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智慧建筑的新力量:从智能化到绿色永续
 

【作者: 陳復霞】2025年01月10日 星期五

浏览人次:【14335】

现今零碳排放与ESG已成为全球企业与政府共同追求的目标。智慧建筑将楼宇管理系统与节能环保效益结合,为实现智慧城市的愿景奠定了基石。


在当代建筑领域,随着城市化进程加速与科技的迅猛发展,智慧建筑正成为新一代建筑设计与管理的核心概念。智慧建筑的诞生不仅满足了人们对於舒适、安全与效率的需求,更将楼宇管理与节能环保结合,为实现智慧城市的愿景奠定了坚实的基础。


绿色建筑与智能建筑的差异

智慧建筑以整合资讯技术(IT)、建筑技术与自动化技术为核心,通过设备管理的自动化,实现高效的空间利用与能源管理。它不仅是传统楼宇自动化系统(Building Automation System, BAS)的进化,更融入大数据、物联网(IoT)和人工智慧(AI),模拟人类的「大脑」与「神经系统」。透过智能化系统,建筑物能自主监测并调节内部环境,创造更舒适、高效的空间体验,同时降低人力成本与能源消耗。


绿色建筑(Green Building)与智能建筑(Intelligent Building)看似都属於现代建筑的重要方向,但其核心理念与实现手段却有所不同。以下列出两者的主要差异点以利区别:


表一:绿色建筑与智慧建筑的差异(智动化制表)

项目

绿色建筑

智能建筑

核心理念

注重环保与能源效率,减少对环境的负面影响。

注重技术整合与智能化管理,提高建筑运行效率与用户体验。

主要目标

减少碳足迹、节约能源、水资源与材料,促进生态永续发展。

实现设备自动化管理、数据分析与智能调节,提升舒适性、安全性与高效性。

实践方法

采用可再生能源(如太阳能、风能)、节能设备与低碳建材。

整合物联网(IoT)、人工智慧(AI)与自动化控制系统。

应用范围

节能减排、雨水回收、绿化覆盖、环保建材等。

智能照明、HVAC管理、安防与消防监控、数据驱动决策。

与楼宇自动化的关联

楼宇自动化技术可以支持能源效率提升,但非其核心。

楼宇自动化是智能建筑的关键组成部分,支撑其主要功能运作。


尽管绿色建筑与智能建筑的核心关注点不同,但两者正在逐步融合。例如,楼宇自动化技术可用於优化能源消耗与再生能源利用,支持绿色建筑的节能目标。同时,绿色建筑的可持续性理念也为智能建筑提供了创新方向。这种互补关系将推动现代建筑走向更智能、更环保的未来。


建筑智能化系统与技术

智慧建筑的技术基础涵盖现代控制技术、资讯与通讯技术,以及图像处理等尖端科技,形成以下四大系统支柱:


1.大楼自动化系统(BAS):包含设备与管理自动化(BA)、安全自动化(SA)及消防自动化(FA)。这些子系统通过中央监控软体(如SCADA)实现高效管理。


2.办公自动化(OA)系统:提供智能化的工作环境,提高办公效率。


3.通讯自动化系统(SCS/GCS):作为智慧建筑的「神经网络」,支持语音、影像及数据的高效传输与协同运作。


4.建筑管理系统(BMS):监控和管理照明、空调、安防等核心功能,确保建筑物内的所有服务系统无缝协作。


这些技术的实现依赖於可编程控制器(PAC)、触控介面、灯光控制器等硬体设备,以及强大的数据处理与分析软体。


此外,在楼宇自动化领域,许多厂商提供创新的解决方案,以下例举知名厂商不同的产品或技术特色:


表二:楼宇自动化相关厂商的产品及技术特色

厂商名称

台达电子(Delta Electronics)

西门子(Siemens)

施耐德电机(Schneider Electric)

Honeywell

ABB

核心技术

提供楼宇管理系统(BMS)、可编程自动化控制器(PAC)、触控萤幕等产品。

Desigo楼宇管理平台、智能暖通空调控制器与能源管理解决方案。

EcoStruxure楼宇自动化平台,包含能源管理、HVAC控制与智能安防解决方案。

楼宇自动化管理系统(BAS)、智能安防与消防控制系统。

ABB Ability智慧建筑解决方案,包含照明控制系统、HVAC自动化控制与能源管理。

应用范围

商业大楼、机场、医院及智能园区等多元场域

商业建筑、制造设施、交通基础设施等。

商业建筑、工业设施、数据中心。

航空、医疗、酒店及购物中心等多场景建筑。

住宅、商业建筑及智慧城市基础设施。

特色

整合高效能楼宇控制系统与节能技术,结合全球服务资源,支持ESG目标。

专注於高效能源管理与数位化建筑技术,支持智慧城市建设。

高度模组化与可扩展的架构,提供全方位的数位化楼宇解决方案。

专注於高效安全解决方案与智能化监控,兼顾人员舒适与节能目标。

致力於可持续发展的创新技术,整合再生能源管理。


(source:各家厂商;智动化制表)

