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建築簡訊

建築研究簡訊第95期 《內容全覽》

主題報導
作者:李其忠

辦理國際首次實尺寸火害、震害多重災害模擬實驗

       近年來建築延壽、永續利用及災害韌性的概念愈來愈受重視,在台灣建築物不僅可能在生命週期中遭受火災、震災等多重災害影響,也可能在巨災中同時遭受兩種以上的複合性災害衝擊,尤其近年巨大災害頻仍,多重、複合性災害的研究相形重要。惟受限於實驗設施設備影響,國際上多只針對耐震、防火單一災害種類分別進行研究,無法探究多種災害相互影響,導致性能衰減的危險性,相關安全性診斷基準及補強技術更付之闕如。

       基此,本所乃推動「鋼構建築複合性災害作用下耐火科技研發計畫」,進行建築物承受火災後再遭遇地震之多重性災害研究,藉由實尺寸鋼構屋的火災與地震模擬實驗,探討火害後建築物結構體安全性及耐震性能衰減狀況,以建構多重災害之鋼構建築物結構安全評估技術,並回饋檢討修正結構設計規範。後續科技計畫,則將針對巨大震災下,先震後火之複合性災害,進一步研究探討防火、消防設備及維生管路防火性能衰減狀況。

       本計畫已於104年建置完成實尺寸鋼構屋(含隔震平台與激振設施),做為火災及地震多重性災害之研究基地,並在105年11月29日首次進行實尺寸鋼構屋火災模擬實驗,且於火災試驗前後分別進行靜態載重及動態試驗,以比較火災衝擊對建築物耐震性能降低之程度,此等實尺寸、多重性災害模擬試驗,實為國際首次之創舉。

       本實尺寸鋼構屋面積12m×12m,2跨×2跨,樓層高度4m,其鋼梁與鋼柱皆採用H型鋼,梁柱接頭採用梁翼板與柱銲接,梁腹板與柱栓接的彎矩接頭,小梁與大梁接頭採用小梁腹板與大梁加勁板栓接之剪力接頭,未來可擴建成5層樓,並設置隔震平台與激振設施,作為火災及小型地震模擬之多重災害實驗基地(如圖1)。本案由於研究經費短絀,鋼構屋係由本所、成功大學研究團隊,及中鋼(提供鋼材)、中鋼構(製作組裝)、劦承精密(提供隔震器) 、柏林公司(防火被覆) 、佳德公司(鋼承板)等公司共同捐助建造而成,不僅建造經費由1,500萬元降至300萬元,業界亦可藉由實驗驗證其產品功能,締造了國內產、官、學跨界合作研究之成功經驗。

       本次實驗先進行小梁及樓板(埋設有拉力鋼筋與雙向的溫度鋼筋)之多重性災害行為研究,參考歐洲規範(Eurocode 1)及英國建築研究院(BRE)之火害實驗參數,模擬辦公室火災情境 (火載量密度為35kg/m2木材重量) 及採用單一開口的進氣與排氣,此開口寬度為5.6m;高度為1.7m進行實驗設計,實驗結果顯示,在此次火災情境設定下,約於15分鐘發生閃燃,最高溫到達1,000 ℃以上,小梁中點的最大變位量為82mm,樓板中點的最大變位量為94mm,火害實驗後,小梁中點的變位量回彈至約43mm,樓板中點的變位量回彈至約50mm(如圖2)。

       藉由本次現地火害實驗發現:在真實剪力連接束制條件下的複合小梁受火害的結構行為與單一無束制簡支承複合小梁依據CNS 12514-1及CNS 12514-6標準試驗進行火害試驗之結構行為有所不同。以本實驗為例,真實剪力連接束制條件的複合小梁在火害初期因受熱膨脹而先向外伸長,但在膨脹伸長的同時也受到小梁兩端與大梁剪力接合所產生之束制壓力,另外,由於小梁西側連接內大梁,東側連接外大梁,因此西側內大梁端的束制力較強,造成小梁西側的下翼板有明顯的側向扭轉挫曲現象發生(如圖3),之後,由於火害高溫造成小梁的勁度與強度折減,小梁垂直向產生大變位,形成懸垂效應。火害後觀察小梁兩端接頭的情形發現:小梁兩端由剪力片與腹板螺栓接合所形成剪力接頭,在火害初期小梁膨脹伸長時,剪力片與腹板之間的摩阻力應該已被克服,之後,小梁在垂直向發生大變位,形成懸垂效應,使得小梁兩端向中央移動,以上行為可以由剪力片與腹板接觸面摩擦的痕跡看出,此外,剪力片與小梁的腹板之間可以看出明顯的間隙,說明螺栓在火害後可能已有鬆弛現象。另觀察樓板火害後現象可發現:樓板下方的鋼承板發生局部挫屈,及鋼承板接合處受熱膨脹擠壓出空隙,可從裂縫中看出混凝土與鋼承板已分離,而自火害實驗區上方非曝火面觀察可明顯看到混凝土開裂之裂縫,大致發生在樓板的角隅與四周。

       另外,由火害實驗前後之靜載重實驗得知,在相同載重下,火害後之小梁應變及垂直變位均比火害前之小梁應變及垂直變位大約40%。結構在火害前之靜載重實驗均保持線彈性行為,但火害後混凝土樓板與底層鋼浪板已有間隙,且小梁已有永久變形,因此靜載重實驗會產生小量之非線性行為,若小梁與大梁連接處沒有破壞,則火災後之小梁承載力及勁度不會大幅下降。實驗結果觀察可知,火害後混凝土板開裂,造成連續樓板處支承力下降,並且由使得行為由連續構架轉變為類似簡支梁,使得變位結果更趨近簡支梁理論值。另外火害後之小梁垂直變位會受到混凝土塊與波浪板及梁分離影響,造成受加載時,載重先由混凝土支撐,而慢慢加載,使變位足夠頂到波浪板及梁,造成其有傳遞時間延遲。動態加載實驗則發現實尺寸鋼構屋於火害前基本振動頻率約為4.125 Hz,火害後基本振動頻率約為4.064 Hz,較火害前降低約1.5%。

       本次共動員本所、成功大學研究團隊約30人進行實驗。當天也邀請臺南市消防局支援滅火(如圖4),並架設紅外線熱像儀量測結構溫度與變形情況(如圖5),供消防人員掌握火災中結構安全性之變化,作為日後火災搶救安全判斷參考。後續本所將持續進行鋼構建築多重性災害研究,以強化建築結構安全,發展火害後鋼結構健康檢測與診斷技術,期能提升建築物耐震防火能力。

圖1.鋼構實驗屋平面圖與本次火災實驗範圍

圖2.北側小梁下方熱電偶樹之溫度歷時曲線圖

圖3.鋼構屋小梁火害變形

圖4.鋼構屋火災實驗及消防隊協助防止延燒

圖5.紅外線熱像儀監測火場結構溫度


大事紀要
作者:嚴偉倫

本所104年度委託研究計畫查核成績

       為加強內政部委託研究計畫管理,提升研究品質及落實成果運用,104年度查核作業已於105年11月2日辦理完竣,當日本所受查核計畫計23案,均榮獲本次查核評列優等。其中「廣場及開放空間通用化設計規範」、「高齡失智者空間感知與設計準則」、「交通場所通用化設施設計準則」、「自然通風與室內熱環境之實證研究」、「建築物節能外牆之應用研究」、「避難弱者之避難緩衝區加壓防煙設計之研究」、「建材之蟲害、黴菌防制技術研究」、「國內BIM元件通用格式與建置規範研究」等研究計畫,不僅研究主題契合當前需要,並提出可行之研究結論建議,成績斐然。本所未來將以精益求精的精神繼續努力,期許未來有更耀眼之研究成果,以提升建築安全、舒適、智慧節能等效益。


大事紀要
作者:林宏澤

煙層簡易二層驗證法軟體再次授權

       「煙層簡易二層驗證法」為內政部首次辦理之技術移轉業務,主要為提升防火性能設計技術及優化審議制度所研發,經由技術授權移轉提供建築事務所、工程顧問公司、專業團體、學校進行建築物防火避難設計、綜合檢討評定使用。本技術移轉業務,自102年11月15日起公告受理至105年年底,共計24家廠商申請通過。

       本技術移轉授權期限為3年,鑒於部份廠商授權期限於105年年底陸續到期,本所於105年11月15日辦理重新公告,並函知授權期限即將到期之廠商重新申請本技術移轉。截至105年年底,已辦理8家廠商重新申請授權,所得授權金總收入為新臺幣310萬4,000元整,其中本所所得之授權金收入新臺幣186萬2,400元全數繳交「行政院科技部國家科學技術發展基金」,有效提昇防火避難性能設計及審議技術,開闢政府科技研發經費來源。


大事紀要
作者:蔡宜中

風雨風洞實驗室通過TAF年度內部稽核

       本所風雨風洞實驗室於96年1月25日獲TAF認證通過,為使實驗室之品質系統能正常運作,依實驗室相關品質文件規定,每年須固定執行內部稽核1次。內部稽核由品質主管發起,並擬訂內部稽核計畫;去年度稽核員由受過實驗室認證規範ISO/IEC 17025之陳玠佑及蘇鴻奇擔任進行。

       本次內部稽核就通過TAF認證之帷幕牆及門窗風雨試驗與建築結構風載重試驗相關檢測項目涵蓋範圍進行,大體可分為品質部份及實作部份。由於實作部份須有相關試體可供檢視試驗過程,並做成現場實作紀錄,故先行於105年7月22日、11月4日進行實作部份之內部稽核。

       品質部份之內部稽核於105年12月19日進行,審查實驗室品質手冊、第二階之各品保要項管理辦法及第三階各項作業程序書等品質文件及相關儀器設備之校驗報告等。本次內部稽核係對實驗室之檢測能力及文件維持工作進行查驗,並未發現任何不符合事項(NCR),順利通過TAF年度內部稽核。


大事紀要
作者:蘇鴻奇

與美國在臺協會研商委託本所辦理木結構樓地板系統防火測試及相關防火規範修正事宜

       美國在臺協會農業貿易辦事處(AIT/ATO)為推動木構造建築之應用,邀集美國工程木材協會(APA)、內政部營建署及本所人員於12月15日於美國在臺協會農業貿易辦公室討論木結構樓地板系統防火測試及相關防火技術規範修正事宜會議。

       會議主席由美國農業貿易辦事處傅貴主任(Chris Frederick)擔任,會議達成以下幾點共識:

  1. 實驗報告書依 CNS12514-1規定將木構造樓板耐火性能實驗之結構計算方式列為附件。
  2. 木構造樓板承重加載擬由樓版每1m2中央部分施予一點集中載重方式變更為每1m2三點分散載重,並符合CNS12514-5規定。
  3. 有關APA委託木構造樓板試體之部分組合材料無CNS相對應標準,可參考國際其他相關規範辦理,至規範適用性可於進行實驗前邀集建築技術審議委員召集會議先行諮詢協商,求達一致性共識,以利後續相關防火技術規範修正事宜推動順利。

大事紀要
作者:劉青峰

舉辦105年度BIM推廣宣導研討會

       為有效推廣建築資訊建模BIM技術,提升我國營建產業技術,本所於105年舉行北中南共3場「BIM推廣宣導研討會」,合計約有320名以上人士參加。

       BIM已被國際先進國家視為提升營建產業與國家競爭力的技術之一。為持續推廣國內BIM應用發展,105年由本所補助臺灣建築中心分別於10月假臺中逢甲大學、11月假高雄國立高雄應用大學及12月假新北市大坪林聯合開發大樓,召開各1場次「105年度BIM推廣宣導研討會」,其中北部場本所陳所長瑞鈴並親自到場致詞。

       研討會除介紹本所近年研究成果外,並邀請台積電分享應用BIM於建築營運管理作業之成果,及已導入BIM的建築師事務所、營造廠、機電公司等分享實務經驗;透過本研討會提供各界意見交流之機會,共同提升國內營建產業應用BIM技術能量。

圖.北部場活動所長致詞


大事紀要
作者:李台光

辦理「混凝土結構技術規範修正草案」說明會

       為使我國混凝土規範能更臻完善、更能配合現況、與符合國際技術發展新潮流,本所於105年度委託中國土木水利工程學會辦理「混凝土結構技術規範之修正研擬」研究案,已獲得初步研究成果,並完成規範修正草案之研擬。

      本所於105年12月16日上午假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳,辦理「混凝土結構技術規範修正草案」說明會,以廣納各界意見,凝聚共識。本次說明會共有140多位工程先進共同參與,討論熱烈並獲得廣大迴響。本所後續將與學會審慎檢視各界反映意見,妥適納入修正草案內,及持續辦理研究成果推廣,協助加速法制化作業。

圖1.說明會開場致詞

圖2.說明會專業人員參與情形


大事紀要
作者:林谷陶

參與行政院勞動部「青年就業領航計畫」

       鼓勵高中職畢業生先就業再升學,行政院責成教育部規劃「青年教育與就業儲蓄帳戶方案」,勞動部配合教育政策於方案中,規劃推動「青年就業領航計畫」,請各部會配合辦理優質職缺開發事宜,以結合企業提供工作崗位訓練,提升高中職畢業生就業能力,預計為106年8月投入職場所需。

       本所前於105年11月下旬奉內政部指示,以智慧綠建築業務先行參與本計畫相關職缺之調查彙報事宜,後經總統及行政院指示,應再增加本部其他單位負責業務之相關職缺調查;後經本部於105年12月16日召開本部所屬各機關研商會議,決議分配提供之職缺名額,並由本部秘書室擔任本案彙辦窗口及相關督導事宜;其中本所分配調查之45名職缺部分,業於105年12月21日完成彙報本部。


