理工學院優秀專題競賽論文
智慧綠建築架構之探討
Study of the framework of intelligent green buildings
智慧型綠建築是國內未來建築物之發展趨勢，目前世界上智慧型產品已相當普及，透過雲端運算
與控制感應，可讓智慧型產品發揮到最大功能。如何應用現有的智慧型產品，以建構智慧型綠建築是
本專題研究的目的。本專題研究希望藉由台灣高科技的技術，經雲端科技與建築做結合，以提升建築
本身的價值。整體計畫從智慧居家住宅為想法，以智能、綠能、性能、環保及節能減碳為建築規劃核
心之外，更延續擴大台灣 IT 雲端技術，打造一個更人性化的智慧居家整合系統。本專題研究期能提
升科技運用的層次，提供一個全新服務與生活方式給消費者居住。
關鍵字：分享資訊、控制、自動辨識、數值運算、學習功能(記憶)1. 前言
在這個 I 世代的環境智慧型手機已經相當普及，以現在 智慧型手機功能而言，玩遊戲、拍照、APP 還可以透過網路 分享各種資訊。如何應用現有的智慧型產品，以建構智慧型 綠建築是未來建築界發展趨勢，也是本專題研究的目的。 圖一、遠雄二代宅(新北市三峽) 圖二、作業流程2. 文獻回顧
本章回顧相關智慧建築評估指標，並列舉及扼要說明智 慧建築指標之項目。2.1 智慧建築解說與評估
本研究為「智慧綠建築」為主題，故於此列出內政部建 築研究所之智慧建築解說與評估手冊。2.2 指標項目
介紹八大評估指標之評估技術其中之四項，包括：系統 整合、安全防災、健康舒適、節能管理： 1. 安全防災 (1) 防火系統 (2) 防盜系統 (3) 緊急求救系統 (4) 防有害氣體系統 2. 健康舒適 (1) 溫熱環境指標 3. 節能管理 (1) 能源監視系統 (2) 再生能源設備 4. 系統整合 (1) 系統整合之程度 (2) 整合管理方式 (3) 系統整合平台3. 智慧綠建築架構之建構
3.1 雲端系統介紹
組別:■實作組□設計組
理工學院優秀專題競賽論文 1.雲端基本架構： 圖三、雲端架構 (1) 公有雲（Public cloud） 由若干企業和用戶共同使用的雲端運算環境，使 用者所需的服務由一個獨立雲端供應商提供。該供應商 也同時為其他使用者服務，這些使用者共享該雲端供應 商的資源。使用者：中小企業和新創業公司。 (2) 私有雲（Private cloud） 由某個企業獨立建構並使用的雲端運算環境，使 用者為企業或組織的內部人員，共用該雲端運算環境所 提供的所有資源，公司或組織外的人無法使用此雲端運 算提供的服務。一般來說，對安全性、可靠性及 IT 可 監控性要求高的公司或組織，如金融機構、政府機關、 大型企業等是私有雲的潛在使用者，因為他們已經擁有 了規模龐大的 IT 基礎建設，只需進行少量的投資將現 有的系統升級，就可以享有雲端運算帶來的靈活度與高 效能，同時避免使用公有雲帶來的負面影響。使用者： 金融機構、政府機關等。 (3) 混合雲（Hybrid cloud） 指公有雲與私有雲的混合。政府機關、大型企業 等也可以選擇混合雲，將一些安全性和可靠性需求較低 的應用，如人力資源管理，部署在公有雲上，減輕自身 IT 基礎建設的負擔。使用者：金融機構、政府機關等。
2. 軟體即服務 Software as a Service (SaaS)
根據用戶的需求，軟體供應商將軟體或應用透過租 賃形式提供用戶。有三特徵： (1) 用戶不須在本機安裝該軟體的副本，也不用維護相 應的硬體資源，軟體的部署及運行在供應端或第三方 (2) 軟體以服務方式透過網路交付用戶，用戶只要打開 瀏覽器或某種用戶端工具就可以使用服務。 (3) 雖軟體即服務可以同時面對多個用戶，但每個用戶 都感覺是獨自享有該服務用戶不需再擔心軟體的安裝 跟升級，也不必一次買下軟體授權，而是根據租用服 務實際狀況付費，也就是「依使用量付費」。 圖四、APP 應用 3. 應用層：各類應用程式
(1) 平台層 Platform as a Service (PaaS)
