中華大學

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中華大學碩士論文

校園建築物應用智慧化照明之探討－以中華大學為例

Campus application of intelligent lighting－

A case study of Chung Hua University

系所別：營建管理研究所碩士班學號姓名：M 09716020 徐宗煜指導教授：吳福祥博士

共同指導教授：許玉明副教授

中華民國九十九年八月

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摘要

近年來隨著資通訊科技的快速發展與普及，人們於日常生活作息已經與資通訊科技緊密的充分結合，而智慧建築即是因應未來需求及發展趨勢，建築物規劃設計依其規模、型態及用途而有所差異，因此智慧建築已是現今建築設計中不可或缺的設施，

然而我國建築物整體新舊比例約為 3:97 ，為落實智慧建築之理念，內政部建築研究所針對民間辦公大樓、住宅、學校及健康照護機構等之建築物，以發展安全監控、永續節能、健康照護、便利舒適等面向為優先，建構建築物智慧化基礎建設，透過既有建築智慧化之宣導與推廣，以期全面建構智慧化居住空間，並藉以提升整體國家產業競爭力，打造優質智慧生活環境。本研究以中華大學使用最頻繁的圖書館為研究對象，包含五樓閱覽室、影音區、視聽室及六樓藏書區，將智慧建築的概念導入圖書館各空間中，以既有築物改善及節能管理為探討，導入重點以智慧型照明及節能管理系統為主，探討導入前與改善後之差異，是否有明顯的達到節能之效果，藉以鼓勵國內積極發展建築物改善工程，促使經濟發展及提升既有建築物之生活環境品質。

關鍵字：智慧型建築、既有建築物

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ABSTRACT

With the information and communication technology in recent years,rapid development and popularization of people in daily life routines and information communication technology has been close to fully integrate, the smart building that is in response to future demands and trends, building planning and design according to their size, type and usage vary, so smart building is now an integral part of the facility architectural design, however, the proportion of our old and new buildings as a whole is about 3:97.

To implement the concept of a smart house, Architecture and Building Research Institute, Ministry of the Interior for the private office buildings, homes, schools and health care institutions of the buildings,the development of safety monitoring, sustainable energy, health care, convenience and comfortable for the priority, construction of the building of intelligent infrastructure, through the wisdom of the existing building and the promotion of public awareness in order to fully construct intelligent living space and to improve the overall competitiveness of national industry ,create high-quality living environment wisdom.

In this study, the most frequently used Chinese universities to study the object library, contains the fifth floor reading room, audio-visual area, auditorium and sixth collection district ,the concept of the wisdom of building the space into library, buildings with both improvement and management of energy-saving, import key to intelligent lighting and energy management system based, study into the differences between pre-and post-improvement,whether there is significant energy savings of the effect to encourage the positive development of the domestic building works, promote economic development and enhancing the environmental quality of life of existing buildings.

Keywords: Intelligent Building, Existing Building

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誌謝

當一個研究生的論文寫到最後一章的時候，內心應該是充滿著喜悅的，可是我的內心卻是喜憂參半，喜的是辛苦一年寫的論文終於完成了，憂的是也代表著即將離開這個生活七年的地方，在讀碩士的這段時間讓我學到了很多東西，不僅是學到更專業的知識以及學到要如何跟教授之間的相處，更讓我了解到對一件事負責任的態度。

在中華大學七年的求學期間，要感謝的人實在太多太多了，有這些人的鼓勵與指導，才可以讓我的碩士論文順利的完成，首先要先感謝我的指道教授吳福祥博士，在職任總務長的這段期間還百忙抽空指導論文與啟發，感謝指導教授許玉明副教授在旁協助與指導，在這兩位教授的認真指導下才可以順利完成碩士論文，也感謝資通系的田慶誠教授的在旁指導，在此致上十二萬分的謝意。同時感謝口試委員吳卓夫老師、

廖國育老師、吳福祥老師、許玉明老師指正與建議，使我的碩士論文更加的完整。在求學期間感謝所上楊智斌老師、余文德老師、王明德老師、鄭紹材老師、蕭炎泉老師、

楊錫麒老師等，給予學業上的教導與建議。

感謝誌銘學長、偉志學長、紹偉學長等學長姐得在旁叮嚀。感謝同儕好友珈竹、

長鴻、安詳、筱軍、柏宏、哲瑜、柏丞同儕間的互相支持與鼓勵，感謝你們時時刻刻都在我的身邊，讓我的研究生活多采多姿。感謝晏瑞、郁詞、華勳、相甫、靜瑤、祺焜在課業上互相勉勵。感謝學弟們阿丟、小白、阿 may、阿騰、小凱、阿力、雅芳、

阿芳等、感謝你們這些日子的陪伴。感謝系辦公室助理葉珮娟小姐、阿德學長在研究所期間給予諸多的幫助，也在此致上謝意。

特別感謝遠在家鄉高雄的兄弟們，是你們給我動力，也謝謝你們常常聽我訴苦，

感謝以前大學部的兄弟家松霈、家豪、輝雄、勝強、婉瑩、薇安、坤霖、等，謝謝你們陪我度過大學四年，感謝育函讓我知道如何去愛一個人，感謝素禎讓我學會如何去珍惜一個人。最後我要感謝我的家人，親愛的爸爸、媽媽、妹妹、奶奶你們是我背後

