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建築簡訊

建築研究簡訊第104期 《內容全覽》

主題報導
作者:詹佳穎

推廣智慧居住空間,強化展示中心互動體驗

一、推動目標及背景

       本部致力於推動「永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」,結合綠建築設計技術與智慧化系統,深耕普及智慧綠建築,達到提升居住品質、加強節能減碳及帶動產業發展三贏的目標。

       為有效運用我國資通訊(ICT)科技產業優勢,推動智慧綠建築以建築為載體基礎,導入綠建築設計及智慧型高科技技術、材料產品之應用,透過網路、監測設備及系統整合等技術,使智慧化建築物具備自動感知、分析及回應等功能,讓生活更便利,爰此本部積極推動智慧建築,從設計階段就鼓勵導入安全健康、便利舒適、節能永續的建築智慧化功能基礎,同時並與產官學界合作,以建築實體平台展示AI智慧生活產業的技術整合應用項目,推廣適合居家使用、技術穩定且價格親民之智慧住宅設備系統,方便民眾將智慧生活知識學習成果帶回家,並複製應用於自家或工作場所。

       為讓社會大眾有機會親身體驗節能永續、安全安心、健康照護、高齡友善及便利舒適的智慧生活環境,本部於臺北市文山區建置「智慧化居住空間展示中心(Living3.0)」,以整合智慧化科技,同時提供場所讓國內相關業界廠商能透過展示中心展示推廣其創新智慧產品;並於該展示中心2樓建構適合一般庶民生活需求「智慧住宅單元(Smart Unit)」,提供參觀民眾有感體驗智慧生活並利於複製其經驗。另「易構住宅實驗屋(EAG House) 」原係展示無線射頻辨識(RFID)技術於建築產業之應用成果,為普及推廣智慧生活科技,本所於104年起改造易構住宅實驗屋內部空間,結合人臉辨識與語音導覽系統,增進智慧生活互動樂趣,讓參觀民眾實際體驗獨棟住宅之智慧化生活空間。

二、智慧住宅展示中心(區)以及易構住宅實驗屋展示內容說明

       智慧化居住空間展示中心及易構住宅實驗屋首創以智慧生活空間應用情境的常態展示,另為考量中南部地區民眾參訪之便利性,內政部與產官學界合作,在北、中及南都有建置智慧住宅展示中心(區)以及易構住宅實驗屋,展示適合在地居住使用、技術穩定且價格平實之智慧住宅設備系統,自98年起至今(108)年3月底,在臺北的智慧化居住空間展示中心及易構住宅實驗屋已有165家設備廠商,335項產品參與展示,參訪民眾已達11萬5千餘人次,不但獲得民眾的肯定,同時也成為外賓來臺參訪智慧綠建築的重要據點。另智慧住宅中、南部展示區自102年起至今年3月底,參訪者亦已達16萬1千餘人次,成果豐碩。

  • 智慧化居住空間展示中心展示內容說明

       智慧化居住空間展示中心以建築空間實際應用環境為基礎,納入住宅及辦公空間之情境規劃,展示區域包括一樓住宅空間、二樓辦公空間、住宅單元展示區(Smart Unit)、互動體驗區及綠建材展示區等區域,展示內容包括:基礎設施、安全監控、健康照護、便利舒適、節能永續等多項應用情境及示範系統,都是結合智慧化科技技術與情境互動體驗展示,像是智慧機器人,讓您以聲控方式開啟或關閉燈光、調整居家情境,聰明營造不同的生活氣氛,並運用能源管理系統,將能源可視化讓家中的吃電大怪獸現形,進而有助於節能減碳,以維持能源最佳運轉效率。同時為因應高齡化社會的來臨,透過陪伴機器人及活動感知床與地墊,幫助民眾隨時瞭解高齡長者在家的狀況,輕鬆掌握他們的居家健康安全。

智慧化居住空間展示中心-1樓

智慧化居住空間展示中心-2樓

  • 易構住宅實驗屋展示內容說明

       易構住宅實驗屋則是以電子化管理(Electronic)、營建自動化(Automatic)及綠建築(Green Building)為設計概念構成的開放式建築,採用綠建材及綠色能源,達成環境友善與能源有效運用展示內容以獨棟住宅空間,結合智慧綠建築設計概念、科技技術及智慧化生活應用實境為主,並於室內外裝設各式環境、門禁、電力使用感測器,偵測室內外的空氣、溫度、濕度、熱輻射及用電量,調整控制環境的舒適度,如外氣濕度計、RFID門禁系統、地震感測通報系統、智慧電錶等智慧化設備產品,例如:透過門禁系統辨識人臉或指紋管理人員進出,提升居家安全防護;另於陽台上設置智慧曬衣架,結合環控系統偵測照度及濕度,依環境自動調整曬衣位置,避免曬的衣物淋濕,感受便利舒適的高品質生活。

  • 智慧住宅中部展示區(跨部會合作)

       本所102年與臺中市政府合作設置之智慧住宅中部展示區,因展期屆滿於105年12月底前遷移;本所另與文化部文化資產局共同合作於臺中文化創意產業園區綠建築館重新建置,並於106年4月28日開幕,跨部會合作共同推動智慧住宅之政策措施。目前配合文化部「臺中文化創意產業園區」轉型為「文化部文化資產園區」之政策,智慧住宅中部展示區將於本(108)年度第4季辦理移展作業。

  • 智慧住宅南部展示區(中央、地方協力合作)

       另原位於高雄捷運大東站之智慧住宅南部展示區,因展期屆滿,為持續提供南區民眾現場體驗智慧住宅的機會,賡續與高雄市政府合作移展至該府四維行政中心1樓,並於107年10月9日由本部常務次長林慈玲主持開幕典禮,俾發揮行政資源整合應用擴增效益,共同推動智慧住宅宣導工作。南部展示區以節能永續、安全安心、健康照護、高齡友善以及便利舒適等需求納入展示目標,並將通用化及無障礙環境之設計概念列入,以滿足不同社群的使用需求,另配合高雄市政府設置推廣運用綠色營建技術之展示區,俾帶動樂活生活型態,融合各地區性的建築特色文化,期能發展出共生、低碳、循環、舒適、安全的智慧生活空間。

三、未來發展方向

       為持續升級本智慧化居住空間展示中心之展示內容,本所自去(107)年起除建置展出可快速連結應用的資通訊模組,整合既有建築之設備及感測裝置,加速智慧化系統設備換展頻率,提供更加完善的智慧化系統設備展示平台外,同時為落實智慧化科技應用推廣,並因應既有辦公空間相關硬體設施老舊與維修不易問題,本展示中心於本(108)年度將持續擴充辦公空間的管理及服務功能,並透過模組化以強化智慧化生活科技之展示,提高互動體驗效果及導覽效果。

四、智慧住宅展示中心()參觀資訊

       智慧化居住空間展示中心與易構住宅實驗屋以及中、南部展示區,所展示的設備均結合智慧化科技技術與情境互動體驗,操作介面易學友善,方便民眾將智慧生活知識學習成果帶回家,並複製應用於自家或工作場所,讓各地民眾能就近感受國內創新智慧產品的優質功能,歡迎民眾免費預約體驗。

◎智慧化居住空間展示中心及易構住宅實驗屋

地址:臺北市文山區景福街102號(內政部建築研究所材料實驗中心)

預約電話:02-2930-0575#615鄭小姐

開放時間:

一、智慧化居住空間展示中心

預約導覽:週二-週三及週五-週六10:00-16:30

自動導覽:週四上午10:00~11:30及下午14:00~16:00

二、易構住宅實驗屋

預約導覽:週二、週三及週五9:30-16:30

◎智慧住宅中部展示區

地址:臺中市南區復興路三段362號(台中文化創意產業園區綠建築館1樓)

預約電話:04-2217-7777#6965、6967李小姐

開放時間:週一至週日9:00-17:00採預約導覽制。

◎智慧住宅南部展示區

地址:高雄市苓雅區四維三路2號(高雄市政府四維行政中心1樓)

預約電話:07-3368-333 #2432呂小姐

開放時間:週一至週五 8:30~17:30假日採預約開館。

 

智慧化居住空間展示中心(台北)

智慧住宅中部展示區(台中)

智慧住宅南部展示區(高雄)


大事紀要
作者:呂文弘

修正「永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」

       內政部為延續「永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」效益,推動中央及地方公有建築物及廳舍之中央空調節能改善,以達節約總用電量以及抑制夏季尖峰用電,報奉行政院於108年4月17日以院臺建字第1080011534號函核定修正「永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」(核定本)。

       本方案修正重點,包括於原核定「永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」尚未執行之預算額度內檢討修正展期1年,本方案期程自105年起至109年止,共計5年。並調整105年-109年之分年經費以及相關辦理內容部分,辦理全面盤點評估中央機關及地方政府既有中央空調主機能源效率及整體規劃改善對策,及延續推動節能綠廳舍改善工作。本所業於5月1日將前揭行政院原則同意之修正方案分行各部會及直轄市、縣市政府配合辦理。


大事紀要
作者:許閔揚

優良綠建築作品甄選獎勵評選作業要點修正發布

       本部為落實環境永續發展,推廣普及綠建築,促進節能減碳效益,自92年起辦理優良綠建築作品評選,以每2年辦理1次為原則,截至106年止已辦理9屆,共計評選出94件作品,辦理成效良好。

       為籌辦今(108)年第10屆優良綠建築作品評選,本所自去(107)年12月起邀集專家學者及公協會,召開2次研商會議,並參酌與會專家學者及代表建議,於今(108)年2月27日完成修正發布。修正重點包括名稱修正為「優良綠建築作品評選獎勵作業要點」、擴大納入舊建築改善類之建築物參選及新增申請人資格,並為健全法制作業程序,增訂評選申請書及相關應備文件之內容及後續補正規定、評選小組組成、評選及決議程序等規定。


大事紀要
作者:厲娓娓

召開建築資訊建模(BIM)第1次推動諮詢會議

       為整合國內BIM應用相關資訊、提升國內工程品質、強化建築管理效能,本部邀集專家學者、中央部會、直轄市政府,以及民間團體成立推動平台。第1次會議已於今(108)年5月8日召開,由本部花敬群政務次長主持。會中邀請建國工程公司以「建築工程全生命週期導入BIM之關鍵與效益」為題,分享其實務經驗與心得;並請李咸亨教授報告「我國BIM推動的關鍵課題與目標效益盤點」,以及由財團法人台灣建築中心報告BIM國際研討會之籌備情形。

       與會人員對於政府推動BIM之導入,表示肯定與支持。往後會議將邀請不同面向經驗之專家與業界蒞臨,分享其實務經驗及建議。希望藉此機會,增加產、官、學界之交流互動,瞭解各方對於導入BIM之需要及困難處,使BIM推動政策研擬更為完善。


大事紀要
作者:劉俊伸

花次長親臨「2019智慧城市暨智慧綠建築國際論壇」開幕致詞

       本所為推廣智慧建築與社團法人台灣智慧建築協會合作,於108年3月26日至3月29日「2019智慧城市展」共同參展,以呈現AIoT時代智慧建築之創新與應用主軸,並整合永續智慧社區創新實證示範計畫(本所委託財團法人工業技術研究院執行)及優良智慧建築案例(本所委託財團法人台灣建築中心執行)等成果,打造「IBE智慧建築展」專區進行展出,整個專區展出範疇涵蓋智慧住宅、智慧建築、永續智慧社區到智慧城市,讓參觀各界能一次全覽各領域發展概況。

       另該協會為推廣台灣智慧建築邁向國際舞台,配合「2019智慧城市展」,於3月27日假台北世貿南港展覽館舉辦「2019亞太地區智慧城市暨智慧綠建築國際論壇」,特別邀請本部花政務次長敬群親臨參加開幕致詞,隨後花次長並前往參觀「IBE智慧建築展」專區。花次長參觀後表示,藉由此次的展覽結合國際論壇的舉辦,可讓各界充分瞭解到智慧建築的潛力無限,並且現階段在產官學研各界的努力推動下已具備相當成果,期望未來能藉由各界的力量共同持續推動,使台灣智慧建築產業能更蓬勃發展,並加速邁向國際舞台。

圖1. 花次長親臨國際論壇開幕致詞並和與會貴賓共同合影

圖2. 花次長參觀IBE智慧建築展專區與貴賓共同合影


大事紀要
作者:李台光

加速推動建築構造技術規範修訂之法制化作業

       經盤點本所近年建築構造規範修訂草案研究成果,並與營建署協調,由本所協助營建署辦理「建築物基礎構造設計規範」、「混凝土結構設計規範」、「鋼構造建築物鋼結構設計技術規範-鋼結構極限設計法規範及解說」、「鋼構造建築物鋼結構施工規範」等4部規範修訂草案審議作業,其中「建築物基礎構造設計規範」及「混凝土結構設計規範」等2部規範先行試辦。另洽營建署建築管理組,將召開建築技術審議委員會,由本所提案,授權本所成立專案小組,加速推動建築構造技術規範修訂之法制化作業。


大事紀要
作者:褚政鑫

舉辦107年度本所研究成果發表講習會

       本所為增進大眾對建築研究之瞭解、普及建築資訊之流通,業於108年4月25日及26日假大坪林聯合開發大樓15樓,舉辦本所「107年度研究成果發表講習會」,總計共有737餘人次參加。
  本次發表講習會規劃高齡者安全安心生活環境、都市及建築防災、建築防火科技、建築技術多元創新、綠建築與建築節能減碳及建築資訊整合與分享等6項主題,共計44案,其中「高齡者安全安心生活環境」係全面考量高齡者特性,逐步建立整體無障礙生活環境及制度,以合乎國人對無障礙空間的使用需求等7項研究課題,「都市及建築防災」包含地方層級國土計畫城鄉發展地區災害韌性規劃之土地使用管制策略…等3項研究課題,「建築防火科技」包含停車塔自動滅火設備設計及滅火效能之研究…等11個研究課題,「建築技術多元創新」包含高飛灰摻量混凝土與鋼筋間握裹強度之研究…等7項課題,「綠建築與建築節能減碳」包含綠建築之造價成本分析比較研究…等13項研究課題及「建築資訊整合與分享」中包含以BIM輔助建築及室內裝修防火避難之審查驗證研究…等3項研究課題,成果豐碩。


