也(yě)會(huì)随之改變。當建築物走向智能(néng)化之際,将傳感器與控制模塊廣泛部署在建築物的各角落中,透過不同信息的取得,将能(néng)進一步打造更舒适、更節能(néng)、更便利的建築環境。
觀察近年來(lái)政府與企業積極推廣的智能(néng)建築,都屬于新建物,所有智能(néng)化設施在建築過程中均可直接導入,但(dàn)這(zhè)樣的建築隻占所有建築物的3%。還有其他(tā)97%的既有建築物,若要導入智能(néng)化,通常必須重設管線,并鑽洞破壞進行施工(gōng),實施上(shàng)将窒礙難行,這(zhè)也(yě)是智能(néng)建築之所以隻能(néng)是全新建築物的主因。
就智能(néng)建築所需用(yòng)到(dào)的感測節點來(lái)說,通常分爲安全、節能(néng)、便利與照護等四大(dà)環節。安全性指的當然是針對(duì)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(bào)、有毒氣體偵測、門(mén)禁管理(lǐ)等項目;節能(néng)感測則是用(yòng)于實現(xiàn)綠建築的關鍵組件,這(zhè)包括各種電器、燈光與空(kōng)調的能(néng)源偵測與管理(lǐ),讓無人區(qū)域或不必要的能(néng)源能(néng)夠關閉,盡可能(néng)達到(dào)能(néng)源使用(yòng)的極小(xiǎo)化與必要化;至于照護感測,能(néng)随時(shí)進行人身定位,并偵測生理(lǐ)數據;便利感測則是能(néng)自(zì)行調整溫濕度、空(kōng)氣質量,或在适當時(shí)間播放(fàng)音(yīn)樂等。
感測節點的廣泛布建,能(néng)讓建築物獲取更多數據數據,進行分析、運算(suàn)并進行最适合的處理(lǐ)動作(zuò),是建築物智能(néng)化過程中,不可或缺的功臣。當然對(duì)于設計(jì)者來(lái)說,該如何選擇正确的傳感器類型、數量需多少、位置又該如何安排,更成爲智能(néng)建築成敗的關鍵。
3.萬物互聯
有了(le)綠能(néng)方案,也(yě)有了(le)感測組件,還需要一個将這(zhè)些(xiē)信息鏈接的神經元,物聯網所扮演的正是這(zhè)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(duì)環境中的訊号進行撷取、處理(lǐ)、并将結果輸出執行。這(zhè)樣的過程,能(néng)讓建築中的人們獲得更高(gāo)的便利性。
事(shì)實上(shàng),近年來(lái)的物聯網應用(yòng),逐漸導向于透過感知(zhī)來(lái)達到(dào)智能(néng)服務的目的。而物聯網分散、多點、大(dà)範圍的數據撷取與運算(suàn),十分适合應用(yòng)在智能(néng)建築與智能(néng)工(gōng)廠(chǎng)等這(zhè)類大(dà)型建築環境中,來(lái)滿足聰明(míng)、節能(néng)、效率、安全等需求。在萬物互聯的架構之下(xià),類似智能(néng)家庭的願景,将更有可能(néng)實現(xiàn)。
結語
人們每天生活都離不開(kāi)建築物。将建築物智能(néng)化,将爲每日的工(gōng)作(zuò)與生活帶來(lái)更多便利與樂趣。事(shì)實上(shàng),智能(néng)建築的概念,已經逐漸在新一代的建築設計(jì)中發酵,不論是企業廠(chǎng)房,或一般家居住宅,都開(kāi)始強調智能(néng)化的導入。
随着智能(néng)建築的發酵,建築本身将提高(gāo)附加價值。未來(lái)的建築物将不在隻是冷冰冰的鋼筋與水(shuǐ)泥,而是将成爲生活上(shàng)的好(hǎo)夥伴,提供更安全、便利與節能(néng)的生活型态。