智慧建筑与照明
从工程的角度来看，无可否认地，人体是一套非常微妙的感测与控制系统。人的身体具备了许多感知的器官。透过这些器官，人们可以产生触觉、嗅觉、听觉、味觉及视觉。在这些感知信息中，有的可以感受周围事物的状态，作为判断环境状态的依据；有的能实时促发身体动作，产生自发性的保护机制，进一步避免外界伤害的发生。智慧建筑的构想与人体的感知和动作极为相似。所谓智慧建筑即是指一具备环境感知与设备控制能力的建筑物。这样的建筑体除了能感受环境的变化，还能够聪明地依据环境状态信息来调控各项设备，进而达到安全、舒适又节能的效果。随着人们对于居住质量的要求越来越高，如何营造一个舒适且节能的居住环境，已成为一项重要的议题。
在一般民生用电中，以空调系统及照明设备最为耗电。空调主要是在维持室内的热舒适环境，会影响温度、湿度等气候变化。而照明设备是用来满足室内的光环境需求，影响作业面的照度大小。充足的光线的与良好的照明质量对室内环境极为重要。对于心理层面而言，好的光环境可以增加学习的能力，提高工作的效率。甚至可以影响商店里货物的销售率。对于身体而言，好的光环境可以维持视力的健康，减少视力病症的发生。
过去的想法大都专注于节省空调的耗能。其原因是因为空调耗能较大，若是能更有效率的使用空调，则会有显著的节能效果。但在实际上，如果能加上照明设备的节能策略，可以更增加节能的效益。透过智慧建筑，我们可以利用可调整的遮阳设备及灯具来节省电力，同时维持光环境与热环境的舒适性。
光环境与灯具
接下来我们介绍一些光的特性，了解如何才是舒适的光环境。也从节能的角度来看如何选择适合的灯具。
● 照度
所谓照度就是指单位受照面积的光通量数量，其单位为勒克斯 (lux)。在不同的场所需要不同的照度大小。对室内环境而言，越精细工作需要越高的照度值，但不代表越大的照度值越好。但由于眼睛具有瞳孔，可以依照环境的亮度作适当的调整，藉此控制光线进入眼球的多寡。因此人眼对于照度的容忍性有一范围。举例来说，根据CNS照度规范所定义，在安全梯间只需要有30～75勒克斯的照度即可，在客厅需要有300勒克斯的照度。若是阅读与写字时，则需要750～1000勒克斯的照度。
● 均齐度
均齐度是指在作业面上，最低照度与平均照度的比值。均齐度描述了作业面照度不均匀情况的轻重。当均齐度越大时，代表作业面的亮度几乎相同，则此时当人眼看不 同的区域时，不用花费太多的时间在适应不同亮度上，所以眼睛较不易疲倦。反之，当均齐度较小时，代表了作业面的照度落差较大，则人在看物体时，需要时常调 整来适应不同的照度，容易造成眼睛的疲劳。
● 演色性
演色性代表光源照射物体时反映出真实颜色的能力。演色性越高，则代表被照射的物体越能反映出真实的色彩。自然天光是一种最佳演色性的光源。若是在辨识色彩需求较高的环境里，低演色性的光源会造成颜色的误判，所以在绘图室，服装间等场所，需要较高演色性的光源。
除了上述要素外，室内光环境还需考虑光源的辉度及炫光程度。一般来说，选择良好的光源，并配置于适当的位置，就可以营造出舒适的光环境。但要考虑节能，还需要使用节能的灯具。随着灯具制造科技的发展，许多节能有效率的灯具都已在市面上推出。我们可以利用发光效率衡量灯具的节能能力。发光效率越高代表每一分电力所产生的光量越大。而发光效率越低则表示灯具较为耗电。以传统的玻璃圆形电灯泡而言，发光效率为 18 lm/W。而日光灯管的发光效率可达 85 lm/W 以上。市面上常见的T8日光灯管效率约为 90 lm/W，而T5日光灯管具有接近100 lm/W 的发光效率。T5的灯管也可以配上可调光的电子安定器，透过控制日光灯闪烁的频率来调节灯具的亮度。
至此我们知道了光的特性，也知道如何选择适合的节能灯具设备。进一步我们能透过智慧建筑，将这些环境信息与灯具设备整合起来，自动的达成节能与光舒适的环境。
