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「台湾之光」点亮智慧绿建筑
台达、西门子智慧应用

【作者: 廖家宜】2017年01月20日 星期五

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智慧建筑是未来一大趋势,现今更讲求节能与智能并存。台达美洲新总部运用了台达多年来研发的技术,实现「净零耗能」目标,更成为当地的绿色新地标;而在太平洋的彼岸,身为国际性指标大楼的台北101也不惶多让,拥着史上最高分白金认证的绿建筑美名,也为台湾在智慧建筑新页上留下傲人成绩。


台达美洲总部靠地热 全年不用开空调

2015年底新落成的台达美洲新总部,洁净的白色建筑沐浴在加州阳光下隐隐发亮,清爽的外型跟台达一直贯彻的绿能颇有相互辉映之妙。这座新总部不单单是代表一栋台达的企业大楼,更是弗利蒙市(Fremont)的绿色新地标,还是当地首座预期实现「净零耗能(Net Zero Energy Building, NET ZEB)」愿景的建筑。 「这栋建筑几乎把台达多年来研发的技术都用了上去!」台达美洲区总经理黄铭孝这样说。


占地15.5英亩的台达美洲新总部,目前在加州地区是最新、最完善的智慧建筑,其出自建筑师潘冀之手,当初在设计时便以美国「LEED白金级绿建筑」为标准,朝着零净耗能的目标打造,之后也顺利取得其标章。


所谓净零耗能,就是一栋使用中的建筑物,要让它生产的能源,比每年使用的总能源还要多。然而根据联合国报告指出,光是建筑的能耗就占了全球三分之一,要让建筑的产能比使用的能源还要多,这真的有可能吗?


如同黄铭孝所说,这栋总部运用了台达多年来研发的各项技术,再加之与当地环境的结合,使之大幅降低能源耗损,让建筑实现「净零耗能」的目标,台达真的做到了。


这栋总部打造完整的雨水回收系统,汇流至地下容量达14万加仑的巨大储水槽,在水槽满水位时,可浇灌园区植被达两个月之久。除了水资源的回收利用,台达更活用当地的「金色阳光」,在屋顶上覆盖满满的太阳能板,此太阳能光电系统每年可贡献超过100万度的绿色电力,相当于提供当地近百户家庭一整年用电。



图1 : 台达美洲新总部几乎使用了台达多年来的研发技术,完全贯彻绿建筑的概念。 (Source:台达提供)
图1 : 台达美洲新总部几乎使用了台达多年来的研发技术,完全贯彻绿建筑的概念。 (Source:台达提供)

最特别的地方,是台达采用先进的地源热泵系统来调节大楼内的温度,让总部冬暖夏凉。如何运作呢?简单的来说,就是透过地表浅层的恒温特性(约70°F/21°C)应用到空调系统中,大幅节省空调用电,成为台达全球20多栋绿建筑中,至今唯一成功使用地热资源的首例。


地热热泵系统连结了位于地下15与30英呎的管线,以及隐藏在各楼层的地板与天花板的「双向辐射加热冷却系统」,经由管线内1.2万加仑恒温的水不断循环流通,达到加热或冷却的调节效果。冬季时,地底管线便替大楼传送来自地下的热能,而夏季时则可把室内热能导入地下,让室内维持理想温度。


这一切做起来可不简单,尤其这套管线非常绵密复杂,合计全长竟长达约147公里,如果把所有管线摊开、交叠排列,甚至可扑满五座足球场。一般商办大楼的空调设备通常占整体六成用电,但透过该系统,台达美洲总部不但省下六成空调用量,还能同时让大楼维持冬暖夏凉的舒适感,使室温终年维持在摄氏17-23度,全年不用开空调。 「这座大楼充满新鲜、流通的空气,为大家提供健康的工作环境!」黄铭孝笑着说。


越多人搭越省电的台达电梯

横跨太平洋的彼岸,台达也在台湾落实智慧绿建筑的概念。在台达桃园三厂,就有四座绿色电梯可以达到节能减碳的效果,这套电梯最大的特色是采用「能源回生系统」,让每部电梯安装电力回生单元,搭配永磁马达把回收电力再投入大楼用电。尤其当电梯负载重量越重时,回生的电力越多,久而久之,越来越多台达员工会养成默契把电梯「塞满」,一同为厂区赚取更多回生电力。


一般而言,当电梯运行时,煞车、启动或升降等动作皆会产生位能,这些位能必需透过电梯系统消耗掉,传统电梯系统是采用煞车电阻将位能转换成热能散发掉,但这样一来散发掉的能源就等同于被浪费掉了。


