一.前言 智慧型建筑(Intelligent Building)概念的起源甚早,但一直未有具体的建筑案例出现,直到1984年美国联合科技公司(United Techno1ogies Building system,简称UTBS)将建筑设备资讯化、整合化之概念应用于美国康乃迪克州(Conneticut) 哈特佛市(Hartford)的City PlaceBuilding时,才出现了首栋的[智慧型建筑] 从此也揭开了全世界争相建造智慧型建筑的序幕。这股[智慧型建筑]潮流席倦了欧美办公建筑市场,也在1985年起成了日本新兴的建筑趋势,许多自动化设备的制造公司开始建造智慧型总部大楼以提升企业形象与产品的竞争力。日本政府与银行也相互配合设立了“高度资讯化建筑物整备事业融资推荐基准”,提供低利率的高额贷款,以鼓励业界兴建优良的智慧型建筑,随著资讯科技的快速发展与生活品质需求的提高,目前日本新建办公大楼大多已具备下列融资基准之要件:(许宗熙等,1992) 1、导入高性能资讯通信设备系统或将来确定能导入且已预留必要之措施。 2、导入高性能建筑物管理控制机能,使空调、照明、防灾防犯等设备达到安全性、省能化及省力化之效果,且能维持良好之室内环境。 3、具备使资讯通信设备系统维持安全运作之适切措施。 4、具备使建筑物与其他建筑物间之资讯通信纲路能相互结合之措施。 上述四要件已是日本设置智慧型建筑之基础标准。台湾于1986年引进智慧型建筑之观念,内政部建筑研究所亦于1992年参考上述基准,制定台湾之智慧型建筑指标与基准 ,并于同时展开了台湾智慧型建筑之发展现况调查与法令研修建议等相关研究。并于1996 年在“智慧型公寓大厦自动化系统设计准则研究”(温琇玲,1996)中将智慧型建筑物定义为[系指建筑物及其基地设置建筑自动化系统(Building Automation System,BAS),配合建筑空间与此建筑体元件,从人体工学,物理环境、作业型态及管理型态角度整合,将建筑物内之电气、电信、给排水、空调、防灾、防盗及输送等设备系统与空间使用之运转、维护管理予以自动化,使建筑物功能与品质提升,以达到建筑之安全、健康、节能、便利与舒适等目的。其基本之构成要素需包(1)建筑自动化系统装置(2)建筑使用空间(3)建筑运转管理制度,对我国智慧型建筑之发展有了概念性且客观性的了解,指标基准的订定也让业界对智慧型建筑之设计建造有了依循的方向。 二、智慧型办公建筑之发展特性 建筑物“智慧化”之相关技术的发展和其时代背景,可追溯至1980年代的几个科技及社会因素的影响。由社会背景之层面来看,近年来高度资讯化社会的进展,通讯的自由化与高层次化、事务性业务量的急速增加与人类对工作环境的安全性、舒适性、效率性要求之提高以及对节约能源的重视,再加上建筑业界彼此间的竞争等因素的政策下,造成建筑物智慧化之需求大为增加。此外在科学技术方面由于微电脑控制技术的发展与电子资讯通讯技术之成长,也促成了智慧型建筑的诞生。 智慧型建筑能于当今的建筑业界受到高度的关心与重视,其理由不外乎建筑业的高度 成长时期已经过去,建设的数量已渐渐趋放稳定。而智慧型建筑的崛起,正是在一般建筑 中附加多重价值,以提高产品之竞争能力,确实是建筑业为活络市场所做的努力。随着建 筑物自动化理念之推动,各相关行业亦随之活络,而带动整个社会的繁荣。因此这一“智慧型”风潮将不再拘泥放办公型式之使用,而可扩展至各类建筑。 自从1985年智慧型建筑之设计理念引进台湾地区以来,经过不到十年的吸收和消化 后,台湾地区的智慧型建筑发展,除了自动化设备之硬体添置外,也融入了国人对建筑物的使用习性,并反应出整个社会的文化背景,从而孕育出一种台湾特有的智慧型建筑使用和经营管理。 