大事紀要
作者:靳燕玲

參加第10次全國科學技術會議

       為強化我國科技實力,《科學技術基本法》明定,政府每4年須舉辦「全國科學技術會議」,制定國家科學技術發展計畫,作為未來國家科技發展藍圖。科技部第10次全國科學技術會議業於105年12月5日至7日在國家圖書館召開。

       本次會議以「智慧‧低碳‧健康‧永續」為主題,在「基礎環境」、「智慧生活」、「經濟發展」為三大主軸。本所參與議題二、堅實智慧生活科技與產業、子題(三)精進防災科技減少天然災害衝擊:其中由本所安全防災組協辦策略2.提升國土坡地及自然資源永續與耐災能力、由安全防災組及工程技術組協辦策略3.提升關鍵設施防震耐災能力、及環境控制組協辦子題(四)之策略3.發展住商、工業、運輸等節能減碳關鍵技術與整合型系統及服務。本次會議本所各業務組組長及相關同仁皆出席參與,期能以長期前瞻之視野,加速科技創新,重啟經濟成長引擎,並為全民打造充滿智慧科技且安全永續之生活環境。


大事紀要
作者:白櫻芳

參加2016年GSDI協會第15屆年會及國際研討會及論文發表

       「2016年GSDI協會第15屆年會及國際研討會」由本部資訊中心、臺灣防災產業協會與全球空間資訊基礎設施協會(Global Spatial Data Infrastructure Association)於105年11月29日至12月2日假台北南港展覽舘共同舉辦,由GSDI會長David Coleman與本部林次長慈玲共同主持開閉幕儀式,本所由王副所長安強率員出席。

       本研討會匯集全球與國內空間地理資訊基礎建設各項成果,研討會主題廣泛涵蓋智慧防災,智慧交通和智慧城市等領域,應用層面廣泛,國內外專家共發表12篇專題演講、110篇論文發表,並舉辦19場工作坊及47個單位設攤參展,本所亦藉此國際盛會發表2項研究成果,「A web-based platform for detention facility design on developing sites」為一結合政府OPEN DATA與WEB-GIS之容量設計系統,以及「Risk management of hillside residential communities by using 3S technique, data mining, and field investigation」,將協助山坡地社區查詢災害潛勢熱點,執行風險管理與減災規劃,同時蒐集相關資訊納供本所後續研究計畫參考。


大事紀要
作者:張志源

參加105年建築師節第13屆台灣建築論壇及論文發表

       本所於105年12月17日參與105年建築師節第13屆台灣建築論壇及論文發表,以促進產官學界交流。這次台灣建築論壇主題為「建築安全  安全建築」,本所共計進行5場演講,講題分別為「高齡社會安全生活環境之建構」 、「從安全觀點分析台灣與美國建築物無障礙設施設計規範之比較研究」、「建築防火科技智慧化之思維與實現」、「矩形填充混凝土箱型鋼柱耐震性能提升策略」、「智慧建築評估制度之修訂與展望-以安全防災指標為例」,獲得與會產官學界熱烈迴響。


大事紀要
作者:陳冠宇

本所綠建材參展第28屆台北國際建築建材暨產品展

       「第28屆台北國際建築建材暨產品展」係中華民國全國建築師公會每年固定舉辦之展覽活動,為國內重要之建築建材產品交流平台。本年展覽於12月15日至18日於台北世貿展覽館及南港展覽館同步舉辦,本屆展覽展區共分為智慧建築區、綠建築綠建材區、地壁材及裝飾建材區、衛浴廚具區、照明燈飾區、綜合建材區、兩岸展區、家具家飾區等八大區,展覽重點為節能、環保、安全等主流趨勢產品。本所委託國立成功大學在綠建築綠建材展區設置攤位,展出綠建材標章制度,以綠建材看板、綠建材捲軸及動態影像播放等方式進行宣導,並提供折頁文宣供民眾免費取閱,藉由參展宣導綠建材「人本健康、地球永續」的概念,以促進消費大眾對綠建材標章之瞭解。

圖.第28屆台北國際建築建材暨產品展參展

 


大事紀要
作者:陳柏翰

參加第20屆海峽兩岸水利科技交流研討會及論文發表

       臺灣大學工學院、中國水利水電科學研究院與美華水利協會於105年10月31日、11月1日舉辦「第20屆海峽兩岸水利科技交流研討會」。本所整理研究成果投稿「暴雨管理落實於都市設計之課題與對策」、「雨水滯蓄設施雲端整合計算系統之建置規劃」等2篇,經審查接受發表。

       「暴雨管理落實於都市設計之課題與對策」建議配合減洪與排水分區規劃,以地區整體都市設計方案,串聯公、私基地各項減洪保水設施,形成網絡化之都市空間治水系統。「雨水滯蓄設施雲端整合計算系統之建置規劃」則應用Web-GIS技術,建置雨水滯蓄設施雲端整合計算系統,簡化繁複水文分析過程,供建築專業人員直接於網頁地圖中布設各類雨水滯蓄設施,確認規劃內容是否符合需求。計算成果並可儲存於雲端,供設計者及審查管理單位共同檢視與編修。

       本所積極循多元管道宣導推廣研究成果,期供各界參考應用,協助建構安全、舒適之都市及建築環境。


大事紀要
作者:郭建源

成功大學土木系參訪本所風雨風洞實驗室

       國立成功大學土木系方中教授及建築系曾俊達教授為使學生瞭解國內土木建築產業在風雨及風洞試驗的應用,分別率學生53及28人,於105年11月18日下午2時及12月27日上午10時參訪風雨風洞實驗室。導覽同仁告知相關安全注意事項且配戴安全帽後,即展開參訪活動。首先就風雨試驗設備與相關試驗標準加以說明,且配合門窗及帷幕牆檢測案進行門窗水密試驗與帷幕牆之層間位移及水密試驗等觀摩,另介紹風洞相關試驗設備與風場模擬技術,實驗室同仁於風洞測試段內開啟適當的風速,讓同學感受風洞內風場流通的狀態。參訪過程同學對於試驗設備與原理頗為好奇,提出問題與導覽同仁互動,達到學研教流之目的。相關參訪活動於半日內順利圓滿結束。


業務報導
作者:林宏澤

建築物公共場所防火標章聯合授證典禮

        為全面推展防火安全觀念與意識,提供消費者辨識優良防火安全消費環境的資訊,本所於105年12月21日補助指導台灣建築中心,假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳舉辦「建築物公共場所防火標章聯合授證典禮」。典禮特別邀請本部沈主任秘書淑妃蒞臨致詞及主持頒證,並於典禮後接受電視台媒體專訪,藉以傳達政府關心公共安全的施政作為,增進民間防火安全共識。

       防火標章制度係依據行政院「維護公共安全方案」,於民國89年由本部建築研究所輔導財團法人台灣建築中心所建立。早年推行場所以不特定多數人使用且危險性較高之飯店及旅館業等供公眾使用建築物為主,隨後因應社會脈動演變,逐漸擴展至物流中心、展演場所、學校等重要建築物類型,至今已核發標章179件,並藉由標章認證間接促成跨部會合作的契機,獲得財政部保險司在商業火險保費降低、及交通部觀光局等單位在建(增)置防火避難設備工程經費上的補助支援。

        近年來我國面對高齡社會衝擊,根據國發會推估,我國即將於2018年邁入高齡社會,2025年更將擠身為超高齡社會,可以預見國內對於醫療院所、老人福利機構及護理之家的需求將逐漸增加,然而101年台南北門醫院火災及105年新店樂活安養中心火災事件,凸顯出醫療院所及老人安養機構面對災害的脆弱性,尤其病患及高齡者移動困難,相較於其他類型建築物,更仰賴完善的防火設施設備維護生命安全。為協助提升醫療機構防火安全性能,本所於104年促請台灣建築中心將醫療機院所納入防火標章認證推動計畫,並參考國際醫院評鑑(JCI)有關防火安全審查標準,推動醫療院所建築物防火安全健檢服務,期間並邀集建築、消防及醫療管理專家組成審查委員會,到各申請單位進行現勘輔導,協助建築物依其使用需求,提出建築物防火安全、維護管理、緊急應變提昇方案,並經改善審查後,給予防火標章認證之肯定。期望藉此機會協助各醫療機構提升建築物防火安全、自主管理維護及緊急應變能力。

       本次建築物公共場所防火標章認證承蒙各界踴躍參與,獲獎之醫療機構包括臺大醫院、台北醫學大學附設醫院、長庚醫院、衛福部台中醫院、光田醫院、慈濟醫院、童綜合醫院、青松護理之家及成大醫院等共計14件案例獲頒防火標章,另外公務機關有新北市政府消防局第三救災救護大隊暨蘆洲分隊、展演場所則有南港展覽館、旅館業有新莊客旅獲頒防火標章。

       沈主任秘書致詞時表示,本部為建築及消防中央主管機關,對於建築物之公共安全極為重視,回顧火災歷史案件,災害類型隨著時代演變更替,如早期的餐廳、旅館和KTV的火災事件,經由法規的更修、設施設備的改善,和加強管理維護、應變演練與宣導教育,將可逐漸降低火災發生率和傷亡損失。並特別感謝來自建築、消防、醫療各界委員的協助標章審查,以及各機構認同防火標章推動之精神,共同參與、支持與配合,才能有今天的成果。

       本次頒獎典禮安排評選過程剪輯影片、「醫療院所防火安全及緊急應變整體規劃指引」之優良案例彙編於典禮中揭露,會場外亦安排獲獎機構成果看版展示,以提供同業經驗交流與成長學習機會。典禮圓滿順利,共吸引23家網路、平面媒體到場採訪,現場各級長官、貴賓及觀理人員近250人出席,有效宣導供公眾使用建築物之防火安全觀念。

圖1.沈主任秘書、王副所長及領證代表、貴賓等大合照

圖2.獲獎機構成果看版展示


業務報導
作者:呂文弘

推動綠建築扎根教育–辦理綠建築繪畫比賽

       因應全球氣候變遷與台灣環境調適的迫切需要,節能減碳永續綠建築已成為為國內當前重要政策,為使國民從小認識綠建築,本所除積極推動綠建築示範基地參訪、講習宣導及說明會、低碳觀光綠建築知性之旅活動外,並自102年推動綠建築扎根教育,辦理綠建築國民教育種子師資培訓、編撰製作國小綠建築數位教材、建置綠建築數位教學資源網,提供教師授課參考,並利學生自主學習參用。

       綠建築宣導推廣相關文宣及課程主題如下:

  1. 綠建築示範基地摺頁:以各案綠建築標章申請指標為主,輔以建築物基本資料、照片及設計理念,深入淺出介紹綠建築設計。
  2. 綠建築講習課程:邀請綠建築專家學者講授綠建築分項指標,廣泛宣導綠建築設計重點與技術趨勢。
  3. 低碳觀光綠建築旅遊小手冊及摺頁:呈現結合生態、人文、美食及大眾運輸等的路線規劃內容,並將綠建築案例巧妙融入行程,以生動活潑且生活化的方式,引導參與者輕鬆瞭解綠建築概念,達到寓教於樂之目的。
  4. 國小綠建築扎根教育數位教材:包括環境變遷概述、綠建築生態、節能、減廢、健康四大指標群介紹等,以口語化、圖像化方式製作淺顯易懂的數位教材,並配合提供數位教材補充資料,以利教師授課時參考使用。

       為提升綠建築宣導推廣與扎根教育推動成效,105年度增辦「綠建築繪畫徵圖比賽」,期能透過繪畫比賽過程,誘導中小學生瞭解綠建築與與永續環境的理念。參賽對象為公私立國民中、小學在學之學生,比賽組別區分為低年級組(1~3年級)、中年級組(4~6年級)及高年級組(7~9年級)等3組,活動訊息則透過函文、電子訊息、網站、社群媒體及海報等多種方式公告週知,廣邀各國民中小學運用綠建築扎根教育教材及優良綠建築案例資訊,指導學生擴大參與。

       本項比賽計有430位同學遞件參賽,賡續並於9月14日完成評審;各組分別評選出特優1名、優選3名、佳作10名及入選數名,總計101名同學獲獎。為鼓勵獲獎同學積極參與綠建築繪畫比賽,並完成充滿創意巧思與繪畫技巧的作品,特別於12月10日下午於大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳公開頒獎,並邀請家長一起分享榮耀;獲獎作品賡續並在臺北市立圖書館總館B1藝廊公開展覽,同時也公布於活動網站,透過網路平台讓各界都能欣賞到優異的綠建築繪畫作品。

       為改善本次參賽綠建築繪畫比賽部分作品將綠建築偏向等同綠能呈現的情形,106年度將於講習活動、培訓課程、現場導覽及文宣品內容上,持續強化綠建築基礎理念與指標內容的傳達;另綠建築扎根教育部分,預定將更新製作數位教材2.0版,提供各國民小學配合課程加強宣導,如賡續規劃舉辦相關競賽,將以正確表達並呈現綠建築理念之項目為優先評分項目。

圖1.獲獎同學與家人一同於獲獎作品前合影(1)

圖2.陳所長與國民小學低年級組獲獎同學合影(1)

圖3.陳所長與國民小學低年級組獲獎同學合影(2)

圖4.陳所長與國民小學高年級組獲獎同學合影

圖5.陳所長與國民中學組獲獎同學合影

圖6.獲獎同學與家人一同於獲獎作品前合影(2)