大事紀要
作者:張乃修

辦理108年度本所行政作業講習

       本所108年度研究計畫行政作業講習會,業於108年5月7日假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳舉辦;出席人數含研究計畫主持人、研究助理及本所承辦人等共約60人參加。

  本次講習會之目的,係為使各研究計畫團隊瞭解本部及本所研究計畫相關作業規定,以提昇研究計畫之行政作業效率及產出績效。講習會由鄭元良主任秘書主持,依講習內容說明研究計畫執行時應注意之重點,並說明研究成果報告印製格式、項目查檢表及研究成果績效填寫方式,以及研究成果投稿學報等注意事項;並由主計室說明會計作業注意事項,兼辦政風說明公務員廉政倫理規範;最後Q&A時間,回答與會人員提問,藉此釐清各項疑問,參與者均表示此行成果收穫豐碩。


大事紀要
作者:蔡銘儒

本所研究成果「建築之火災與現場熱煙試驗的火源產生裝置」獲得專利

       本專利創作主要目的在於提供一種建築火災模擬與現場熱煙試驗雙用之火源產生裝置,其主要係在使用上不僅不會產生有毒物質,不會對人體造成健康上的危害,因具可控性不易有危險意外發生,更具使用安全性,並可方便調整及控制所產生的火焰大小及燃燒時間,而在整體施行使用上更增實用功效與特性。

       建築火災模擬用燃燒器為擴散火焰式,可替代以木堆為火源,減低因木堆燃燒易受木材含水率以及材料非均質性影響,每次燃燒成長歷程皆不同,影響結構行為之研究與分析。現場熱煙試驗用燃燒器為預混火焰式,可替代甲醇燃燒盤,降低對人員的傷害,及泄漏或傾覆意外事故;此外,可減少火源面積降低實驗委險性風險,以及調整與控制火源,依所須之火災成長調整。


大事紀要
作者:詹佳穎

大愛電視報導智慧化居住空間展示中心

       為介紹智慧建築與相關科技整合應用議題,大愛衛星電視股份有限公司記者范琇貽小姐於本(108)年2月23日、3月19日二次訪問本所智慧化居住空間展示中心,本所配合拍攝需要安排導覽,包括智慧住宅展示區(門禁保全系統設備、高齡者臥房人員摔倒偵測、離床感應導引、性別友善智慧廚房、瓦斯偵測與遮斷裝置、居家安全監控、客廳互動茶几、智慧穿衣鏡等系統設備),及易構住宅(RFID門禁系統、智慧環控系統、系統整合、RFID資訊門牌、智慧電錶、斷路器、智慧電盤、環境偵測器、地震感測通報系統)等多項智慧科技於建築空間環境的具體應用。

       該台記者於導覽後分別採訪本所王安強副所長及羅時麒組長,訪問重點包括:智慧化居住空間的推廣應用發展及設計概念、居家安全監控系統設備類型與功能、民眾於既有住宅導入智慧化產品的導入整合方式與對生活的幫助等,第一次訪問已於2月23日晚間19時大愛新聞台(頻道9)撥出,主題為「免費體驗!內政部打造AI智慧宅」;第二次訪問於3月19日大愛二台(頻道130)連線播出,主題為「產官學多方合作,智慧宅與國際接軌」。


大事紀要
作者:謝宗興

中強光電公司拜會本所並分享智慧機器人應用成果

       中強光電公司於2月22日由忻總經理維忠率領相關成員三名拜會本所,本所由王所長榮進率各組研究人員接待,針對近來智慧機器人產業開發應用狀況,以及運用無人飛行載具進行各項偵測及回報的流程。

       該公司發展之智能機器人主要應用4軸8葉片之無人機作為載具,搭載相關攝像儀器及小型智能電腦巡航大型園區,透過GPS定位執行排程,進行定期定線巡邏,偵測異常情形時,可隨時由人工代管操作,相關應用在本所工程技術組及環境控制組的研究領域中皆可納入未來開發研究主題考量,所長指示由工程技術組繼續注意無人飛行載具在外牆飾面維護、環境控制組著重在智慧建築應用機器人的前景。


大事紀要
作者:陳士明

建國工程公司拜會本所並分享BIM應用成果

       建國工程股份有限公司董世寧總經理率同李敬賢經理及詹君志經理,於108年3月22日上午蒞臨本所拜會進行交流,由本所王所長親自接待。雙方針對我國建築工程全生命週期導入BIM(Building Information Modeling,建築資訊建模)的關鍵與效益進行相關討論。

       建國工程公司於會中分享該公司執行BIM應用相關成果,包含編寫附掛程式自動生成模型、鋼筋排列4D模擬、結構體4D模擬、施工檢討、土建查核、機電查核、機電模型展示、點雲掃描技術應用、空拍機技術應用及維運管理系統開發等。雙方並針對國內發展BIM的環境需求及趨勢、BIM應用範圍、BIM軟體交換格式、BIM元件標準、BIM元件庫、BIM人才培育、BIM執行效益及建築工程全生命週期各階段對BIM模型要求的詳細程度等議題廣泛交換意見。


大事紀要
作者:王鵬智

參與2019亞太智慧防災高峰論壇暨國際防火防災應用展

       為響應「行政院921震災20週年暨莫拉克風災10週年國家防災系列活動」,行政院災害防救辦公室規劃辦理智慧國土防災主題館,邀集農委會水保局、經濟部地調所及本所等辦理防災業務單位,於本(108)年5月8日至10日假南港展覽館展出。本所展出智慧防災主題包含:坡地社區防災、都市雨水滯蓄設施設計系統及建築耐震與評估系統等三大內容。透過實體整合型感測器介紹、自主防災工作坊並搭配影片介紹,期能讓一般民眾,近距離接觸感受坡地社區監測設備及自主防災之重要性,並進一步重視坡地社區之安全;為強化都市排水與區域排水的整合,降低下游河川、排水系統負擔,亦展示本所研發之雨水滯蓄設施設計雲端系統,提供建築師技師等運用,以達到逕流分擔的目的;另透過建築耐震與評估系統的介紹,搭配本所研發空拍機紅外線偵測建築物外牆磁磚檢測技術,達到暨有建築物耐震性能提升以及防範外牆磁磚剝落之目的。


大事紀要
作者:張淇喻

科技部委託自由車選手精進研究團隊參觀本所風洞實驗室

       科技部為推動體育運動學領域發展,持續於運動科學研究方面投入心力,並於去(107)年度成立「精準運動科學研究專案」,其中自行車運動研究項目為「破風取勝─精進自由車選手選訓方法之研究」,內容涵蓋自行車選手減阻之研究、資訊系統研發、出汗地圖與身體構圖自行車服開發及空氣動力裝備運用於自行車選手之效益評估。由成功大學航太工程學系苗君易教授、詹劭勳副教授,輔仁大學織品服裝學系古德興副教授及屏東科技大學體育室陳家祥助理教授組成研究團隊。

       苗君易教授於民國108年1月11日帶領該團隊師生參訪本所風洞實驗室,了解實體自行車於風洞內實際進行吹試之方式,並與風洞實驗室執行人員討論預定量測項目之可行性,由實驗室方面提供試驗設計及執行方面的協助與建議。


業務報導
作者:劉青峰

研議我國推動BIM整合政策方向

       建築資訊建模BIM技術是一個在電腦虛擬空間中模擬真實工程,以協助建築規劃、設計、施工、維護管理之新技術、新方法與新概念。BIM是未來發展物聯網、人工智慧、智慧城市的基礎建設,且是國際間營建產業發展趨勢,國外推動BIM發展雖較早,但速度不快,若我國積極推動,仍有機會成為技術領先國家。未來10到20年,國內老舊建築將有一波重建潮,加上少子化及外勞減少可能造成營建缺工的課題,更需要從現在開始積極推動BIM。總體而言,目前國內推動BIM的現況雖有初步進展,但相較國外推動情形,仍欠缺整體推展方向與願景。因推動BIM涉及不同面向,為確認國內推動BIM政策的態度與步調,本所正積極與各界共商研議我國推動BIM整合政策方向。

       本所自104年起進行4年期的「建築資訊整合分享與應用研發推廣計畫」中程個案計畫,參考國外經驗並檢視國內營建產業發展環境,為提升國內建築環境品質及營建產業能量與競爭力,完成了BIM協同作業指南研訂、BIM元件通用格式研究、臺灣COBie-TW標準與使用指南之規劃等研究成果。為持續並加強推廣力道,本所除於108年起進行「建築資訊整合應用躍升計畫」,今年在本部花敬群政務次長的指示下,於1月份召開3次會議,分別就如何擴大科技計畫研究內容、如何提升BIM技術應用於建築全生命週期效益,以及應用BIM於建築管理行政未來推動方向等三大課題,收集國內公部門應用情形,以及產學研界的看法,同時收集國外推動策略與經驗,為作為研擬我國推動BIM整合政策方向的基礎。

       目前國際間推動BIM的國家,其推動模式多為政府主導、民間跟進,依主責單位不同分為兩類:

  1. 由中央營建主管機關統整,以推動國家營建產業升級為目的:新加坡BCA、英國內閣辦公室BIM Task Group等。
  2. 由工程主辦機關倡導,以滿足機關需求為目的:美國聯邦總務署GSA、香港房屋委員會等。

而在國內的推動模式與國外同為政府主導、民間跟進,惟目前以工程主辦機關各自辦理為主。如在技術面有公共工程委員會提供之「機關辦理公共工程導入建築資訊建模(BIM)技術作業參考手冊」,地方政府自行訂定建築行政與維護管理BIM模型繳交標準,以及本所研擬之指南、資訊交換格式等相關技術文件。而在實務應用面上,如營建署代辦工程,以及臺北市、新北市、桃園市的建築工程等均已開始採用BIM技術,同時更開始推行收存運用輔助建築管理行政與都市管制的審查用BIM模型。但整體而言,仍有以下課題:

  1. 制度面:目前國內BIM推動上缺乏整合單位,且未有國家標準規範,加上誘因不足及業界的投入成本較高等。
  2. 管理面:目前國內BIM管理上難以全面一次到位,加上模型交付不清,且業主的資訊需求內容有所差異等。
  3. 技術面:缺少國內BIM應用範例、標準規範與本地元件。
  4. 訓練面:無專業機構/機關與固定訓練場域提供BIM專業培訓。

       針對以上國內BIM應用情形與課題,以及加強推動國內營建產業應用BIM技術的業界需求,本所已規劃召開「建築資訊建模(BIM)推動諮詢」會議,邀請相關政府機關,以及營建產業、建築維護管理、資訊應用等相關專業團體或專家,就國內BIM應用情形、推動期程、階段成果、策略架構、工作項目等進行定期分享討論,集思廣益,共同擬訂「我國推動BIM整合策略」,提出未來推動政策的願景、目標與藍圖。透過中央政府引導,將BIM的推動與相關產業產生連結,增加市場競爭力的機制,創造合適誘因驅動民間工程主動應用BIM,推動國家營建產業升級。


業務報導
作者:王家瑩

辦理2019全國綠建築繪畫及攝影比賽

一、辦理緣起

       近年來氣候變遷,全球暖化已成為國際關注的環境議題,為讓民眾深入思考氣候暖化對生活環境的影響,本所依核定「永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」,積極推廣綠建築節能減碳永續環保的理念。為加強綠建築宣導成效,使國民從小認識綠建築,本部建築研究所積極推動綠建築扎根教育,結合既有綠建築資源,辦理第4屆「全國綠建築繪畫徵圖比賽」,透過開放且活潑的繪畫比賽創作過程,提升國民中、小學生對綠建築的觀察與認知;並將扎根教育範圍擴大至高中、大專院校學生,新增辦理第1屆「全國綠建築攝影比賽」,運用多元且趣味的活動方式,引導學生了解綠建築。

二、辦理說明

      (一)全國綠建築繪畫徵圖比賽:

       為提升綠建築扎根教育成效,本部自105年度起,以創新的宣傳方式,舉辦第1屆「綠建築繪畫徵圖比賽」,同時整合綠建築數位教材教學、綠建築示範基地導覽與低碳觀光綠建築知性之旅,鼓勵並引導學生、教師及家長至綠建築現地觀摩,使學生透過開放且活潑的繪畫比賽,對綠建築有所認識,並在繪畫比賽創作過程中,增加學生的觀察力,進而了解綠建築意義,強化學習成效。活動自開辦以來已完成辦理3屆,累積徵得1,732件作品,其中520件作品得獎作品,教育宣導成效良好。

圖1 107年國小中(左)、高(右)年級組特優作品

  1. 比賽組別:國民小學低年級組(1~2年級)、中年級組(3~4年級)、高年級組(5~6年級)以及國民中學組(7-9年級)在籍學生。
  2. 繪畫主題:以取得綠建築標章建築物或優良綠建築為主,參賽者以建築物寫生方式,將所看見的綠建築概念表現於繪畫中。 

      (二)全國綠建築攝影比賽:

       「全國綠建築攝影比賽」為今(108)年度新增辦理之活動,擴大扎根教育範圍至高中、大專院校學生,拍攝主題以優良綠建築獲取得綠建築標章的建築物為主,進行綠建築光影與情境捕捉,期能透過攝影活動的取景與構圖,引導學生主動去尋找、親臨綠建築,並獲得綠建築相關訊息,進而提升綠建築教育宣導的成效。

  1. 比賽組別:高級中學組及大專院校組在籍學生。
  2. 拍攝主題:情境捕捉-綠建築與光影,以取得綠建築標章建築物或優良綠建築為主,將所看見的綠建築情境捕捉下來,並說明構圖概念。

三、評選方式

      (一)全國綠建築繪畫徵圖比賽:

聘請建築、教育、藝術等領域之專家學者組成評審團,評選分2階段:

  1. 第1階段(初選)書面審查:由6位委員依序挑選出各類組作品,6位委員皆未挑選的作品淘汰,挑選出的作品進入第2階段。
  2. 第2階段(複選)投票審查:6位評審委員以色卡投票方式評選,統計得票以各類組最高得票者為特優,依序排名優選5名、佳作15名及入選數名(擇優選取)。

      (二)全國綠建築攝影比賽:

聘請攝影專業背景之人員及綠建築專家組成評審團,評選分2階段:

  1. 第1階段(初選)書面審查:由6位委員依序挑選出各類組作品,6位委員皆未挑選的作品淘汰,挑選出的作品進入第2階段。
  2. 第2階段(複選)投票審查:6位評審委員以色卡投票方式評選,統計得票以各類組最高得票者為首獎1名,依序排名為貳獎2名、參獎3名及佳作20名。

四、推廣活動

  本(108)年度二比賽於6月28日完成報名徵件,為鼓勵參賽得獎者、提升活動能見度,並擴大綠建築推廣宣導能量,將於11月共同舉行頒獎典禮,並頒出獎金56.2萬;得獎作品預計展示於大坪林聯合開發大樓1樓(新北市新店區北新路三段200號),使民眾及洽公人員能一同欣賞到參賽者眼中的臺灣綠建築之美。

圖2 107年度得獎作品展示海報

五、未來展望

  全國綠建築繪畫徵圖比賽及攝影比賽,可輔助綠建築課程於各級學校教育中扎根茁壯,引導學生藉由綠建築活動參與,建立綠建築之基本理念與認知。未來,綠建築扎根教育期望能進一步的分眾提供不同之教育資源,持續提升綠建築教育宣導的成效,共同創造「生態、節能、減廢、健康」的永續生活環境。


業務報導
作者:林谷陶

辦理第12屆「創意狂想、巢向未來」創意競賽活動

一、競賽緣起

       內政部建築研究所為普及智慧化建築,及引領全民針對智慧化居住空間及建築之創意風潮,並藉此提升國民生活品質,因此辦理2019年第十二屆「創意狂想巢向未來」智慧化居住空間創意競賽,鼓勵建築年輕學子創意設計,並號召於既有建築空間導入前瞻科技或永續設計之改善工程實例參賽,以呈現新舊建築智慧生活空間設計,及改善之優質生活空間與樣貌案例,提供產官學各界參考。歷年來累計有大專院校及產業界共2,793隊伍參賽,評選出156件作品並公開頒獎,另藉由舉辦校園及產業推廣活動,累計共114場次5,369人次參與,激發學子智慧綠建築設計DNA潛能;發掘落實於新舊建築間的智慧綠建築技術與實例創意。

二、競賽主題

       目前建築智慧化已隨著資通訊技術的演進與電子技術應用的發展,使智慧建築提供更優質建築使用經驗,系統營運最佳化與節能等目標,同時也為發展下一世代各類型智慧建築專屬的營運人工智慧與預期可衍生出新的應用服務奠下基石。

       本年度創意競賽以建築智慧化居住空間設計為主軸,分「創意狂想」與「巢向未來」二組徵賽:

(一)「創意狂想」組:

       鼓勵思考在建築或社區(校園、城鄉等)空間中,導入永續設計或前瞻科技(如大數據分析、物聯網應用、建築資訊建模與人工智慧等)/智慧化系統/產品等解決方案或營運服務模式,滿足該空間全生命週期的管理應用或在安全安心、健康照護、節能永續、便利舒適等方面的需求。

(二)「巢向未來」組:

       於既有(或完全拆除舊有建築予以重新改建)建築空間工程實例中(係指已取得使用執照且無違建之案場),導入前瞻科技(如資通訊、感測、控制、大數據等)、服務或永續設計、循環經濟,解決生活中所面臨之問題或困境,滿足人們在安全安心、健康照護、節能永續、便利舒適等方面的需求,呈現出改善工程後之優質生活空間與樣貌。

三、預定時程及評選方法

(一) 徵件日期:

1.創意狂想組:自公告日起至108年9月16日止。

2.巢向未來組:自公告日起至108年8月26日止。

(二)評選方式:

       二組評選均分2階段,第1階段(初賽)為書面審查選出,評審委員針對送件資料進行評選,各組選出10名入選作品(巢向未來組續依入選作品辦理現勘作業,以確認書面資料與實際狀況相符);第2階段(決賽)為參賽入選者進行簡報,及由評選委員以評分方式,選出金、銀、銅、佳作及入選獎。

四、獎勵內容

(一)「創意狂想」組:

本屆「創意狂想」組評選出之金獎、銀獎、銅獎各1件、佳作獎2件,及入選獎作品5件。金、銀、銅、與佳作作品分別頒給獎金6萬元、3萬元、3萬元、1萬5000元獎金,並與授予獎狀一紙、創意獎盃一座;入選獎作品頒給獎金1萬元及獎狀一紙。另外,創意狂想組得獎作品若為在校學生之作品或獨立參賽作品,創作過程中有接受指導教師/顧問指導者,每隊得獎作品之指導教師/顧問可獲頒獎金5000元及獎狀一紙。

(二)「巢向未來」組:

本屆「巢向未來」組評選出之金獎、銀獎、銅獎各1件、佳作獎2件、以及入選獎作品5件;金、銀、銅、與佳作作品分別頒給獎金10萬元、5元萬、3萬元、2萬元獎金,並授予獎狀一紙、創意獎盃一座。入選獎作品頒給獎金1萬元並授予獎狀一紙。

五、推廣活動

       本屆創意競賽二組預計於本(108)年10月下旬完成決賽,11月中旬舉辦「創意狂想 巢向未來」創意競賽頒獎典禮及作品成果展示會,促進作品創意與相關業者進行交流,向大眾宣導智慧化居住空間相關產品和服務之創新應用觀念與優良改善創意案例。
       詳細辦法及規定,請至 http://design.ils.org.tw/參閱,又本競賽一律採取網路報名,請至前述網址之活動報名區,完整填寫網路報名表格,即完成報名程序。

 


業務報導
作者:黃恩浩

出版建築節能改善技術指引

一、緣起

       氣候變遷為生活環境所帶來的衝擊與影響,已成為全球21世紀必須面對最嚴峻的議題。臺灣位處亞熱帶高溫潮濕的氣候特性,加上都市熱島效應日趨嚴重,造成夏季尖峰用電吃緊與頻繁之天氣災害,該如何有效降低能耗、提升能源使用效率,已成為刻不容緩的議題。

       國內既有建築物約占建築物總量97%,早期建築物普遍存在耗能、耗水,及環境不透水、不符生態環境之問題,同時亦造成能源浪費,因此本所自92年起,針對中央政府暨所屬機關及各級國立學校之公有廳舍選擇具改善潛力之既有建築物,進行節能改善示範計畫,另配合「新節電運動方案」,本所於107年起擴大辦理補助地方政府所屬廳舍,分別針對建築節能改善及綠廳舍改善兩大主軸進行改善示範。

       為推廣本示範計畫之改善成果,本所彙整歷年來建築節能類及綠廳舍類主要之節能技術及策略,以深入淺出之圖文介紹方式,並結合具代表性之改善案例解說,編撰完成「建築節能改善技術指引」,期透過本指引之出版,提供業界作為辦理建築節能改善時之參考,同時達到推廣本計畫重要節能技術之雙贏目標。

圖1  建築節能改善技術指引 封面

二、改善技術指引內容概要介紹

       為使專業從業人員及一般大眾能更清楚認識與瞭解何謂「既有建築節能改善」,本指引內容分為「前言」、「節能技術指引之操作」、「問題與診斷」、「改善對策與應用」及「既有建築節能改善實例與成果」等章節,以由淺入深的方式,讓使用者循序漸進逐步瞭解9項既有建築常見節能改善項目。

       本指引提供讀者簡易操作的《既有建築耗能自評表》,讀者透過自評表中各診斷項目的「現況觀察」進行操作,再檢視是否合於診斷標準之基準,一旦建築物現況出現診斷標準所述的問題時,讀者便可清楚瞭解到所屬之既有建築潛在的耗能問題,再透過本指引之第三章進行更詳盡的問題瞭解與評估診斷,同時可依循自評表中「改善對策參照」章節進行節能改善的瞭解與應用。

       本指引第三章針對既有建築耗能問題進行彙整,引導讀者了解既有建築中常見的耗能問題,分別對老舊空調主機、空調節能策略導入、熱水系統、建築能源管理系統、空調系統測試調整平衡(TAB)、空調儲冰系統、室內照明、外遮陽及屋頂隔熱等建築節能改善9大項目進行提出問題診斷方法。並於第四章分別針對建築節能改善9大項目提供有效的節能改善對策與技術,除文字說明外,同時輔以具體圖說、照片加強說明效果。

       本指引指出本所既有建築節能改善實例與成果,自92年至107年已完成687案,投入之改善工程經費共計約18.5億元,每年節能效益1億1,592萬度電,可節省電費約4億元,並減少6千7百萬公斤之二氧化碳排放量。其改善實例以中央聯合辦公大樓南棟及大坪林聯合開發大樓為解說案例,說明案例之建築概要、問題診斷、改善對策及改善分析效益。

圖2  歷年(92-107年)完成改善示範案例及節能效益累積數

三、未來展望

       未來本所將持續辦理建築節能與綠廳舍改善補助示範與推廣,由公有建築物帶頭示範,以引導民間自主性參與建築節能改善,並藉由辦理節能技術講習會及建築節能改善技術指引等方式,擴大本計畫之節能示範推廣效益及能見度,以達成建築節能減碳及減緩都市熱島效應之目標。

  「建築節能改善技術指引」相關資訊已公告於本所官網出版品目錄(https://www.abri.gov.tw/tw/publication/show/48),並可於政府出版品展售門市購買,歡迎對建築節能有興趣之專業從業人員及一般大眾踴躍購買。

 


業務報導
作者:陳士明

以IFC記載建築技術規則檢測資訊之應用

       部分地方政府(例如:臺北市政府、新北市政府、桃園市政府與臺中市政府等)已經著手嘗試建造執照申請的自動審查,但實際上仍需要人工審查的輔助才能完成。就全國推動的層面而言,有必要針對目前建造執照申請審查的方法及技術進行深度的BIM化,以提供各個地方政府因應未來BIM技術導入的需求。

       為協助中央及地方政府建置建造執照申請作業無紙化平台、提供審查者自動化的審查資訊、改善審查流程,以及應用BIM模型輔助建造執照審查以及主管單位抽查,本所就建築技術規則,整理應用BIM建築模型交換格式IFC(Industry Foundation Classes,工業基礎類別)來記載法規檢測資訊,作為申請建造執照過程中圖資交付的共通資訊格式。

       本研究範圍包含建築技術規則建築設計施工編第1、2章的一般設計通則法規名稱標準化基礎研究,及第3、4、11、12章防火與避難檢討的空間名詞與防火區劃範圍認定。

       本研究主要成果包含:

(一) 防火避難設計之材料、樓層面積、樓層數及空間相關變數編定:

       從建築技術規則建築設計施工編第69條到第88條為建築物防火構造物之設計原則,已完成逐條分析,對於發展自動化法規檢測、防火避難性能設計及防火避難綜合檢討所需之基礎數值資訊,提出完整的變數訂定原則。

(二) 依照不同的逃生路徑檢討必要的空間項目:

       建築技術規則建築設計施工編第4章第1節(技術規則第89條到99-1條),涉及複雜的逃生路徑與安全梯設置檢討,已針對不同的安全梯設定對應不同的逃生路徑類型,可協助建築師執行設計檢討時,依照不同的逃生路徑檢討必要的空間項目(如避難走廊、排煙室、陽台等),提升建築物安全設計品質

(三)建築技術規則建築設計施工編防火與避難檢討建築法規名稱標準化及對應相關IFC項目:

       讓第3、4、11、12章的專業法規資訊可以透過開放式的資料交換格式與其他模擬系統整合。

(四)發展法規標準化樣版(圖1):

       本研究於法規樣版中定義相關的視圖標準,而這些視圖標準即是法規標準化的一種應用與呈現方式,更可以進一步提供輔助建築師設計所需的相關法規計算明細表,輔助建築師於建築設計的過程中快速了解建築法規的相關規定,及建築管理法規上的參考資訊。這也是建築資訊模型應用於設計階段法規檢討的方法,同時也是審查圖說內容與上繳檔案資訊化變革的起始點。

       BIM有一個重要的特性,即是資訊的連動性,而這資訊的連動性可能也是改變審查圖說內容的重要關鍵,有了標準化的法規項目作為基礎,將設計、建模與出圖資訊進行連動,透過明細表進行相關內容檢討,而這資訊化自動運算的能力透過資料自動連動後,出圖內容將更為簡潔明確,例如:面積計算表與面積計算式,在法規標準名稱的定義下,透過自動計算後所產製的出圖,相關面積數值直接藉由電腦自動加總,可以避免人為計算錯誤產生。

       法規變數的標準化與IFC結合是法規運算的重要基礎,作為法規運算時從模型中取出所需要的資訊來源。例如,防火區劃或其他法規空間標準化是對應IFC的ifcSpace,可以面積的方式將防火區劃範圍框出後定義此範圍為防火區劃,這樣的定義來源就是法規標準化的結果,透過樣版的明細表應用可以自動加總防火區劃面積(圖2),提供使用者自我檢核的判斷。

       綜上,應用IFC記載法規資訊讓法規可透過程式進行運算及檢核運算結果是否符合法規規定,達到建管法規資訊化發展的基礎。

圖1. 法規變數標準化定義之法規樣版

圖2. 應用樣版確認防火區劃面積

 


業務報導
作者:蔡宜中

具頂蓋型挑空中庭建築物自然浮力通風分析

       由於全球環境變遷,平均氣溫不斷升高,大多數建築物經常使用冷氣來降低室內溫度,改善室內環境品質。建築物的通風可分為自然通風和機械通風,台灣的建築大量使用機械通風(空調冷氣)來改善室內環境,因而耗損大量的電力。若能有效地利用自然通風,將可減少能源消耗。

