智慧插座是個邁向更智能的便利生活與節電成效的節能神器嗎？─節電高雄市篇

本文為 內政部建築研究所 廣告

從「死」的殼，到「活」的有機體 

當我們談論「建築」時，你的腦海中浮現的是什麼？是鋼筋混凝土構成的冰冷牆壁？還是僅僅能遮風避雨的空間？ 在過去的數千年裡，建築被視為「被動」的存在。它們靜靜地在那裡，承受日曬雨淋，等待人類去開窗、去點燈、去調整空調。如果這棟房子是一具軀殼，那麼過去的它，是沒有靈魂、沒有神經的「死物」。 

因此，當我們想要在建築上減少碳排，往往都是些很被動的過程：降低建造時的碳排、減少用電。 

然而，隨著科技的發展，我們正站在一個歷史的轉折點上 。智慧建築（Intelligent Building）是指藉由導入資通訊系統及設備之手法，使空間具備主動感知（Active Sensing） 的智慧化功能，以達到安全健康、便利舒適、節能永續目的之建築物。這意味著，如果你還認為智慧建築只是裝了自動門或聲控燈的房子，那你可能完全低估了這場演化的幅度。智慧建築正在從一個被動的「殼」，演化成一個具備生命特徵的「有機體」。 

為什麼我們需要這種演化？ 首先是為了生存。在全球追求「臺灣 2050 淨零排放路徑及策略」的背景下，建築物作為能源消耗的大戶，必須變得更聰明才能達成節能永續。其次是為了照護。面對高齡化社會的挑戰，建築必須具備「健康管理」的能力，主動守護居住者的生理狀態。最後是為了安全。在氣候變遷導致的極端天氣與地質風險下，建築需要更敏銳的神經系統來預判災難。 

內政部建築研究所特別訂定《智慧建築評估手冊》，指明智慧建築的評估指標。 只是堆砌昂貴電子設備的，不能再稱為智慧建築，而必須是人類為了回應環境劇變，利用資通訊系統（ICT）作為人工神經，賦予空間「看、聽、思考」的能力，終極目標只有一個：在最節能的狀態下，提供人類最安全、健康、便利的生存環境 。 

神經系統：光速傳遞的感知網絡 

一個聰明的生物，首先要有發達的神經系統。在智慧建築的架構中，這被稱為「基礎設施指標」 。這套系統是建構智慧建築中各項系統連結、溝通與傳輸所需的資通信網路架構。 

建築物內的垂直主幹佈線必須採用「光纖化架構設計」。光纖（Fiber Optics）不僅具備極高的傳輸頻寬，更擁有體積小、易擴容、抗干擾的特性 。這就像是生物演化出粗壯且傳導極快的中樞神經，確保海量數據能在建築大腦與感測器之間順暢流動。 

除了有線的骨幹，智慧建築還佈建了全方位的無線傳輸網絡。這要確保電梯內、地下室等每個角落都有強穩的訊號，這是智慧建築與外界溝通的基本本能。再來，還要建構無線物聯網（AIoT），利用 Bluetooth、ZigBee 或 NB-IoT 技術，將環境中的微小變動——如空氣品質、溫溼度或設備運轉資訊——匯集到數據庫 。 

還有，智慧建築的神經系統設計必須考慮「未來」，也就是「擴充性」與「備援機制」。當主路由斷訊時，備援網路必須在毫秒間接管，確保數據不中斷；當新的 AI 技術出現時，現有的光纖架構還要能輕易升級 。這種設計讓建築具備了神經的可塑性，能隨著科技的進步而持續進化，而不是在完工五年後就變成了科技廢墟。 

此外，為了保護這套脆弱的神經系統，資訊安全也被提升到了基礎設施的核心位階 。這包含了防火牆、雙因子認證，甚至是非對稱的區塊鏈加密機制，確保建築的感知數據不會被外部駭客竄改或截斷 。 

大腦與意識：從數據到預判的維運智慧 

有了神經，還需要大腦。智慧建築的維運管理（Operation Management）系統，就是它的核心意識所在。 現在，建築的大腦不再只是被動地接收訊息，而是具備了自我意識的雛形。它透過整合 BIM（建築資訊模型）與數位孿生（Digital Twin）技術，在虛擬世界中建立了一個一模一樣的自我 。 

這份「意識」並非從交屋那天才開始，而是從施工階段就開始孕育。在建造過程中，智慧建築就已經開始記錄自己的成長過程。資材追蹤能確保每一根鋼筋、每一方水泥都符合設計標準 。 這些數據最終匯集成「靜態數據庫」，成為建築一生中最重要的「初始記憶」。 

