中文简体版   English   星期一 ,12月 16日, 2019 (台北)
登入  申請試用  MY DIGITIMES236

功能需求不同 智慧架構因「宅」而異

  • DIGITIMES企劃

智慧住宅的系統架構設計會因功能取向而有不同,不過一般而言,安全監控與能源管理仍是主要功能。(Siemens)

智慧住宅的功能取向不同,從建築外層的安全監控、節能控制,到住宅內部的舒適便利與健康照護,其系統架構都需因其需求而有差異性設計。

智慧住宅系統功能可分為內外兩部份,在住宅外層的建築體重視安全監控、永續節能的應用,而內部空間則強調便利舒適、健康照護等功能,以下將分別探討這兩個層面的不同應用,不過,這種分類方式不代表內部空間沒有安全監控或永續節能的需求,同樣地建築外層也會有便利舒適的智慧型應用,只是比重上的差別而已。

安全監控+節能控制的建築外層設計

建築外層的智慧應用類型以安全監控為主,近年來隨著全球暖化議題發酵,漸漸朝向節能控制發展,其範圍涵蓋辦公大樓或住宅、展覽館、大型會議中心、學校等等不同類型。

先就安全監控來看,其可說是最早開始、也最普及的應用,依據系統功能不同,而分成門禁管制、影像監控、環境感測器及警報器等等,放眼台灣各大建築體幾乎都有建置安全監控系統,只是程度或高或低的差別而已。

舉例來說,在門禁管制上,有些使用RFID技術的門禁卡,有些則引進生物辨識技術,將指紋或指靜脈作為身份識別的工具,後者因為降低他人假冒的風險,安全等級自然較前者高。

這些安控系統多朝向整合發展,讓訊息可以相互流通,提升建築的安全保障,以火災為例,當煙霧感測器偵測到濃煙過多時,發出警報訊息,此時後端中控室螢幕會跳出現場攝影機所攝取的畫面,若確認為失火狀況,管理者透過系統立即解除門禁管制,在第一時間內疏散人員。

整合安控系統的第一步、也是最重要的一步,就是明確定義出意外發生時的緊急防災步驟,從中決定各個系統該如何運作,不同建築體、不同意外災害的安全程序也各不相同,例如:發生毒氣外洩狀況時,該有的動作包括打開抽風機、停止空調運轉、啟動警報器、解除門禁管制等。

節能控制 跟上綠色環保潮流

現今社會處於高度開發狀態,引發全球暖化、溫室效應等異常現象,從政府、企業到個人,皆日益重視節能議題,透過各種管理工具或方法,讓能源使用效率最大化,而用在建築上的自動化工具,以大樓中央監控系統為主。

中央監控系統主要用來控制大樓內不同的機電設備,隨著應用模式與控制器不同而分成三種架構:數位邏輯控制器(Direct Digital Control;DDC)、可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller;PLC)及遠端控制器(Remote Terminal Unit;RTU)。

DDC適合以空調設備為主、控制多個房間溫溼度的環境,PLC多應用於各種機電設備、且面積大的環境,RTU則適用在控制區域分散或有通訊穩定性考量的環境,其中,DDC與PLC雖然具有相互替代性,但一般來說,DDC的使用方便性遠勝於PLC。

樓宇建築的電力消耗主要來自空調與照明設備,其中又以空調耗電量為最多,而DDC主要目的就是控制空調設備,空調系統較工廠機器單純,其控制方式變化不大且容易被歸類,因此許多DDC皆內建一些控制程式,使用者只要設定資料即可,縮減施工導入的時間。

中央監控系統透過軟體,將大樓內所有設備的電能消耗資料彙整後,進行統計、分析與判斷,從而達到能源管控的目的,這些資料可以幫助使用者分析哪一種設備或哪一個部門的耗能量最高?如何讓電力負載更平均?再從分析結果去規劃改善方式,才能享受節能與省電的效益。