1986~1995年可说是台湾智慧型建筑的风光时期,“智慧型建筑”成了建商与销售公 司提高售价与提高出租率的商业代名词,然而随着世界经济的衰退,建筑营造业也受到相 当大的影响,除了极少数大企业兴建总部大楼以外,大多数的建设业者由于对智慧型建筑 的认知与成本估算的不明确,大多不愿意出资建造智慧型建筑,因此近年来不论是以智 慧型建筑主打的广告,或是保质的建设均已逐渐销声匿迹。 笔者于1991年起以普查作业方法收集大约1300栋可能是智慧型建筑之基本资料,再 从中筛选出233栋具有智慧化程度之建筑物,作为主要的研究对象。从研究调查结果发 现,混合式及出售式之经营型态是台湾地区特有之智慧型建筑发展型态,但也因此造成智 慧化设备的管理及维护之不易。使用型态则以办公使用及住宅使用占最大多数,但两者之 智慧化程度均普遍不高,相比之下医院及旅馆等专业自用性建筑则较具完整之智慧化功 能。智慧型建筑之分布以财经中心之台北市的密度最高。由竣工年度之调查分析发现 1989年以后从为智慧型建筑大量竣工之年度,其中再针对使用类型最多的办公大楼调查 结果作多变量因子分析后,可归纳出“安全防灾”、“办公通讯”“环境基准”“电源管道]及[省人管理]等五个主要影响因子,对智慧型办公大楼之智慧化项目评估具有良好之说明性。而由各智慧型办公大楼之因子得点数,可将目前台湾之智慧型办公大楼归纳为「高智慧型]、[OACA缺乏型]、[BA导向型]及[低智慧型] 等四人类型(温孺玲,1993a) 由整体的研究调查中可以了解台湾地区的建筑物在智慧化的过程发展中所产生的问题,大致可归纳为以下几个重点: 1、智慧型建筑自用大楼之情况下较能完整发挥其智慧化之功能,而出租大楼多仅作资讯设备管线空间之预留,出售大楼则视建造成本及业主之需求而设置,绝大多数智慧化程度均偏低。 2、许多建筑物花费巨资装设自动化设备后,却因业主的疏忽及操作人员的不熟悉与设备未善加维护等因素而造成设备荒置而元人操作之情况,甚至在人事变动后更有不知此项设备存在等问题产生。 3、大多数的智慧型自动化设备大多数均仰赖国外技术与进口设备,由于品牌及各家系统功能不相同且不相容,经常造成设备容易故障,又因国外设备产商撤离,求助无门之状况下荒置无用。 4、有部分设备由国外引进台湾后因气候及人为条件之不同,而产生适应不良及不合实用之情况。 5、使用者与业主之认知态度及学习意愿不高。 纵观我国智慧型大楼发展现况及国际智慧型建筑发展的趋势,大略可以归纳出下几个发展重点:(温琇玲,1993) 1、出售型之智慧型大楼是市场上的主力,因此当其销售行为完成后,如何掌握大楼的服务品质是未来智慧型建筑展之一大重点。国外在这方面有专业的管理顾问公司或应用转体可资援助。因此,为应世界潮流,于发展出售智慧型建筑之同时,妥为考量设施管理的相关软硬体配合。 2.在建筑物智慧化的发展项目上,台湾现况是以省能、防灾防犯及省力管理等项目最佳,空间规划次之,环境设备的考虑则有待加强;在电信自由化等相关措施尚未完整施行前,环境设备的配合设计应是可以投入的方向。 三、台湾地区智慧型住宅之发展特性 由於网路科技的进步及时代的变迁,智慧型建筑的范围已从办公大楼的自动化逐步迈向住宅智慧化的领域。而智慧化住宅中之各项家庭自动化设备,可透过网路系统之联络,使其发挥整体性效率之服务功能,以确保居家环境之安全健康,提供舒适之生活环境。目前台湾正积极推广NII(网路基础建设计划),跨部会成立NII站组,目标三年推广上网人 口三百万(目前已提早达成)。地方亦成立电子化政府,目标“村村有电脑,里里上网路”。教育部亦提倡“e 一mail到中小学”目前台湾网路人口已达三百万,并快速增加中。很明显的Internet的时代已经来到。因此网路系统的建构势必成为各种建筑物之基本设施。 