提供豐富的「雲中介軟體」資源，包括應用容器、 資料庫和訊息處理等。這型服務所面對的不是普通用 戶，而是軟體開發人員，使他們能利用這些開放資源來 開發客製化的應用。 圖五、平台層架構 (2) 平台層：GOOGLE(Android 系統)、APPLE(ios 6) (3) 基礎設備層 Infrastructure as a Service (IaaS) 用戶無需購買、維護軟硬體，就可以直接在基礎架構－即服 務層上－建構自己的平台和應用。基礎架構提供用戶虛擬化 的運算資源、儲存資源和網路資源。這些資源能根據用戶的 需求進行動態分配。「基礎設施即服務」層所提供的服務較
理工學院優秀專題競賽論文 偏低層，但使用也更為靈活。基礎設備層：中華、亞太、遠 傳、台灣大、泛亞。 圖六：基礎層架構
3.2 節能系統介紹
圖七、節能子系統 管理平台(中央系統)下有 KM50 電量監測器、Intel 家 庭能源監測系統與太陽能收集器，其分別工作為： 1. KM50 電量監測器計算剩餘電力、即可使用再生電力， Intel 家庭能源監測系統感應家中是否有電力過多家電，並 尋運是否繼續運轉。 2. 太陽能收集器透過面板傳送至電錶，交流電直流電互相 轉換成家中所使用之 110V 的交流電，另外，若太陽能供電 不夠還是有台電的供電。 3. 再生電力與太陽能供電加上台電供電傳至家中電器，透 過家庭能源監控系統告知家中電力使用情況，也可讓住戶可 遠端了解與控制。3.3 環境系統介紹
圖八、環境子系統 環境感知方面透過偵測器與感應器，傳送至中央系統做 判別下改善指令，溫度、CO2、CO、濕度以空調系統來做調 整，天然氣方面若外洩則直接自己關閉天然氣開關。3.4 安全防災系統介紹
1. 火災判別 圖九、火災子系統 監視器與感應器感應到火源，驅動電腦判別（中央系統 平台），電腦立即通知住戶、保全與判別火源種類，再傳達 至各個控制器，譬如灑水或斷電，保全方面可立即通知警、 消單位與就近救護醫院，灑水器方面分為個別灑水與整個區 域的灑水，以免只是小火產生過度反應。 因為我們設計為一般公寓大樓或一般透天住戶，所以一 般較可能出現在住屋的火災因素分為 A 類與 C 類（見下表 一）。 表一、火災分類(1)理工學院優秀專題競賽論文 表二、火災分類(2) 2. 防盜判別 圖十、防盜子系統 感應有人入侵與監視器拍到有人鬼鬼祟祟的在屋外徘 徊，透過中央系統直接送至保全單位看是什麼情況，若是人 嘗試在犯罪則通知警察與住戶，或保全自己出動，請鬼鬼祟 祟的人離開，若不是人便依情況處理。關於門禁系統可遠端 控制，分為大門、窗、車庫。 窗本身有智慧型開關的感應，人不在家，窗戶由外力打 開時，會通知保全與住戶(手機簡訊等)。
4. 結論與討論
4.1 結論
本專題研究所提出智慧綠建築之架構如下： 圖十一、系統整合圖 整體的系統以自家的中央監控系統做一個監控平台，平 台下有能源監測、環境感知、火災、門禁防盜、與監視系統， 監視系統也輔助火災門禁等等的監視，讓安全更有進一步的 保障。 當安全問題被感應到或偵測到、拍到，透過中央系統傳 達至雲端運算系統和電話系統，立即聯繫至警察局、消防 局、保全、住戶與救護單位等等，若是系統出了問題則立刻 通知各個子系統維修商能源方面有監測再生電力、無線感應 電力偵測等等。4.2 後續研究
1. 將與資工系合作研發軟體與控制系統 2. 研發新一代感應設備 3. 與現有產品嘗試整合連結致謝
這份專題的製作，過程中有著許許多多的困難，因為有 陳博亮老師的引導以及每位組員們的共同努力之下，終於可 以順利完成，最後感謝專題組員們的共同努力以及相互勵。參考文獻
1. 內政部建築研究所 智慧建築解說與評估手冊 2011 版。 2. 台灣歐姆龍(股)公司 KM50 智慧型電量監控器(產品介紹) 3. Intel 家庭能源監控感應(產品介紹)。4. 雲端策略 = Cloud computing strategy : 雲端運算虛擬化技 術 陳瀅 天下雜誌出版 2010。
