数位化是减少建筑碳排放、节省能源并提升效率，达成2050年净零排放目标的关键因素。而物联网的连线能力，则有助於加速建筑物中自动化系统和嵌入式技术的应用。

在2021年，住宅和非住宅建筑消耗了全球终端能源消耗的三成，并占能源总排放量的27%。数位化是减少建筑碳排放、达成2050年净零排放目标的关键因素。数位化还能让建筑物智慧化，并透过监测、分析和控制电力、照明、暖气或通风系统，以节省能源并提升效率。物联网（IoT）的出现，还有更强的连线能力有助於加速建筑物中自动化系统和嵌入式技术的应用，其中半导体发挥着关键作用。

图1 : 数位化能让建筑物智慧化，并透过监测、分析和控制电力、照明、暖气或通风系统，以节省能源。

科技进步推动智慧建筑发展

将建筑物变得更智慧以降低能源和维护成本的概念已存在一段时间。过去的建筑管理系统通常只针对非常大的建筑物而设计，由於建筑自动化基础建设的安装、编程和维护十分复杂且昂贵，对於小型和中型建筑物和系统来说成本过高。

现在，受益於强大的连线和物联网技术，加上低功耗网路和感测器的使用以及自动化的进步，已经出现了更具成本效益的方法。为包括个人住宅在内之各种规模的大楼管理系统，这些发展提供了可能性。

智慧建筑与永续发展

智慧建筑与永续性密不可分。对於暖气、照明、通风系统或家用电器有更大的控制权，使节能和减少碳排放变得更加容易。

数位技术为消费者提供更大的控制、灵活性和透明度，帮助他们降低能源费用。举例来说，使用者可以在下班前远端启动家中的暖气，这意味着，相较每天同一时间启动暖气，其消耗的天然气或电力将更少。使用者还可以选择在电价较低的时段，甚至在可能利用来自再生能源之电力的离峰时段进行一些活动。

半导体技术对於数位装置来说至关重要，因为可以帮助使用者掌控能源使用量，并改变生活方式以节省能源和金钱。有许多技术可达成这个目标，例如电表系统，至於其他例子包括热量成本分配器，这些是安装在电暖器上的小型电子装置，能够侦测每个电暖器的热输出状态。

透过这些智慧装置所收集到的即时数据，让使用者、设备管理人员或公用事业公司可以了解能源效能不隹的原因和位置，并侦测故障。藉由这些资讯，就可以改善并减少能源损失。

家庭自动化和物联网的新通讯协定MATTER

有??简化智慧家庭并大幅加速其普及的一个重大进展，就是「物联网通讯标准」（Matter）的诞生，这是一个智慧家庭装置和应用程式的通用连线标准。

家庭自动化系统在不同品牌之间通常不相容。一个与亚马逊Alexa智慧家庭相容的产品，可能无法与苹果的HomeKit系统或Google Home相容。这对於装置制造商以及希??使用这些设备的消费者，带来了显着的挑战。

为了解决这个问题，该产业的专家们聚集在一起打造了Matter。这个倡议涉及亚马逊、苹果、谷歌、三星、Zigbee联盟和ST等公司。Matter是一个新兴的开源通讯协定，利用现有技术（Thread、Wi-Fi、蓝牙和乙太网路），让所有的装置能够彼此通讯。因此，消费者不再需要为每个品牌装置购买专用的集线器或路由器，以简化装置和降低成本。

配合需求的操作

在办公室等非住宅建筑中，许多智慧建筑利用动作和光线感测器减少照明的能源消耗。然而，当人们坐在办公桌前，仅依赖动作感测的解决方案效果不隹。意法半导体等公司所研发突破性的接近感测装置，可以侦测静止不动的人，以及正在移动的人，避免因为人们没有移动而灯光关闭所带来的困扰。

除了人员占用侦测外，感测器还可以感测建筑物内部的环境条件，并且对应地调整系统。透过智慧感测器，公司可以自动控制暖气、通风和空调系统，维持理想的环境条件，并在发生故障时自动侦测或排除故障。

意法半导体帮助工程师构思和设计创新产品，使建筑物和家庭更加智慧化，包括微控制器、MEMS动作和环境感应器，以及全系列高效能的电源和能源管理IC和无线连接解决方案。

例如，意法半导体所研发的STDES-BFTAG01（图2）是一种用於家庭和建筑自动化的物联网解决方案，可判断光线或环境条件，将暖气或空调系统调整至最隹状态。它不仅有助於降低系统能源消耗，而且是以永续的方式实现。整合的太阳能电池从周围环境中获取能量，无需电池供电，对环境更加友善。

图2 : STDES-BFTAG01为适用於家庭和建筑自动化的物联网解决方案

数位孪生的节能潜力

在过去几年中，物联网装置市场对智慧建筑产生了重大变革。透过在微控制器、感测器和无线连接的持续创新，开发人员现在有机会在云端中建立家庭和建筑的数位孪生。与工业领域中已经发生的情况类似，这也使得家庭和建筑更加永续。

将办公室和建筑数位化，可以更便利地管理能源效率。一旦建置了数位孪生，就可以找出最节能和永续的自动化系统运作和应用方式；这不仅降低了对系统变更的成本，还可以让位在不同地方的专家优化此流程。此一技术可在未来建筑与绿色目标发挥关键作用。