中華民國內政部建築研究所中華民國內政部建築研究所

壹、前言

        我國早期由於缺乏防火建材檢測制度，因此80年代火災年發生萬次以上。為此，本所自籌備處階段即投入防火研究、建置設備、研修法規與標準、推動檢測、落實防火管理。同時，因應重大火災事件，進行實驗研擬對策；參與國際合作，開發技術，進行技術移轉擴大成果應用。整體而言，本所防火建材實驗研究，對提升國內防火安全及建材發展，均有顯著績效。

 

貳、防火實驗中心實驗研究功能及其設備

        本所承續籌備階段實驗研究基礎，91年於成功大學歸仁校區成立防火實驗中心，分設6大實驗館場，建置60餘項設備。以實驗協助法規與標準研修，並為經濟部及本部指定實驗機構，協助檢測，有效提升我國防火建材品質與應用。

 

防火材料、消防實驗館	耐火構造實驗場	綜合實驗場
部材防火實驗場	煙控避難實驗館	戶外火災實驗場

圖1 防火實驗中心實驗館場

參、防火建材實驗研究績效

一、推動建立防火建材檢測驗證制度

        本所於81年即設立防火實驗室，建構防焰、耐燃及構件實驗設備(圖2)，展開耐燃裝修材料使用現況調查與防火性能檢測計畫，以實驗成果為基礎，共計研(修)訂78項標準(圖3)，使經濟部標準檢驗局於83年列檢耐燃板材，87年與本所合作增列「建築用防火門」檢驗，同時協助修訂建築技術規則室內裝修耐燃材料與防火門等規定。

        經由法規、標準、檢測以及管理逐步落實，國內自88年起火災發生率逐年下降，其成果充分展現本部整合營建、消防與研究功能，以及與經濟部跨部合作共同努力的績效(圖4)。

防焰	耐燃
防火門牆

 圖2 初期推動防火實驗設備

圖3 本所依火災歷程已研(修)訂之試驗標準

圖4 防火建材檢測、法規修訂歷程與火災發生消長關係

二、國內重大火災事件實驗研究

        本所亦因應國內重大火災事件進行實驗模擬研究，原因探討並研提防制對策：

(一) 「ALA」Pub火災實驗研究

        100年台中市「ALA」Pub火災後，即就夜店常用易燃泡棉不當裝修問題進行檢討。針對一般泡棉、防火泡棉及耐燃板材進行一系列比較實驗，藉由動態影像展現其差異性(圖5)，輔以煙毒、吸音性測試及單價分析，提供各界正確選用之重要參考。

時 間	40 秒	129秒	900 秒
說 明	左側一般泡棉引燃，右側耐燃泡棉未引燃	左側辦公座椅被引燃，右側仍未引燃	左側辦公座椅燃燒殆盡，右側仍未引燃
照 片

圖5「ALA」Pub火災一般與耐燃泡棉比對實驗

(二) 騎樓機車火災實驗研究

        90年代發生多起騎樓機車火災造成嚴重傷亡，如92年蘆州大囍市。本所即展開實驗研究，發現機車引燃約100秒火焰高度即達3.9m以上(超過一層樓高)，天花板溫度高達約800℃ (圖7)。並於103年發生永和成功路機車火災後，即彙整實驗成果建議機車退出騎樓，已於各地方政府逐步落實實施；另亦建議騎樓及樓梯間不得裝修，或以不燃材料裝修，樓梯間大門應淨空且隨時保持密閉，提供住戶自主管理參考。

圖6 永和機車火災、樓梯間竄燒及立面延燒情形

圖7 騎樓機車火災實驗研究

三、國際合作實驗研究

        由於本所擁有國際上唯一可進行梁柱組合耐火試驗裝置，爰應國際建築研究資訊聯盟（CIB）防火工作委員會（W14）邀請，參與美國911紐約世貿雙子星大樓倒塌原因探討合作研究，進行「鋼結構梁柱接頭火害」之主要實驗工作(圖8)。另應ISO國際標準化組織之邀，參於制訂「中尺度量熱計(ICAL) 」試驗法之國際比對實驗(圖9)。

圖8 鋼結構梁柱接頭火害國際合作實驗	圖9 ISO 「中尺度量熱計」國際比對實驗

 

