建築研究簡訊第126期

  • 日期:114-09-18
主題報導張志源、王天志等
部長視察本所及台南建築實驗中心報告

一、前言

本部劉部長於 114 年 4 月 29 日上午及 114 年 5 月 6 日下午,分 別前往本所台南「風雨風洞實驗室」、「防火實驗中心」,以及台北「材料實驗中心」進行視察,並親自聽取各項業務簡報。此次視察的目的, 在於深入瞭解本所各專業實驗中心的現行業務狀況與研究能量,並針 對未來發展方向及政策重點給予明確指示。透過現地參訪與面對面交 流,部長不僅全面掌握了各中心的核心設備與研究成果,也藉此鼓勵 同仁持續精進,以回應國家建築科技與社會需求的挑戰。

二、視察台南建築實驗中心 

114 年 4 月 29 日的行程,部長首先前往位於台南的「風雨風洞 實驗室」進行參訪。該實驗室擁有全國最大、可模擬達 17 級強風的造風機與風洞設備,能夠進行太陽光電板、無人機以及大型建築或橋 梁等多種抗風試驗。部長對此深感印象深刻,並特別強調,都市風廊 的相關研究應與都市計畫、綠地系統與公園整體發展緊密結合,確保 研究成果能真正落實於實務應用,以有效因應都市熱島效應與極端氣 候帶來的挑戰。 部長也親自參觀了風雨館所展示的多項試驗案例,例如在颱風 天模擬窗戶貼膠帶進行風壓測試,以及利用大型造風機執行各類實尺 寸構造物的耐風試驗。現場並進行了一項以 17 公斤重的無人機於 3 級風環境下飛行的耐風測試展演,清楚呈現相關研究如何與產業應用 相互結合,展現本所研究成果的實用價值與國際水準。 隨後,部長轉往「防火實驗中心」進行視察。該中心目前擁有國 內最完整的防火性能檢測設備與能量,能夠對應火災不同階段的特徵, 包括火源引燃、火勢成長與擴散、全面燃燒旺盛期,以至於燃燒衰退 期,並在各階段進行相應的性能檢測與防制措施驗證。特別值得一提 的是,中心設有亞洲首個可量測建材或物品燃燒發熱量、規模達 10 MW(百萬瓦特)的量熱裝置,以及世界首創能同時進行建築樑柱接 頭等複合構件加載(最高達 2000 噸)與加熱耐火試驗的大型多功能 複合加熱爐,展現我國在防火研究領域已具備與國際接軌的先進能量。 

三、視察本所及材料實驗中心 

114 年 5 月 6 日,部長參訪本所轄下的「材料實驗中心」。在簡 報與現場操作的說明中,部長對該中心所擁有的世界級 3000 噸油壓 試驗機留下深刻印象。該設備能進行大尺寸建築構件的拉壓測試,並 可依實驗需求調整施力橫軛的高度,最大試驗淨空間可達 15 公尺, 足以滿足建築構件多樣化研究的需求。 目前,該試驗機主要提供國內產、官、學、研等各界進行基礎與 應用層面的研究,例如大尺寸建築構件之力學行為測試、實尺寸挫屈 束制斜撐的檢測,以及結構短柱軸壓等實驗。該中心亦配置 L 型反力 牆與強力地板,並搭配多種油壓致動器、試驗構架及夾治具,能夠進 行各種客製化的耐震研究,為國內耐震設計規範的修訂提供了重要科 學依據。同時,該設備亦能支援建築業界在新工法、新技術與新設備 的研發、檢測及認證需求,有助於全面提升建築產業的國際競爭力。 

四、未來期許 

部長在此次視察過程中,多次表達對本所的殷切期許。部長提示, 本所未來應更加積極主動,將研究成果與本部重要政策向社會大眾廣 泛傳遞,透過對外推廣與互動,提升民眾對建築研究的理解與支持。 同時,應規劃製作兼具專業性與普及性的業務簡報影片,並多舉辦論 壇,藉此傾聽業界需求、回應產業挑戰,讓研究成果更貼近實務應用。 此外,部長亦建議本所應積極與國內外大型研究機構、大專院校 及產業界展開更多合作,建立建築、營造及土木等相關領域的產學研 合作清單,形成完整的交流與合作網絡。這不僅能提升研究深度與廣 度,也能進一步加速技術的落地與推廣,達到政策推動與產業發展的 雙重目標。 另一方面,部長也期許各實驗中心能積極參與國際知名認證體 系,讓國內產品能在地完成檢測後順利銷售至國際市場,擴大臺灣產 業的外銷機會。同時,也應尋求跨領域跨部會合作,如交通部、國防 部、金屬工業中心等機關與研究單位,促進跨域整合與資源共享,並 透過發表專業論文,提升國際學術能見度與影響力。未來,各實驗中 心亦應在官方網站上更全面呈現檢測成果與法規研究進展,並持續透 過論壇與交流活動,引領政策發展並掌握業界需求。 最後,部長對各實驗中心團隊的努力表達肯定與嘉勉。他勉勵同 仁持續提升檢測與研究量能,充分發揮學研與產研之間的驗證與橋接 角色,進一步推動建築科技的創新與應用,為打造更安全、節能、永 續的居住環境而努力,並共同實現國家建築政策的長遠願景。

圖1 劉部長視察建築風洞實驗室後與同仁合影
圖1 劉部長視察建築風洞實驗室後與同仁合影

圖2 劉部長視察無人機抗風試驗展示
圖2 劉部長視察無人機抗風試驗展示

圖3 劉部長視察材料實驗室
圖3 劉部長視察材料實驗室

圖4 劉部長聽取業務簡報,提示工作重點
圖4 劉部長聽取業務簡報,提示工作重點


大事紀要工程組-徐虎嘯
本部舉辦「老宅延壽機能復新」座談會

根據國發會人口資料推估,我國已於今(114)年正式邁入超 高齡社會,然而全國屋齡超過 30 年以上的建築物約有 500 萬戶, 超過總體住宅存量一半,「人屋雙老」問題儼然迫在眉睫。為此, 本部劉部長已於今年 2 月 6 日之新春記者會對外說明,國土管理 署將提出「老宅延壽」機能復新方案,針對 30 年以上 4 到 6 樓且 耐震安全的集合住宅,提供管線更新、建物立面修繕、屋頂防水與 新增無障礙設備等改善措施,並給予相關經費補助,讓老宅經由適 當整建後延長使用年限,以提升建物安全與改善居住品質。為完善 方案內容,本所業依指示於 3 月 3 日協助辦理本次座談會,就老 宅的定義範疇、法規、制度和推動機制等政策面向之議題,邀集業 界及相關部門共同研商,以利後續方案推動。(徐虎嘯)

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部長主持「老宅延壽機能復新」座談會

大事紀要姚志廷、林宣宇
瑞典貿易暨投資委員會台北辦事處訪問團拜會本部董政次

瑞典貿易暨投資委員會台北辦事處任荷雅(Helena Reitberger)代 表率瑞典地熱能源開發商倍速羅得公司(Baseload Power)、門鎖五金廠 商亞薩合萊(Assa Abloy)、化學濾網廠商康法公司(Camfil)等產業界代 表,於 114 年 2 月 18 日拜會本部,由本部董政務次長建宏接見,本 所王榮進所長及財團法人台灣建築中心崔懋森董事長等人陪同。本次 訪問團關切議題包括: 台灣地熱發展、門鎖五金檢測及化學濾網應用 等專業議題,本部對於訪問團所提問題逐一回應及討論,董政務次長 並致贈紀念品予任荷雅代表,會談氣氛熱絡圓滿。

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董政次和瑞典代表合影


大事紀要環控組-劉俊伸
帛琉官員到本所智慧淨零建築展示中心交流參訪

本所為展示透過導入近零碳或淨零建築創新技術應用及再生能 源優先使用,減少使用台電提供之電力,達到淨零轉型之目的,以作 為未來其他既有建築邁向淨零轉型之示範參考,於去(113)年度委 託財團法人工業技術研究院辦理「建築物導入淨零創新技術應用計 畫」,工作之一即為以本所材料實驗中心既有建築物為示範場域,進 行既有建築淨零轉型改造。本次帛琉共和國官員為瞭解該示範場域導 入彩繪光電創新技術實證示範成果,由社團法人台灣智慧淨零建築產 業聯盟及在一起永續科技股份有限公司等貴賓陪同,於本(114)年 2 月 7 日到訪,三單位亦於現場舉行簽署合作備忘錄(MOU)及召開 國際記者會。當日本部董政務次長建宏應邀蒞臨現場致詞,同時見證 簽署合作備忘錄(MOU)儀式,並引導貴賓一行參訪及接受媒體專訪, 本所則由欒主任秘書中丕陪同出席。董次長表示,本所作為國家級建 築技術研發機構,積極協助國內企業進行技術實證驗證與推動綠能技 術國際化值得肯定,並期許本所應持續與產業界共同攜手,透過公私 協力在淨零建築與綠能技術的應用研究上持續努力,同時助力國內企 業邁向國際再添佳績。本次參訪活動媒體露共計中文新聞 50 則、國 際新聞 9 則及電視台報導 3 則,成果豐碩,充分達到政策及技術宣導 推廣目的,備受肯定與讚許,活動順利圓滿成功。

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董次長與帛琉官員等貴賓於實證場域合影

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董次長與貴賓見證三方簽署合作備忘錄(MOU)儀式

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董次長與帛琉官員等國內外貴賓合影


大事紀要綜合組-靳燕玲
辦理本部「國家科學技術發展計畫(114-117年)」草案

國科會依據「科學技術基本法」第 10 條規定,政府每 4 年訂定國家科學技 術發展計畫,作為擬訂科學技術政策與推動科學技術研究發展之依據。本「國家 科學技術發展計畫(114-117 年)」計畫(草案)經全國科學技術會議討論後,依「科 學技術基本法」第 11 條規定,「國家科學技術發展計畫」應包含政府各部門及各 科學技術領域之發展目標、策略及資源規劃。 本計畫與本部地政司、資訊服務司、統計處、警政署、消防署、移民署、國 土管理署、中央警察大學、國土測繪中心及本所執行之科技計畫相關,涵蓋「老 宅延壽計畫環境及建物改善」、「引入永續潔淨新能源災害防止」及「配合減碳政 策智慧國土環境開發碳權計算功能」,以及「關鍵基礎設施」、「AI 應用」、「全社 會防衛」等推動策略。 本計畫草案內容,後續將由國科會送行政院核定,除作為行政院訂定國家科 學技術發展計畫之依據外,並可提供本部各單位及機關擬定各項科技計畫之參據。


大事紀要劉俊伸、詹佳穎
環境部葉政務次長參訪本所材料實驗中心外牆立面彩繪太陽光電板實證示範應用

環境部葉政務次長俊宏率環境部同仁,於本(114)年 5 月 12 日 下午 3 時蒞臨本所材料實驗中心,進行外牆立面彩繪太陽光電板實證 示範應用及交流,本所由王所長榮進親自接待。本所以材料實驗中心 既有建築物為示範場域,進行既有建築淨零轉型改造,導入近零碳或 淨零建築創新技術應用及再生能源優先使用,減少使用台電提供之電 力,達到淨零轉型之目的,以作為未來其他既有建築邁向淨零轉型之示範參考。 

環境部葉政務次長表示有鑑於外牆立面彩繪太陽光電板建置立意良好,除可增加發電面積外,又可避免光害反射問題,並可使外牆立面更加美觀。該部暨所屬單位將評估於既有建築物採用本項技術之可行性,同時感謝本所費心安排本次實證場域之參訪及接待。

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環境部葉政務次長一行與所長合影


大事紀要綜合組-靳燕玲
辦理「113年度中央政府科技研發績效報告」

本部 113 年度於環境科技、人文社會、數位科技、科技創新、工程科技、生 命科技等群組,包括一般科技計畫、政策計畫及前瞻基礎建設計畫等共 31 項計 畫。有關重要研究成果,在深耕基礎科學部分,發表國內外期刊及研討會論文 150 篇。在擴散科研成果方面,學界成立新創團隊 20 隊,建立產業發展環境、體系 或營運模式,強化產業成長與領導地位,技術服務 107 件金額達 802 萬 9,000 元, 產學合作 23 件。創新人才培育方面,國內專業人才培育 7,003 人,強化國家研 究的領先地位。在保障人民福祉方面,資安、災防等技術發展與落實 46 件,推 動融入性別觀點的科學研究數,參與女性研究人員 9 人。在完善資料治理體制方 面,政府資料開放觸及人數 113 年應用人次達 5.9 億次,累計人次達逾 28.2 億 次。同時協助行政院資通安全處、教育部、衛生福利部、經濟部及數位發展部等 機關執行跨部會計畫,共同展現本部在中央政府科技研發績效之重要成果。


大事紀要姚志廷、陳麒任
環境部綜合規劃司拜會本所

環境部綜合規劃司為推動公共工程綠色經費併入綠色採購目標金額,該司洪淑幸司長於114年2月13日上午率員拜會本所,由本所王榮進所長親自接待,並由欒主任秘書、工程技術組及環境控制組同仁陪同與會。本次拜會由環境部綜合規劃司先行簡報,該司表示2030年公共工程綠色採購之目標金額為1,600億元,另公共工程委員會要求7單位優先提出公共工程減碳指引,該司建議各單位於指引中,納入綠色經費指標。

有關公有建築工程之綠色經費估算方式,經本所與環境部綜合規劃司討論後,初步獲致共識,規劃依照公有新建建築物是否取得綠建築標章、建築能效標示及低碳(低蘊含碳)建築標示,對應建築物之總工程建造經費(包括土建工程及機電設備工程),給予適當比例之綠色經費額度。環境部綜合規劃司表示前開規劃方向符合綠色經費制度設計理念,且計算方式明確、可行,後續將持續與本所討論相關執行細節。



大事紀要環控組-劉俊伸
安全&自動化(a&s TAIWAN)雜誌專訪所長

安全&自動化(a&s TAIWAN)雜誌為採訪報導本所建築研究重 要推動政策及發展方向,於本(114)年 3 月 14 日到所專訪所長。本 次採訪提問主要涵蓋本年度本所推行之重要政策及研究業務方向,包 含:(一)建築能效、低碳(低蘊含碳)建築評估及標示制度推行情 形、(二)內政部老宅延壽計畫(草案)本所扮演角色及成功要素、 (三)本所智慧淨零雙軸轉型之創新技術資源,及(四)本所 2025 年 的目標與展望。採訪期間由所長先以淺顯易懂的方式予以解說,讓該 雜誌採訪人員得以容易並快速瞭解本所推動之研究業務方向及內容, 再由各業務組組長進行細部規劃之補充說明介紹。本次專訪,該雜誌 採訪人員表示收穫豐碩,並更清楚瞭解本所相關業務之規劃方向與推 動成效,對本所積極推動相關政策頗獲成效均表示肯定。另後續完成 之採訪稿件亦已刊登於 a&s TAIWAN 雜誌第 173 期(2025 年春季 號)以及「全球安防科技網」行業應用/建築專區。


大事紀要工程組-陳士明
「沉浸式智慧建築研究解決方案」技術交流會議

為促進本所於數位建築與沉浸式技術之創新應用與實務整合,創見智能家居公司、宇萌數位科技公司、Apple 商業團隊、精技電腦公司及經昌集團等單位,於114年4月23日(星期三)下午2時蒞臨本所拜會,進行「沉浸式智慧建築研究解決方案」簡報與技術交流。會議由本所王所長榮進主持,並由環境控制組及工程技術組派員與會。與會廠商針對沉浸式技術與智慧感測應用,提出多項解決方案與創新展示,涵蓋 Apple Vision Pro、BIM 模型可視化、環境感測平台與智慧場域管理等技術,展現其在建築設計模擬、教學演示與工地管理等場域的實務應用潛力。其中,Apple Vision Pro 所搭配的虛實整合互動展示功能,能有效提升建築設計與規劃階段的視覺溝通效率,降低誤解與重工風險;智慧感測平台則透過整合溫濕度、光照等多元感測器進行環境即時監測,並以雲端平台視覺化呈現,增進智慧建築的操作便利性與整合能力。此外,廠商亦展示透過沉浸式場景結合即時資料進行行為分析與空間優化之應用,如高齡友善住宅設計,提升居住品質與使用效能。同時,智慧居家與工地模組亦提供即時監控與預警功能,強化空間安全與風險管理能力。本所未來將持續關注 Apple Vision Pro 等沉浸式裝置與智慧感測技術於國內外之發展趨勢,作為推動本所數位建築與跨域創新研究的重要參考方向。

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圖 所長及蔡組長與來訪嘉賓合影

大事紀要環控組-劉俊伸
香港商亞薩合萊有限公司-台灣分公司拜會本所

香港商亞薩合萊有限公司-台灣分公司係門鎖五金建材業者,為進一步討論智慧門鎖及相關五金材料等產品技術,應用於綠建築、智慧建築及全齡無障礙出入環境等議題,由張偉傑經理等一行於本(114)年4月15日上午到所拜訪,本所由所長及相關業務組組長出席接待,經該公司進行簡介及問題說明後進行交流討論。在有關該公司產品涉各類型門之規格、防火遮煙及隔音氣密等國家標準問題部分,建議其應洽主管機關經濟部標準檢驗局進一步洽商。另就智慧門鎖等部分,本所特別說明,現行2024年版智慧建築評估手冊已於智慧創新指標內容中,納入6.1智慧創新設計手法、設備或系統應用及6.3智慧建材等項目,若符合基準即可獲得鼓勵性分數。至有關高性能綠建材部分,後續將再行研議訂定相關基準,以廣納相關產品,增加適用認證之範圍。本次該公司拜會所提問題,經所長及與會相關業務組組長提供相關寶貴建議供其參考,該公司一行對本所及所長提供之協助表示非常感謝。


大事紀要工程組-謝宗興
本年度參加內政大數據之內政 AI 應用實作營

因應數位治理與 AI 轉型浪潮,本部辦理「AI 應用實作營」,促進公務同仁 掌握生成式 AI 技術,實現智慧行政。四日系列課程,涵蓋 AI 基礎應用、提示 工程實作、多代理技術、智慧客服系統建置、數據視覺化等主題,各日重點如下: 

(一)AI 公文生成與新聞稿產製(上) 

本日介紹生成式 AI 與政府應用案例,並實作 AI 生成新聞稿與公文的 流程。學習透過提示工程六大要素(COSTAR),撰寫具邏輯與目的性的 提示語,快速生成草稿與新聞稿,節省大量撰寫時間。 

(二)AI 公文生成與新聞稿產製(下)

延續前一日內容,進一步學習 MASTERWORK 進階提示工程,並實作流程 圖、圖表等視覺化任務,了解 AI 在資料表達與簡報製作的應用。強化 資料整理與圖表呈現能力,提升報告與簡報產出效率,同時增進提示 語撰寫的邏輯性與精確性。 

(三)AI 客服與流程自動化 1.提示工程整合工作流程 2.巨量提示工程及客製化功能性 AI 工具 3.文件自動生成及管理 

(四)AI 數據分析與視覺化 1.資料收集及議題產出 2.數據分析與結果驗算 3.視覺化呈現及自動產製簡報 後續試用 AI 應用時,可聚焦在高重複性、標準化之行政作業項目如文書製 作、自動圖表產製與問答客服系統等,快速測試導入成效。

