從智慧綠建築邁向永續智慧綠社區

內政部 建築研究所內政部 建築研究所

所長陳瑞鈴2016.10.24

Architecture and Building Research Institute Ministry of the Interior

1

內 容 大 綱

一、環境變遷智慧生活發展趨勢

二、智慧綠建築與智慧城市發展概念

三 我國智慧綠建築推動概況三、我國智慧綠建築推動概況

四、推動永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案

五、未來展望

六、結語

2

一 環境變遷與智慧一、環境變遷與智慧生活發展趨勢生活發展趨勢

"We do not inherit the earth from our ancestors, we borrow it from our children."

~Native American Proverb 美國諺語說”我們的土地並不是從祖先繼承來的，

而是向後代子孫借用的"

3

溫室氣體對全球氣候環境的影響

全球溫度

CO2

能源能源

美國NASA表示南極臭氧層破洞已逐漸縮小，有望於本世紀末完全修復。

同時美國NOAA表示，今年3月的二氧化 圖 0-1 近百年來地球溫度上升與人類能源使用量時間

碳濃度創數百萬年來的新高，將持續影響各項氣候變遷造成危機。

圖來源：『綠建築解說與評估手冊2003年版』，內政部建築研究所，2003

圖 近百年來地球溫度 升與人類能源使用與二氧化碳排放量有密切關係

4

極端氣候造成的災害

全球氣候持續暖化，極端氣候導致森林大火、洪水、熱浪侵襲、

病蟲害及傳染性疾病等事件頻傳，加上颶風及高溫肆虐，造成嚴病蟲害及傳染性疾病等事件頻傳 加上颶風及高溫肆虐 造成嚴

重人畜財產和農作物損失，生態系統面臨嚴重破壞。

人類不得不面對暖化及氣候變遷問題，並提出解決因應對策。

WORLD NATURAL CATASTROPHES, 1980–2015

1980 2015全世界發生嚴重天災統計圖

地震 風災 水災 極端氣候

5

1980-2015全世界發生嚴重天災統計圖圖來源 : © 2016 Munich Re, NatCat SERVICE. As of January 2016.

圖來源：http://www.newscientist.com/article/mg21328474.200-cost-of-natural-disasters-spiralled-in-2011.html 16 January 2012

災害頻率較30年前提高且損失加劇

全球地表溫度和海平面上升趨勢（IPCC2013）

未來溫度及海平面上升高度取決於人類對環境的態度與作為

推估到2100年，地表溫度將從現在的1 5 ℃增加到4 8℃ ；推估到2100年，地表溫度將從現在的1.5 ℃增加到4.8℃ ；海平面上升高度將從現在的0.52公尺增加到0.98公尺。

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臺灣面對的環境挑戰

•依中央氣象局統計，臺灣過去10年溫度是百年來最高的十年；近百年來平均上升1至1.39度，為全球平均溫度之2倍。

•臺灣夏季市中心區與郊區之最高溫度差達3至4℃；依台電公司統計，•臺灣夏季市中心區與郊區之最高溫度差達3至4℃；依台電公司統計，夏季溫度每上升1℃，空調耗電量約上升6 ％。

•臺灣溫暖情況較全球更為嚴重。•進口能源依賴度達99.7％，建築產業佔全國耗能28.3％。•雨量豐沛卻有缺水問題。水泥用量世界第二 每年有1 100萬噸營建廢棄物•水泥用量世界第二，每年有1,100萬噸營建廢棄物。