而台达的电力回生单元,就是取代传统煞车电组,将这些被消耗掉的热能透过电子技术将之转换成可再利用的电能,回馈到电网中,进行能源再利用。台达电的工程师强调,这项技术只需简单的设备,安装跟装置成本低,四座电梯一年下来可省下一万多度电、整体节能效率超过40%。


事实上,不只电梯可以做到电力回生,只要是会运用到煞车装置如轨道类运输系统,也都可以具备此种能量回生装置,像是台湾高铁、台铁电联车,以及台北、高雄捷运等皆有使用「再生煞车」将能量做有效利用。



图2 : 台达的电梯采用「能源回生系统」,把负载过程中产生的热能都转化为电能回收再利用。 (Source:台达提供)
图2 : 台达的电梯采用「能源回生系统」,把负载过程中产生的热能都转化为电能回收再利用。 (Source:台达提供)

西门子结合国际指标性建筑

身为国际指标性建筑,台北101大楼不只代表了台湾的经济实力,更让台湾绿建筑美名因此站上国际,成为名副其实的「台湾之光」。 2016年7月,台北101更以全球史上最高分的傲人成绩,取得美国绿建筑协会LEEDv4白金级认证,成为美国本土以外,首栋获得此殊荣的摩天大楼。


展现台北101的节能成果,举例来说,与2007年相比,该大楼合并购物中心用电量,整体节省了262百万度,相当于大安森林公园357年的二氧化碳吸收量;在节水部分,由于装设卫厕设备节水器材,每年约可省下5万吨用水量,相当于140户四口之家一年的用水使用量,同时藉由户外平台回收雨水100%再利用,雨水充沛的年度一年可节省约5.8万吨用水量。


「不只是绿建筑,台北101更是一栋智慧建筑!」台北101董事长周德宇这样表示。在现今数位化的时代,透过创新科技的协助,台北101还变得更「智慧」了,多年来不断投入资金进行设备系统更新,包括智慧能源管理、绿色照明、空调节能及环保电力等措施。而协助台北101大楼迈向智慧化的幕后功臣之一就是西门子。


据了解,西门子自设计规划初期就参与其中,并透过各项创新楼宇科技协助台北101打造一个舒适的办公与购物环境。而去年西门子的云端楼宇能源与永续管理平台Navigator更受到台北101采用,为台北101监测、分析大楼所产生的数据资料,进而拟定更有效的节能策略,提升建筑效能,加速台北101智慧化再升级。


Navigator可将建筑物产生出的大量数据转换成极具价值的资讯,尤其在提升能源效率上相当显著,由于大楼的营运成本高达总支出的71%,而能源消耗则占了营运成本的30% ,也就是说,提升大楼的能源使用效率,就是节省营运成本、提高利润、强化企业竞争力的最佳途径。


全方位楼宇管理平台亮相

而西门子去年的新亮点,则是推出最新的全方位的楼宇管理与控制平台「Desigo CC」。西门子将之定位在强调TBS(Total Building Solution),采用开放式整合系统架构,能轻松整合不同楼宇系统,包括暖气、通风设备、空调产品、电梯、发电机系统、排水系统、安防系统、照明控制和电力监控等。对于使用者而言,未来只要熟悉操作一套图控系统,就可以完全掌握、管理整栋建筑。


图3 : 西门子今年的新亮点,是推出全方位的楼宇管理与控制平台「Desigo CC」。 (Source:西门子提供)
图3 : 西门子今年的新亮点,是推出全方位的楼宇管理与控制平台「Desigo CC」。 (Source:西门子提供)

西门子控制产品与系统处业务经理邱维东表示,作为一个开放式的楼宇管理平台,Desigo CC支持各式开放式系统通讯协定及IT标准;采用模组化的设计,可因应设施需求扩充成长,适应从大到小、从繁到易的各类项目,以最大限度满足楼宇扩充、升级和优化的需要。


同时Desigo CC还多了过去西门子图控软体所没有的特色,即支援多国语言,以因应大楼操作人员可能来自各个不同国家的情况。此外,主萤幕亦支援扩充多萤幕,当使用者想独立了解某项设备的详细资讯时,便可从主萤幕中随客户需求扩充第二个、第三个萤幕甚至多个显示资讯,并不需要再另外架设主机。再者,该系统还可调整规模支援小型或大型设施,像规模较小的机房就不需要太大型的萤幕与主机设备,这时候就可以采用触控萤幕的形式来操控小范围的设备。


最新一代的Desigo CC楼宇管理平台对于智慧化的能源管理与提升能源效率都有显著的成效,更利于降低建筑营运的成本支出。目前,该楼宇管理平台被广泛适用于公共和商业建筑、学校、办公楼和医院等。此外,邱维东还表示,最新的Desigo CC具备优异的图控效能,而在未来也将为西门子在楼宇管控市场上再添一大战力。


**刊头图(Source:10Wallpapers)


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