3一1智慧化住宅之现况分析 目前台湾智慧化住宅之发展尚处于起步阶段,[网路住宅][数位社区] 等名词乃是目前大多数的建设业者为提高产品的附加价值以创造高售价与高销售率所推出之商业名词。 笔者曾于1994年针对台湾家庭自动化设备业者与建设业者及社区管理者与使用者进行研究调查,(温锈玲,1995)调查结果大致可归纳:“以下几点结论: 1.台湾家庭自动化设备系统以防盗系统的自行开发能力较佳,中央监控系统与门禁系统也因为与安全性有关,而改良研发能力较强。防灾系统则因为有消防法的规定,业界在此方面的发展历史长久,对于消防与防火系统已具有一定的规模与成果,但又因长久以来一直依循着一定模式的发展,而对于开发与改良研发的工作投入较少。另一方面值得注意 的是资讯通信系统为因应网路时代的来临与使用者需求日益增加的情形下,业者投入相关产品的研究开发较其他系统之比例高,然而对于整体资讯架构网路连线的开发则仍缺乏,乃目前国内家庭自动化设备系统普遍存在之现象。 2、大多数建造者(业主)认为家庭网路系统与自动化设备的装设与选取是依据公司。经营方针而决定,且有随着市场需求所引导之趋势,更认为家庭网路系统与自动化设备之设置,是为提高住宅之附加价值,以达到提高售价与利于销售之目的。 3、由于家庭网路系统与自动化设备的发展时间较短,使用者在认知上亦有相当大的差距,认为家庭自动化是高价位高科技产品,因此有很远的距离感,缺乏实际的了解与认知,未能纳人生活之必须功能。 4 管理人员的专业训练与优良的管理营运系统是确保家庭网路系统与自动化设备正 常运作与永续经营的关键。 5、由台湾居住环境结构而言,因成本和管理因素,装设家庭网路系统与自动化设备的 住宅仍以大楼式集合住宅与社区式住宅占大多数,因此中央监控管理成为必备且重要之设施,又因集合住宅之户数多,所分摊之成本亦较低,较容易为大众所接受。 整体而言台湾住宅智慧化之发展,目前正处于对硬体设备之架构对于使用者真正的需求以软体配合最佳功能的运用较为缺乏,因此暴露出家庭自动化设备产品过于僵化,而无长远整体的智慧化住宅设计理念,导致大多数的建设者、使用者乃至设备业者,均着重于在硬体设备的翻新而无整体网路之架构理念。就目前之设备系统而言,各厂牌间之相容性 差,在产品相互间无法流通的情况丁,使得业主与使用者受限于品牌的因素,造成了迁就设备而牺牲了整体网路系统的发展。此外,以往家之迫切性需求而言,防灾、防盗等关系安全性之系统,其需求与必须性较高。而一般观念均认为资讯通信网路系统仅为了更舒适、方便的生活罢了,殊不知有优良的资讯通信网路系统可将防盗、防灾与中央监控系统作完整的连结,使其运转顺利,资讯正确,掌握状况发展之先机。另一方面,由于管理人员之专业训练不足导致网路系统与自动化设备缺乏妥善的操作与管理,而无法发挥其功能,因此以最少的人力、专业的管理人才与良好的设备系统配合一套完善的管理制度乃是智慧化住宅得以发挥功能并永续过转的重要因素。 近几年来网路技术的快速成长与上网人口的急速增加,人与人沟通的方式逐渐多元化,尤其在电脑应用已深人家庭之后,透过电脑与外界沟通以取得所需的资讯,已逐渐成 为日常生活中不可或缺的一环。透过无远弗届的网际网路,更是让人类的视野变得无限宽 广,因此电脑与网际网路聚然成为通讯上的重要工具。 近来,人们对于住宅空间机能的要求,已不仅局限于起居作息,渐渐也包含了对外界资讯的连结以及食衣住行娱乐与健康方面的咨询等,因此如何将各种家庭自动化设备,透过网路系统之连结,使其发挥整体性且高效率之服务功能,以提升居家生活之安全性、便利性和效率性,并提供舒适、健康之生活品质和居住环境。创造人性化之居住环境乃目前住宅建设努力追求之目标。为了更深入了解已导入资讯网路设施之住宅社区使用者之动向与对网路系统之需求问题,延续1994年之调查研究后,笔者于1999年5月再次针对导入网路系统之住宅社区进行[高科技资讯化社会对住宅环境之影响」问卷调查。