當建築進入營運階段，它的大腦開始處理大量的動態數據。最神奇的功能在於預測性維護。傳統建築是等電梯壞了才修，但智慧建築能分析馬達的震動與溫度曲線，在故障發生前兩週就發出預警，通知維修人員進行「預防性治療」。這不僅讓維修成本更低，也讓居住更安全與可靠。 

免疫與反射：毫秒級的生存本能 

關鍵來了，在「生物」的定義中，「反應」是一個關鍵要素。當危險來臨時，生物會本能地閃避或應對。智慧建築在「安全防災（Safety & Disaster Prevention）」指標中，演化出了強大的免疫系統與反射神經 。 

這套系統的核心在於偵知、顯示、連動的鐵三角架構 。 

• 偵知（Sensing）：它具備火警感知、地震感測、用電異常偵測甚至漏水偵測的能力 。 

• 顯示（Display）：一旦察覺異樣，它會立即在公共空間、手機 APP 甚至住戶內的影音對講裝置發出告警訊息 。 

• 連動（Linkage）：這是最關鍵的「反射行為」 。 

假設有一場火災發生。智慧建築的感測器嗅到煙霧的瞬間，它會啟動一連串複雜的生理反射： 

• 切斷威脅：自動關閉瓦斯閘門，關閉非必要的用電迴路以防二次災害 。 

• 開闢通路：解除逃生動線上的所有門禁管制，並控制昇降機自動停靠避難層 。 

• 引導逃生：啟動閃滅型或聲響型避難方向指示燈，主動引導人員往遠離起火點的方向移動 。 

• 連動影像：防災中心會自動跳出火場即時影像，讓指揮人員能瞬間掌握真相 。 

這種像是科幻電影中太空船的「毫秒級」連動，能將人為判斷錯誤的可能性降到最低，與時間賽跑，保護生命。 

除了應對自然災害，建築也具備針對「人為威脅」的免疫力。 透過影像辨識、電子圍籬與防盜警報系統，建築能區分住戶與入侵者 。當發生入侵或求救訊號時，系統會立即連動周遭的照明與廣播設備，進行嚇阻並同步錄影存證 。甚至連地下室的有害氣體（如一氧化碳）濃度過高時，建築也會自動啟動送排風設備進行「排毒」 。 

這就是智慧建築的生存哲學：它不僅是一個避難所，它本身就是一個會主動防衛的戰士。 

代謝與恆定：與地球共生的節能哲學 

作為一個龐大的能量消耗體，智慧建築懂得如何精準地調節自己的能量代謝。這對應的是「節能管理（Energy Management）」指標 。 

節能不再只是換裝 LED 燈具那麼簡單，而是進入了智慧化管理的層次。 

• 智慧需量控制：透過能源管理系統（EMS），建築能即時預測用電峰值。當電力負擔過重時，它會主動調降非必要區域的空調或照明強度（卸載），甚至釋放儲能系統中的電量，以達成平滑負載的效果 。 

• 再生能源與創能：智慧建築會利用太陽能或小水力發電來補充體力，並將這些綠色能量納入整體的能源調度計畫中 。 

在 AI 時代，這些智慧化管理都迎來了超進化。建築會自動分析過去的用電數據，模擬不同的環境參數（如室外溫度、日照強度、人流量），預測出最省電的運行模式 。這種精準的能耗管理，除了省電費，更是為了達成 2050 淨零排放的生存策略。 

節能的同時，住在裡面的我們也要感到舒適。就像恆溫動物需要維持體溫恆定，智慧建築也致力於維持室內環境的恆定性。這就是健康舒適（Health & Comfort）指標的核心 。 

• 環境狀態偵知：感測器不僅監控溫溼度，還監控二氧化碳濃度、PM2.5、TVOC（總揮發性有機物）以及光環境照度 。 

• 設施連動控制：當感測到室內二氧化碳過高時，它會主動引進外氣；當窗外日照過強時，它會自動調節遮陽板角度或調光控制燈具 。 

• 水環境管理：它甚至會監測水箱的水質與酸鹼值，確保流向你手中的每一滴水都是安全的 。 

這種「以人為本」的調節，讓居住者能處於最舒適、最健康的狀態，讓建築真正成為一個能呼吸、會調節的有機生命體。 

它不只是建築，它是你的生存夥伴 

演化從未停止。當建築智慧化程度不斷提高，過去許多我們認為僅與施工階段有關的項目，也可以納入管理，方便我們計算建築完整生命週期的碳排放。例如是否使用預鑄工法來減少施工廢棄物與工時、是否使用到了具備感知與自修復能力的智慧建材、甚至是跨建築的數據群管理的智慧管理雲平台。智慧建築正在打破單一建築的界限，向智慧社區、智慧城市張開聯網。 

