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永续、智慧、未来城市
人本架构 定义未来

【作者: 王明德】2016年01月12日 星期二

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「永续」在近年各产业成为主流话题,从能源使用、绿建筑到灾害防救,都需要更多「智慧化」的整合;在气候变迁与能源危机的议题上,资讯可视与整合成为决策的重要基础,「智慧化」成为科技介入的最好角度。


在全球能源价格日益高涨的现今,节能科技被应用在各领域当中,尤其是IT技术快速被导入各项领域中,透过数位神经系统连结各种功能,尤其是与数位汇流及智慧联网科技整合的智慧建筑技术,将原本冷硬的建筑智慧化,建构出一个更适合居住、生活的环境,甚或是工厂生产线等规画也纳入「智慧化」考量,这一波智慧化热潮,也让各自动化厂商积极介入相关应用领域。


在智慧建筑与智慧工厂的想像上,一般人多在居住环境的「舒适」与工厂「即时决策」进行规划,但其实自动化厂商在设计智慧建筑的应用设备,仍多以「节能」为其出发点,尤其在透过控制层面的节能机制,更是自动化厂商关注的焦点。在全球亟欲发展新能源等替代方案的同时,在台湾房市发展快速的现在,不论是商办楼宇、工业厂房或住宅建筑,都更重视节能、环保与安全等议题。


「永续」法制化 智慧绿建筑为代表


图1 : 透过ICT产业与建筑物节能的绿建筑结合,也就是目前政府将加强推动的智慧绿建筑产业。 (So​​urce:tmforum)
图1 : 透过ICT产业与建筑物节能的绿建筑结合,也就是目前政府将加强推动的智慧绿建筑产业。 (So​​urce:tmforum)

从法规面来看,整合智慧与环保的智慧绿建筑,也在地方自治条例中受到重视。内政部自1999年建立绿建筑评估系统,并于2006年实施建筑技术规则绿建筑专章,可说已将绿建筑「法制化」;各地方政府更因地制宜,依据自身环境条件,以自治条例来规范智慧绿建筑的发展。


以高雄市为例,依据《高雄市绿建筑自治条例》,高市新建建筑物必须设置雨水贮集槽、太阳光电板、屋顶绿化、电动车充电设施、自行车位与淋浴空间等绿建筑与绿生活设施。高雄市评估,其地处北回归线以南,​​阳光充足、高温高湿,以及气候变迁下的灾害预防,有其环境特殊性及城市发展的挑战,订定适合该处的单行法规,也是因地制宜的一项做法。


该自治条例除了依据绿建筑专章为基准,也针对其环境需求,订定更高减碳防灾标准的地方政府规定。根据高雄市政府的评估,实施该自治条例后,每年可为高雄带来相当于7座世运主场馆太阳光电发电量、170座标准泳池省水量、23座足球场绿化面积。市府也同步制订超越中央建筑法令标准的《高雄市建筑物屋顶设置太阳光电设施办法》,并将以「高雄厝计画」为平台,导入「人本、防灾、绿能、产业」等生态城市与光电智慧建筑的推广实践。


如此规划,的确来自于极大的商机,国外研究机构指出,2015年全球智慧化居住空间所衍生的相关产业产值达1,000亿美元,因应数位化、网路化的高科技时代潮流,许多国际企业集团均指定要承租智慧型办公大楼,充分显示出有关建筑物智慧化的需求与迫切性;此外,现在全球都共同面临着环境恶化、生态失衡、能源枯竭三大课题,以台湾早期建筑设计为例,大都缺乏与环境共生概念,室内环境的舒适性多仰赖电机设备来达成,造成建物耗费大量能源,未来在建筑设计或整修过程中,应提升建筑物的智慧绿建筑的功能,才能降低对环境的冲击。


资通讯智慧 协助产业迈向更永续

台湾早期建筑设计为例,大都缺乏与环境共生概念,

室内环境的舒适性多仰赖电机设备来达成,造成建物耗费大量能源。


图2 : 数位科技化城市发展之际,新市镇的规画设计也进入「永续城市」的发展。 (So​​urce: .iGOVERNMENT)
图2 : 数位科技化城市发展之际,新市镇的规画设计也进入「永续城市」的发展。 (So​​urce: .iGOVERNMENT)

台湾ICT产业在国际间占有一席之地,因此透过ICT产业与建筑物节能的绿建筑结合,也就是目前政府将加强推动的智慧绿建筑产业,提升台湾建筑业竞争力及改善人民生活,或许是一条可行的规画。


同样的,智慧工厂的发展,也逐渐谈到「能源」观点。随着全球能源成本上升,加上台湾近年工业用电的价格逐渐调涨,对于生产线用电需求量甚大的产业,像是电子、钢铁、电器及电力机械、金属制品制造​​及纺织等,压力均相当可观,这亦使得与节能有关的议题,开始益发受到管理高层所重视。


当然,这与生活环境节能的目的有颇大不同,产业节能需求,出发点的确来自于成本考量。基于能源费用上涨后节省成本的目的,一般企业可能由「减少能源的消耗量」及「提高用电的成本效益」两处着手,进行所谓能源的管理。这表示管理者必须先从能源运用的「可视化」方向着手,而后才能思考可从何处减少不必要的能源开支和成本,并由此规划出工厂未来能源需求组​​合,与公司相关用电策略。


