紅河隱園:以AIoT體現安全健康、節能永續的峽谷建築

紅河隱園:以AIoT體現安全健康、節能永續的峽谷建築
台灣有許多卓越的建築案例,大多只能從精彩的文案、宏偉的建築造型來膜拜,有多少建築成品能夠允許我們近距離的實際操控、坐下來深度的品頭論足呢?台灣不大但人才濟濟,如果有業主願意分享場域,讓志同道合的人能夠充分隨性地待著,相互交流技術、分享經驗與合作,相信彼此都會精進提升。希望以「紅河隱園」案例拋磚引玉,帶動場域分享的風氣。
(右圖)位處森林的「紅河隱園」有著大落地窗,在白天日照充足。
 
位於烏來紅河谷畔、2023年完工的「紅河隱園」,是離市區最近的峽谷建築之一,這一座近千坪的小型莊園,四層樓建築不到200坪的室內空間,雖然比不上宏偉的市區高樓,但小空間內就能夠一次飽覽多樣化的整合體驗。
 
無駐派人員監管的莊園,需要AIoT 來守護
森林多雨潮濕,需要長時間維護室內乾燥舒適,48處大落地門窗阻隔環境濕氣、19台冷暖空調、5套除濕系統、158個迴路照明、全棟循環熱水…這些生活設備的管理已經全面IoT化。但在活動住宿期、無人監管下,建築環境安全、耗電節能管理,與兼顧景觀視覺、空間舒適感衝突下須平衡管理,即便全面電腦自動化遠端操作,仍必須克服人工管理的盲點、設備故障的處置時效。
 
AI是個趨勢,現在必須做好「數據」基礎建設,否則偽AI不過是個語音控制罷了。想要建置一套先進的AIoT系統,必須先評估將來的痛點,如維修、擴充、軟體續航度、妥善率、操作難易性,能不能持續發展延續升級?最差的情況下,能不能回復為最基本的傳統操作模式?…等,都必須審慎評估。如果只是追求噱頭跟風,將來必定會束之高閣。此外,找到負責任的工程團隊也是核心重點。
 
會館一到夜晚,建築室內外都有燈光來映照氛圍。

 
「理想」與「現實」的挑戰
一、工程團隊的意志力與能力備受考驗
回顧2017年莊園建造初期,便經歷營造、水電包商慣性追加預算及「擺爛」態度,導致管線預留設計非常複雜,加上水電工班管理不當,讓初始訊號線、電源走線、設備收容位置錯誤百出。雖然以最少的壁面打鑿工程來串接所有設備的訊號管線才解決了這個難題,卻也必須面對業主新需求、新設備的不斷擴充,工程團隊的意志力與能力備受考驗。此外,在台灣的工程界中,系統彼此封閉不串接是故有慣例,因為廠商不想去背負穩定度差的負擔,因此業主要多開幾個系統軟體來操作,雖然工程結案了,但是卻累了以後接手管理的工作人員。
 
二、節能vs.舒適,如何找到平衡?
建築剛啟用時在放任使用的情況下,第一個月的耗電量近5,000度,相當驚人!在導入IoT環控節能管理系統後即減少了47%的耗電。探究其因,主要是在炎熱的夏天空調長時間開啟,整個建築空間都是分散式冷氣設備,會議室、餐廳、客房聚集處總是將溫度調在最低溫,卻經常空無一人。而位處森林的會館,有著大落地窗在白天日照充足,一到夜晚建築室內外都需要燈光來映照氛圍,但賓客通常不會主動隨手關燈。此外,雖然採用熱泵型熱水器,不同季節的水溫也影響耗電。
 
三、以科技解決人性與管理痛點
「紅河隱園」在活動散場之後總是無人顧守,最令人擔心的是門窗未關,門禁安全與昆蟲、水氣灌入室內危及環境維護。但是,往往會發生賓客離開後冷氣未關、大白天外牆照明被打開…等,每位住在市區的工作人員使用手機遠端監控設備狀況,一有遺漏未關閉的設備立即遠端操作,三更半夜安全防護與每個月的電費帳單控管都是例行的工作任務。然而,凡事還要「人為」上線檢查,效率總是慢了半拍,惟有減少人為因素、導入更多的自動監測設備,對設備異常、電力/網路斷訊、災害發生等進行即時通報預警,才能夠提早因應。
 