建築是我們遮風避雨、休息的所在。但在這個氣候變遷劇烈、能源稀缺且人口老齡化的時代，傳統建築已經漸漸無法滿足人類的生存需求。我們需要的不再只是一個遮風避雨的洞穴，而是一個有神經、有大腦、懂代謝、且具備強大生存本能的智慧有機體。 

智慧建築會在你感到悶熱前為你開啟微風，會在危險來臨時為你開闢生路，會在能源短缺時為地球精打細算。它不只是你住的地方，它是你的守護者、你的管家，更是你在這個複雜世界中，最親密、最可靠的生存夥伴。這，就是智慧建築存在的真正意義。 

本文由 國立臺灣師範大學 委託，泛科學企劃執行。 

在這個通信技術普及的年代，我們不斷介紹各式各樣的通信技術。大多數的通信技術都是為人服務的，這似乎是理所當然的。然而，有一種通信技術並非直接為人服務，而是為物體之間的交流提供支持。這種技術不僅存在，而且在現代已經成為最主要的通信形式之一，我們稱之為——物聯網（IoT）。

物聯網，Internet of Things，簡稱 IoT，顧名思義就是物品，機器、設備連上網路。

在我們生活中，如智慧手錶和藍牙耳機這些穿戴式設備，它們各自擁有特定功能，同時又能透過藍牙技術相互連結，這就是物聯網的一種應用。

你可能會問，手機也算是物聯網的設備嗎？

這取決於你如何定義和使用手機。如果是人們使用 5G 或 4G 技術彼此傳訊息和溝通，那麼這不屬於物聯網的範疇。但當手機與藍牙耳機或智慧手錶連接時，它們之間的互動更符合物聯網的概念。因此，物聯網的基本定義是，不直接涉及人跟人、或是人與設備的互動。基本上都是設備跟設備之間的溝通。

通信是人類最基本的需求，同時也帶來無限商機，就像我們不想跑到別的地方買可樂，卻發現賣光了一樣，科技為能解決這些需求，促使通信技術的持續成長。

如同手機的普及帶動了市場需求，從一家一部的電視和冰箱，到人人一支的手機，並且每隔幾年就更新換代。這種商機吸引了企業的投資，也推動了強大的研發動能。

而現在，我們正生活在一個設備數量遠超人類數量的時代，從藍牙耳機、智慧手錶，到遍布全球的智慧設備，物聯網的技術已經無處不在。

不妨思考一下，還有哪些需求尚未被滿足，也許它們正是下一個物聯網應用的起點。

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參考資料

• The little-known story of the first IoT device – IBM Blog
• 台中空品感測器物聯網勇奪 GO SMART 國際大獎- 生活 – 自由時報電子報
• 目前環境部空污感測器涵蓋那些地區？監控多少污染源？
• PM2.5 Open Data Portal
• 東大・NTT ドコモ・東北電力、「LoRa 無線通信技術」を活用した送電設備の監視に係る実証試験を実施
• 横浜国立大学様（藤野陽三教授） | 導入事例 | ソナス株式会社

• 本文轉載自科技大觀園，原文為《物聯網的資安攻防大戰！臺灣該如何見招拆招？》
• 作者 / 科技大觀園特約編輯｜曾繁安

5G 科技讓萬物聯網的新紀元已經來臨，代表著機器與機器溝通，人類過上全自動化的超便捷生活不再是夢。但這同時也意味著科幻電影中，邪惡駭客組織攻占重要機關的主機系統，引發一連串資安問題，甚至攸關社會國家安危的重大事件，也可能在現實中發生！
科技帶來的便利與風險並存的這個世代，來聽聽資安專家——資策會資安科技研究所王仁甫策略總監的精彩分享，一起思考 5G 物聯網下面對的資安挑戰。

一起跟資安達人瞭解 5G 如何翻轉我們的生活！

「16 年前一個月黑風高的夜晚，博士班學姐的一通電話，讓我踏上資安這條不歸路……」

問起投入資安領域的契機，王總監用打趣的口吻開場。當時在學姐的建議下，他參與了設計國内第一個資安指標的工作，從此開啓與資安的不解之緣。自稱「資安界 56 哥」的王總監，雖非一般人熟悉的另一位仁甫兄，但他對科技資安研究的敏銳觀察與豐富經驗，肯定令人甘拜下風。