業務報導
作者:詹佳穎

智慧住宅臺中展示區重新建置完成

一、緣起

        內政部建築研究所為推動智慧綠建築政策,於民國101年在智慧化居住空間展示中心2樓,設置智慧住宅單元Smart Unit,結合智慧化科技與人性化考量的系統應用,建構滿足未來民眾生活需求的智慧生活環境,強化智慧產業的競爭力。內政部考量中南部地區民眾參訪之便利性及結合地方政府及相關產業的資源,於102年與臺中市政府及高雄市政府合作建置智慧住宅展示區。原位於臺中市政府大樓惠中樓1樓願景館之臺中展示區,自102年12月開展,至104年底展期屆滿,後該府因願景館重新規劃施工,請本所於104年12月31日前辦理遷移,經本所協調,該府同意延至105年再行遷移,統計至105年8月底該展示區參訪人數已超過5萬人次,成果豐碩,圓滿達成階段性任務。
        本所為持續於中部地區提供智慧住宅展示服務,積極洽詢可配合展示之單位合作重新建置,其中文化部文化資產局向本所表達合作展示意願,並提供臺中文化創意產業園區綠建築館1樓做為展示空間,歷經場址勘查、評估,認為該展示空間具有智慧住宅展示推廣之效益,爰經內政部同意與文化部文化資產局合作,重新規劃及建置該展示區。

二、規劃概要

(一)合作原則:

        展示區重新建置事宜,係由文化部文化資產局與本所雙方共同合作,文化部文化資產局提供約90平方公尺之室內展示空間,並負責後續維護與導覽解說等推廣工作,本所則提供重新規劃、建置及導覽教育之資源,規劃工作並由本所委託財團法人台灣建築中心執行。

(二)展示區規劃特色:

        自105年8月召開臺中展示區重新規劃研商會議,確認重新規劃之內容後,將情境設計內容與智慧化系統設備結合,進行整體性的規劃設計,更將通用化及無障礙設計運用於其中,配合自動導覽情境解說,讓參訪者體驗到煥然一新的氛圍,並於12月完成展示區遷移及重新規劃建置。

        智慧住宅臺中展示區之重新建置,除了將安全安心、健康照護、便利舒適、節能永續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本次規劃重點,以滿足不同社群的使用需求,期望透過智慧化居住空間的展示及推廣,供參訪者瞭解未來智慧化生活的概念。

三、新智慧住宅臺中展示區簡介

(一)臺中展示區空間及設備配置:

        本展示區建置於文化部文化資產局-臺中文化創意產業園區綠建築館1樓,內部空間依據展示區空間配置分為9個展示空間(圖1),分別為參觀入口、門/玄關、客廳、主臥室、廚房、健身區、動態展示及宣導推廣區及共同區域,且為因應未來的高齡化生活,增設銀髮關懷專區,針對銀髮族群的生活需求,展示馬桶及浴缸的通用設計輔具。總計展示34項智慧化系統設備(表1)。

 

圖1.智慧住宅臺中展示區空間配置

表1.智慧化系統設備

主題

設置項目

設置地點

安全防災

1-1.一氧化碳、瓦斯複合式感應器

廚房

1-2.瓦斯遮斷閥

廚房

1-3.智慧型門口機

1-4.智慧門鎖

1-5.磁簧感應器與警報器

1-6.智慧型監視器

玄關、主臥室、廚房、銀髮關懷專區及健身區

1-7.防乾燒安全爐

廚房

1-8.壁掛式對講機

客廳

1-9.火災警報器

廚房

節能管理

2-1.紅外線人流計數器

玄關

2-2.高效率照明設備

客廳、臥室、廚房、銀髮關懷專區及健身區

2-3.高效率空調

客廳、臥房

2-4.全熱交換器

客廳

2-5.智慧電錶

客廳(智慧電箱)

2-6.八房集中控制器

客廳

2-7.變頻除油煙機

廚房

2-8.紅外線感應燈控系統

玄關

健康舒適

3-1.多功能環境感測器

客廳

3-2.二合一血壓脈搏機

臥室

3-3.智慧健身腳踏車

健身區

3-4.銀髮族浴缸

銀髮關懷專區

3-5.銀髮族馬桶

銀髮關懷專區

貼心便利

4-1.嵌入式觸控屏

客廳

4-2.電控玻璃

健身區、大門入口玻璃

4-3.迎賓LED光源玻璃

玄關

4-4.魔鏡

主臥室

4-5.智慧電視

客廳

4-6.電動窗簾

健身房/銀髮關懷專區

4-7.電動升降烘碗機

廚房

4-8.升降吊櫃

廚房

4-9.LED跑馬燈

大門入口玻璃

4-10.電控玻璃屏風

銀髮關懷專區、健身區

基礎設施

5-1.智慧電箱

客廳

行銷推廣

6-1.投影機

健身區、共同區域

 

(二)分區展示重點說明:

       展示區主要呈現住宅智慧生活情境,考量到導覽的需求及便利性,特別於各區域設置自動導覽系統,參訪者於該區按下自動導覽之啟動按鈕,即可在系統的導引及說明下親身體驗智慧化住宅展示區。

  1. 參觀入口:展示電控玻璃及LED跑馬燈,帶領參訪者體驗智慧住宅的科技感。
  2. 門/玄關:展示智慧化門禁系統,掌控人員進出,維護居家安全(圖2)。
  3. 客廳:展示智慧電視所整合的資訊系統,並結合智慧電錶之能源管理系統,進行視聽娛樂時亦可瞭解用電情形,呈現智慧化科技與能源可視化之應用(圖3)。
  4. 主臥室:藉由魔鏡的展示,結合高科技的技術運用,並可獲得即時生活資訊,提供便利舒適的生活環境(圖4)。
  5. 廚房:展示一氧化碳感應器、瓦斯遮斷閥等偵測設備,提供安全防災的使用環境(圖5)。
  6. 銀髮關懷專區:因應高齡化社會趨勢,特別展示銀髮族如廁或衛浴使用之通用設計輔具,提升銀髮族的生活品質(圖6)。
  7. 健身區:展示智慧健身腳踏車,與多媒體遊戲結合,提高運動的意願,同時掌握使用者的生理狀況。
  8. 動態展示及宣導推廣區:邀請相關設備廠商提供產品展示,供參訪者瞭解、體驗智慧化科技產品。
  9. 共同區域:播放智慧綠建築等相關宣導影片,幫助參訪者瞭解智慧化科技與相關應用。

四、未來展望

       新智慧住宅臺中展示區已完成建置,本所將擇期辦理開幕事宜。為使中部地區民眾提前親身體驗,經協調同意由文化部文化資產局以試營運方式,先行提供團體事前預約,試營運期間導覽服務皆採用事前預約方式進行,由專人提供導覽解說服務,以瞭解民眾需求及導覽調整。導覽服務線上申請網址:https://goo.gl/tkH1O6。導覽業務洽詢電話:04-2229-5848#254或258李小姐。歡迎民眾預約參觀體驗!

  1. 展示時間:需於參訪日3天(含)前(不含例假日),於線上申請系統上提出申請,開放預約時間於每週一至週日,上午9點至12點,下午2點至5點,每導覽時間約為半小時。
  2. 臺中展示區地址:文化部文化資產局-臺中文化創意產業園區綠建築館1樓(臺中市南區復興路三段362號)。

圖2.智慧住宅臺中展示區-門/玄關

圖3.智慧住宅臺中展示區-客廳

圖4.智慧住宅臺中展示區-主臥室

圖5.智慧住宅臺中展示區-廚房

圖6.智慧住宅臺中展示區-銀髮關懷專區


業務報導
作者:王天志

具防火阻熱遮煙性能之水膜簾幕獲新型專利

       近年來,由於台灣民眾生活形態及需求的變化,大型商場、購物中心及高樓大廈雨後春筍般地出現,加上一般民眾對於逃生避難的意識逐漸覺醒,前述各類大型空間相關的防火及避難逃生也因而受到重視。現今的大型商場及高層建築物,為確保火災發生時的逃生避難路線,常使用防火鐵捲門以及防火牆等防火設備建構「防火區劃」,以確保避難人員於逃生過程中的安全。然而,目前使用之防火設備有其限制,較缺乏使用上的彈性,例如當建築物多個樓層在火災發生時,避難人員會同時進入樓梯間逃生避難,樓梯處便可能發生擁塞導致避難人員回堵於樓梯處,故在樓梯周圍增加安全區劃與在樓梯前走廊建置水平避難等待空間等,以延緩火焰、煙霧等進入樓梯間,將可提升避難逃生時的安全。但是現有防火牆、防火玻璃及防火鐵捲門等於設置上有其施工環境限制,缺乏空間利用彈性,如前述樓梯周圍等空間處即不適合防火牆、防火玻璃及防火鐵捲門等設置;各式防火設備亦有其自身的限制,以防火鐵捲門為例,當火災發生時,捲門一旦啟動降下後,便難以再開放供逃生用途,而同時可能妨礙消防人員進入救災,近日亦有防火鐵捲門在無火災時突然降下,導致車輛壓毀的事故。

       為解決上述問題,本所於102年進行「垂直簾幕結合水系統應用於建置水平避難等待救助區域之技術研究」,其研究成果近期獲得新型專利(具防火阻熱遮煙性能之水膜簾幕,新型M535097),此種水膜簾幕即針對需要防火、阻熱之場合,其最大特點就在於設置與避難上的彈性。

       防火簾幕一般而言相較於防火鐵捲門其結構輕巧、簡便,使用上也較有彈性,不過在阻熱性能上較差。但是此專利之水膜簾幕,藉由外加灑水系統配合,得以大幅強化簾幕的防火、遮煙及阻熱效果。其構造如所示,在主體的布幕外,另設有灑水機構,布幕上方設有集水槽,當中又有一灑水管,管上設有複數灑水孔,水灑入集水槽內後,便由集水槽前方之出水口流出,而形成一擋水簷。當水流過布幕即可形成一均勻之水膜,兼具有阻熱及保護布幕之功能。而使用的水則由下方回收槽進行回收,可有效減少用水量、延長水膜之持續時間。此設計為利用水的高潛熱,在蒸發時帶走大量熱量,而可使布幕表面維持在100℃以下並減緩布幕因受熱而劣化、損壞。當火災發生時,係可將簾幕下放,並開始供水至灑水管,於簾幕表面形成水膜,當高溫火焰與煙氣其輻射熱到達水膜時,水膜會將熱吸收並蒸發或隨水流帶走,而達到阻熱、遮煙及防火等效果。此水膜之效果十分強大,在實驗中除防火布幕外,一旦水膜形成,一般非防火布幕(如毛巾布)亦可獲得短暫性的防焰、阻熱效果。

       簡而言之,此新型的水膜簾幕最大特色為:

(1) 優秀的阻熱效果,當水膜存在時,表面溫度可控制於100℃以下。

(2) 構造簡單,使用簡單的灑水管,無需灑水頭或是細水霧噴頭及其相關設備。

(3)用水量小,與其它水系統不同,僅在表面形成水膜,故可用減少用水量而延長水膜簾幕的持續時間。

圖.水膜簾幕系統示意圖


業務報導
作者:蔡銘儒

本所自行研究成果「煙控系統性能現場試驗法-熱煙試驗」經審議公告為CNS標準

       國內許多大空間建築之煙控系統大都參考國際間具權威性之設計規範,如NFPA 92B 等作為性能式設計參考依據,並採用CFD 之電腦模擬進行輔助設計。然而,這些建築於完工之際,常應當地消防局之要求,必須進行煙控系統之全尺度熱煙性能試驗,以驗證其煙控系統性能符合設計所預期。

       歷年來,國內雖已對於採取性能式設計之煙控系統進行十餘次以上之全尺度熱煙性能試驗之性能驗證,但也由於我國目前並無一套完整之煙控系統熱煙試驗法標準,因此常造成實作者與審查者間溝通上之困擾。

       爰此,本所於102年辦理「建築火災煙控系統驗證現場熱煙試驗法建立之研究」自行研究,主要延續95年「大空間建築煙控系統全尺度熱煙性能試驗程序及規範之研究」,並根據澳洲標準「AS 4391-1999, Smoke Management System Hot Smoke Test」,進一步加以研究分析,以作為建立本土化之熱煙試驗程序與規範之基礎。該研究除建構實驗設備外,並實際進行全尺度熱煙試驗與電腦模擬比對,確立實驗程序之意涵,以利本土化,其研究成果尚包括標準草案之研擬。

       事實上,火災模式是提供在特定使用情況下對於火災境況預測的評估方法。一個應用境況的確認並不意味能確認其他的境況,因此對於執行評估的過程應提供幾個可供選擇的境況,包含:全尺寸火災試驗、專業經驗、文獻或事先評估的模式。由於現行煙控設計案件申請審核認可相關注意事項,並未規定實測驗證,而是於個案審核過程中要求,且國內並無相關實測驗證標準,綜觀國際上熱煙試驗已是被廣泛接受之方法,國內相關特殊空間也接受運用熱煙試驗驗證,熱煙試驗法制定為中華民國國家標準,有助於提昇國內建築煙控管理之可靠性。

       因此本所彙整上述自行研究成果,研訂「煙控系統性能現場驗證法-熱煙試驗法」標準草案,於103年送請經濟部標準檢驗提報納入年度編修國家標準工作計畫,該局經向利害關係人、相關技術委員會委員、審查委員會委員、專家、廠商、機關、機構、團體及學校徵求意見,編成審查意見彙編,再於104年由土木工程及建築國家標準技術委員會逐條審查,以及審查委員會審定,已於105年10月5日制定公布為CNS 15937。