2008

資料來源：中央氣象局網站 http://www.cwb.gov.tw ；陳雲蘭（2008）。百年來台灣氣候的變化。科學發展月刊，424，6-11

2100

7

高齡少子化社會的來臨

至2016年2月底，我國65歲以上老年人口達296萬，佔總人口的12.64 %；國發會預估到2026年老人將增加一倍，達到20.6％。

另0~14歲的幼年人口達317萬，佔總人口的13.52%；而15~64歲的青壯年人口達1,735萬，佔總人口的73.84%；國發會預估到2161年

每1 2名青壯年要負擔1名老人合適的居家環境配合智慧設備服務系統，實現

，每1.2名青壯年要負擔1名老人。

慧設備服務系統 實現在宅安養，不僅符合多數人期望，且可降低經濟及社會負擔。濟及社會負擔。

8資料來源：我國扶養比與扶老比變化，國家發展委員會網站，2016

行動裝置與建築設備結合的智慧建築

‧產品與服務帶給使用者的使用經驗成為關鍵所在‧行動裝置已進入智慧家庭‧當物件具備人機介面、清楚的服務邏輯與機能、

以及連線控制功能後才能成為真正的智慧建材

衣櫃電子穿衣鏡與穿衣建議畫面

9

ICT產品將大量應用在下世代智慧居家環境

• 2020年IP (Internet Protocol) Connected Devices將達450億件/年之數量，各類智慧化裝置市場成長可期。

• ICT結合感測器將成為下世代居家安全生活應用服務技術之主流趨勢。

全球物件連網數量資料來源：經濟部

10

3i彙集啟動“物聯網時代＂

Intelligent智慧運算

海量資料歸納、分析回饋 控制

InformationSharing

Server Cluster回饋、控制SharingComputing & Storage

WiFi, Wimax, Zigbee

3G, 4G, Internet

Interconnected可靠傳遞

海量採集

, ,

Instrumented全面感知

海量採集WSN

Sensor小型化Lower Power

Pressure, Temperature, MoistureAudio, Video, Velocity, etc.

資料來源：智慧建材與建築節能產業之發展趨勢，馮明惠 11

物聯網的興起將結合生活相關應用

智慧城市監控

自然災害監控颱風、土石流、水災、火災、地急病、事故、

災難地點 智慧城市監控觀光、人口移動、大型傳染病、突發事件等自動偵測通報

震等狀況自動偵測通報

災難地點

位置、身體狀況、環境狀況等自動

通報

控制中心利用感測器及

經濟活動與運作監控 居家鄉里監控

(利用感測器及通訊網路與目標物連接)

物流、供應鏈狀況、作業狀況等監控與自動通報

偷竊、搶奪、不良事件、異常等自動通報

智慧電網

再生能源利用、電力調度、停電即時回饋、自動

遠距交通監控山洞、高速公路、港口、海關通行

狀況監控即時回饋、自動抄表等應用

狀況監控

• 物聯網透過RFID、感測器、辨識技術及WSN等，將智慧家庭應用終端的規模更加

資料來源：拓墣產業研究所整理, 2010/01

地擴大，從自家與社區環境至交通監控、城市監控、自然災害、智慧電網等均可透過物聯網相互串聯，進行資訊採集、自動化控制或整合性管理等應用。

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ICT賦予建築神經與大腦ICT賦予建築神經與大腦以達到智慧化監控及管理

全方面的整合達到智慧生活社區及城市 ICT給建築賦予神經與大腦ICT技術

(大腦與神經系統)創新的建築科技之三大構面

予神經與大腦以達到智慧化監控及管理

智慧分析技之三大構面

智慧分析感測與控制

建材、建築 供電、儲能(營養器官 循環系統 )建材 建築及環境

(軀體、皮膚…)

(營養器官、循環系統…)