他談到，4G 網絡的發展令網紅經濟崛起，你我都不曾想像『點讚、訂閲、打開小鈴鐺』會變成一種常態。而接下來的 5G 物聯網，將帶來更大的轉變與衝擊。

為什麽比起 4G，5G 有「大頻寬、高速率、低延遲」的特性？這是因為目前 4G 所在電磁波區間（約 450 MHz ~ 3800 MHz）已塞滿用戶，讓網速變得越來越慢，因此人類便把腦筋動到頻率更高的毫米波頻段（約30 GHz ~ 300 GHz）。增加了 5G 的區段，就像從塞爆的車流中，移到空曠的新路上。而頻率越高，頻寬也越寬，這條道路不止空曠而且比原先的更寬闊，於是訊息的傳遞能暢行無阻，理論上可比 4G 快一百倍！

「5G 最重要的，就是可以達成邊緣運算（Edge Computing）。」

王總監舉例，自動駕駛和遠距醫療還未普及，是因為傳統仰賴的雲端運算（Cloud Computing），傳輸訊息的速度不夠快，且成本高。雲端運算可以比喻作中央集權制，凡事都要經過朝廷皇上批閲議決，效率自然較低；但邊緣運算就像地方分權，讓數據可以直接在收集端附近實時處理和分析，無需先上報到雲端進行存儲、管理和分析運算，節省了上傳等待運算的時間，也減輕網絡和服務器的負擔。

在高速公路和手術檯上，微秒之差就是生死關頭。而 5G 搭配邊緣運算，大大提高的數據傳輸速率與極低的延遲，讓自動車之間可以維持安全的相對距離，遠端控制的手術刀可以精準無差地落在正確的部位。

也有賴於 5G 科技，需要大量運算資源的人工智慧（Artificial Intelligence，AI）也可以實現。這些發展促成物聯網（Internet of Things, IOT）的建立，機器和機器之間可以達成溝通，整合各方數據資訊，迅速有效率地完成各種指令。小至個人智能家居，大至工廠機械、重要基礎設備如水壩、發電廠等等，都能踏入數位自動化的新境界。

越方便就越危險？機器與機器的連接也要小心

不過，5G 的特性也改變了用戶與網絡間的關係。傳統 4G 是直鏈狀的系統，由電信商自上而下提供網絡，再經由應用程式界面（Application Programming Interface，API）提供服務給用戶，存在一個封閉式的層級關係。但速率快、訊號覆蓋範圍較小的 5G（注1）， 則是由邊緣端、應用裝置及用戶組成，數據傳輸相互往來的三角形體系，不再有上下權限差別的限制。為了形成物聯網提供更多應用，5G 網絡也變得更對外開放，被駭入的風險也會提高。

研究專長為駭客行爲的王總監提到，如今網絡犯罪的作案手法越來越多元。過去搶匪洗劫銀行，還要擔心實體鈔票金條太重，扛不動。現在駭客只要動一動手指，就能利用惡意程式讓銀行的上億元瞬間消失；或使用勒索病毒，鎖定廠商的資料庫，再以巨額款項要挾，否則就把重要生產機密銷毀或公諸於世。

「5G 應用得越深，危害的情境就越高。」

未來 5G 物聯網可能面對的兩大資安威脅，包括用戶 IP 可能被駭入後，可能被用作惡意中繼站或跳板繼續攻擊另一方，讓受害者同時也成了加害者。再來，當物聯網涉及的層面越來越廣，假如被不法分子入侵掌控的是自駕車、基地台，甚至是重大國家基礎建設如水壩、發電廠等等，造成的損失傷害不堪設想！ 

網絡戰資訊戰開打，台灣如何接招還擊？

從個人角度，平時養成謹慎小心的習慣，不隨便亂點不明連接，隨時留意最新的網絡犯罪手法，是保護自己的不二法門。但在通訊科技發達的今時，第三次世界大戰很可能就在網路上發生，資安可是攸關國家安危的重大議題。

自 2016 年起，台灣便喊出「資安即國安」的口號，而王總監也參與在草擬「資安即國安」1.0 與 2.0 戰略的工作中。在1.0 戰略中，首要步驟就是將資安鐵三角（資訊安全、通訊安全、國家安全）正規化。政府也修訂相關法規，將資訊和網際空間延伸為國家主權的一環，並把駭客攻擊與竊取智慧財產，納入情報蒐集的工作，才能為網絡戰做好準備。