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內政 AI 應用實作營

大事紀要人事室
朱副所長到職

本所陳前副所長興隆已於114年1月16日榮退,其歷任內政部營建署副處長、城鄉發展分署分署長,並於112年陞任本所副所長。

陳前副所長退休後,由朱副所長慶倫於 114年3月18日陞任,其歷任內政部專門委員、內政部國土管理署主任秘書,自擔任本所副所長職務,致力推動綠建築發展、近零碳建築、老宅延壽機能復新、都市及建築防火防災、高齡無障礙友善建築環境等政策,並積極與產、官、學界合作,督導推動各項建築研究發展業務,希望未來本所在學術研究績效、法令研修、政策擬定及技術宣導推廣等部分,更加成長精進。

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本所朱副所長慶倫於114年3月18日到職視事


大事紀要安災組-陳佳玲
取得「溫度啟動伸展的撒水器」新型專利

「溫度啟動伸展的撒水器」乃本所113年委託研究計畫「地下停車場電動車火災控制之實務應用技術可行性研究」所研發之方法及設備,因具有新穎性及進步性,故相同創作同時申請發明專利與新型專利。其構造包括上下二個以上伸縮管,各伸縮管連結一連結座,下方伸縮管連接傾斜出水管,二個連結座間結合一限制器,當火場溫度達設定溫度時,限制器之熱敏元件會熔化斷裂,二個伸縮管會伸長並將出水管下降至可朝車輛的車窗內噴撒消防用水的位置,對電動車輛能達到較佳的滅火效果。

本案專利申請已於114年5月1日取得「新型專利証書」,同時申請之「發明專利」,經濟部智慧財產局刻正審查中。

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圖1:熱敏元件熔化前

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圖2:熱敏元件熔化後,伸縮管伸長及撒水

大事紀要工程組-李鎮宏
警察廣播電台電訪本所風雨風洞實驗室

本部劉世芳部長於 4 月 29 日視察本所風雨風洞實驗室,次日該電 台旋即電訪相關過程內容,包含實驗室歷年運作概況與營運方式、實 驗室展示內容及部長對實驗室未來期許等,由實驗室李鎮宏主任簡要 說明。實驗室自 93 年開始運作,主要執行建築設備開口部門窗、帷 幕牆風雨試驗及建築與橋梁風洞測試等,並以兩大業務範疇為主,分 別為(1)實驗研究:針對風致災害樣態,研擬議題與時俱進,作為法規 與測試標準等研修參據。(2)檢測服務:依規費法所訂收費標準,提供 業界所需測試服務,並可出具 TAF 認可試驗報告。 

視察當日除靜態簡報跟部長說明外,另安排二項現場動態展演,包 含建築風環境與風載重風洞試驗及應用造風機之無人機耐風測試。會 後部長並期許除建築本業測試服務與實驗研究外,應尋求跨領域合作 機會,尤與金屬工業研究發展中心合作建置無人機耐風創新技術之檢 測標準及產品驗證等,為五大信賴產業之一環,尤為重要,展現部長 期許本所能將實驗研究成果落實法規制定及引領產業技術研發。

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劉世芳部長視察合影

大事紀要工程組-徐虎嘯
參加工程會「產品碳足跡係數資料庫建置規劃」研商會議

依據行政院公共工程委員會(以下簡稱工程會)的統計,我國公共工程的年碳排放量佔整體比例約10%,為達成我國淨零排放目標政策,掌握公共工程碳排放量情形,工程會已推動廠商自主性宣告產品碳排放係數,並著手建立本土化產品碳排放係數資料庫,期望透過政府採購,從公共工程開始優先採用低碳建築設計與低碳水泥、鋼筋等建材,以提高低碳建築原料的市場需求,導引業者研發、使用低碳材料,並導入減碳材料、減碳工法及能源資源循環等?碳作為,以提升我國公共工程之減碳成效。為協助國內業者進行相關公共工程之碳排申報,工程會已於113年函請各機關協助提供公共工程產品碳排放係數,本所業依出版之2023年版「低碳(低蘊含碳)建築評估手冊」附錄一 「ABRI初級資材碳排資料庫」,彙整提供118筆建築材料碳排係數,並已納入工程會建置完成的「碳排係數資料庫」,供各界參考使用。(徐虎嘯)

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工程產品碳排係數資訊表

大事紀要綜合組-邢乃軍
舉辦本所113年度研究成果發表講習會

114年5月22日及23日大坪林聯合開發大樓國際會議廳,舉辦本所「113度研究成果發表講習會」,活動恭請王所長榮進開場致詞,計約有665人次參加。邀請中華民國全國建築師公會崔理事長懋森、各研究計畫主持人及相關領域貴賓蒞臨參與開幕典禮,並由本所王所長榮進出席致詞。王所長表示感謝各界長期以來對本所研究工作的支持與協助,期盼透過本次成果發表,與大家分享研究成果,發揮推廣實效,並蒐集寶貴意見,作為後續政策推動與研究規劃的重要參考。

因應近年氣候變遷、高齡少子化社會挑戰及人工智慧應用等新興議題,本次講習會針對6項課題進行成果發表,包括:高齡者安居與敬老生活環境、建築防火科技、都市及建築防災、建築工程技術發展與整合應用、建築資訊整合,以及智慧淨零綠建築科技應用等,共32項研究計畫,本次活動計約有665人次參加,參與相當踴躍,獲得與會者熱烈迴響。

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王所長榮進親臨活動會場開場致詞

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本所長官與貴賓合影

大事紀要張怡文、呂宏輔
舉辦智慧建築評估內容宣導講習會

本所為促進建築與資通訊產業整合,鼓勵善用資通訊主動感知技術,使建築物於使用階段的日常營運更具智慧,於93年建立「智慧建築標章」制度,截至今(114)年5月底止,取得智慧建築標章與候選智慧建築證書案件數累計1,962案。「智慧建築評估手冊」為智慧建築標章與候選智慧建築證書之評定基準,因應科技日新月異,本所辦理手冊內容檢討,自113年12月1日起實施《智慧建築評估手冊2024年版》。為協助相關產、學、研界掌握本次評估手冊修正重點,本所委託社團法人台灣智慧建築協會於114年7月4日 (新北大坪林聯合開發大樓國際會議廳)、7月23日 (高雄有機體商務中心)及7月28日 (集思台中新烏日會議中心)辦理共3場講習會,活動由本所王所長榮進、朱副所長慶倫及欒主任秘書中丕致詞,除介紹智慧綠建築與淨零轉型重要相關政策,並詳盡介紹《智慧建築評估手冊2024年版》重點內容。3場講習會預計吸引建築師、電機技師等相關產業從業人員合計200人次踴躍參加。期待透過《智慧建築評估手冊2024年版》之實施,使人民受益於創新智慧建築科技所帶來之安全安心、健康舒適、節能減碳等效益,帶動建築產業應用智慧科技升級,並發揮我國資通訊產業國際競爭優勢。

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智慧建築評估內容宣導講習會北部場活動照片

大事紀要盧育晟、張雅雲
舉辦綠建築推廣講習會

為推廣智慧綠建築基本概念,宣導臺灣智慧綠建築發展趨勢及相關推廣宣導計畫之執行方向,本所針對相關政府單位、公會團體、建築產業及大專院校學生等,於114年6月19日、26日及7月3日在北、中、南3區各舉辦1場次「綠建築推廣講習會」。

為配合國家發展委員會於111年3月30日所發布之2050淨零排放路徑及策略,本所業參考國際間推動建築節能策略之趨勢,建立綠建築標章之建築能效評估系統。為進一步強化綠建築觀念普及全民,今年度的講習會課程以「建築能效評估手冊(BERS)」(2024年版)內容為主,針對新改版之非住宅類及住宅類實施診斷評估方式加強說明,同時搭配創新建築能效新工法、綠建築案例介紹,使建築師、相關技師、從業人員及一般民眾除能了解現行的「建築能效評估系統」外,也能同步了解綠建築評估手冊改版內容及實質設計手法,以利綠建築永續發展及精確掌握節能減碳成效。北部場業於6月19日於大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳辦理完成,參與人數達240人,另2場次總計已有274人次報名,參與十分踴躍。

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綠建築推廣講習會(北部場)

大事紀要王昱夫、姚志廷
舉辦綠建材推廣講習會

 為了加強推廣綠建材標章制度,本所委託臺北科技大學於114年7月9日、7月22日、7月25日分別於北中南三區辦理「114年度綠建材標章制度講習會」。

 本次講習會課程包含「綠建材標章如何達成健康淨零碳排放整體目標」、「2024 年版再生綠建材修訂評估項目及基準說明」、「2024 年版生態與健康綠建材修訂評估項目及基準說明」、「2024 年版高性能綠建材修訂評估項目及基準說明」及「綠建材標章申請與評定作業內容與案例解說」,本講習會除邀請產官學專家學者參與座談外,並於會後進行綜合座談,開放與會人員提問或建議,估計約262人報名參加。

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綠建材推廣講習會(北部場)

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綠建材推廣講習會(中部場)

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綠建材推廣講習會(南部場)

大事紀要綜合組-嚴偉倫
舉辦本所行政作業講習活動

作者:嚴偉倫

為強化計畫執行與行政作業知能,本所於 114 年 4 月 30 日辦理「年度行政作業講習」,活動採視訊方式進行,由欒主任秘書致開幕詞,並獲得熱烈響應,共計 93 人次參與。

本次講習課程內容涵蓋如下:

一、建築學報》論文投稿說明,主講人為台北科技大學黃志弘教授,說明論文投稿流程與撰寫要點,提升研究成果能見度。

二 、研究計畫報告格式、查檢及成果評核績效說明,主講人為本所綜合規劃組張志源副研究員,釐清計畫格式規定與績效評核重點,提升執行效率。

三 、公務員廉政倫理規範,主講人為內政部政風處陳冠安科員,介紹相關法規與實務案例,強化行政透明與廉潔意識。

四 、會計核銷作業注意事項,主講人為本所主計室李孟左主任,針對經費核銷流程與常見錯誤進行提醒與說明。

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圖1欒主任秘書致開幕詞

 


大事紀要綜合組-靳燕玲
辦理高齡科技產品服務住宅場域驗證 及驗證價值主張工作坊

2025 年台灣正式邁入超高齡社會,在宅安老與自主自立的需求日益增加。為鼓勵國 內業者投入開發適合 65 歲以上健康與亞健康高齡者的居家科技產品與服務,提升長者 及照顧者的生活品質。本所 114 年度「高齡科技產品服務住宅場域驗證方法研修與推廣 計畫」委託計畫之第 1 階段「價值主張培力輔導」,繼 114 年 3 月 24 日於台北及台中辦 理「徵案說明會」(共 43 家廠商,去年為 26 家)之後,續於 114 年 4 月 28 日及 4 月 29 日分別假台北及台中等 2 地區舉行「價值主張工作坊」,共計 20 家廠商參與(去年為 13 家)。其中,不乏百一電子、宏陽健康事業、歐格電子及日康科技等國內知名公司。 

本工作坊目的為輔導廠商進行產品核心價值的反思,引導業者釐清自己的產品是 「給誰用?解決甚麼問題?有什麼獨特價值?」,廠商在工作坊中進行目標客群分析、使用 情境探索與競品比較,搭配價值主張藍圖等工具,逐步明確產品的市場定位與核心訴求, 為後續的專家評估輔導與實地驗證打下基礎。


大事紀要安災組-王天志
嘉南藥理大學師生參訪防火實驗中心參訪

嘉南藥理大學公共安全及消防系師生約30人,因授課理論與實務需要,由該系徐教授睦淵率隊於114年4月15日參訪本所防火實驗中心。

該系為使學生了解消防設備檢驗、熱煙測試、材料防火及防火區劃等有關建築公共安全檢查與消防之相關規定,特安排本次校外參訪,活動由本所同仁針對各實驗設施所對應之法規、試驗依據及判定標準等詳加解說,並陸續參觀防焰實驗、耐燃實驗、綜合實驗場之兩棟大型火災實驗屋(帷幕牆耐火實驗模擬屋、火災模擬實驗屋)、大型煙控實驗、10MW大尺度燃燒量熱系統、防火設備遮煙實驗及耐火結構實驗館(門牆耐火爐與梁柱結構複合爐)等實驗研究設備。

於實地參訪過程中,來訪師生不時就公安檢查與建築防火、消防防護理論與實務所碰到的問題,與本中心同仁交換意見,並對於本所實驗中心實驗設備建置具前瞻性及功能新穎留下深刻印象,活動過程除傳達本所在各項建築防災研究成果與貢獻,並向下紮根於教育階段,有效達成本所推廣維護建築安全之目的。

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防焰實驗設備介紹

大事紀要工程組-葉昶辰
文化大學建築系參訪智慧化居住空間展示中心及材料實驗中心

中國文化大學建築及都市設計學系張教授邦立率建築系教授及學生合計共90人,於114年4月7日至本所智慧化居住空間展示中心及材料實驗中心參訪,本所由黃主任國倫接待。

該系所參訪主要目的為:讓學生觀摩建築材料、建築構件力學測試以及智慧化居住空間等重要專業知識。

本次參訪先由台灣建築中心同仁協助導覽智慧化居住空間展示中心,隨後再由材料實驗中心同仁導覽大型力學實驗室以及耐久耐候實驗室,介紹內容涵蓋3000噸油壓試驗機、反力牆與強力地板、250噸動態油壓試驗設備能量、耐震試驗研究成果以及氙弧燈式耐候試驗機、鹽霧試驗機及恆溫恆濕試驗機等設備,並利用現場實物說明,使來賓對力學實驗及建築材料於不同自然環境狀態下,加速建築材料老劣化之情形有更具體的瞭解。本次參訪過程順利圓滿
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文化大學建築系參訪智慧化居住空間展示中心及材料實驗中心

業務報導工程組-李台光
行政院人權小組「居住正義組」會議--國內外耐震評估補強及標示制度檢討分析

行政院人權小組「居住正義組」於114年4月21日召開第5次會議,會議由本部吳次長堂安主持。其中報告案第3案:建物耐震能力評估及檢查後發予認證標章之可行性,責由本所報告。經蒐集國內外耐震評估補強制度及相應之標章實施方式,歸納以下重點提供各界參考。

一、我國現行耐震標章制度—為自發性、新建建築標章

(一)本質與目的

921震災後,為強化建築工程施工水準,由本所補助財團法人台灣建築中心推動「耐震標章」認證制度,並於105年將證明標章權移轉予台灣建築中心,目前計有中華民國建築師、土木技師、結構技師全國聯合會等8個評定認證單位,屬法規外民間自發性質之標章制度。

(二)實施方式

該標章主要參考日本「中間檢查」、美國IBC (International Building Code)「特別監造與測試」規定,針對新建建築物,就設計合理性及施工可行性審查通過後,給予「耐震設計標章」,再由起造人出資聘請「特別監督單位」監督承造人施工,評定單位於施工過程就工程品質紀錄、工程監督作業等進行察證核實,待完工後給予「耐震標章」。

(三)績效

依據「都市更新建築容積獎勵辦法」及「都市危險及老舊建築物建築容積獎勵辦法」,取得「耐震設計標章」最高可獲得10%容積獎勵,對建商具有誘因,推動較為順利。

二、國外耐震評估補強及標示制度

(一)日本耐震評估補強與標示制度—標示性,無保證功能

1.限期評估補強、資訊公開

日本於1995年阪神震災後,為強化1981年新耐震基準實施前建築物耐震能力,於同年實施「建築物耐震改修促進法」。規定救援道路沿線建築物、防災據點、危險物儲存場所及不特定人數使用的大型建築物,如學校、醫院、百貨公司等,均應於2015年前完成評估,並公告評估、補強結果,違規者予以罰款。至於住宅及一般建築則以降低同意比至1/2、放寬補強所需建蔽、容積率、補助金、減免所得稅、固定資產稅來鼓勵評估補強,以確保日本震度6~7時不會倒塌、震度5時不會損壞。

2.標示性質與績效

該法於2013年增修「耐震標示」制度,以東京都最為積極,標示分為3種類別(詳圖1)。該標示以先公後私方式推動,備齊評估、補強證明文件,向東京都政府申請通過後,即可張貼於建築物。惟該標示表明不具耐震能力保證功能,施行後第五年普及率僅1.13%。

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圖1 日本東京都建築耐震標示圖樣

(二)美國舊金山市耐震評估補強及標示制度—軟弱層強制補強,售屋應附耐震評估報告

1. ESIP計畫結合市場機制與法令強制之實施策略

美國舊金山於1906年大地震後,2012年以既有的CAPSS計畫(Community Action Plan for Seismic Safety Project)為基礎,推出「地震安全實施計畫ESIP(The Earthquake Safety Implementation Program) 」,內容包括:(1)促進建築物耐震性能之市場價值、(2)公開耐震評估結果及於房屋交易應提供耐震評估報告,以及(3)依建築用途及構造類型限期完成耐震補強(詳圖2)三個大策略及50項作為。

50項作為中,涵蓋減稅、融資、保險、資訊分享、教育宣導、專業訓練等策略協助計畫推行,預計於2042年完成ESIP整體計畫。

2.MSSP軟弱層強制補強計畫及違規警告標示

(1)目的

在ESIP計畫之下,為在最短時間內有效防止下次地震造成大量人員傷亡,於 2013年制定「軟弱層強制補強計畫MSSP(Mandatory Soft Story Program)」並修法納入《舊金山建築法規》。所謂軟弱層,在美國界定以1978年前建造、3層以上且有5個以上居住單元之木構造建築為對象,因其底層大多為停車或商店之大空間,剪力牆不足形成軟弱層,預估下次大地震中將有300~850棟崩塌,危及5.8萬人生命安全和2,000家企業營運。

(2)作法與違規標示

由政府與專業技師協力,篩選出應納管建築物約5,000棟,具文通知業主,限期完成軟弱層底層補強。並依建築之重要性分類,屋主須在一年內提出強制篩檢表、二~五年內申請工程許可,四~七年內完成所有補強工作,最後期限訂在2021年 9 月(估計每棟補強約需2~4個月,花費0.6~1.3萬美元)。違規者於建築物張貼警告標示(詳圖3),逾期不執行由法規執行部門(CES)召開聽證會協議,未有進展則交市檢察官進行訴訟執法。

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圖2各類建築分期管理目標

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圖3軟弱層建築違規警告標示

資料來源:美國舊金山市政府

(3)績效

因一樓補強對居民影響較小,啟動3年後已有99%業主提出強制篩檢表,1,700多棟軟弱層建築申請補強許可,700多棟完成補強,MSSP計畫完成後倒塌率約可以降到百分之一以下。

整體而言,ESIP施行後也逐漸發揮社會影響功能,耐震能力不足者在房屋市場上難以取得較好售價,並有多家保險公司拒絕承保未補強之建築物。

三、我國耐震評估補強現況—公有建築全面補強、私有建築公安檢查及弱層補強

(一)公有建築

我國於民國89年啟動「建築物實施耐震能力評估及補強方案」全面實施公有建築評估補強,總列管數30,174件,至113年2月補強率超過92%,預計在2025年全數完成。

(二)私有建築

1.耐震能力評估

本所於105年開發建築物耐震能力評估方法與作業平台(「建築物耐震初步評估法PSERCB」,107年移轉國土署使用),支援我國推動危老都更、公安檢查及耐震補強應用。政府提供經費補助,初評30%(1.2~1.5萬)、詳評30%(40萬)費用,但因民眾恐怕評估結果影響房價,辦理意願不高,至113年底完成2萬4,794件初評作業。