的一道牆，有你們在我背後讓我甚麼問題都不怕，還有那些我愛以及愛我的人。

徐宗煜謹致予中華大學營建管理研究所 2010/08

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表目錄

表 2. 1 各國智慧建築之定義 ... 6

表 2. 2 健康照護與補助評選指標之關係 ... 17

表 2. 3 安全監控與補助評選指標之關係 ... 18

表 2. 4 便利舒適與補助評選指標之關係 ... 18

表 2. 5 永續節能與補助評選指標之關係 ... 19

表 2. 6 圖書館各空間照度標準建議表 ... 21

表 2. 7 日本 JIS 圖書館各空間照度標準建議表 ... 21

表 2. 8 圖書館各空均齊度標準建議表 ... 22

表 2. 9 週遭環境分類之維護率 ... 23

表 2. 10 同光源顏色的比較 ... 23

表 2. 11 不同光源演色性的比較 ... 24

表 2. 12 T5 燈管優點圖表 ... 26

表 2. 13 T8 燈管與 T5 省電燈管比較 ... 27

表 2. 14 智慧照明改善項目 ... 31

表 2. 15 中央監控主機、狀態顯示器與遠端監控網頁改善項目 ... 32

表 2. 16 中華大學智慧型照明節能管理系統預期成效 ... 32

表 2. 17 中華大學中央監控主機、狀態顯示器與遠端監控網頁預期成 ... 33

表 3. 1 圖書館閱覽室智慧照明改善前的使用狀況 ... 36

表 3. 2 視聽區智慧照明改善前的使用狀況 ... 37

表 3. 3 影音室智慧照明改善前的使用狀況 ... 38

表 3. 4 6F 圖書館藏書區改善前使用狀況 ... 39

表 4. 1 圖書館 5F 閱覽室改善前與改善後之比較 ... 49

表 4. 2 圖書館 5F 視聽區改善前與改善後之比較 ... 50

表 4. 3 圖書館 5F 影音室改善前與改善後之比較 ... 51

表 4. 4 圖書館 6F 藏書區改善前與改善後之比較 ... 52

表 4. 5 圖書館(5/6F)燈具統計表及費用 ... 53

表 4. 6 圖書館每年使用時數 ... 54

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表 4. 7 T8 耗電量 ... 55

表 4. 8 T5 耗電量 ... 55

表 4. 10 節省電費 ... 56

表 4. 11 圖書館 (T8 替換 T5)耗材費分析表 ... 57

表 4. 12 每年所增加的耗材費 ... 58

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圖目錄

圖 1. 1 研究流程 ... 3

圖 2. 1 智慧化居住空間概念圖 ... 8

圖 2. 2 智慧化建築發展願景 ... 9

圖 2. 3 「智慧建築標章」之評估層面與評估指標 ... 14

圖 2. 4 建築智慧化改善項目說明 ... 16

圖 2. 5 時程控制設定清單 ... 30

圖 2. 6 電力需量控制 ... 30

圖 3. 1 5F 圖書館閱覽室入口全景圖 ... 34

圖 3. 2 八人座位區 ... 35

圖 3. 3 六人座位區 ... 35

圖 3. 4 圖書館閱覽室配置圖 ... 36

圖 3. 5 5F 圖書館視聽區 ... 37

圖 3. 6 6F 圖書館櫃檯 ... 38

圖 3. 7 6F 圖書館櫃藏書區 ... 39

圖 4. 1 智慧化照明及節能管理系統方塊圖 ... 40

圖 4. 2 5F 圖書館閱覽區平面圖 ... 41

圖 4. 3 圖書館 5F 閱覽室 RFID 智慧照明節能系統配置圖 ... 42

圖 4. 4 RFID 於六座位區書桌上之配置範例 ... 43

圖 4. 5 六座位區上的 antenna ... 43

圖 4. 6 RFID 於八座位區書桌上之配置範例 ... 43

圖 4. 7 八座位區上的 antenna ... 44

圖 4. 8 圖書館閱覽室 RFID 燈光節能系統方塊圖 ... 44

圖 4. 9 圖書館閱覽室天花板人體體溫紅外線 sensor ... 45

圖 4. 10 圖書館 6F 藏書區 RFID 燈光節能系統方塊圖 ... 46

圖 4. 11 藏書區天花板 PIR sensor ... 46

圖 4. 12 圖書館 6F 中文書庫區環境偵測控制單元配置圖 ... 47

圖 4. 13 6F 中文書庫區遠端中央控制燈具之開關與模式 ... 48

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圖 4. 14 5F 閱覽室 RFID 座位狀態表 ... 48

圖 5. 1 智慧化改善示牌 ... 60

圖 5. 2 桌面 RFID Reader 單元 ... 60

圖 5. 3 桌面控制單元+2.4GHz RF module ... 60

圖 5. 4 天花板照明系統之環境偵測單元 ... 61

圖 5. 5 學生證感應前後桌燈自動開啟的對照 ... 61

圖 5. 6 RFID 節能資訊網頁顯示之圖書館閱覽室 RFID 座位資訊 ... 62

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第一章緒論

1.1 研究背景與動機

近年來隨著資通訊科技（Information and Communication Technology , ICT）的快速發展與普及，人們於日常生活作息已經與資通訊科技緊密的充分結合，而智慧建築即是因應未來需求及發展趨勢，其所涵蓋的範圍領域也較於傳統建築物更為廣泛，包括建築、電子、機械、自動化控制、通訊及管理等跨領域整合，同時建築物規劃設計依其規模、型態及用途而有所差異，因此智慧建築已是現今建築設計中不可或缺的設施，然而我國建築物整體新舊比例約為 3:97 ，依據前述既有建築物即是推廣重要對象，為了有效推廣智慧建築理念，本研究將以既有建築物改善及節能管理為探討，藉以鼓勵國內積極發展建築物改善工程，促使經濟發展及提升既有建築物之生活環境品質[1]。

依據行政院 2006 產業科技策略會議決議，為協助國內智慧化居住空間產業提升，以下建築物已取得民間既有建築物智慧化申請執照，例如：私立學校、私立老人福利機構、私有辦公類、商場或百貨公司等建築物，鼓勵私有建築積極參與，本研究就以私立學校中華大學為例，落實建築智慧化改善之探討。

1.2 研究目的

本研究利用中華大學使用最頻繁之圖書館圖書館作為智慧化照明系統之探討，

提出智慧型照明系統改善計畫，賦予原有照明系統具有更新之節能智慧，營造健康舒適閱讀空間，延伸本校圖書館使用功能與生命。以下為四點為具體的研界目的：

一、內政部建築研究所提出「獎勵民間建築物智慧化改善作業」，希望在國內既有建築物上導入節能減碳的觀念與智慧化等相關技術。

二、利用文獻回顧來分析中華大學圖書館照明設計是否有符合標準。

三、探討智慧型照明系統改善計畫如何應用於中華大學的圖書館中，導入了慧化照明是否有明顯的改善以及達到省錢、節能的效果。

四、落實改善既有建築物智慧化計及改善示範工作，藉以達到廣宣智慧建築理念以及提供既有建築物智慧化設計。

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1.3 研究範圍與限制

本研究研究範圍與限制如下所述：

一、研究範圍：

由於既有建築物範圍太廣泛，所以設定為中華大學校區裡面，以中華大學使用最頻繁之圖書館作為智慧化改善對象。

二、研究限制：

以照明及中央監控作為研究限制。

1.4 研究方法

本研究採用文獻回顧、之研究方法如下所述：

一、文獻回顧：

透過文獻回顧，探討國內相關改善案例，了解既有建築物智慧化改善要點及工程改善項目並針對既有建築物智慧化設計及改善工程加以分析，作為以後智慧化建築改善工程之參考，了解智慧化照明燈具的使用效率以及使用壽命並探討照明設計之準則。

二、案例驗證：

本研究以中華大學圖書資訊大樓為例，探討智慧化照明系統之應用及中央監控系統的架設，展示智慧化照明的成果並推廣。

三、數據分析：

分析改善前與改善後是否有達到節能及省錢之效果並探討數據實質的意義，探討智慧化的效果是否有符合預期。

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1.5 研究流程

本研究流程如圖1. 1所示：

確立研究範圍及方法確立研究動機及目的

相關文獻回顧

分析改善前的使用狀況

收集改善前的資料

探討智慧化照明的應用

改善完資料收集並分析成效

智慧化照明成果展示

結論與建議第

一章

第二章

第三章

案例的驗證第

四章

第六章第五章

圖1.1 研究流程圖

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第二章文獻回顧

2.1 「智慧化建築」簡介

以下為智慧化建築之定義、各國各國智慧建築相關概述、智慧化居住空間」之定義以及智慧化為來的願景。

2.1.1 「智慧化建築」定義

所謂智慧建築，就是賦予傳統建築「靈敏」的神經系統和「聰明」的頭腦，以提升人們的居住品質，為住戶帶來多元化資訊和安全、舒適、便利的生活環境。智慧建築是資訊科技(IT) 應用的重大成果，亦是都市資訊化的標竿；由於智慧型建築物的管理兼具人性化與智慧化，對於延長建物之壽命，節省能源、人力，並降低建物日後之營運費用，都有莫大的幫助。隨著全球社會資訊化與經濟國際化的深入發展，智慧建築已成為各國綜合經濟實力的具體象徵，也是各大跨國企業集團國際競爭實力的象徵。

我國自 1985 年引進國外各項智慧化技術以來，歷經十幾年來的研究發展，已逐漸發展出我國獨特的智慧建築系統。內政部建築研究所更於 2001 年起即積極推動相關政策，並將智慧型建築物定義為「建築物及其基地設置建築自動化系統 (Building Automation System，BAS)，配合建築空間與建築體元件，從人體工學、物理環境、作業型態及管理型態角度整合，將建築物內之電氣、電信、給排水、空調、

防災、防盜及輸送等設備系統與空間使用之運轉、維護管理予以自動化，使建築物功能與品質提昇，而達到建築之安全、健康、節能、便利與舒適等目的。其基本之構成要素需包括(1)建築自動化系統裝置(2)建築使用空間(3)建築運轉管理制度，並於 2003 年正式啟動「智慧建築標章」機制，以便讓各界更加瞭解真正能達到智慧化居住生活所需之建築載體要求，希望能夠透過這套量化的認證標準，提供國人更聰明的購屋參考選擇[2]。

