第三章 第三章
第三章 既有建築物導入智慧化改善案例 既有建築物導入智慧化改善案例 既有建築物導入智慧化改善案例 既有建築物導入智慧化改善案例
同樣為利用智慧科技提升建築物之生活空間之環境品質，本所自 民國 97 年起開始針對既有建築物，推動「既有建築物智慧化改善工作 計畫」，以公有及民間既有建築物為對象，希望對安全防災監控、健康 照護管理、便利舒適服務、系統整合應用等領域，獎勵或補助其進行 智慧化改善工作，以積極發展智慧建築，擴大帶動智慧化產業技術研 發與整合。
第一節第一節
第一節第一節 建築物建築物建築物智慧化改善建築物智慧化改善智慧化改善智慧化改善重點說明重點說明重點說明重點說明
「既有建築物智慧化改善工作計畫」執行迄 103 年底，計大約支用 經費約 1 億 9 仟萬元，完成公、私有建築物智慧化改善案 190 案。透過 本計畫之執行，無論政府與民間均能於過程中獲得更多有關建築物智 慧化之知識與觀念，並提升建築空間使用品質。
本所歷年徵選獎補助既有建築物智慧化改善四大類別中分析來 看，歷年以系統整合應用管理(含節能管理)102 案為最多，安全防災監 控 57 案次之，如表 3-1 所示。
表 3-1 歷年公有及民間獎補助申請項目統計表[27]
其中既有集合住宅類獲智慧化改善補助共計 12 案例，智慧化的補 助項目包括門禁管理系統、中央監控管理系統、安全監控系統、社區 資訊管理系統、健康資訊管理系統、通訊網路平台、照明節能管理系 統、機電電力監控系統、電子公告系統等 9 項[24]。
此外，內政部建築研究所為普及智慧綠建築，及引領全民智慧綠 建築創意風潮，並藉此提升國民生活品質，因此自 97 年開始也持續辦
申請項目 年度 97 98 99 101 102 103 計 總計 安全防災監控 公有 1 5 4 4 7 8 29
民間 4 6 5 7 6 0 28 57
健康照護管理 公有 0 2 1 1 0 1 5
民間 2 1 0 1 1 4 9 14
便利舒適服務 公有 0 1 0 3 1 2 7
民間 0 2 1 1 1 5 10 17
系統整合應用
(含節能管理)
公有 5 8 3 7 7 8 38
民間 3 13 13 10 16 9 64 102 計 15 38 27 34 39 37 190
理智慧綠建築設計創意競賽-「創意狂想 巢向未來」，鼓勵智慧綠建築 創意設計，並以推動落實為重點，號召於既有建築空間導入前瞻科技 或永續設計之改善工程實例參賽，以呈現新舊建築物智慧綠建築設 計、改善之優質生活空間與樣貌，並提供產業界參考[28]。其中集合 住宅類有新竹小城、北屯金鑽二案獲得優勝。
本研究案例探討部分將從上述二項計畫中，挑選具代表性的優良 案例進行分析，以聚焦其成功的應用模式，以供後續案例模擬學習之 用。
考量現有既存的建築物在興建之初多未考慮到智慧建築的概念，
因此本所為了鼓勵這些佔國內 97%以上的既有建築物，也能具有「安 全、健康、舒適、貼心、便利、節能、永續」等共通的人性化需求建築 空間環境。因此參考｢智慧建築解說與評估手冊｣內容，希望既有建築 物在進行改善時，同樣整合建築物本體與資通信技術，使改善後之建 築物具備「主動感知的能力」、「最佳的問題解決途徑」及「友善的人 機操作介面」等功能，而促進建築物機能與品質的提昇，以達到改善建 築物耗能、節省人力成本支出、提供便利安全生活環境等目的。
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第二二二二節節節節 供公眾供公眾供公眾使用供公眾使用使用使用建築物建築物建築物建築物的智慧化改善案例的智慧化改善案例的智慧化改善案例的智慧化改善案例
本節主要針對公有及民間既有建築物，除住宅類以外各類型比較 屬於開放性的供公眾使用建築物，如校園、社福機構、展覽場館等對 於推動既有建築物智慧化改善政策具教育、宣導示範作用者三案進行 分析介紹。
一、國立台中教育大學 A. 基本資料
改善年度：101、102 年
所 在 地：台中市
建築類型：休閒文教類
改善經費：總經費約 380 萬元 B. 改善需求
下課後部分同學逗留教室，電燈、投影機、冷氣及風扇全數開啟，
嚴重浪費電能亦增加學校電費支出。
數量龐大的冷氣機隨使用者開啟或關閉，無法作有效卸載管理，導 致學校用電尖峰需量過高，增加學校夏季用電超約附加費支出。
C. 改善項目
節能管理(101 年)：建置智慧化電能管理系統
系統整合應用(102 年)：整合教室空調、照明系統併入既有能源管 理監控系統安全防災監控：建置中央監控系統平台
D. 改善內容
智慧化電能管理系統：以電能管理系統(SCADA)建立 「能源使用監 控管理中心」，以達降低能源成本之目標。
電能管理系統基本架構為利用校區光纖網路，配置數位及網路通 訊模組，依各單位用電成本中心統計方式，利用安裝於各變電站之多 功能數位電表(之 RS-485 工業標準通訊協定(Modbus) ，配合可程式控 制器(PLC)及其通訊模組，與裝置於監控中心之系統監控電腦連線，以 掌握校區各系館大樓用電資料之收集與統計。同時，搭配系統控制功 能，進行冰水主機及小型冷氣卸載及排程停機控制，達到平衡尖峰用 電需量及降低用電費用支出之目標。
圖 3-1 台中教育大學智慧化電能管理系統整合圖控介面
資料來源：內政部建築研究所， 101 年度《既有建築物智慧化改善工作計畫成果報 告 》 ； 智 慧 綠 建 築 創 意 競 賽 官 方 網 站 http://design.ils.