2. 辦理快篩作業

國土署於106~108年,以88年底前興建6層以上建築物為對象,補助地方政府委託專業人員就建築使用執照圖說設計上有軟弱層者進行篩選,初步篩選14,416棟建築。

3.公共安全檢查

我國在0206花蓮震災後,於107年於公共安全檢查增列耐震評估項目,規定民國88年以前建造,供公眾使用、達一定規模且單一所有權人的公私有建築物,及經地方主管建築機關認定之建築物,每2年應申報耐震評估報告,完成補強或拆除可免申報。

4.弱層補強

國土署針對住宅大樓及連棟透天住宅,耐震初評危險度總分>30分(透天厝>45分)、詳評應補強重建、災後貼有危險標誌,及執行機關認定有補強必要者,提供:(1)A方案之底層補強、(2)B方案達到法規標準耐震力80%之補強及(3)C方案透天住宅之梁柱、牆構造損壞補強。經費補助,上限85%、450萬元。

依國震中心補強經驗,底層補強只約需2~4個月、1~4百萬元即可完成,快速簡約而有效。0206及0403花蓮震災,米崙斷層帶上的明禮國小和天王星大樓對面的麗翔酒店,因事先補強安然無恙,就是很好的例證。另,本所亦曾以維冠金龍大樓及幸福大樓為例進行模擬,直接震災損失超過事前補強的34倍,災前弱層補強每戶僅約需支出5~10萬元,就可以挽救許多寶貴的生命和家庭。

依據國震中心統計,至111年底已核定補強共60件,完成補強12件,主要由於居民不願意建築物耐震問題被揭露、合意困難、施工期間安置及部分經費自籌等問題,推動相當不易。

四、我國耐震評估補強機制精進之建議—聚焦軟弱層建築補強

我國更新、補強工作,均以超過30年之既有建築為對象,推動各項計畫。惟全國30年以上既有建築超過270萬棟,僅完成初評即需21年、540億元,恐怕緩不濟急,也不經濟。而且,從歷次震災經驗中發現,易崩塌建築物不必然與年代相關,我國主要集中於三角窗、地面層打通、挑空或細柱騎樓等具有軟弱層的建築物,易造成致命性崩塌導致大量人員傷亡;而軟弱層的底層補強經濟快速,確實能防止建築物崩塌,這些現象都與美國經驗相呼應。

綜合美日經驗和我國實施現況,謹針對私有建築耐震評估補強精進及補強標章制度可行性,分析說明並建議如下:

(一)聚焦軟弱層建築底層補強

我國雖已對私有建築提出弱層補強補助對策,但績效有限。近期,建議可在「耐震能力評估(其中具有軟弱層評估項目)」和「快篩作業」的資料基礎上,加強地方政府輔導及居民溝通工作。並就潛在危險性高的地區如斷層帶上(如0206花蓮雲翠大樓)、土壤液化或地質不佳(如0206維冠大樓附近古為鯽魚潭)優先輔導推動,並聚焦於一樓弱層補強,以降低經費需求及居民協調的溝通障礙,期能及時補強,防止致命性崩塌,減少人員傷亡。

中長期,建議可參酌美日作法,擴大軟弱層建築篩選(包括其他6樓以下建築),並參酌國內特性,將資訊公開、自動警示、以及立法限期補強等作為,納入施政參考。

(二)公安檢查對象建議增加為營業敲除底層或以上樓層隔間之建築

美國MSSP計畫指明該國軟弱層建築主要來自底層停車或營業造成大空間牆量不足而易崩塌,而我國921的東星大樓、0206的維冠大樓和0918的玉里便利商店崩塌事件,也因為營業需求在取得使用執照後,敲除一樓隔間(維冠變更設計打掉五間店鋪成大空間,二樓亦打通)形成軟弱層。但這些建築可能因規模、使用別或時序因素,未列入公安檢查或快篩作業範圍,形成防震隱憂。未來,建議可考量修法納入公安檢查對象,責成屋主自行補強。

(三)補強後發予標章之可行性分析

我國的耐震補強,以大震不倒、中震可修為目標,進行底層補強或全棟補強但僅達現行法規80%之耐震性能,因此僅能如日本給予非確保耐震性能的「標示」;然而依我國民情,屋主並不願意外界知道該建築具有瑕疵或未符現行耐震基準而影響房價,恐難以發揮「標示」正面的表彰效果;另外從數量而言,目前僅完成12件補強案件 (核定60件),相對於270萬棟的私有建築數量太少。

經會議討論獲致共識如下:

(一)私有建築部分,短期內請國土管理署針對軟弱層建築耐震評估補強加強輔導推動,並將標章可行性評估與其他建議納入後續施政參考。

(三)另請本所就耐震評估補強相關技術持續投入研究,以支援政策推動。

(二)關於建物耐震能力標章制度,請國土管理署及本所納入後續制度規劃與政策推動之評估。

 


業務報導工程組-郭建源
風雨風洞實驗室應用造風機執行無框架玻璃欄杆抗風試驗

玻璃型構造物透過光影或搭配電子光束,為建築外牆增添加繽紛色彩,以形塑現代感的建築景觀。當代建築師於中高層的住宅大樓常以陽臺玻璃欄杆讓整個建築物更加光鮮亮麗,進而墊高建築物的整體價值。惟此種玻璃欄杆易遭颱風吹落而造成危險,去(113)年10月31日康芮颱風的強勁風勢,造成竹北地區一棟集合住宅玻璃陽臺欄杆濱臨破壞,由民眾合力以繩索固定,險象環生。目前玻璃陽臺欄杆抗風設計,係由專業技師簽證,國內外尚無相關法令規範玻璃欄杆設計基準,因此玻璃陽臺女兒牆構造無任何風壓係數可參用。本所曾於107年度自行研究案執行「建築物玻璃型陽臺欄杆之風壓係數與風力分析研究」,但僅以1種式型欄杆執行風洞試驗,獲得初步結果,仍不足以因應各種實務情況。因此,本所於114年度將考量各種常見玻璃型式進行風洞試驗,據以歸納完整且可行之風壓係數,供各界參用。

此外,本所風雨風洞實驗室為協助民間業者檢驗玻璃型陽臺欄杆之抗風能力,除以風洞試驗歸納分析設計參數,提供專業技術進行耐風設計。並有造風設備可執行實尺寸構造物抗風試驗,協助廠商以玻璃陽臺實體執行抗風驗證。

風洞試驗--凸式陽臺風壓係數

玻璃型欄杆受風歷程複雜,非經系統性的風洞試驗無法決定其風壓係數。針對此類玻璃型陽臺欄杆的耐風設計與結構分析方法,本所107年度自行研究案「建築物玻璃型陽臺欄杆之風壓係數與風力分析研究」,以外凸式陽臺為研究對象,進行風洞試驗深入分析探討,並提出相應成果。

研究採用1/50的建築物縮尺模型試體,前方與後方各配置3個等尺寸陽臺(寬7m、高1.5m、深1.5m),並在建築物兩側各配置2座陽臺,於陽臺採用內外壓力管線佈設(可同時量測外風壓及內風壓),以每10度風向角進行一受風壓力量測,並計算風壓係數(CP)值,試驗後計算各測點之平均風壓、擾動風壓值(統計學之變異數)、極值風壓及淨風壓值等,並將各試驗條件下之內外風壓繪製成等值圖。初步歸納分析得知正負風壓極值淨風壓係數(外風壓減內風壓),正風壓極值淨風壓係數,最大值為5.19;負風壓極值淨風壓係數,最大值為3.57。即確保玻璃型陽臺欄杆安全的最可靠的風壓係數為5.19,前述結果尚將納入114年研究,再行檢討確認。

應用造風機執行抗風試驗驗證

國內常有小型建築欄杆製造廠商,具精密製造技術但缺乏耐風設計概念,對於自身開發玻璃型欄杆構造物,亟需驗證其抗風性能,以確保產品競爭力。因此,廠商為瞭解其開發之玻璃欄杆之抗風性能,委託本所風雨風洞實驗室應用造風機執行實尺寸試體之抗風試驗。造風設備(直徑約4m),出風口最高風速可達每秒60公尺,相當17級風風速。

本實驗室曾接受2家廠商委託執行玻璃陽臺欄杆抗風試驗,分別為框架式及無框架式兩種試驗,框架式玻璃欄杆以鋁合金材料為框架之ㄇ型試體,尺寸:1,000(邊長)×1,000(邊長)×2,105 (邊長) ×1,100 (高)mm,固定5+5膠合玻璃,如下圖1所示。無框式試體為L型之無框架玻璃欄杆,尺寸:2,845(邊長)×2,845(邊長)×1,200 (高) mm,每邊採用2片厚度10+10mm膠合玻璃組成,直接插入鋁合金底板溝槽, 以特定夾具及螺栓固定,如下圖2所示。兩試體試驗時,皆以0度執行13級(37.0~41.4 m/s)及15(46.2~50.9 m/s)級風,另以45度風向執行15(46.2~50.9 m/s)級風,試驗後試體未發現任何破壞情況。廠商回饋經過本實驗室執行抗風試驗後,兩案試體分位於台東及高雄建案,通過113年的康芮颱風侵襲考驗。

性能設計與實體驗證併行確保抗風安全

建築物陽臺突出於建築物表面,流場在陽臺內側或外側,同時反復作用的結果,是相當複雜的運動過程。為提升國內建築物之玻璃陽臺欄杆之抗風安全,本所107年自行研究計畫初步以風洞試驗模擬歸納分析設計參數,今(114)年開始全面性執行風洞試驗,期能提供適當之風壓係數,供後續技師執行設計參用。本所風雨風洞實驗室同時也提供實尺寸構造物抗風試驗,協助廠商執行抗風性能驗證。以性能設計與驗證併行方式,確保玻璃型陽臺欄杆之抗風安全。

 

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圖1 框架式玻璃型陽臺欄杆實抗風試驗

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圖2無框架式玻璃型陽臺欄杆實抗風試驗

業務報導工程組-陳士明
整合BIM與人工智慧之低碳建築設計決策輔助

一、前言

因應全球氣候變遷與2050淨零排放政策,如何在建築設計初期即納入碳排管理思維,已成為建築產業重要課題。根據聯合國環境規劃署(UNEP)2023年報告指出,2022年全球建築工程產業能耗占比高達34%,碳排放占比更達37%,顯示建築領域對氣候變遷具有關鍵影響力。內政部建築研究所因此推動本計畫,期望藉由建築資訊建模(BIM)與人工智慧(AI)技術整合,提供建築師更具科學依據的低碳設計決策輔助工具,促進國內建築產業邁向數位轉型與永續發展並進之目標。

二、研究目的與技術構想

本研究目標在於建構一套能於建築設計初期提供即時、具視覺化、數據導向之設計方案分析系統。此系統整合三大核心技術:BIM參數化建模、蒙地卡羅樹搜尋(MCTS)與生成式AI,並以大語言模型(LLM)作為溝通與資料轉換的中介,透過圖像生成工具(如Stable Diffusion)與語意理解,強化設計階段對碳排的即時掌握,達成低碳與永續目標。此外,系統亦支援多目標優化分析,協助使用者在符合法規、造價控制、美學表現與節能減碳間取得平衡。

三、技術應用架構與系統功能

本系統透過以下技術模組達成建築設計決策支援功能:

(一)MCTS與BIM參數化模型結合

MCTS透過大量隨機取樣與數據評估機制,針對建築量體、結構網格與外殼開口配置進行設計模擬。其核心依賴於BIM所建置之參數化模型,模型中每個設計變數皆以數值方式定義,包含立面形式、材料屬性與結構配置等,使MCTS可在設計空間中進行系統化抽樣與優化。設計結果再依據造價、能效與蘊含碳排等指標進行排序,提供設計師最佳化建議。此一模擬流程可大幅加速初期設計探索,有效因應實務上時程緊湊的情境。

(二)建材語意轉換與低碳建材推薦

導入開源語言模型(如LLaMA)進行語意調適,將建築設計階段所使用的建材資訊,轉譯為內政部建築研究所低碳建材資料庫之分類標準,進而推薦具低碳效益的替代建材。此模組具備語意搜尋與類比推理功能,亦可依據用戶偏好或專案屬性進行材料分群與排序。

(三)生成式AI與圖像輸出

本系統整合Stable Diffusion與ControlNet等工具,能依據MCTS輸出設計結果自動生成高擬真建築外觀視覺圖像,並可進行風格微調(如現代簡約、傳統合院等),提升與業主或公眾溝通效率。圖像輸出支援不同角度、時段與環境背景合成,呈現設計與基地環境的整合潛力。

(四)使用者互動介面與任務代理系統

設計以網頁介面為主的互動平台,使用者可輸入功能需求與設計偏好,系統即透過LLM與任務代理架構(Agent System)解析需求並回傳圖文設計建議,提升系統可用性與智慧化程度。此介面亦可作為教育訓練與跨單位協作的平台,促進設計透明與資訊共享。

四、系統優勢與研究成效

本研究所開發之系統具備以下三項關鍵優勢:

          一、視覺化強、數據導向:設計結果具備量化評估指標與高擬真視覺輸出,可兼顧技術分析與溝通表達,支援方案比對與簡報用途。

          二、AI模組串聯自動化:由LLM主導任務分配,串接MCTS、建材語義模組與Stable Diffusion等工具,達成流程自動化與模組獨立運作,具有高度擴充性與可維運性。

          三、符合法規、推動制度化:系統亦可納入建築法規條文資料庫,配合語言模型訓練,達成建築法規提示,支援未來制度推動應用,如建築執照審查等。

此外,系統已進行實作測試與展示,包括不同建築量體下MCTS演算法之設計模擬與碳排分析、建材語意分類準確性測試、AI圖像生成準確性比對等,均展現良好成果,具備持續深化應用之潛力,未來亦可搭配Industry Foundation Classes (IFC)資料交換標準推廣跨軟體協同應用。

五、未來展望與應用推廣

為強化本系統推廣效益,未來建議從二方向持續發展:

         一、模組化開源發展:推動產學研共同參與與客製化應用開發,並鼓勵設計師事務所導入實驗性應用案例。

         二、擴充AI模型應用層面:如語意搜尋介面、法規檢核模組與碳排預測模組等,建構完整建築設計智慧決策系統,進而逐步推動形成BIM+AI智慧設計生態鏈。

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圖 AI輔助建築設計方案生成示意圖

業務報導環控組-徐富國
研議住宅類建築能效等級提升策略及成本效益

一、前言

  淨零碳排為當今國際間最為關心的環境議題,國家發展委員會於111年3月30日發布我國2050淨零排放路徑及策略,正式宣示我國將積極邁向淨零排放目標發展。為提升我國建築物能源效率,以利達成2050年淨零建築願景目標,本所參酌國際間推動建築節能策略之新趨勢,及我國亞熱帶高濕高熱氣候條件與國情,建構建築能效評估系統(Building Energy-Efficiency Rating System, 簡稱BERS),並自112年7月1日分年分階段由公有新建建築帶頭做起,要求公有新建社會住宅必須獲得新建住宅能效標示1級之認證,以引導民間跟進。預見未來,我國新建的住宅將面臨取得高能效等級的挑戰,在規劃與設計階段,必須制定有效的節能減碳策略,以提供消費者高品質、高能效及永續住宅產品。因此,本所於113年委託朝陽科技大學辦理「住宅類建築能效等級提升策略及成本效益分析之研究」透過住宅建築能效實際調查與現況分析,提出住宅類建築能效最佳設計對策與成本效益,作為開發單位節能策略選擇參考,以助於相關政策制度之推動。

二、研究成果

本研究共完成54件集合住宅(40件民間住宅、14件公有住宅)案例調查,以及5件透天住宅的新建住宅評估系統(R-BERSn)與新建集合住宅共用空間評估系統(RP-BERSn)案例試評估,分析結果摘錄如下:

1.各種住宅建築能效評估結果:

本研究蒐集54件集合住宅,其中30件(約占56%)可達2級建築能效,調查結果集合住宅以固定設備(熱水器、爐台)的碳排量最高。另透過5件透天住宅分析發現,只要取得綠建築日常節能指標的基本門檻者,便可取得2級以上之建築能效,透天住宅以空調碳排量佔38.3%最高、照明碳排量次之占37.5%,兩者比例相近。

2.各項設備與建築能效關聯性:

(1)熱水器升級效益最顯著:將傳統瓦斯熱水器升級為節能標章的熱泵熱水器,能有效提升能效得分,幾乎可達到1+級能效,且適用於各種住宅規模。 

(2)空調設備升級不可忽視:將住戶及公共空間的空調設備升級為一級能效,是提升能效得分的重要方法,效益會依住宅規模和公共空間大小而有所不同。 

(3)電梯升級效益與規模相關:住宅規模越大,電梯配置越多,碳排放占比也越高,升級為「變頻永磁與動力回生電梯」能有效提升能效得分,尤其對中小型住宅效益顯著。 

(4)地下室送排風機升級效益高:地下室開挖面積越大,送排風機的碳排占比越高,升級為具備CO偵測的系統能有效降低碳排,提升能效得分。 

(5)烹飪爐台升級效益與成本考量:將傳統瓦斯爐改為IH爐,能有效降低碳排,但成本較高,需考量成本效益。

(6)太陽能光電板效益:集合住宅屋頂裝設太陽能光電板,平均可增加3.85分R-BERSn或3.63分RP-BERSn,能效得分效益率皆為5.25%。 

3.各項設備成本與效益分析:

(1)外殼隔熱效益與成本分析:提升外牆隔熱性能雖然可以降低空調耗能,但成本效益並不顯著,外牆隔熱值每降低0.5 [w/m2.k],平均可降低 3~4%的全年熱負荷量,換算空調節電僅約2~3%。

(2)新建住宅達成近零碳等級的成本:新建住宅達成1+近零碳等級的設備費用與基本設備相比,總工程費用增加約0.42%。

(3)住宅能效升級的回收年限:新建3級能效的住宅若升級至1+級,在能效評估結果可節約20.9%電力與6.16%瓦斯,以現行能源價格需24年可回收。

(4)地下室送排風機升級效益高:換裝具備節能標章的地下室送排風機,可提升建築能效評分5~12分。相較於其他設備,地下室送排風機的改造成本相對較低,但節能效益卻相當顯著。 

(5)達成近零碳等級的關鍵設備:私人空間的設備成本佔比達67.9%,其中以住宅空調最高48.0%,其次為烹飪爐台8.8%、熱水器7.6% 和住宅照明3.5%。共用空間成本佔32.1%,其中以電梯費用比例最高24.3%。

三、未來展望

為提升我國建築物能源效率,達2050淨零排放願景目標,建議國內產官學研加強研究,持續探討不同住宅建築規模、關鍵設備、綠建築設計與住宅能效等級之關連性,及能效提升之效益與成本分析,提供後續相關技術應用之推廣與宣導,以帶動國內建築節能產業發展及提升國際競爭力。

圖片36

 建築能效得分中位值案例之碳排佔比

     (資料來源:本研究整理)

