台灣零售業中的連鎖超商與銀行家數全世界密度最高,佔商業建築耗電10%,節能改善商機龐大,但是診斷分析所需的成本過高,缺乏誘因,推動極為困難,本研究開發建築節能系統平台,針對產業界所遭遇的各項困難,提供友善、高準確度節能預測與投資回報率分析。在平台驗證方面,以我國銀行業為案例,進行建築能源基線建立及建築電力使用量預測,並與實際用電資料比較,評估我國銀行業建築之節能效益。分析結果顯示全年預測與實際用電誤差小於7%,驗證本研究所建立的各分行建築能耗基線模型具高準確度。本平台獲得2017年全球百大科技研發獎(R&D 100 Winner)。平台以開放式創新技術平台為架構,整合建築節能產業上、中、下游,平台可透過軟體API介接建築能源管理系統,進行能源管理與預測。提供國內外建築節能產業一創新節能系統評估工具。
依據U.S. Energy Information Administration (EIA)統計,美國商業類建築約560萬棟,其能源使用量佔美國總能源的19%,約5.4兆度[1]。然而,商業類建築樓地板面積<140坪(5,000ft2)之建築佔50%,顯示全美一半商業建築屬於小型建築物。U.S. Environmental Protection Agency (EPA)指出,全美約65萬棟零售業建築(佔商業建築的12%),每年能源消耗210億美元。其中,連鎖便利店及零售商店分別有21%及41%的節能潛力。若以每年20%的節能潛力分析,每年全美零售業節能高達42億美金[2]。在台灣方面,商業建築能源使用佔總能源19.3%,約492億度[3]。台灣零售業中,連鎖超商與銀行家數全世界密度最高,耗能量大。截至2015年底,國內四大連鎖便利超商已有10,199家;金融銀行也有6,232家,以上兩種連鎖零售業年耗電約48億度,佔商業建築耗電10%,此部分仍尚未包含量販店、連鎖餐飲、藥妝店等類別耗能,在連鎖服務業逐漸盛行的時代,節約能源將是刻不容緩的事[4]。雖然連鎖服務業建築節能改善商機龐大且是全球節能減碳重點,但是推動極為困難,主要原因包含(1)建築診斷分析所需的成本過高,在不確定是否有改善工程商機的情形下,ESCO產業與業主投入意願低,尤其針對連鎖型具有大量建築的業主,不確定節能效益的情況下,逐棟建築診斷分析成本極高;(2)以經驗法則判斷,常有系統超量設計的情形發生,造成低效率及成本浪費;(3)建築系統複雜(可控設備極多且彼此交互影響)不易得到最佳解決方案,節能效果不如預期;(4)因節能改善效益難以立即獲得驗證,且無法準確評估投資回報率(ROI)以致業主無法決策。
為因應連鎖服務業節能減碳技術發展需求,本研究建置全國首創雲端化人工智慧建築節能系統平台,針對上述目前產業界所遭遇的各項困難,開發相對應之技術突破方法,包括:(1)將國內常見的商業類建築類型以及常用的建材及機電設備等,建置成標準建築能源模型及建築元件資料庫,可短時間內完成建築能源模型建置及同時進行分析,減少建築診斷分析成本;(2)首創建築能源模擬結合設備快篩與排序技術,在眾多的節能設備中,依其主要規格的組合條件進行篩選與排序,評估最適合的節能設備與系統,避免超量設計;(3)透過建築能源模擬方法,可替換各種節能改善措施組合,分別進行節能改善效益分析,評估最佳節能改善方案;(4)全盤考量包括氣候條件、建築外殼、內部負載、使用排程等交互影響,可在短時間內計算節電量與投資回報率(ROI)。...更多內容,請見《機械新刊》雜誌。