在可预见的未来,智慧建筑将沿着多个方向蓬勃发展。其中,数位化与自动化的深度整合,结合AI与物联网(IoT),将实现实时数据分析与预测,进一步提升楼宇运行效率。同时,人性化设计也将成为重点,透过智能交互设备与语音控制技术,提供更具个性化的空间体验。


为满足不同地区与市场的多元需求,智慧建筑将强调区域化与客制化,量身打造专属解决方案。此外,安全性与健康性也将进一步加强,依靠智慧监控与空气品质管理技术,为住户提供更加健康、安全的生活与工作环境。例如楼宇自动化系统辅以AI驱动的监控图像,可用於透过演算法调整系统以即时匹配建筑利用率。此外,还可以透过车牌识别和生物识别存取控制等措施来提高建筑物的安全性,而物联网感测器和执行器的进步也可能有利於设备维护。


楼宇自动化技术逐渐衍伸到其他领域,不断推动智慧化与低碳永续发展,台中港作为亚太地区的重要物流枢纽,正积极通过创新技术与绿色建设迈向永续目标。台达楼宇自动化事业群??总经理江文兴指出,台中港面临广大场域与复杂基础设施的管理挑战,整合旧有系统与提升能源管理效率具有巨大潜力。台达以一站式园区管理解决方案与客制化服务,协助港区实现智慧化与高效化运营,为低碳永续发展奠定基础。


台达的智慧园区解决方案整合台中港既有及新增基础设施,提供先进的智慧管理平台。该平台透过关键资讯串联、GIS定位、统计图表与监控影像,提升运维效率。系统能即时掌握用电负载与多元再生能源,例如屋顶与车棚太阳能的即时发电与累计资讯,未来更可结合储能系统,进一步优化电力调度。


此外,智慧安全技术是方案中的重要亮点。平台整合所有新增与既有影像监控设备,并於关键设施部署AI摄影机与电子围篱,提供即时异常告警,全面提升港区安全性。同时,台中港部分路段已完成智慧路灯建置,实现单灯与??路的远端控制与管理,大幅减少夜间巡检人力,并支援即时派修功能,未来还可扩展为多功能智慧灯杆。台达还为港区新增了水位监测系统,透过通讯软体推播储水状况,提高回收水资源的利用效率,进一步体现绿色建设的价值。


从台中港到其他场域,台达持续将楼宇自动化解决方案延伸到设施更多、架构更复杂的园区范畴,成功为半导体高科技厂区、海运业者大型货柜物流中心等多元场域提供一站式的解决方案。



图一 : 台达智慧能源管理平台整并於监控中心电视墙,以利管理人员即时掌握能源与基础设备最新动态。(source:台达电子)
图一 : 台达智慧能源管理平台整并於监控中心电视墙,以利管理人员即时掌握能源与基础设备最新动态。(source:台达电子)

发展趋势:绿色与智慧并进

随着科技的快速进步,楼宇自动化正成为智慧建筑的重要驱动力,不仅提升建筑的运营效率,更带来可持续发展的新契机。未来楼宇自动化的发展趋势聚焦於智能化、个性化、绿色能源整合及永续发展四大方向,这些技术创新正为建筑行业带来革命性变革。


楼宇自动化推动智慧建筑向更高效、更环保的方向迈进,而新兴科技以多种方式应用於支援更智慧、更敏捷的楼宇自动化。未来的发展趋势主要体现在下列方面:


智能与数位的优化

通过智能感测器和能源分析软体,精确监控并优化能源使用。以物联网(IoT)和人工智慧(AI)为核心,提供即时数据分析与预测功能,提升系统自我调节能力。


楼宇自动化的智能化正逐步实现全面数位化管理,智能感测器和能源分析软体已成为系统运行的核心。透过这些工具,建筑内的能源使用情况可以被精确监控并实现即时优化。例如,基於物联网(IoT)与人工智慧(AI)的整合技术,楼宇系统能主动学习环境数据,进行即时调节,如智能空调调节室内温度或动态控制照明亮度,达到最隹能效。


