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智能建筑节能 创造永续生活

  • 杨乃仁

TIBA台湾智能建筑协会理事 台北科技大学建筑系教授 周鼎金。
TIBA台湾智能建筑协会理事 台北科技大学建筑系教授 周鼎金。

在安全健康、便利舒适、节能永续等前提要求下,不论是公共建设或者是企业大楼,智能建筑已成为近年来台湾建筑业的新显学。台湾智能建筑协会理事周鼎金表示,透过资通讯系统及设备的导入,智能建筑不仅能创造人性化与永续化的生活空间环境,更能提升建筑物使用品质、确保使用机能,并延长建筑物使用寿命与降低营运管理费用,达到建筑延寿之目的,因为根据数据显示,在建筑物生命周期碳排放量当中,建照新建筑物占碳总排放量的三分之一,所以真正斧底抽薪的环保政策,就是让建筑物长寿化,借此有效减少建筑物的碳排放量。

建筑设备低耗电 从采用高效率设备做起

建物使用过程当中的耗能,包括照明、冷气、暖气、给水、排水等设备的使用,而建物维护耗能当中,则包括内装材、外装材、设备材与管理体系。在水、电、瓦斯等元素当中,电是最容易浪费的能源,但也是最容易施行自动化管理的元素,因此,如何将空调、照明与动力需求(电气装置)做有效的管理,不仅能快速减少建筑物耗能,也能减少相关费用支出,达到立竿见影的成效。

周鼎金指出,建筑设备的节能过程可以分成四个阶段,由上而下分别为采用「高效率设备」、导入「节能技术」、采用「能源管理」设备,最终采用「再生能源」,减少建筑物对传统能源的需求量。最实际的案例就是照明方面的改善,当从白炽灯泡改成萤光灯管照明,是属于采用高效率设备的方式;当LED照明开始成熟导入,则属于节能技术的采用;后续再加上能源监控与自动控制系统,就能提供能源管理服务;最后再依照能源使用特性,局部采用再生能源,进而减少建筑物耗能之情况。

在高效率设备的采用上,由于照明占了电能耗费的40%,因此可依照建筑物的使用特性,采用各种不同技术的高效能照明设备,包括采用有节能标章的萤光灯管与省电灯泡,以及采用高效率的室内照明灯具。因为空调也占了电能耗费的40%,可采用高性能的空调系统冰水主机产品,或是全热交换器设备,进而达到改善空调系统耗能情形。

智能外层建置 提高能源使用效率

智能外层是近年来智能建筑热门应用,因为智能外层可以透过感应器与管控系统,让传统建筑具备类智能建筑功能。其中最常见的方式,就是昼光利用。在白天的环境下,建筑物透过智能外层当中的反射镜面与导光板将外界能源(太阳光)引入,提供作为环境光线与楼层照明使用,并利用智能建筑管理系统,调节该区域的公共空间灯光照明,有效减少耗能。

在空调设备使用方面,搭配二氧化碳监控设备,在监控画面上实时启动外气控制系统,让内部空气与外部空气进行交换,并将不必要的废热气排到外面,让外部新鲜的空气导入,借此确保大楼内部空气流通顺畅,提供安全工作环境,并减少不必要的空调系统启动。

传统建筑即使没有导入智能外层,适当地利用太阳光也是很相当容易达成节能效果。以内政部移民署为例,在照明系统当中加入昼光感知器,当太阳光线充足时,可自动调降靠窗灯具的亮度或关闭灯具,平均节省耗电可达35%。

调光控制小成本 节能效果立即现

许多厂商都认为,智能建筑涉及范围太广,传统建筑要导入上有其困难,因此裹足不前。周鼎金认为,智能建筑的目的在于环保与节能,传统建筑可以从调光控制方向做起,就很容易达到基本节能效果。

举例来说,一般大楼地下停车场为了达到照明目的,采用的都是无调光控制的照明灯管,因此都是100%光输出,不仅耗电量无法减少,灯管寿命也仅能维持一般水准。若是导入感应器与调光控制照明灯管,平常时候仅采取10%光输出,维持照明效果,等侦测到有人、车经过时,自动调高至100%光输出,不仅可延长灯管使用寿命,更能大幅降低耗电量,而示范案例当中,仅仅将地下停车场照明系统改成调光控制系统,并加入感应装置,就能达到70%的节能效果。同样的观念,也能够在空调系统当中导入,也就是透过使用Zigbee无线传感器之类装置,自动蒐集室内外温湿度、风速与二氧化碳浓度等信息,然后透过大楼中央系统进行空调系统调节,一样也能达到节能目的。

周鼎金表示,建筑设备只要具有空调、动力或照明等设备之能源监控管理功能,一般大约省电幅度可达15%~25%左右,虽然省电效果上比不上真正的智能建筑,但是只要有作,就能达到省电效果,而且从支出费用上可以明确看得到成效!