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2.1.2 各國智慧建築概述

智慧建築(Intelligent Building, IB)是資訊時代的產物，是社會資訊化與經濟國際化條件下應運而生的現代高科技的結晶。隨著電子資訊技術的發展，建築物設備的自動化程度的提高，以及建築物中通訊網路系統的增強，建築物正從分散的、個別的控制，發展為集中自動控制的智慧建築，智慧建築的發展於 1970 年代末期 1980 年初於美國興起，在 1984 年在 Connecticut Hartford 出現第一座被稱為智慧建築的大樓，1985 年日本東京的青山大樓更進一步提高在建築在智慧化方面

的性能，其中針對智慧建築之評估方法亞洲與歐美國家之評估概念略有差異，

以下就各國智慧建築進行概述。

一、日本

日本智慧建築研究會對智慧建築的定義主要包括以下4 個方面的內容：

(1) 作為收發信息及輔助管理的工具。

(2) 確保在裡面工作的人滿意和便利。

(3) 建築管理合理化，以便用低廉的成本提供周到的管理服務。

(4) 針對變化的社會環境、多樣複雜化的辦公以及主動的經營策略作出快速靈活和經濟的響應。

日本較常採用建築查核表作為評估之方法，主要分析影響建築物功能性和行為性的因素，並加入建築物空間佈局、噪音、照明、溫度及空氣品質等影響環境品質之因素，較側重物理參數測量手法[3]。

二、中國

中國「智能建築設計標準」中對智能建築的定義為：“它是以建築為平台，兼備建築設備、辦公自動化及通信網絡系統，集結構、系統、服務、管理及他們之間的優化組合，向人們提供一個高效、舒適、便利、安全的建築環境[3]。

三、歐洲

歐洲採用之建築物整體性能評價法，以建築物整體性能為基礎，對建築物性能及系統整合指標評價，對所要評價之因素採用多重標準，較缺乏統一性與可操作性[3]。

四、美國

美國『智慧建築學會』(AIBI)的對智慧建築的定義，即智慧建築是結合建築、設備、服務和管理經營四要素，以獲得高效率、高功能與舒適的建築物[4]。各國智慧

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建築之定義如表表2. 1所示：

表 2. 1 各國智慧建築之定義國家智慧建築之定義

台灣

建築物及其基地設置建築自動化系統(BAS)，配合建築空間與建築體元件，從人體工學、物理環境、作業型態及管理型態角度整合，將建築物內之電氣、電信、給排水、空調、防災、防盜及輸送等設備系統與空間使用之運轉、維護管理予以自動化，使建築物功能與品質提昇，以達到建築之安全、健康、節能、便利與舒適等目的。其基本之構成要素需包括(1)建築自動化系統裝置(2)建築使用空間(3)建築運轉管理制度。

美國係指將結構、系統、服務、營運管理及其相互聯繫全面綜合，並達到最佳組合，所獲得的高效率、高功能與高舒適性的大樓。

日本

即是高功能大樓，是方便有效地利用現代資訊與通信設備，採用樓宇自動化技術，使其具有高度綜合管理功能。並以追求經濟性、機能性、可靠性與安全性為目的之的建築物。

新加坡

必具備三個條件：第一具有保安、消防與環境控制等先進的自動化控制系統，以及自動調節大廈內的溫度、濕度、燈光、等參數的各種設施，以創造舒適安全的環境；第二是具有良好的通信網絡設施，使數據能在大廈內進行流通；第三是能提供足夠的對外通信設施與能力。

中國

係指利用系統集成方法，將智慧型計算機技術、通信技術、信息技術與建築藝術有機結合，通過對設備的自動監控、對信息資源的管理和對使用者的信息服務及其與建築的優化組合，所獲得的投資合理、適合信息社會需要並且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點的建築物。

歐洲

係指創造一種可以使用戶發揮最高效率的環境的建築，同時可以最低保養成本、最有效地管理本身資源。智慧型建築應提供快速反應、高效率和支持力的環境，使用戶能達到實現其業務的目的。

資料來源：參考文獻[5]

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2.1.3 「智慧化居住空間」定義

行政院於 2006 年產業科技策略會議議題中，導入科技化生活之概念，強化智慧化居住空間定義為「建築物導入永續環保概念與智慧化等相關產業技術，建構主動感知及滿足使用者需求之建築空間，以創造及享有安全、健康、舒適、節能與永續的工作及生活環境」，其範疇包括:

一、智慧家庭

1.未來生活環境情境模擬；2.室內舒適環境、控制；3.安全環境營造；4.資訊取得與傳遞；5.家務代勞功能；6.家戶智慧控制平台；7.資訊家電發展。

二、智慧建築

1.資訊通信系統；2.安全防災系統；.3健康舒適系統；4.設備節能系統；5.綜合佈線系統；6.系統整合；7.設施管理。

三、智慧社區

1.安全門禁；.2住戶及訪客辨識系統；3.掛號信函收取系統；4.垃圾自動分類收集系統；5.社區公共空間監視系統。

四、智慧都市

1.都市資訊網路基盤建設；2.都市機能管理中心建置；3.智慧型交通系統導入；

4.智慧型防犯罪系統導入；5.電子化政府行政電子化；6.都市智慧控制平台建置[6]。

溫琇玲教授認為「智慧建築」領域包羅萬象，從 e-Taiwan 到 M-Taiwan 到 UNS 的政策發展走向在在影響到其網絡環境架設，而今政府又擬定『智慧建築』短期目標以安全監控、能源管理、健康照護為優先，以優質的網絡環境去建構智慧建築內的基礎建設，帶動資通訊設備及系統產業的發展。『智慧建築』的中長期目標發展，

是帶動內需市場、發展外銷能量，並加值附加服務產業之上，讓居住生活品質達到極高滿意度與便利性[7]。智慧化居住空間概念圖如圖 2. 1 所示：

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8

圖2. 1 智慧化居住空間概念圖資料來源：參考文獻[7]

2.1.4 智慧化建築發展願景

智慧化建築的推動，希望可以落實「安全安心」、「舒適便利」、「健康照護」以及「節能永續」等意念於所居住的生活空間。

一、在「安全安心」方面：

1. 可以確認兒童是否安全的上下學之守護服務

2. 瓦斯漏氣、火災發生時自動緊急通知住戶或是消防單位的服務 3. 避免威脅到日常生活之犯罪或災害發生的服務

4. 可以在災害發生後，將被害程度縮小或最低限度的服務二、在「舒適便利」方面：

1. 配合氣溫、溼度、日照量而開關窗戶，控制空調實現優良居家環境的服務 2. 實現不受時間均可自由學習、工作、娛樂等無所不在環境之服務

三、在「健康照護」方面：

1. 在家裏測量血壓等生理數據後，自動傳送到醫院進行檢測，並由主治醫 2. 師給予諮詢知遠距健康諮詢服務

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3. 提供需照護者臥床護理或是餐飲洗澡等物理性協助之服務四、在「節能永續」方面：

1. 藉由省能源設備之使用以節約能源消費量之措施 2. 採取太陽能發電等綠色能源之措施

3. 藉由垃圾分類以促成垃圾減量以及資源回收或是再利用之措施[8]

溫琇玲教授認為政府應該去做剛剛講的基礎設施之類的東西，而勾勒出的「下世代生活願景」，就是從「智慧建築」邁向健康、舒適、便利的好生活。

根據多年的觀察與研究，『智慧建築』與『智慧化居住空間』的建立是為了讓在這個寶島上居住的人們，享有安全、健康、便利及舒適的生活品質。倘若再能導入科技生活化的概念，將建築物導入永續經營觀念與資通訊等相關產業技術，滿足使用者需求的建築空間，就能創造出安全、健康、便利、舒適、節能與永續的居住生活環境。透過網路作為許多的傳輸工具，但我們現在的頻寬是否足夠應付相關無線傳輸空間[7]。溫琇玲教授對智慧化建築發展願景如圖 2. 2 所示：

圖 2. 2 智慧化建築發展願景資料來源：參考文獻[8]