       標準規定在建築物內,以酒精(工業用)燃燒產生一個熱空氣羽流,並於安全溫度內不造成建築物設施設備及室內裝修損壞條件下,再以填充示蹤煙氣至熱空氣羽流内,由可視化方式觀測煙控系統能否符合設計要求之試驗法,其所需的試驗裝置、試驗程序和安全防護要求,以及產生定量煙氣及確定熱煙試驗火源規模的方法。

       試驗法目的是作為建築煙控系統調試過程,以模擬火災情境下測試確認系統之運作,作為管理機關認可之工具,而不是作為每個已安裝之煙控系統執行熱煙試驗之強制性要求。

       本試驗法標準經審定尚未公布前,高雄市消防局即已要求衛武營藝術文化中心新建工程之煙控系統參酌進行驗證,以作為消防安全檢查之依據。衛武營藝術文化中心籌備處於2016年7月20日發包火災全尺度煙霧測試勞務採購案,共進行了消防署審核認可19 個不同的火災情境的現場全尺度熱煙實驗,驗證電腦模擬之預測分析結果,堪稱為國內首例運用本標準案例。


業務報導
作者:張志源

編撰友善建築技術手冊

       為鼓勵民間自發性建置無障礙環境,本所從民國99年迄今,推動「友善建築評選」,邀集建築界、社會福利專家、行動不便人士等團體,評選優良之集合住宅、餐廳(飲)、展演場所、醫療設施、遊憩場所及旅館,總計790件案例獲獎,獲得社會各界重視與迴響。

       為讓建築師、室內設計師及業者有範例可循,本所將歷年獲獎的友善建築集結成冊,除了專家學者專文介紹外,各類友善建築的設計重點以及貼心服務,都在手冊中有詳盡介紹。該手冊將提供給政府部門、建築師、室內設計師、業者及一般民眾參考,以提升國內無障礙環境品質。茲就六大類友善建築貼心設計歸納如下:

一、集合住宅

       除了應設置緩坡或無障礙坡道外,無障礙出入口還需設有明顯指標指引至無障礙昇降設備,可考量影像對講機的高度與視角,公共庭園空間通道也應平緩無阻。

二、餐廳

       由於餐廳來客的類型範圍甚廣,像是輪椅族、行動不便者、高齡長者、嬰幼兒及孕婦等都包括在內,因此從餐廳出入口平緩防滑、沒有高低差的無障礙通路、無障礙標誌、以及用餐座位間距是否有足夠空間供輪椅和嬰兒車通行,都需全方位考量。相關貼心服務可針對視障者提供點字菜單,提供年長者放大鏡或老花眼鏡;用餐空間可為移動餐椅,餐桌下須有足夠容膝空間。

三、展演場所

       展演場所安全性是一大考量,因此安全的出入口及人車分道、馬路銜接騎樓、人行道維持通暢、高低差出入口設置緩坡或無障礙坡道特別重要,另外無障礙出入口應設有明顯指標指引,設置輪椅觀眾席位也不可少。貼心設計可提供點字版導覽說明書或館區地圖,讓視覺障礙者方便使用;設置全民通用、可調整座位距離之設施;提供可觸摸的造景及語音導覽服務。

四、醫療設施

       來往醫療院所的民眾不分男女老幼,除了最基本的無障礙坡道、平緩出入口及人車分道外,還應設有高度較低的櫃台,方便輪椅族使用。貼心設計可考量備有點字專用貼紙及藥袋,方便視覺障礙者使用;設置多媒體資源系統,以符合聽障視障者需求;提供園區車,做院內接送貼心服務。

五、遊憩場所

       遊憩場所最先與民眾接觸的即是無障礙停車空間,靠近昇降設備或入口處,可設置孕婦優先停車位,再者平順緩坡、無高低差的出入口、無障礙通道、設置無障礙標誌引導、無障礙廁所盥洗室等,都是友善空間不可或缺的元素。貼心設計可考量針對視障朋友,準備點字版導覽資訊說明書;設置輪椅充電插座;提供較低的公共電話。

六、旅館

       「無障礙客房」是旅館無障礙設計的重心,更需讓行動不便者能安心居住,因此從安全的出入口及人車分道開始、馬路銜接騎樓、人行道維持通暢、出入口設置緩坡或無障礙坡道,到無障礙出入口設有明顯指標指引,無障礙客房、無障礙昇降設備及公共空間之通道均應平緩無阻,都是必要的規劃設計。貼心設計可考量設置高度較低的服務台,且下方有足夠容膝空間,以利輪椅使用者使用;提供大字體客房服務說明書、老花眼鏡及放大鏡,方便視障或銀髮族使用;貼心設置按壓式大面積開關電源面板,並有光源提示。

圖1.本所將友善建築技術手冊成果刊登於今周刊上

圖2.本所編撰友善建築技術手冊封面


業務報導
作者:林宏澤

出版「醫療院所防火安全及緊急應變整體規劃指引」

       面對我國逐漸邁入高齡化社會之衝擊,可預期國內對於醫療院所、老人福利機構及護理之家的需求將逐漸增加。然而101年台南北門醫院及105年新店樂活安養中心火災事件,突顯出醫療院所面對災害的脆弱性,尤其病患及高齡者移動困難,相較於其他類型建築物,更仰賴完善的防火設施設備維護生命安全。

       於此類建築內之避難弱者行動較為不便,需要嚴格的防火安全標準加以把關,本所乃督導財團法人台灣建築中心辦理防火標章認證,於104年起新增醫療院所防火標章認證項目,為與國際醫院評鑑接軌,在我國營建、消防法規的基礎上,更參考國際醫院評鑑(Joint Commission International, JCI)防火安全內容訂定審查標準,廣邀衛生福利部醫院評鑑合格之醫療院所申請防火標章認證,配合建築、消防、醫療專家委員以及工安技師、消防設備師所組成之防火標章審查委員至申請單位現場勘查,針對建築物之火災預防、控制火煙蔓延、有效避難逃生與搶救、以及風險管理等項目提供防火安全診斷服務及改善建議。此外,更因應醫療設施服務對象自力避難困難問題,特別加強初期滅火與兩區劃水平避難功能檢視,協助醫療機構提升防火安全性能。

       為提供輔導醫療院所申請防火標章之建築物防火安全管理、緊急應變規劃經驗,並分享防火標章審查委員現場勘查之成果,本所指導財團法人台灣建築中心出版「醫療院所防火安全及緊急應變整體規劃指引」,歷經醫療院所防火標章審查委員召開五次編輯會議後修訂完成,內容包括「醫療院所防火安全及緊急應變整體規劃指引」以及「獲頒防火標章醫療院所介紹」2大部分。

第1部分:醫療院所防火安全及緊急應變整體規劃指引

       為了要能阻止濃煙火勢的蔓延,延長人員安全逃生的時間,醫院內就要設有一套有效的安全管理規劃與機制,從硬體的建築設計、結構設備等,空間的利用與動線標示,考量病人及工作人員的特質,給予教育訓練並建立恰當的應變機制,才能真正達到安全的目標。本章節包含醫院建築防火避難設施及消防設備、安全設施設備維持管理、防火安全緊急應變及特殊區域防火安全規劃與緊急應變重點。

(一)醫院建築防火避難設施及消防設備部分,詳列防火區劃,室內裝修材料、火警探測器、自動及手動滅火設備、安全門、逃生標示、走廊、安全梯及出口管理等硬體設備設置要點及注意事項。

(二)安全設施設備維持管理部分,針對醫院之風險管理與危害分析,提出消防管理計畫之重點在於消防設備巡檢、用電管理、火源管理、施工消防防護、縱火預防及防火宣導等。

(三)防火安全緊急應變部分,提出醫療院所應變計畫書:包含醫院緊急狀況時的指揮管理架構、各個功能群組的職責、緊急應變期的各項重要的活動,例如事件啟動、通報、動員、應變、人員歸建、復原等、訊息處理的程序、緊急狀況中維持運作及公共及媒體資訊發佈的程序。

(四)特殊區域防火安全規劃與緊急應變重點部分,分析醫院各單位場所(如急診室、開刀房等)之危害性風險及疏散困難度。

第2部分:獲頒防火標章醫療院所案例介紹

       本章節呈現獲頒防火標章醫療院所之公共安全設施設備管理計畫及緊急應變計畫,配合現場圖片範例提供火災預防、控制火煙蔓延及有效避難逃生與搶救之具體作為,並藉由現場防火診療Q&A提供緊急應變之處理方式,提供醫療同業交流精進參考應用。

圖1 指引封面及摘述內容


業務報導
作者:張淇喻

吊橋全橋風洞試驗介紹

       臺灣地區處於季風及颱風盛行之西太平洋區域,往年的風災對於國內產業甚至民眾生命及財產安全造成損害,但早年對於風災研究所投入之人力、物力及財力常不及於其他天然災害。而隨著國內社會對於公共安全的日益重視,本所為建立國家級建築實驗設施,加速建築相關研究與提升民生安全品質等方面,遂於民國93年建置本所風洞實驗室。

       本所風洞實驗室為(如圖1)一循環式風洞,具有上下兩個測試段,兩測試斷面分為檢測研究用途(第一測試區:4m×2.6m×36.5m)與橋梁測試用途(第二測試區:6m×2.6m×21m),本案於第二試驗段進行,將測試件安裝於距入口15m 處進行吹試。使用之儀器主要為雷射位移計、熱線式風速計與加速度量測系統(依序為圖2上、左下及右下)。

圖1.內政部建築研究所環境風洞示意圖

圖2.儀器設備示意圖

       橋梁風洞試驗可分為斷面試驗與全橋試驗兩部分,本文針對全橋試驗進行介紹。全橋試驗乃製作具相似性之全橋及地形縮尺模型,安裝於風洞試驗段進行試驗,模擬出全橋受風振動行為。本案以實際案例橋梁跨度196m,距下方河谷151m之人行吊橋進行解說:

      由現地勘查與測繪作業等方式得到橋址現地地形資料後,尚需訂定實驗風場與模型縮尺方能進行橋梁模型設計作業。風場方面,引用「建築物耐風設計規範及解說」本案例所在地區以50年為回歸週期、離地面10m之平均10分鐘基本設計風速(V10)為47.5m/s,計算500年回歸期設計風速(V500)為61.9m/s。本案吊橋興建位址在河谷上方151m處,通過下式計算得到500年回歸期設計風速為93.1m/s。

 


       進行縮尺模型風洞實驗時,為符合實際橋梁結構特性,須遵守模型氣彈力相似性模擬原則。相關物理特性經由因次分析(dimensional analysis),可得到模擬相似率參數,再依此參數進行模型設計。表1為本案例之縮尺參數:

表1.橋梁模型各項參數縮尺比例關係

長度縮尺

1/50

速度縮尺

1/√50

頻率縮尺

√50

時間縮尺

1/√50

密度縮尺

1

單位長度質量縮尺

1/502

單位長度轉動慣量縮尺

1/504

總質量縮尺

1/503

轉動慣量縮尺

1/505

       受限風洞測試段尺寸無法含入全區地形,因此橋面板僅架高在地面上方1公尺,換算實場為50公尺。山體依照該區域等高線使用保麗龍製作山體模型,製作範圍(如圖3所示)。外層再使用紙材包覆,使外型階梯形狀順平(如圖4所示)。

圖3.山體製作範圍

圖4.山體模型局部

       根據設計圖面製作1/50縮尺模型。在簡化縮尺模型製作時,仍需保有與原型橋梁相似結構動力特性。外觀細節與原型橋梁相似,保有與原型橋梁相同之受風特性。

       考慮橋體尺寸與重量縮尺與質量分佈,主梁以鋼材製作,橋體外觀模型使用壓克力製作。組裝完畢後量測與調整第1、2、3垂直向(Mode 2、Mode 3、Mode 10)和第1水平向(順風向,Mode 1)自然模態頻率與結構阻尼,與橋梁原設計圖經數值模擬後得出的振態分析結果相符,使得全橋模型在一定程度上可以表現出原始橋梁之動態反應(如表2)。

表2.原型橋梁與全橋模型結構基本震態資料

 

有限元素分析結果

目標縮尺結果

實際量測結果

誤差(%)

阻尼比(%)

第一水平向振態

(mode 1)

0.423 Hz

2.991 Hz

3.184

6.49

0.79

第一垂直向振態

(mode 2)

0.511 Hz

3.570 Hz

3.651

2.27

0.50

第二垂直向振態

(mode 3)

0.572 Hz

4.043

4.876

20.69

0.46

第三垂直向振態

(mode 10)

1.081 Hz

7.644

7.327

-4.1

0.29

       橋梁風洞試驗前需確認風場特性,故先進行風場量測,量測位置如圖5所示,使用三維熱線探針量測進行量測,實際量測情況如圖6和圖7所示。

圖5.風場量位置

圖6.風場量測-風速計架設狀況(1)

圖7.風場量測-風速計架設狀況(2)

       風場量測結果列於表3,以橋體中心速度作為無因次化標準速度,由順風向無因次風速(un)結果得知,在各位置順風向風速變化不明顯。紊流強度部份,各位置之量測結果皆不大於5%。

