全球主要國家皆要求全面降低能源消耗，而修建更多的發電廠將花費高額的成本，實屬不切實際的作法。像加州等跟隨國家先進環保觀念的州政府，則規定在未來10年內，要達到大幅降低能源消耗的目標。加州全球氣候暖化解決法案(Assembly Bill 32)要求在2018年之前，建築物的能源消耗須減少50%，其他如California's Title 24等建築規章則進一步規定，以窗戶和天窗的日光採集與自動照明控制來節能。當然，美國並不是唯一對商業照明要求提高節能效率的政府，歐盟目前正在討論一項淘汰無效燈泡的計畫，並制定要求時間控制自動化的商業照明法規。  

新一代LED照明系統應運而生 

首先簡單檢視一下能源都用在什麼地方：在一棟傳統商業大樓的電費帳單中，照明費用占40%；在所有使用的照明能源中，商業照明占近70%。其他主要包括暖通空調(HVAC)系統的能源消耗占商業建築使用能源的40%，以及其他如電機等商用項目消耗20%的能源。  

HVAC系統於1980年代被建築網路控制採用，而如ProfiBus的專利FieldBus網路則演變成現今像BacNet用來連接HVAC系統的標準網路。BACnet係針對建築自動化和網路管理所制定的ASHRAE、ANSI和ISO標準協定。它不僅允許系統自動化，還有加熱、通風、空調控制、照明控制、存取控制、火災探測系統以及設備相關的其他應用控制系統。  

照明與HVAC系統同樣由網路集中管控是理所當然的，有什麼系統可比現有的建築控制網路更好的控制照明呢？  

現今照明系統發展自脈寬調變(PWM)、單結型場效應電晶體(FET)、電阻、電容、感測器等較難控制的分離電源元件，因此如同過去各種技術革命一樣，照明系統也須要革新才能進入數位化的新時代。  

若將電力電子與控制照明的網路連結並整合，將為如發光二極體(LED)等新一代照明系統大幅減少能源的消耗(圖1)。  

圖1　照明控制未來趨勢

與大樓控制網路連結　HVAC/照明管理更智慧 

如果能在照明系統亮度從0調至100%的同時，還與大樓的控制網路進行連接，不僅能滿足使用需求，還能發展成建築自主控制系統(圖2)。此外，能檢空間使用和光線條件的智慧感測器，亦能提升公眾環保意識。大樓的使用資訊透過網路傳送至中央控制處，照明控制器也能接收到訊息，如此一來，中央控制處可根據時間和空間使用情形，對照明和HVAC系統進行自動化管理。  

圖2　建築連網HVAC和照明網路

這些由智慧感測器驅動的聯網照明系統能大幅節能。假設有一個地下停車場，在停車場中燈光24小時全天候全亮運作，而在沒有檢測到動靜的情況下，這些燈光會自動變暗，將能節省50%以上的能源。這個系統還可與鄰近的感測器整合，幫助偵測停車格空位，並告知駕駛適合停放的位置，縮短找尋空車位的過程，可降低燃氣消耗及碳足跡。  

其他主要應用還包括街燈和戶外停車場照明。在這兩種環境中，無論有無車輛或行人經過，照明從黃昏到清晨都是全亮的。由感測器驅動的街燈，可在淩晨兩點以後亮度降低50%，感測器間也互相連結，所涵蓋的探測範圍距離長，若探測到來往車輛時，將自動讓街燈轉為全亮。其他環境例如辦公室和高樓大廈，即使無人使用照明系統通常也還是全亮，因此可設定為在「沒有探測到動靜」或是「晚上8點以後」，就讓這些場所的燈光變暗或關閉。  

採取自動節能策略　商用照明效率提升 

商業照明注重的是效率，同時也需要新數位架構，以提供新功能和降低成本。自主控制和感測器能降低維護成本與大幅節能，省下充裕的資源，以幫助汰換過時的傳統照明系統。LED照明使用壽命為30,000?50,000小時，與螢光燈的10,000?25,000小時，以及鹵素/白熾燈的5,000?11,000小時相比，可使用時間較久。  

螢光燈在交流電(AC)線頻率時，會有微小的閃爍，加上它的光譜有限，無法呈現所有色彩，因此有些人不喜歡用螢光燈。儘管現今的螢光燈運作效率高，但加入可調低亮度的元件之後，將變得非常昂貴，此外螢光燈的安定系統無法縮短開/關迴圈的時間，對動作感測器或近接偵測(Proximity Control)方案來說，並非十分理想。  

當LED照明的設計適當，就能達到長達30,000?50,000小時的壽命、效果更佳的光譜、無閃爍和更迅速的亮度調整。  

商用照明環境中的自動節能策略，能夠檢視空間使用情形與近接偵測，並偵測房間裡的人什麼時候離開、控制時間和環境光感測適應等。偵測所得的資訊可透過多種方式來控制照明：  

．變暗 

照明控制器採用標準的回饋迴圈和控制機制，可在不需要時，減少燈具的照明輸出，以避免能源浪費。與LED燈光一起運作時效果最佳。  

．可選燈光轉換 

在大房間中，可設定固定步驟，如開啟第二或第三個光源，以增強照明輸出或降低亮度。  

．自主照明控制 

低耗能無線網路，如ZigBee、無線區域網路(Wi-Fi)；或有線網路如DALI、DMX，能針對個別地點提供專門照明方案，亦能依政策與需求建立中央控制系統，以控管照明。  

改善能源管理　建築連接照明系統獻計 

商用燈具與照明系統的設計人員正面臨新的挑戰，除政府制定的新規範之外，客戶開始對高效能綠色產品產生興趣。建築連接照明能應用在HVAC能源管理與照明管理，使企業內部的總能源管理更容易。建築連接照明系統讓企業能掌控每個房間的整體溫度和照明所需的能源，並自動檢視已占用的空間和時間，改善整體能源管理。  

(本文作者為奧地利微電子子公司AMS-TAOS感測器驅動照明總監)