2.2 我國智慧化建築標章簡介

為發揮智慧建築應有之機能與效益，頇導入各種自動化系統與設備來達到建築物智慧化的目標，然而建築物智慧化的過程中，其構成系統依使用用途類別與經營管理模式不同，其內部相關系統之規劃與智慧化程度亦會隨之調整而有所差異。因

安全安心節能

永續

舒適便利

健康照護

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此依據「建築物智慧化設計規範暨解說研訂」[9]中將建築物智慧化系統之構成區分為資訊通信、防災保安、環境控制、電源設備、建築設備監控、系統整合、綜合佈線及設施管理等八項，作為國內建築物智慧化之在規劃設計階段之參考規範。在 2002 年「『智慧建築標章』作業要點暨評估系統之建立」中依據建築自動化系統裝置、建築使用空間及建築運轉管理制度三大構成要件因素訂資訊通信、安全防災、

健康舒適、設備節能、綜合佈線、系統整合及設施管理等七大項指標作為「智慧建築標章」之評估內容[10]。並以此為依據在 2003 年制訂「『智慧建築標章』解說與評估手冊」，同時正式接受各界「智慧建築標章」之申請。因此本研究以「『智慧建築標章』解說與評估手冊」[3]中七大指標，做為智慧建築構成系統之依據。

2.2.1 設立與發展

內政部建築研究所為推廣智慧化居住空間概念，推動國內智慧建築之發展，累積近十年的相關研究成果，於 2002 年度進行「智慧建築標章」評估系統之架構研究，以作為推動「智慧建築標章」之評估審查依據，針對其中部分已可量化之指標作基準性之研究，而 2003 年上半年度依循 2002 年度已完成之「智慧建築標章」

作業要點暨評估系統，落實各指標之量化評估準則與指標操作之解說，以作為執行

「智慧建築標章」申請之評估手冊，並於 2004 年起，正式受理智慧建築標章之申請，並希望透過此一認證制度，彰顯建築物之差異化價值，進而加速國內智慧建築之發展，提高我國之建築物品質。

智慧建築標章之審查，係經由專家學者組成的「智慧建築標章審查委員會」依據「智慧建築標章解說與評估手冊」中所訂之評估指標來進行檢視，其包含「資訊通信」、「安全防災」、「健康舒適」、「設備節能」、「綜合佈線」、「系統整合」及「設施管理」等七大項指標，為考慮標章推動初期，著重於鼓勵業界投入智慧建築之建設，乃以四項指標作為最低申請指標之限制，但為符合建築物智慧化之精神，乃訂定具有智慧建築神經命脈之稱的「系統整合」指標與具大腦作用之設備維護管理與營運作用之「設施管理」指標作為必要申請之門檻指標[11]。

台灣智慧型建築之研究發展，大致可歸納為以下十個階段：

一、第一階段 (1992 年)：

．智慧建築分級評估系統之研究

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11

二、第二階段 (1993 年) ：

．進行『台灣地區智慧型辦公大樓自動化設備使用狀況評估與法令研修建議』

之研究

．制定『智慧型建築指標與基準』

．舉辦『第一屆優良智慧型建築評選』

三、第三階段 (1994 年) ：

．進行『台匇都會區智慧化住宅之發展現況』之研究

．舉辦『第二屆優良智慧型建築評選』

四、第四階段 (1995 年) ：

．進行『既有辦公環境使用現況及智慧化改善策略』之研究五、第五階段 (1996 年) ：

．進行『智慧型公寓大廈自動化系統設計準則』之研究

．舉辦『第三屆優良智慧型建築評選』

六、第六階段 (2000 年) ：

．進行『建築物智慧化設計規範及解說之研訂』之研究

．舉辦『第四屆優良智慧型建築評選』

七、第七階段 (2002 年) ：

．進行『「智慧建築標章」之設置與推廣』

．完成『「智慧建築標章」作業要點暨評估系統之建立』研究八、第八階段 (2003 年) ：

．進行『「智慧建築標章」評估指標之研訂』

．制定『「智慧建築標章」解說與評估手冊』

．設定『「智慧建築標章」審查委員會』

．擬定『「智慧建築標章」諮詢服務辦法』

九、第九階段 (2004~2007 年) ：

．正式接受各界「智慧建築標章」之申請

．擬定『數位化水、電及瓦斯自動讀表系統在建築能源監測之應用與推動辦法』

．完成『智慧建築物營運計畫與設施管理技術之研訂』

．進行『智慧建築標章暨候選智慧建築證書評定審查與諮詢服務計畫』

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12

．進行『智慧化居住空間產業創新整合與系統建構計畫』

．進行『智慧化居住空間整合應用展示計畫』

．進行『推動智慧化居住空間水、電、數位讀表系統示範案例建置作業』

十、第十階段 (2008 年迄今) ：

．延續進行『智慧化居住空間整合應用展示計畫』建置「智慧化居住空間展示中心」

．持續進行『智慧建築標章暨候選智慧建築證書評定審查與諮詢服務計畫』

．進行『既有建築物智慧化設計及改善示範工作』

．進行『智慧化居住空間水、電、瓦斯數位讀表系統節能效益評估暨數位頭驗證標準及機制之探討』

．進行『智慧化居住空間應用評估與共通帄台規劃計畫』研訂新版「智慧建築解說與評估手冊」與「智慧建築設計技術手冊」[11]

2.2.2 智慧建築標章評估標準

一、通信指標

智慧建築之資訊通信系統應能提高建築物及其使用者的競爭力，而資訊及通信指標便成為評量建築物智慧化相當重要的一項指標，相關資訊及通信系統機能的規劃、

設計、建置與維運，必須確保系統的可靠性、安全性，使用的方便性及未來的擴充性，

並充分應用先進的技術來實現。

二、安全防災指標

安全防災系統在智慧建築主要架構中通常被視為建築物自動化（ BA ）的一個非常重要的獨立子系統，整個系統的運作除可藉由建物中智慧化的綜合管理系統來做整合連動的操作控制外，更可於必要時可脫離其他系統或網路之情況下獨立運作。

三、健康舒適指標

建築物除了要能滿足基本的使用機能外，提供在室內的使用者一個健康舒適的生活場所，亦為重要的建築目標之一，智慧建築應用高科技技術與設備，提供不同於一般建築物之空間服務功能時，若其能更臻於美質適意 (AMENITY) 之環境，將可幫助室內空間使用者主觀感受提昇健康舒適程度，有助於滿足室內空間活動之效益。

四、設備節能指標：

(24)

13

隨著都市資訊化、經濟國際化之需求，及大樓規模高層化、大型化使建築設備規模也逐漸趨向於巨大化與複雜化，因此如何使建築物內之設備保持在最適與最佳化之運轉控制，乃是實現建築物省人力、省能源與省資源之重要關鍵。整合建築、通信、

辦公與設備自動化的智慧建築，透過各種控制裝置使大樓整體設備系統獲得合理化的運轉控制而實現省人、省能之目的。

五、綜合佈線指標：

建築物綜合佈線系統是實現智慧建築基本要項，綜合佈線系統對於智慧建築而言，如同體內神經系統。綜合佈線是建築物或建築群內訊息網路的基礎傳輸通道，利用綜合佈線網絡將建物內或建物群間之火警、保全、空調、能源管理及其他弱電等子系統整合於統一的佈線系統，以節省建置費用、管道以及配線的空間，及落實後續的維護。

六、系統整合指標：

系統整合之目的是在解決系統之間的互聯性與互操作性問題，其牽涉之層面包括建築物內的各類設備、子系統間的整合，以及通訊協定、系統平台、應用軟體及建築環境、施工配合、組織管理和人員配備等各方面的整合問題。