表3.風場量測結果

 

uave

ustd

vave

vstd

wave

wstd

un

T.I.u

T.I.v

T.I.w

z/h = 1.1

y/L = -0.25

14.19

0.25

0.19

0.32

0.13

0.27

1.04

1.78%

2.25%

1.92%

z/h = 1.0

y/L = -0.25

14.25

0.25

0.17

0.33

0.11

0.26

1.04

1.72%

2.32%

1.82%

z/h = 0.9

y/L = -0.25

14.32

0.23

0.12

0.32

0.04

0.26

1.05

1.61%

2.22%

1.81%

z/h = 1.1

y/L = 0

13.46

0.41

-1.20

0.38

-0.39

0.37

0.99

3.01%

2.79%

2.71%

z/h = 1.0

y/L = 0

13.64

0.34

-1.19

0.33

-0.38

0.33

1.00

2.51%

2.45%

2.40%

z/h = 0.9

y/L = 0

13.81

0.29

-1.17

0.30

-0.37

0.31

1.01

2.12%

2.14%

2.21%

z/h = 1.1

y/L = 0.25

12.98

0.63

-2.81

0.43

0.07

0.51

0.95

4.82%

3.33%

3.89%

z/h = 1.0

y/L = 0.25

13.33

0.60

-2.79

0.44

0.05

0.49

0.98

4.49%

3.28%

3.66%

z/h = 0.9

y/L = 0.25

13.76

0.51

-2.75

0.38

-0.03

0.43

1.01

3.72%

2.73%

3.12%

       風場量測完畢後即安裝橋梁模型,並量測與調整模型自然模態頻率接近縮尺橋梁有限元素分析之自然模態頻率。結構特性確認完畢後,在橋體周邊裝設雷射位移計(如圖8)。量測各風速下橋體之振動反應,觀察橋梁模型是否產生渦致共振。

圖8.全橋模型及儀器架設狀況

       圖9為還原至現地之風速與擾動位移結果,由圖可發現擾動振動於500年回歸期內皆不大於5公分,並無出現氣動不穩定之現象。而於共振風速(約為8.5m/s)處附近,橋梁模型亦無出現共振放大反應之現象。

圖9.擾動位移量測結果

        圖10則為平均之位移結果,垂直向定義向下為負,水平向則為向後為負。結果顯示y/L = -0.25處之結果約略隨風速上升而有下沉之現象,但於風速80m/s後維持於40cm左右。而y/L = 0與y/L = 0.25則於60m/s前隨風速上升而下降,但於60m/s後則往上浮升,但仍維持於-10cm處左右,僅y/L=0處於99.38m/s時轉為5.45m之抬升。而水平向則隨風速上升向後偏移,於測試還原之最高風速99.38m/s時向後位移達到166.59cm。

圖10.平均位移量測結果

       風洞實驗使用之縮尺模型因經過相似率計算,其結構特性與原型橋梁相近,實驗時流場亦考慮橋址之地形效應,製作相符之地貌模型模擬現地流場,綜上所述,全橋風洞實驗之結果能夠模擬實際橋梁之動態反應。此案中實驗得到以下3項結論:

  1. 於試驗中,在可能發生渦致振動之低風速區內,並無觀察到橋梁共振之現象,位移反應亦無明顯放大現象,由此結果可得知本案並無發生渦致振動之顧慮。
  2. 試驗結果表示本案於500年回歸期風速下仍有不錯之氣動穩定性,無產生顫振現象。
  3. 於最高實驗風速時,橋體中心位置水平向平均位移為1.66m(0.8%);垂直向位移為0.417m(0.2%),其位移變化在合理範圍(變化量<全橋跨徑1%),橋體不會產生破壞,表示此橋體符合500年回歸期風速設計。

       透過完整之規劃與實驗,本所風洞實驗室可為業主提供如上之相關資料做為橋梁安全設計、行人舒適度以及遭遇風災時安全管理之參考,並期許能透過產官學之共同配合為業界及社會大眾盡一份心力。

 


業務報導
作者:許敬昀

建築耐風設計規範風速修訂建議

        建築技術規則建築構造編風力修訂條文暨建築物耐風設計規範自96 年1月1日起施行,於民國103年6月12日頒布新版建築物耐風設計規範,並於104年1月1日起施行至今,但目前規範中使用之設計風速值仍依據我國專家學者於1947年至1991年間基於中央氣象局24個人工測站,針對128個侵臺颱風最大十分鐘平均風速資料分析結果為基準。由此可知,現行規範所訂定的設計風速值有二十年以上之久,於規範中載明設計風速須因測站的設立年代、位置變遷及風速計高度更新而做調整。我國城鄉發展迅速且近年來區域性氣候變化甚鉅,實有必要對於規範中設計風速值進行修訂,建立臺灣本島及離島全區進行設計風速分布更新及其相關資料庫,並配合新制的行政區重新給定設計值,以及現行建築耐風設計規範規範中未考慮之風向角做修正。

        目前我國規範以風向角之考慮實為欠缺,綜觀美國、日本、紐澳、英國、德國之最新規範內容,均在設計風速值或者風速壓之估算時,加入風向角的考量。其主要用意乃在於每一地區氣候特性除了風速大小不同外,風向亦常常具有一定的規則性,且區域跟區域之間亦不盡相同。因此,以國際規範修訂的趨勢而言,規範中加入風向角為亟需發展的修訂方向。建議以歐洲、日本的規範為例,訂定出基本設計風速後,再依不同區域、地況給予不同風向角的折減值,並依據各測站16個風向角下的地況以及原始風向資料判斷,提出30個測站的風向角折減因子。由此,在不同風向角下,設計者可以根據此科學化數據分析風力載重,以同時滿足設計者的創意及結構物的安全。

        除風向角之訂定外,規範中設計風速值所考量之地況係數參考值,為三十年前的研究成果,歷經地震、風災及城市化的變遷,臺灣地理環境已和三十年前有所不同。因此,修訂之規範中若採設計風速值納入風向角,針對不同風向角下的建築物、地形環境進行分析之地況係數及其相對應的邊界層高度。如此,進行建築物設計,應該更符合設計者之需求。藉此,需透過實地探勘及數位影像分析各測站不同風向角下之地況係數,重新訂定出較為詳細的地況係數參考值,方能建立我國各測站不同風向角下的地況係數參考表。

       修訂規範中設計風速值針對新制行政區進行劃分,由於我國地形變化劇烈且保有長久紀錄之測站數量不足,若以等高線分布圖作為行政區規畫基本設計風速的傳統方式,則勢必造成訂定結果與過去相同,具有不合理的風速區域。因此,有必要加入颱風數值模擬及中大尺度CFD模擬,確保等高線分布圖的可靠性,以決定出真正適合規劃至各行政區的設計風速建議值。

       綜合以上對於耐風設計規範修訂,針對設計風速之定義,建議可納入風向因子,並配合行政區之劃分,考量各地區不同風向下風速之差異性,重新定義設計風速值,以提供設計者較為準確之設計依據。此外,氣象局已陸續在國內各地增設氣象站,雖然目前增設之測站紀錄年分尚短,資料量尚不足,但於未來蒐集更多風速資料,並透過適當分析方法取得數據,應可做為繪製全國設計風速分布之參考,增加我國設計風速分布之準確度,為提供未來規範修訂之重要依據。

圖1.台北測站風向折減因子分布圖

圖2.建議修正之基本設計風速分布圖


業務報導
作者:陳麒任

105年度建築節能與綠廳舍改善補助計畫辦理成果

一、緣起

       台灣地區的既有建築物約佔全國建築物總量97%,這些建築物普遍存在耗能、不符生態環境等問題,若不改善將造成能源浪費與溫室氣體排放等現象。內政部建築研究所﹙以下簡稱本所﹚從92年開始辦理「建築節能與綠廳舍改善補助計畫」,針對中央所屬廳舍及國立大專院校選擇具改善潛力之既有建築物,進行能源效率提升及綠建築改善示範計畫,以期藉由建築物進行改善,帶動我國相關綠能產業發展,並達到改善都市環境、減緩熱島效應及提高既有建築物能源使用效率之目標。

       本計畫從92年至105年已完成綠廳舍改善224案,對於基地保水、綠化、生態環境改善及節能等均有很大效益;另建築節能改善361案,針對舊有中央廳舍進行建築耗能系統診斷,經由現場監控系統數據及動力系統性能等,了解建築物耗能現況之比較基準(Baseline),提出低成本或零成本之改善策略及運轉管理模式調整。

       本計畫預算來源永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」係屬公共建設計畫,配合國家發展委員會要求,本計畫於105年度起要求各受補助單位需提列一定比例之自籌款,其中第一年先採自籌款比例越高者優先補助,第二年後將需至少提列自籌款30%。上述585案總計投入改善經費約14.74億元(包含本所撥付之補助款14.36億元、受補助單位之自籌款0.38億元),改善成果每年總計約可節電9,239.8萬度、節省電費約3.06億元並減少CO2排放量約5.79萬噸,平均約4.8年即可回收投入成本,成效良好。

       105年度本計畫共完成38案示範工程,包括綠廳舍類6案及建築節能類32案,由於本計畫為示範計畫,所以改善案例遍布臺灣本島及離島﹙案例位置分布如圖﹚,改善成果均能達到預期節能效果,對於我國推動既有建築節能改善有具體之示範意義。

圖.本計畫之改善案例分佈圖

二、辦理方式

        本計畫係由本所主辦,105年度委由財團法人台灣建築中心執行,並聘請國內專家學者組成「建築節能與綠廳舍改善補助計畫」服務團(以下簡稱服務團),協助辦理改善工程之現勘、實測、評估,提出改善建議及初步規劃設計等輔導工作,改善工程所需經費由本所全額補助。

三、辦理成效

        本計畫除辦理各項補助工程案件之技術諮詢及改善輔導外,亦辦理建築節能技術推廣講習會。105年度整體辦理成效概要說明如下:

  1. 改善具體成效:經現勘評估、調查後選出金門國家公園管理處等38案具改善潛力之節能改善工程,於105年1月開始執行,總計投入經費為1億4,063萬6,549元(包含本所撥付之補助款1億265萬4,156元、受補助單位之自籌款3,798萬2,393元),全部工程案均於105年12月底前改善完成。經量測及比較分析改善前、後之耗能狀況,改善後總計每年可節省用電量約829.3萬度,降低CO2排放量約4,379公噸,共可節省約2,902.7萬元之運轉費用,以今年編列核撥改善經費來算,投資回收年限約為4.8年,節能成效良好。
  2. 辦理推廣節能技術講習會:由於建築節能與綠廳舍改善可減緩都市熱島效應及調節都市微氣候,並可以有效降低建築物運轉電費,本年度於北、中、南等地區辦理推廣節能技術講習會共3場,除邀請專家學者說明節能技術外,並分享改善實務經驗,讓與會者有機會了解建築節能策略,進一步起而效尤,達到擴散推廣效應。
  3. BEMS資料庫更新與維護:105年度建築節能與綠廳舍改善補助計畫將延續前一年所建置之BEMS節能資料庫,藉由網際網路將105年度各改善案例監控系統所收集之數據上傳至BEMS資料庫中,藉由BEMS資料庫平台中各項節能效益分析功能,包含迴歸分析R、改善前/後節能效益計算、BEMS資料平台線上診斷功能、案場每月之耗電量呈現、EUI值排名比較、節能報表等,以進行實際節能減碳效益之數量化評估與系統運轉數據分析,藉以了解各項改善技術之對後續整體計畫之推展有極大之效益。

四、後續辦理重點

       本既有建築改善計畫案,不但改善後節能效益顯著,可作為具體之示範參考,歷年成果也已完成彙編成技術手冊,置於本所官網(http://www.abri.gov.tw/tw/download/show/6)供各界參考應用。本計畫除協助達到節能減碳效益外,同時更帶動國內相關節能產業發展,成果相當豐碩。為延續及擴大其效益,106年度將賡續辦理「建築節能與綠廳舍改善補助計畫」,預定完成28件改善案例,預期可進一步提高建築節能減碳之效益,更擴大本計畫之節能示範推廣效益。

 


業務報導
作者:林谷陶

105年度公有建築物智慧化改善工作成果

        為利用智慧科技提升既有建築物之環境品質,本所推動之「既有築物智慧化改善工作計畫」,以公、私有既有建築物為對象,針對安全防災監控、健康照護管理、便利舒適服務、系統整合應用等領域,獎勵或補助其進行智慧化改善工作;105年度既有建築智慧化改善獎勵工作計畫民間單位部份,未獲行政院審議通過,故中止執行。

        本計畫105年度完成案件計24件,執行經費計約兩千萬元。歷年執行案件數統計如表1所示。

表1.歷年公有及民間獎補助案件區域分佈統計表

類別

區域分佈

97

98

99

101

102

103

104

105

總計

公有

4

7

5

6

6

9

4

9

50

1

3

1

4

4

4

7

7

31

1

5

1

6

4

5

4

8

34

東(含離島)

0

1

0

0

1

1

1

0

4

小計

6

16

7

16

15

19

16

24

119

民間

6

14

5

12

13

8

9

-

67

0

2

5

6

6

6

5

-

30

3

5

7

1

4

3

6

-

29

東(含離島)

0

1

1

0

1

2

1

-

6

小計

9

23

19

19

24

19

21

-

134

合計

15

39

26

35

39

38

37

24

253

一、獎補助改善類別說明

       本所歷年徵選獎補助既有建築物智慧化改善項目,主要以安全防災監控、健康照護管理、便利舒適服務、系統整合應用管理(含節能管理) 四大類別,從105年度總申請24案中分析,仍以系統整合應用13案(含節能管理)為最多,安全防災監控8案次之,均與歷年申請趨勢一致,如表2所示。

表2.歷年公有及民間獎補助申請項目統計表

申請項目

年度

97

98

99

101

102

103

104

105

合計

總計

安全防災監控

公有

1

5

4

4

7

8

5

8

42

74

民間

4

6

5

7

6

0

4

-

32

健康照護管理

公有

0

2

1

1

0

1

1

0

6

17

民間

2

1

0

1

1

4

2

-

11

便利舒適服務

公有

0

1

0

3

1

2

2

3

12

24

民間

0

2

1

1

1

5

2

-

12

系統整合應用

(含節能管理)