舉例來說,尖、離或半尖峰時間的電力價差很大,如果將尖峰時間用電量挪移至離峰或半尖峰時間,例如:控制空調設備儲冰系統只能在晚上運作,經過挪移設計來讓電力平均負載,不僅節省電費,也可以降低契約容量數字。

目前,部份國家已開始透過政策來推動建築節能管理,例如日本政府透過獎勵措施及補助,鼓勵舊建築在既有自動化系統下,強化能源管理控制功能,但是面對新建築,則強制要求符合節能規範,才準許發放執照。

因此,對於新舊建物比例約為3:97的台灣來說,還需要政府的利多政策,才能加速發展節能控制,否則這些既有建物大概會等到翻修時機到了,才會思考要不要引進節能管理系統。

情境控制+居家照護的內部設計

智慧住宅的內部空間,雖然也需要做好節能與安全控管,但更重要的訴求是舒適便利,亦即透過情境控制系統來營造一個便利的生活空間,其適用範圍包括住家、飯店、辦公室與餐廳,另外在住家上,因應銀髮族人口逐年成長,近年來則出現居家健康照護的發展趨勢。

先就情境控制系統來看,主要架構在於透過自動化控制主機,整合家中的空調、照明、窗簾、影音等設備,使其能夠在單一控制器上進行操作,雖然情境控制系統在歐美發展已久,但台灣早期卻是屬於豪宅才能享受的服務,直到近年來才現身在一般建案中。

廠商在導入前必需了解住宅內可能有的生活模式及情境內容,例如:劇院、閱讀、就寢、宴客等等,即便是相同生活模式,也會因為使用者差異而有不一樣的情境內容,惟有先釐清控制範圍後才能導入系統。

情境控制系統通常分成控制主機與控制面板等二個層面,控制主機用來連結控制設備,其延續傳統工業自動化所使用的控制技術,以PLC、PAC與PC-Based等三大架構為主,PC-Based背負著穩定性與成本的原罪,PAC則受限於發展時間不夠長,導致兩者在市場接受度上皆略遜於PLC。

不過,部份業者認為智慧建築市場近年來才興起,未來要整合的設備不是只有家電用品,還包括各類IT設備,號稱兼具PLC穩定性與PC-Based相容性的PAC,在此一應用上應該還有很大的成長空間。

至於控制面板的功能,則是給使用者作為情境選擇之用,換句話說,使用者透過控制面板下達指令,後端控制主機收到後才會對設備執行命令,控制面板多半嵌入在牆壁上,另外,業者通常還會提供無線搖控器,經由各種室內無線技術(例如:紅外線、藍牙、Zigbee、WiFi),將訊息傳送至控制面板,提供使用者遠端操控的便利性。

居家照護 隨時掌握健康資訊

台灣遠距醫療發展最早起源於1995年,由衛生署主導的遠距醫療先導試驗計劃,用來彌補偏遠地區醫療資源不足的遺憾,例如在台大醫院與金山衛生所間建制遠距醫療系統,透過通訊技術交換資料,達到共同診療的服務,隨著網路技術純熟,加上社會進入高齡化時代,這種遠距醫療模式漸漸從醫院走進家庭,形成以居家式、社區式為主的健康照護模式。

簡單來說,居家健康照護就是整合家中各種醫療檢測儀器的資訊,透過網路上傳至管理平台,方便醫院隨時掌握家中居民、特別是病患或年長者健康狀況,倘若遇到緊急狀況,還可經由遠端監控系統發出緊急救援通知。

智慧住宅的遠距照護目前台灣只有位於林口的遠雄未來市在之前導入,後來並沒有聽到其他建商跟進,主因在於過去幾年醫院方面的遠距醫療仍屬試驗階段,並未有太多投入,不過2013年開始,部份醫院已開始建置Call Center,設備供應商如精聯電子也開始力推此類設備,就發展態勢來看,2014將會是居家遠距醫療啟動的一年。