四、專利取得與技術移轉

(一)二層煙控技術移轉

        配合本部93年起實施建築物防火性能設計法規，針對樓地板面積小於200m²空間之避難設計，開發「煙層簡易二層法」程式(圖10)，並開創本部首次技術移轉，目前已授權36家建築師事務所及評定機構，權利金繳交行政院國家科學技術發展基金，充裕研究資金。

圖10 煙層簡易二層計算流程

(二)技術專利取得

1. 阻熱型防火鐵捲門

        防火鐵捲門在火災中仍會產生熱輻射，危害避難者安全，基此本所運用「防火用多孔管水膜產生裝置」專利，成功開發阻熱型防火鐵捲門並獲本部審核認可(圖11)。

圖11 開發水膜阻熱型防火捲門

2. 具防火阻熱遮煙性能之水膜簾幕

        再運用「防火用多孔管水膜產生裝置」，研發「具防火阻熱遮煙性能之水膜簾幕」新型專利。改善鐵捲門妨礙避難及消防救災之問題；也可應用於避難等待空間，緩和避難人群擁塞，延緩火、煙進入，提高避難安全。

3. 可抵消水平側向力之結構體支承加載裝置

        本所樑柱複合爐可測得構件耐火期間之互制狀況，但試驗過程會產生水平側向力損壞設備，為此本所與國內承商共同研發可抵消側向力裝置，並獲國內與美國發明專利。

(三)煙控技術實地驗證

        考量目前建築物煙控性能設計，僅仰賴電腦模擬，缺乏驗證，本所爰以實驗成果研訂現場熱煙試驗標準，並於高雄衛武營藝術文化中心進行首例實地驗證，成為重要驗證法，將可提供煙控性能現場檢核運用(圖12)。

音樂廳	表演廳

圖12 高雄衛武營藝術文化中心現場熱煙試驗

肆、後續工作重點與展望

        基於建築物規模、類型及材料推陳出新之多元化發展，建築物火災規模、樣態亦隨之變遷，本所後續將著重於國內外新型火災模式及重大災害案例之防火對策進行實驗研究。如：探究日本311震災與火災之多重災害對建築之影響，後續將著重於多重災害之結構實驗研究 (圖13)；因應英國倫敦Grenfell Tower火災問題，建構實驗裝置(圖14)進行實驗研究；持續以科學化、系統化實驗建立本土數據，作為法規與標準研修基礎及測試服務，充分發揮實驗中心功能。

圖13 國際首次地震與火災多重災害實驗

圖14 帷幕牆耐火實驗

 

        為提升綠建築設計水準，加強各界對綠建築之重視，內政部特別舉辦優良綠建築作品評選，以表彰優秀的建築師與起造人在提升綠建築技術與落實推動的貢獻與付出。優良綠建築作品評選活動自92年起至106年止共辦理9屆優良綠建築作品評選，累計94件得獎作品，其中本（第9）屆計有25件銅級以上綠建築作品參選。

        本屆優良綠建築作品評選活動，計選出旗津生命紀念館等10件充分展現永續發展精神與環境教育價值的優良綠建築作品，頒獎典禮結合「第46屆建築師節慶祝大會」於南港展覽館共同舉辦，由陳副總統親臨頒獎，本部花政次亦蒞會指導，同時於展示區展出得獎作品簡介看板。另特別配合舉辦「優良綠建築論壇」，邀請得獎建築師分享得獎作品設計精要，供與會建築師及建築業界學習觀摩，以達教育示範之實質功效。

圖1 陳副總統、花政次與優良綠建築獎建築師合影

 

 

圖2 優良綠建築論壇活動照片

        德國經濟辦事處林百科處長（Mr. Axel Limberg）陪同Solar Impulse Switzerland 創辦人 Mr.Bertrand Piccard等一行5人，於本（106）年9月12日（星期二）下午2時15分蒞臨本部會見葉部長，並就隔熱節能相關議題進行意見交流。內容重點包括：電價合理化與獎補助節能措施之建議、隔熱技術與節能解決方案的國際合作，及該辦事處預訂於2018年籌劃辦理「綠建築論壇」等項，本部並針對相關議題適切回應，有關電價合理化推動之課題，必須考量國情循序漸進和緩地調整，以減少社會衝擊；國際間雖已有很多好的外牆屋頂隔熱保溫技術，未來如要推展應用，亦應考量各地氣候的適應性配合調整；德國經濟辦事處積極推動與我國在建築節能技術與產業貿易交流，並規劃於2018年舉辦「綠建築論壇」，將由本部建築研究所等相關單位代表參與及提供所需之協助。

