2023
12-27
節能控制跟上綠色環保潮流

現今社會處於高度開發狀態,引發全球暖化、溫室效應等異常現象,從政府、企業到個人,皆日益重視節能議題,透過各種管理工具或方法,讓能源使用效率最大化,而用在建築上的自動化工具,以大樓中央監控系統為主。
中央監控系統主要用來控制大樓內不同的機電設備,隨著應用模式與控制器不同而分成三種架構:
數位邏輯控制器(Direct Digital ControlDDC)、
可程式邏輯控制器(Programmable Logic ControllerPLC
及遠端控制器(Remote Terminal UnitRTU)。

DDC
適合以空調設備為主、控制多個房間溫溼度的環境,
PLC多應用於各種機電設備、且面積大的環境,RTU則適用在控制區域分散或有通訊穩定性考量的環境,
其中,DDCPLC雖然具有相互替代性,但一般來說,DDC的使用方便性遠勝於PLC
樓宇建築的電力消耗主要來自空調與照明設備,其中又以空調耗電量為最多,而DDC主要目的就是控制空調設備,空調系統較工廠機器單純,其控制方式變化不大且容易被歸類,因此許多DDC皆內建一些控制程式,使用者只要設定資料即可,縮減施工導入的時間。

中央監控系統透過軟體,將大樓內所有設備的電能消耗資料彙整後,進行統計、分析與判斷,從而達到能源管控的目的,這些資料可以幫助使用者分析哪一種設備或哪一個部門的耗能量最高?如何讓電力負載更平均?再從分析結果去規劃改善方式,才能享受節能與省電的效益。
舉例來說,尖、離或半尖峰時間的電力價差很大,如果將尖峰時間用電量挪移至離峰或半尖峰時間,例如:控制空調設備儲冰系統只能在晚上運作,經過挪移設計來讓電力平均負載,不僅節省電費,也可以降低契約容量數字。

目前,部份國家已開始透過政策來推動建築節能管理,例如日本政府透過獎勵措施及補助,鼓勵舊建築在既有自動化系統下,強化能源管理控制功能,但是面對新建築,則強制要求符合節能規範,才準許發放執照。
因此,對於新舊建物比例約為397的台灣來說,還需要政府的利多政策,才能加速發展節能控制,否則這些既有建物大概會等到翻修時機到了,才會思考要不要引進節能管理系統。

情境控制+居家照護的內部設計
智慧住宅的內部空間,雖然也需要做好節能與安全控管,但更重要的訴求是舒適便利,亦即透過情境控制系統來營造一個便利的生活空間,其適用範圍包括住家、飯店、辦公室與餐廳,另外在住家上,因應銀髮族人口逐年成長,近年來則出現居家健康照護的發展趨勢。
先就情境控制系統來看,主要架構在於透過自動化控制主機,整合家中的空調、照明、窗簾、影音等設備,使其能夠在單一控制器上進行操作,雖然情境控制系統在歐美發展已久,但台灣早期卻是屬於豪宅才能享受的服務,直到近年來才現身在一般建案中。
廠商在導入前必需了解住宅內可能有的生活模式及情境內容,例如:劇院、閱讀、就寢、宴客等等,即便是相同生活模式,也會因為使用者差異而有不一樣的情境內容,惟有先釐清控制範圍後才能導入系統。
情境控制系統通常分成控制主機與控制面板等二個層面,控制主機用來連結控制設備,其延續傳統工業自動化所使用的控制技術,以PLCPACPC-Based等三大架構為主,PC-Based背負著穩定性與成本的原罪,PAC則受限於發展時間不夠長,導致兩者在市場接受度上皆略遜於PLC

不過,部份業者認為智慧建築市場近年來才興起,未來要整合的設備不是只有家電用品,還包括各類IT設備,號稱兼具PLC穩定性與PC-Based相容性的PAC,在此一應用上應該還有很大的成長空間。
至於控制面板的功能,則是給使用者作為情境選擇之用,換句話說,使用者透過控制面板下達指令,後端控制主機收到後才會對設備執行命令,控制面板多半嵌入在牆壁上,另外,業者通常還會提供無線搖控器,經由各種室內無線技術(例如:紅外線、藍牙、ZigbeeWiFi),將訊息傳送至控制面板,提供使用者遠端操控的便利性。