新一代的建築，紛紛加入了智慧的概念。
融合了綠能環保、智慧感測與萬物互聯等元素，
智慧建築將為人們帶來更便利的工作與生活空間。
【撰文／王岫晨】
在許多科幻電影的場景中，融合智慧化與科技化的未來建築，都是不可或缺的場景。而目前，許多興建中的建築物，除了訴求舒適、美觀之外，也紛紛將『智慧』的元素加入到建築物的規劃藍圖中，並且成為一種趨勢。在不久的未來，智慧建築的概念，將不再只是電影場景，而是將逐步落實到你我身邊的每一棟建築物中。
在這個年頭，所有設備都被理所當然地加入智慧的概念。不只手機要智慧、TV要智慧、家庭要智慧、電網要智慧、機器人要智慧，連建築物都要智慧。只不過，智慧建築到底是什麼？讓建築物有智慧，又要智慧到怎樣的程度才算數？
智慧家庭無疾而終？
建築物的智慧發展史，從過去所喊出的智慧家庭遠景，或許就可以找出一些端倪。早在好幾年前，市場上就已經有廠商喊出智慧家庭的口號，其用意是希望能將平常大家習以為常的網路通訊、電腦運算、感測控制等三大基本元素，進一步整合到家用建築中，讓居家環境更智慧、更舒適、更便利，也更友善。
在通訊、運算與感測三大元素結合之下，智慧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。除了最基本的多媒體影音娛樂共享之外，連冰箱、洗衣機、電視、空調、照明等，也都能夠上網。讓家中成員能在屋內的任何一個角落，甚至是在外也能透過遠端連線，直接操控屋內的任何設備。這在某種程度上，或許也可視為是最早的萬物聯網概念。
當然，智慧家庭的願景，或許是太過前衛，而不切實際，導致半導體廠商推廣的同時，卻也受到來自消費端很大的質疑聲浪。當時最常被消費者問到的問題是：我要我的冰箱上網做什麼？我的冷氣為什麼要聯網？我的電視為什麼要有智慧？
就拿冰箱上網這件事情來看。其原先的美意，在於一旦冰箱內庫存的牛奶或雞蛋等食材即將用完，冰箱可以自行感測察覺，並上網訂購或告知消費者該補充新品了。然而這看似簡單的動作背後，卻隱藏著複雜的問題，例如每種食材包裝上都必須要有RFID電子標籤，除了增加食材成本之外，不同家電品牌的讀取器，與不同食品包裝上的電子標籤是否都能相容？因為現實生態鏈利益牽扯不清，導致這樣的場景，只能在電影畫面中看到，在現實生活中幾乎無法實現。
而相同的，冷氣聯網的美意，消費者認為根本沒有必要。而電視的智慧化，在消費者看來只是一台連接著電視螢幕的電腦罷了。就這樣，智慧家庭的概念，看似遠大，實則天馬行空。在相關廠商試圖點燃市場火花之後，卻因為消費者的不買單，宣告無疾而終。
智慧建築揭竿而起
建築物可以導入智慧化，但不能將「智慧」無限上綱。人都沒那麼聰明了，何況是冷冰冰的建築。
過去不少半導體廠商與家電業者發展智慧家庭各走各的路，產品與標準多頭馬車，不同品牌的家電方案面臨了智慧家庭難以整合的困境。智慧建築的概念，與智慧家庭在某種程度上有幾分神似，只不過捨棄了過去天馬行空與窒礙難行的部分，而加入了更為實際與實用的新構想。
觀察目前智慧建築發展的三大重要趨勢，包括綠能環保、智慧感測與萬物互聯等。智慧感測著重於將更多感測器佈建於建築物的各角落中，來獲取更多不同的數據資訊，並進行必要的控管；綠能環保則更強調讓建築物走向能源的節約與再生；萬物互聯則是透過有線與無線網路，將所有資訊統一進行智慧化分析，並做出最佳的處理方式。
1. 綠能環保
綠能環保的概念，其實過去即已陸續導入建築物之中，例如屋頂太陽能板的設置就是一例。至於智慧建築則更強調綠建築（Green Building）的概念，讓建築物不只是被動的擷取能源，而是還能主動地產生能源。節能與再生同步並進，將綠能環保發揮到最大化。
智慧綠建築適合在企業大樓或工廠率先實行，不只是企業有立竿見影的推廣作用，更是因為企業通常才有足夠的資金來執行成本高昂的環保節能工作。目前全球許多知名企業紛紛以打造智慧綠建築為目標，藉以創造企業形象與展示相關的解決方案。