公有

5

8

3

7

7

8

8

13

59

138

民間

3

14

14

10

16

9

13

-

79

合計

15

39

28

34

39

37

37

24

253

       本年度並進行104年獲補助案件之效益評估,茲將結果分項說明如下:

(一)安全防災監控:

       安全防災監控管理施作項目包括:消防火警移報、淹水監控、車牌辨識、緊急求救系統、門禁辦識與緊急電能系統等,導入設施設備營運後,能有效縮短25~98%的緊急應變時間,平時日常管理透過雲端及中央監控能有效縮短50~70%的行政管理時間。

(二)健康照護管理:

        以傑瑞老人安養中心建置之「預防失智住民走失監測系統」,發現住民異常外出反應時間有效縮短83%、尋回住民時間亦有效縮短75%。大里仁愛醫院在建置「雲端主護呼叫系統」後,處理呼叫事件效率達84%,員工工作效率達90%,在病人與員工的滿意度調查都大幅提升。

(三)便利舒適服務:

       便利舒適服務主要施作項目以監測場所二氧化碳濃度為主,在導入設施設備營運後,能有效降低12~64%的二氧化碳濃度,平時日常管理透過監控系統能有效縮短67~100%的行政管理時間。

(四)系統整合應用:

        運用系統整合之監控技術,視個別情況可節省一定的用電度數,且在導入設施設備營運後,節電管理能有效縮短50~100%的行政管理時間。國立臺中教育大學施作用水流量、蓄水池控制系統後有效節省水資源約10%。

二、105年獎補助案例介紹

       本所歷年獎補助之改善成效,以105年度補助國立臺中科技大學及國立中興大學為例,簡要說明如下:

  1. 國立臺中科技大學

       國立臺中科技大學105年度係針對普通教室進行節能智慧化管理,管控教室冷氣、照明及風扇電源導入『隨課供電』機制。藉由智慧化課表管控系統達成『上課供電、下課斷電』之目標。圖書館導入室內空氣品質偵測系統,將室內空氣品質數值即時顯示於現場多媒體顯示幕上,符合貼心便利指標要求,並達到教育及示範之效果,如圖1所示。。

圖1.臺中科技大學改善工程設計架構

  1. 國立中興大學

       國立中興大學105年度應用人性化、智慧化及科技化之系統與設備,建置圖書館有效管理的自主學習空間,包括研究討論室、多媒體中心、團體視聽室、聆賞座位等。藉以改善目前繁瑣之空間借用流程、有效節省人力成本支出、降低能源耗損及創造舒適、便利之學習環境,管理系統硬體架構圖如圖2所示。

圖2.國立中興大學圖書館自學空間管理系統架構

       該系統原理為利用分貝偵測器,提醒空間使用者注意討論音量。並運用Web介面整合管理,降低管理人力負擔,有效增進館員之工作效能及管理各空間電源,進而提升自學空間服務品質,增進空間便利性與舒適性,已大幅提升使用率與效益。

       綜合歷年既有建築物智慧改善案例成果分析,確實對提升既有建築物安全、節能、降低營運成本及提高室內環境舒適度及使用者健康照護與滿意度等,均有正面效果,值得鼓勵推廣。未來本所將持續辦理,期望透過智慧科技、設備及系統整合技術,有效提升建築物安全、健康、便利、舒適之使用效益,並達到環保、省能與兼具人性化管理之目標。


業務報導
作者:徐虎嘯

105年度綠建築標章評定辦理成果

       近年來,人類對於大自然的破壞已大到全球的規模,引發嚴重的環境生態問題,相較於其他國家,臺灣的環境挑戰更為嚴峻,依據中央氣象局統計資料顯示,臺灣在過去100年的平均溫度較過去上升約1~1.34℃,除較全球的0.7℃高出許多,且國內的能源99%以上皆依賴進口,加上都市化人口集中的熱島現象等,凡此皆迫使臺灣必須及早因應環境惡化之問題。

       世界各國為因應氣候變遷及溫室效應造成之全球暖化,均致力於發展具節能及對環境友善的「綠建築」或稱「環境共生建築」,各國雖有不同的名稱及定義,且其內涵亦隨著能源、資源及環境條件不同有所調整,但整體而言,各國對建築開發行為的訴求,都具有減少環境負荷,達到與環境共生共榮共利的共識,因此綠建築評估系統必須依據氣候條件、國情等的不同,而有所調整,並不是一體適用的。有鑑於此,內政部建築研究所於88年針對臺灣亞熱帶高溫高濕氣候特性,建立涵蓋生態(Ecology)、節能(Energy Saving)、減廢(Waste Reduction)、健康(Health)4大範疇,兼具節能環保與生態永續之綠建築標章評估(EEWH)系統,不僅為僅次於英國、美國及加拿大之後,第4個實施具科學量化的綠建築評估系統,同時也是目前唯一獨立發展且適於熱帶及亞熱帶的評估系統,通過綠建築標章評定的建築,在節水及節電方面至少約分別有30%與20%以上之效益。

       為提升國內綠建築技術,期使綠建築評估制度更為完備,內政部建築研究所參酌美、日、英等國家之綠建築評估制度,將原有一體適用的綠建築評估通用版本,擴大其範圍修訂為5種版本,針對新建築物,將使用型態較為不同的廠房類與住宿類建築獨立訂定評估手冊,評估手冊分為住宿類(EEWH-RS)、廠房類(EEWH-GF)及基本型(EEWH-BC)等3類綠建築評估手冊;另為鼓勵舊建築物進行改善,特別以其改善前後之性能比較作為評估依據,訂定舊建築改善類(EEWH-RN);同時為使綠建築涵括範圍可擴大由點到面,形成更完整的區域,亦訂定社區類評估手冊(EEWH-EC),使我國正式邁入綠建築分類評估時代。前述評估手冊為辦理綠建築標章暨候選綠建築證書之評定基準,雖已自102年1月1日全面實施,然為因應日新月異之綠建築科技技術進步,考量國內建築產業需要、及公會與相關專家學者建議,同時為避免評估手冊更新頻率過於頻繁,內政部建築研究所依既定3年辦理版本更新規劃,完成此5類評估手冊2015年版本之修訂,並自104年1月1日開始施行。

       綠建築標章制度推動初期,因屬自願性質,申請之案件數相當有限,為擴大綠建築政策之成效,行政院於90年3月核定實施「綠建築推動方案」,針對公部門新建建築物全面進行綠建築設計管制,由政府公部門帶頭做起,以形成綠建築產業之市場機制及環境。為使綠建築賡續茁壯發展,行政院於97年1月核定「生態城市綠建築推動方案」,延續第1階段推動方案成果,並因應全球暖化及都市熱島效應之影響,將「生態社區」及「永續都市」列入我國第2階段推行綠建築政策之重點。為延續綠建築良好的推動成果,並整合智慧化技術系統,行政院於99年12月核定「智慧綠建築推動方案」及於105年核定「永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」實施,以擴大綠建築成為永續智慧綠色產業之政策,期藉由臺灣既有綠建築優勢,在維護環境永續發展及改善人民生活前提下,導入智慧化ICT系統及設備於建築物中,使建築物具備主動感知之智慧化功能,進行智慧型創新技術、產品、系統及服務之研發,以達成智慧生活產業化之目標,並進一步規劃以城市、智慧臺灣為中長程發展目標,運用智慧創新技術,建立對城市治理及其他智慧應用領域,從主動即時偵測覺知變異、進而進行資訊分析反應城市動態形勢,而後能整合做出調適療癒之智慧決定與回應能力,提供政府與業界未來在自然與社會環境變遷之挑戰下,具備更符合民眾需求之公共服務與治理能力,以更有效回應如醫療照護、交通、教育、永續環境等各項課題,建構優質居住環境,同時提升產業競爭力及促進產業產值,期望在節能減碳的目標前提下,帶動新一波的產業創新與發展。

       綠建築標章之評定審查作業,目前採指定評定專業機構方式辦理,將技術評定與核發標章之行政認可作業分階段處理,以擴大評定審查服務成效,有效落實政府節能減碳政策。在建築師與營建業界的支持配合下,截至105年底評定通過之綠建築及候選綠建築已有6,218件(詳圖1),不但數量逐年增加,且民間件數比例更由早期91年的6%﹙7案﹚逐年提升,至103年已達到36%﹙204案﹚,而這部分的比例在104年已突破40%﹙266案﹚,105年更創新高達到42%﹙286案﹚。這些獲得標章之建築物於使用階段可節省大量水電,累計每年約可省電15.5億度、省水7,323萬噸(相當於29,292座國際標準游泳池的容量),其減少之CO2排放量約為87.4萬噸,這個量約等於5.87萬公頃人造林(約等於2.2個臺北市面積)所吸收的CO2量,每年節省之水電費估計約達61.6億元。前述節水節電效益,係以最低值推估,其實在通過綠建築評定的建築中,有許多建築設計的節電節水效益遠高於預期,此外若進一步將綠建築降低都市熱島效應等的無形生態效應及綠建築帶動國內相關產業之效益加入,其對我國建築環境的改善與產業帶動的貢獻,更遠超過可見的具體經濟效益。

圖1.歷年綠建築標章暨候選綠建築證書通過件數統計圖

       由上述通過案件資料進一步分析,若依建築類別來看,通過件數比例高低依序為「學校類」、「住宿類」、「大型空間類」、「辦公廳類」、「其他類」、「醫院類」、「百貨商場類」及「旅館餐飲類」建築(圖2)。

圖2.歷年通過案件建築類型分析圖

       其中學校類占比達到29.39%,住宿類建築為18.88%,這兩類加起來已達到一半。另為逐步提昇國內綠建築水準,並與國際綠建築接軌,激發民間企業競相提升綠建築設計水準,自96年起施行「綠建築分級評估制度」,透過分級評估鼓勵建築師追求較佳等級,設計更優良的綠建築,以提升企業的形象與榮耀,並有效提升國內綠建築設計技術水準。統計實施以來,顯示高等級數量及比例確有逐年提升之趨勢,如以鑽石級為例,從96年的2件到105年已增加至51件,其比例從0.6%提升至7.5%;另若就銀級以上來看,也從96年的14件增加到105年的335件,其比例則從4.4%提升至49.4%(圖3)充分顯示藉由綠建築標章制度之推動實施,確實達到「政府」、「民間」及「環境永續」三贏之局面。

圖3.歷年通過案件綠建築等級分析圖


業務報導
作者:姚志廷

105年度綠建材標章評定辦理成果

       為提升國人居住舒適性及健康性、降低建材製造或使用階段對環境造成之衝擊,並帶動傳統建材產業升級,本所繼綠建築標章後賡續建立綠建材標章制度,期能透過相關檢測與評定程序,對於建材品質與性能予以鑑別及標示,以利於國人選購優質建材,進而提升室內環境品質,帶動產業發展。綠建材係指在原料採取、產品製造、使用過程和再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人體健康無害之建材。綠建材標章制度即依此意涵,訂定四大範疇進行評定,包括:以無匱乏危機之天然材料且經低人工處理製成之「生態綠建材」、對人體健康無害之「健康綠建材」、在防音、透水、節能等性能上有高度表現之「高性能綠建材」及廢棄物再利用製成之「再生綠建材」。在制度面部分,「建築技術規則」建築設計施工編中有關綠建材之規定,於101年7月1日修正實施,其規定內容為:「建築物室內裝修材料、樓地板面材料及窗,其綠建材使用率應達總面積百分之四十五以上,建築物戶外地面扣除車道、汽車出入緩衝空間、消防車輛救災活動空間及無須鋪設地面材料部分,其地面材料之綠建材使用率應達百分之十以上」,透過相關法規的規定及宣導講習,綠建材標章目前已成為國內最重要的優良建材識別標章之一,105年度本所持續在標章核發、後市場管理及宣導推廣等面向上精進相關作業,相關執行成果如下:

一、核發綠建材標章215件

綠建材標章自民國93年受理評定,截至105年底,已累計核發1,663件標章(1262件健康、6件生態、145件再生與250件高性能綠建材,詳圖1),產品包括塗料、天花板、地板、隔間牆材料、吸音材、磁磚、透水磚、接著劑、節能玻璃、隔音門窗等共11,460種系列產品,105年全年核發件數為215件(163件健康、21件再生與31件高性能),連續4年達成每年核發件數超越200件之目標。隨著綠建材標章數量的累積,不但消費者有更多樣化的選擇,而且透過良性競爭和健全的市場機制,將使綠建材價格趨於平穩,品質持續提升,綠建材成了「高貴不貴」的材料。

圖.截至105年12月30日評定通過GBM標章件數

二、辦理後市場查核作業

       維護消費者及守法廠商之權益,105年度賡續由綠建材標章評定專業機構進行後市場產品之查核,查核內容包括製程、原料比例、原料來源等是否與申請資料一致、產品包裝與型錄之標章logo使用是否合於規定、產品抽驗結果是否符合基準等。查核比例為前一年度核發件數六分之一,105年度共計完成39件產品(包括28件健康、4件再生及7件高性能綠建材)之查核,現場查核及複查結果符合規定,此一不定期查核機制,不僅能維繫綠建材標章公信力,亦可保障消費者及廠商權益。