業務報導環控組-顏柏軒
研議住宅部門溫室氣體減量策略與衝擊影響

一、前言 

「溫室氣體減量及管理法」自 2015 年上路以來,明訂我國溫室氣體減量的 目標為 2050 年碳排放減量至 2005 基準年的 50%,爰此我國依六大部門(能源部 門、製造部門、運輸部門、住商部門、農業部門及環境部門)分別訂立其減碳目 標,並於每五年滾動檢討之。由過去之研究發現全國住宅與服務業之溫室氣體排 放量占全國總碳排放量約 11.0%與 10.7%。 本所於 113 年度委託國立臺灣大學辦理「住宅部門溫室氣體減量策略與衝擊 影響評估之研究」,針對我國住宅部門溫室氣體排放量推估模式進行比較分析, 並基於未來氣象年,結合不確定性分析,同時應用蒙地卡羅方法(Monte-Carlo Method)建立我國住宅部門建築之各式與耗能相關之樣態,以作為進行未來住宅 部門能源消費分析及預測,並建立溫室氣體排放基線(Business As Usual, BAU)。 在建立全國建築溫室氣體排放基線下,進一步提出建築溫室氣體減量經濟誘 因機制之建議,期作為政府提出住宅部門減碳政策之參考。並分析住宅部門溫室 氣體減量對於經濟、能源、環境、社會等面向之衝擊影響評估及因應策略。

二、研究成果

本研究建立之溫室氣體排放基線(BAU),係考量人口變化、經濟情況、住宅市場規模成長、氣候變遷等因素推估。因此住宅部門溫室氣體排放量預測首先需推估在未來社會經濟條件以及氣候變遷影響下,其溫室氣體排放基線(BAU)之變化趨勢,以作為任何減碳措施或政策評估時之參考基準,以推估在不同減碳策略下可能之減碳效益。住宅溫室氣體排放基線推估模型所引用之參數(表1),如全國戶數、氣候、台灣各地區之戶均人口數、人均GDP以及溫室氣體排放係數等會隨時間而變化,因此,有必要以逐年滾動檢討之方式進行推估,以逐年修正之方式更能接近真實之情況。

  • 完成住宅部門溫室氣體排放趨勢及減量情境推估。
  1. 以最新本部國土管理署及地政司之統計資料,更新112年核發住宅之建築使用執照樓地板面積、滅失面積,作為推算未來住宅部門總樓地板面積之成長趨勢。而依照本研究模型之推估結果,至2030、2040與2050年時,全國住宅總樓地板面積分別為1,078,096,930 m2、1,215,924,499 m2與1,354,246,973 m2,相較2023年分別成長9.85%、23.90%與37.99%。
  2. 本研究發展住宅建築之未來成長模型,至2030、2040與2050年時,全國住宅總樓地板面積分別為1,449百萬m2、1,510百萬m2與1,474百萬m2,相較2024年分別成長2.65%、6.98%與4.42%。
  3. 依照重新建立之總樓地板面積推估模型與低度使用住宅之比例所推估之全國住宅溫室氣體排碳基線,至2030、2040與2050年時,溫室氣體排放量分別為26.25百萬公噸CO2e、27.02百萬公噸CO2e與26.37百萬公噸CO2e,相較2005年,總溫室氣體排放量之增加率分別為-8.65%、-5.97%與-8.25%(表2)。
  • 完成住宅部門溫室氣體減量各項主要措施之成本及效益推估。
  1. 透過導入建築能效標示制度、強化新建建築節約能源法規作為住宅部門溫室氣體減量之情境,既有與新建住宅至2030、2040與2050年之總累積減碳量分別為3.77百萬公噸CO2e、7.51百萬公噸CO2e與10.82百萬公噸CO2e,對比於2005年排碳基線之減碳比例分別為13.11%、26.14%與37.63%(表3)。
  2. 導入建築能效標示減碳情境後之成本增加模型所推估之結果,至2030、2040、2050年時,全國住宅建築由各等級提升至近零碳建築之增加成本分別為120億元、135億元與151億元。
  3. 至2030、2040與2050年時,強化新建建築節約能源法規後之累積減碳量分別為4,481.21 公噸CO2e、14,153.89 公噸CO2e與23,862.28 公噸CO2e,對比於2005年排碳基線之減碳比例分別為0.0156%、0.0493%與0.0830%(表4)。
  • 提出住宅部門溫室氣體減量之衝擊影響評估。

本研究因應國家2050淨零政策,提出住宅部門各項溫室氣體減量措施,考量減碳相關措施可能對環境、經濟、社會與技術等面向造成影響,因此,本研究再針對上述四個面向進行衝擊影響評估。

實施近零碳建築認證政策可能對住宅建築和相關營建產業帶來積極的變化。減少碳排放和提高能源效率的環境效益顯著,而經濟影響和衝擊,主要是初期成本控制方面。然而,解決財務、技術和法規挑戰,將是實現近零碳建築所帶來減少能源費用、減少溫室氣體排放等益處的關鍵。儘管近零碳建築政策具有顯著正面的環境潛力,但也必須正視其潛在的不利影響,包括:高昂的初期成本、技術、人才與設備供給面之問題、社會和文化適應性問題以及政策落實上之挑戰。在政策制定和實施過程中,應採取適當的緩和措施,如提供財務上的獎補助機制、加強技術培訓、促進公眾教育以及完善的近零碳建築監管機制,以確保近零碳建築認證政策的落實。

三、成果應用

本研究針對我國住宅部門溫室氣體排放量推估模式,業將未來氣候之變遷、建築未來規模成長等因子納入考量,檢討且持續滾動更新,並完成我國住宅部門能源消耗與碳排放量之分析及預測,同時持續更新建立之住宅部門溫室氣體排放量基線(BAU)模型進行各策略減碳情境模擬,分析可能之減碳量,再參考既往有關各策略減碳成本效益之文獻,計算減碳之總成本,上開成果已納入第三期住商部門溫室氣體減量行動方案(草案)參採。

四、未來展望

本研究建立的住宅部門溫室氣體排放基線預測模型,其預測準確性依賴逐年實際耗能數據的校正與更新。未來氣候變遷的影響則基於IPCC大氣環流模型的數據推估,同時需根據當地歷史氣象數據進行動態更新。隨著設備能源效率提升、使用行為改變及建築外殼節能強化等變數變化,模型中的參數也應及時調整,透過滾動更新來提升模型的預測準確性與信效度。另針對住商部門下的商業建築,因其建築類型多樣且耗能模式各異,建議逐步建立不同類型商業建築的溫室氣體排放基線預測模型,作為未來建築減碳政策效益模擬與評估的依據,為相關施政提供參考。





業務報導環控組-林霧霆
研議國產竹建材碳足跡盤查

一、前言

依據聯合國環境規劃署報告,現今的建築產業,消耗全球約50%的能源和材料,產生約38%的碳排放,而目前臺灣竹林面積估計約有18萬公頃以上,是具有經濟生產規模的可再生性資源,且過去研究亦指出竹林比一般林木更具碳匯效益,且竹子生長快速,具有輕量化及單位體積強度高等優點,未來如能廣泛應用於建築材料,可帶動國內竹產業轉型。為振興我國竹產業發展,活化偏鄉經濟,重新串聯從生產、加工、研發應用到銷售的整體產業鏈。

鑑於竹子作為建材或裝修材相較於傳統建築材料而言,具有節能減碳效益,惟國內尚無系統性之研究,本所於113年委託國立臺灣大學辦理「國產竹建材碳足跡盤查之研究」,彙析國內外相關文獻,並調查國內主要之竹製建材產品,建立本土竹建材之碳足跡盤查方法並界定範疇、再利用該盤查方法,以至少二項以上竹建材為對象,建立國產竹建材從搖籃到工地範疇之碳足跡數據,並透過量化國產竹材之碳足跡,推廣竹構造或竹建材之應用、另比較竹建材及其它材質建材之碳足跡,並評估竹建材及竹構造對於淨零建築之減碳效益,以利契合淨零轉型政策。

二、研究成果

  1. 完成本土竹建材從搖籃到工地範疇之碳足跡盤查方法:

本研究採用最新的ISO 14067標準進行碳足跡盤查,碳足跡盤查之範圍與現行低蘊含碳建築評估系統採用之建材初級碳排資料庫之盤查範圍相同,因此可直接應用於LEBR評估系統中,且其碳足跡盤查數據結果將可以與其它建材互為比較。國產竹材之碳足跡盤查範圍包括原料取得階段、運輸搬運階段、竹材加工製造階段與配送至工地等四階段如圖1,藉此建立竹建材的初級碳排資料庫。

      2.完成國內主要竹建材及竹構造之碳盤查:

以竹桿件和竹集成板材為碳足跡盤查對象,竹桿件碳足跡盤查結果直徑13公分、13尺長單支竹桿件之碳排放量為2.348 kgCO2e/支。竹集成板材部分,則依板材經碳化處理以及板材拼接方式之不同區分六種成品。其碳足跡盤查結果為單片平均碳排放為26.889 kgCO2e/片,相當於每單位面積之碳排放量為46.106 kgCO2e/m2。

      3.完成竹構造減碳效益評估(草案):

以一假設之休憩涼亭施工為例,比較竹構涼亭與鋼筋混凝土構造涼亭,在同樣規模尺寸下由其工料分析進行各總碳排放量之比較,如圖2。發現竹構涼亭之總碳排放量為1,266.357 kgCO2e,而RC造涼亭為1,988.170 kgCO2e。竹構造涼亭較RC造涼亭減碳約722 kg,相當於減碳36.31%。然而若考慮生命週期,以竹構造涼亭耐用年限15年;RC構造涼亭耐用年限60年計算,則竹構造涼亭生命週期碳排為3,799.07 kgCO2e;RC構造涼亭生命週期碳排為1,988.17 kgCO2e,則竹構造涼亭反而較RC構造涼亭更不具減碳效益,減碳比例為-91.1%。

三、未來展望

竹建材已納入健康及生態綠建材評定範圍,目前亦有竹地板取得綠建材標章,未來建議強化竹建材設計及應用之宣導推廣,使消費者了解竹建材良好的特性,以提高本土竹建材使用率。另因應2050淨零排放之國家目標及碳管理是當前最主流減碳方式之一,鼓勵廠商對竹建材產品提出產品碳排放資訊揭露文件,可引導竹建材廠商與國家淨零排放政策及國家永續發展目標逐步接軌,並降低產業衝擊。

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 圖1. 竹建材製程地圖

     (資料來源:內政部建築研究所 國產竹建材碳足跡盤查之研究,2024)

圖片37圖片38

圖2. (a) 竹構涼亭示意圖、(b) 鋼筋混擬土構涼亭示意圖

(資料來源:內政部建築研究所 國產竹建材碳足跡盤查之研究,2024)

業務報導安災組-陳佳玲
地下停車空間電動車火災控制之實務應用技術可行性研究

運輸載具電動化與無碳化為《台灣2050淨零轉型》的重要一環,在運具電動化及無碳化關鍵戰略行動計畫中提到:交通部、經濟部及環保署均編列預算及工作計畫投入提高電動運具數量;交通部與環保署投入公共充電設施布建;國科會、經濟部轄下各機關及國營事業投入促進與民間機構合作設立充電設施;內政部研議修訂公寓大廈設置充電設施規定…等各部會工作投入,顯見電動車產業推動及發展勢必為未來重要的施政目標。電動車輛不管是車體結構、機械零件、動力來源與危害等方面皆與傳統燃油車輛不同,故其火災搶救流程應與傳統火災有所差異。由於地下停車空間屬於半封閉格局,而電動車火災之火焰燃燒溫度可高達800~1000℃,其所釋放的高溫火焰及大量高溫煙氣(含毒性及可燃氣體)不僅危及建築結構安全,其大量煙氣將造成建築物內部尚未避難人員與消防救災人員的逃生與救援困難度與危險性。

基於室內停車空間的空間特殊性,如何加強應對電動車火災的主動式救災策略與被動式安全防護措施十分重要。本研究之目的,僅在於降低室內停車空間電動車與充電樁設備之火災風險,以及提升地下停車空間之安全性,並非確保室內停車空間電動車與充電樁設備無火災發生之虞。由於地下停車空間電池類火災搶救不易,為了可以方便取用大量的水進行電動車火災的救援行動,建議電動車充電樁設置以在地面層為主,或地下一層靠近車道出入口並在室內外消防栓救援範圍內之區域,以方便消防人員進出。除此之外,無論是新建建物或是既有建築物,日後針對設有電動車及其充電樁充電設備之停車空間,建議管理人員或保全人員等相關權責人員,應加強管理與巡邏,並定期檢查相關設施設備及消防演練。

本研究彙整電腦模擬結果與實測實驗結果及近幾年相關的鋰離子電池滅火研究之成果,提出地下停車場電動車火災控制之實務應用技術可行性之結論:

  1. 依據實驗結果發現,火災發生初期防火毯雖無直接對鋰離子電池有抑制燃燒的效果,但能夠避免災情擴大且阻隔煙氣溢出,同時能讓排煙設備具有較為充足的負載量。。
  2. 自動撒水設備由天花板向下射水受限於車體外殼阻礙,無法直接對起火點撒水,對於車體內部溫度無明顯降低,但仍具備防止火勢蔓延至相鄰可燃物及降低火場環境溫度的功能。對於樓高較低的室內停車場能夠避免逃生人員受到高溫危害。若由車窗向內射水,其射水路徑可直達電池本體(因無車窗等遮擋物),故車內溫度可以迅速被控制,有效對鋰離子電池進行控制。
  3. 依據實驗結果,由於細水霧液滴粒徑小,表面積大,具有更好的吸熱效果,故採用細水霧設備相較於自動撒水設備有更好的降溫能力,對於控制鋰離子電池的溫度具有明顯幫助。同時細水霧設備相較於自動撒水設備單位時間所需水量較低,對於水源不足或水線供給不易等區域有設置優勢。
  4. 由電腦模擬結果可知,未來地下停車空間設置進氣排煙風機時,應考量電動車燃燒將產生大量毒性煙氣,其風機規格應具備充足的排煙量並採全區排煙,才能有效控制火場的溫度與能見度,以利人員避難與救援作業。

 

業務報導工程組-葉昶辰
3 月 28 日緬甸地震災害資料蒐集報告

今(114)年3月28日台灣時間下午2時20分於緬甸實皆省,發生芮氏規模8.2之地震。此次地震對緬甸造成重大損害。在距離震源地1000公里以上的鄰國泰國首都曼谷,亦因為盆地效應使低頻地震波放大,而有建設中的高層建築受共振影響倒塌及明顯的破壞災情。

實皆斷層的破裂長度達500公里,是造成本次地震廣泛災損的主因之一,建築物災情簡要敘述如下: 

  1. 統計至4月7日,地震已造成至少5,360人罹難、4,840人受傷,214人失蹤。緬甸和泰國當局都宣布進入緊急狀態,另緬甸仍持續內戰加劇了救災和資訊揭露的困難。
  2. 本次地震災損最受矚目的建築物為泰國曼谷正在興建的國家審計署辦公大樓崩塌事故,其結構系統為核心筒(將電梯、樓梯、管線等功能區集中於建築物中心,並以厚牆包圍,使其擁有抵抗地震、強風的能力)搭配無梁樓板及重力柱組成的結構形式,在國外非常常見,尤其是非強震區的建築物,像是歐美許多高層商辦大樓都採用類似設計。其設計邏輯不同於我國的耐震設計,由核心筒抵抗側向力(地震及風力);無梁板與外圍的重力柱只承受垂直重力,其優勢在於能將外圍的柱子尺寸縮小,大幅提升室內空間使用率與視線通透性,因此廣泛應用於商辦大樓與豪宅。茲蒐集相關可能的破壞原因如次:
    1. 外圍重力柱先破壞後,其負擔之垂直載重轉由核心區剪力牆承擔,可能造成其下層剪力牆核心挫屈及外圍柱挫屈崩塌。
    2. 核心桶平面不規則,沒有完全位於該大樓中心,故地震發生時可能會產生扭轉。
    3. 無梁樓板及重力柱僅能承受重力,當扭轉發生,即無梁樓板及重力柱的交界處產生非預期的地震力,造成重力柱刺穿樓板。
    4. 觀察破壞的照片,柱疑似未配置橫向箍筋,待釐清是設計端或是施工端的疏失。
    5. 因地震發生時,該大樓尚有制震器未安裝,且加上施工品質的不確定性,造成崩塌災情。
    6. 曼谷地形為盆地,因盆地效應造成地震波放大,且不確定是否發生共振現象,也是可能造成災情的原因。
  3. 緬甸首都奈比都國際機場塔台倒塌,內部人員全部罹難,多處民宅與宗教建築受損。緬甸曼德勒伊洛瓦底江上的地標性建築物阿瓦大橋部分坍塌。緬甸伊斯蘭社區估計,祈禱期間有50多座清真寺倒塌,造成近300人死亡。奈比都水壩倒塌更導致各處災情慘烈。

曼德勒市一半的建築物遭到嚴重損壞或摧毀。在曼德勒國際機場,天花板倒塌,地下室也遭受了一些損壞。曼德勒大學校園的建築物倒塌或起火,許多人被困在校園內。曼德勒市內共有30多座清真寺被摧毀,其中有些清真寺已有百年歷史,造成多人死亡。   

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圖1 曼谷國家審計辦公大樓倒塌


業務報導工程組-蔡宜中
113年度風雨風洞實驗室檢測及試驗成果

本所風雨風洞實驗室113年度所接受之廠商委託檢測案合計共33件。其中包括門窗風雨測試艙之委託檢測案20件,實尺寸構造物耐風試驗之委託檢測案11件,風洞之委託檢測案2件。門窗風雨測試艙之委託檢測案20件均為出具TAF標誌之門窗風雨試驗測試報告。運用造風機之實尺寸構造物耐風試驗委託檢測案,11件測試報告均無出具TAF標誌。風洞之委託檢測案1件為建築外表披覆物風壓試驗,故出具TAF標誌之測試報告;另1件為無人機耐風風洞試驗,因不在TAF認證範圍,故測試報告無TAF標誌。其檢測及試驗成果簡要介紹如下:

一、門窗風雨試驗

門窗風雨試驗並非法令規定須強制執行的項目,通常皆因門窗廠商的業主有此認知,才會要求其門窗廠商依據國家標準進行測試。門窗風雨試驗各項試驗有其先後順序,以避免因試驗順序操作錯誤,導至不良物理性能試驗之結果。依CNS 11524(2006)門窗性能試驗法通則,明確規定試驗順序如下:(1)氣密性試驗;(2)水密性試驗;(3)抗風壓性試驗。

門窗風雨測試艙之委託檢測案20件均為出具TAF標誌之門窗風雨試驗測試報告。尤其113年臺灣就遭遇了凱米、山陀兒、康芮等連續3個強颱侵襲,也發生多起門窗破裂事件,威脅民眾安全。業主會選擇在本實驗室做門窗風雨試驗,最主要是肯定我們國家級實驗室的技術能力與測試報告之公信力。較審慎的業主會在門窗安裝施工前,於現場抽測取樣門窗試體並於其上簽名,送交本實驗室做門窗風雨試驗,一來可熟悉未來的施工步驟,二來可經由門窗風雨試驗找出失敗的原因檢討修正。以避免大樓成千上萬樘門窗貿然安裝上去,後續遇上颱風漏水嚴重,甚至抗風壓能力不足,門框彎曲導致玻璃碎裂,危害居家安全。

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圖1  門窗風雨試驗

二、實尺寸構造物耐風試驗

本所風雨風洞實驗室之造風機,其風速可達17級風(56.1~61.2m/s),成為國內唯一可執行大尺度之實尺寸構造物耐風試驗的造風機。113年運用造風機之實尺寸構造物耐風試驗委託檢測案共11件,分別為「光電整合型浪板耐風試驗」、「太陽能光電板耐風試驗」、「節能遮陽捲簾耐風試驗」、「防眩板耐風試驗」、「可攜式偵蒐測向系統抗風試驗」、「管型浮式太陽光電模組與支架耐風試驗」、「太陽能光電系統鋁支架耐風試驗」、「中式仿古金屬屋瓦永續建材結構改良計畫抗風水密性檢測試驗」及「偽裝網耐風試驗」3件。此11件案件,均為委託單位為暸解其產品之抗風性能,以便進行研發改進,特委託本實驗室進行耐風試驗。各案件說明如下:

(一)光電整合型浪板耐風試驗:依委託單位要求,由實驗室造風設備提供風速蒲福風級表之15級(46.2~50.9 m/s)、16級(51.0~56.0 m/s)及17級(56.1~61.2m/s)風速各5分鐘。完成吹試後,目視檢查模組試體是否有任何破壞情形。圖片41

圖2  光電整合型浪板耐風試驗

(二)太陽能光電板耐風試驗:依委託單位要求,由實驗室造風設備提供蒲福風速分級表17級風(56.1~61.2m/s),風速維持5分鐘。完成吹試後,目視檢查模組試體是否有任何破壞情形。

圖片42

圖3  太陽能光電板耐風試驗

(三)節能遮陽捲簾耐風試驗:依委託單位要求,由實驗室造風設備提供蒲福風速分級表8級風(17.2~20.7 m/s)、10級風(24.5~28.4 m/s)及12級風(32.7~36.9 m/s),風速各維持5分鐘。完成吹試後,目視檢查試體是否有任何破壞情形。

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圖4  節能遮陽捲簾耐風試驗

(四)防眩板耐風試驗:依委託單位要求,由實驗室造風設備提供蒲福風速分級表17級風(56.1~61.2 m/s),風速維持5分鐘。完成吹試後,目視檢查試體是否有任何破壞情形。

圖片44

圖5  防眩板耐風試驗

(五)可攜式偵蒐測向系統抗風試驗:依委託單位要求測試可攜式偵蒐測向系統之受風飛行情形,包含2種試體情況,試體A:桅桿在展開使用高度≧4公尺,未搭載測向天線和未拉控繩固定狀態(即空桿)條件下執行風力級數≧6級風(10.8~13.8m/s)之抗風能力測試。試體B:桅桿在展開使用高度≧4公尺,搭載測向天線和拉控繩固定狀態條件下執行風力級數≧6級風(10.8~13.8m/s)之抗風能力測試。造風設備產生之風速達蒲福風速分級表6級風(10.8~13.8 m/s)後維持3分鐘,以目視、照相及錄影記錄受風情形。

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圖6  可攜式偵蒐測向系統抗風試驗:試體A(未搭載測向天線和未拉控繩固定)

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圖7  可攜式偵蒐測向系統抗風試驗:試體B(搭載測向天線並拉控繩固定)

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圖8  中式仿古金屬屋瓦抗風試驗

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圖9  中式仿古金屬屋瓦水密性試驗

三、風洞試驗

113年風洞之委託檢測案共2件,分別為「建築外表披覆物風壓試驗」及「無人機耐風風洞試驗」。各案件說明如下:

(一)建築外表披覆物風壓試驗:本案欲測試建築物某單一面牆之各風向角之受風壓力,進行3個風向角之風壓量測,並將風壓資料以參考風速進行無因次化後,換算為臺南市設計風速37.5 m/s之風壓資料。


圖片49

圖10  建築外表披覆物風壓試驗

(二)無人機耐風風洞試驗:試體於蒲福風級表5級風(8.0~10.7 m/s)下進行試驗,待試體起飛後,將風速提升至指定風速範圍,令試體懸停10秒以上,並觀察其受風情形。試驗時如有發生無人機失控或跌落之情形,則停止試驗。試驗過程全程以目視觀察、拍照及錄影,將試體受風情形以照片及文字加以記錄。

圖片50

圖11  無人機耐風風洞試驗

目前實驗室主要進行風工程實驗研究,不僅協助研修國內風工程相關法令規範,更提檢測試驗協助業界技術精進與產品改良,工作範疇與發展方向包括(1)開發新型式試驗項目:協助系統廠商進行光電模組之構架與接合系統耐風測試開發新型式試驗項目;(2)實驗量測技術再提升:精進風洞量測能力與風場模擬技術;(3)擴大與民間機構或研究單位之結盟;(4)與相關研究機構或大專院校合作研究,共同接受業務委託或合作提出國科會產學合作計畫,歡迎各界聯繫交流合作。

業務報導工程組-葉昶辰
113年度材料實驗中心檢測及試驗成果

本所材料實驗中心針對建築構材之力學性能、建材耐久與耐候性能、材料成分與微觀分析、以及非破壞性檢測等方面,提供實驗研究與檢測服務,設置有大型力學、耐久耐候、材料分析及非破壞檢測等實驗室,期望帶動國內建築結構耐震性能之實驗研究,累積本土性大型結構構件之實驗數據,支援建築業界於新材料、新技術研發之需求,營運至今已完成多項大型建築構件力學實驗研究,並協助建築法規及技術規範之增修訂,及相關材料試驗方法與標準之研擬,支援新材料、新工法與新技術之研發與驗證,賡續協助建築相關產業之檢測服務,支援學術機構之實驗研究,提升國人安全無虞與永續發展之居住環境。

一、挫屈束制斜撐檢測

本所材料實驗中心113年度接受之廠商委託檢測案合計共30件,其中包括「挫屈束制斜撐」試體性能試驗案6件(如圖1所示);「挫屈束制斜撐」試體彈性性能試驗案1件;3000噸油壓試驗機設備使用案23件。

前述試驗項目中,「挫屈束制斜撐」(Buckling Restrained Brace,簡稱BRB)試體性能試驗由本所材料實驗中心出具試驗報告可供判斷是否合格。BRB是由主受力元件、側撐元件及滑動機制組合而成,有別於一般傳統斜撐。挫屈束制斜撐在反覆受拉或受壓時,由主受力元件承受軸向力,側撐元件提供主受力元件之側向圍束,使主受力元件能達到降伏而不發生挫屈,且能展現良好的消能行為,主要係依美國鋼結構協會 (American Institute of Steel Construction,簡稱AISC) 的Seismic Provisions for Structural Steel Buildings相關試驗規定進行性能試驗(其加載歷程如圖2所示),以瞭解及確認BRB試體的製作品質與耐震性能。AISC規定之通過標準為疲勞破壞前之累積非彈性變形量至少為試驗降伏位移之200倍,且最大拉壓力差百分比需小於30%。通過BRB試體性能試驗者,表示BRB試體能夠滿足AISC規定之非彈性變形量(消能)及最大拉壓力差最低標準。目前我國建築物耐震設計規範及解說對BRB之規定,與AISC相同。

113年度BRB性能試驗結果統計如表1所示,顯示試驗結果皆符合AISC規定,而疲勞破壞前之累積非彈性變形量於500-1000倍及1000倍以上之範圍,約各佔67.7%及33.3%。最大拉壓力差百分比3%以下約佔16.7%; 6%-9%之範圍約佔83.3%。由統計結果顯示,113年度有合格之BRB試體,其疲勞破壞前累積非彈性變形量(消能容量)都遠高於AISC之規定值,也就是說所有合格試體的消能能力皆遠高於AISC之規定值。另所有合格試體中,所有試體之最大拉壓力差百分比(%)皆低於AISC規定三分之一以下,表示試體最大拉壓力值相近,製作品質控制良好。113年度BRB性能試驗檢測非彈性變形量及最大拉壓力差列表如表2所示。

本所材料實驗中心承接BRB性能試驗檢測案時,皆會要求委託單位提供試體構造細部圖,以確認設備符合檢測之需求,並於試驗前召開會議確認試驗程序各項細節及試驗報告計算內容,藉此服務及交流,有效提升實驗室之能力與品質。

二、本所自行研究案實驗

本所113年度自行研究案亦運用實驗中心反力牆場地,完成5支連接填充型箱型鋼柱之鋼筋混凝土梁試體及7支填充型箱型鋼柱試體反覆載重試驗(如圖3及圖4所示)。其中,連接SRC柱之RC梁試體反覆載重試驗係探討接頭剪力傳遞機制設計,試驗結果發現,鋼筋續接器若銲接及續接品質良好,初步判定可有效傳遞RC梁與箱型鋼柱間之剪力,後續將再進行其他實驗進行比對;另鋼筋續接器之銲接品質,影響RC梁與箱型鋼柱間之剪力傳遞至鉅,應確實做好銲道檢驗工作。

填充型箱型鋼柱試體反覆載重試驗係分別探討不同斷面長寬比對於承受40%高軸力下填充高強度混凝土(700kgf/cm2)箱型鋼柱繞弱軸之耐震能力,以及探討長寬比達2.0之試體以圍束繫桿提升耐震能力之效果。試驗結果發現,長寬比(H/B) 愈大,繞弱軸彎曲時,柱於塑鉸區之塑性變形能力愈差;另圍束繫桿確實會提升矩形填充高強度混凝土箱型鋼柱之彎矩強度或塑性轉角容量,初步判定斷面長寬比較大時,可以採用圍束繫桿來提升柱的撓曲韌性,惟後續將再進行其他實驗驗證。

本所材料實驗中心可解決國內進行實際尺寸建築構件基本力學與耐震行為驗證之問題,並支援採用超高強度材料構件試體之實驗研究,對於提升國內於大尺寸建築構件耐震性能實驗研究之能力與經驗,以及累積本土化之實驗數據,有顯著績效。未來本所材料實驗中心亦將持續努力,期能拓展更多元之新興試驗項目,增進檢測能量。


表1 挫屈束制斜撐性能試驗檢測統計

項目

範圍

案件數

疲勞破壞前之累積非彈性變形量

(試驗降伏位移之倍數)

200以下

0

200-500

0

500-1000

4

1000以上

2

最大拉壓力差百分比(%)

3%以下

1

3%-6%

0

6%-9%

5

9%以上

0














 


表2 BRB性能試驗檢測非彈性變形量及最大拉壓力差列表

案件編號

試驗降伏位移 (mm)

累積非彈性變形量 (mm)

變形量倍數

最大拉壓力差百分比(%)

1

3.78

2287.35

605.7

2.80

2

5.17

4911

949.88

8.1

3

9.7

8951.7

923.18

6.33

4

10.06

7930.3

788.61

6.67

5

5.99

18288

3052.08

8.60

6

9.93

28528.7

2873.89

7.67

圖片52

圖1 「挫屈束制斜撐」試體性能試驗

圖片53

圖2 標準與疲勞加載歷程之示意圖

圖片54

圖3 連接填充型箱型鋼柱之鋼筋混凝土梁試體反覆載重試驗

圖片55
圖4 填充型箱型鋼柱試體反覆載重試驗



業務報導環控組-林霧霆
性能實驗中心「建築材料毒性特性溶出試驗」TAF增項認證規劃辦理成效

一、前言

依據本所112年頒布「113-116年實驗產能創生計畫」,其中本所性能實驗中心預計辦理8項新開發檢測業務,包括吸音家具試驗、重金屬毒性溶出試驗、設備噪音及振動試驗、木質板材-甲醛釋出量測定、車用附屬設備及裝飾用品甲醛及VOC 測定、建築用隔熱材料、X 光繞射石綿含量測定及家具逸散甲醛及VOCs 試驗等新方法開發。本所推動「綠建材標章」制度於民國93年7月正式受理申請,綠建材通則評定要項與基準中一般通則之限制物質管制8大項目,其中非金屬材料任一部份之重金屬成份,要求須依據「事業廢棄物毒性特性溶出程序(TCLP)」進行檢驗並符合規定值。本所去(113)年辦理「建築材料毒性特性溶出試驗技術方法之」自行研究進行檢測技術開發應用,以重金屬毒性溶出試驗為重點,配合新購置相關檢測設備,建置相關檢測技術並驗證,俾利提升實驗室檢測能量,提供業界測試需求及綠建材標章應用。

二、建築材料毒性特性溶出試驗測定TAF增項認證規劃

  1. 儀器設備建置:完成火焰式原子吸收光譜儀(FLAA)(圖1)及石墨爐式原子吸收光譜儀(GFAA)(圖2)採購及建置作業及自動採樣系統,並由原廠完成相關教育訓練課程。  

圖片55

圖片56

圖1火焰式原子吸收光譜儀建置 圖2石墨爐式原子吸收光譜儀建置

           2.檢測技術開發:參酌環境部公告「事業廢棄物毒性特性溶出程序(TCLP)」方法,配合購置上開設備,完成建築材料毒性特性溶出試驗技術方法開發,包括:建築材料中重金屬(鎘、銅、鉛、銀)含量溶出試驗測試方法、建築材料中重金屬-(汞)含量溶出試驗測試方法、建築材料溶出試驗-重金屬(六價鉻)含量測試方法、建築材料溶出試驗-重金屬(總砷)含量測試方法等4部標準。

           3.增項認證規劃:完成參酌NIEA R201.1、NIEA R306.1及NIEA M111.0方法,完成4項重金屬試驗方法開發及研擬「建築材料中重金屬(鎘、銅、鉛、銀)含量溶出試驗方法」等試驗標準作業程序(SOP)及其4項重金屬檢量線建置及品保品管管制作業,本年度賡續參酌NIEA R201.1、NIEA R309.1、NIEA R318.1 及 NIEA R314.1方法,完成其餘3項重金屬試驗方法開發及研擬「建築材料中重金屬-(汞)含量溶出試驗方法」包括:品保品管管制作業、量測不確定度評估及人員訓練、考核鑑定與能力試驗比對計畫,預計本(114)年12月底前向財團法人全國認證基金會(TAF)提出增列認證申請。

三、未來展望

本所後續將積極辦理建築材料毒性特性溶出試驗技術服務,協助綠建材標章制度之推行,並持續蒐集國際最新標準發展之趨勢,作為技術開發與實驗研究之參考,另逐年辦理性能實驗中心檢測設備汰換或升級,提供業界更完整檢測與驗證服務。

業務報導綜合組-張志源
參加ATLife 2025年臺灣輔具暨長期照顧大展

一、前言

本所於114年4月10日至13日參加國立陽明大學ICF暨輔具科技研究中心與展昭國際企業股份有限公司舉辦之「2025 AT Life臺灣輔具暨長期照護大展」。本次大展共計約11萬5,000人次參觀,前來本所攤位參觀人數約9,000人次,並於現場提供850人次服務諮詢。

由於我國邁入超高齡社會之後,使高齡者能自主生活、減輕家庭對高齡者照顧的負擔愈顯重要。本次本所攤位主題為「高齡科技宅」,融合本所「高齡科技產品服務住宅場域驗證方法發展與推廣計畫」、「智慧家居技術在高齡者住宅應用驗證研究」及「高齡者居住空間導入智慧安全防護設備之研究」成果內容,模擬玄關、客廳、餐廳、廚房、臥室到浴室6大場景,囊括居家安全、生活支援、健康賦能、高齡育樂等四大類別的高齡科技產品應用,以淺白易懂的提示框與對話框圖文搭配,展示高齡科技產品服務應用如何滿足高齡者日常實際需求及提升生活品質,促進民眾對於高齡科技產品服務應用於住宅現況與未來發展趨勢的認識。

二、本次展覽重點

本次展覽針對住宅6大生活場景,有居家安全、生活支援、健康賦能、高齡育樂等四大類別的高齡科技產品應用。除了展示科技應用、小知識提示、未來發展趨勢,幫助參觀者理解設計背後的邏輯,現場也設計與民眾互動的環節,鼓勵民眾以便利貼寫下高齡者生活相關的需求與建議,貼上許願樹牆,共創高齡友善生活的想像。

  • 玄關與客廳:玄關區設置「智慧控門系統」,精準辨識提升進出安全性。客廳設置「雙效空氣清淨機」,空氣品質不佳時,系統會自動啟動空氣清淨、冷氣、除濕,改善空氣品質,還有「居家互動實境旅行服務」,打開電視,就能透過虛擬旅遊環遊世界。
  • 餐廳與廚房:餐廳導入「長照送餐管理系統」,安排送餐大使將餐點送至高齡者家中,並記錄高齡者的健康與生活狀況,另外「AI營養智能分析系統」提供客製化飲食建議,「呼叫藥師媒合平台」可讓藥師親自送藥到府服務並提供用藥指導。廚房透過「瓦斯/一氧化碳/煙霧/火災偵測系統」的設置,提升用火安全與緊急通報功能,「電動升降式吊櫃」則可以減少高齡者伸手過高或彎腰的不便。
  • 臥室與浴室:臥室搭配「節律校正燈」,模擬自然光變化,幫助高齡者調節生理時鐘,「智慧感測墊」可以監控睡眠狀況,提供即時警示與AI數據分析服務。同時在浴室區展示「跌倒偵測感應系統」,非接觸式自動偵測跌倒事件,「緊急呼叫設備」提供即時求助功能,強化如廁與沐浴的安全。

三、本次展覽成果

本次透過圖像及科普的呈現方式,展示住宅6大生活的場景,介紹居家安全、生活支援、健康賦能及高齡育樂相關的高齡科技產品應用,並設置許願樹,讓民眾更易於親近及理解本所展示的研究成果,展覽過程深獲民眾及業者認同肯定,並得到各界好評,有助於民眾改善生活品質及瞭解未來發展的趨勢。

圖56

圖1 攤位透過圖像及科普呈現方式讓民眾更易於親近
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圖2 本所人員現場提供諮詢服務

業務報導環控組-林谷陶
出版第17屆「創意狂想、巢向未來」智慧化居住空間創意競賽專輯

本所為普及智慧化居住空間應用並促進人工智慧物聯網(AIoT)相關產業發展,舉辦「創意狂想 巢向未來」智慧化居住空間創意競賽,113年第十七屆「創意狂想 巢向未來」智慧化居住空間創意競賽徵賽主題,以使用者需求為考量,結合關鍵創新科技跨領域應用之創意概念設計,鼓勵青年學子及產業界運用數位科技融入建築空間與社區場域中。例如將人工智慧(AI)、物聯網(IoT)、大數據分析、雲端與邊緣運算、區塊鏈、機器學習、建築資訊模型等相關技術與生活空間無縫融合,藉由生活空間中產出的大數據,輔以數據分析及人工智慧技術,開發創新應用服務,達到提升生活環境品質、營運管理效率、實踐ESG環境永續發展創新及追求淨零建築等目標

113年第十七屆「創意狂想」組學子設計作品除納入現下社會環境及使用族群的生活需求考量,智慧科技的應用領域也更廣泛,顯示智慧化居住空間的應用理念已日益普及並向校園紮根。金獎作品—「Alive」以臺中水湳經濟生態園區為基地,設計了一個以養蠶和香草植物的產業作為核心的循環經濟與永續建築的城市農業創新中心,將現有零碳排政策中落實到具體的場域中,展現出極具創意的科技與環境結合。銀獎作品—「Sea the Body」作品以心理健康問題作為主題,通過互動技術與空間設計的結合,將認知與行為心理學應用於建築設計中,這是一個突破傳統的作品,極具創新性。銅獎作品—「PLS.PLAN」針對偏鄉地區的醫療資源短缺問題,設計了一個結合AI與大數據分析的醫療艙,除解決偏鄉醫療資源不均的問題外,同時提升居家照護的效率,這樣的設計思路非常具前瞻性,並且實用性強。