智慧建筑的节能调控策略
对于在光环境与照明节能，智慧建筑与现在传统建筑有什么不一样呢？我们可以透过传比较传统建筑的外观来得知。观察一般传统大楼的外面窗户玻璃，外观看起来较为黑暗。其目的便是要阻绝太阳热辐射的进入。虽然这样的玻璃可以阻绝部分辐射热的进入，但这如此的设计却把建筑物里面的人与外界完全的隔离。当中午光线较强时，里面的人约略可以看见外面的景物，但在阴天或天光较微弱时却也挡住了由内往外看的视野。此外，日光虽然会带进热量，但也可以有技巧的利用引进天光来节省室内照明。而自然天光具有良好的演色性，更是可以好好利用作为室内光线的来源。在这里要解决的挑战是，如何利用自然光来减低照明的耗电，并同时阻绝天光的热辐射呢？在阻绝辐射热方面，我们可以利用智慧建筑的可调整的遮阳设备来解决这样的问题。现行的市场中已发展出许多遮阳的 产品，如窗帘，百叶窗，电控变色玻璃等等，这样的设备在过去多是靠人工手动来调整进光量与遮阳的比例。但手动的调整往往依据的是人的感觉，未必能够节省能源。而在智慧建筑中，可以经由感测照度与精确计算引入天光的方式，来自动达到节能且舒适的室内环境。
我们更进一步来看遮阳的比例与耗能的关系，可以发现对空调系统与照明设备的耗能刚好是相反的行为。举例来说，当遮阳比例越高，可以阻绝太阳辐射热的进入，能够减少空调系统的耗能，但因为阻挡了天光的引入，灯具的耗能也势必会增加。反之，当遮阳的比例变小，辐射热会被大量的引入，为了要移除过多的热量，会增加空调系统的耗能，但由于天光的引入，却能减少灯具的耗能。在实际上，当我们知道外面的日光亮度与热辐射强度后，可以经由计算得知引入到室内的量，也可以知道遮阳比例最适合比例的大小，使得照明设备与空调系统的总耗能为最小。举例来说明，当无遮阳的时候，光线可以完全的进入，灯具的耗能较低，但会因为辐射热的引入，空调耗能较高。而完全遮阳的时候，也就是百叶或是窗帘全部关上时，空调耗能较低，但因为没有天光的辅助，需要完全靠人工光源，灯具的耗能较高。以图3为例，我们可以发现在这两集端中间存在一遮阳比例，可以使总耗能为最小 (如图3所示)。这也是智慧建筑可以自动调控设备所带来的节能效益。
除此之外，由于智能建筑可以透过网络的方式控制灯具设备，也能够透过更多元的自动控制来减低照明的耗电，智能建筑系统便可以进一步地依据居住者的行为和习惯来作灯具的调控。实际上，我们可以在建筑中布建传感器，作为侦测人们的行为与动作。当传感器侦测到居住者在作精细工作的时候，可以调整灯具，使用较为明亮的光线；当人们在谈话或是休息时，就可以调整为较为暗的情境，同时减低不必要的灯具耗能。在大楼中不同的范围，也具有不同的照明需求。例如在走道区，当传感器发现没有人经过时，便可以调暗灯光。而在办公区也会有部分区域没有人在的时候，便能够关闭电灯。这样的省电观念其实存在已久，可是因为人的习惯不容易培养，手动的控制又显得麻烦，现在智慧建筑能将这些原本是人该作的事情全部自动化，并且找出最适合调控的时机，达到方便节能又舒适的目的。
未来展望与挑战
智能建筑融合了建筑与资通信技术，这样跨领域的整合不仅需要传统建筑设计的观念，更需要注入资通信的能力来使建筑的机能更向上提升。在室内光环境的调整上，智慧建筑的概念可以准确的调整遮阳设备，提供节能舒适的光环境。同时也可以根据使用者的行为来做出相对应的节能行为，对于建筑有相当大的附加价值。目前控制技术与感测网络通信技术均趋于成熟，但在居住者行为的辨识上还有发展的空间。目前多半使用红外线传感器来作为行为辨识的依据，但由于红外线的物理限制，无法很精确的知道人的行为正确为何。但若是可以加上电力行为监控及影像传感器，便可以大大提高辨识的准确度。而要如何判断居住者的行为与需求，找出最适合人性的调控策略，也是今后研究发展的重点之一。