參考資料 http://www.ict-reeb.eu/irc.html

資料來源：智慧建材與建築節能產業之發展趨勢，馮明惠 13

服務與系統帶來家庭生活的智慧化

EthernetPower Line

iL100

電燈 電風扇空氣遠端管理Server

Power Line

空氣清淨機

X10 2-way Transceive

攝影機

家庭保全服務

遠端管理

Transceiver

RS232電燈 灑水裝置 警報器Twisted Pair

internet節約能源服務

心電圖機

RS232 to BT

BlueTooth

iL100

Twisted Pair

影音娛樂服務 Twisted Pair數位電錶

血糖計

BT Bridge

iL100

煙霧感測器

三合一感測器

瓦斯感測器

瓦斯遮斷器

RS232健康照護服務

家庭自動化服務

資料來源：財團法人工業技術研究院

居家照護 環境感知監控保全 自動讀表 物業管理能源服務

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以雲端支援智慧生活服務落實智慧建築

智慧內容＋智慧匯流＋智慧/雲端平台＋智慧建築＋社群服務

防災指揮應用層 智慧管理 安全城市 線上政府 健康照護 環境監控 智慧物流智慧交通

透過雲端運算服務

•超大型(massive)•可延展(scalable)

平台層 電信數據中心 應用數據中心 城市資訊中心

可延展(scalable)•公共事業概念(utility)•端末設備連結(client)

電信網 寬頻網際網路 物聯網

網路層智慧生活所需特性

感知層/

網路層 •大量使用者•隨需求擴大規模•隨時隨地取得

手機 PC CCTV RFID 電子錢包視訊電話 智慧社區感知層/

端末設備 道安勤務 •端點設備連結

未來智慧生活需要有效結合未來智慧生活需要有效結合新興端設備 + 雲端平台 + 民眾生活需求

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電子化政府與智慧建築之結合

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建築物邁向永續發展的趨勢

1990年代全球溫暖化及環境變遷問題日益惡化，追求永續發展形成建築物發展之主流。成建築物發展之主流

智慧綠社區智慧綠城市

智慧建築

Ethernet

Power Line

iL100

電燈

電風扇空氣清淨機

遠端管理

Server

Power LineX10 2-way Transceiver

RS232

心電圖機

電燈

BlueTooth

攝影機

灑水裝置 警報器

Twisted Pair

internet

家庭保全服務

節約能源服務

血糖計

RS232 to BT Bridge

BlueTooth

iL100煙霧感測器

三合一感測器

瓦斯感測器

瓦斯遮斷器

RS232健康照護服務

家庭自動化服務

影音娛樂服務 Twisted Pair數位電錶

資料來源：U.S. Green Building Council, Inc.

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二、智慧綠建築與智慧城市發展概念

科技始終來自於人性，建築的目的是為人類創造更佳的生活環境

照片來源： https://www.google.com.tw

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世界各國積極推動智慧城市發展

日本東京無所不在的 觀光導覽倉敷市無所不在物流Uruma市無所不在觀光立國

韓國首爾市MyBUS客製化交通資訊服務松島市的醫療服務

歐洲丹麥哥本哈根遠距醫療瑞典司德哥爾摩採動態汽車收費德國METRO肉品貼上RFID標籤 Uruma市無所不在觀光立國

橫須賀市世界通用的行動終端松島市的醫療服務德國METRO肉品貼上RFID標籤

莫斯科銀行採雲端技術共享業務資源法國採雲端計算使法網賽事資訊透明化

中國北京城市管理平台，處理交通電力和通信系統

美國Seattle居民參與能源價格制訂Chicago新公安系統降低反應時間

北京城市管理平台 處理交通電力和通信系統上海科技無所不在具體表現舉辦世博天津生態城綠色建築以及迴圈經濟等技術創新無錫展開傳感網應用示範工程南京一站式平台公共服務

資料來源：經濟部技術處

Chicago新公安系統降低反應時間IWOA州民追蹤電力有效調整水電使用Alabama州民教育系統可遠端教學

南京一站式平台公共服務杭州居民可遠端控制家中一切設備廣州市政府電子商務無線示範應用城

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國際智慧社區、城市發展趨勢 韓國U-CITY建構圖

國外針對居住環境之發展除智慧綠建

築外，近年來歐盟、美國、日、韓甚築外，近年來歐盟、美國、日、韓甚

至中國大陸，均積極發展智慧社區及

智慧城市。如美國舊金山、韓國松島、

日本新世代能源北九州智慧社區實證

計畫等，均有相當成效。 資料及圖片來源：http://www.urenio.org/2010/01/18/koreas-strategies-for-future-cities/