org.tw/background.html
圖 3-2 台中教育大學智慧化電能管理系統圖
資料來源：內政部建築研究所， 101 年度《既有建築物智慧化改善工作計畫成果報 告 》 ； 智 慧 綠 建 築 創 意 競 賽 官 方 網 站 http://design.ils.org.tw/background.html
電力需量監測功能: 依台電公司電力法規設計，掌握需量的準確性 並且完全配合台電公司時間電價模式進行運算，並且將目前平均需 量及限制需量依不同趨勢線圖做簡明易懂表示，系統並會依〔尖離 峰狀態〕隨時更換控制模式，與台電公司同步需量誤差可控制於 1%
以內。
圖 3-3 台中教育大學電力需量監控系統畫面
資料來源：內政部建築研究所， 101 年度《既有建築物智慧化改善工作計畫成果報 告 》 ； 智 慧 綠 建 築 創 意 競 賽 官 方 網 站 http://design.ils.org.tw/background.html
教室課表控制功能：將教室冷氣、風扇及照明電源結合校方課程編 排，執行隨課供電機制，並提供課程表即時顯示各教室每週每節的 排課狀態。圖形化同步顯示各教室各受控設備電源 ON/OFF 的狀態。
每間教室的課表控制皆由現場之 PLC 自行獨立運轉控制，避免因網 路連線品質而影響課表控制運作情形。
圖 3-4 台中教育大學教室課表管理圖控介面
資料來源：內政部建築研究所， 101 年度《既有建築物智慧化改善工作計畫成果報 告 》 ； 智 慧 綠 建 築 創 意 競 賽 官 方 網 站 ； http://design.ils.org.tw/background.html
空調需量控制功能：冷氣負載需量卸載控制採智慧型混合式邏輯控 制模式，可針對單一控制點選用順序控制或分區輪循控制模式，每 點卸載控制 D/O 執行動作反應速度可再三秒內執行，確保卸載控制 之即時性。冷氣機於卸載期間必須仍可維持送風功能。
圖 3-5 台中教育大學空調需量控制功能圖
資料來源：內政部建築研究所， 101 年度《既有建築物智慧化改善工作計畫成果報 告 》 ； 智 慧 綠 建 築 創 意 競 賽 官 方 網 站 ； http://design.ils.org.tw/background.html
E. 改善效益
電力需量控制效益：於 101 年 8 月起陸續將管控之冷氣逐步納入系 統上線運作，大幅增加需量控制之靈活性，已明顯將尖峰負載抑制 於契約容量之內。
能源管理：電能管理系統搭配自動化的控制管理，達到節約能源及 完整資料收集之目的，並配合制訂全面性校園節能策略，進行負載 輪控動作或卸除可停負載，以避免超約附加費的情形發生。
量化效益：以 100 年總用電量 5,855,220 度為基準，101 年降至 5,616,520 度，102 年再降至 5528080 度；用水量以 100 年 138,527 度為基準，101 年降至 136,453 度，102 年再降至 135,302 度；用 電超約附加費以 100 年 1,642,356 元為基準，101 年降至 90,592 元，102 年再降至 18,524 元；因此導入智慧化系統整合及節能管理 之後，平均整體效益一年可達 3,141,113 元。
行政管理(質化)效益：針對校內冷氣設備做需量管理與遠端卸載控 制功能。當電力負載將超約時，由監控系統自動偵測並發出命令遙 控遠端受控設備做卸載動作，完成電腦自動化，不需專人控管，判 讀主機冰水溫度作卸載參考指標，達到人性化控管模式。
二、雙連安養中心[29, 30]
A. 基本資料
改善年度：102、103 年
所 在 地：新北市三芝
建築類型：衛生福利類
改善經費：總經費約 500 萬元(自籌 300 萬元、獎勵 200 萬元) B. 改善需求
安全監控：安養中心幅員遼闊，占地逾萬坪，但周遭卻沒有完整的 監控系統，不但無法掌握中心內的長輩出入，若遇到外來者侵入更 是無從防範，對於長輩們的人身與財產安全確實是一大隱憂。
緊急求救：中心現有緊急呼叫設備裝設位置具有侷限性，但長者發 生緊急或意外事故時不一定會剛好在這些位置，只能夠看著有線的 緊急鈴而錯失急救的黃金時間。
C. 改善項目
安全防災監控/健康照護管理(102 年)：建置安全出入監控系統及無 線護理偵測系統
健康照護管理(103 年)：建置緊急呼叫無線化系統 D. 改善內容
安全出入辨識與偵測救援系統：於園區內長者活動區域，建置主動 式無線射頻(RFID)系統，長者於園內 RFID 系統涵蓋範圍內行動時，
服務中心可透過建置於各區內的讀取器(Reader)，藉由偵測長者所 佩帶的識別標籤（Tag）得到該長者的資訊，以判斷是否正在接近 或已處於危險區域範圍內，除了再次確認長者身分外亦可協助意外 發生之研判，作為日後提供安全改善之依據。
圖 3-6 雙連安養中心安全偵測救援系統示意圖
資料來源：內政部建築研究所， 102、103 年度《既有建築物智慧化改善工作計畫 成 果 報 告 》 ； 智 慧 綠 建 築 創 意 競 賽 官 方 網 站 ；
資料來源：內政部建築研究所， 102、103 年度《既有建築物智慧化改善工作計畫 成 果 報 告 》 ； 智 慧 綠 建 築 創 意 競 賽 官 方 網 站 ；