「紅河隱園」四層樓建築不到200坪的室內空間,能夠一次飽覽多樣化的整合體驗。

 
IoT到準AIoT的基礎準備,邁向未來
目前「紅河隱園」的IoT環控節能管理系統除了要向行之多年的BA系統致敬之外,最大的差異點是:彈性的新增設備、大幅減少線路佈置,功能修改透過軟體編輯,以API通訊協議達成更多元的跨系統設備串接,這是一套「持續在長大」的環控架構。
 
中央管理解決方案特點
  1. RS-485有線系統與Wi-Fi通訊串接。前提是Wi-Fi網路要夠穩定、好管理。
  2. 每一個節點、設備的即時運轉狀態都必須在系統中呈現。
  3. 空調開關啟動,包含溫度、風量、冷暖、送風…等皆遠端調控。
  4. 照明控制,包含調光、色溫、情境式、隨著日照、預約、人在感測控制。
  5. 設立智慧電表,空調、除濕、熱水獨立迴路,與一般樓層用電區分。
  6. 門窗開關狀態偵測,管制溫濕度、昆蟲侵入、安全情境管制。
  7. 房間、空間裝設溫濕度感測,實際監測該空間的真實溫溼度。
  8. 毫米波生理辨識感測器,做為久滯、離場空調溫度調控依據。
  9. 會議室空品監測與新風對流,人流監測系統自動調整空調溫度高低。
  10. 室內外光線、紫外線、水位、水量、水壓、漏水監測,作為生活用水與災害監測管理。
  11. 氣味調控,以多迴路精油情境香氛控制,進行環境、餐食區的用餐氣味平衡。
  12. 電動氣窗作為熱對流排氣,電動窗簾+全棟複層中空玻璃,減緩光熱造成空調耗能。
  13. 車牌辨識、戶外影像監控、人臉辨識、門禁遠端管理,用於賓客、平時無人駐場的工作人員進出管制。
  14. 智慧照顧:電子圍籬、臥床離床、久滯跌倒、緊急呼叫、生理健康數據量測、移動定位尋人。
AIoT環控節能管理系統架構圖

 
AIoT智慧環境管理,啟動了哪些特殊的功能?
  1. 設備故障異常的偵測,從戰情看板顯示à主動通報à追蹤紀錄à 統計分析。
  2. 災情即將發生的預警,建立AI預判必須有建築內的設備運轉大數據。此部分仍在發展中。
  3. 環境背景監測(天、人、事)+個別空調控制。例如:輸入某時段的會議活動,系統會偵測當前門窗開關狀態、氣候、人數、時間、設備有無異常…等參數,在AI LLM串接運用中,會呈現即時資訊來互動執行情境控制。更多的訓練數據累積會讓AI情境更真實。
  4. 節能管理用電數據建立,每次不同的活動內容根據當時天候、人數、使用時間、型態來統計用電數據,形成資料庫之後就能夠進階升級新的AI運用。
  5. 私有雲的伺服電腦中心+App、瀏覽器雙重操作軟體系統。
  6. 開放性的跨系統整合架構,根據需求開放API 與不同工程系統串接。
 
與其說是一棟建築,不如稱為「持續長大的Smart Lab
每一個階段,總會出現新的運用設計。政策發展上要注重節能減碳,在商業考量上要注重健康舒適,該如何去平衡這兩個之間的矛盾?我們的設計理念是以「包容」排除「強制」,讓使用者自行選擇操作設定模式。
 
會館中有一項特殊的展示情境——智慧照顧&健康舒適,特定人在當下的情緒壓力、體溫、運動、睡眠狀態及定位尋人,系統可根據該人員的生理數據狀態來決定該處的空調溫度、風量、燈光顏色、音樂的調適,雖然目前屬於表演性質,但是呈現以人為本的整合技術,希望每位來賓與可以滿意此行。
 
一年之後的科技來看現在,通常會令人覺得略顯生澀。建築或許不會再長大,但是應該賦予預留延伸,讓未來內容可以更充實。「紅河隱園」最大的特點,就是維持彈性擴充的空間來因應日新月異的運用發展。


 
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