圖1  自然通風和機械通風

       近年來,台灣有許多飯店、百貨商場及辦公大樓採用挑空中庭設計;此種建築物不僅採光較佳,且可使得建築內部的空間感覺較開闊。當這類建築物的中庭內無頂蓋,內部熱源所產生的熱空氣可由中庭頂部排出,但雨水會進入中庭內。為防雨之緣故,台灣大部分的挑空中庭建築皆有無開口之頂蓋或採光罩,造成熱空氣累積於中庭內;故需藉空調來降溫,如此便耗費電力。尤其台灣的夏季,濕熱的氣候使得建築物大量使用空調來改善室內環境,耗費能源。若能有效利用建築物內部熱源驅動之熱浮力通風,達到自然通風又可降低室內溫度,將是一舉兩得之事。本研究希能找出最佳中庭頂蓋之設計,既可防雨水進入室內,又能利用建築物內部熱浮力達到通風效果,以達建築節能之目的。

圖2  具有頂蓋之挑空中庭建築物

       建築物自然通風的驅動力為風力與熱浮力,此驅動力會促使室內外空氣流動與交換。浮力通風又可分為混合式通風和置換式通風。混合式通風是指由室外流入的冷空氣與室內的熱空氣完全混合,使得室內的溫度與密度均勻分佈,通風是由混合之後的室內氣溫與室外氣溫之間的差異來驅動。置換式通風則利用建築物低處的開口引入室外的冷空氣,推擠室內的熱空氣由高處的開口流出;室內因上下溫度的差異呈現冷空氣在下,熱空氣在上的密度分層現象,室內的冷、熱空氣只在中間交界面混合。置換式通風因為室內、外氣溫差異較高,換氣效率高於混合式通風。

       在評估浮力通風對於台灣建築物的適用性之前,必須先瞭解台灣各地的氣候特性,因此本研究針對台灣三個都會區(台北、台中及高雄)的氣溫資料進行統計分析。分析中央氣象局在此三地的地面氣象站,自1995~2015年的逐時氣溫資料;經統計分析可求得台灣上班時間氣溫低於26oC的發生機率,並估算一整天和上班時間(8:00 ~ 17:00)氣溫低於26oC之所佔時間。當氣溫低於26oC,可採用自然通風或是風扇即可,無須使用到冷氣;但氣溫高於26oC,便有極高的機率開啟冷氣。

表1  台灣都會區使用自然通風之機率

資料來源:統計中央氣象局1995~2015年間氣溫低於26oC之機率

       針對此課題,本研究採用風洞實驗與計算流體動力學數值模式(CFD)研究中庭建築物之熱浮力通風。風洞實驗採用模型試驗與示蹤劑濃度衰減法來研究頂蓋對中庭浮力通風的影響;風壓量測實驗部分使用本所的大型風洞及電子式壓力計進行,實驗數據可與CFD進行比對、驗證。再有系統的研究室外風速、風向、頂蓋的開口面積、型式對熱浮力通風及合併通風的影響,以瞭解各種頂蓋設計之通風效率與換氣率。其成果簡要介紹如下:

  1. 若建築物中庭之頂蓋為密閉式,可設計成較高的頂蓋,藉以蓄積熱空氣。高度較矮之頂蓋無法蓄積熱氣,熱氣會回流至高樓層,使得高樓層之室內溫度升高,必須藉由空調降溫(圖3)。
  2. 低處開口在迎風面,高處開口在屋頂或迎風面,會使風力與熱浮力加成,通風量較大;若低處開口在背風面,高處開口在迎風面,會使風力與熱浮力互相抵消,通風量較小(圖4)。
  3. 在中庭建築物上下樓層皆有門窗開口,通風量會比僅有一樓層有開口來得好;因熱空氣蓄積於高處,不易排除(圖5)。
  4. 建築物的自然通風量與室外風速、頂蓋的開口面積成正比。建築物開口面積愈大或室外風速愈大時,通風量愈大。
  5. 只有單一頂蓋開口的建築物,其通風量小於建築物有雙開口之通風量。
  6. 屋頂裝設抽風扇可排除室內熱空氣;但若室內只開風扇,對外開口不開,室內溫度仍高(圖6)。
  7. 在設計挑空中庭建築物時,建議可採用有矮牆的平頂蓋或斜頂蓋,可利用自然通風排除室內的熱空氣及防雨水潑入,以達到節能和改善室內環境的雙重目的(圖7)。
  8. 風壓和熱浮力合併通風量大於僅由熱浮力驅動之通風量。熱浮力通風的效應在室外風速很小時,方能顯現。
  9. 中庭之頂蓋可設置百葉窗防止雨水隨風飄入,或裝設防蟲網避免蚊蟲飛入,或使用抽風機加速室內熱空氣之排除(圖7)。
  10. 挑空中庭的頂蓋會略微降低風壓通風和熱浮力通風量。

 

圖3  建築物中庭頂蓋之設計

圖4  風力與熱浮力合併通風

圖5  自然通風

圖6  室內只開風扇,對外開口不開,室內溫度仍高

圖7  頂蓋設計


業務報導
作者:張淇喻

應用風洞試驗進行建築結構物等效風荷載評估研究

       由於全球氣候趨於極端化,各地易發生強風驟雨導致災害頻傳,又台灣位處西太平洋颱風盛行區域,每年均會受到颱風侵襲本島,除雨水外強風造成的災損亦對國內的財產及人員安全造成危害。本所歷年來持續針對風作用於建築結構之安全性及民眾生活舒適性等面向進行研究,並推動「建築耐風設計規範」以提升建築設計於風相關方面之安全及舒適性,惟近年來隨著建築物設計之高層化、大型化、造型複雜化及複合式建築類型的出現,且在自然界中風多為間歇性,較少出現長時間固定風向風速的情況發生,故需將動態的風力效應轉化為靜態的等效風荷載以進行結構反應分析,該規範較難以一體適用。

       目前國內建築結構設計多依據「建築耐風設計規範」內所載明之方式計算並分析評估目標建築結構物的風荷載值,並與其他載重設計值做組合進行分析;又或者利用規範中典型結構物外型的風壓風力係數,進行簡易的風荷載計算。然而規範中所載明的目標建築結構物設計參數大多較規格化,於應用公式或者圖表計算風荷載時,往往獲得較保守的設計值。現行規範雖然已經可以提供不少類型的結構物進行風荷載計算,然而由於公式複雜且使用限定條件較多,因而尚不足以涵蓋所有建築結構物,特別是具有特殊造型的結構物。

       因此,本研究就近年來國內有常見建築結構物類型進行比較分析,包含高層建物(高寬比7以上)、低矮斜屋頂建物及大垮度屋蓋結構物等,各以3種等效風荷載方法進行比較,試圖找出一套適合演算前揭結構物的等效風荷載計算方法,同時透過相對應的建築結構物風洞試驗結果,來比較這些等效風荷載計算方法的優缺點,以及建立採用不同方法時應當注意的設計原則。

圖1  建築模型類型

       本研究採用傳統的風洞物理模擬方法進行各種結構物(試驗模型如圖1)的表面風壓量測,進而計算動態風力載重;並以有限元素模型進行動力分析,接著再透過各種方法計算等效風荷載並進行靜力分析(分析流程如圖2)。本研究著重在於如何應用量測到的動態風壓分布,將其轉換為等效風荷載的計算過程。

圖2  分析流程說明

       本研究針對下列3種等效風荷載方法進行比較:

一、陣風反應因子Gust Loading Factor,GLF(現行規範設計方法)

(1)   GLF法的前提在於以平均風力的分布型態為主,計算考量背景風力、共振風力的陣風反應因子,兩者相乘所得之靜力分布。換言之,平均風力必須是基於結構的主要振動模式,所得之結果才正確。

(2)   GLF法的優點是不需要經過時間歷時分析,僅需要風場風速頻譜、結構振態、阻尼值即可進行預測,適用於高層建物之風力設計,而且預測的結果略偏保守。

(3)   GLF法的缺點是只要平均風力與振態不相符,則無法用以預測,偏保守或不保守的結果都可能出現。以前述案例來看,GLF法無法在大跨度、單斜、雙斜、圓弧屋頂之低矮建物獲得良好的分析結果。

二、Universal ESWL,UNI

(1)   UNI法的前提必須進行時間歷時分析獲取最大(或最小)結構反應,而且必須求取POD模態(Proper Orthogonal Decomposition Method)與影響係數矩陣,藉由SVD分解(Singular Value Deomposition)進行最佳化組合,方能獲得等效風荷載分布。

(2)   UNI法的優點是其解可以完全符合時間歷時分析的結果。

(3)   UNI法的缺點是POD模態的數量與欲觀察的結構反應數量,必須完全一致。倘若不一樣(一般來說,結構反應數量較多),則必須確認POD模態的貢獻度方能獲得正確分析結果。

三、Load Response Correlated Method, LRC

(1)   LRC法的前提是必須建立風力歷時的交相關變異數矩陣,接著求取影響係數矩陣,利用力與位移的關係進行計算等效風荷載。

(2)   LRC法的優點是其理論解可以高度符合時間歷時分析的結果。

(3)   LRC法的缺點是等效風荷載分布的數量隨著欲觀察的結構反應數量增加而增加,因此必須進行許多靜力分析,方能符合所有結果。此外,必須審慎確定尖峰因子的大小,否則將無法完全符合時間歷時分析結果,而且此法並未包含共振反應的計算。

       本研究為將自然界間歇性非恆定風所造成之風力納入建築物結構分析,需將其轉換為等效的風荷載,現行「建築耐風設計規範」內所提供之陣風反應因子法(GLF法)主要適用於外表較為單純之矩形結構物,較複雜之結構物仍需搭配建築風洞試驗結果進行分析。本研究除GLF法亦納入Universal ESWL法及LRC法進行比較,並提出各方法之適用建築類型及所需要的參數,該成果可供國內實驗室做為風荷載轉換方式之參考,亦可供業界做為試驗委託結果之檢核依據。其中LRC法已納入ISO 4394標準中,具有一定的公信力,後續國內如需修訂建築結構風力時可參考研議。


業務報導
作者:黃昱翔

都市共同管道3D-GIS與BIM-IFC資訊交換與操作機制

       近年來隨著智慧城市概念的發展,建築資訊模型(BIM)技術已是營建產業廣泛應用的新興技術,其能減少工程衝突、提昇施品質強化建築管理等優點,也逐漸成為在公共執行上的基本要求。而在都市規劃、風險管理及地下管線的方面,則是需要透過地理資訊系統(GIS)進行分析及管理。也因為建築資訊模型硬體上及應用上的限制,仍需以地理資訊系統輔助,才能達到大範圍區域規劃、管理、衝突檢核的效益。

       目前國家民生管線與共同管道的資訊應用規定是由內政部營建署負責統管與制定,在二維平面之地理資訊是使用GML格式,並規定schema以檢核收存之檔案能夠互相整合,並公開資訊提供各機關及民間機構使用。在三維空間之地理資訊的部份則仍在發展階段,目前由各地方政府依各自的需求進行收存規則的制訂,再統整能夠符合全國需求之共通標準。

       且由於三維空間的特性並補足二維平面的不足,如在共同管道等較複雜的管線,能表現管線中更多提供服務的機械設備與管線維護資訊;同時也能視為較簡單的建築結構,有較單純的元件類別,可以提供建築資訊模型與地理資訊系統結合的一個好的楔子。以期後續能夠促進建築資訊模型與地理資訊系統的整合,並繼續往智慧城市的方向邁進,讓臺灣的城市管理能更加進步且有效。

       因此,本研究針對建築資訊模型及地理資訊系統兩個發展歷程與資訊應用的方面,及共同管道的特性進行文獻回顧,並完成建築資訊模型領域中的IFC交換格式與三維空間之地理資訊系統(3D-GIS)的CityGML交換格式兩個領域的資訊交換流程與方法的轉換與探討。經過一系列的測試與研究,得出以下結論:

13D-GIS中可表現之物件較2D-GIS多元而複雜,共同管道與鄰近建築物的結合可透過BIM進行模型建置,並提供3D-GIS進行大範圍之衝突檢核。

       共同管道與用戶接管之間的路徑與既存管線或是後續新增管線是否發生衝突,以2D-GIS的方式進行衝突檢核也不容易。透過BIM的技術,將共同管道與週遭建物一同繪製,再轉入3D-GIS中,則可以利用3D檢視的方式,更視覺化的展示,讓空間規劃與衝突檢核變得更容易執行。

圖1 共同管道電纜溝與建築物銜接(一)

圖2 共同管道支管與建築物銜接(二)

2、IFC格式可經由格式轉換,加入物件分類、座標系統、屬性資料等,將幾何資訊與維護資訊等屬性資料轉入CityGML中進行檢視。

       由於在3D-GIS系統中,原生的元件並無法像BIM一般,具有詳細的設備資料庫,於是在建築體中的各式設備元件,需要透過BIM方面進行模型的建置,並依照COBie的資料留存標準進行資料的輸入與保存。如此,IFC格式的中與設備的維護管理相關的資訊,則可以透過格式轉換的方式,在3D-GIS系統中進行留存,以期未來大規模區域管理時可以使用這些資料進行智慧城市的運作。

圖3 以BIM Vision開啟IFC模型

圖4 以Ifc Quick Browser開啟IFC檢視文字檔

圖5 利用Autodesk Revit及BIM Vision檢視屬性資料

3、統一收存資料並進行二次處理時使用CityGML,資料拋轉提供予其他平台進行展示時使用JSON系列格式。

       在目前內政部營建署的資料收取方針下,直接使用各地方政府提供之JSON格式進行整合較為不佳。以製作資料庫作為開放資訊為目的時,則需要透過以XML為基礎而訂定的CityGML格式。XML格式的特點在於有規定schema可以進行資料的檢核,可以透過預先定義之schema確認資料類型是否正確無誤,以提升資料的嚴謹性。在資料收存與整合上可以減少錯誤發生的機會,減少再次確認資料正確性或排除錯誤之人力物力成本。

