在物聯網(IoT)的浪潮下，商辦與住宅大樓自動化蘊含可觀的商機。物聯網、大數據(Big Data)和雲端運算等科技驅動各智慧科技的發展和應用，加速建築的數位轉型，開啟各領域多元發展。數位化的建築科技革新了建築從規畫、設計、建造到行銷和營運的過程，以及使用者與建築的關係、與空間互動的方式。
另外，數位化時代發展至今，城市中許多建築物已是使用建築資訊模型(BIM)來規畫和建造及營運，傳統電網也加快升級至智慧電網，城市中不同的基礎建設的緊密通訊與互聯，會加速優化城市環境和其運作效率。至2020年，預計會有超過500億個聯網裝置互聯並產生大量數據，導致發展出更多新型態的服務。
總而言之，伴隨物聯網技術的蓬勃發展，智慧建築市場也逐漸成長。根據市調機構Market Research Future研究統計，全球智慧建築市場將大幅成長，2018~2023年的複合年成長率為29.69%，市場產值從2018年的74億美元，成長至2023年的337億美元。為此，半導體業者與工業電腦廠商、系統整合商紛紛推出更加「聰明」的解決方案，例如西門子與其他軟體解決方案廠商在能源管理、發電、建築技術和行動化領域的合作，經由充分利用各自技術和行業專業技能為市場創造新的業務價值，使雙方均可提供完整的解決方案，為各自的客戶帶來效益。
節能減碳風潮起 智慧建築需聰明/省電
隨著商業，住宅和政府部門等建設日益增加，對於發電的需求也快速上揚；也因此，在物聯網技術日漸成熟的帶動之下，建築不僅要變得更智慧，也須變得更加「節能」。
根據市調機構Market Research Future指出，建築物是最主要的能源消耗者之一，依據國際能源署的數據顯示，全球建築行業消耗的能源約占全球總發電量的42%；也因此，在推行智慧建築的同時，如何提升能源管理效率也成各大樓宇控制設備商、系統整合商，甚至是半導體業者的重點目標。
Market Research Future表示，智慧建築市場商機逐漸嶄頭露角，對於提高能源效率的需求也開始高漲。節能的智慧建築十分具吸引力，特別是對工廠、商業建築、政府單位和公共基礎設施等業主而言，這類建築不僅可節省成本且維護成本低。
目前全球各國政府可說越來越支持智慧建築技術，並同時加大智慧城市發展力道；政府相繼制定政策和法律，鼓勵業主或是公共機關打造智慧建築，一方面不僅提高營運效率，同時也能有效減少能源損耗。
以台灣智慧建築標章為例，智慧建築標章評估內容在民國92年訂定之「智慧建築標章評估手冊2003年版」，以資訊通訊、安全防災、健康舒適、設備節能、綜合布線、系統整合及設施管理七項指標作為評估內容。
隨後，「智慧建築標章解說與評估手冊2011年版」，將原始之七項評估指標擴充為八項，增設「貼心便利」指標及將原「設備節能」更名為「節能管理」指標，並參考綠建築之作法，將智慧建築標章分為五等級，分別為：合格級、銅級、銀級、黃金級、鑽石級。之後再於105年訂定「智慧建築評估手冊2016年版」，主要將分級方式由指標數改為總分制、調整指標項目、簡化評估內容、鼓勵智慧創新、明確說明各評估項目應檢附之圖說文件與鼓勵項目之計分標準等(表1)。
軟硬兼施滿足節能/安全核心設計要求
台達電子樓宇自動化解決方案事業處資深處長江文興(圖1)表示，智慧建築其實已談論多年，在這幾年之間也有許多試點案例，但並非全面普及。然而，隨著物聯網技術(聯網、感測技術等)逐漸成熟，為智慧樓宇帶來更多的轉變和發展機會，市場也因而逐漸成長。
江文興指出，不同的建築物意味著須搭配不同的物聯網技術和智慧化功能，例如醫院、商辦或高級住宅都各有其智慧化需求。然而，在這麼多因素之中，最主要的核心便是能源與安全，使建築物能提供高效能的營運，進而實現更佳的工作、生活環境與舒適度。因此，設備商和系統整合商也是以這兩大方向發展樓宇控制，台達也備有相關軟硬體解決方案。
首先在硬體控制器方面，該公司推出L‑DALI控制器。該產品為多功能裝置，結合燈光控制、遮陽簾控制與BACnet 和DALI(Digital Addressable Lighting Interface)系統的閘道器功能。搭配AST功能(警報、排程、趨勢紀錄)與E-mail通知，讓L‑DALI控制器成為DALI燈光系統的完美解決方案並且平順的整合到BACnet網路。
另外，L‑DALI控制器功能可以使用BACnet/IP或BACnet MS/TP(L‑DALI ME204)連接BACnet網路。也具備透過全域連線執行資料交換、AST(警報、排程、趨勢紀錄)、e-mail通知與完整的L‑WEB整合功能。此外，L‑DALI控制器具備2個Ethernet 連接埠，並內建Ethernet Switch功能。
