環保議題近年來在全球產業的熱度不退，在此同時，智慧城市與智慧建築需求不斷上升，也讓BEMS(建築能源管理系統)的商機持續發燒，根據市調機構Navigant Research的統計，市場規模將於2021年將可達到62億美元，BEMS大量整合了IT技術，將電力、照明、空調等所耗用的資訊轉為可視化，也讓能源管理更精準。
就市場面來看，BEMS的產品以管理系統的軟體與服務最為重要，此二者的產品占比相加之後超過八成以上；從區域市場來看，歐洲與北美的市場占比較高，兩者相加占了市場占比的六成。
雖然北美與歐洲是目前BEMS的主要市場，但是市場人士也看好未來亞洲市場的發展潛力，其中日本希望2020年時，建築能源管理系統的普及率達到50％以上；且亞洲市場中逐漸開始出現許多新興建築，BEMS的採用率將會大大提升；2015年時，印度總理莫迪也提出了智慧城市的發展目標，計畫在全印度建設一百座智慧城市，因此亞洲市場的建築能源管理，未來具有極大發展潛力。
建築能源管理系統的前身為BAS（建築自動化控制系統），BAS轉化為BEMS的過程中，最大的變化在於通訊標準化，共同資訊標準的制定，驅使原本是封閉且獨立式的BAS系統，藉由網路轉為開放式架構；在開放式架構下，使得BEMS擁有基本的IT資訊，利用資訊的取得與分析，讓企業可清楚的了解建築能耗。
IT技術成熟 BEMS快速普及
市場人士指出，BEMS這幾年高度發展有幾個因素，包括資通訊成本的下降，以及IoT與Big Data等技術的成熟，驅使BEMS達到發展高峰，未來的智慧建築與智慧城市，將由點拓展至線的模式，而不再是單一棟建築來審視；進而達到機器之間可互聯／互動，機器方能自主的控制與最佳化。
| 圖1 : IoT與Big Data等技術的成熟，驅使BEMS達到發展高峰。(Source:Siemens) |
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在技術面，BEMS主要是利用目前市面已經普及化或是已開發之技術，進行家庭耗能系統之控制。有線系統部分，將利用已經在國際間逐漸普及的有線系統之通訊協定(Bacnet、Lonwork等)控制技術來進行各家庭耗電設備之聯繫控制，配合Zigbee、Bluetooth等無線傳輸技術，進行短距離資料以及室內外各感測器訊號之傳輸，並將各設備有效整合，進行系統化的控制，進而將各種控制模式、工作時程、管理機制導入家庭生活當中，並將系統控制軟體化，進行有效監控。
透過智慧電錶提供使用者關於能源消耗量的量化資訊，根據歐、美、日等國的實驗研究發現，讓民眾了解實際能源的使用狀況，並藉此改變一般用戶等需求端的用電觀念，只要用戶能即時掌握各時段的用電費率與用電模式，可對用電成本較具概念，自然而然在生活中也會節約用電，估計可減少至少5～15%能源消費。
目前建築能源管理系統的架構，主要由大樓自動化系統、能源管理系統、設備管理系統等硬體設備和軟體系統組成，大樓自動化系統(Building Automation System，BAS)，主要採用全球主流的BACNet網路技術，或美國的LonWorks、歐洲的KNX技術標準，使透過大樓內部網路即時監控建築物內的空調、電氣、照明、衛生、安全防災等設備運轉狀況。
能源管理系統(Energy Management System，EMS)是利用感測網路並搭配各計量裝置、資料獲取器、管理系統等，針對大樓內外環境與日常活動需求，監控與管理大樓電力能源，使能源使用達到效率化，設備管理系統(Facility Management System，FMS)：對大樓內之各項設備進行維護與管理，使達到定期保養、設備異常可即時通報等，讓設備維持最佳運轉狀態。
建築能源管理系統，主要的節能功能與應用目的，是利用能源管理系統中的計量表和資料收集器，擷取用電設備的資料，幫助用戶建立即時能耗資料、統計與分析能耗資料、提供節能建議。
| 圖2 : 建築能源管理系統擷取用電設備的資料，幫助用戶建立即時能耗資料、統計與分析能耗資料、提供節能建議。(Source:LG) |
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五大功能架構BEMS系統
就目前發展來看，建築能源管理系統之功能與使用需求，可歸納成以下幾點：
1. 獲取及建立即時能耗資料
即時能耗資料獲取系統，透過各種計量裝置、資料獲取器和資料獲取軟體，以收集各種能耗資料，並將資料保存到能源管理系統的能耗資料庫中，提供各級管理人員流覽或利用能源計量資訊進行用電分析。
2. 能耗資料統計與分析
能耗資料統計與分析功能提供各分類分項能耗資料的逐時、逐日、逐月、逐年的統計圖表和文本報表，以及各類相關能耗指標的圖表，以利各級管理人員進行比對與分析能源使用情況，調整能源分配策略，達到節能減碳之目的。
3. 需量控制與用電規劃
由於整體建築物內部使用者的用電狀況不一，建築能源管理系統可根據各用戶狀況，通過組態的方式確定整體能源使用情況，做出能源使用計畫。需量控制系統可制訂需量合約電價、大樓用電設備之自動化復載/卸載等用電規劃、根據用電設備負荷量自動卸載或復載。透過此系統功能建立能源使用計畫，提高能源使用效益，確保系統需量不超過契約容量，以免受罰或停電。
4. 建立能源標準與量測系統
對於不同種類建築物的能源使用情況，必須建立能源標準與量測系統，以便進行比較，使建立完整且全國性之資料庫，以利電力公司、建築業者及相關節能廠商作為日後推行相關產品與服務之參考依據。
5. 新興Web節能服務
從一般小型住商用戶的電器使用習慣分析，可以發現一般使用者雖有節能的觀念，但卻無法確實執行，以致於浪費許多電器產品之待機耗能。所以，若能讓使用者獲知用電資訊，就能讓使用者知道該如何改善用電習慣，激勵他們主動節能。
上述功能已逐漸成為BEMS的主要設計，除此之外，這兩年AI技術也快速拓展到各領域，未來應用到能源管理也將成為趨勢之一，透過大數據、雲端平台與AI的整合，未來BEMS將更成為真正具有智慧的能源管理平台。