七、設施管理指標：

智慧建築的設施管理能力，是決定建築智慧化能否維持可持續性經營；能否產生經濟效益；能否達成使用的滿意水準等的重要關鍵。智慧建築設施管理指標的目的，

是透過有組織、有計劃、有制度及有效能的查核機制，以評定建築物智慧化功能正常運作的可靠性、異常及故障排除的及時性、服務品質的穏定性、及資訊彙整的正確性；

以發揮建築智慧化的效能水準及的持續性發展[12]。

2.2.3 智慧建築分級評估系統之建構

我國智慧建築標章制度自 2003 年實施以來，以七大評估指標系統作為評選標準，屬於合格門檻制度，並且因為尚在設立初期多屬鼓勵性質，各指標之合格基準屬於低門檻之水準，各指標之合格門檻難易有別，所以合格指標數並不能真正表現合格作品之高下。究其主因是因為各指標系統之間並無綜合的客觀評估機制，使得建築物與建築物之間沒有辦法呈現優劣的比較評價。所以分級評估的目的，是在於能提供合格智慧建築優劣品質認定的客觀評估工具。在評估指標與各評估指標項目

(25)

14

之權重值計算出來之後，即可建構分級評估系統，藉由可靠明確又公平客觀的分級標準，以提供智慧建築的建築物與建築物之間可以適當呈現優劣的比較評價。

有鑑於過去的智慧建築評估方法無法指出「全部指標合格」與僅「跨越合格門檻」二者之區別，亦無法指出某項指標是否僅達合格標準。因此尚有必要再進一步研擬「智慧建築分級標準」，以便於指出合格者係屬於「智慧平庸」或者「智慧出眾」

之程度區別。依據內政部建築研究所制定之智慧建築解說與評估手冊，現行臺灣智慧建築評估方法所涵蓋之內容涉及 7 大項指標，申請書圖向該所申請審查，當通過該 7 項指標之其中 4 項時，即可取得「候選智慧建築證書」或「智慧建築標章」之非強制性規定，而其中「系統整合」及「設施管理」是必須通過之指標[13]。智慧建築標章之評估層面與評估指標如圖 2. 3 所示：

門檻指標均須通過選項指標通過兩項或以上

圖 2. 3「智慧建築標章」之評估層面與評估指標資料來源：參考文獻[11]

評估層面

評估指標

建築環境

使用管理

智慧化系統

系統整合

設施管理

資訊通信

安全防災

健康舒適

設備節能

綜合佈線建築

成本

(26)

15

2.3 內政部獎勵民間既有建築物智慧化改善規劃

以下為既有建築物智慧化改善要點及改善項目

2.3.1 既有建築物智慧化改善要點

一、為辦理行政院於中華民國九十五年十一月十日院臺科字第○九五○○九二九五二、二號函核定「2006 年產業科技策略會議」重要結論與建議，推動「智慧化居住

空間示範應用案例與示範社區建置計畫」，特訂定本要點。

三、本要點適用對象為已領得使用執照之下列建築物：

1. 已立案之各級私立學校。

2. 已立案之私立老人福利機構、兒童福利機構。

3. 依法成立管理委員會並向主管機關報備，適用公寓大廈管理條例之建築物。

4. 私有辦公類建築物、商場、百貨公司。

四、每申請案依據申請人所提改善計畫工程經費核給獎勵金額，最高不得超過該建築物智慧化改善工程經費之百分之四十五且不超過新臺幣三百萬元為限，最低申請獎勵金額不得低於新臺幣三十萬元。前項工程經費得包含設計監造、硬體建設及展示設施架設費用，不包括後續維護費用。

五、申請獎勵案件應於中華民國九十七年六月十五日以前備妥申請書及改善計畫圖說向內政部建築研究所委託單位提出申請，經審核同意獎勵者，應依核定內容及期限完成竣工驗收。

六、申請獎勵案件，依下列改善項目給予獎勵：

1. 安全監控。

2. 健康照護。

3. 便利舒適。

4. 節能管理。

七、為辦理申請案件之審查，內政部建築研究所委託單位得邀請相關學者、專家及機關代表，就下列事項進行審查：

1. 申請改善項目及獎勵經費。

2. 改善方法及內容。

3. 執行期程及預期成效。

(27)

16

4. 其他相關配合事項。

八、申請獎勵案件依核定內容及期限完成竣工驗收後，應檢附完工報告及請款文件向內政部建築研究所委託單位提出申請撥款；完工報告及請款文件著作財產權歸屬於內政部建築研究所。

九、經審核同意獎勵者，有下列情形之一者，須放棄經費獎勵，並放棄追訴權：

1 未依核定內容及期限完工並報驗者。

2. 經查為重複申請補助(同一工程向不同單位申請者亦包含在內)或違反其他國內法令規定者。

3. 經驗收不合格，且未依指定改善日期辦理完成者。

2.3.2 既有建築物智慧化改善項目

下圖為內政部所提出的計有建築物智慧化改善的申請項目，符合智慧建築標章功能性評估指標群之安全監控、健康照護、便利舒適、節能永續等內容之一。建築智慧化改善項目說明如圖 2. 4 所示：

圖 2. 4 建築智慧化改善項目說明資料來源：參考文獻[14]

(28)

17

一、健康照護

導入生理監測與健康資訊管理等的智慧功能，這對於行動不便者或者高齡者尤其重要，透過各種智慧化的方式來獲取所需的服務，提供更為可靠與有效率的健康照護品質，並提昇人類生活品質、降低醫療支出。主要的改善項目如下列：

生理監測系統、遠距健康照護系統、健康資訊系統、個人健康管理系統、異常警示系統、其他。透過建置之遠端建康照護系統，醫師可隨時藉由本系統了解高齡者之生理狀況，若有需要將進一步通知高齡者到院詳細診治，將有效率的健康照護品質並降低醫療支出，來達到改善的效益。健康照護與補助評選指標之關係如表 2. 2 所示：

表 2. 2 健康照護與補助評選指標之關係

指標項目考量面相

空間設備人機介面服務

健康照護老人寢室遠距健康照護系統、

生理量測系統手機 PDA 特約醫院醫

療團隊

二、安全監控

計畫在既有建築智慧化改善過程中，於公共空間導入感知辨識與監視定位技術等智慧功能，以進行安全監控維護，主要的改善項目如下列：防盜系統、防火系統、

地震應變系統、防水系統、防破壞系統、防毒氣系統、緊急求救系統、其他。

利用火警裝置可自動探測火災發生前兆而快速加以撲滅，以減少火災發生機率，確認火災發生可連動語音廣播系統說明發生樓層與位置，啟動避難緊示燈，引導避難以避免傷亡。利用門禁管理設備，根據使用者層級限制活動區域並能與防盜系統連動，於盜賊入侵時關閉入侵區域門禁，可確保建築內部安全。安全監控與補助評選指標之關係如表 2. 3 所示：

(29)

18

表 2. 3 安全監控與補助評選指標之關係

指標項目

考量面相

安全監控辦公室防火系統緊急避難影像顯示區域消防分

隊

入口大廳門禁管理設備影像對講保全公司

三、便利舒適

計畫在既有建築整修過程中，導入環境感知與資通訊科技，讓居住使用者更能與周圍環境產生互動，提供全方位的資訊交換功能，優化生活方式和居住環境，有效地安排時間。使用者可在上述環境中，透過各種智慧化的方式來獲取所需服務，

或由環境依據使用者的需求主動提供服務。主要的改善項目如下列：視環境、音環境、冷熱空調環境、空氣環境、綜合管理、資訊管理、設備運轉維護管理、其他。

依據作業面照度與眩光現象，配合裝置日射量偵測裝置與窗際自動點滅裝置等，可提供室內環境明視之環境，使室內各區域之輝度分佈均勻，幫助室內工作者提昇工作舒適度，減少環境障礙造成之主觀心理不舒適。便利舒適與補助評選指標之關係如表 2. 4 所示：

表 2. 4 便利舒適與補助評選指標之關係

便利舒適辦公室日射量偵測裝置、窗際

自動點滅裝置

日射量影像顯示及調整裝置

辦公室管理者

四、永續節能

計畫在既有建築整修過程中，導入建築智慧化設計與設備系統管理，藉此降低內部設備負荷，並達永續節能之效益，進而提升建物的智慧化功能，減低對環境的衝擊。主要的改善項目如下列：空調系統、照明系統、動力系統、節能管理、效能提升、其他。