AI技术更为系统带来预测能力,利用数据分析与机器学习算法,楼宇可预测高峰时段的用电需求,从而调整能源分配,减少浪费并降低运行成本。


个性化与客制化解决方案

随着市场需求多样化,楼宇自动化系统的客制化成为重点发展方向。根据不同地区、行业及用户需求,开发定制化解决方案,实现技术应用价值最大化。例如在高能耗的商业大楼中,配备LED专业照明及光感调节技术,可大幅减少不必要的能源消耗。


此外,针对医院或资料中心等特殊场合,楼宇系统还能优化温湿度控制与设备稳定性,满足精准需求。这种针对不同地区与行业需求,因地制宜的设计不仅提升建筑的使用效率,实现最大化应用价值,也加强用户的体验,让智能化建筑更贴近实际需求。


因应全球电动车潮流,微星科技(MSI)近期与宗益科技及强调低碳永续的筑亿建设合作,积极进军智慧建筑市场,由MSI提供创新充电桩解决方案。三方选定新北市位於泰山区及三重区的两大建案作为合作开端,导入微星科技EV Life Plus智慧AC充电桩,将成为智慧建筑及电动车友善社区的典范。



图二 : 微星科技EV Life Plus智慧AC充电桩,可应用於智慧建筑和电动车领域。(source:微星科技)
图二 : 微星科技EV Life Plus智慧AC充电桩,可应用於智慧建筑和电动车领域。(source:微星科技)

与绿色能源结合

绿色能源与楼宇自动化的深度结合正为建筑行业开辟新的可持续发展之路。未来的智慧建筑将全面支持再生能源的接入,包括太阳能、风能及地热能源,形成低碳化营运模式。例如楼宇管理系统(BMS)可实时监控太阳能板的发电量,并根据需求动态分配能源,减少对传统化石燃料的依赖。


此外,智慧建筑可通过能源储存技术如电池储能,实现自给自足的能源管理,进一步降低碳足迹,打造健康与低碳的建筑环境。


永续发展导向

零碳排放与ESG(环境、社会与公司治理)目标正在全球范围内推动建筑行业的深刻变革。楼宇自动化技术不仅帮助建筑提升能源效率,还能减少对环境的负面影响。例如,透过动态能源管理与碳排放追踪系统,建筑可随时监测并优化运行状态,实现节能减排目标。在智慧城市建设的愿景中,智慧建筑作为核心组成部分,不仅提供高效的营运解决方案,并且降低了碳足迹,为城市的可持续发展奠定基石。


从中观察,智慧建筑、低碳建筑与健康建筑是未来建筑发展的轴心。智慧建筑透过数位化与资料驱动的管理,结合物联网架构与人工智能,实现建筑全生命周期的效能提升,优化能源使用、安全性和成本管理,满足新旧建筑数位化的需求。低碳建筑则因考量碳成本纳入企业营运而成为必须投资的重要项目,通过低碳设计、再生能源利用及碳排放管理,达到节能减排目标,并提供一站式解决方案,包括智慧能源管理和微电网整合服务。健康建筑则专注於室内空气品质与人因照明,并延伸至熟龄照护领域,通过WELL健康建筑认证和人工智能辅助工具,打造以健康为核心的高品质建筑环境。因此,针对不同用户的需求,使得智慧建筑呈现多元的风貌。


结语:科技赋能建筑未来

从能源使用的精确管理,到绿色能源的全面整合,再到以客户需求为中心的个性化服务,楼宇自动化技术正在为建筑行业注入强大的创新动力。楼宇自动化正在改写现代建筑的运行模式,其简单、耐用与高效的特性,使之成为智慧建筑的核心技术。


例如运用AI结合先进的感测器技术,能够分析振动频率、温度和运行时间等数据,预测可能发生的故障并指导主动维护工作,不仅提升整体安全性,还能减少因设备故障(如火灾)引发的灾难性事件。另外,透过智慧化的数据分析与推理,设施管理者得以优化能源使用与营运效率,达到前所未有的水平。从这些智慧自动化技术中获得的洞察,还可应用於规划、建造和部署下一代建筑基础设施,实现最大化的舒适度、安全性与能源效率。


在全球零碳与永续发展的浪潮下,智慧建筑不只是一个技术概念,更是实现绿色未来的重要途径。随着更多智能设备与再生能源的融合,楼宇自动化将不仅带来空间效率的提升,更实现环保与永续的双重目标。


从趋势看来,智慧建筑的发展不仅降低了建筑营运的碳足迹,还提供了应对能源危机与气候变迁的具体方案,为全球的永续城市建设描绘了蓝图。展??未来,智慧建筑将为城市生活创造更加安全、舒适与可持续的未来,拓展未来的无限可能。


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