期望借由调查之结果归纳出家庭网路之使用需求与必要条件,以作为评估下世代住宅家庭网路的发展趋势之参考。其初步之调查结果如下所示: 1、网路系统设施之有无对购屋者之影响 有一半以上的受访者认为网路系统架构的有无是影响购屋选择的重要因素。且其中 有七成以上的受访者对购买具有网路系统设施的社区住宅具认同感与需求性。而再探究 其购买具网路设施住宅之原因则大多数人认为这是不久未来必然的趋势,以及目前已有迫 切使用之需求者占大多数。 2、使用者对网路系统设施的用途与连接方式之认知对于社区网路设施之用途与连接之方式大约有60%的受访者表达清楚认知,且大多数由工作上或电脑杂志、网际网路及房屋展示场得知此方面之讯息;而有40%的受访者对自己社区的网路设施与功能不清楚,其原因大多为本身对电脑与网路方面之接触较少,又社区无提供完整之住户手册与网路设置说明书,因此认知度也较低。但整体而言大多数的居住者均对网路设施的用途与连接方式有高度的了解学习意愿。 3、家庭内之资讯影像设备 由调查结果中也发现铺设有网路系统之社区住宅其家庭个人电脑之拥有率高达89%,行动电话之拥有率亦有62%,显示受访者家庭之资讯相关设备普及,对资讯方面的关心度高。 4、使用者对有线与无线设备之需求与认知有82%的受访者认为无线设备产品较具吸引力,这与家庭中资讯设备配线与标准化 之模具插座尚未普及有较密切之关系。 5、家庭 资讯设备环境之使用状况与需求分析 目前家庭中普遍在使用的资讯设备有CATV有线电视系统、网际网路系统、家庭保全系统、个人电脑系统及两条以上之电话线路系统等。而将来预定会使用之设备包括ISDN 系统,自动录音系统、数位卫星播送系统以及网路银行、家庭区域网路系统等项目。 6、家庭内资讯服务设施之认知与利用意向分析 受访者对在宅购物、电子报、电子图书馆与预约服务等项目之认知度较高,其次为在宅办公、视讯电话与预约票务等之服务设施的认知占较高之比例。其中以在宅户政服务、在宅诊疗、视讯电话、随远视讯系统与家庭保全系统等项目对受访者深具吸引力,有机会便会立刻使用之高度认同。 7、成本意识分析 对于网路系统设施所提供服务之费用,大多数的受访者均有资讯使用付费的观念,费用额度以每月新台币300~1000元之间最为大众所接受。 3一2智慧化住宅之未来发展 目前台湾之家庭自动化设备尚未普及,网路系统设施之架构也处于积极推动之阶段,推广智慧化住宅亦因人因地而遭遇种种困难,为使未来智慧化住宅更为国人普及接受,以下提出几点具本土化之智慧化住宅的未来发展方向,以供未来智慧化住宅走向更多元化发展之参考。 1、设备操作程序的简化 目前国人对智慧化住宅的认识不深,不少家庭对家庭自动化设备的使用仍不太了解,甚至有不知是否已装设的情况发生。而之所以会产生此种现象乃因家庭自动化设施的使用者为一般大众,其具有机电及工程背景或应用经验者极为少数。故智慧化住宅应尽量做到居家环境中的各种设备系统的操作使用,都如同傻瓜相机般地被大众所接受且易于使用。因此简化设备系统的操作程序使其更人性化,乃是普及智慧化住宅的一大主力要因。 2、专业管理人才的培训 目前家庭自动化的各项产品改良研发及整个市场的需求,有与日俱增的趋势。但是其中衍发的一个严重问题是,设备系统在装设后,常因缺乏维修保养或管理者专业知识之不足,使得许多设备系统只是空有虚名而无发挥其实质用途,落于间置。因此增加使用者训练课程及专业管理人才的培训,甚至在大专院校设置设施管理等相关科系或课程,以达到人才训练及妥善维护管理之目的。 3、设备标准规格的制定 就目前的设备系统而言,各厂牌之间的相容性低,各家有各家的规格,在产品相互间无法有流通性的情形下,使得业主及使用者因品牌的受限。