至於「巢向未來」組的實例作品,呈現業界建築數據在建築空間中展現的功能與創新,得獎作品普遍運用物聯網應用、數據應用分析、系統整合技術,針對欲解決的問題進行深度的分析,足見數據應用在智慧化居住空間應用不斷創造精準且嶄新的服務價值並落實到一般民眾的生活中。金獎作品—「瑞德感知科技」與花蓮慈濟醫院合作的「醫療院所創新災害應對方案」,專為弱勢病患設計。此系統提供災害預警、逃生指引、應變救援即時資訊,有效提升災害應變能力,具高社會價值與複製潛力。銀獎作品—友達光電與城智科技以「生物辨識智慧企業解決方案」,因應後疫情時代的彈性工作模式。此方案運用人臉辨識技術,優化辦公大樓的人員進出安全與空間設備營運效率,並支援特定人物追蹤,有效降低保全需求,為行動辦公室及資源有限的辦公空間提供高效能的智慧解決方案。銅獎作品—國立海洋科技博物館與繽紛科技的「潮向智能未來.境在節能科技-BIM建築資訊整合管理系統」,運用數位模型、影子、雙生技術,整合BIM和IoT,大幅優化場館維運。此系統顯著節省成本、提高效率,並結合BIM與AR,讓維修人員即時掌握隱藏管線,加速修繕,對大型公共空間管理極具應用價值。此外,評審團還決議頒發一項公共服務特別獎—交通部觀光署西拉雅國家風景區管理處官田遊客中心的「官田遊客中心智遊趣」,此系統精準解決遊客中心常見的停車與廁所管理痛點,透過智慧化引導,即時指引可用車位及廁所位置,並讓管理者即時清潔補給。這不僅提升了遊客中心的營運效率與使用者體驗,更展現了數位科技在公共服務中的實用性與無限可能。

綜觀本年度作品均普遍利用數據、人工智慧技術,並針對現下社會、環境及使用族群的生活需求考量及問題有更深度的分析與解決方案,足見數據在智慧化居住空間應用已成導入共識,應用理念已日益普及,是為政府多年推動智慧建築成果的見證,爰出版本年度專輯以資記錄鼓勵,並供各界學習參考。本競賽十五屆以來累計有大專院校及產業界共3,586件作品參賽,評選出287件作品並公開表揚。同時舉辦163場次的校園及產業推廣活動,共觸及8,051人次。深植學子對智慧綠建築設計DNA,並持續發掘落實於新舊建築間的智慧綠建築技術與多元豐富的實際案例。

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業務報導環控組-林宣宇
出版2024 淨零建築設計獎競賽專輯

本所為鼓勵各界參與2050淨零建築轉型發展,鼓勵未來建築物導入淨零建築創新節能技術,提高全民對淨零建築與環境永續發展的關注及認識,普及淨零建築概念,進而促進相關產業邁向永續發展,於113年度辦理「2024淨零建築設計獎」活動,以淨零建築創意設計實踐為競賽主軸,透過以實體建築場域或模擬建築導入淨零建築手法,如建築外殼節能設計、材料應用、能源管理、多元電力應用、深度節能手法、數位整合方案、水及廢棄物管理等,鼓勵青年學子及產業界將淨零建築概念融入建築空間與整體設計中,於作品中落實淨零建築設計理念與技術,進而達到提升生活環境品質、營運管理效率、實踐永續台灣、淨零轉型之國家施政目標。

「2024淨零建築設計獎」分為「大專院校組」及「產業組」2組徵賽,「大專院校組」計26組報名參賽、「產業組」計17組報名參賽,2組分別選出10組入圍作品,再從各組選出5名「淨零建築卓越獎」。「大專院校組」的作品,除了涵蓋建築設計的專業領域,更強調融合多元淨零建築手法,並致力實現SDGs永續發展目標,提出生態節能、利用自然能源、建築環境多元共榮的概念發想。「產業組」作品則聚焦於現實建築中環境自然能源的再生利用,追求建築物整體營運中的淨零減碳,這些理念在作品中皆充分體現,成果斐然。

「大專院校組」淨零建築卓越獎獲獎作品包括:「重生之窯」、「九蓮-淨零探尋之路」、「飄洋」、「AREC微藻研究與教育中心」及「海洋牧場-風力共生與養殖試驗場域」等5名。(1)「重生之窯」:係由國立成功大學建築研究所陳欣道提案,作品以澎湖縣白坑村灰窯遺跡為基地,透過重新思考舊遺跡與新活動之間可能性,將遺跡的大架構保留,小部分做移除、加固、與重新利用當地咾咕石材料增建,創造不同空間感的體驗動線,實現原材料的循環再利用,創造淨零建築的永續性。(2)「九蓮-淨零探尋之路」:以東方思想中的水、火、木、金、土等元素串起整個場域的淨零排放設計,促進信眾對於節約能源和環境保護方面的共識和實際行動。(3)「飄洋」:透過往海的視野營造出框景的模樣,加上引入建築的自行車道,為來訪者皆帶來獨特之空間體驗。(4)「AREC微藻研究與教育中心」:建築設計以融合環境、社區、教育規劃線性公園,拉高建築量體實現綠地與建築之間的互動,利用微藻技術解決城市汙染並打造多功能中心,吸引更多受眾。(5)「海洋牧場-風力共生與養殖試驗場域」:以海上生態展覽館暨海洋牧場的概念,讓遊客深入了解當地的生態特色、牡蠣的特殊養殖方式,創造更多觀光體驗機會,實現再生能源發展與當地產業的和諧共生。

另「產業組」淨零建築卓越獎獲獎作品包括:「新北市政府第二行政大樓-淨零建築設計」、「中油綠能研發大樓」、「中央機關公西聯合檔案庫房新建工程淨零建築設計」、「八仙山國家森林遊樂區_自然構築計畫」及「百佑芒果樹辦公室」等5名。(1)「新北市政府第二行政大樓-淨零建築設計」:透過建築物智慧化、能源管理與分析、智慧連動告警及AI數位雙生自動控制用科技賦予建築物生命力、視覺化打造維護管理,讓新北市邁向零碳排放的綠色城市。(2)「中油綠能研發大樓」:係由台灣中油綠能科技研究所提案,作品以再生、健康、低碳、節能、循環及智慧六大精神與淨零設計結合,預估每年可達到營運碳減量相當於5.5座大安森林公園吸碳量,未來將朝向建築全生命週期碳抵消目標邁進。(3)「中央機關公西聯合檔案庫房新建工程淨零建築設計」:以「冊」為基本概念,將其意象延伸至建築外觀設計。同時依「策」的概念,規劃檔案存放空間與人車動線、設計排水系統,制定完備的建築設計策略。(4)「八仙山國家森林遊樂區_自然構築計畫」:旨在轉譯過去重要林場的特質,利用國產竹材,將融入竹構築的美感藝術,增加材料一致性、山林意象整體性及創造場域療癒氛圍。(5)「百佑芒果樹辦公室」:以中央的芒果樹展開設計的起點,在「尊重土地與自然」的理念基礎上,設計中進行老樹根系掃描、樹況診療及物理環境監測,創造出與自然和諧共生的淨零建築。

綜觀本屆競賽獲獎作品不僅多元豐富,創意可說是包羅萬象,參賽團隊設計理念也都具備獨特創見。透過本次競賽活動不僅激發建築設計產業及大專院校學生針對未來創新節能技術導入淨零建築規劃設計的發想,也能引導建築物提高能效與節能表現,同時鼓勵營建產業投入淨零減碳技術工法之創新加值服務,擴大各界公私協力共同推動淨零建築發展,以奠定我國2050年淨零碳建築目標的基石。

本所為應宣導推廣及典藏之需,爰出版2024年度競賽活動專輯以資記錄鼓勵,並供各界學習參考。(如圖1)

「2024淨零建築設計獎」競賽專輯已於114年5月出版,相關資訊公告於本所官網出版品目錄,如有需要可向政府出版品展售門市購買(五南文化廣場(04)22260330、國家書店松江門市(02)25180207)。

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圖1「2024淨零建築設計獎」競賽專輯封面

業務報導綜合組-張志源
協助本部訂定「性別友善廁所設計指引」
  • 前言

本部於114年4月21日公布「性別友善廁所設計指引」,該指引是本部國土管理署參考本所105年進行的「性別友善廁所設計手冊之研究」,於113年本部國土管理署再邀集相關專家學者及機關召開會議,將公共建築物採用不分性別概念或性別友善之通用概念導入廁所設計,提供設計原則與配置圖例。

  • 性別友善廁所設計指引重點
  • 適用範圍

   該指引適用範圍為建築技術規則建築設計施工編第 170 條所稱之公共建築物,設置地點建議以人流量及使用需求較高之空間優先規劃設置。另因教育部已完成「大專校院校園性別友善廁所設置參考手冊」,故大專院校性別友善廁所設置參考該手冊規劃設計。

  • 設計原則 
  1. 共通性原則 
  2. 空間安全衛生:通風採光良好、地面順平、防滑、充足的照明設施、廁間加裝沖洗設備以利清潔。 
  3. 人身安全:內部視野無死角、進出動線簡單、公共區域設置監視攝影裝置、廁間內安裝緊急求救裝置(求救鈴)等。 
  4. 使用隱私性:廁間隔間具反偷拍、防偷窺設計。 
  5. 空間視野設計:在廁所出入口處,可看見整個內部通道空間且無視野死角。入口處避免使用封閉型門扇,隔間配置考量使用者整理服裝儀容時之隱私。廁所出入口處,避免設計視線直視小便器區域,或採用個別廁間設計做視線遮蔽。 
  6. 設置位置:廁所應位於動線便捷可及性高之區域。 
  7. 性別友善設計 
  8. 廁所內外不強調性別區分空間,也無性別檢視之標示或空間感受。
  9. 大便器、小便器不分區,皆以獨立廁間分隔配置,各廁間門板上明確標示便器種類圖示,以利使用者判斷選用。
  10. 廁所外部空間規劃等候區域,避免不同性別者於等候如廁時造成尷尬。
  11. 依建築物用途及使用族群綜合考量以下各類使用需求規劃廁所空間配置:

A.   多元性別者。

B.   親子或行動不便者(照護者與被照護者為不同性別時)。

C.   因應女性廁間不敷使用情況,需提高公廁使用效率之情形。

  1. 於兼顧空間美學設計前提下,擇適當位置張貼性騷擾防治宣導資訊。
  2. 貼心設計
  3. 設置貼心設備設施:例如掛勾、置物架、扶手、垃圾桶加蓋、免費提供生理用品等。
  4. 背景聲音設計:透過播放背景音樂、設置流水聲或鳥鳴聲按鈕,減少被聽到如廁聲音的尷尬。
  • 廁所空間規劃

廁所空間配置廁所空間規劃型態分為3 類,廁所通路寬度大於 90 公分,若與無障礙廁所併同設置,應符合「建築物無障礙設施設計規範」所定無障礙室內通路不得小於 120 公分,或無障礙室外通路不得小於 130 公分規定。配置設計應由建築師考量場所用途與需求規劃。

型態1:一座不分性別廁所(大、小便器皆設在廁間內)。

型態2:一座不分性別廁所(大、小便器皆設在廁間內),搭配一座或多座獨立式多功能廁所。 

型態3:多座獨立式多功能廁所並列。 

三、未來展望

設置性別友善廁所能解決部份長者或幼童因行動不便需要家人協助如廁問題,並能調節男女廁空間配置比例,及男女廁如廁時間比例不均問題,讓廁所使用具彈性和效率,並節省空間使用。性別友善廁所經妥善設計後空間將較為開放,減少視野死角,可防範廁所犯罪事件及提昇如廁安全性。

圖片59

圖1 性別友善廁所標誌

圖片61

圖2 性別友善廁所空間設計


業務報導王家瑩、陳麒任
本部114年度1-6月綠建築標章及建築能效標示辦理成效
  • 前言

       為因應國際永續發展課題,建築部門的具體策略就是發展講求建築物與自然生態共生的綠建築,以降低人造建築物對環境的破壞。綠建築標章為自願申請性質,而其名稱在歐洲稱為「永續建築」、日本稱為「環境共生建築」,美加與我國都稱為「綠建築」。我國綠建築標章評估系統係本所於88年針對臺灣亞熱帶高溫高濕氣候特性,充分掌握國內建築物對生態(Ecology)、節能(Energy Saving)、減廢(Waste Reduction)及健康(Health)之需求所訂定,以提供作為新建建築物於規劃設計之參考,除為亞洲第一個上路的評估系統,更為僅次於英國、美國及加拿大之後,全球第4個實施具科學量化的評估系統,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。

    為提升國內綠建築技術,本所參酌美、日、英等國家之綠建築評估制度,於101年將原有的綠建築評估手冊通用版本,修訂為基本型(EEWH-BC)、住宿類(EEWH-RS)、廠房類(EEWH-GF)、舊建築改善類(EEWH-RN)及社區類(EEWH-EC)5種版本評估手冊,作為辦理綠建築標章暨候選綠建築證書之評定基準,使我國正式邁入綠建築分類評估時代。由於我國的EEWH綠建築標章,為目前唯一獨立發展且適於熱帶及亞熱帶高溫高濕氣候特性之評估系統,106年為因應國際化需求,擴大我國綠建築評估範疇,提升臺商企業於國際市場的競爭力及商機,以基本型(EEWH-BC)綠建築評估手冊為基礎,導入在地氣候條件、相關法令、設計慣例修正之「當地基準評估法」,於106年6月完成「綠建築評估手冊-境外版(EEWH-OS)」出版,自106年7月1日起開始施行,成為第6類家族成員(如圖1)。並於108年因應本部營建署(現為國土管理署)「建築技術規則」建築設計施工編之建築基地綠化及建築節能設計等「綠建築基準專章」法規全面翻新,以及監察院巡察意見與行政院推動智慧水表、竹構造與竹建材政策,出版2019年版之基本型、住宿類、社區類、舊建築改善類、廠房類及境外版等6類評估手冊之全面更新,並配合內政部修正「建築技術規則」建築設計施工編之「綠建築基準專章」法規生效日期,自110年1月1日開始施行。

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圖1 本所出版之各類型綠建築評估手冊

  • 建築淨零轉型

    為降低氣候變遷及地球暖化造成之衝擊,全球目前已有超過150個國家宣示或規劃在2050年達到溫室氣體淨零排放。為銜接國際趨勢,國家發展委員會於111年3月30日公布臺灣2050淨零排放路徑及策略,針對我國工業、能源、交通運輸、農業、環境及建築等部門,提出臺灣淨零轉型路徑規劃階段里程碑(如圖2),其中為建築部門階段里程碑為:2030年公有新建建築物達建築能效1級或近零碳建築、2040年50%既有建築物更新為建築能效1級或近零碳建築、2050年100%新建建築物及超過85%建築物為近零碳建築。

    為達成2050近零碳建築之願景,本所參酌國際間推動建築節能策略之新趨勢,及我國亞熱帶高濕高熱氣候條件與國情,建構建築能效評估及標示系統,前於110年12月函頒綠建築評估手冊之建築能效評估系統(EEWH-BERS)及既有建築類(EEWH-EB)兩手冊,自111年1月1日實施,以作為評定建築能效等級之方法,初期僅適用6類12組建築類組,於申請綠建築標章評定時,自願併同辦理建築能效評估,或單獨申請建築能效評估。

    為完備綠建築標章與建築能效標示制度之接軌,及因應政府淨零排放政策執行,本所函頒修訂2023年版綠建築評估手冊之基本型(EEWH-BC)及住宿類(EEWH-RS)兩手冊,自112年7月1日起實施,採分年分階段方式,以公有建築帶頭做起,引導民間跟進,並針對耗能量大之建築物優先推動,逐步擴展至其他建築物,預估整合綠建築標章制度與建築能效評估及標示系統後,平均建築節能率可從至少20%漸進提升至50%(2050年)。

    為健全我國建築能效評估制度,本所於113年10月函頒建築能效評估手冊(2024年版),擴大適用各建築類組,自114年7月1日起實施。惟因應申請需求,申請人得於上述實施日前,自願採本手冊之評定基準,申請建築能效評估。

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圖2 臺灣淨零轉型路徑規劃階段里程碑

  • 建築能效標示制度與成效

建築能效評估系統係以綠建築標章日常節能指標之建築物外殼節能效率、空調系統節能效率及室內照明系統節能效率計算建築能源效率,評定建築能效等級,由高至低依序分為第1至7級,以作為評定建築能效等級之方法。其中建築能效分級屬第1級之建築物,且能效評分尺度為前百分之五十者,為近零碳建築(Nearly Zero-Carbon Buildings),以第1+級標示(圖3)。未來取得近零碳建築等級之建築物,約節能50%,其餘用電再使用零碳再生能源,以達成2050淨零排放目標。

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圖3 辦公及大型空間類近零碳建築案例之建築能效標示範例

本部為擔任建物節能改造的領頭羊,自112年起國家住宅及都市更新中心招標的社會住宅及公辦都更建物,率先全面導入新建住宅能效標示1級,以落實2050淨零排放施政目標。截至114年6月底,已有300件案件申請建築能效,並有189件取得建築能效標示,其中有7件社會住宅取得近零碳建築,成效良好。

  • 綠建築標章評定案件數連續4年突破千件

我國的綠建築標章與國際間的綠建築標章相同,均為自願性質,非為法令規定事項,僅能宣導鼓勵申請,其評定審查作業,依內政部發布「綠建築標章及建築能效標示申請審核認可及使用作業要點」,由指定評定專業機構辦理技術評定,再向內政部申請標章核發,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114年6月底累計評定通過之案件總數為1萬4,361件(詳圖4),且數量逐年增加。

110年至113年的通過件數持續刷新紀錄,連續4年突破千件,至113年達1,186件,創歷史新高。而民間業界參與興建綠建築之案件數量,也逐年提升比例,從91年的6%﹙7案﹚,到113年達55%﹙658案﹚。這些獲得標章之建築物於使用階段可大量節水節電,自114年1月至6月底止,已有691件新建建築物取得綠建築標章(316件)及候選綠建築證書(375件),累計每年約可省電31.06億度、省水1億5,398萬噸(相當於0.77座石門水庫的容量),其減少之CO2排放量約為172.0萬噸,這個量約等於11.54萬公頃人造林(約等於4.25個臺北市面積)所吸收的CO2量,每年節省之水電費估計約達124.11億元,成效良好。

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圖4  歷年綠建築標章暨候選綠建築證書通過件數統計圖(截至114年6月底)

  • 綠建築分級評估實施成效

屬自願性質之綠建築標章,其歷年通過案件依其建築類別分析,依序為「住宿類」、「學校類」、「辦公廳類」、「大型空間類」、「其他類」、「醫院類」、「百貨商場類」及「旅館餐飲類」建築(圖5)。其中住宿類建築占比達到31.81%,學校類建築為21.54%,這兩類加起來已超過一半。另為逐步提昇國內綠建築水準,激發民間企業競相提升綠建築之設計,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。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113年已增加至46件,其比例從0.5%提升至3.88%;另若就銀級以上來看,也從96年的9件增加到113年的481件,其比例則從2.3%提升至40.56%(圖6)。此外為進一步瞭解取得綠建築標章案件之申請情形,依綠建築普及率(即每年認可通過候選綠建築證書及綠建築標章建築物之總樓地板面積,占當年核發建造執照及使用執照總樓地板面積之比率)進行統計分析,其綠建築普及率已由101年的7.88%提升至113年的24.61%(圖7),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。

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圖5 歷年通過案件建築類型分析圖

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圖6 歷年通過案件綠建築等級分析圖

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圖7 我國綠建築標章普及率

  • 未來展望

    近年來民間建築物取得綠建築標章案件比例顯著成長,顯示出綠建築觀念已日益普及,另政府為加強推動綠建築之發展,中央已於「都市更新條例」及「都市危險及老舊建築物加速重建條例」中,給予更新建案採綠建築設計並取得綠建築標章者相關容積獎勵;部分地方政府也於自治法規納入取得一定等級以上綠建築標章得給予容積獎勵的誘因,於此,對於推動公私部門之建築物取得綠建築標章將有實質助益。