「守護要自己來，就需要有人才。沒有資安人才，就沒有基礎的資安；沒有錢投入，也不會有資安人才。」

王總監强調，一個國家的資安要做好，最重要的就是資源與人力的投入。如果國内資安產業沒有妥善發展，資安人才缺乏，就必須仰賴國外的產品。若系統程式都不是由自己人開發，而是假手於他人，便難以確保檢測過程的可靠性，往往等到資安事件發生後，才驚覺漏洞的存在。因此，政府也編組了多支專業團隊，培訓資通電軍與資安產業人才，為國内資安把關。

而「資安即國安 2.0」的重點，除了規劃新設數位發展部、成立專責的資通安全署，就是主動式防禦（注 2）——與其乖乖等著被人打，不如自己先請外部團隊攻擊自己，作資安測試，去找出資安漏洞和弱點！舉例來說，業界為了找出系統防禦上的漏洞盲點，常會委外進行紅隊演練（Red Teaming）。就像在進行軍事演習，紅隊扮演進攻方，以無所不用其極的方法嘗試入侵，同時驗證藍隊防守方的偵測與回應能力。這樣的演練成本可不低，一次就要三五百萬臺幣起跳。

但台灣不用付錢，就有免費的資安攻防演練！王總監如此笑言。這是因為，在全球最常受駭客攻擊的國家排行榜上，台灣可是位居前列。根據網路資安商 Fortinet 的報告，2021 年第一季台灣遭受到超過兩百萬次的駭客攻擊，平均每分鐘就會遭遇逾 15 次的攻擊！所謂危機就是轉機，這些源源不絕的攻擊，也讓台灣深具適合發展資安產業的龐大潛力。王總監認為，資安產業要像台灣未來的台積電，扮演護國神山般的角色。

想投身資安產業？不需要獻出心臟，只要有一顆熱忱的心

「投入資安產業不要限科系，但是要有一顆熱忱、學習的心。」對於有心想往資安領域發展的年青人，王總監給出這樣的建議。

雖非資訊科學出身，但大學的工程背景，讓王總監有了程式語言的基礎。後來他取得經濟學、法學雙碩士，前者使他瞭解產業界的趨勢走向，法學則令他知曉資安重合規性與合法性的重要。在科技管理與智慧財產權領域的博士論文中，他則從社會學、科技研究的方法分析駭客行為。他表示，跨領域的學習可以讓他從更廣濶的視角，釐清各方問題之後，找到痛點，來提供更好、更全面的科技與資安政策。

王總監指出，這一代除了要與人溝通，還要學會與機器溝通，所以掌握好程式語言的邏輯基礎是重要的，因此王總監所在的資策會資安所，除了研發研發資安監控平臺，將研發的成果技轉給業界，同時他也擔任台灣駭客協會(HITCON)理事和社團法人臺灣校園資訊安全推廣暨駭客培育協會(TDOH)理事，推展培育資安人才的各項活動，未來希望能舉辦小朋友駭客營，讓孩子在小學階段就能接觸和體會程式語言是有趣的。他也勉勵年輕人，能力好的可以負責找漏洞和抵禦攻擊，站在資安攻防戰最前線；即使程度不夠拔尖，也可肩負資安維運的工作，在各自的崗位上適才所用，都能為守護資安和國安，盡一份心力。
 

1.根據光速等於波長乘以頻率（c = f × λ）關係式，我們知道頻率越高的波段，波長越短，穿透能力強。所以 5G 電磁波訊號遇到障礙物時，會想强行穿越而非「繞」過，繞射能力弱，造成散失的能量大。因此 5G 雖然有著高速率、低延遲的優勢，弱點就是訊號覆蓋範圍小，故需要設置夠多的基地台方可實現，而電信服務商會提供用戶建設專網——既不同於覆蓋範圍大的公網，而是擁有特定目的、獨立運作的網絡系統。
2.此外，主動式防禦也包含三要素：歸因、阻斷、減災。歸因便是找出攻擊的背後原因，釐清駭客的犯案動機，才能對症下藥。再來，對惡意程式來源進行阻斷，往後才可以減少再次被入侵的風險。

參考文獻

• Fortinet：台灣 Q1 每分鐘遭逾 15 次駭客攻擊
• 5G社會來了，未來世代的資訊安全
• 5G 浪潮來襲！ 應用領域潛藏資安危機，關鍵在「資安合規」
• 出席臺灣資安大會　總統：推動「資安即國安2.0」戰略　建立堅韌、安全、可信賴的智慧國家
• 國家數位治理的挑戰與機會