圖1 葉部長會見Mr.Bertrand Piccard及德國經濟辦事處林百科處長（Mr. Axel Limberg）等貴賓一行合影

圖2 葉部長與Mr.Bertrand Piccard及德國經濟辦事處林百科處長合影

        內政部建築研究所為提升綠建築扎根教育成效，105年度起開始，以創新的宣傳方式，舉辦「綠建築繪畫徵圖比賽」，同時整合綠建築數位教材教學、綠建築示範基地導覽與低碳觀光綠建築知性之旅，鼓勵並引導學生、教師及家長至綠建築現地觀摩，以多元方式普及宣導綠建築永續環境理念，從國民教育體系課程強化國民對綠建築節能減碳觀念之認知。

        本比賽以「優良綠建築或取得綠建築標章之建築物」為主題，今(106)年度共選出特優4件、優選20件、佳作60件及入選147件等獎項，得獎作品共計231件。為鼓勵參賽得獎者，提升本活動能見度，前揭頒獎典禮業於106年11月18日(星期六)下午2時30分假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳舉辦，由陳所長瑞鈴親臨致詞並進行頒獎，活動圓滿完成。

圖1 陳所長瑞鈴親臨致詞

圖2 頒獎典禮活動剪影

        本所自84年成立以來即陸續展開建築防火及都市防災科技計畫，結合國內學術、政府及業界共同投入都市與建築之地震、火災、洪災及坡地災害防制研究發展。長期透過先進科技導入、本土化修正及移轉應用，增修建築、消防法規及國家標準、改進管理制度，充實都市計畫防減災規劃內涵，建置防火實驗及檢測設施設備，以及輔導社區自主防災等工作，與國內防災工作發展歷程共同成長，對於整體社會防災能量提升、防災環境建構以及防災研究人才培育卓有貢獻。因而榮獲中華防災學會「106年度防災貢獻獎」，由本所王副所長安強代表出席106年10月27日於國立成功大學成功校區海工教學大樓演講廳所舉辦的「中華防災學會第7屆第1次會員大會」接受頒獎表揚，並於會中分享本所近年重要貢獻，後續亦將因應環境變遷、社會需求及科技發展，精進防災相關科技研究，落實防災研究績效，並發揮前瞻引導功能。

 

       臺灣防災產業協會為表彰在防災科技跨領域應用之商品及服務，具有優良及創新表現之成就者，特設「防災科技應用技術優質獎」。本所彙整105年度委託研究計畫研究成果，以作品「山坡地社區建築管理履歷資料庫與社區智慧防災之整合應用」參選防災科技獎項，榮獲佳作。

        本系統以山坡地社區為主體，整合政府開放資料、社區相關紀錄與本所研究成果建立資料庫，山坡地社區至主管機關分層管控使不同使用者可獲得整合災防資訊，突破以往不同單位產製資料需耗費大量時間整合之困境，本系統可提供地方政府於平日巡檢時有效掌握潛在災害熱區之勘查維護，於災害發生時能即時研判致災位置，分析致災原因；另可協助社區瞭解與辨識氣候變遷下社區災害風險，而透過邊坡警示資訊及即時降雨警戒可提高社區防災意識與災害應變能力。本年度本系統將延伸應用層面，結合監測資料、雲端運算與大數據分析，進一步建立山坡地社區智慧防災物聯網。

        行政院災害防救辦公室為配合新版「災害防救基本計畫」草案(108-112年)編審作業廣徵各界意見，於106年12月6日舉辦「災害防救基本計畫論壇」研討會。會中分就韌性社區、國土防災、氣候變遷調適、防災產業、大規模災害模擬與對策、全災害地區計畫、地方災防策略等7項議題進行研討。於「氣候變遷調適」議題針對精進氣候變遷災害風險評估、落實災害調適政策、提升災害調適能力、研提新興氣候變遷災害議題等軸向加以研討，獲致包括整合自然環境與社會經濟資料、加強各類災害之風險評估，俾精進氣候變遷災害風險評估；落實氣候變遷防災調適於國土空間治理規劃；加強氣候變遷防災教育、資訊揭露、利害關係人參與及風險溝通等項結論，將供本所未來研擬科技計畫參考。