三、辦理宣導講習活動

        為增進各界對於國內綠建材標章相關制度及政策之認識,並增加民眾使用綠建材之意願,本所分別於105年8月25日(星期四)假新店大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳,及9月1日(星期四)假成功大學光復校區國際會議廳辦理2場「綠建材標章制度講習會」,參與人數合計約350人次,講習內容是以綠建材標章「人本健康、地球永續」之精神為主軸,邀請產官學研專家學者進行演講,並安排40分鐘之綜合座談,開放與會民眾現場提問或提供建議,並由專家學者及本所人員即時予以回應,充分達到聆聽民眾建言與雙向溝通之目的。此外,為使綠建材標章廠商瞭解標章使用及管理之相關規定,105年度分別於105年7月21日、7月29日及8月4日假台灣建築中心、中興大學及成功大學舉辦「綠建材標章後市場管理制度說明會」,期能透過相關管理制度的說明,使業者更能瞭解標章使用及查核之相關規定。


專題報導
作者:張乃修

建築科技研究發展策略與成果應用

        本所為直接隸屬內政部之建築研究機構。於84年成立,設置目的為辦理全國建築研究發展,因應自然與社會變遷,引進國外先進建築科技,考量建築之公共安全性、政策性及管理性需求,研訂符合本土環境適用之建築政策、法規、制度,並研發建築材料技術,以達到提昇建築安全、改善居住環境品質、提高營建技術水準與國土永續發展之目標。

一、本所科技計畫發展歷程、擬訂

        本所於籌備階段及84年成立後,即積極爭取申請科技部(前國科會)之科技計畫,已辦理或正在辦理中之古蹟暨歷史建築、高齡環境、防災減災、建築防火、鋼構造耐火、建築耐震、建築技術創新、建築資訊、綠建築及智慧建築等領域科技計畫,共計36項。

表.83-106年建築研究所辦理科技計畫一覽表

計畫領域

計畫名稱

辦理緣由

計畫年度

古蹟暨歷史建築

古蹟暨歷史建築保存修復與活用科技計畫(第1期)

因應文資法修訂及對於古蹟暨歷史建築之保存重視

92-95

古蹟暨歷史建築保存修復與活用科技計畫(第2期)

賡續推動古蹟保存修復技術

96-99

高齡環境

全人關懷建築科技發展計畫

因應身心障礙者權益保障法修訂

96-100

全人關懷生活環境科技發展中程個案計畫

賡續推動無障礙科技技術及高齡化社會來臨

101-105

高齡者安全安心生活環境科技計畫

因應高齡社會來臨

106-110

防災

都市及建築安全防災科技研究專案中程綱要計畫(第1期)

因應林肯大郡及阪神震災

87-92

都市及建築安全防災科技研究專案中程綱要計畫(第2期)

因應921震災

93-95

都市及建築防災科技發展中程綱要計畫

賡續基於防災需求及聯合國神戶減災綱領

96-99

都市與建築安全減災與調適科技發展中程計畫

因應流域綜合治理計畫

100-103

都市與建築減災與調適科技精進及整合應用發展計畫

賡續基於防災需求及聯合國仙台減災宣言

104-107

建築防火

建築物防火性能檢驗測試及應用研究5年計畫

因應論情西餐廳大火、衛爾康大火等重大傷亡事件

83-88

建築物防火安全技術開發與應用研究中程計畫

推動性能防火法規及設計

89-95

建築防火

建築防火科技發展中程綱要計畫

發展性能設計驗證技術

96-99

建築防火科技發展計畫-防火安全設計及工程技術精進研發中程計畫

性能防火設計技術精進

100-103

建築防火安全工程創新科技及應用研發中程計畫

發展永續創新防火技術

104-107

鋼構造耐火

鋼骨鋼筋混凝土構造火害及耐火性能設計研究計畫

因應鋼骨鋼筋混凝土火害

100-103

鋼構建築複合性災害作用下耐火科技研發計畫

因應複合性災害

104-107

建築耐震

建築及構造耐震技術與相關規範之應用研究

因應災害防救方案

84-87

建築物地震災害防制研究計畫

因應921震災及建築物實施耐震能力評估及補強方案

88-95

建築技術創新

營建自動化與電子化分項—建築工程自動化與電子化

配合產業自動化及電子化推動方案

84-95

創新營建材料研究計畫

依國科會建議

92-95

風工程應用整合計畫

為建立風雨風洞自主實驗及檢測能力

92-95

無線射頻辨識(RFID)於建築產業之應用計畫

因應推動公領域RFID應用整合型先導計畫方案

96-99

建築產業技術發展中程綱要計畫

延續先前耐震、自動化、風工程、創新材料等計畫

96-99

建築先進技術創新開發與推廣應用計畫

100-103

建築技術多元創新與推廣應用精進計畫

104-107

建築資訊

開放式建築創新應用科技計畫

延續無線射頻辨識(RFID)於建築產業之應用計畫研發成果

100-103

建築資訊整合分享與應用研發推廣計畫

順應國際間資訊使用潮流

104-107

綠建築

綠建築與居住環境科技中程計畫(第1期)

推動綠建築建立永續環境

86-90

綠建築與居住環境科技中程計畫(第2期)

發展永續綠色營建科技

91-95

綠建築與永續環境科技中程綱要計畫

擴大生態城市與綠建築研發

96-99

永續綠建築與節能減碳科技中程個案計畫

推動低碳節能綠建築永續環境

100-103

創新低碳綠建築環境科技計畫

發展創新低碳綠建築材料與工法

104-107

智慧建築

智慧化居住空間產業發展計畫

為規劃我國產業發展藍圖

96-99

智慧化居住空間產業發展推廣計畫

建築產業推廣應用

100-103

智慧化環境科技發展推廣計畫

聚焦國民需求深化論述

104-107

       本所研擬之科技計畫,主要依據全國科學技術會議、全國能源會議、國家科學技術白皮書、國家科學技術發展計畫、國家發展計畫、「黃金十年、國家願景」計畫、國土空間發展策略計畫、國家節能減碳總計畫、總統政見、行政院施政方針、行政院六大新興產業、行政院科技顧問會議、本部中程施政計畫等施政重點與目標,並考量國內於節能永續、安全防災、友善無礙、智慧創新等面向之都市與建築生活環境需求,結合前期計畫研究發現與各領域專家學者建議,參酌國際建築研究發展趨勢,辦理先期研究評估與邀集專家學者審查後,向科技部提出計畫申請並配合審查意見修訂。

       考量中程科技4年期計畫較符合研究期程進展,並可依科技部科技發展主軸研擬計畫走向,爰本所申請之科技計畫多為4年期計畫,近年辦理創新低碳綠建築、智慧化環境科技、都市與建築減災與調適科技、建築防火安全工程創新科技、鋼構建築複合性災害作用下耐火科技、全人關懷生活環境、高齡者安全安心生活環境科技計畫、建築技術多元創新、建築資訊整合分享等9項科技計畫。各項科技計畫再依其計畫主軸,分別辦理各研究課題計畫,分為委託研究、協同研究、自行研究及業務委託等分項研究案,每年度約產出80至90案研究報告。

二、科技研究成果與應用

(一)技術報告與技術手冊

       本所除每年度研究計畫之研究報告外,另出版綠建築評估手冊、智慧建築評估手冊、綠牆技術手冊、綠建材解說與評估手冊、屋頂綠化技術手冊、綠建築綠改善-打開綠建築的18鑰匙、室內環境品質診斷及改善技術指引、社區及建築基地減洪防洪規劃手冊、都市計畫通盤檢討防減洪調適策略實務操作手冊、建築物防火避難安全性能驗證技術手冊、煙層簡易二層驗證法(增補夾層與自然補氣口)及軟體操作手冊、木構造建築物防火設計施工參考手冊、建築物無障礙設施設計規範解說手冊、村里活動中心無障礙環境規劃設計指引及友善建築成果專輯等技術報告或技術手冊,以落實研究成果推動應用,引導國內都市及建築環境規劃設計。

(二)研修訂法令、技術規範及國家標準

         本所歷年研究成果,除與本部營建署職掌業務密切相關外,另亦廣泛涉及中央部會及各直轄市、縣(市)政府業務需求,研修節能、防火、耐震、無障礙等營建相關法令及技術規範90案,含括建築技術規則建築設計施工編第2章一般通則增訂節約能源之規定、建築技術規則建築設計施工編第17章綠建築基準規定、集合住宅、醫院建築、建築物(辦公、觀光旅館、百貨商場類)節約能源設計規範、建築技術規則甲乙種防火門性能化規定、建築技術規則建築設計施工編第3、4章防火避難專章、山坡地不得開發建築認定標準、建築技術規則建築構造編耐震設計規定、混凝土、鋼結構、鋼骨鋼筋混凝土、基礎構造等工程施工規範 、建築物隔震消能規範、建築物無障礙設施設計規範、內政部主管活動場所無障礙設施設備設計標準等規範發布。

       另協助經濟部標準檢驗局訂定建築物構造構件耐火試驗法第1部至第9部、防火-門組件耐火性-膨脹填縫材料耐火性能測定法、建築構件與零組件防火試驗-配管設置防火測試第1部至第2部、建築物防火區劃貫穿部耐火試驗法、行動障礙人員用動力操作升降平台-安全、尺度及功能性操作之規定第1部至第2部、門、窗及百葉窗之熱性能-熱傳透性之計算第1部至第2部等國家標準80項。

 (三)建立綠建築、綠建材與智慧建築標章制度

       綠建築標章分為綠建築標章(己完工取得使用執照或為既有合法建築物)與候選綠建築證書(取得建造執照尚在規劃設計或施工階段之建築物)。88年開始至105年12月底止,已有6,218件建築物取得綠建築標章,本年度已核發687件。預估每年可節省用電約15.50億度,節省用水約7,323萬噸(相當於29,292座國際標準游泳池的容量),其減少之CO2排放量約為87.4萬噸,這個量約等於5.87 萬公頃的人造林地(約等於2,258個大安森林公園面積)面積所吸收的CO2量,每年節省之水電費約達61.6億元,成效良好。

       智慧建築標章係善用ICT(Information and Communication Technology,資通訊技術)主動感知與控制技術,將建築物設施或設備整合進行最佳化運轉、提供優良的資訊通訊環境,並就建築物長期管理維護事項預為規劃,以達到安全、健康、節能、便利、舒適目標,分為智慧建築標章(己完工取得使用執照或為既有合法建築物)與候選智慧建築證書(取得建造執照尚在規劃設計或施工階段之建築物)。92年開始至105年11月底止,已有178件建築物取得智慧建築標章,本年度已核發42件。善用ICT主動感知與控制技術,將建築物設施或設備整合進行最佳化運轉、提供優良的資訊通訊環境,並就建築物長期管理維護事項預為規劃,以達到安全、健康、節能、便利、舒適目標。

       綠建材標章是基於「人本健康、地球永續」精神,依據建材生命週期,訂定4大分類:生態、健康、高性能及再生綠建材,進行建材之評定,期能藉由標章制度提升國人居住環境品質、降低建材製造或使用階段對環境造成之衝擊。自93年至105年10月底,累計核發1,639件標章,涵蓋萬餘種產品,本年度已核發191件。

(四)專利研發及技術移轉

       本所歷年之研究成果研發高流動性混凝土預鑄構件之自動化製造方法及適用此製造方法之配比、利用廢棄混凝土及磚塊製備再生高壓地磚及紅磚之方法、定向粒片板之製造方法、具有支撐桿件的抗彎矩結構及其方法、具自我組裝單分子層奈米顆粒之水性奈米塗料之製法、可消抵水平側向力之結構體支承加載裝置、複合梁柱支承抵抗水平側向力、水霧式隔煙系統、水霧幕噴頭裝置、RFID(Radio Frequency Identification,無線射頻辨識)門牌資訊系統、RFID標籤定位演算方法、RFID於建築管線定位技術與維護管理之應用、鋼筋檢驗試體及混凝土試體之RFID防偽管理方法、防火用多孔管水膜產生裝置、太陽能屋頂結構、頂置式噴流防煙系統、結合電子看板之避難引導系統、填充型鋼管混凝土梁柱的接頭結構、具有聲光指示的避難系統及水泥基質結構物聲學的火害判別裝置等20項專利。

       另本所就歷年研究成果,選具價值潛力者,規劃辦理技術移轉,目前已就「煙層簡易二層驗證法軟體」著作權辦理技術移轉作業,自103年辦理技術移轉至105年11月底已技術移轉24件,移轉授權金額139萬6,800元。

 


專題報導
作者:靳燕玲

赴日本東京考察老人住宅及複合式照顧相關設施機構

       我國高齡口持續飆升,依據國家發展委員會推估,我國將於107年進入高齡社會,115年邁入超高齡社會,老年人口比率亦將從高齡社會的14.5%進入到超高齡社會老年人口比率的20.6%。我國長期照顧服務法於104年6月3日公布,預計106年正式實施,並自105年11月起推動社區整體照顧模式(長照2.0),逐步漸進提供民眾最近便性的照顧服務,並減輕家屬的照顧負擔,以促進長者健康福祉,提升老人生活品質,落實在地安養、在地老化的目標。

       事實上,高齡社會亦為全球趨勢,隨著人口結構逐漸老化,高齡者所需之健康照護產業需求勢將日益增加,相對衍生的老人照護問題也須及早因應。亞洲各國中,又以日本為最早進入高齡化社會,也最早展開各項因應措施,為此,向已邁入高齡化社會之國家學習,吸收相關照護經驗相對重要。另一方面,本所106年度執行之「高齡者安全安心生活環境科技發展中程個案計畫」以建構高齡社會都市及社區無障礙環境之目標,亦與都會區集合住宅及社區型整合照顧環境有關。