(30)

19

如果採用空調主機性能與能源效率符合經濟部能原委員會標準之主機將減少約 20-30%用電，再配合設置自動監控系統與能源管理系統，將可達到永續節能之效益。如果照明系統:採用高效率燈具較一般普通燈具約可節省 25-30%照明用電，另採用照明自動控制約可節省約 10%-25%用電，以達成永續節能之效益[14]。永續節能與補助評選指標之關係如表 2. 5 所示：

表 2. 5 永續節能與補助評選指標之關係

永續節能

辦公室空調系統、自動監測系統、能源管理系統

中央監控事影像控制顯

示控管理室

辦公室高效率燈具、照明自動控制

中央監控事影像控制顯

示控管理室

2.4 校園圖書館照明

圖書館所提供之機能除了作為資料查詢之用外，亦也提供了使用者閱讀及資訊交流討論之場所，台灣地區近年來由於升學壓力及資訊快速流通之影響，學生利用圖書館的次數及使用時數都有明顯的增加，相對的照明的時間有增加，照明環境的優劣會直接影響到使用者的舒適度。

圖書館的營運實務上，照明與服務品質密切相關，常見的照明問題略舉如下：

一、合理的亮度：

依CNS的照度標準，圖書館為500~750Lux，部份圖書館的天花板照明是均布式的規劃，桌面照度已合於標準，若閱覽桌面再加配桌燈，則過亮不僅耗電，亦會對眼睛造成傷害。

二、燈具分布與迴路開關設計：

照明的迴路分區與開關設計應與空間屬性配合，以書架區的的照明為例，迴路應與書號排列走向及讀者尋書動線相關，讀者若要找某一排的書，則應按最少的開關、亮最少盞的燈。

三、燈具熱源：

(31)

20

燈具種類繁多，部份燈具會產生熱源，會造成人員不適、空調耗電，也會危及文物資料的典藏狀態[15]。

2.4.1 圖書館照明設計準則

圖書館閱覽室與書庫之空間主要提供閱讀及學習之環境，且多為長時間使用，

因此在人工照明環境上應要注意照度上的充足，此外也應多考慮長時間閱讀下所產生之視覺疲勞，因此要選擇適當的光源。

1. 人工照明以採用日光燈為主要燈源，設計上應注意光線品質及節約能源；全面採用低諧波電流電子式安定器，功率可達98%以上，燈管不會閃爍，比使用傳統鐵心式安定器省電30%以上，本身溫度低，不會增加空調負載，可延長燈管壽命。注意天花板裝設後淨空間之高度不得小於3m。

2. 各區域之燈光使用應可分區控制，燈管排列應考量避免書架移動後影響燈光之照明度。

3. 所有燈具應易於維護修理，且須考量材料之替換性、穩定性及省能效果。

4. 應注意高效率燈具的選擇與配置，以避免電腦螢幕之反射炫光；同時考慮藉由晝光感知自動調光、時序控制系統及自動感應控制，大幅降低電費支出。

5. 全面照明之水平面照度應在750Lux以上；辦公室、會議室、書庫區、閱覽區等空間之照度值應在200~750Lux範圍內；其他空間之照明系統，其照度值應參照國家標準CNS之照度標準值[15]。

6. 閱覽室之桌面應該最少再安裝一個電線迴路，以方便安裝插座，必要時可以增加檯燈輔助照明。建議每個桌面使用檯燈的輔助照明較佳，設有台燈之桌面所需之照度只需原照度的1/2~1/3。

7. 因書庫主要要求的是垂直面的照度，因此燈具最適當的配置方式應該是配置在書櫃與書櫃間之走道中央上方，或是將燈具直接安裝在書櫃上[16]。

2.4.2 圖書館照明指標

要創造閱覽空間的良好照明環境，必需針對空間照明的各項指標來建立定量要求標準，以下為圖書館照明指標。

一、照度需求基準面：

(32)

21

設計良好的閱覽空間以及照明環境可以增進閱讀動機並集中精神。因此一個良好的照明環境應有足夠的照度，同時人工照明的需求應以桌面平均照度以及桌面均齊度均達到標準才是適當的。圖書館各空間照度標準建議及日本JIS圖書館各空間照度標準建議表分別如表2. 6、表2. 7所示：

表 2. 6 圖書館各空間照度標準建議表

各空間作業面照度值(Lux)

一般閱覽室 500~700

兒童閱覽室 500~700

期刊閱報室 500~700

開架書庫區 200~300

大廳 75~100

表 2. 7 日本 JIS 圖書館各空間照度標準建議表

各空間作業面照度值(Lux)

一般閱覽室 500~750

兒童閱覽室 500~750

期刊閱報室 500~750

開架書庫區 200~300

大廳 75~150

依據表2.6 與表2.7 空間之作業面照度可知，一般閱覽室、兒童閱覽室、期刊閱報室桌面之平均照度以500lux~700lux較為合適；開架書庫區以200lux~300lux較為合適；大廳地面之平均照度75lux~100lux較為合適。綜合文獻所建議之圖書館各類型空間的最低平均照度標準，發現良好的閱覽空間之照明環境，其桌面照度應以500lux 以上為合格標準、開架書庫區應以200lux以上為合格標準、大廳應以75lux以上為合格標準。

二、照明均齊度標準：

良好的照明環境不僅要有充足的照度來源，更要有分配均勻的照度，光線分佈的越均勻，視覺感受就越舒服，越不會造成使用者眼睛的疲勞；若照明分佈不均勻，則

(33)

22

會造成室內明暗交錯，容易造成使用者視覺疲勞。而學者周鼎金提出：良好的教室照明設計，應儘可能使其桌面均齊度維持在0.5及黑板面0.7以上。良好之閱覽空間照明環境之桌面均齊度應在0.4以上，其他空間如開架書庫區及出入口大廳則作業面均齊度應在0.3以上。學者李麗玲定義照明均齊度為照明空間內對光線分佈之均勻性定義：照度均勻度＝ (最低照度) / (平均照度)( 0~1 之間，“1”為理想值) [19]。

圖書館各空均齊度標準建議表2. 8所示：

表 2. 8 圖書館各空均齊度標準建議表

各空間作業面均齊度

一般閱覽室 0.4

兒童閱覽室 0.4

期刊閱報室 0.4

開架書庫區 0.3

大廳 0.3

三、照明燈具配置：

燈具的配置以及排列方式對於照度以及均齊度的影響甚鉅；若是燈具排列不佳，

容易造成照度的過於集中或分散，會使整體的照度呈現不均勻分佈，進而造成空間使用者的視覺疲倦。學者周鼎金提出：針對學校教室照明環境中燈具配置的考量做研究，天花板燈具配置原則：天花板燈具排列方式應均勻對稱，讓空間內的光線感覺勻稱，並且均勻分佈。

四、照明燈具維護：

良好的人工照明環境須具備良好且分佈均勻的照度；要達到良好的照度，則必須隨時注意燈具的維護，除了定期更換壽命將盡的燈管之外，亦須避免因灰塵而導致燈具效益的降低。有關於燈具維護率的相關參考建議如表2. 9所示：

(34)

23

表 2. 9 週遭環境分類之維護率

環境分類良好普通惡劣

環境情形塵埃少，空氣維持清淨一般使用情形，塵埃不多

水蒸氣、塵埃、煙產生較多之場所

維護率 0.8 0.7 0.6

五、照明光源：

因不同燈具光源所產生的光顏色也不同，一般常見為日光燈發出的白色、黃色等顏色。學校教室比較適合選用光線為白色的燈具，因為白色光比較有明亮、清晰的視覺感，可以促進學習效果[21]。同光源顏色的比較如表2. 10所示：