        由於政府「新南向政策」的積極推展，菲律賓規模最大的ABS-CBN電視台的新聞頻道（ANC）採訪團隊，透過我外交部國際傳播司的安排，於本（106）年9月22日下午前來本所拜會，並採訪我國綠建築之推展。本次專訪由本所環境控制組羅組長時麒代表受訪，本次分就我國歷經10多年的綠建築推動變革、如何因應亞熱帶高溫高濕氣候特性建立綠建築制度之相關創新作為，以及如何將這屬自願申請的制度變成一項全民運動等議題內容進行交流。專訪內容將俟電視台後製完成後，於菲律賓境內透過直播衛星、有線電視及網路等方式播送，以利該國民眾瞭解臺灣綠建築之相關推展，此舉對提升臺灣國境形象與國際能見度將有顯著幫助。

        非凡新聞台得知本所設有防火實驗中心，長期投入建築防火實驗研究及檢測，乃於9月26日至防火實驗中心進行建築防火材料專題報導的錄製作業，並於非凡新聞的「盈盈來看厝」專欄中播出。

        本次專題報導以長照機構防火及實驗中心重點試驗業務為主軸，針對火災之成長歷程與相應之防火建材實驗進行說明，包括：防止起火之防焰材料(如窗簾)、防止火勢擴大之耐燃材料(如耐燃合板)及隔絕火煙漫延之防火構件(防火牆)等三項主要防火材料進行試驗，並以一般易燃材料燃燒結果進行比對；同時輔以建築防火材料分級標準，及現行法令對室內裝修防火材料相關規定說明，宣導建築防火建材使用與辨識知識，讓民眾瞭解政府為民眾居家防火安全把關投入的心力，鼓勵更多民眾願意主動投入居住環境防火安全的維護與建構。

（連結:https://www.youtube.com/watch?v=0UgLCIG4g_4&feature=youtu.be）

圖1「盈盈來看厝」防火材料專欄

圖2「盈盈來看厝」防火材料專欄

        本所材料實驗中心設有大型力學、耐久耐候、材料分析及非破壞檢測等4個實驗室，主要為強化與支援國內建築構造及材料研究之發展，針對大尺寸建築構件之力學性能、材料之耐候性能及材料微觀分析等技術，提供研究、研發與檢測實驗服務；目前以承接挫屈束制斜撐(Buckling Restrained Brace，簡稱BRB)性能試驗為主，係使用國內規模最大之長構件反覆加載之3,000噸油壓試驗機。

        本所材料實驗中心為強化實驗檢測品質，提昇實驗室管理系統，依據ISO/IEC 17025等相關規範，建立各項標準作業文件，以確保檢測報告之公正性、正確性及可靠性；又經財團法人全國認證基金會（以下簡稱TAF）之審查認證，並於106年10月13日取得TAF之認證許可（證書編號：L3344-171013）。

         在審查認證過程中，有關儀器校正之追溯、不確定度之評估、試驗品質之保證方案，及環境設備之維護管理等重要評鑑項目，皆備受考驗，能獲TAF認證通過實乃不易。

         本中心試驗服務諮詢電話，請洽（02）29310686分機1309，亦可上網查詢，網址http://material.abri.gov.tw/ 。

       本所防火實驗中心為TAF全國認證基金會(以下簡稱TAF)認可之實驗室，認證項目計有「防火門耐火測試」等22項。認證期間每年需接受TAF監督評鑑以維持認證的有效性。TAF年度監督評鑑與查核的項目如下：

（1）量測設備/參考標準及參考物質校正及追溯。

（2）環境條件。

（3）人員。

（4）校正/測試報告。

（5）抱怨案件處理情形及矯正措施效果。

（6）實驗室內部稽核及改善紀錄。

（7）實驗室管理審查及執行紀錄。

（8）實驗室文件管制情形。

（9）能力試驗。

（10）品保方案。

（11）待校件/待測件接收、校正/測試、分發之流程。

（12）校正/試驗方法。

（13）上次評鑑所提問題點改善。

（14）特定要求事項。

        本年度評鑑時間為106年9月8日，防火實驗中心同仁不僅日常對於實驗業務之運作，皆確實依據CNS 17025規定辦理，當日亦全力配合評鑑，展現實驗中心運作質量，評鑑結果皆符合TAF監督評鑑要求規定。