    此外,為與國際2050淨零排放趨勢接軌,本部參考國際能源總署(IEA)「全球能源部門2050年淨零排放路徑」報告,及日本、美國、歐盟等國際發展概念,提出近零碳建築路徑規劃里程碑,規劃先建築節能50%,其餘用電再使用零碳再生能源,至2050年達淨零排放之目標,同時規劃由公有建築物帶頭做起,引導民間建築跟進,並完成綠建築標章之建築能效標示制度建立,將建築能效標示併入現行採生態、節能、減廢及健康四大面向綜合評估之綠建築標章制度,以進一步強化取得綠建築標章建築物之節能成效,並期望透過實施成效良好之綠建築標章,進而帶動建築物自主標示建築能效等級,有效提升我國建築能源使用效率,並希望藉由標竿示範案例,帶動更多單位申請,進而擴大建築能效評估及標示制度之推動效益。

業務報導環控組-姚志廷
本部114年度1-6月綠建材標章核發辦理成效

一、前言

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,本所於民國93年建立綠建材標章制度。綠建材標章分為4大範疇:生態、健康、高性能及再生綠建材,其中:「生態綠建材」是指使用無匱乏危機之天然材料(例如竹材、再生林木材等),以低人工處理方式製成之建材;「健康綠建材」是指低甲醛及揮發性有機化合物(Total Volatile Organic Compound, TVOC)逸散之建材;「高性能綠建材」則包括防音、透水、節能等性能上有高度表現之建材;「再生綠建材」是指將本土廢棄物依一定摻配比例再利用製成之建材。

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已公告修正,並自110年1月1日起施行,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六十以上。但窗未使用綠建材者,得不計入總面積檢討」、「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、依其他法令規定不得鋪設地面材料之範圍及地面結構上無須再鋪設地面材料之範圍,其餘地面部分之綠建材使用率應達百分之二十以上」,透過相關法規的規定及宣導推廣,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。

二、114年度1-6月執行成果

  114上半年度本所持續在標章核發、提升評定作業品質及強化後市場管理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189件

綠建材標章自民國93年受理評定,截至114年5月底,已累計核發4,079件標章(2,983件健康、16件生態、425件再生與655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29,615種系列產品,114年1至5月核發件數為189件(120件健康、32件高性能、36件再生及1件生態),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。

(二)組成查核小組針對評定機構進行查核

  為確保本部指定之評定專業機構客觀公正執行評定業務,依「綠建材標章評定專業機構申請指定作業要點」第11點規定:「本部對評定專業機構之評定業務,得視實際需要不定期實施抽查及勘查,必要時並得邀集專家學者會同辦理」,本所114年度將於6月5日邀集相關專家學者,組成「綠建材標章評定專業機構查核小組」,前往評定專業機構(台灣建築中心)進行現勘及查核,查核內容包括:綠建材諮詢案及自薦案受理流程、申請案評定流程、後市場抽驗流程、內部檔案管理程序、申訴管道與回饋機制、網頁資訊更新等項目。預計查核小組除聽取評定專業機構簡報之外,亦隨機抽選相關案件進行細部文件及流程查核,並逐一檢視相關佐證資料與數據。經查評定專業機構之評定作業符合本部相關規定及評定專業機構自訂之「綠建材標章評定作業執行計畫書」內容。

(三)辦理後市場查核作業

  為維護消費者及守法廠商之權益,114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一,114年度上半年共計完成25件產品之生產廠查核,及10件產品抽驗送測作業,目前查核結果均符合規定,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、結語

2024年版綠建材解說與評估手冊將於今(114)年7月1日實施,本次改版持續擴大綠建材標章受理申請範圍,以切合產業界與消費者之實務需求,並因應相關法規變動與建材生產技術之提升,預期今年度標章核發件數,有機會挑戰歷史新高,顯見綠建材標章的品牌價值,已經獲得廠商和消費者廣泛的認同。

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圖1 歷年綠建材標章核發件數


業務報導環控組-張怡文
本部114年度1-6月智慧建築標章核發辦理成效

一、前言

為促進建築與資通訊產業整合,本所於93年建立「智慧建築標章」制度並受理申請,「智慧建築標章」係提供消費者作為判斷建築物是否善用資通訊感知技術,使建築物於使用階段的日常營運更具智慧,實現人性化空間的理想。本部並於100年9月訂定發布「智慧建築標章申請認可評定及使用作業要點」,明定受理申請的依據。該要點第8點規定,評定基準應依本所出版的智慧建築評估手冊辦理,並修正法規名稱為「智慧建築標章申請審核認可及使用作業要點」」。

因應智慧科技日新月異,本所智慧建築評估手冊歷經多次增修訂,從一開始的 2003 年版評估手冊的 7 大指標,到 2011 年版的 8 大指標及分級制度,我國智慧建築正式邁入分級評估階段,讓消費者可進一步識別智慧建築,以維持智慧建築標章認證制度的公信力。現行智慧建築評估手冊 2016 年版,分為基本規定及鼓勵項目,符合基本規定之要求者,即可取得合格級的智慧建築標章或候選智慧建築證書,其他鼓勵項目則由申請人自行視需要決定是否申請,賦予申請人更多選擇智慧科技應用的自由,促使智慧建築科技能更加貼近使用者的需求。為因應人工智慧(AI)、物聯網(IoT)、大數據等相關科技日新月異,帶動建築產業提升技術水準,本所辦理智慧建築評估手冊第 4 次編修完成出版《智慧建築評估手冊 2024 年版》,並函頒自 113 年 12 月 1日起實施。另為鼓勵產業創新,申請人得於 113 年 12 月 1 日實施日前,自願採「智慧建築評估手冊 2024 年版」之評定基準,申請智慧建築標章或候選智慧建築證書。

二、執行成果

有關智慧建築的評定審查作業,目前採技術評定與核發標章的行政認可分別辦理方式,鼓勵民間人才及資金投入智慧建築標章評定審查技術服務,向本部申請指定為智慧建築標章評定專業機構,以擴大我國智慧建築標章認證審查能量。智慧建築標章為自願性申請制度,非為法規強制規定事項,僅能宣導鼓勵申請,為擴大推動成效,從102年7月起依據智慧綠建築實施方針,於興建一定用途且造價達2億元以上的公有建築物時,將應取得智慧建築標章規定納入工程合約,管制政府部門公有新建建築物應進行智慧建築設計,要求於申報一樓樓地板勘驗時,應同時檢附合格級以上候選智慧建築證書,於工程驗收合格並取得合格級以上智慧建築標章後,始得發給結算驗收證明書,故對公有建築物具一定強制性。

截至114年6月底止,當(114)年度認可通過智慧建築標章177件(包括智慧建築標章47件及候選智慧建築證書130件),歷年累計認可通過智慧建築標章1,958件(包括智慧建築標章425件及候選智慧建築證書1,533件),歷年各年度申請案件數量大致呈現逐年增加之趨勢(詳圖1)。

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圖1 歷年智慧建築標章暨候選智慧建築證書通過件數統計圖

三、智慧建築分級評估實施成效

由上述通過案件資料進一步分析,自101年起施行「智慧建築分級評估制度」,讓消費者可進一步識別智慧建築,以維持智慧建築標章認證制度的公信力。實施以來,採分級評估之智慧建築標章或候選智慧建築證書通過件數共計1,812件,其比例約占歷年核發智慧建築標章及候選智慧建築證書數量之93%;其中,鑽石級已有59件,其比例約3.3%;銀級以上共計641件,其比例約35%;合格級者共計925件,其比例約51%,占比最多(圖2)。

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圖2歷年智慧建築標章暨候選智慧建築證書通過件數等級統計

此外,為進一步瞭解取得智慧建築標章案件之申請情形,依智慧建築普及率(即每年認可通過候選智慧建築證書及智慧建築標章建築物之總樓地板面積,占當年核發建造執照及使用執照總樓地板面積之比率)進行統計分析,近近5(109-113)年智慧建築普及率則為6.96%、4.63%、5.79%、10.48%及11.84%,112年智慧建築普及率已超過10%,長期推廣效益逐漸顯現。

四、未來展望

近年來取得智慧建築標章暨候選智慧建築證書的整體案件數,呈現顯著成長,案件數由102年11件成長至113年401件,為鼓勵有效期限屆滿申請延續使用,內政部於109年10月6日修正前揭作業要點,修正候選智慧建築證書有效期限屆滿,改採展期方式辦理;並於112年1月5日修正該作業要點,智慧建築標章證書首次有效期限屆滿時,可依延續認可簡化查核表申請延續認可,大幅簡化查核項目數,預估後續申請延續使用證書者將持續增加。

專題報導環控組-劉俊伸
董次長蒞臨2050智慧城市暨淨零城市展,攜手產業公私合力達成2050淨零建築目標

一、前言

隨著全球氣候危機日益加劇,面對全球氣候變遷挑戰,淨零排放已成為國際共識與迫切目標,各國陸續提出「2050淨零排放」的宣示與行動,我國亦不落人後,將2050淨零排放入法引領未來中長期因應衝擊之氣候行動。此外,國家發展委員會於2022年3月正式公布「臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明」,宣示邁向淨零轉型的決心。

在面臨2050淨零排放此一國際間重大課題的跨世代、跨領域、跨國際之轉型工程,我國以建構科技研發及氣候法制等兩大面向之基礎環境,推動能源、產業、生活、社會等四大轉型策略,逐步實現2050淨零排放之永續社會。為實現2050年近零碳建築的政策目標,內政部積極推動「近零碳建築」與「智慧建築」政策,透過制度革新、科技導入及跨部會協作,落實節能減碳與生活品質兼顧的智慧綠色永續環境。

此外,我國於2013年6月,由IBM台灣公司、大同、中華電信、研華、台灣地理資訊中心及資策會等單位共同發起,於2014年初舉辦第一屆「智慧城市論壇暨展覽」(Smart City Summit & Expo,簡稱SCSE),目的是希望能藉此每年一度的大型活動來促成發展智慧城市的社會共識,同時讓各界了解物聯網產業在智慧城市建設中扮演著舉足輕重的角色,一起推動物聯網應用及智慧城市的發展。另為配合國家政策淨零排放政策,國家發展委員會與台北市電腦商業同業公會共同合作,於2023年籌辦第一屆「2050淨零城市展(2050 Net Zero City Expo)」,內政部與國家發展委員會、經濟部、環境保護署、交通部、國家科學及技術委員會等部會設立台灣淨零願景館,展出各單位淨零目標、願景及未來行動方案。

2024年第二屆「2050淨零城市展」,除了行政院原有的八大部會之外,新加入財政部與金融監督管理委員會的參與,各政府部門除了展示政策目標及作為之外,也呈現了更多的創新技術與解決方案,大大提高淨零城市展會的可看性及政策與產業連結的價值。

國家發展委員會於今(2025)年為向國際展示臺灣推動淨零碳排的努力與決心,及向各界展示臺灣推動淨零轉型成效,於3月18日至21日,搭配同期展出之智慧城市展,於臺北南港展覽館2館4樓舉辦第三屆「2050淨零城市展」,擴大邀請包括本部、經濟部、交通部、環境部、財政部、金融監督管理委員會、國家科學及技術委員會等相關部會共同參與展出。

二、智慧城市展—本所智慧建築專區

本次參加臺北南港展覽館2館1樓舉辦之「智慧城市展」,主要係為擴大推廣智慧建築政策與理念,以促進建築與資通訊產業整合,提升建築物導入智慧化相關產業技術,達到安全健康、便利舒適、節能永續之目的,因此籌辦「智慧建築專區」參與展出,本部董建宏政務次長非常重視推動智慧淨零建築產業,於3月19日上午特別蒞臨現場參加展區開幕剪綵活動,活動除由本所王榮進所長陪同外,同時邀請到國家住都中心花敬群董事長、社團法人台灣智慧建築協會?琇玲理事長、財團法人台灣建築中心崔懋森董事長、財團法人工業技術研究院材料與化工研究所邱國展所長、社團法人台灣智慧淨零建築產業聯盟孟義超秘書長及亞太地區智慧綠建築聯盟香港代表梁以德會長、日本竹中工務店數位部岩下敬三常務及執行長與展區內各參展業界單位代表等共同參與開幕剪綵儀式。

內政部董建宏政務次長等一行貴賓於開幕剪綵儀式後前往展區參觀,分別聽取展區內參展之相關單位業者,就所展示之智慧淨零建築解決方案、創新技術與產品應用等進行介紹與說明。本次參與1樓展出之智慧城市展,所展出之「智慧建築專區」共由18家專業廠商、法人及團體等組成共同參與展出,配合世界零碳趨勢以及2050淨零碳排的國家政策,並以「建築產業雙軸轉型」為主題,策劃展出「智慧建築解決方案」、「減碳解決方案」、「人工智慧物聯網」及「智慧建材」等四大主題作為展出主軸。

內容除涵蓋本所在智慧建築領域的研究及推動成果,包括本部主辦的優良智慧建築獎歷屆作品介紹、「創意狂想 巢向未來」智慧化居住空間創意競賽的歷屆獲獎作品、以及本部智慧化居住空間展示中心等政策推動成果外,同時結合社團法人台灣智慧建築協會會員、財團法人台灣建築中心及財團法人工業技術研究院能量與智慧淨零建築產業界資源,共同展出契合主題與四大主軸之國內智慧建築相關創新技術與優良應用解決方案,呈現國內業界在智慧建築應用領域最新技術、產品及設備,為打造智慧建築提供創新解方,以推動智慧淨零建築產業發展,整體展出內容豐富,於展覽期間吸引眾多海內外各國貴賓團體、專業人士以及一般民眾等蒞臨參觀交流。

三、淨零城市展—「內政部淨零願景館」

內政部連續第3年參加由國家發展委員會與台北市電腦商業同業公會共同攜手合作,於3月18日至21日臺北南港展覽館2館4樓舉辦之「2050淨零城市展」,本次為接軌國際淨零發展趨勢加速淨零轉型,由內政部國土管理署、國家公園署及本所,攜手產業代表共同打造「內政部淨零願景館」參展,展館共設置五大主題展區,涵蓋內政部淨零政策、淨零建築、永續國土、淨零綠徑(自然碳匯)及淨零解方—產業專區共5大展區,匯聚產官學研各界,透過政策推動與產業創新技術實績,呈現臺灣在淨零建築轉型發展的擘劃藍圖與創新解方。

展館規劃結合國土管理署、國家公園署與建築研究所歷年來推動淨零政策成果,包括淨零建築路徑藍圖、淨零建築減碳旗艦計畫、老宅延壽、社會住宅、建築能效、低碳(蘊含碳)建築、減碳工法、建築太陽光電設置法制化、連鎖式公辦都更、營建廢棄物循環再利用、綠運輸生活轉型、永續低碳下水道建設、污水新生、自然碳匯戰略與碳管理在碳盤查與增匯行動等最新項目與具體成果,全方位展示內政部近年在建築智慧淨零雙軸轉型及淨零減碳等方面的努力與進展等項目成果。

為推動智慧淨零建築產業發展,今年設立「淨零解方—產業專區」,邀請建築產業與智慧節能科技領域的領導企業,包括:「冠軍建材」提供符合淨零標準的創新建材,提升建築本身之節能效率;「在一起永續」專注於彩繪光電板技術,將建築外牆轉化為發電系統的淨零轉型解決方案。「AIZ風光淨零」與「鈣鈦礦創能窗」結合智慧建築的一站式智慧綠能建築解決方案,將建築窗戶及玻璃轉化為發電系統,並結合建築自動化控制和監測,實現能源自給自足的建築智慧化管理;「睿洋綠能」專注於開發和推廣高效且經濟的非真空塗佈技術節能玻璃,來滿足全球對高節能建築材料的需求;「堡達實業」CO2熱泵解決方案可減少能耗、節省成本及減碳,節能效果佳,是需要大量熱水的營業場所及生產製程的最佳方案;「億鴻系統科技」展現建築導入智慧能源管理系統與儲能服務,實現節電、節費與減碳的解決方案;「潤弘精密工程」以預鑄工法與減碳工程技術推動智慧建築與低碳建築解決方案,促進建築全生命周期減碳。展業專區展出領先企業的創新解決方案,宣示政府與民間產業界共同推動淨零轉型的決心,讓國際看見我國推動淨零轉型成效。

內政部董建宏政務次長亦非常重視內政部淨零建築路徑規劃及關心智慧淨零建築產業發展,於3月19上午參加完1樓智慧建築專區開幕剪綵活動後,蒞臨4樓淨零城市展現場參觀「內政部淨零建築願景館」,由本所王榮進所長、國家公園署王成機署長、國土管理署林佑璘副總工程司及各參展產業代表等共同接待,於入口處合影後,隨即參觀展區並聆聽介紹,最後於打卡牆處聆聽彩繪光電塗層技術實務應用,並再次與展區參展各單位代表合影,董建宏政務次長對於本次內政部攜手產業先進共同攜手邁向2050淨零建築新時代,共創永續國土的美好未來表示讚許與肯定,並對本次參展之產業先進、內政部相關單位及執行單位等之辛勞予以致意與肯定。

四、結語

為呼應全球淨零趨勢,政府透過推動淨零建築政策,同時結合智慧淨零科技趨勢,帶動國內智慧淨零建築產業跨域整合,本次參加智慧城市展及淨零城市展雙展覽,攜手智慧淨零建築產業共同於淨零城市展設置之「內政部淨零願景館」及智慧城市展設置之「智慧建築專區」,於展覽期間均獲多批國內外貴賓團體及業界人士、一般民眾等蒞臨展區參觀並多所讚許,另在推廣宣導部分,除由內政部及本所發布3則參展淨零城市展部新聞稿及1則部FB臉書訊息外,於1樓及4樓之活動策展單位及參展業者,亦於展覽期間陸續發布新聞,大幅增加本次參展之曝光程度,展覽活動順利圓滿成功。

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圖1 智慧城市展-智慧建築專區開幕剪綵活動

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圖2董建宏政務次長參觀智慧城市展-智慧建築專區合影

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圖3董建宏政務次長參觀2050淨零城市展-內政部淨零建築願景館合影

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圖4國外參訪團一行參觀內政部淨零建築願景館聆聽淨零政策介紹

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圖5美國貴賓參觀內政部淨零建築願景館聆聽智慧淨零建築創新技術介紹

專題報導環控組-姚志廷
本部召開住商部門減碳旗艦計畫社會溝通會議

為與社會各界共同探討住商部門建築減碳的可能解方,本部於114年4月18日與經濟部及環境部共同舉辦「住商部門減碳旗艦計畫社會溝通會議」,會議由行政院節能減碳辦公室林子倫副執行長及本部董建宏政務次長擔任主持人,呂家華小姐擔任共同主持人,董政務次長致詞時表示,為加大淨零減碳推動力道,本部已擬定「淨零建築減碳旗艦計畫」,規劃「老舊老宅及社會住宅低碳淨零」、「擴大建築能效改善」及「智慧淨零雙軸轉型」三大推動主軸,積極推動各項措施,推動過程也將持續與專家學者及公民團體進行溝通對話,公私協力滾動檢討相關措施。 

