善用BEMS優化建築節能效益

肇因於全球暖化、氣候異常現象，迫使各界莫不亟思推動節能減碳，而佔有全球碳排逾4成比重的建築物，尤其是首要管理標的；在此前提下，「建築能源管理系統(Building Energy Management System；BEMS)」遂成為形塑智慧建築的過程中，不可或缺的一環。

眾所周知，台灣自產能源堪稱匱乏，98%以上倚賴海外進口，而環顧建築相關用電情況，住宅與商業用電消耗電力超過3成，能耗現象可謂顯著，促使「零碳大樓(ZEB)」或「低碳大樓(LEB)」成為大勢所趨，因此如何藉由有效的系統監控與管理來縮減能源消耗，即成為至為重要之課題，在此之中，BEMS實為箇中關鍵樞紐。

根據內政部營建署所頒布的智慧建築設計技術參考規範，BEMS乃是實踐「節能管理」(為智慧建築八大指標之一)的軸心，究其主要意涵，則是將耗能的各項空調設備或機電設備，透過其設備提供監控，連結於網路化之自動化控制裝置，檢測設備及系統之能源耗能情況，以邏輯化的運作方式及節能管制方法，達到節能成效。

整合BAS、EMS、BMS與FMS多項機能

一個完整的BEMS架構，裡頭應當涵蓋建築設計層面、運轉層面(如建築能源監控系統)與省能對策專家系統等三大構面。先是藉由數位化監控系統，針對建築物能耗現況詳加診斷，再將量測所得數據與資料庫數據交互比對，藉以發掘問題之所在，接著透過專家系統，分別針對設計問題、運轉問題及管理問題，擬定省能對策，再回溯到原系統執行改善措施，同時進行經濟效益評估。

綜上所述，適用於現今環境的BEMS，其運作流程極為複雜，牽涉的環節相當多，舉凡建築設備、用電資料，甚至是防災與保全系統，皆須緊密結合，倘若僅憑藉早期簡單的DDC(Digital Direct Controller)數位控制方式，或是沿用傳統專屬而獨立的建築自動化系統(Building Automation System；BAS)，恐怕都無法克竟全功。

因此新一代的BEMS，理應採取開放式網路架構設計，以國際間廣為採用的BACnet、LonWorks等開放式通信協定，支援TCP/IP通訊協定，藉此支援遠端遙測功能；另外，BEMS面對相關系統之量測數據，亦須具備自動擷取功能，以便於即時線上顯示系統的運轉性能。

發展至今，BEMS愈來愈包羅萬象，甚至演變為集結BAS、能源管理系統(EMS)、建築管理系統(BMS)、設施管理系統(FMS)的龐然大物。也就是說，它不僅需要借助BAS，針對建築物內部的電力設備、空調設備、冷熱源設備、防火及防盜設備進行集中監控，也需要仰賴EMS集中傳達各個監視點的數值，透過BMS管理各設備之運轉、維修，接著還得借助FMS累積各項設備運轉狀況記錄、維修保養費用…等等各式報表，以利推動後續的財務評估或營繕管理。

訴諸即時線上診斷  掌握能耗趨勢

論及BEMS最大效益，無非就在於即時線上診斷功能，使得用戶可藉此查詢各感測器數據，並瞭解當下建築能源使用狀態及能耗分析；舉例來說，用戶可以自行選定一段時間區間，同時查詢諸如主機耗電、運轉噸數或冰水進出溫度等多筆資料，再選擇不同參數作為X、Y座標軸，深入診斷溫濕度變化對於能耗數值的影響。

以刻正積極推動節能管理服務的中華電信為例，亦已加值運用控制器、感知器、多功能集合式電表、電子式電度表等各式儀表所蒐集之數據，推展能源管理系統軟體的多項功能，無論是冰水冷卻水進出水溫、流量、RT負載、負載率%、KW、KW/TON、COP值、DUI、EUI值等各項設備轉運現況，以及各設備迴路即時用電資料、電力單線圖、用電趨勢圖，乃至於資料庫查詢、迴歸曲線分析、設備運轉柱狀圖、室內溫濕度狀態、點陣圖、燈具控制平面圖、照明二線式控制圖，林林總總皆已涵蓋於其中。

總括而論，BEMS之於用戶的核心價值，就在於迅速即時掌握電力及設施運轉現況，作為避開尖峰用電時段的參考，而在獲知能源消費量後，也有助於實施必要控制，在不影響舒適度的前提下，減少不必要的能源支出與超約罰款，此外更重要的，面對電力或空調設備可能逐步邁向故障失效之趨向，也不再茫然無知，諸多效益可見一斑。

關於智慧建築專欄

隨著ICT產業邁入智能化應用新藍海，為加速台灣智慧應用創新服務之發展，建構產業全球發展之能量，特別企劃智慧建築之系列專欄，分別就「技術與標準」、「導入及運用」以及「案例分享」進行系列報導，並定期於每周三上刊，若讀者對文章內容有任何建議，或希望投稿，請聯繫：elisha.hung@digitimes.com洪小姐收。