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未來建築科技
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  台灣世曦以BIM創造新市場 用大數據打造最佳環控模型  
     
     
  當傳統建商與設備技師仍為空間需求爭執不休時,一項結合土木工程、結構、工程生命週期管理等技術的建築模型BIM,正在國際的建築界流行。擁有龐大資訊的台灣世曦,以適合台灣的BIM提供設計團隊縮短溝通落差,也期望整合這項技術成為進軍國際的最佳利器!  
     
  撰文:唐植梅  
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台灣受海島型氣候影響,夏天高溫潮濕,因此對建築的環境控制上,幾乎著重於空調,但在全球暖化嚴重、能源有限情況下,如何兼顧環境的舒適與節能,成為營造工程與建築業者必須解決的兩大難題。在台灣已累積有多年公共工程經驗並具龐大資訊技術的台灣世曦,對建築環控提出了不一樣的設計。

在台灣世曦工作逾25年的機械工程部副理林啟基主責於空調環控,他指出,環控這個名詞在台灣大多見於公共工程,尤其以捷運系統中用得最多,捷運系統將空調、通風、排煙等工程都列為環境控制的一環。其中空調部份,因為最耗電,為了維持人員感覺舒適又能達到省能目的,捷運的候車台站內便設計在夏天時由主機運轉供應冷氣,冬天則不開主機,而是直接抽外氣即全外氣模式。

設備多元設計 舒適、節能兼顧
林啟基副理說,由於空調的負載耗電量大,因此空調的設計會依外界氣候作變化,不會讓它一直維持在最尖峰,「多數人家裡使用的分離式冷氣,沒有換氣問題,但在房內待久了會覺得悶悶的;一般大型區域使用的空調系統也會有類似問題,所以會考慮換氣,換氣就是把外面的空氣抽進來,依一個人需要多少的量作為計算值。」

不過這樣的設計必須因地制宜,例如在印尼,由於當地冬天不如台灣冷,也就沒有外氣的模式。林啟基副理表示:「系統設計是為維持人員的舒適,所以印尼的捷運站裡冷氣就必須全年運轉。」此外也可以採用設備的設計進行節能,譬如供應冷氣的冰水系統 可以採用變流量的方式,送風系統也可以採用變風量的設計。

台灣世曦前身為中華顧問工程司,2007年依「顧管條例」規定自財團法人轉型為公司型態後,營運模式由原來的工程技術顧問,逐步跨入工程建置與維運的範疇。原先的中華顧問於民國66年間第一家導入HP-1000電腦,開啟台灣工程顧問業應用電腦之先河,多年來透過電腦主機系統及主從式系統所建構的資訊支援服務,為世曦的營運打下穩固的碁石,因此對機房的環控十分重視。

針對世曦的資訊機房環控設計,林副理表示,由於機房全年都要調控環境,所以冰水機全年開啟,但在省電要求下,冬天不開空調,而是改用屋頂的冷卻水塔散熱,冷卻的水下來只有十幾度,利用冷水循環,就能達到那個環境所要求的溫度,或是開外氣進來散熱,都可以達到環境的舒適。

設備除了可以讓舒適與節能兼顧外,還能依據不同需求做設計。根據環保署「空氣品質管理法」規範,包括車站、醫院等公用場所都列入名單進行空氣品質管制,如果空氣品質不良,造成民眾頭昏、暈眩、換氣困難等「病害建築物症候群」,將依此進行開罰。如何防制民眾出現「病害建築物症候群」?林副理表示,換氣量主要是根據人員變換計算,許多建物門口都有人員進出統計數據,另外也可以透過CO2濃度的監測調整換氣量;如果有場所有感染或壓力的控制如開刀房、負壓房等,就需要透過設備來達到需要的環境。



銀髮族的需求 建築未來大方向
如何在維持環控的同時,還能兼顧建築視覺上的美觀?世曦工程師兼建築部建築師王德琳認為,建築師與設備技師事前的溝通很重要。

「管線,尤其是空調管,它比其他的管線還要龐大,因此如何將它安排在天花板內及室內空間,是我們在意的。」王德琳建築師表示,有些建築物要都審,如果主機設在建物外面或將設備嵌在外面,勢必影響建築物的造型甚至不利都審的評分,因此事前會積極協調如何將大型設備或空調管線能夠有系統或規律地收置或隱藏起來,對建築師而言,美觀的要求與舒適度同等重要。

王德琳認為,現階段談智慧綠建築的觀點,主要是如何把綠的部份及節能加入到建築裡,但社會大環境的發展才是真正影響智慧建築的未來走向。

他從建築師的角度分析:「能源匱乏、老年化的社會以及節能的需求等,不久的未來台灣也將變成類似日本情況,少子化趨使社會變成老年化,下一代不見得可足夠的時間與能力照顧這麼多的長輩,所以透過智慧建築的監測或醫療系統控制來照顧長輩的需求勢必大增。」王德琳表示,目前已有許多建築軟體與醫療院所合作,透過量血壓、上廁所頻率等生物機能達到遠距照護。