        為呈現本所防火科技計畫有關先導創新性課題及近來社會關切的防火安全議題研究，由本所指導補助、財團法人台灣建築中心辦理之「2017前瞻防火安全技術研討會」，於106年10月23日假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳，本所陳所長蒞臨開幕致詞。課題如下：

(一)高層建築物防災中心各類防災監控系統整合與管理制度之研議。

(二)火警探測及滅火設備使用功能查驗方法之研議。

(三)建築物外牆立面火焰延燒特性之探討。

(四)智慧型避難引導系統開發及綜合驗證。

(五)防火建材追蹤查核機制及非破壞檢測方法之探討。

(六)複合式音波檢測於鋼筋混凝土構件火害傷損判識之應用。

        本次研討會吸引建築、土木、消防等背景專業人士約計200人參加，現場提問討論情形均相當踴躍，充分達到新知推廣及交流溝通之預期成效。

        本所於106年10月3日舉辦「雨水滯蓄設施雲端系統推廣說明會」，地點假大坪林聯合開發大樓15樓第2講習教室，邀請政府機關代表及建築師、土木技師、水利技師計80人參加，由國立臺灣海洋大學李教授光敦研究團隊介紹「雨水滯蓄設施雲端系統應用平台說明」、「雨水滯蓄設施雲端管理系統及應用」及「雨水滯蓄設施雲端設計系統操作及應用」等內容，主要利用網際網路地理資訊系統技術（Web-GIS）為基礎，整合雨水滯蓄設施規劃設計分析流程、政府開放資料及現行設計標準，研發建置雨水滯蓄設施規劃設計與自動檢核管理平台，期能簡化業界規劃設計流程，縮短政府審查作業時間。與會人員對本系統成果表達高度肯定，並建議政府應加速推動應用，以落實都市逕流分擔與出流管制。

圖 國立臺灣海洋大學李教授光敦主講

 

 

 

        106年度「BIM作業指南應用及分級培訓講習會」為本所今(106)年協同研究案「我國BIM協同作業指南應用案例教材與培訓計畫之建立」及「國內BIM人力分級培訓可行方案之研究」所共同辦理，將階段性研究成果透過講習會的推廣與建築各界專家人士交流，以提升BIM技術及應用等有更深入的了解，本所於8月31日、9月5日與10月17日舉辦三場講習會，分別高雄場、臺中場及臺北場，合計約有342人參加，其中臺北場次本所陳所長瑞鈴親臨會場致詞。

        講習會內容包括介紹本所「BIM技術研究及發展趨勢」、「我國BIM協同作業指南及執行要項」、「BIM協同作業指南應用案例教材與培訓計畫之建立」、「機關導入BIM指南應用之案例經驗分享」、「建築師事務所應用BIM指南之經驗分享」、「新加坡與中國大陸BIM人力分及培訓分析」及「國內BIM人力分級培訓可行方案」等共計七項議題，對本所BIM協同作業指南的應用與案例教材，做詳細的說明使用實際案例進行解說，並透過BIM人力分級培訓制度的宣導，使BIM使用者技能專業化，讓建築專業人員瞭解BIM應用之基本範疇，也同時提升工程專業能力。

 

圖 講習會臺北場次活動情形

 

        本講習會由本所106年委託研究案「建築設計與法規檢測導入BIM工程總分類碼之研究」規劃辦理，研究範圍包括轉譯美國CSI協會所發展之OmniClass工程總分類碼為本土化文字及用語，透過BIM技術「物件」、「屬性」與「可編碼」之特性，供工程全生命週期各階段的參與者作資訊的交換、提取、編輯，以延續至建築物的營運維護管理使用。

        由南到北辦理3場講習會與各方賢達交流意見，由受委託單位財團法人臺灣營建研究院分別於8月11日於高雄應用科技大學土木系702會議室、8月25日臺中逢甲大學人言大樓第四國際會議廳及9月8日新店大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳舉行。參與人員以營造產業、建築師、相關系所教師與學生及政府部門人員為主，參與人數約165名。議程專題包括總分類碼於BIM全生命週期之應用、國際編碼本土化應用於BIM技術之發展、以BIM編碼推動資訊化建築管理、雲端整合作業平台、標準化編碼之趨勢、施工管理應用與編碼界面整合等，屬於未來BIM實務運作的重要課題。