日本ICT智慧型城鎮構想圖

strategies-for-future-cities/

北九州市智慧社區計畫

「動態電價」，根據電力供需緊迫程度浮動電價、促使用電者調整用電時間的動態定價實驗，成效極佳。

資料及圖片來源：日本總務省網頁 20

•資訊共通平台

日本柏之葉智慧城市發展

資訊共通平台•能源管理及可視化•健康管理•智慧交通•智慧交通

日本第一個使用外部電力交換及完全能源管理及可視化之社區及可視化之社區

高齡者積極參與社會規劃活用ICT的"健康數據可視化"，實現多代同堂家庭的健康增進

低碳樂活及健康促進系統與多樣化行動力智慧型交通系統

圖片來源：內政部建築研究所永續智慧城市創新實證考察報告 21

美國聖荷西市的智慧城市

在智慧美國挑戰計畫下，英代爾與聖荷西(San Jose)市政府推展其第一個智慧城市應用，主要為利用收集即時資料(Real-Time-Data)來追蹤空氣品質及交通流量等來改善全市生活環境來追蹤空氣品質及交通流量等來改善全市生活環境。

資料來源：intel 22

歐盟智慧城市趨勢

建築物零碳建築

歐盟

零碳建築

盟智慧

大尺度冷暖房

慧城市

電力

智慧電表智慧電網

技術路

交通 智慧公共交通及管理路線圖圖

資料來源：http://setis.ec.europa.eu/set-plan-implementation/technology-roadmaps/european-initiative-smart-cities

23

歐盟智慧城市推動概況

2008年起，歐洲國家發展智慧城市多以實踐歐盟「20-20-20計畫」為主，其中又以德國的「E-energy計畫」動用了最多資源、影響的範圍最廣。「E-energy計畫」以整合最新訊息通信技術(ICT)，透過電力系統的監視、E energy計畫」以整合最新訊息通信技術(ICT) 透過電力系統的監視控制及管理達成「線上能源管理」為目標，如透過線上能源管理，人民可得知電價的相對高低價時期、透過於住宅、公司安裝電表(meter)達到電力使用資訊透明化等。 智慧城市必須要包含至少一項以下特色用資訊透明化等。 智慧城市必須要包含至少一項以下特色:

1. 智慧管理(Smart Governmnace)2. 智慧經濟(Smart Econmy)3 智慧運輸(Smart Mobility)3. 智慧運輸(Smart Mobility)4. 智慧環境(Smart Environment)5. 智慧公民(Smart People)6. 智慧生活(Smart Living)

資料來源：2014歐盟智慧城市地圖報告 24

歐盟智慧城市與社區推動方式

歐盟在歐盟創新伙伴計畫（ European Innovation Partnership ）中，針對智Partnership ）中 針對智慧城市與社區發展，推出「智慧城市與社區創新伙伴計畫 （European伴計畫」（European Innovation Partnership on Smart Cities and C it ）

EIP on Smart Cities and Community核心問題與目標

Community）。此計畫以補助方式，鼓勵產學研針對智慧城市發展所需之整合ICT、能源、與運輸領域提出創新解決方案，以解決交通壅塞、空 EIP on Smart Cities and Community重點發展領域案 以解決交通壅塞 空氣污染、與高能源成本等問題，進而達成更好的交通、更乾淨的城市環境、