圖6以FME Inspector開啟CityGML模型


        最後收存資料完成的3D-GIS管線資料庫,則可以再利用轉檔的方式,將CityGML格式轉換為JSON系列格式,提供API作為資料拋轉使用,在其他展示平台上可以直接使用這些管線及設備資料。如中央地質調查所之土壤液化潛勢與地下管線的交互關係、SafeTaiwan安全臺灣的資料公開展示等等,可以直接使用資料庫發出的JSON檔案進行檢視與分析。JSON資料的正確性則由發出資料的一方負責控管與掌握。

圖7 全國管線資料庫資料收存端與應用端概念圖

       隨著建築管理與資訊數位技術的發展,未來的都市計畫與城市管理與物聯網(Internet of Things)的結合已成為未來發展的趨勢,物聯網技術可以說是智慧城市中的基礎。以建築資訊模型(BIM)與三維空間地理資訊系統(3D-GIS)的結合,進行共同管道資訊應用就提供了一個很好的切入點。

       期許未來在大範圍的區域管理中利用BIM建置的模型轉入3D-GIS進行應用,亦將建築物內的嵌入式感應器與都市大範圍的感應器進行聯動,進行室內外整合應用,提升智慧城市都市管理的效益。

 


業務報導
作者:陳麒任

CNS建築聲學實驗室量測標準修訂草案之研議

一、前言

       我國現行CNS 15160建築聲學系列標準,係參照原ISO 140系列標準制訂,惟國際標準組織於2010年至2016年間陸續更新並公告聲學相關量測標準,包括將原ISO 140系列實驗室量測法,整合更新為ISO 10140系列(共計ISO 10140-1~ ISO 10140-5)。有鑑於此,為與國際標準組織聲學相關標準之更新趨勢同步,本所委託研究針對我國既有聲學標準進行更新探討及研擬制(修)訂建議草案,並函送經濟部標準檢驗局進行聲學國家標準修訂作業,俾作為國內相關法規基準執行之依據,達到切合國內產業需求與國際標準接軌發展之目標。

二、研議成果

       本案完成蒐集國際標準組織於2010年至2016年間陸續更新公告之聲學相關量測標準,其中原ISO 140系列中,實驗室及現場量測方法分為ISO 10140與ISO 16283系列。

       有關ISO 10140系列主要針對建築構件隔音實驗室量測法,包括ISO 10140-1(2010)、10140-2(2010)、10140-3(2010)、10140-4(2010)以及10140-5(2010),並取消及置換原ISO 140-1(1997)、ISO 140-3(1995)、ISO 140-6(1998)、ISO 140-8(1997)、ISO 140-10(1991)、ISO 140-11(2005)以及ISO 140-16(2006)。

       此外,ISO聲學空氣音以及衝擊音評定方法仍維持原ISO 717-1(2013)以及ISO 717-2(2013)之標準進行結果數值之評定,兩評定標準皆於1996制定並於2006與2013年進行修訂,未來ISO 717-2預計由ISO/AWI 717-2取代。ISO建築聲學標準現況與原ISO 140對應之系列標準如圖1。

圖1  ISO建築聲學標準現況與原ISO 140對應之系列標準

       國際標準組織於2010年公布ISO 10140聲學量測標準,新版量測標準主要取代舊版ISO 140系列建築構件空氣音及衝擊音隔音實驗室量測相關規定,將舊版標準中重複規定要求之條文進行整合,重整後分為主要五個標準,10140-1主要規定建築構件空氣音及衝擊音特定產品試體安裝、面積、測試開口等規定要求;10140-2及10140-3分別為建築構件空氣音及衝擊音量測規定;10140-4將舊制標準重複量測程序及規定內容整併為一,而10140-5則將舊制標準規定之量測設備及設施等,重複之相關規定內容整併為一。

       本案因應國際ISO聲學量測標準更新趨勢,參照ISO 10140-1~5之更新內容,完成「聲學-建築構件隔音實驗室量測法-特定產品應用規則」、「聲學-建築構件隔音實驗室量測法-空氣音隔音量測方法」、「聲學-建築構件隔音實驗室量測法-衝擊音隔音量測方法」、「聲學-建築構件隔音實驗室量測法-量測程序及要求」及「聲學-建築構件隔音實驗室量測法-測試設施及設備之要求」等5個CNS聲學標準修訂建議草案,並已提供經濟部標準檢驗局作為未來標準更新之參考依據。

三、未來發展

       國際標準組織已由ISO 10140聲學量測標準取代原ISO 140系列,但隔音評定方法仍維持ISO 717評定標準,由於我國CNS 15160系列聲學標準為參照ISO 140制修訂,且為建築相關法規引用之主要標準,在評定標準不更動之條件下,CNS聲學量測標準可全文翻譯引用ISO 10140標準,進行新版標準制修訂作業,以符合國際標準更新趨勢。惟目前建築法規、綠建材標章等隔音基準均有規定適用之CNS標準編號,故當新的CNS標準公告,且既有CNS標準尚未廢止前之過渡期,建議法規或標章主管機關訂定新舊CNS標準並行應用及其適用期限相關規定,供試驗機構及產業界依循。


業務報導
作者:許閔揚

社區導入物聯網及智慧化服務之調查分析

一、前言

       物聯網科技應用對生活帶來許多便利,卻也產生個人隱私權保障問題,如何因地制宜的應用於建築物、社區及其他智慧化居住空間中,為現階段我國建築環境智慧化發展之重要課題,有鑑於此,本所辦理社區導入物聯網及智慧化服務之調查研究,透過國際文獻蒐集及相關案例調查分析等方法,建立物聯網應用於社區之發展架構,並描繪相關應用情境,逐步推廣實現智慧化居住空間及相關服務,達成建立現階段智慧社區物聯網應用發展之架構基礎,以支持智慧聯網及大數據應用後續之發展課題。

二、分析成果

(一)社區導入物聯網短中長期發展架構:

       分析彙整國內外文獻及現有發展技術,依照圖1架構透過由下而上(bottom-up)及由上而下(Top-down)兩種方式,針對建築物及社區智慧服務、人工智慧、雲端平台、資訊安全、網路類型、感測設備、載體整合設計及實驗場域等8大項目,提出短(1-2年)、中(3-5年)、長(5-10年)期社區導入物聯網之發展架構。

  1. 短期:建置共通化感測系統、資料互通架構、電力佈線及備援、網路基礎建設,細項包括開放資訊應用、設施設備大數據累積、社區雲建置、IoT資訊安全規範、社區光纖建置等。
  2. 中期:結合關聯性產業及社區居民需求,開發不同領域進階應用服務,細項包括機電設備遠端保養、IoT運算原則發展、串接公有雲、導入邊緣運算、資安授權機制、5G通訊、共同通訊標準(ZIGBEE、NB-IoT、LoRa)規劃等。
  3. 長期:推動智慧社區標章,鼓勵導入創新應用與社區大數據蒐集及發展智慧機器人,細項包括多元服務整合、AI 加值應用、區塊鏈、網路需量調度、智慧社區佈建維護規範、智慧物聯網法令規範等。

圖1 社區導入物聯網之建議發展架構

(二)應用情境部分:

       智慧社區所涵蓋的環境中,物聯網的應用相關廣泛,針對社區道入物聯網之應用情境,需先瞭解其使用對象、地點、場域及時機,才能藉以描繪因地制宜之情境,本分析藉由調查臺北市現有智慧公宅社區案例資料,選定1,000戶以上之社區,做為物聯網應用情境發展場域。於該社區中物聯網相關導入項目包括:智慧辦公室、圖書館、智慧托育、智慧商業零售、智慧健康照護、日間照護、遠距照護、長期照護、智慧停車等。並分析案例社區之物聯網導入應用項目,提出以下建築物內外之應用情境。

  1. 建築物內應用情境:

       包含夜間智慧照明、智慧防災、人機溝通介面、電梯保養維修、機電故障預測、其他設備遠端保養等。

  1. 戶外空間應用情境:

       包含夜間智慧照明、空氣品質及微氣候偵測、公共資訊推播、安全監視攝影、無線網路、電動車充電站、再生能源應用、智慧公廁、智慧垃圾桶、網路中繼站、電網需量調度、無障礙接駁、自動駕駛、預約叫車、社區物流、社區巡檢等。

三、結語

       本分析藉由彙整國際間相關物聯網之標準文獻及現行產業技術發展成果,描繪我國未來10年社區導入物聯網及智慧化相關服務之應用情境,期冀本分析成果未來可透過透過公私及跨界參與機制,於社區形成物聯網生態系,共創社區福祉及產業商機。


業務報導
作者:鄭任軒

住宅部門溫室氣體減量調適措施與衝擊評估

一、前言

       近年來,全球氣候變化及其相關環境問題引起大眾對減緩氣候變遷的關注,透過節能措施減少能源消費,為減少溫室氣體排放的關鍵方法之一。在建築方面,基於過去的氣象資料TMY或TMY3的能源消費情境,推估我國住宅部門合理的排放(減碳)額度,並經由建築技術規則訂定新建建築物建築外殼節約能源設計。然而,推估新建築面對未來氣候時能源消費情境是極為重要且迫切的。因此本所進行住宅部門溫室氣體減量調適措施研究,解析各項住宅終端能源使用項目,整合社會經濟因素如人口、家戶收入等外部因子,建立預測未來住宅部門溫室氣體排放趨勢之模型,並根據預測結果提出因應之調適策略。

二、研究成果

       本案係針對我國各部門溫室氣體排放量推估模式進行比較分析,基於未來氣象年、結合不確定性分析,預測住宅部門能源消費,建立溫室氣體排放基線(BAU),分析不同減碳情境,及探討建築技術規則中建築外殼節約能源設計標準是否能滿足國家自訂預期貢獻量。而住宅部門能源消費係以電力消費為主。以2017年為例,電力消費所排放的溫室氣體約有2,625萬公噸CO2e占整體部門之85%。

       為了抑制住宅溫室氣體的增量,假設為中推估人口成長數與中度溫室氣體排放情境RCP4.5,根據國家能源結構發展情境與其他社會經濟層面因子,模擬2016至2035年預期溫室氣體減量效果顯示,若發電結構改變(圖1),有望於2030年控制在2,500萬公噸內,達到國家自訂預期貢獻的標準。

       解析自2016至2035年預期減量針對建築外殼熱性能改善、空調效率提升、家電設備效率提升及照明效率提升等4項電力消耗占比分別6%、25%、43%、26%。我國發電結構改變之情境下,若建築外殼法規標準提升10%,逐年更新率達1%,將可減少約18%(26萬公噸)的溫室氣體排放量(以2017年外殼負荷量貢獻的溫室氣體排放為基準);依照2017年的排放基準為分母,空調、家電、照明的自己減量比例分別為3%(20萬公噸)、5%(62萬公噸)、5%(37萬公噸)。倘若國家能源發展能如預期朝向綠色能源轉型,則住宅部門溫室氣體排放量有望透過以中低程度的調適組合於2030年達標。

圖1. 發電結構改變住宅部門溫室氣體排放趨勢(資料來源:本案整理)

       目前我國溫室氣體減量管理法推動方向,與各國在面對氣候變遷時所採取的措施大致相同,以提升新建建築外殼設計基準值、強化建築節能法規、鼓勵或強制性使用高效率/低耗能的家電產品以落實最低容許耗用能源效率標準(MEPS)等作法。然而,透過本案可知強制性的法規所規範的住宅外殼節能效果有限,住宅溫室氣體貢獻量則落於空調、照明、家電設備等用電設備。因此,用電設備的效率提升則需依靠產品開發端的技術進步,倘若上述的用電設備能在源頭達成節能設計,對於住宅部門的溫室氣體減量將有莫大助益。

三、結語

       本案完成我國住宅部門能源消費分析及溫室氣體排放相關減碳情境分析,住宅部門主要的溫室氣體貢獻落於空調、照明、家電設備等用電設備上。因此,為落實最低容許耗用能源效率標準,須仰賴政府的推廣與民眾配合才能達到一定的更新率。未來本所係參考國內外施行的獎勵補助措施,研提適合我國住宅部門溫室氣體減量之獎勵補助措施,並評估溫室氣體減量效益。


業務報導
作者:白櫻芳

創新建築物雨水貯集滯洪之智慧物聯網操作管理系統規劃

       近年由於極端氣候變遷造成強降雨頻率增加,淹水問題嚴重考驗都市排水能力,如何提升建築物滯洪能力,分擔部分逕流日顯重要。雨水貯集系統之貯水設施在非雨季時期有大部分的空間是閒置的,而雨季時期雨量豐沛又常常滿槽為患,致使雨水直接溢流未能妥善管理,故若能整合供水與滯洪進行設計,可將建築屋頂或地表逕流之集水區域的雨水獲得更合適的管控。

       本研究旨在提出既有建築物雨水貯集滯洪設施雙目標(滯洪、供水)設計方法與模擬方式,規劃未來發展社區智慧雨洪管理物聯網之架構與內容。重要成果說明如次:

一、創新雨水貯集系統(滯洪、供水)之設計理念

       本研究蒐集國內有關雨水貯集設施法規與技術規範施作執行重點,探討雨水貯集系統供水與滯洪設施相關規則,進而提出創新雨水貯集系統容量之設計理念(如圖1及圖2)。

圖1 創新設計雨水貯集系統之貯水設施空間利用示意圖

圖2 供水滯洪雙標的之效益與滯洪百分比曲線圖

 

二、既有建築物雨水貯集滯洪設施雙目標(滯洪、供水)設計方式與模擬模式

       創新雨水貯集系統設計之型式與操作方法分為地面型貯水設施以重力式排水之設計、地下型貯水設施以機械式抽排之設計兩個部分進行設計探討,且在並聯設計探討三種滯洪孔口的出流型式,分別為孔口出流、短嘴管出流及長嘴管出流。本研究利用 Microsoft Office Excel 試算表配合 Visual Basic for Applications (VBA) 程式建立雙目標(滯洪、供水)建築物雨水貯集滯洪設施模擬模式,輸入降雨資料、逕流係數、屋頂集雨面積、需水量及貯水設施容量,即可計算創新雨水貯集系統在不同設計型式與操作方法之效益,模擬模式如圖3所示。

