聯合新聞網 2016-01-04

【作者: 王明德】

CTIMES第291期

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「永續」在近年各產業成為主流話題,從能源使用、綠建築到災害防救,都需要更多「智慧化」的整合;在氣候變遷與能源危機的議題上,資訊可視與整合成為決策的重要基礎,「智慧化」成為科技介入的最好角度。

在全球能源價格日益高漲的現今,節能科技被應用在各領域當中,尤其是IT技術快速被導入各項領域中,透過數位神經系統連結各種功能,尤其是與數位匯流及智慧聯網科技整合的智慧建築技術,將原本冷硬的建築智慧化,建構出一個更適合居住、生活的環境,甚或是工廠生產線等規畫也納入「智慧化」考量,這一波智慧化熱潮,也讓各自動化廠商積極介入相關應用領域。

在智慧建築與智慧工廠的想像上,一般人多在居住環境的「舒適」與工廠「即時決策」進行規劃,但其實自動化廠商在設計智慧建築的應用設備,仍多以「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,在台灣房市發展快速的現在,不論是商辦樓宇、工業廠房或住宅建築,都更重視節能、環保與安全等議題。

「永續」法制化 智慧綠建築為代表

圖1 : 透過ICT產業與建築物節能的綠建築結合,也就是目前政府將加強推動的智慧綠建築產業。(Source:tmforum)

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從法規面來看,整合智慧與環保的智慧綠建築,也在地方自治條例中受到重視。內政部自1999年建立綠建築評估系統,並於2006年實施建築技術規則綠建築專章,可說已將綠建築「法制化」;各地方政府更因地制宜,依據自身環境條件,以自治條例來規範智慧綠建築的發展。

以高雄市為例,依據《高雄市綠建築自治條例》,高市新建建築物必須設置雨水貯集槽、太陽光電板、屋頂綠化、電動車充電設施、自行車位與淋浴空間等綠建築與綠生活設施。高雄市評估,其地處北回歸線以南,陽光充足、高溫高濕,以及氣候變遷下的災害預防,有其環境特殊性及城市發展的挑戰,訂定適合該處的單行法規,也是因地制宜的一項做法。

該自治條例除了依據綠建築專章為基準,也針對其環境需求,訂定更高減碳防災標準的地方政府規定。根據高雄市政府的評估,實施該自治條例後,每年可為高雄帶來相當於7座世運主場館太陽光電發電量、170座標準泳池省水量、23座足球場綠化面積。市府也同步制訂超越中央建築法令標準的《高雄市建築物屋頂設置太陽光電設施辦法》,並將以「高雄厝計畫」為平台,導入「人本、防災、綠能、產業」等生態城市與光電智慧建築的推廣實踐。

如此規畫,的確來自於極大的商機,國外研究機構指出,2015年全球智慧化居住空間所衍生的相關產業產值達1,000億美元,因應數位化、網路化的高科技時代潮流,許多國際企業集團均指定要承租智慧型辦公大樓,充分顯示出有關建築物智慧化的需求與迫切性;此外,現在全球都共同面臨著環境惡化、生態失衡、能源枯竭三大課題,以台灣早期建築設計為例,大都缺乏與環境共生概念,室內環境的舒適性多仰賴電機設備來達成,造成建物耗費大量能源,未來在建築設計或整修過程中,應提升建築物的智慧綠建築的功能,才能降低對環境的衝擊。

資通訊智慧 協助產業邁向更永續

台灣早期建築設計為例,大都缺乏與環境共生概念,

室內環境的舒適性多仰賴電機設備來達成,造成建物耗費大量能源。

圖2 : 數位科技化城市發展之際,新市鎮的規畫設計也進入「永續城市」的發展。(Source: .iGOVERNMENT)

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台灣ICT產業在國際間占有一席之地,因此透過ICT產業與建築物節能的綠建築結合,也就是目前政府將加強推動的智慧綠建築產業,提升台灣建築業競爭力及改善人民生活,或許是一條可行的規畫。

同樣的,智慧工廠的發展,也逐漸談到「能源」觀點。隨著全球能源成本上升,加上台灣近年工業用電的價格逐漸調漲,對於生產線用電需求量甚大的產業,像是電子、鋼鐵、電器及電力機械、金屬製品製造及紡織等,壓力均相當可觀,這亦使得與節能有關的議題,開始益發受到管理高層所重視。

當然,這與生活環境節能的目的有頗大不同,產業節能需求,出發點的確來自於成本考量。基於能源費用上漲後節省成本的目的,一般企業可能由「減少能源的消耗量」及「提高用電的成本效益」兩處著手,進行所謂能源的管理。這表示管理者必須先從能源運用的「可視化」方向著手,而後才能思考可從何處減少不必要的能源開支和成本,並由此規劃出工廠未來能源需求組合,與公司相關用電策略。