江文興說明，晶片業者間的競爭，多是比拼誰的晶片運算速度快、能提供更好的效能，而樓宇控制產品也逐漸朝向此一趨勢發展；控制器不僅要更小、更精緻，且還要多功能。同時，還須具有開放式架構(例如開放的通訊協定)，才可更彈性的進行核心設備改造，避免新舊設備無法相容。而有了開放式架構，意味著具有更大的擴充能力和修正彈性，如此一來可降低風險、節省更多成本，這也是樓宇控制產品、設備紛紛朝開放式架構發展的主要因素。
當然，除了高效能的硬體產品之外，軟體管理系統也是不可或缺。台達指出，未來勢將是資訊主宰一切生意，如何有效的使用、分析資訊，將是呈現競爭差異化的最大要素；因此，該公司也提供台達能源在線(Delta Energy Online)為全球化能源管理系統。
據悉，此一系統為設施管理者和業主提供單建物或多建物之能耗數據，以全球/地區/建物等不同層面呈現，並將複雜龐大的原始數據轉換為有價值的分析資訊，自動計算能源績效指標(Energy Performance Index, EnPI)，協助企業辨別重大能耗、找出最佳節能潛力點，搭配量測與驗證(Measurement & Verification)等進階功能，進一步實踐企業在全球各地的節能策略。
此外，該系統具備靈活的系統架構，可兼容於第三方設備和系統，並支援各式感測器及電表，滿足使用者對於不同場域的架設需求，提升主要能耗設備的營運效率，並兼顧使用者的舒適度。藉由分散式安裝的資料收集服務、網頁伺服器和資料庫，使用者可採用網頁化使用介面，隨手連線，即可達到集中式能源管理，不受時間地點所限，實現有效管理與節能的目標。
數位化X能源管理勢在必行 西門子Desigo CC搶市
西門子樓宇科技事業部解決方案與維護事業協理洪泰隆(圖2)則指出，數位化浪潮大幅改變了建築科技領域，讓建築與不同的系統領域結合，並能智慧互連和進行溝通，建築可傳輸能源消耗和维修等訊息的數據。為此，該公司致力於發展數位化的建築科技，將這些數據蒐集和進行分析，轉化為有價值的資訊，協助建築管理者更精準的作出決策；而這些奠基於物聯網的建築科技和解決方案，就會成為建築的中樞系統，賦予建築智慧。
像是該公司旗下的Desigo CC樓宇管理平台，其採開放式整合系統架構，可同時連線至多個系統，並由多位操作人員使用，關注各自的重點領域，可確保自動化、UL 認證火警安全及大量通報應用程式達到最佳效能，毋須妥協取捨。
此外，該產品還具備高效且彈性的架構，不僅西門子系統，只要具有開放式協定，如Onvif、BACnet、Modbus、OPC、DALI、M-Bus、SNMP等第三方系統設備就能與Desigo CC整合；同時，彈性的使用者介面，能針對每種情況支援適當環境。
另外，西門子還具備Navigator雲端能源管理平台。該產品是以雲端為運作基礎的能源和永續管理平台，透過物聯網連結各項設施，監測、蒐集建築所產生的巨量資料，並加以智慧化地分析與預估，將數據轉化為有價值的資訊，並透過雲端以大數據分析，與全球其他建築比較耗能狀態，找出可改善能耗進一步優化之處，有效提升建築能效。
洪泰隆進一步指出，當然，除了能源管理技術之外，2019年智慧建築市場仍有其他須持續關注。首先是建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)，此技數目前應用於建築的規畫、設計、建造。透過借助虛擬數據模型，全面規畫整座樓宇，然後進行模擬，並根據需要加以修正。從電腦上虛擬構造以及在現實世界中建造，這就是建築中的「數位雙胞胎(Digital Twin)」。這種方式有利於優化能效，節約成本並實現可持續發展。
第二是是大數據。業者須善用數位科技，使用感測器收集建築物產生的數據傳送至雲端，針對這些建築產生出來的數據進一步分析，識別用戶行為，轉化為有價值的資訊，進而協助決策者採取正確行動和修正措施，提升大樓表現、強化企業競爭力。第三點為現在正熱門的人工智慧(AI)。物聯網、雲端運算和大數據等數位化科技的發展與應用，配備創新人工智慧的建築將提升效能和使用者體驗。
智慧能源管理平台可有效降低營運成本
因應智慧建築能源管理需求，施耐德則是備有樓宇能源管理數位平台 EcoStruxure Power，其採用開放式整合設計，具備即時作業、分析功能和更高的網際網路安全層級，有助於電力使用者透過智慧型裝置和數位化流程充分掌握嶄新商機，以利提升可靠性、安全性、效率、永續性和聯網能力，有效因應不同產業的客戶需求。