y

25

資料來源： ec.europa.eu，2015

通、更乾淨的城市環境、以及更有效率的能源利用

25

國際智慧社區推動方式

智慧社區基礎設施(檢視既有活動項目)已於2014

國際標準ISO-社區永續發展技術委員會-智慧社區

社區永續發展標準化技術委員會

既有活動項目)已於2014年2月公告

智慧社區基礎設施(一智慧社區基礎設施(一般原則及需求)已於2015年5月公告

智慧社區基礎設施次技術委員會

能源

給排水給排水

交通

廢棄物

ICTICT

資料來源：本研究整理自Dr Yoshiaki Ichikawa網路資料26

三、我國智慧綠建築推動概況

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綠建築評估系統發展概要

因應全球氣候變遷，自1990年英國BREAM開始，各國陸續發展綠建築類似之評估系統，目前已約有26個國家、地方有評估系統。築類似之評估系統 目前已約有 個國家 地方有評估系統

臺灣的綠建築是特別針對高溫、高溼氣候的本土化評估系統。

28

我國發展與環境共生的綠建築評估系統

我國綠建築評估系統在亞洲是第1個開始實施，在全球也僅次於英國、美國及加拿大，是第4個實施具科學量化，同時也是第1個對高溫、高濕氣候進行綠建築評估的國家。

1999台灣2007德國

1999台灣

2003中國1995美國

1998 加拿大GBTool

2002 日本1990英國

2002 日本 2006 iiSBE

29

2003 澳洲

綠建築標章制度

綠建築評估系統指標-被動式設計精神

指標名稱

1.生物多樣性指標

生態 2.綠化量指標

3.基地保水指標

評估對象：

設計完成建築物取得「候選綠

節能 4.日常節能指標（必要）

減廢5. CO2減量指標

-設計完成建築物取得「候選綠

建築證書」。

已完工建築物取得「綠建築標

減廢6.廢棄物減量指標

7.室內環境指標

-已完工建築物取得「綠建築標

章」，標章有效期限為5年。

健康 8.水資源指標（必要）

9.污水垃圾改善指標

資料來源：內政部建築研究所合格級: 20~37 銅級: 37~45 銀級: 45~53 黃金級: 53~64 鑽石級: 64及以上

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綠建材標章制度

人的一生約有90％時間於室內空間活動，室內品質對人體健康影響甚鉅。 為提升居住環境舒適性及健康性、降低建材製造或使用階段對環境造成之

衝擊 促進「人本健康 地球永續 本所於2004年建立綠建材標制度衝擊，促進「人本健康、地球永續」，本所於2004年建立綠建材標制度。 2012年11月開始實施「室內空氣品質管理法」，室內空氣品質將納入規

範，綠建材可由源頭管制，引導形成室內健康環境產業鏈。

北迴歸線

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智慧建築標章制度

智慧建築：藉由導入資通訊系統及設備手法，使空間具備主動感知之智慧化功能，以達到安全健康、便利舒適、節能永續目的之建築物。

智慧建築標章系統指標–主動式設計精神

大指標群 指標名稱 評估要項大指標群 指標名稱 評估要項

1.綜合佈線指標佈線系統之規劃設計、可支援之服務、導入時機與流程管制...

廣域網路之接取 數位式(含IP)電話交換

基礎指標2.資訊通信指標

廣域網路之接取、數位式(含IP)電話交換、公眾行動通信涵蓋(含共構) ...

3.系統整合指標系統整合程度、整合方式、管理方式、整合平台...

4.設施管理指標 使用管理、建築設備維護管理...

5.安全防災指標 建物防災、人身安全...

空間環境、視環境、溫熱環境、空氣環境、

功能指標

6.健康舒適指標空間環境、視環境、溫熱環境、空氣環境、水環境...

7.貼心便利指標空間輔助系統、資訊服務系統、生活服務系統...

8.節能管理指標能源監視系統、能源管理系統、設備效率、節能技術...