本次會議邀請財團法人地球公民基金會、台灣環境規劃協會、媽媽氣候行動聯盟協會、台灣綠領協會、台灣綠能公益發展協會、財團法人主婦聯盟環境保護基金會、荒野保護協會、社團法人台灣循環經濟學會等公民團體,及中華民國不動產建築開發商業同業公會全國聯合會、中華民國全國商業總會、中華民國全國建築師公會、財團法人台灣建築中心、台灣能源技術服務產業發展協會、臺灣區綜合營造業同業公會、中華民國能源技術服務商業同業公會等專業公協會共同參與討論。 

會議先由本所說明住商部門減碳旗艦行動計畫(草案)內容重點,包括淨零建築及深度節能2計畫,並由成功大學建築系林憲德教授分享淨零建築創新思維、工研院產業科技國際策略發展所林志勳副所長分享深度節能代表性案例、將捷集團李建德執行董事分享地源熱泵建築,再開放與會公民團體、公協會及專家學者探討行動計畫(草案)之多元解方。與會之公民團體及公協會代表對於本部所提「淨零建築減碳旗艦計畫」及經濟部所提「深度節能減碳旗艦計畫」內容,表示肯定與支持,並關切老屋老宅延壽及整建維護、人才培育、既有建築能效改善等議題。 

對於與會公民團體及公協會關切之議題,本部董建宏政務次長總結時表示,本部推動既有建築物能效改善策略,亟需推動整建維護並納入老屋老宅延壽計畫,以促進既有建築物的能效改善,建築物延壽可藉由經濟、簡易、快速的評估與修復補強技術工法,在短期內提升安全性能與改善居住品質,而且因無需拆除重建,可減少約60~70%的碳排,帶來可觀的減碳效益。此外,老屋老宅的延壽及整建維護,不僅可提升弱勢族群及高齡族群的居住品質,也提供就地安老的機會,這是公正轉型具體的實踐。另外,為協助發展再生能源,本部也積極訂定建築物設置太陽光電發電設備標準,全力支持新建建築物設置太陽光電設施,以加大我國淨零建築推動力道。最後,董政務次長也感謝各界對於住商部門減碳旗艦計畫的支持,後續本部將參酌與會人員意見,持續滾動檢討相關計畫。

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專題報導工程組-李鎮宏
屋頂太陽能光電板耐風性能模擬分析

一、前言

臺灣在2050淨零轉型策略及治理基礎中,對於建築節能與綠電各半的淨零建築路徑上,採符合近零能源建築(Nearly Zero-energy Building, NZEB),再以綠電碳中和達成淨零建築路徑之策略。其中淨零轉型12項關鍵戰略中「風電/光電」,於能源轉型「風力及太陽光電系統整合」中有其重要性。因此,行政院於民國105年9月8日核定「太陽光電2年推動計畫」,規劃114年再生能源發電佔比為20%,其中太陽光電114年規劃設置目標量為20GW,預估年發電量250億度電。目前截至114年4月止,國內太陽能系統裝設量為14.6 GW,年度發電量為182.7億度/年。

隨著再生能源太陽光電系統設置量持續攀升,系統安全與發電長期穩定將是未來主要關心的重點項目。然而台灣地處颱風頻繁運動的區域,造成許多太陽光電系統損壞,其中104年蘇迪勒颱風與105年尼伯特颱風侵襲台灣造成許多太陽光電系統損壞為甚,112年9月3日,台灣中央氣象局發布颱風海葵於臺東縣東河鄉登陸重創台東,校園屋頂的太陽能光電設施受損慘重,共計9所學校光電設施必須重建,預估金額破千萬元。

因此本文朝3面向進行光電板耐風測試驗證與數值分析,分別為風場驗證、地面棚架光電陣列及屋頂棚架光電構架。先行引用日本建築學會(AIJ)風洞環境風場實驗數據,以流體分析軟體MIDAS-NFX進行風場風速模擬與實驗驗證,以確認流體數值分析結果合理性;其二建立三維多跨地面棚架光電模型,探討陣列光電板所受風壓變化及內、外圍各光電板所受之風力係數分布情形;最後以低矮3樓透天厝建築為本體,於屋頂上設置棚架型光電構架,而光電板設置範圍則分為牆內與牆外1m兩種,加以分析光電構架外伸與否,所造成之風力係數大小差異。

研究三大面向圖解
圖1 研究三大面向

二、分析內容

(一)環境風場數值模擬與驗證結果

研究係以光電板構架所受風力為主要範疇,外力來源為設定風速造成光電板與構件所受風壓,進而形成不同風向下光電構架之上升(沉降)風力。因此,風速分析的準確性,將進一步對於後續分析光電板構架承受之風壓與風力上有其重要性影響。目前日本建築學會(AIJ)整合了日本各個研究單位所進行之大量的數值模擬、風洞試驗、實地量測並討論不同的計算流體力學軟體的可靠度。其中相關結論提到礙於龐大的計算量與時間,使用大渦流(LES)模型雖然可以獲得更精準的分析結果但目前計算機能量無法負荷,目前建議風環境模擬可採雷洛平均方程(RANS) 模型進行。而綜合模擬分析結果,在進行實際都市 CFD 模擬驗證時,如以邊界層風速為參考風速時,建議標準誤差值應小於 0.2,整體相關性係數應高於0.7。本節應用MIDAS-NFX建立風場分析模式,並以日本AIJ風洞環境風場之「新瀉市內建築物密集地區」實驗數據結果為驗證對象進行模擬分析。

風場分析區域與量測點位分布圖
圖2 風場分析區域與量測點位分布

圖3 顯示16 個風向角下的其中4個風向(N,NNE,NE,ENE)平均風速模擬分析與風洞實驗量測結果之比較。整體看來分析結果的趨勢與量級大致與實驗相符,雖然某些測點如55-65在某些風向角的預測上是偏低的,其原因可能是因為尾流區的影響,但在主要預測強風區域,如東風到西風(θ=90°至270°),大部分測點風速仍可有效掌握,其相關係數在0.8以上、標準誤差範圍在 0.14 以內。而不同風向下,在建築物的尾流範圍內,CFD 的整體預測結果與風洞試驗相比,風速有稍微低估的情況發生。本次分析所得之16個風向下之平均標準誤差為0.109、平均相關係數為0.83,均有可信賴的分析驗證結果。

整體而言,本次分析案例結果在16個不同風向下之實驗值與分析值間,其相關係數最大為0.924(風向SSW)、最小為0.7042(風向N);標準誤差最大為0.1414(風向W)、最小為0.083(風向SSE),顯示本次分析結果皆已可符合。因此,綜整本章複雜建物環境行人風場之分析驗證結果,不管於建物迎風面或尾流區背風面,行人風速皆可透過分析模擬,獲得與風洞實驗結果具有某程度上的一致性。

風向N之行人風速實驗與分析比對圖
風向N
風向NNE之行人風速實驗與分析比對圖
風向NNE
風向NE之行人風速實驗與分析比對圖
風向NE
風向ENE之行人風速實驗與分析比對圖
風向ENE

圖3 不同風向之行人風速實驗與分析比對

各風向下之環境行人風速分布圖
圖4 各風向下之環境行人風速分布

(二) 地面棚架光電風力分析

為了解現地實場安裝後之陣列式地面型光電構架,因前後交疊彼此間相互屏蔽效應所造成的風力大小差異與分布,於本節中以實場單元光電構架為主體,進行4×4階陣列式光電構架配置佈設,並以風向角150為增量,因分析之光電構架屬對稱型式,故分析風向變化至1800止,以MIDAS-NFX進行流場分析與風力係數解析,探討整體陣列中光電構架因風向及所處位置所造成最大(小)風力係數差異,設計風速為42.5 m/s。

單元系統構架排佈採4排 × 7片/排的模組,單片模組發電量約380~385W,28片之總發電量約10.64 kW。模組長1.75m、寬1.04m,所成斜面總長7.08m、寬7.39m,傾斜角約100。最短柱高1m、最長柱高1.7m,長向間距2.84m,寬向間距3.73m。構架本身皆以C型鋼100×50×20(t=2.3mm)組合而成,柱及縱梁採雙C型鋼結合而成,橫梁部分則由單一C型鋼構成。4×4光電構架係以單元系統構架為主體佈設,左右間距1.4m,前後間距1m(外圍光電板模板間),總長30.1m、寬33.8m,總發電量約170 kW。分析模型建置過程中需注意避免構架間任何微小空隙且不連續面的產生,因為在引入到MIDAS-NFX時,不連續面將造成該物件脫離於流場中,造成切割元素分離及增加後續分析不穩定。光電構架三維圖資引入至MIDAS-NFX後,需進行幾何查檢,包含有無自由邊緣、微小容許邊長(10-2)及微小面積(10-4)出現,以避免後續分析出現錯誤訊息。在後續分析紊流模式採用NFX中之Detached LES (Large Eddy Simulation)大渦流模式進行暫態分析計算光電構架所受風力,當固體邊界附近和紊流尺度小於最大網格尺度的區域時,採用RANS ( Reynolds Averaged Navier-Stokes)求解;而紊流尺度大於最大網格尺度的區域,則使用LES模式求解。

單元光電構架與4×4光電構架3D示意圖
圖5 單元光電構架 / 圖6 4×4光電構架
4×4光電構架CFD風速分析剖面示意圖
圖7 4×4光電構架CFD風速分析剖面

整體分析結果摘錄風向角00~450略述如下:

  1. 經分析風向角00時,第1排中間兩個光電構架P12(表第1列第2行模組,以下同)與P13之風力係數(Cf)分別為0.493與0.492(高於規範參考值0.44),兩側光電構架P11與P14之風力係數為0.429,其餘構架隨著往風場下游走而有所變化且都在規範參考值內,最小風力係數發生在P41構架為0.216,最大/最小值間差異56.2%。至於光電面板所受最大風壓,則以發生於P14構架模組頂板負風壓-1401.1Pa,及P12底板正風壓1161.4Pa。
  2. 分析風向角150時,仍以第1排所受之風力係數較大,且有3組構架大於規範參考值0.44,分別為P11為0.499、P12為0.529及P13為0.513,且較風向角00時更大,其餘構架隨著往風場下游走而有所變化且都在規範參考值內,最小風力係數發生在P41構架為0.206,最大/最小值間差異61.1%。至於光電面板所受最大風壓,則以發生於P11構架模組頂板負風壓-1679.8Pa及P13底板正風壓1112.8.4Pa。
  3. 分析風向角300時,第1排所受之風力係數持續增大,全部4組構架風力係數皆大於規範參考值0.44,分別為P11為0.501、P12為0.535、P13為0.519及P14為0.446;其餘構架隨著往風場下游走而有所變化且都在規範參考值內,但非逐級變小而是有所增減。最小風力係數發生在P41構架為0.202,最大/最小值間差異62.2%。至於光電面板所受最大風壓,則以發生於P11構架模組頂板負風壓-1789.6Pa及P13底板正風壓1063.6Pa。
  4. 當風向角轉至450時,第1排所受之風力係數較300時低,且16組風力係數Cf皆小於規範參考值0.44,此時Cf為0.4以上之光電構架計有P11、P12、P13、P34及P44等5組;構架隨著往風場下游走而有所變化,偏來流風向外圍的構架風力係數皆有所增加。最小風力係數發生在P41構架為0.181,最大/最小值間差異58.2%。至於光電面板所受最大風壓,則以發生於P44構架模組頂板負風壓-1636.8Pa及P13底板正風壓1008.4Pa。

整體而言,在4×4陣列式光電構架中,因受風向及所處風場位置不同,使得光電構架之風力係數Cf已有多處大於規範參考值0.44,較不保守,最大正風力係數Cf為0.535(上掀)、最大負風力係數為-0.365(下壓)。

風向角00與150之風力係數分布圖
a.風向角00之風力係數分布 / b.150之風力係數分布
風向角300與450之風力係數分布圖
c. 300之風力係數分布 / d. 450之風力係數分布

圖8 4×4陣列不同風向角下之風力係數分布

專題報導安災組-詹家旺
    低碳木竹建材耐燃技術暨直交集成板接合部與複合RC構架防火性能評估

    本計畫探討天然木竹單板貼覆於無機板材之耐燃性能,並探討基材厚度與種類和面材厚度對於木竹面材貼覆的耐燃性質影響,包含熱釋放率(kW)、熱釋放率峰值(kW/m²)、總熱釋放量(MJ/m²)、引燃時間、質量損失率與CO、CO2釋放量等,以評估木竹面材使用在不同室內裝修材料的效益,同時進一步探討國產工程木材作為木質構造建築應用時之碳排分析與優勢,使木竹建材可更廣泛應用於建築中,有效降低整體碳排放量達到淨零碳排目標。

        本計畫係分成三大工作項目,第一項「低碳木竹建材之耐燃技術與減碳效益分析」、第二項「直交集成板(CLT)牆板與RC構架複合結構單元之防火性能評估」、第三項「直交集成板(CLT)樓板與牆板接合部之防火性能評估」,透過本計畫成果可提供業界建築設計中採用木竹建材的重要資訊。

        第一項「低碳木竹建材之耐燃技術與減碳效益分析」,主要針對室內裝修面材進行耐燃性能之探討,以國產木竹材為原料設計以木竹原有天然紋路同時達到耐燃性能之複合型裝修用材,進一步評估作為低碳木竹建材之耐燃性能與減碳效益分析,成果如下:

    • 不同膠合劑耐燃性試驗以PVAc之阻燃效果較佳,總熱釋放量最低,其次為EVA,而強力膠總熱釋放量最高。
    • 在CO釋放量方面,EVA比PVAc約減少20%,CO2釋放量則沒有太大的差異。建議未來施作應考量以EVA為主,雖然EVA的熱釋放率較高,但以膠料的特性來說,EVA具有耐水性與較低的CO釋放。
    • 使用阻燃藥劑進行表面塗佈之試驗結果,顯示藉由塗裝可以有效降低總熱釋放量,均達耐燃三級,後續可朝以阻燃藥劑搭配貼面厚度增加方向發展(0.5 mm以上)。
    • 貼面厚度0.5 mm以下之條件,在符合耐燃1級結果,亦可優先考慮使用EVA,有效提升阻燃效果,降低熱釋放量。
    • 柳杉集成材的加工製造階段進行初步的碳足跡盤查,結果顯示於加工的各個階段作業中,膠合作業造成的單位材積碳排放量最高,約占42.00%,主要源自於生產膠合劑所發生之碳排放。此外,製程中以乾燥作業之碳排放量最多,由於乾燥作業的持續時間長而導致整體碳排放量較大。因此,在減少加工製造階段的碳排放方面,可以從膠合劑和乾燥作業入手。
    • 完成國產工程木材製造過程之碳盤分析,A3階段排放33.68 kgCO2/m3

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    室內裝修面材耐燃性試驗

        第二項「直交集成板(CLT)牆板與RC構架複合結構單元之防火性能評估」,主要針對直交集成板CLT牆板在有無被覆石膏板之條件下之1小時防火性能與比較直交集成板CLT牆板在不同防火被覆之條件下之2小時防火性能。藉以探討防火被覆材對於延遲炭化之效益,以及補足國內木構造牆體之2小時防火時效工法,成果如下:

    • 以石膏板被覆之雲杉CLT炭化深度約為16.2 mm,最大深度為23.5mm;無石膏板被覆之平均炭化深度約為49.3 mm,最大深度為60.6 mm,平均炭化速率為0.82 mm/min。
    • 以1層19 mm石膏板被覆之延遲炭化時效為30分鐘,2層15 mm石膏板被覆之延遲炭化時效為60分鐘,2層19 mm石膏板被覆之延遲炭化時效為90分鐘,2層12mm矽酸鈣板被覆之延遲炭化時效為40分鐘。
    • 本研究初步成果與103年內政部建研所研究計畫「木構造樓板耐火性能設計與驗證研究」之結果比較可知,樓板由於需要承載樓板活載重,並且防火性能受樓板之材料與工法之抗撓曲能力影響,因此所需之防火性能需求較牆板高,103年實驗結果得到於美式2by10構架樓板使用5/8 in(15 mm)之X-type石膏板被覆,可達到約40分鐘之防火時效。
    • 複合構架FNG試體平均碳化深度為4.8 cm,有效斷面深度為7.2 cm;複合構架FG試體平均碳化深度為1.5 cm,有效斷面深度為10.5 cm,由於接合所用之螺絲長度(7 cm)皆未超過有效斷面深度,因此由CLT板與接合件及螺絲所提供之接合部強度差異不大,故兩試體之實驗結果無太大的差異。因此,考慮CLT所能提供的強度而言,螺絲鎖固能貫穿CLT板之深度是否會超過預定的炭化深度,則影響CLT補強構架的整體強度。

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    直交集成板(CLT)牆板與RC構架試驗

        第三項「直交集成板(CLT)樓板與牆板接合部之防火性能評估」,主要透過耐火試驗驗證樓板牆板接合部接縫處以及接合件採用不同方式遮蓋的1小時耐火性能因子以及兩種材種的CLT牆板碳化情形,同時以結構試驗評估接合部的剩餘結構性能以評估各種遮蓋方式的量化效果,成果如下:

    • 兩組試體的牆板與樓板的水平接縫處並未發現實驗過程中有煙從非曝火面滲出情形,而在雲杉試體的樓板-牆板以及牆板對接的交接介面的交會區,於實驗中發現實驗早期有煙從非曝火側竄出情形,同時此處的碳化深度為牆體其他區域的2倍以上,但柳杉試體的相同位置處則無此現象,推測可能是雲杉試體牆板對接處牆板凹槽與中央填塞板在製作時兩者間密合度較低有關,使得高溫容易竄入牆板內側,建議採用中央崁接方式對接方式應特別注意其密合度或增加防火棉填塞以減緩高溫竄入。
    • 採用兩層15 mm厚的石膏板遮蓋的方式能夠將內側連接件的表面溫度維持在130℃左右,升溫延遲時間可達36分鐘,防護效果良好,實驗後連接件周邊木材未產生碳化層。
    • 單層19 mm厚石膏板的防護效果非常有限,最終連接鐵件表面溫度達360℃,連接件周邊木材表面、螺絲孔周邊木材碳化,結構實驗結果得知其初始勁度僅剩26%。
    • 使用單層25.4 mm石膏板遮蓋以及採用單層19 mm厚石膏板加上岩棉充填的效果相近,鐵件表面溫度約為250~300℃,對鐵件強度以及木材熱分解的影響較為有限。其中在石膏板內層填塞防火棉有延緩升溫的效果,最終連接件表面溫度約可降低30~60℃。
    • 16公分厚,CL26E11.8等級歐洲雲杉CLT牆板的1小時平均碳化深度約為47.8 mm,熱解層厚度約為4.6 mm,平均碳化速率約為0.8 mm/min。15公分厚,Mx60A-5-5等級日本柳杉CLT牆板1小時平均碳化深度約為55.6 mm,平均熱解層厚度約為4.6 mm,平均碳化速率約為0.93 mm/min。

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    CLT牆板與樓板耐火試驗

        基於木竹材構造能有效固碳於建築內之特性,針對國內常見鋼筋混凝土梁柱(Reinforced Concrete,RC)作為主要結構系統之建築物,探討木構造在RC建築中樓板、牆板上應用的可行性,並建立「複合構造」結構系統之設計方法。除建立國內既有的木竹材基礎資料庫外,亦可推廣木竹材樓板/牆板應用於既有RC建築。將複合構造之概念推廣至國內老舊/新建住宅,達到增加木竹材使用量及建築固碳的目標。因此,建立直交集成板(Cross-laminated timber,CLT)樓板及牆板與RC梁或鋼梁之接合部防火設計等構造防火安全至為重要。