例如台達電將其多年來累積的工業控制和自動化技術經驗，全都發揮在該公司研發中心的綠能方案上，讓該研發中心能擁有包括燈光控制、HVAC空調（Heating、Ventilation and Air Conditioning）、水資源處理、再生能源供電系統等能力。
台達電為了達到這些綠建築功能，需投入的設備包括變頻器、主動電力回生單元、可程式控制器、人機介面、溫控器、雲端技術、室內外LED照明設備、太陽能面板、逆變器與充電樁等。當然這些能源的使用資訊，還會傳送到控制中心，將之視覺化後呈現在主控牆上，來即時加以管理所有能源的動態。
台達電表示，除了節能與產能，還要能把這些能源智慧管理，有效運用，讓能源不至於浪費。具備這種能源智慧管理的能力，才稱得上是完整的智慧綠建築能源循環系統。
此外，在部分智慧建築的設計中，還特別透過空間規劃，讓日光、雨水與涼風能自然導入建築物的環境中，來進一步降低對於能源的依賴。另外諸如能源採集等技術，也都能提供智慧建築另一個綠色能源的獲取管道。
2. 智慧感測
感測器在人們的生活中早已使用得十分普遍，應用領域也十分廣泛。隨著用途不同，感測器的功能也會隨之改變。當建築物走向智慧化之際，將感測器與控制模組廣泛部署在建築物的各角落中，透過不同資訊的取得，將能進一步打造更舒適、更節能、更便利的建築環境。
觀察近年來政府與企業積極推廣的智慧建築，都屬於新建物，所有智慧化設施在建築過程中均可直接導入，但這樣的建築只佔所有建築物的3%。還有其他97%的既有建築物，若要導入智慧化，通常必須重設管線，並鑽洞破壞進行施工，實施上將窒礙難行，這也是智慧建築之所以只能是全新建築物的主因。
就智慧建築所需用到的感測節點來說，通常分為安全、節能、便利與照護等四大環節。安全性指的當然是針對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、有毒氣體偵測、門禁管理等項目；節能感測則是用於實現綠建築的關鍵元件，這包括各種電器、燈光與空調的能源偵測與管理，讓無人區域或不必要的能源能夠關閉，盡可能達到能源使用的極小化與必要化；至於照護感測，能隨時進行人身定位，並偵測生理數據；便利感測則是能自行調整溫濕度、空氣品質，或在適當時間播放音樂等。
感測節點的廣泛佈建，能讓建築物獲取更多數據資料，進行分析、運算並進行最適合的處理動作，是建築物智慧化過程中，不可或缺的功臣。當然對於設計者來說，該如何選擇正確的感測器類型、數量需多少、位置又該如何安排，更成為智慧建築成敗的關鍵。
3. 萬物互聯
有了綠能方案，也有了感測元件，還需要一個將這些資訊連結的神經元，物聯網所扮演的正是這樣的角色。物聯網所訴求的，是物與物之間的直接連結，不必再透過人，可以直接針對環境中的訊號進行擷取、處理、並將結果輸出執行。這樣的過程，能讓建築中的人們獲得更高的便利性。
事實上，近年來的物聯網應用，逐漸導向於透過感知來達到智慧服務的目的。而物聯網分散、多點、大範圍的數據擷取與運算，十分適合應用在智慧建築與智慧工廠等這類大型建築環境中，來滿足聰明、節能、效率、安全等需求。在萬物互聯的架構之下，類似智慧家庭的願景，將更有可能實現。
結語
人們每天生活都離不開建築物。將建築物智慧化，將為每日的工作與生活帶來更多便利與樂趣。事實上，智慧建築的概念，已經逐漸在新一代的建築設計中發酵，不論是企業廠房，或一般家居住宅，都開始強調智慧化的導入。
隨著智慧建築的發酵，建築本身將提高附加價值。未來的建築物將不在只是冷冰冰的鋼筋與水泥，而是將成為生活上的好伙伴，提供更安全、便利與節能的生活型態。
圖說:新一代的智慧建築，經常結合了綠能與環保等概念，成為綠建築的代名詞。
圖說:在物聯網與感測器的應用框架下，住宅將具備更高的智慧自主性。
【全文刊載於《CTIMES雜誌》2014年8月號】-- CTIMES粉絲團】