簡單來說,智慧工廠的「能源管理」,可從用電「透明化」開始,透過感測機制蒐集用電詳細資料,並透過清楚的方式了解工廠內能源流向,而後將所發生的能源成本費用對應,再視負載狀況藉由流程控制系統的資料交換,自動調節其電力負載,以促使工廠內的能源消耗量及用電效率,都能達到優化的水準。

下個世代生活願景,將是從智慧綠建築邁向舒適好生活的時機,建築物導入科技生活化、永續環保與智慧化等相關產業技術,為未來新建築美學觀念的形成,建築物不再只是靜態的實體,而是動態環境過濾器,不但能提升人們在室內的舒適性,同時也能帶給都市環境提升,以及更高境界的外觀品質。

建築到城市 資通訊智慧整合資訊

新市鎮的規畫設計也進入「永續城市」的發展,

既能滿足當前的需要,又不危及下一代發展的需求。

圖3 : 「永續發展」的觀點,從產業、居住環境,到城市與國土保育,智慧化系統的介入,的確造成了不小的幫助。(Source: commonfloor)

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科技帶動ICT產業的發達,使得數位化深入日常生活中,創造未來城市的網路建置,包括整合寬頻網路、無線射頻辨識技術 (RFID)、電腦感知網絡、全球定位系統等,進而運用晶片、智慧卡,讓行動數位化服務深入日常生活。這也讓智慧建築納入智慧居家市場,形成更大的市場商機。

智慧綠建築將帶來營建業、節能與高科技跨業整合商機,就是以永續節能概念與ICT產業兩者整合應用在建築物上,此外,更擴大到「智慧城市」層面。在數位科技化城市發展之際,新市鎮的規畫設計也進入「永續城市」的發展,既能滿足當前的需要,又不危及下一代發展的需求;這樣的城市強調合理的利用自然資源,並為後代維護與保留較好的資源條件,因此包括環保住宅、綠建築及減廢等環境共生等觀念,也被帶入市鎮發展中,像是廢棄物處理、污廢水處理、雨水排水系統及城市交通工具,甚至是都市綠島等規畫,均可看出從智慧居家邁入智慧綠建築,乃至於智慧永續城市的相關規畫。

從永續觀點出發,災害防治也跟著成為話題,台灣因地理環境特殊,常受颱風、豪雨及土石流等天災侵襲,尤其是2008年莫拉克風災所造成的複合型災害,更讓台灣損失慘重,相關資訊整合的重要性,因此受到正視。由於傳統政府單位的本位主義,讓在未協調前的各項資料格式繁多,甚至在災害臨頭時仍,必須透過不同系統來判讀資訊,反造成救災指揮官在決策上的困擾,因此一個可以整合各單位資訊的「災害應變決策輔助系統」(decision support system) 提供決策者應變方針的支援系統,就成為災害防救的一項重點。

協助做決策 資通訊整合巨量資訊

此外,由於環境災害的資料量龐雜,透過雲端系統整合巨量資料的需求也跟著提升。以國研院災防中心所設計的「災害應變決策輔助系統」來看,必須整合超過20個單位近120項防災資料,除各項基本資料與即時監測數據外,更必須結合研究單為歷年防災研究成果與社會經濟資料,以提供更完整之防災決策參考資訊。

由於台灣目前的環境,基本上存在高度的破壞性與不確定性,這樣的環境分析必須存在高資訊需求與跨專業領域,對於防救災資訊需求的整合與提升,將扮演更重要與關鍵的角色,尤其在台灣,包括愈來愈多的複合性災害議題,對於資訊整合的要求,當然更需要重視。

這類系統的需求,主要在於結構化的分析所有地理、災害及人文自然資訊,透過雲端技術與其他單位進行資料交換與分享,並透過圖像化與GIS整合 ,協助災防主管進行更全方位的決策;此外,透過包括氣候模式降雨分析、雨量系集預報模式、淹水潛勢分析、坡地災害潛勢分析及土石流災害潛勢分析等,也可整合比對資訊,並針對災害潛勢進行預判。

如此的系統,需要整合雜亂的資訊,具象表達時空分布,以外也要能透過即時情資的比對,來提供決策調度的依據,資訊的全面揭露,才能透過展開後的各種視角,進行有效而全面性的決策,此外由於即時性需求,這樣的系統必須具備「操作簡易」、「可隨時更新」以及可視需求將不同性質情資「套疊」的全面防救災系統,具備快速反應、有效串接,以及中央與地方資訊可擴展共享的涵蓋歷史經驗的完整系統,這樣的「災害病歷」才是防救單位最需要的。

「永續發展」的觀點,從產業、居住環境,到城市與國土保育,智慧化系統的介入,的確造成了不小的幫助,「科技來自於人性」,除了促進生活便利之外,對環境永續的著力,也讓科技帶入的價值,有著不同的能量。

**刊頭圖片(Source: inhabitat)

原文:永續、智慧、未來城市

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