圖3 雙目標(滯洪、供水)建築物雨水貯集滯洪設施模擬模式

       經模擬比較創新容量設計體積操作(表1)與既有雨水貯集系統(表2)在2年重現期、5年重現期及10年重現期之短期設計暴雨模擬成果,創新容量設計可獲得較理想的滯洪成效,且短嘴管可得到較高的洪峰流量削減率。

表1 創新容量設計短期模擬之洪峰流量削減率彙整表

 

表2 既有設施容量短期模擬之洪峰流量削減率彙整表

三、社區智慧雨洪管理物聯網之發展規劃

       智慧雨洪管理系統於物聯網在概念上可分為三層架構,由底層至上層分別為感測層、網路層與應用服務層。智慧雨洪管理於社區建築物雨水貯集滯洪設施可區分為四大部分,分別為線上監測、即時預測、應變指揮、設施管理。先期發展規劃,分成六大部分:第一部分為產品感測反饋,第二部分為預警及預報模式,第三部分為智慧建築評估防災策略,第四部份為長期維護管理,第五部分為人員培訓,第六部分為試點規劃與推廣實踐。

       本研究建議後續年度進行智慧物聯網雨水貯集系統建構與示範點測試,建立社區智慧雨洪管理物聯網,使社區雨洪管理朝向智慧化,再逐步提升到縣市政府層級的智慧雨洪管理。


業務報導
作者:賴深江

老人福利機構對應水災避難撤離標準及應變作業原則

一、研究緣起

       臺灣於2009年莫拉克颱風、2010年凡那比颱風時發生老人福利機構淹水災害事件,為強化長期照顧機構防災避難等,行政院於民國106年12月頒布「強化長期照顧機構公共安全推動方案」,要求中央督請地方政府針對潛勢區內之現行機構加強輔導改善。爰此,配合研擬可供老人福利機構對應水災避難撤離標準及應變作業建議,以協助具淹水災害潛勢之機構進行事先整備,進而降低相關人員在淹水事件受災程度。

二、研究方法

       本研究之研究方法包括:經由二手資料,就國內老人福利機構問題檢討與對策分析、國內外老人福利機構災害避難撤離標準相關法令及政策彙整。其次,蒐集國內老人福利機構位址,配合淹水潛勢圖資進行疊圖分析,掌握具淹水風險機構資訊。第三,現地調查進行老人福利機構個案實質環境、機構人力、整備作為及應變能力進行觀察。第四,問卷調查,針對2017年底已立案之所有老人福利機構發放問卷計1,101份,共回收紙本、電子問卷合計367份。第五,深度訪談,對象包含老人福利機構負責人或員工、政府部門災害應變決策人員等。第六,專家座談/焦點團體,以災害防救學者、社衛政部門官員、災害主管機關官員、老人福利專家學者、民間組織、機構代表等為對象,協助檢視問卷初稿及就本研究所擬之水災應變作業原則及避難撤離機制之內容討論修正。

三、老人福利機構水災避難撤離標準及應變作業原則

(一)水災避難撤離與應變作業之權益關係者

1.老人福利機構:機構的營運單位,對機構特性最了解,對住民有照顧、安全維護之責任。

2.機構住民及家屬。

3.社/衛政部門:機構之主管單位,透過法規及評鑑等方式,促進機構在安全之提升。

4.淹水相關災害之預警及應變部門:中央包括氣象局、水利署、消防署等;地方政府包括水利單位、消防局等。

5.社區:如水利署、消防署等推動防災社區。未來可強化社區與機構的互動。

(二)機構風險分級

1.機構應檢視是否有下列環境脆弱性:(1)日降雨量450mm,淹水大於50cm;(2)10年內嚴重淹水,或執行疏散撤離;(3)週邊200m有寬50m以上河川;(4)鄰接魚塭或水田,或自身或鄰近機構曾發生淹水。

2.機構之建築特性:(1)樓高1樓;(2)兩層樓,但屋頂為鐵皮屋頂。

3.老人福利機構風險分級:

(1)具有上述建築特性兼具上述環境脆弱性者,歸為「第一類機構」;(2)不具上述建築特性,但具上述環境脆弱性者,歸為「第二類機構」;(3)具有上述建築特性,但不具上述環境脆弱性者,歸為「第三類機構」;(4)上述建築特性及環境脆弱性,兩者皆不具備者,歸為「第四類機構」。

(三)應變行動與疏散時機判定參考(如下表)

 

 

(四)應變行動建議:

1.應變機制啟動。

2.啟動災害應變編組、必要時緊急人力召回。

3.災害資訊蒐集:每3小時檢視紀錄雨量、淹水警戒、河川水位警戒、觀察機構周邊淹水狀況。

4.疏散避難決策:(1)第一、二類機構較可能遭遇淹水風險;(2)須兼顧住民照護維持,與未及時疏散、疏散過程之風險;(3)機構應評估自身風險,與主管單位溝通疏散避難決策;(4)機構須了解,當災情擴大,救災單位運作負荷多已滿載,無法即時支援;(5)若預測結果幾乎確認可能淹水,且機構所在區位及建築狀況屬於較高脆弱性,則機構應儘早撤離。

5.縣市、鄉鎮得依法要求機構撤離。

6.疏散準備。

7.準備疏散之相關作為。

8.疏散執行。

9.開始進行疏散。

四、結語

       本研究自訪談及問卷獲知機構在考量淹水風險的不確定性及造成住民的不便、人力物力成本的增加,與可能需要支付交通業者及收容端業者之必要開銷,而較不傾向事先進行預防性撤離。因此,政府在平時即應透過風險溝通,讓機構了解其有照護住民安全之責任;當發生淹水事件後業者請政府部門協助時,其責任若在於機構的應變時機延誤,機構也將面臨家屬的責難,並影響企業的後續經營。政府也可透過諸如教育訓練課程的提供、業者經驗的分享、防災計畫擬定的輔導、相互支援協定(如交通業者、其他性質類似的機構)的推動、新型態演習方式的導入等,讓機構更了解災害風險及有更好的因應作為。


業務報導
作者:白櫻芳

極端降雨引致都市洪水即時預警模式與減災調適技術整合應用

       因應極端降雨發生頻率增加,基於減救災需求考量,淹水預報模式的發展已為各國致力發展的重點。本計畫研究目的係以地文性淹排水模式(PHD-model)利用氣象單位降雨預報資料進行都市水情即時演算,由模擬之都市洪水傳播過程預警都市水情,提供應變中心決策支援情資,將可能發生災害時之應變反應時間,提前到災害發生前的整備時間,提升災害預警與潛勢判斷的準確度,以利政府迅速啟動避災及街道減災調適技術。

       本研究案例區域選定臺南市仁德區,完成演算範圍之水文、地文等相關資料之蒐集,依據所蒐集之地文資料完成都市區域非結構性格網之佈置,再以蒐集之2016年梅姬颱風、2017年尼莎颱風、2018年0619豪雨與2018年0823豪雨4場事件降雨與潮位歷程,建置地文性淹排水模式並進行降雨逕流演算分析,進而提出預警模式與減災調適整合應用技術(仁德區資料如圖1至圖12、格網佈置如圖13)。

圖1 研究區域之地理位置圖

2  研究區域內雨量站分布圖 3  研究區域內水文站分布圖
4  研究區域內數值高程圖 5  研究區域內交通路網圖
6  土地利用面積之比例 7  研究區域內土地利用概況圖
8  仁德區土地利用變化
9  仁德區土地利用概況圖
10  研究區域內水門分布圖 11  研究區域內抽水站分布圖
12  研究區域內滯蓄洪設施分布圖 13  研究區域格網佈置

(一)演算結果與比較

       本研究選取發生於2016年之梅姬颱風、2017年之尼莎颱風及2018年0619、0823豪雨作為演算案例。演算颱風豪雨期間洪水歷程分別與鹽水溪安順橋測站及二仁溪華醫大橋測站實測水位資料繪製比較圖分別如圖14所示,2場颱風與2場豪雨分別均有3個至5個峰值,屬多峰型降雨歷程,易形成流量疊加現象,模式模擬之峰值、發生時間與實測水位相比亦有相同趨勢,顯示模式可合理演算降雨形成之逕流歷程。梅姬颱風安順橋測站第35小時(即第2峰值)之後模擬水位較實測水位低很多,水位趨勢與雨量一致,第2峰值與第3峰值間降雨有間歇,模式模擬排水較實測快,推測現地排水情形較模擬不良。0823豪雨降雨較無間歇現象,流量峰值較接近單峰形式。

圖14 模式演算之颱風豪期間洪水歷程與測站實測資料比較圖

(二)即時降雨—地表逕流演算與預警時間分析

       為進一步探討本研究地文性淹水預報模式之即時演算效能與預報能力,於尼莎颱風期間以QPESUMS雷達格網之氣象觀測與預測之降雨量空間分布進行地文性淹水預報模式之預報演算測試。預報模式以前導時間3小時演算尼莎颱風之淹水深度分布歷程如圖15,預報水深在有實測降雨或即時水位資料回傳後進行模式校正,應可提升預報水深之可靠性,可進一步針對位於淹水深度超出警戒標準之保全對象發出預警。為因應近年來常發生之極短延時強降雨事件,中央氣象局發展0~1小時定量降雨預報,本模式亦針對短延時之預報進行10分鐘1筆降雨預報之測試,所需之計算時間約2分鐘。

圖15 預報模式演算案例區域之淹水深度分布歷程

(三)逕流分擔及出流管制之減災調適技術可行性研究之規劃應用

       進行逕流分擔及出流管制之減災調適技術可行性研究規劃之步驟如下,先選定減災調適之目標區域,再調查都市區域建築及街區滯蓄洪空間,如建築地下室與屋頂、街區綠地、公園、廣場、校園屋頂或操場等,並估算其滯蓄洪容量,進一步以逕流分擔及出流管制之概念為主軸,考量目標區現有之周邊防洪及排洪設施,在此一現階段減洪基礎上,透過地文性淹排水模式模擬工程措施之減災調適策略,如利用新建道路之高程,整合街道水流排除洪水、都市綠地低地之疏導等工程措施或非工程之洪災保險等調適策略,完成減災調適技術可行性研究之規劃。


專題報導
作者:靳燕玲

本所107年度科技計畫辦理成果

       本所107年度賡續辦理8項科技計畫,係遵循本部「以民為念,興利除弊」理念,以「廉能、專業、效能、關懷」之施政原則,以臺灣優先、對人民有利,營造一個關懷弱勢、智慧節能、居住安全的永續幸福家園為目標。並符合科技施政目標3.以科技創新打造永續宜居環境,提昇居住品質之宗旨,各項計畫辦理成果如下:

(一).高齡者安全安心生活環境科技發展中程個案計畫(2/4)

       本計畫以生活圈之環境架構,提出高齡社會都市及社區生活願景,建構「安全、安心之生活環境」為目標。科技施政目標與具體產出效益方面,提升相關高齡低視能及療癒環境研究水準。完成友善建築應用教材,辦理3場大型研討會,協助修正「建築物無障礙設施設計規範」、「無障礙住宅設計基準」。

       有關科技研發績效對施政及對科技政策落實之貢獻方面,提升高齡低視能者之室內環境設計等研究水準,帶動國內對高齡環境的重視,未來將著眼於建築政策、法令、技術及工法研發,導入先進國家無障礙建築及社會住宅法令研究,提出國內建管法令修正、建築技術研發及成果應用推廣,以提升高齡者生活環境。

(二).建築防火安全工程創新科技及應用研發計畫(4/4)

       本計畫研發具備可靠性、人本、永續性等之防火安全設計及工程技術,達成人與建築物俱能永續安全之目標。科技施政目標與具體產出效益方面,完成多項防火創新技術成果,申請核准獲得發明及新型專利等5項;辦理煙層簡易二層法驗證軟體技轉授權4件;完成建築用門遮煙性能現場試驗方法手冊等2冊;參與修訂法規及標準14項;辦理國際性及國內研討會共5場次。

       有關科技研發績效對施政及對科技政策落實之貢獻方面,深化建築防火技術研發,融合本土人文與建築特性,發展智慧化技術應用,探討弱勢者避難安全,研訂防火、避難、煙控及消防設計與評估手冊,並強化與國際接軌及技術交流。

(三).都市與建築減災與調適科技精進及整合應用發展計畫(4/4)

       本計畫扣合都市發展研發提升都會區與流域綜合治理與災害韌性之技術、提升國土坡地及自然資源永續性與災害韌性。科技施政目標與具體產出效益方面,研編大型室內家具震災防護對策1冊,研發整合型邊坡智能感測器,建構坡地社區邊坡智慧防災系統、地文性淹水模式即時預報及串聯滯蓄洪設施操作、建構雨水供水防洪雙功能容量設計方法,並輔導坡地社區防災安裝巡檢系統5處。

       有關科技研發績效對施政及對科技政策落實之貢獻方面,進行都市地震減災、都市減洪、坡地社區防災等相關研究,研發都市建築安全減災與調適技術,支援防災實務需求將防災技術轉化成為法令或技術手冊,並參與協助建築或都市計畫法令政策修訂4項。

(四).鋼構建築複合性災害作用下耐火科技研發計畫(4/4)

       本計畫提升關鍵設施防震耐災能力,研提鋼構造建築物防火設計技術參考手冊,建立鋼結構火害後檢測與安全評估初步指引。科技施政目標與具體產出效益方面,獲得切削減弱式接頭鋼梁與梁柱接頭及混凝土樓版等耐火性能研究成果,研提鋼構造建築物防火設計技術參考手冊,完成建立鋼結構火害後檢測與安全評估初步指引,參與制訂國家標準5件。