此外,老舊建築物的智慧化也非常值得觀注。以前的房子沒有做這麼多的智慧功能,如何讓老舊房子智慧化,王德琳說,由於涉及的面向很廣,做起來不容易,但只要能開發或設備商能做出有系統的解決方案,未來這部份將是很大的市場。

不過,舊建物改建工程不如新建物來得容易,世曦在執行桃園機場第一期、第二期航廈的空調設備更新中,便吃足了苦頭。林啟基副理回想當時的施工情況,由於機園機場要求不能影響白天營運,所以施工必須在夜間圍籬進行,但夜裡施工時間有限,為了要把管線鋸開連接新的管線,但舊管線裡都是水,所以花了很多時間在排水及鋸管的工程,有一回就發生時間到了還沒有弄完,結果漏水了、天花板掉下來,守在機場追星的記者們瞬間全都轉向改拍施工的意外,意外畫面更在當天晚上登上電視新聞的頭條,不僅引來各界對桃機的批評,更讓施工單位因此被K得滿頭包。

「第二航廈空調更新整建已經在103年底工,有了先前的經驗,目前正進行的第一航廈就順利許多,現在想起來也不覺得苦了。」林副理認為,建築物的壽命通常有70年、100年,而設備的壽命約僅20年,設備會老舊,管線也會鏽蝕,未來整建的改善工程將會愈來愈多。

BIM技術轉型 有利爭取海外先機
不過負責技術開發的世曦BIM整合中心副理蘇瑞育則認為,綜合佈線以及設施管理在智慧建築環控的未來,是非常值得注意的,其中設施管理指的是建築物後續營運階段使用的管理系統,這部份都已與環控作結合。

蘇瑞育副理說,綜合佈線及設施管理這兩個部份即使在國際上也少有人注意,但世曦透過多年擁有的大量數據統計及參考BIM(Building Information Modeling,簡稱BIM)的定義,領先規劃台灣自有的建築資訊模型BIM,將數據轉化成為所需要的空調通風量、冬、夏季需要的空調電力消耗等等。由於這套模型能提供所 需資訊,相較於傳統繪圖方式,可以在設計初期大量減少設計團隊成員所產生的各類錯誤,以及後續承造廠商所犯的錯誤,在一些已知的應用中,已經給工程專案帶來正面的影響和助益。

除了世曦,目前國內幾家大型工程顧問公司都有類似的技術發展,事實上,包含台北市、新北市的公共工程標案都已要求提供,許多高科技廠房也在推行(BIM),預料未來其他地區也將開始建立這樣的制度。「透過BIM可以減少施工的浪費,所以施工廠商也蠻願意跳出來做這件事情。」蘇瑞育副理指出,對於發展智慧建築的設計廠商來說,BIM不僅可以節省經費,更是一個大商機。

目前香港及新加坡都已有這樣的技術,並以這項技術轉型爭取輸出國外的業務,蘇副理認為,對產業而言,這項技術不排除是一個新機會,只要能事先整合這樣的服務,就能取得先機,就看誰跑得比較快!不過回歸到國內智慧建築的發展,負責資訊系統的世曦副理張智欽認為,目前仍卡在物聯網。

建築VS.物聯網 資訊安全存在隱憂
沒有物聯網,很多建築上的智慧可能都沒辦法做到,但物聯網涉及許多協定的問題。張智欽副理表示,ICT的產業認為智慧建築設備有利產業未來發展,因此積極投入生產,但對傳統的營造業者而言,因為不了解反而有抗拒,而且科技更新的速度快,ICT考慮的周期都很短,但其他產業一般的思維都偏向嚴謹周全,如何讓非ICT的業者也接受快速更新的設備重要性,進而願意在建築物內使用相關設備,還需要時間的累積。

而且許多企業快速進入智慧型連網裝置市場,但尚未認知到在該領域生存發展非常困難。消費者每 18 到 36 個月即會汰換智慧型手機,然而物聯網基礎設施的壽命可能長達數年。此外,後續的產品軟體更新與程式修正的成本將在數十年間對企業的財務造成巨大壓力。

即使不同產業相互整合後,所有的設備都必須與網路聯在一起時,資訊安全如何維護?資料存取該如何做?可能又會是另一個問題。

當所有的建築物門啟、停、開、關都須要透過控制,而涉及的隱私與個資如何防弊?張智欽表示,如果這些控制遭到駭客或有心之徒入侵時候,產生的危害?或如何預防?在預期潛在的危險是否已被解決或可預防情況前,他認為許多東西還要考慮的更嚴謹一些。
 
     
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