       因此,本所就「全人關懷生活環境科技發展中程個案計畫」之研究主軸,加強人文關懷,將過去在空間或環境設計以健康成年人為主要考慮對象之作法,擴大含括身心障礙、老人等行動不便者之需求,研究及推動建置適合所有人的建築與都市環境之宗旨,並配合執行本所105年度之出國計畫預算,經奉核由綜合規劃組靳燕玲研究員辦理視察老人住宅及複合式照顧相關設施機構及計畫。

       本次考察目的主要係了解日本因應2015年介護保險修法之後,對預防照護服務及相關產業發展策略之調整,與各型態高齡者在宅老化之推動變革,並且透過專家座談會議了解日本與未來發展方針,提供本所執行「全人關懷生活環境」科技計畫及未來推動「高齡者安全安心生活環境」科技計畫之參考。預期效益包括:(一)考察日本社區整合性照護體系之發展現況,及如何建置都會區集合住宅及社區整合性照護機構,作為我國推動建構安全、安心之建築及生活環境參考。(二)經由案例考察,瞭解日本如何建構高齡社會都市及社區無障礙環境,及公園、綠地、廣場等相關活動場所無障礙設施之做法。

       本次行程係以「日本社區整合性照護體系之發展現況」為主題,考察日本社區整合性照護體系之發展現況,及如何建置都會區集合住宅及社區整合性照護機構,提供本所106-109年推動高齡者安全安心生活環境科技發展中程個案計畫之參考,以推動建構安全、安心之建築及生活環境,提升高齡者生活品質,參訪行程自105年10月10日出發至10月14日回國,共計5天,共計參訪「櫸木森林」小規模多元照顧服務之社區型機構如圖1(包括ユーカリ小金原/介護付有料老人ホーム,住宅型有料老人ホームユーカリ新松戸,グループホーム/松戸市新松戸),「豊四季台団地」都會區集合式住宅之照顧服務機構如圖2(參訪「自立棟」及「照護棟」,並與本機構得標經營者日本學研Cocofump控股公司代表座談),東京都世田谷區政府機關保健福利部計畫調整科(與區役所代表座談社區整合支援照顧服務概況),並針對東京都地區公園(如圖3)、綠地、廣場等活動場所無障礙設施進行案例考察。

本考察計畫可供建築環境規劃領域借鏡參考之心得分述如下︰

  1. 此次參訪日本「社區緊密型小規機多元照顧服務之社區型機構」之3案例,係隸屬於苛原診療所(如圖4)之社區緊密型服務機構,提供團體家屋與小規機多元照顧服務,具有與社區診所、醫院與安養護機構互助轉介與照顧網絡的優勢,同時視入住者需求,靈活轉換服務模式與內容,以滿足入住者需求。
  2. 回顧日本「都會區集合式住宅之照顧服務」社區整合照護策略,「豐四季台團地」的誕生,是在實務規劃上結合產業界、非營利組織及學術單位之共同合作的造鎮計畫,創造出一個提供高齡貢獻己力、服務社區,也是一個提供連續性照顧與持續勞動的環境供老人安心生活的空間。
  3. 在公部門社區整合支援照顧服務方面,從東京都世田谷區政府機關保健福利部計劃調整科近年來在介護保險之基礎上開創出多元的照顧服務模式,在財政、服務體系、醫療資源之整合,以及為因應未來人口老化之趨勢發展,於2006年起在不同地區設置「社區整合支援中心」窗口,以個案為單位提供諮詢,就近瞭解協助並調度相關資源,建立結合居家式與社區式之服務措施,並建構符合在地老化目標的區域性整合性照顧服務體系。

最後,擬研提以下建議:

(一)推動安全之友善環境,增進保健預防功能

       過去,建築專業領域對於「無障礙設計」的思惟較偏重於協助身心不便者(特別是失能的輪椅使用者),卻略了為數更多的亞健康高齡者的廣大需求,這群身心機能逐漸退化但尚未失能的使用者,需要的是友善貼心且可支持預防保健活動使用的無障礙環境,例如身體不便者如使用拐杖者、有人工造口或有更衣需求者、及需不同性別家人陪伴如廁者,以及順平的通路、路徑旁的休憩座椅、減輕支撐握力負擔的扶手,清晰易辨認的導引標誌等,以及視覺或聽覺退化者等,亟需更細緻的考量他們的需要。

(二)推動智慧安心社區,提昇科技生活品質

       其次,運用ICT引入智慧產品和技術,應用網路、雲端及物聯網等技術,提供住民更高品質的數位生活,包括溝通互動、健康管理、網路購物、遠距醫療、安心支援系統等面向,提昇生活效率及品質,實現安心及維繫人際關係的功能。未來更可整合智慧能源、水資源、社區管理、社區健康與照護、安全防災、及其他智慧生活等,提供客製化之整合性、永續性服務,創造長者幸福有感活力老化的生活。

(三)建置社區無障礙環境生活圈,落實在宅、在地(社區)老化

        最後,對高齡者友善的生活環境應是全面且連續的,從個別建築物向外延伸,擴充至社區及城市尺度,統整個別建築單元空間、建築物、騎樓、人行道與都市公共設施等,打造涵蓋點、線、面的適居環境。不僅如此,環境設計應考量高齡者日常食衣住行育樂、就醫、照護至終老等需求,並從關切使用者「身體無障礙」層次提升至「心靈無障礙」境界,促進高齡者身心健康,達成增加健康年數,促成在地老化之目標。在此架構下,日本「社區緊密型小規機多元照顧服務機構」,「都會區集合式住宅之照顧服務」等策略,皆須運用社區人力、空間資源,營造出有「生活氣息」,可以提供連續性照顧與持續勞動的環境供老人安心生活的空間,更突顯普及建置社區無障礙環境之重要。

圖1.「櫸木森林」小規模多元照顧服務之社區型機構交誼室

圖2.豐四季台團地都會區集合式住宅及照顧服務棟

圖3.世田谷區鄰里公園

圖4.苛原診療所外觀


專題報導
作者:厲娓娓

日本東京建築物耐震推動方式及整修案例介紹

       為了加強防災應變能力,日本東京針對都內建築物提出耐震性能改善的措施。本篇以補助特定緊急輸送道路沿線建築物耐震性能改善及耐震標章兩種制度,介紹日本東京都廳推動建築物耐震的方式;並以東京近郊、具三十多年屋齡的老舊市民中心,在建築師巧心設計之下,進行耐震補強、老劣化改善、機能更新等整建工程後,華麗變身成為新穎又親民的居民文化場所,作為舊建築物整建案例介紹。

壹、建築物耐震制度推動

一、補助特定緊急輸送道路沿線建築物耐震性能改善    

       東京都廳為了即將來臨的2020年東京奧運,力圖強化東京的防災、應變能力,以及耐震能力,於平成28年(2016年)3月提出東京都耐震改修促進計畫,其中將建築物的優先序位分成「特定緊急輸送道路之兩旁建築物」、「住宅」、「特定建築物(如百貨公司、旅館等)」,以及「重要的防災避難公共建築物(如消防單位、學校等)」。

       由於緊急輸送道路具有救命、搶救、滅火、運輸物資等都市生命線的角色,所以為了守護東京都民眾的生命財產以及維持都市機能,必須防止地震來臨時,沿線兩旁道路的建築物因傾倒毀壞致使道路封閉的情況發生。為此,東京都廳將緊急輸送道路(長度約2,000公里)之中,特別指定約1,000公里為特定緊急輸送道路,其沿線兩旁的建築物必須特別加強其耐震性能。至平成27年(2015年)12月為止,已有93.7%的特定緊急輸送道路沿線兩旁建築物完成耐震診斷。

       位於特定緊急輸送道路之兩旁建築物,政府提供補助金推動執行耐震性能改善:耐震診斷最高可達100%、耐震補強設計也最高可達100%、耐震改修最高可達90%補助。然而實際補助多少,仍視各區役所、市役所自己調整決定。

       補助額度採下列二計算方式為低者:A.耐震診斷、補強設計、耐震改修之實際所需費用;B.依所規定之單位面積補助單價,計算而得。

  1. 耐震診斷補助額度:中央補助1/2,東京都補助1/2。除非有其他狀況,耐震診斷費用幾乎無需建築物所有權人負擔(如圖1)。
  2. 補強設計補助額度:中央補助1/2、東京都補助1/3、區市町村補助1/6。若區市町村無補助款,則中央補助1/4、東京都補助1/6、所有權人自付7/12(如圖2)。
  3. 耐震改修補助額度:依總面積5,000平方公尺做區分:(A)5,000平方公尺以下的部分:中央補助2/5、東京都補助1/3、區市町村補助1/6、所有權人自付1/10;(B)超過5,000平方公尺的部分:中央補助3/10、東京都補助1/6、區市町村補助1/12、所有權人自付9/20。若區市町村無補助款,則:(A)5,000平方公尺以下的部分:中央補助1/5、東京都補助1/6、所有權人自付19/30;(B)超過5,000平方公尺的部分:中央補助1/10、東京都補助1/12、所有權人自付49/60(如圖3)。

圖1.東京都特定緊急輸送道路之兩旁建築物耐震診斷補助

圖2.東京都特定緊急輸送道路之兩旁建築物補強設計補助

圖3.東京都特定緊急輸送道路之兩旁建築物耐震改修補助

二、耐震標章

       為使東京都的民眾能有安心安全的生活空間,東京都都市整備局於平成24年(2012年)開始,以東京都的所有建築物為對象,全面推動耐震標章。

東京都所推動的耐震標章分為3種,各有其不同的適用對象,分別敍述如下:

(一)採用新的耐震基準(新耐震適合):建於昭和56年(1981年)6月以後之建築物(如圖4左)。

(二)完成耐震診斷(耐震診断済):根據耐震診斷,可確認其耐震性的建築物(如圖4中)。

(三)完成耐震改修(耐震改修済):經耐震改修,可確保其耐震性的建築物(如圖4右)。

圖4.東京都建築物耐震標章

       「耐震標章表示制度」是東京都獨有的制度,在日本其他地區並無實施。由建築物的所有權人或管理人,備齊申請書,以及規定文件(如:檢查完成證明、耐震診斷結果判定書、補強設計判定書,或其他)後,以郵寄或網路等2種方式,向東京都耐震標章事務局(東京都耐震マーク事務局)提出申請。經審核通過後,耐震標章事務局即將標章寄送予申請人,即可張貼於建築物(如圖5)。案件從申請到取得標章,大約需要1個月的時間。申請耐震標章無須任何費用,是完全免費的。

圖5.東京都建築物耐震標章申辦流程

       東京都之建築物耐震標章,有兩種主要的推動方式:(1)先以公有建築物為推動對象。民間建築物畢竟是個人資產,以政府的立場較難主導,所以現階段目標對象設定在公有建築物,俟公有建築物普遍取得之後,引發民眾產生自覺,認為民間自身也需要此標章。(2)以後無需由建築物所有權人自行申請,而是在建築物竣工的同時,政府主動發給。

       此制度主要是根據書面審查來發給標章,故於宣傳上註明,耐震標章不保證建築物本身的耐震能力。耐震標章推行的目的,主要是灌輸民眾建築物耐震性能觀念,並強調建築物耐震的重要性。

貳、建築物整修案例

       清瀨欅廳(清瀬けやきホール)是1棟位於東京都清瀨市的市民中心,常舉辦戲劇表演、舞蹈表演、演講及課程,具有文化中心的性質。此棟建築物大約在屋齡34年時,因屋況老舊,於是委請建築師進行耐震補強、老劣化改善、機能更新等整建工程。整建後之外觀如圖6。

圖6.整建後的清瀨欅廳外觀

       本案整建的重點有二,一是耐震補強,二是使用空間的調整。

       在耐震補強方面,先將1至4樓的部分構件進行拆除。拆除的目的是為了達到建築物輕量化。本案經過結構分析,以及基於空間使用上的考量,無法使用單一方式進行耐震補強,所以在部分區位採取斜撐補強(如圖7),部分區位採取增打混凝土補強,而地下室則採鋼板補強方式。

圖7.以斜撐作為耐震補強

       在調整使用空間方面,原建築在使用空間上存在2項問題:

一、表演廳的入口前廳與建築物出入口,是連接在一起的,容易造成入口處人員進出動線的混亂。於是將表演廳改從2樓進入,讓表演廳前廳可以保持較大的淨空間;並利用外牆改造後增加的區域,做成樓梯,方便觀眾通達2樓表演廳(如圖8)。相較於以往,人群不會聚集於1樓出入口,導致通行受阻。也就是說,利用增建的部分,讓建築物的外觀以及內部使用的空間,進行大改造。

圖8.利用增建的內部空間,新設樓梯

二、原建築的觀眾席最前排與最後排的高度差異小,換言之,觀眾席的坡度十分平緩,致使觀眾不易清楚觀賞舞台上的表演。為了解決此問題,於是將觀眾席坡度加大(如圖9),同時也改善表演廳出入位置;另外,音場環境也是設計表演廳的考慮重點。所以,將表演廳徹底改造,成為本案整建重點之一。

圖9.加大觀眾席坡度,讓觀眾盡情觀賞台上的演出

      清瀨欅廳是舊建築物整建延壽相當成功的案例,所營造的氛圍是既溫馨又充滿現代感,完全沒有三、四十年建築物的老態;尤其是表演廳,讓人不禁想坐下來,好好觀賞一場表演。與資料照片對照,不得不讚嘆建築師巧思,真可謂脫胎換骨,很難想像它只是位於幽靜地區的市民中心。相信這棟建築物,經過這一番成功改造,又可以在這個東京近郊,為它的市民繼續提供服務二、三十年。