       有關科技研發績效對施政及對科技政策落實之貢獻方面,賡續進行實尺寸鋼構屋火害、震害多重災害模擬實驗,產業團體配合款累計達3,320千元。持續建立建築材料及結構高溫實驗資料庫。發表於國內外研討會論文7篇,提升我國建築防火能見度。

(五).建築技術多元創新與推廣應用精進計畫(3/4)

       本計畫提升關鍵設施防震耐災能力,探討老舊供公眾使用私有建築物耐震評估補強法規制度,及既有建築物防倒塌階段性耐震補強法規與設計方法。科技施政目標與具體產出效益方面,研究具頂蓋之挑空中庭建築物的熱浮力通風,並建立跨不同地況區域之都市風廊評估方法。

       有關科技研發績效對施政及對科技政策落實之貢獻方面,開發「鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估平台」及「風洞試驗進行建築結構物等值靜載重評估程式」等2應用軟體,提升PSERCB應用性與耐風評估效能。賡續應用材料實驗中心及風雨風洞實驗室設備,精進建築試驗技術,增強建築構件之耐久延壽及防震抗風雨之能力,研修建築技術規範與法規。結合通信、雲端、AI及BIM等跨領域技術,促進工程開發效能。

(六).建築資訊整合分享與應用研發推廣計畫(4/4)-BIM

       本計畫發展智慧防災科技,完成建築資訊建模BIM協作指南之推廣與輔助防火避難性能模擬驗證等研究。科技施政目標與具體產出效益方面,國內研討及推廣活動共16場、1場BIM人才媒合、3場演練工作坊,辦理BIM人才培訓課程14個。開發BIM本土應用項目,進行應用IFC記錄建築技術規則檢測資訊、輔助防火避難性能模擬驗證等研究,及以BIM 輔助住宅性能評估與設計等。

       有關科技研發績效對施政及對科技政策落實之貢獻方面,以在地化應用為主軸,輔助建築技術規則檢核資訊、輔助維護管理、資訊跨域聯結應用等研究。應用實例推廣BIM協同作業指南、元件通用格式、維護管理資訊交付等,形成具數位經濟性質的新型態營建產業。

(七).創新低碳綠建築環境科技計畫(4/4)

       本計畫扣合住商節能減碳技術發展,加強綠建築循環減廢之技術研發應用。科技施政目標與具體產出效益方面,完成綠建築之造價成本分析比較、綠建築維護管理與費用合理性、綠建築雨水貯集利用系統之應用推廣及CNS建築聲學實驗室量測標準修訂之研究等,應用於建築相關法令與評估手冊之增(修)定。

       有關科技研發績效對施政及對科技政策落實之貢獻方面,持續著重於建築節能減碳與室內環境科技、永續城市、循環建築工法相關之創新技術及綠建築宣導推廣等重點進行規劃,全面提昇節能減碳之生活環境品質,落實台灣循環永續之政策目標。

(八).智慧化環境科技發展推廣計畫(4/4)

       本計畫推動智慧建築感測資料開放共享;編寫智慧住宅高齡照護設計指引,發展遠距照護產業。科技施政目標與具體產出效益方面,辦理創新室內空氣品質監控大數據分析等研究8案;編寫智慧住宅高齡照護設計指引;衍生智慧建築標章認證97案,增加技術服務收入7,505 (千元);維運智慧化居住空間展示中心共64,806人次參訪,協助國內廠商媒合47件商機。

       有關科技研發績效對施政及對科技政策落實之貢獻方面,將編寫「智慧住宅高齡照護設計指引」協助建築師等,善用物聯網、人工智慧等科技發展住宅高齡照護服務,並於108年1月出版,並規劃108年度持續辦理2場推廣活動,邀請衛生福利部及建築師等相關產業參與。


專題報導
作者:郭建源

改良型方向性歐文探針紊流場特性驗證

一、前言

       隨著經濟發展,國內建築物朝高層化、大型化及複合化趨勢發展,巨型化高層建築物除阻礙戶外區域環境風場流通性,亦造成行人強風的現象而影響都市環境的生活品質與生命威脅。過去數十年有許多高層建築物引致的行人強風造成意外傷亡案例。一些先進國家包括台灣在內也紛紛立法要求作風場的環境影響評估。針對此問題,國內外各界多在風洞實驗室內,透過縮尺模型,模擬主建築物附近地表地物實況,再於適當位置佈設歐文探針(Irwin Probe)量測風速進行評估。惟該探針僅具風速量測功能,對於強風來襲方向無法量測。

       為能改良目前歐文探針僅能量測風速的缺點,於前期(106年度)科發基金補助計畫中,研究團隊透過文獻與學理開發定向性歐文探針( Directional Irwin Probe, DIRP),並於本所風洞實驗室內以均勻流場進行性能驗證,試驗時每30度量測一次,將試驗結果以傅利葉級數計算風場角度。初步驗證結果顯示,已開發之定向性歐文探針( Directional Irwin Probe, DIRP),除能具備一般歐文探針(中央管)可量測地表風速之性能外,可同時量測表面管之風壓係數,並可作為主要來流風向的判定依據。

       為延續前期計畫成果,並驗證改良型歐文探針在紊流場下的量測性能,本期擬於小型風洞內,以穩定風場進行風速量測,減少不確定因素干擾;探討不同風速下之探針孔洞內壓力量測準確度,以明確界定改良型歐文探針適用之風速範圍;並模擬不同紊流強度,分析紊流流場與均勻流場之差異;另量測臨建築物附近不同流場特性,如迎風面的下切氣流、角隅處的角隅渦流與背風側的尾流等。

、試驗規劃

       於前期研究中發現,本所風洞實驗室環境風洞之尺寸對於微小之方向性歐文探針而言過於龐大,其風洞內壓力易受外界大氣干擾,雖其干擾僅為數帕斯卡(Pa),但此壓力擾動值對於本實驗之數據將產生10~20%之誤差。因此,本期實驗預計於另製一小型量測風洞進行,由於斷面較小(斷面尺寸為20公分見方,如圖1所示),環境較易於控制,期將環境因素之影響降至最低。本案完成之重點工作分述如下:

  1. 本研究將設定一風速上下限,並於此範圍內漸增風速進行實驗,探討不同風速下之地表風速計各孔位壓力分佈之狀況,以明確界定改良型歐文探針適用之風速範圍。
  2. 研究於風洞試驗段前方架設格柵系統(圖2),產生來流之紊流風場條件,量測於紊流流場中,改良型歐文探針判斷風向之表現,分析紊流流場與均勻流場之差異。
  3. 規劃臨建築物附近之流場特性量測,如位於迎風面的下切氣流、角隅處的角隅渦流與背風側的尾流等(圖3)。研究擬以改良型歐文探針進行試驗,以驗證該探針對於量測角度之能力。

三、試驗結果

       本研究自製開放式小型風洞,該風洞(圖1)整體長度約為5 m,收縮比為9:1,斷面尺寸為20 cm × 20 cm,測試段長度為50 cm,風機轉速由變頻系統控制,風速範圍為1 m/s至25 m/s,並可藉由更換擴張段與馬達調整更高之風速範圍。此風洞空流場之風場均勻且穩定,紊流強度低於0.5%。該風洞於測試段內設計直徑15 cm具角度刻度之旋轉盤,使其具備轉向能力以控制DIRP之風向角。試驗分別於均勻流況、紊流流況與非恆定流況下進行,考量實際應用較常見之風速範圍,試驗風速先訂於4 m/s至10 m/s,間隔2m/s,取樣頻率與時間分別為256Hz與32秒。現就各流況試驗結果說明如下。

  1. 均勻流況試驗結果

       試驗結果經整理後如圖4至圖7所示,由試驗結果之平均無因次壓力分佈可回歸出近似cosine曲線之結果,並隨風速提升造成係數變化。率定曲線形式為:

       CS與CA值基本上隨風速增加約略成線性趨勢,由此結果亦可知至少在試驗進行之風速範圍下,地表之孔位之壓力分佈皆接近cosine曲線分布,判斷角度之方式即可以此關係式計算而得,以10m/s為例,整體誤差皆落於5度內,由此結果可知本探針於均勻流場狀況下對於判斷風向已有不錯之精度。

  1. 紊流流況試驗結果

       紊流流況同樣於小型風洞進行,試驗依文獻建議(Roach),規劃兩組不同尺度之紊流流況。格柵安設計方式如圖8~9,所示,同樣於轉盤處安裝改良型歐文探針以了解其於紊流場中判斷風向角度之能力。同均勻流之率定方式,將試驗結果整理後如圖10至圖17所示,其試驗結果之平均無因次壓力分佈亦可回歸出近似cosine曲線之結果。

       由上述資料亦可發現紊流流況之關係亦呈cosine分布,雖於case 1之4m/s資料較為雜亂,但於平均各點資料後仍可率定出一條接近趨勢的cosine曲線。而在整理資料後發現,間隔30度之試驗資料率定結果與間隔10度之結果差異小於2%,因此於case 2之試驗採間格30度進行。

  1. 非恆定流況試驗結果

       為了解該探針於非恆定來流下之風向判斷能力,研究中設計一阻礙物於量測區上游以製造非恆定流況)。並於風速計上方設置一直徑約0.05 mm之細鐵絲,由於細鐵絲受來流影響將改變其擺動角度,希望可藉由此機構檢視風向之即時變化,試驗架設如圖18所示。試驗改變風向角由-30度至90度,以製造不同狀況之流況,而探針處之風向則以高速攝影方式擷取畫面,相機錄製速率為120fps(即為120Hz)。將錄製之影片檔轉為各時刻之影像檔輸出,並經影像分析判別出細鐵絲位置與方向後,經取適當之門檻值即可得知該瞬間相對於影像區域內之角度,再經座標轉換至探針座標上,即可計算出瞬時之風向角。

四、結語

  1. 在可接受之精度下,本研究提出之改良型歐文探針經均勻流況、紊流流況與非恆定流況之試驗與資料分析後,已具備同時量測風速與風向之能力。更準確之精度分析則須進行重複性試驗,取得大量數據加以評估。
  2. 基本上本探針之平均壓力分佈接近餘弦函數,雖在下游處孔位之壓力略有回升之現象,不過以其餘點位壓力分佈仍可由cosine函數回歸,並以傅立葉級數直接計算出最接近之風向角度,而此關係在瞬時壓力分佈亦成立。
  3. 在均勻流與紊流流況下對於平均風向角解析皆具有一定精度,兩者實驗比對結果顯示,平均風向角之判斷誤差皆落於5度內,對實驗應用以具不錯之精確度。而在本案設定之非恆定流場下,以影像處理方式獲得近似風向角度瞬時資料,並與風速計壓力計算資料比對,於風向相對穩定(即非恆定性較弱之情況)之風向角結果相近,但於遮蔽或迴流區等非恆定性較強區域之結果差異較大,後續若須進一步探討與解析,則需採流場可視化方式同步進行量測,可了解探針周圍之實際風場變化狀況,以獲得較精準之結果。
  4. 本案校驗試驗於均勻流況與紊流流況皆有不錯之判斷風向角度能力,但於非恆流況下,當流場非恆定性較強時(如處於低速回流區),則判斷角度有較大誤差,成因可能為研究規劃之拍攝鐵絲方法無法即時反應出流場狀況。建議後續可針對此問題進行較精確之試驗,如採流場可視化方式,求得此探針處較正確之速度分布向量,將可釐清角度判定問題成因,獲得更佳之量測結果。
圖1 本研究自製吸入式小型風洞
圖2 本研究自製吸入式小型風洞架設格柵系統示意圖
圖3 風速計處於建築物下游示意圖

 

 

圖4  4m/s之率定係數結果(均勻流) 圖5  6m/s之率定係數結果(均勻流)
圖6  8m/s之率定係數結果(均勻流) 圖7  10m/s之率定係數結果(均勻流)
圖8紊流格柵設計 (case 1) 圖9 紊流格柵設計(case 2)
圖10 4m/s之率定係數結果(紊流case1) 圖11 6m/s之率定係數結果(紊流case1)
圖12 8m/s之率定係數結果(紊流case1) 圖13 10m/s之率定係數結果(紊流case1)
圖14 4m/s之率定係數結果(紊流case2) 圖15 6m/s之率定係數結果(紊流case2)
圖16 8m/s之率定係數結果(紊流case2) 圖17 10m/s之率定係數結果(紊流case2)
圖18 非恆定流況之試驗架設

 


專題報導
作者:呂文弘

赴新加坡參加「2018國際綠建築研討會」及參訪當地綠建築

一、 前言

       為瞭解國際間對於綠建築暨環境永續議題上的政策架構與推動成果,本所派員於2018年9月5日至9月7日參加於新加坡舉辦的「2018國際綠建築研討會(International Green Building Conference, IGBC)」,瞭解各與會國家在綠建築案例、智慧低碳營建、綠建築商業模式、健康居住環境、智慧社區、生態親和城市與綠建築技術交流會議等議題之執行現況。另參訪當地綠建築,並蒐集國際綠建築、智慧城市與建築科技研發相關趨勢與資訊。除了加強與各國相關領域之專家學者交流之外,更可藉由研討會之參與了解今後國際上永續智慧綠建築之推動方向,對於本所推動創新低碳綠建築、近零能源建築以及智慧社區發展等相關研究領域有所啟發,亦對我國擴大綠建築相關技術與永續推動有相當助益。

       IGBC國際綠建築研討會由新加坡建設局主辦,新加坡綠建築協會 (SGBC)協辦,並結合「2018年亞洲綠建築及室內裝飾展」 (Build Eco Xpo (BEX) Asia) 及「2018年新加坡國際冷凍空調設備展」一併舉行,提供綠建築供應商展示維護生態及具節能效益的建築材料、設計與建材的會展平台,藉由營建產業代表、政策決策者、建築環境永續設計領域專業人士的共同研討交流,分享國際間在綠建築技術與政策規劃執行的經驗與心得,進而推動國際合作產業商機。本次研討會及展覽活動計有來自50個國家,10,775位專家學者與各界人士參與,其中100餘位專家學者分別在研討會22場次分項議程中發表分享綠建築執行經驗與研究成果,獲益良多。