简单来说,智慧工厂的「能源管理」,可从用电「透明化」开始,透过感测机制搜集用电详细资料,并透过清楚的方式了解工厂内能源流向,而后将所发生的能源成本费用对应,再视负载状况藉由流程控制系统的资料交换,自动调节其电力负载,以促使工厂内的能源消耗量及用电效率,都能达到优化的水准。


下个世代生活愿景,将是从智慧绿建筑迈向舒适好生活的时机,建筑物导入科技生活化、永续环保与智慧化等相关产业技术,为未来新建筑美学观念的形成,建筑物不再只是静态的实体,而是动态环境过滤器,不但能提升人们在室内的舒适性,同时也能带给都市环境提升,以及更高境界的外观品质。


建筑到城市 资通讯智慧整合资讯

新市镇的规划设计也进入「永续城市」的发展,

既能满足当前的需要,又不危及下一代发展的需求。


图3 : 「永续发展」的观点,从产业、居住环境,到城市与国土保育,智慧化系统的介入,的确造成了不小的帮助。 (So​​urce: commonfloor)
图3 : 「永续发展」的观点,从产业、居住环境,到城市与国土保育,智慧化系统的介入,的确造成了不小的帮助。 (So​​urce: commonfloor)

科技带动ICT产业的发达,使得数位化深入日常生活中,创造未来城市的网路建置,包括整合宽频网路、无线射频辨识技术(RFID)、电脑感知网络、全球定位系统等,进而运用晶片、智慧卡,让行动数位化服务深入日常生活。这也让智慧建筑纳入智慧居家市场,形成更大的市场商机。


智慧绿建筑将带来营建业、节能与高科技跨业整合商机,就是以永续节能概念与ICT产业两者整合应用在建筑物上,此外,更扩大到「智慧城市」层面。在数位科技化城市发展之际,新市镇的规画设计也进入「永续城市」的发展,既能满足当前的需要,又不危及下一代发展的需求;这样的城市强调合理的利用自然资源,并为后代维护与保留较好的资源条件,因此包括环保住宅、绿建筑及减废等环境共生等观念,也被带入市镇发展中,像是废弃物处理、污废水处理、雨水排水系统及城市交通工具,甚至是都市绿岛等规画,均可看出从智慧居家迈入智慧绿建筑,乃至于智慧永续城市的相关规画。


从永续观点出发,灾害防治也跟著成为话题,台湾因地理环境特殊,常受台风、豪雨及土石流等天灾侵袭,尤其是2008年莫拉克风灾所造成的复合型灾害,更让台湾损失惨重,相关资讯整合的重要性,因此受到正视。由于传统政府单位的本位主义,让在未协调前的各项资料格式繁多,甚至在灾害临头时仍,必须透过不同系统来判读资讯,反造成救灾指挥官在决策上的困扰,因此一个可以整合各单位资讯的「灾害应变决策辅助系统」(decision support system) 提供决策者应变方针的支援系统,就成为灾害防救的一项重点。


协助做决策 资通讯整合巨量资讯

此外,由于环境灾害的资料量庞杂,透过云端系统整合巨量资料的需求也跟着提升。以国研院灾防中心所设计的「灾害应变决策辅助系统」来看,必须整合超过20个单位近120项防灾资料,除各项基本资料与即时监测数据外,更必须结合研究单为历年防灾研究成果与社会经济资料,以提供更完整之防灾决策参考资讯。


由于台湾目前的环境,基本上存在高度的破坏性与不确定性,这样的环境分析必须存在高资讯需求与跨专业领域,对于防救灾资讯需求的整合与提升,将扮演更重要与关键的角色,尤其在台湾,包括愈来愈多的复合性灾害议题,对于资讯整合的要求,当然更需要重视。


这类系统的需求,主要在于结构化的分析所有地理、灾害及人文自然资讯,透过云端技术与其他单位进行资料交换与分享,并透过图像化与GIS整合,协助灾防主管进行更全方位的决策;此外,透过包括气候模式降雨分析、雨量系集预报模式、淹水潜势分析、坡地灾害潜势分析及土石流灾害潜势分析等,也可整合比对资讯,并针对灾害潜势进行预判。


如此的系统,需要整合杂乱的资讯,具象表达时空分布,以外也要能透过即时情资的比对,来提供决策调度的依据,资讯的全面揭露,才能透过展开后的各种视角,进行有效而全面性的决策,此外由于即时性需求,这样的系统必须具备「操作简易」、「可随时更新」以及可视需求将不同性质情资「套叠」的全面防救灾系统,具备快速反应、有效串接,以及中央与地方资讯可扩展共享的涵盖历史经验的完整系统,这样的「灾害病历」才是防救单位最需要的。


「永续发展」的观点,从产业、居住环境,到城市与国土保育,智慧化系统的介入,的确造成了不小的帮助,「科技来自于人性」,除了促进生活便利之外,对环境永续的著力,也让科技带入的价值,有着不同的能量。


**刊头图片(Source: inhabitat)


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