表 2. 10 同光源顏色的比較

光源顏色燈具種類適用場所

白色螢光燈教室、圖書館、辦公室

省電燈泡（白光型）住宅、商店

複金屬燈、水銀燈商場、道路、廣場、公園

黃色普通燈泡住宅、商店、餐廳

鹵素燈住宅、商店、餐廳

橙色高壓鈉燈道路、廣場、公園

六、演色性：

不同的光源所產生演色性亦不同，演色性指數越高代表光源對物體呈現程度越好。光源演色性以白織燈泡為最好(Ra=100) ，但是白織燈泡會有高溫情形發生，較不適合教室長時間點燈，目前教室照明大部分採用日光燈管為主，較符合教室長時間使用。因此一個良好教室照明環境應有適合的光源顏色及演色性。學者周鼎金[21]

針對學校教室光源顏色建議應以白色光源為主，讓學生視覺感覺較為明亮及清晰。從經濟面來看，更以產生白色光源的螢光燈最為經濟實惠。學者李麗玲定義演色性：光源對被照物色彩表現能力，定義為光源照射有彩色物體時﹐其色彩與基準光源（白熾燈）所見之色彩相同程度。( 0~100 之間，“100”為理想值) [19]。演色性的比較如

(35)

24

表2. 11所示：

表 2. 11 不同光源演色性的比較[21]

光源種類演色性指數(Ra)

白熾燈普通燈泡 100

鹵素燈

螢光燈自然色 94

三波長 84

晝光色 77

白色 63

溫白色 59

雖然白熾燈的演色性是最高的，以經濟方面來考量還是以市面上日光燈管較適合教室使用光源。

2.5 常用日光燈管照明簡介

以外型來解釋，比較粗的就是 T8，細的是 T5。 T5/T8 皆屬於螢光燈管，基本發光原理相同，都是利用燈管電流引起汞蒸氣去刺激燈管內壁的螢光塗料發光，差別主要在於燈管管徑的不同，含汞量的不同。基本的發光效率端看燈管型狀，越直越長者，管電流容易通過，效率則越高。燈管越細，則所需汞量越少，管電壓高。

但是管電流小，亦有較高效率。T 是管徑的地方很像「T」字，5 是 8 分之幾的概念，

T8 就是 8 分之 8，他的管徑直徑就是一吋，T5 是 5/8 吋[22]。

2.5.1 傳統 T 8 燈管性能及優缺點

T8 日光燈管口徑 8/8 英吋(26mm)，可分為三種歐洲、美國、日本等三種規格。

在歐洲 T8 燈管可以配合傳統銅鐵式的安定器，或電子式安定器來使用，但在美國及日本的 T8 燈管為高頻燈管，必須專門使用電子式安定器。一般 T8 燈管汞含量仍略高於 T5 燈管，但飛利浦宣稱其 T8 與 T5 燈管汞含量每支皆低於 3mg，並停產所有高含汞的燈管。傳統 T 8 日光燈主要由安定器、燈座、燈管及啟動器所組成，其

(36)

25

中燈管及啟動器為耗材需經常更換，而燈座使用約 10 年後，因高熱造成塑膠材質劣化，影響燈管之固定及通電效率。老舊燈具採用傳統線圈式安定器，因為高熱致使絕緣劣化而造成效率下降，而增加耗電並減少燈管之壽命，目前市面上之新型電子安定器產品日趨成熟，較傳統安定器省電約 45%~50%，並使用 T5 燈管，除提高照明亮度、節省電費外，亦可減少耗材費用支出。

以下為傳統 T 8 燈管缺點：

1. 安定器老化

舊有燈具採用傳統線圈式安定器，其消耗功率大且點燈時會將消耗之功率轉為熱量，因此使用壽命約 10 年左右，運轉效率會明顯降低，影響照明亮度及燈管壽命，且因高熱造成絕緣劣化而損壞。傳統安定器的工作頻率為 60Hz，易使日光燈產生閃爍的現象，間接造成台灣人口得到近視的比率偏高，居世界之冠。依據統計，國內還未上小學六歲學童的近視比率已經超過百分之十，國小學童的近視比例約 30%，國小畢業約 50%，國中畢業約 70%；高三學生近視的有 80～90%，而大學生“高度近視“的比率更高達 20%。

2. 燈管及啟動器腳座劣化

燈具因使用 10 年以上其燈管及啟動器腳座，因高熱造成塑膠材質脆化而斷裂，影響燈管及啟動器更換作業。

2.5.2 省電 T5 燈管性能及優缺點

1995 年 4 月，飛利浦在德國漢諾威國際展覽會上首次推出高功率 T5 日光燈管，

受到國際照明界重視，因為 T5 燈管體積細小、發光效率好、演色性佳、壽命長且不容易光衰，原則上必須搭配高頻電子安定器，以節省更多電力[22]。

以下為 T5 燈管優點：

1. T5 燈管加上高頻電子式安定器可節省用電大約 30%以上，若採用品質良好之電子式安定器（功率因數達 99﹪以上），燈管使用壽命，可達 16,000~20,000 小時，不僅可以節省購買燈管之成本，更可免除燈管壽命短需要頻繁更換之人力成本。

2. T5 燈管所搭配之電子安定器，其工作頻率為 20KHz 以上，輸出穩定超出人

(37)

26

類視頻範圍很高，等於平靜無波，不僅減少眼睛的疲勞，也可大幅降低學童得到近視的比率。根據國外的實驗發現，用電子安定器取代傳統電磁安定器後，辦公室中人員眼睛疲勞及頭痛的患者減少一倍以上。T5 燈管優點表如表 2.12 所示：

表 2. 12 T5 燈管優點表

T5 燈管優點

光效日光燈光效達 85-105(Lm/W)，較傳統燈具高出甚多，光效高，代表愈省電。

電子安定器採電子式安定器，不需起動器，迅速起動。電子安定器是高頻點燈(30KHz - 50KHz)，

因此燈管肉眼幾乎察覺不出閃爍現象。而普通 T8 燈管由於配置傳統電感式安定器，

電頻僅 60Hz，會導致燈管頻閃，不但發出噪音，而且會影響人的視力。

演色性非常接近自然光(演色性 100)，保護人的視力。

環保 T5 燈管的玻璃用量能比 T9 燈管減少 57%，水銀含量更能減少 80%。T5 燈管的汞及螢光粉含量最少(汞含量約為 T8 的 1/3) 。

使用期限壽命長，不易光衰：燈管細化有利於止惰延壽，有效消除光衰與延緩燈管黑化，讓燈管使用的壽命更長。T5 燈管搭配電子安定器使用，可以維持長達兩萬小時的使用壽命，是傳統燈管的三倍左右。

以下三點為 T5 燈管缺點：

1. 相較起 T8，價格較高。相較起 LED 燈，較容易破損。

2. 在台灣的市佔率約為 5~8%。T5 奈米陶瓷電極燈管已經問世，燈光更亮，光效更高。環保意識不夠強烈。

3. LED 燈研發進展迅速，解決散熱不易及價格過高等問題[22]。

(38)

27

2.5.3 T8 與 T5 燈管之比較

T8 燈管與 T5 省電燈管比較如表 2. 13所示：

表 2. 13 T8 燈管與 T5 省電燈管比較

功能傳統 T8 燈管 T5 省電燈管

燈管額定功率(W) 40W 28W

燈具實際耗能(W) 44W 32W

光效 (流明/W) 70 95

光衰 2,000 小時 4,000 小時

燈管壽命 6,000 小時 12,000 小時

燈管溫度攝氏 80℃ 小於攝氏 50℃

噪音有無

演色性(Ra) 小於 60 大於 85

功率因數(P,F) 50% ~ 60﹪ 95﹪以上

節省電力無 30﹪

調光設計無可

固態環保汞液態汞固態汞

由表 2.13 可以發現 T5 省電燈管可以解省電力約 30﹪，這是傳統 T8 燈管沒辦法做到的，而且使用壽命是傳統 T8 燈管的兩倍，在經濟上不只可以節省電力還可以節省換燈具的費用，因此以後的市場都會以 T5 省電燈管為主。