圖 論壇活動情形

        為推廣及宣導BIM技術，本所陸續於北中南三地舉行「106年度BIM推廣宣導講習會」，議題除了綜括本所歷年研究成果應用，如BIM協同作業指南研究成果導入於公共工程、公營住宅，以及應用BIM輔助建照法規檢測研究發展等之外，也加入公共工程委員會之公共工程導入BIM參考手冊，以及BIM協同作業指南納為該手冊技術執行參考文件之應用方式，再由專家學者應用實務經驗，期能帶領國內公部門、業界深入了解如何從專案規劃開始就導入BIM，提升設計效率與施工品質，並有效應用BIM於維護管理階段。

        臺北場壓軸於106年11月10日假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳舉行，由本所王副所長安強、行政院公共工程委員會江簡任技正澎代表開幕致詞，當日參與人數達230人次，連同10月13日高雄場、10月23日臺中場，總參加人數共計576人，顯現本所此次規畫議題契合科技計畫之目標及業界需求，希冀激發未來國內營建產業在BIM技術應用能創造更多發展的可能性。

圖1 106年度BIM推廣宣導講習會(台北場) 由本所王副所長安強開場致詞

圖2 106年度BIM推廣宣導講習會(高雄場)現況

圖3 106年度BIM推廣宣導講習會(台北場)陳建忠組長演講現況

 

        國內近年來各公私部門對於BIM技術發展與應用的投入相當積極，內政部建築研究所自101年開始進行BIM技術導入與推動有關研究計畫，進而提出並有系統地執行「建築資訊整合分享與應用研發推廣計畫」，同時強化基礎與應用面之研究與推廣，而行政院公共工程委員會則於103年透過成立BIM推動平台，積極鼓勵各機關實際應用BIM技術。正當所有公部門積極推動與應用BIM技術時，如何讓建築工程之業主在思考應用BIM技術時依個案之需求與條件，評估選用適當的BIM應用分類(BIM Uses)，以使其清楚掌握將來可獲得預期成果外，並可協助個案之設計、施工單位正確應用BIM技術，為現階段國內推動應用BIM技術亟需克服的課題之一，以避免業主盲目或錯誤應用BIM技術。

        本講習會為內政部建築研究所106年度協同研究案「我國建築工程BIM應用分類之評估選用方法研究」之成果推廣講習會，內容涵蓋建研所BIM技術研究及發展趨勢，並詳細介紹BIM應用評估選用手冊，及BIM應用評估選用之應用案例等，本講習會訂於11月30日於本所15樓國際會議廳舉辦共1場，報名人數踴躍，共計有141人次參與，期望藉此協助國內建築工程業主、施工單位自行評估選用合適的BIM應用分類與BIM技術，以提升業主應用BIM之意願，歡迎建築領域相關人士、專家及從業人員參與並討論。

圖 講習會辦理情形

 

        基礎構造物為建築物之根基，對建築物之安全性與穩定性至為重要。目前我國基礎構造物之設計大都以本部營建署民國90年頒布實施之「建築物基礎構造設計規範」為依據，實施迄今已15年未曾修正，現有規範已不敷使用，且部分規定不符現況，故內容亟需修正，以符合業界之需求。有鑑於此，本所於106年度特別委託中華民國大地工程學會辦理「建築物基礎構造設計規範之修正研擬」研究案。

        為宣導研究成果，本所於106年10月27日及11月10日分別假國家實驗研究院國家地震工程研究中心1樓國際會議廳及本所防火實驗中心1樓國際會議廳，辦理2場說明會，俾利後續完成規範修正草案法制化作業。此次2場說明會共有180多位工程先進共同參與，討論熱烈並獲得廣大迴響。本所後續將與中華民國大地工程學會審慎檢視各界反映意見，並妥適納入修正草案內容，及持續辦理研究成果推廣，並協助加速法制化作業。