二、會議重點

       本次IGBC國際研討會依大會議程區分為3大議題主軸進行經驗交流分享,專題演講、研討會及論文發表會等計20餘場次。研討會議題重點整理如下:

(一)本次國際綠建築研討會邀請新加坡建設局戴禮翔副局長進行特邀演講,主題為「建設美麗低碳環境」,分享世界綠建築協會各會員協會所在區域的綠建築典範案例,如何因應在地環境氣候特色,發展完備的綠建築永續環境設計技術。

圖1 特邀專題演講與討論

(二)「建築行業轉型」主軸下再區分3項子議題,包括:(1) 推進淨零碳、(2) 低碳建設、(3) 綠色金融等分別規劃專題,首先從淨零碳的全球觀點探討如何邁向零能源和零碳建築,再以綠色建築示範案例(NUS NET-ZERO ENERGY BUILDING - SDE 4)進行經驗分享。

(三)「優質建築與場域」主軸下再區分感官健康的場所、智慧新標準、環境共融的親和城市、智慧社區等4項子議題,分別就智慧化、健康、環境永續等面向探討建築與社區的執行經驗及未來發展方向。

(四)「技術研討會」主軸下再區分建築外觀、高效節能的新鮮外氣裝置和風扇、綠建築工作坊、高效節能熱泵系統、行為改變、綠建築使用者的健康與福祉、綠建築精進工作坊等7項子議題,分別就綠建築設計、高效率空調能設備系統、綠建築使用者的身心健康、行為變化及技術精進策略等面向,邀請來自各國專家與產業界分享執行經驗與技術交流。

三、國際交流與展覽會場參觀

       本次參與國際綠建築研討會過程中,分別與主辦單位、特邀演講貴賓之新加坡建設局戴禮翔副局長及國際開發司許麟濟司長等相關交換綠建築政策推動經驗,並與新加坡建築產業專家、越南建築師協會與會代表分享我國境外版綠建築標章評定制度,並邀請參加我國於10月15日至17日舉辦之環亞熱帶創新低碳綠建築國際研討會,持續進行經驗分享與技術交流。

圖2 與新加坡建設局戴禮翔副局長及國際開發司許麟濟司長交流合影
圖3 與越南建築師協會代表及新加坡建築業交流綠建築推動經驗
圖4 垂直立體綠化技術展示
圖5 整合資通訊技術之環境監測設備
圖6 鋁框構造窗的隔熱性能比較

四、新加坡綠建築參訪

       本次行程另安排參訪新加坡當地綠建築案例,以瞭解位處赤道線上熱帶雨林氣候區的新加坡,因應發展出的永續環境規劃與綠建築設計技術,包括建築綠化、隔熱、外遮陽、自然通風、空調換氣、節水及水資源再利用等,並導入資通訊技術提升建築智慧化與管理維護水準,同時強化產官學研的跨域整合,充分展現新加坡在建構健康宜居環境與共同推動地球永續發展的努力。

(一)南洋理工大學北區學習中心(The ARC)

       南洋理工大學的每棟新建築都致力達到更高的綠建築營建標準、性能與永續性,校區內有50多棟建築獲得了新加坡綠建築白金級認證,為確保綠色校園的願景,本案北區學習中心(The ARC)更積極導入綠色設計理念,考慮與環境融合、能源資源有效利用與極致綠化,當作該校宣達綠色永續的指標建築。

圖7 北區學習中心(The ARC)
圖8 北區學習中心(The ARC) 立面鋁格柵外遮陽與壁面豎穴空調風口

(二)國科大廈 (Guoco Tower)

       國科大廈是19層與64層高低塔建築體的複合用途開發專案,建築空間包括14層的酒店、32層的辦公室和26層的住宅,地下層部分為地下6層的商業空間和停車場平臺。建築節能設計亮點是外牆採低low-e 雙層玻璃單元設計,且在所有方位外牆上都有遮陽,外牆熱傳透率值只有34.45 W/m2(當地法規要求 50 W/m2),以降低建築的冷房空調負荷;設計小組進行了幾項建築物理研究,包括陰影分析、氣流分析和熱舒適性研究,採用大容量低速風扇引導通風對流,以使半戶外空間在一年中無風的時間,仍能滿足環境舒適度的水準。

圖9 國科大廈綠建築設計理念與模型
圖10 國科大廈設計意象模擬及建築空間分區介紹

(三)住宅區綠建築 (The Interlace )

       The Interlace是新加坡一座31公寓住宅大樓,總共有1, 040住宅單元,由Ole ScheerenOMA建築師事務所設計的,2013年完成,它的設計看起來像31塊六層樓方塊不規則地堆疊在一起,以六角形的排列交錯圍繞八個庭院,為每個家庭提供了周圍地區的廣闊景色。該建築基地從新加坡政府獲得了99年的租約,周圍環繞著幾個連接推廣「2012年新加坡綠色倡議」的公園, 2015年贏得世界年度建築,2014年也獲得城市人居獎(Urban Habitat Award )。

圖11 花園城市中的The Interlace立面外觀

(四)新加坡大學校園綠建築

       本次參訪新加坡大學綠建築以Kent Ridge Campus為主,包括產學創新研發中心、耶魯學院及體育館等綠建築,由建築系王才強教授引領參訪,校園個別建築屋頂或外牆大量設計立體綠化,建築群落中庭環繞水景及複層綠化,並保留老樹,雨水收集利用於水景及澆灌;建築立面均設計外遮陽或搭配垂直綠化,以提高隔熱性能,屋頂及外牆立面部分除遮陽綠化外,並盡可能設置太陽能光電版,提高校園再生能源的來源。

圖12 新加坡大學產學創新研發中心
圖13 教學棟外觀及學生活動中心餐廳自然換氣
圖14 教學棟中庭保留老樹融合設計

五、結語

       新加坡由政府機關主導推動本次IGBC綠建築研討會,並配合綠色營建產業發展需要,規劃綠建築週系列活動,邀集公私部門團體與產學各界共同參與,建立綠建築產業國際交流平台,主導東南亞地區甚至於國際發展的先機。對照我國自1999年推動綠建築標章制度以來,節能減碳成效可觀,未來如能參考本次參訪所見之跨域整合經驗,搭配大型產業會展、案例參訪、技術研習及國際合作模式,並擴大推動境外綠建築評定認可,應有助於我國推動環亞熱帶綠建築產業熱區的發展。


專題報導
作者:賴深江

赴加拿大參加「ICLEI2018世界韌性都市會議」

一、前言

       為瞭解國際韌性城市規劃領域之發展趨勢,以供本部研擬相關政策之參考,本所派員參加於6月19日至22日假加拿大蒙特婁市國際會議中心召開「ICLEI2018世界韌性都市會議」(2018ICLEI World Congress),此會議係由地方政府永續發展理事會(Local Governments for Sustainability,ICLEI )主辦。本次會議主題為「共同邁向永續城市:整合、合作、創新」(Together towards sustainable cities: Integrate, Collaborate, Innovate),計有來自世界177個地方政府、機構或組織等共1051人參加。

二、永續發展目標與韌性城市

       聯合國於2015年9月在紐約召開聯合國永續發展高峰會,各與會之會員國正式通過於2016年1月1日起實施「2030永續發展議程」(the 2030 Agenda for Sustainable Development),該議程是未來15年(2016-2030年)之協議,其內容包括於議程下制定17個「永續發展目標」(the Sustainable Development Goals)(SDGs)及169項的細項目標。韌性城市則列入永續發展目標之目標11:「建設具有包容、安全、韌性及永續的城市和人類聚落」。

三、研討會議題

       研討主題訂為「共同邁向永續城市:整合、合作、創新」,包括2030年城市與區域願景:確保系統性及涵括性之行動、透過創新解決方案與集體性地方行動達成全球目標、朝向韌性都市與區域之轉型、地方層級之韌性營造、永續發展解決方案實施之女性領導能力培養、永續都市及城鎮與區域的多層次與合作治理、地方韌性、朝向低碳與韌性都市、面對氣候變遷之挑戰與有利機會等,於閉幕時主辦城市宣布「ICLEI蒙特婁議定書及策略願景:建設永續發展的城市」(2018-2024年) ,透過低碳、以自然為基礎、循環、韌性、公平之發展等5個相互關聯之路徑邁向永續發展,並經由治理、創新、金融等政策途徑之支援來達成。另外,提出蒙特婁市行動計畫(The ICLEI Montréal Action Plan 2018- 2021),宣示將推動全部使用再生能源、支援產業朝向永續經濟加以轉型、低碳城市發展、氣候韌性、友善的(交通)移動性發展等項策略之實施與評估,並經由綠色採購之領先做法轉型成為綠色經濟。以及連結氣候行動至都市發展、於都市及區域層次推動全球生物多樣性之目標等項。

 四、蒙特婁市韌性都市策略

       蒙特婁市列為美國洛克斐勒基金會贊助之「100個韌性都市」(100 Resilient Cities)之一,該市為研擬及推動韌性計畫,特地於市政府設置韌性局,由韌性局主管兼任韌性首席官(Chief resilience officer),韌性辦公室係結合經濟發展、環境、緊急應變等相關部門所組成,為建立社會網絡以保護災害發生時最脆弱之族群而擬定韌性相關計畫。該市係於美國洛克斐勒基金會經費贊助下,針對天然災害、經濟危機、恐怖份子攻擊等各種災害預為準備。

       蒙特婁市韌性都市策略報告係源於2014年12月加入「100個韌性都市」網絡,於組織上在2016年1月指定韌性首席官、2016年5月創設韌性局、2016年6月成立指導委員會。於計畫上則在2016年夏季進行計畫工作坊、意見調查與數據分析,於2017年2月公布韌性初步評估報告(Prelimary Resilience Assessment)。於2017年3月至6月進行診斷及研究地區之研討;於2017年6月至於2018年6月之1年內進行韌性都市策略草案研擬及審議,此期間亦辦理系列性之工作坊會議。在2018年6月18日公布「蒙特婁韌性都市策略」(Montréal’s Resilient City Strategy),規劃未來5年之實施方向,以面對環境、社會及經濟等項挑戰,並提出蒙特婁市韌性都市行動計畫。蒙特婁市成為加拿大第1個公布韌性都市策略之都市。

       蒙特婁市於「蒙特婁韌性都市策略」主要考量異常洪水、產業與技術風險(如油罐車、輸油管線建設等涉及到經濟、環境與安全之理念)、恐怖攻擊、貧窮與社會不公平、老化之公共設施等項風險。為因應上述風險,提出4大方向,包括:(1)對支援整體及安全社區採取行動、(2)對保護生活環境採取行動、(3)對維護多元及創新經濟採取行動、(4)對社區服務採取整合性治理之行動等項。

        就都市空間規劃與設計而言,上述4項中最相關為第(2)「對保護生活環境採取行動 」,於此方向下設定3個標的,其標的及採取行動簡述如下:

(1)標的A. 確保更妥適考慮土地使用風險及基礎設施規劃。

     行動a:建立適合韌性建構之方法、標準與規定,並與綠色基礎設施相結合。

     行動 b:規範危險貨品之管理,並於跨蒙特婁地區設置固定之群聚區位。

(2)標的B. 對減災措施進行更詳盡之成本效益分析。

     行動a:分析減洪措施之成本效益。

     行動b:研究減少熱島效應措施之成本效益。

 ( 3)標的C. 開發和維護基礎設施,以確保服務及基本系統之維持運作。

     行動a:改善關鍵基礎設施韌性,提升跨蒙特婁地區氣候變遷調適能力。

     行動b:以智慧城市協助韌性發展。

五、參加會議心得

(一)國際上對韌性城市之政策定位係在聯合國之「2030永續發展議程」及17項「永續發展目標(SDGs)」(2016-2030年)永續發展目標下而展開,其中永續發展目標 11「使城市與人類聚落具備包容、安全、韌性及永續性」則是韌性城市之最高政策目標。

(二)國際上各國所討論之韌性,其政策脈絡係自永續發展到韌性建構,尤其以氣候韌性為焦點,惟涉及範疇不僅在都市或鄉村聚落,尚包括如糧食安全、生物多樣性等,故需有上位韌性策略之指導下,各部門分工推動,以收綜合成效。

(三)推動全球性之韌性都市政策支援的機構約有世界銀行(World Bank)、減災與復原全球機構(the Global Facility for Disaster Reduction and Recovery, GFDRR)、聯合國人類聚落計畫(the United Nations- Human Settlements Progrmme, UN-Habitat)、聯合國減災署(the United Nations Office for Disaster Risk Reduction, UNISDR)、美洲開發銀行( Inter-American Development Bank)、美國洛克斐勒基金會(the Rockefeller Foundation)與其推動之「100個韌性都市世紀挑戰」(100 Resilient Cities Centennial Challenge)、40大都市氣候領導群體(the C40 Cities Climate Leadership Group)、地方政府永續發展理事會(Local Governments for Sustainability,ICLEI)等,未來可針對全球性之韌性都市政策支援機構對韌性城市之定義、不同推動方式進行比較研究。

(四)聯合國減災署推動「營造都市韌性」(Making Cities Resilient, MCR),推出提供各城市作為分析應用的「計分卡」(Scorecard)工具,強調易於執行韌性評估分析之操作方法,以供基本資料較欠缺之地區參考運用之方式,可供參考。

(五)地方政府永續發展理事會(ICLEI):推出韌性都市議程(Resilient City Agenda),透過此議程,ICLEI動員、指導和支持其會員評估風險,確定韌性能力,並在地方發展計畫與流程中嵌入韌性戰略。ICLEI 強調規劃流程與技術指導之機制,亦可供我國參考。

(六)金融手段對提升氣候韌性係重要之政策工具。

(七)於韌性建構過程中,需考量女性或各不同族群之意見,以達到全人關懷之目標。

(八)對減災措施宜進行成本效益分析,以利政策溝通及進行決策。

 

蒙特婁市Valérie Plante市長開幕式致詞