2.6 既有建築導入智慧化之機制及案例

最主要的目是促使建築物管理更人性化與智慧化，進而延長建築物之壽命，達到達到節省能源、節約人力，並降低建物之營運費用透過既有建築物智慧化之宣導與推廣，以期全面建構智慧化居住空間。

2.6.1 既有建築導入智慧化策略

在既有建築智慧化導入整合設計時，對於建築內部的各項智慧化子系統的設置，可因應建築物的智慧化需求研析後，經由「從單一到多樣、從簡單到智慧、從單機到網路、從局部到整體」的規劃原則循序導入；並可採用下列三種方式來建構

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建築智慧化的系統架構。

1. 各項子系統獨立運作是建築內部的各項子系統相對獨立設置，各項子系統在處理其個別系統的工作外，與其他各子系統沒有系統上的關連。這種方式，

各項子系統的工作狀態服務水準，完全以該子系統的性能品質所決定，不受其他子系統的影響。

2. 子系統間進行局部整合建築內部具有關聯性較高的子系統之間，建立連結子系統間的聯動關係，亦即子系統間的局部整合。

3. 中央系統整合將建築內部的各項子系統進行全面性的連結管理，亦即中央控制整合系統[23]。

2.6.2 既有建築導入智慧化整合程序

既有建築智慧化導入階段，參與的關係人及任務功能，是呈高度多元的專業分工，必需以「整體」及「整合」的觀念為基礎，共同評估及選定最適化的系統規格及標準，才能預期未來導入使用管理後，能符合設置的目的及滿足使用人的需要，

而且其智慧化效能能維持在一定的品質水。智慧化系統導入的基本程序，略可分為下列七個步驟：

1. 智慧化系統導入的需求分析

2. 智慧化系統需求規劃方案的可行性評估 3. 智慧化系統的規劃方案及設備規格規範 4. 智慧化系統導入工程施工和監理標準

5. 智慧化系統整合商統籌各子系統細步設計、協調、督導的連結。

6. 智慧化系統的實施試運行和驗收 7. 峻工後物業管理維護正常運作[23]

2.6.3 執行案例

一、嶺東科技大學

嶺東科大早期即開始推動節能，惟成效不佳，捨棄人工勸導方式，改採電腦係統監控，以「有效用電、節約能源及愛惜有限資源」的理念，結合具有 10 多年電力需量監控系統及節能規劃設計的研宇科技團隊，設立監控中心，致力於節能規劃

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設計及設備施工。嶺東科大之既有建物智慧化改善成績非凡，創下 1 年省下 300 萬元水電費之效益。

嶺東科技大學早在 3 年前即推動節能，2007 年建置完成電力需量監控管理系統第一期工程，初期功能包括各建築物電力資料紀錄、契約容量控管、大型空調設備監控卸復載、電力費用推算等項目，啟用迄今功能顯著，電力費用成長趨於平緩。

第二期節能管控工程則已於 2008 年建置完成，功能包括為整合第一期電力需量監控系統，並增設 89 間普通教室配合課表管控冷氣及照明電源，加強落實校園節能政策。

嶺東科大於建立校園節能與安全監控中心過程中，發現仍有部分功能與系統未臻完善，如消防火警受信主機之安全監控與公共區域照明控制等。故申辦「98 年度內政部獎勵民間建築物智慧化改善示範工作」之補助計畫，並確實執行安全監控防火系統暨永續節能自動化系統之建置，於 2009 年 11 月通過台灣建築中心實地勘查驗收作業。

1. 智慧化照明時程控制節能監控系統

嶺東科大硬軟體設備不斷增加，使電力需求急遽上昇，校園內面臨用電管理問題，因資訊不明而且無法建立一套有效的管理機制，使得嶺東科大在管理上造成莫大之困擾。而面對亟需強化校園電力節能改善之問題，建立一套完整的能源管控機制，將電力能源使用即時資訊回傳至校園節能管控中心，落實有效用電、節約能源及降低能源成本之目標。

以往傳統的照明系統設備需利用許多繁雜的線路及器材來達到控制功能，造成大量的資源浪費。二線式照明控制系統具監控系統整合能力，公共區域照明控制開關採用二線式控制設備，可依不同使用性質設定不同控制區域集中監控管理，達到時程控制用電需求及節約照明用電。

例如：配合學校課表設定用每間教室之電時程控制，當教室沒有人使用時，

電燈、冷氣等設備就全都由智慧化照明時程控制節能監控系統進行操控，達到自動斷電的功能，根本不必擔心忘了關燈或關冷氣。時程控制設定清單如圖 2. 5 所示：

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圖 2. 5 時程控制設定清單資料來源：參考文獻[24]

嶺東科大將兩個校區之公共區域照明，採二線式控制照明時程控制 3 個地方。

此智慧化照明時程控制節能監控系統確實達到以下目標：

1. 時程控制設定用帶電量，即時掌握校內電能使用情形，並同步建立報表資料庫。電力需量控制如圖2. 6所示：

2. 執行需量控制功能，有效抑制夏季尖峰最高需量。強化設備電能管理及使用效率，進而降低用電量。

3. 找出契約容量之經濟平衡點，將契約容量訂定合理化。

圖 2. 6 電力需量控制資料來源：參考文獻[24]

2. 小結

台灣的照明用量約佔總發電量的 13%，因此照明節能可謂是達成永續環境之重要一環。由日常生活中的燈光照明節能角度切入達成智慧化居住

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空間，將為高效率化的節能主流之一。根據統計，商業照明佔商業用電量的 30%，零售業、辦公大樓、倉儲及教學大樓等佔 70%。平常最容易浪費的照明，嶺東科大利用智慧化

照明時程控制節能監控系統，讓二校區照明使用情況透明化，達到校園有效率的使用電力能源之目標。燈具亦納入照明節能中，照明器具與節能習習相關，嶺東科大採用 T5 省電燈具，具有耗能少、光效佳、噪音低、抗光衰性強、高頻無閃爍、安全性高及壽命長等多項優點，處處展現既有建築物智慧化的運用。

長久以來，公共資源大都是被浪費在不當使用，嶺東科大雖然透過人員勸導，但效果不彰。嶺東科大導入智慧化照明控制節能監控系統，以及使用具有節能標章的電器設備。嶺東科大一年節約 66 萬度電量，總結一年計達到省下 300 萬元電費之效益；透過智慧化整合調節機制，嶺東科大減少維修人員巡視與降低維護管理成本[24]。

二、中華大學智慧照明改善項目及預期成效

改善項目擬針對圖書館(5F-6F)照明系統進行改善。改善項目如表2.14、表2.15所示：

表 2. 14 智慧照明改善項目

改善項目改善內容

整體節能燈具將圖書館(5F-6F)原有 T8 燈具全面換裝省電型 T5 燈具，達到基本節能效益。

燈具遠端控制

閱覽區(24 小時開放)及圖書館 6F 藏書區天花板上方之新型 T5 燈具，均加裝串聯控制之 MCU+電子式開關模組，以便透過 5F 閱覽區之智慧化照明區域控制器(Advantech BAS-3512)進行區域智慧化監管與控制。

圖書館 5F 閱覽區之 RFID 照明節能管理

圖書館 5F 閱覽區書桌，每張桌加裝一個 HF RFID Reader 及 6 至 8 個座位上各別的 antenna module，藉由偵測同學放置於 antenna 。

圖書館 5F 閱覽區之動態節能管理

閱覽區書桌、走道及天花板燈座位區上方天花板加裝人體體溫紅外線 sensor。

圖書館 5F/6F 書庫區之動態照明節能管理

書庫區、視聽區走道上及無桌燈之大閱覽桌上方天花板加裝人體體溫紅外線 sensor。

中 華 大 學

中 華 大 學 碩 士 論 文

校園建築物應用智慧化照明之探討－以中華 大學為例