施耐德電機樓宇及IT事業部執行副總Philippe Delorme表示，EcoStruxure Power 是為了因應電力產業模式轉型而開發的產品，有鑑於能源領域正走向分散式、無碳化、數位化和用電量攀升的過程，該公司利用了物聯網、行動裝置、感測、雲端、分析和網際安全方面的先進技術，推出一套適用於電力管理業者的聯網工具組，以協助該公司的客戶即時回應無數物聯網來源裝置的資料，進而提升作業和能源效率，順利實現營運轉型，與未來無縫接軌。
施耐德電機東亞區能源管理系統行銷經理陳如芃則認為，智慧建築發展逐漸加快，一方面除了因應節能的需求之外，另一個重點在於業主有著降低營運成本的考量，而影響營運成本最明顯的要素，便是能源消耗。
以旅館業者為例，若是能引進能源管理系統，使旅館在空調、照明等控制上變得更智慧、更有效率，在降低電費的同時也代表著營運成本跟著下降。與此同時，智慧建築還是「招攬業績」的一大利器；對於旅館業者而言，客戶滿意度十分重要，打造更多智慧化的應用，提升顧客住房品質和舒適度，也意味著業績將有所提升。因此，旅館業者十分積極布局智慧建築。
當然，不僅是旅館業，其他產業如醫院，也十分積極，不僅是因為要降低營運成本，甚至還希望藉此提升員工工作環境，降低離職率。建築愈智慧化(例如燈光、空調可自動控制)，自動洗衣、無人送餐車等，可讓醫護人員減少做雜事的時間，能更專心在專業領域上，人員流動也可因此減少。
然而，如同上述所說，不同行業需要不同的智慧建築解決方案，同樣是智慧空調控制系統，應用於商業大樓中可能只須設計簡單的溫度調整，但在醫院中還須考量風向，避免病菌傳播。也因此，智慧建築方案供應商目前的重點在於，依據不同行業需求，提供適宜的產品和服務。
滿足能源管理需求 從雲到端服務不可少
泓格行銷業務處暨計畫處副總經理鄭樹發則透露(圖3)，節能是各行各業都相當在意的議題，不僅是商業大樓、醫院，就連工業領域也是如此。然而，要進行節能，首要任務便是取得有效的用電資訊；說的白話一點，便是要知道電力怎麼消耗、消耗到哪些地方，以及為何消耗。若沒有這些詳細的用電資訊，也無法實現精確的能源管理目標。
因應此一需求，泓格開發新一代電表集中器「PMC/PMD」，其可對被監控設備進行用電資訊的收集、統計、儲存、顯示與管理；並可透過 RS-485或Ethernet連接智慧電表，即時讀取電表所量測的用電設備電力使用資訊，並進行記錄；而 PMC/PMD也可將儲存於microSD卡的歷史電力資料記錄檔案定時透過FTP回傳至管理中心，以進行電力資料的匯整與分析。
當然，如上述提到，開放式架構已成智慧樓宇產品設計趨勢，因此，該產品亦支援多種網路通訊協議，可透過Modbus TCP/RTU、SNMP與MQTT等通訊規範，與SCADA/MIS/廠務管理(MES)/網管/IoT系統進行整合連線，傳送即時電力資訊並與後端管理平台互動。簡而言之，PMC/PMD除具備完整且彈性的電錶模組整合能力，提供應用案場端即時電力需量管理及資料記錄功能外，更提供多樣化的通訊協議以無縫接軌後端管理平台，滿足電力監控管理需求。
鄭樹發進一步說明，然而，要滿足各領域建築的能源管理需求，只單純的提供硬體是不夠的，更重要的是能提供整套「由端到雲」的整合性解決方案，也就是從硬體產品的選型、建置、使用、整合，一直到後端的資料收集、分析等，針對不同行業需求，提供不同的客製化服務。簡單來說，對於泓格而言，不能再只是做為硬體設備供應商，而是要轉型為服務提供者，如此一來才能要拓展更多市場，滿足各領域業主的需求。
所以，因為智慧建築能源管理，泓格旗下的電力監控解決方案(PMMS)，除了有前端的智慧電表、PMC/PMD電表集中器外，還具備後端管理用的資料匯整軟體，支援FTP通訊協定。當PMC/PMD將電力資訊儲存後，可透過FTP定時回傳電力資訊檔案(CSV格式)至後端的伺服器(如泓格的PMC/PMC Data Server)，將其轉換為MS Access/MS SQL/MySQL等資料庫格式，方便管理人員進行電錶電力資訊的分析、查詢與統計，提高整體設備的用電品質。
綜上所述，物聯網技術逐漸成熟帶動智慧建築發展，而同時在節能減碳的趨勢之下，如何提升能源管理效率遂成為智慧建築重要的設計要素，各大智慧建築方案供應商也為此相繼推出相關節能解決方案，以更有效的運用能源，減少資源消耗並兼顧環保綠能，並搶攻智慧建築商機。