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智慧建築與綠建築之相關指標內容

生態

節能

安全健康便利舒適

性能提升即時感知回應

減廢

健康

舒適節能永續

合理結構系統 建構完整綜合佈線系統綜合佈線

被動式設計 主動式設計 合理結構系統 結構輕量化 再生建材利用

土方平衡設計營建自動化設計與施工

建構完整綜合佈線系統 整合資訊與集中管理

機電設備中央監控集中管理 建立整合系統強化水平管理

監控系統子系統整合互動設計

綜合佈線

資通訊設計

廢棄物減

CO2減量指標

營建自動化設計與施工

屋頂隔熱設計 晝光利用

導入風力或浮力通風設計

監控系統子系統整合互動設計

設施管理系統導入建築資訊模型(BIM )整合建置建築能源管理系統分時分區及負

系統整合設計

設施管理設計日常節能

廢棄物減量指標

導入風力或浮力通風設計 空調節能設計 太陽能光電系統整合規劃

建築基地透水與保水措施

建築能源管理系統分時分區及負載監控

安全防災系統智慧化設計 佈建環境訊息感測、顯示與警示

設計

能源管理設計

安全防災

基地保水水資源指標

指標

雨水收集利用

基地綠化設計 生態網絡設計

室內照明與眩光防制設計

功能的健康舒適管理設計方案

建立建築資訊服務系統 無障礙運動空間、餐飲、購物、

安全防災健康舒適

綠化生物多樣性

指標

指標

牆面與天花板色彩設計 噪音與振動的防制措施

無障礙運動空間 餐飲 購物盥洗與休憩服務空間設計

室內環境指標

貼心便利

智慧綠建築

33

智慧綠建築與永續智慧社區政策進程

◎政策進程 智慧綠建築推動發展進程

1.綠建築推動方案

2.生態城市綠建築推105 108

智慧及永續發展生態城市綠建築推動方案

3 智慧綠建築推動方生態城市綠建築推動方

綠建築推動方案

智慧綠建築推動方

90--96 97--10099--104 105--108

永續智慧城市-智慧綠建築與

3.智慧綠建築推動方案

4 永續智慧城市 智

建築推動方案

動方案築推動方案結合ICT產業擴大至生態城市

因應環境氣候變遷

擴大至

綠建築與社區推動方案

4.永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案

擴大至永續智慧社區

90年

97年

99年

105年

34

智慧綠建築推動方案緣起與目的

•為結合綠建築並善用國內ICT產業優勢，行政院於99年12月核定智慧綠建築推動方案（99-104年）。綠建築推動方案（99 0 年）

•智慧綠建築：以建築物為載體，導入綠建築設計與智慧型高科技技術、材料及產品之應用，使建築物更安全、健康、便利、舒適、節能減碳又環保。

提升生活環境品質促進建築節能減碳 帶動科技產業發展

安全 健康

提升生活環境品質促進建築節能減碳 帶動科技產業發展

節能 永續

生態、節能、減廢、健康 安全、健康、便利、

便利 舒適

安全健康 便利舒適生態 節能 減廢 健康

舒適、節能、永續 安全健康、便利舒適、節能減碳又環保

配合既有標章與獎勵規定，綠建築與智慧建築並同推動 35

綠建築執行成效 266民間綠建築數目

至105年9月底累計評定通過綠建築及候選綠建築共計6,044案。民間業界參與逐年增加，比例從91年的6％ 111

180204

民間業界參與逐年增加 比例從91年的6％﹙7案﹚至103年已達到36％﹙204案﹚，104年更高達到40％﹙266案﹚。

4 5 7 1626 30 38

52 5257

40

80

總樓地板面積合計6 364萬㎡ 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104年度

總樓地板面積合計6,364萬㎡ 。每年約可節水7,161萬噸。每年約可節電15.12億度，固定CO2當量8.53億公斤。

2 204個大安森林公園2,204個大安森林公園。合計每年約可節省水電費約新台幣60.2億元。尚有生態、保水、綠化、減廢、資源節約等效益。

600

800

273 321 306396 349

465331

454 481

616572

659513

綠建築數目

0

200

400

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

5 8118

177273 321 306

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

年度

36