无法自行加设其他设备功能,这对于未来家庭自动化的发展及推广,是一大影响因素,因此推动未端机器设备之规格化与标准化,以及制品的规格化以降低机器成本并确保其互换性,使各项产品之间的规格相容并有流通性而不受限于厂牌的因素,实为未来产业界及学界所应努力的方向。 4、相关学术研究的带动 智慧化住宅的发展,必能带动许多学术研究,如人体工学、心理学、电子工学及环境工学等问题之研究,并藉由这些研究,一步步的探讨寻求真正符合“人”所需的住宅环境,让智慧化住宅的发展更以“使用者”的需求作为中心考虑因素,而非仅是自动化设备主体的环境。 5、明确用语定义的订定 目前自动化设备发展过程中,往往对于同样功能及用法的设备,会因名称与分类之不同,造成认知上的差异,而造成自动化设备研究发展及推广上的误导与障碍。因此订定出一套明确智慧化住宅用语定义,应是目前推广智慧化住宅概念之首要工作。 6、家庭网路系统的整合 由于台湾对电信通讯之自由化开放脚步较其他国家延迟,因此未来市场仍是一片极待开发整合的情景。于是整合ISDN、CATV及高画质等通信、传播基干设施以及利用资料库的观念开发,充实支援服务等等,乃为未来必然发展的目标,由此让资讯通信系统更趋充实,使住家环境能与社会系统做完善的连结。 7、智慧化住宅之指标订定 为让业者能有依循的规范,也让使用者在购屋时能有规范性的参考依据,所以在世界各国都尚未定出一个“智慧化住宅”之指标时,我们更应探讨本土的需求而定出适合于国人的智慧化住宅指标,以正智慧化之名。 四、迈向二十一世纪智慧型建筑之展望 面对现今高资讯科技化的社会,人们的生活型态已逐渐改变,居家利用网路从事办公 工作、资料收集、预约各种票券乃至交友购物等,已严然成为现代人生活的一部分。办公 态与企组织也顺应着社会的潮流而不断的变革,“高资讯科技化”与“人性化”(Ergonom- ics)的生活空间与环境,成为智慧型建筑提高生产力与经济效益外的另一项重要的规划设 计议题。除此之外,目前全世界正面临建筑产业对自然环境破坏的问题,从而发展出下绿建筑]的对策,强调对建筑的节约能源与资源利用及对室内环境控制等多项功能,其最终目的乃是希望以省能及有效使用资源的方式,来建造低环境负荷并能提供安全、健康、环保、与舒适的建筑,也就是与环境共生的高科技建筑的创造,达到人、建筑与环境共生共荣的基本目的。而为了达到上述之目的,则必须藉由具扩充性与整合性之智慧型建筑使用管理功能,使绿建筑之各项系统技术能发挥其最大的效益。因此面对如此的环境需求,建筑物若未能有适切的因应措施与扩充机能,则将很容易在这波资讯省能声浪中被淘汰。 在美国、日本除了有智慧型建筑的兴建外,以智慧型的运输及通讯网路将“智慧型建筑”连结而构成“智慧型都市”的理念已开始萌芽,日本也已兴建多处示范性都市与社区。 台湾也可藉由与都市基础设施建设之相互配合,建设都市内与都市间之资讯体系。推动智慧型建筑、智慧型综合企业与智慧型都市的建设,透过资讯网路的连结,避免都市人口的过度集中,以协助解决因人口日益增加而导致都市功能负荷过重等问题,并可透过都市防灾 中心监控与立即决策系统之辅助有效对应都市灾害发生之预防与控制,由「智慧型都市」理念的形成我们可以预知“智慧型建筑”是高科技资讯化时代社会建设的据点,未来的趋势将由点扩展到面,形成智慧型都市。而随着情报资讯科技的发展,智慧型建筑的研究领域更可结合己趋成熟的地理资讯系统(Geographic Information System,简称GIS),对智慧型建筑作区载性发展特性之研究,从中了解国内智慧型建筑之发展机制与区域性特质,也可运用在智慧型建筑群之管理分析,更可应用在道路、上下水道等各种管线资讯系统之技术,建构智慧型建筑的管线设施的资讯系统,以完成二十一世纪智慧型都市建设之远景。
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