圖 辦理基礎設計規範修正草案說明會

        為推廣本所今(106)年協同研究案「鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築耐震能力初步評估研究」及「鋼結構耐震能力詳細評估方法與示範例之研擬」之階段性研究成果，提升我國建築物耐震評估技術，本所於今年8月29日、8月31日及9月15日，分別於臺北、臺中及高雄舉辦「鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力評估方法講習會」，合計約有400人參加，其中臺北場本所王副所長安強親自到場致詞。

        本講習會除介紹本所建築物耐震評估、補強技術之應用與發展外，並針對鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土耐震能力初步評估、鋼結構耐震能力詳細評估之分析流程、方法與實際案例進行詳細解說，讓建築師、專業技師等相關工程專業人員瞭解鋼結構、鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震評估之評估技術與理論，並藉由講者與學員於會中熱烈討論、交流，及實際評估經驗之分享，促使耐震評估方法、內容臻於完善。

圖1 臺北場王副所長安強親臨致詞

圖2 臺北場會場活動照片

       本部為推動生態、節能、減廢、健康之綠建築，於民國89年建立標章制度，截至106年9月底止，評定通過綠建築6,674件(包括綠建築標章2,253件、候選綠建築證書4,421件)，為使綠建築標章評定品質的一致性，本所透過定期舉辦的教育訓練，使評定小組成員持續熟習審查業務，並維持一定的專業能力，以達到「審查同軌、信賴倍增」之目標。

        本年度教育訓練於106年9月1、2日假高雄華園大飯店舉辦，規劃參訪高雄國家體育館，及針對本年度發佈之綠建築評估手冊-境外版、建築技術規則之變革及空調系統節能評估之修改動向進行課程解說，本次教育訓練約120人次評定小組成員參與，課程中與會成員討論熱烈，順利圓滿完成。

圖1 綠建築標章評定小組成員教育訓練

       既有建築物約占全國建築物總量97%，數量龐大。這些早期興建之建築物，當時並無建築節能法規，普遍存在耗能、耗水等問題，因改善所需經費龐大，內政部建築研究所針對直轄市、縣(市)政府所屬之公有建築物，進行「既有建築節能改善擴大計畫」，使建築物達到節能減碳之目標，並帶動我國相關節能產業之發展，俾達示範推廣之效益。

        為使直轄市、縣(市)政府了解本計畫之申請作業，本所舉辦「既有建築節能改善擴大計畫申請作業說明會」，於今(106)年8月21日在內政部建築研究所舉辦，說明會內容包括：「建築節能類改善技術簡介及案例說明」、「綠廳舍類改善技術簡介及案例說明」、「申請作業及預算編列等注意事項說明」及「綜合討論」。
        期盼藉由申請作業說明會的參與，使地方政府了解本計畫之申請作業方式及建築節能技術及發展方向。說明會各地方政府報名踴躍，總計共13個直轄市、縣(市)政府共29人參與，活動圓滿完成，本計畫後續申請相當踴躍，共計129個符合資格之單位提出申請。經由本所委託之專業輔導團隊進行現地勘查與評選，評選出直轄市、縣（市）政府所屬(轄)之機關(構)、高中職、醫院及鄉（鎮、市、區）公所等之公有建築物等共計39個正取單位及8個備取單位，於去（106）年10月24日簽奉本部核可，已於今年開始辦理改善事宜。

圖1「既有建築節能改善擴大計畫」申請作業說明會

        本所本年度委託財團法人台灣建築中心辦理「既有建築物智慧化改善工作」乙案，已於7月26日、8月1日及8日分別假國立高雄應用科技大學、國立中興大學、國立陽明大學舉辦「既有建築物智慧化改善案例觀摩會」活動。

        本次活動開放北中南三區舉行，共計吸引近各界人士180人與會，會中除由執行單位說明「既有建築物智慧化推動現況與未來展望」外，並邀請國立科學工藝博物館、、文化部文化資產局、、國立臺灣圖書館、等曾獲獎補助單位進行改善案例經驗分享，結合舉辦活動場單位進行現地觀摩。

        此外，本次觀摩會特別安排「健康照護管理」領域之專題演講，藉此推廣居家環境智慧設備整合服務系統，期以透過透過經驗、改善技術之分享，及交流討論方式，將理論與實務交互對應，達到宣導推廣之目的。

圖1 研習活動出席情形

        本所為推動全國建築研究發展、厚植國家整體建設，並因應自然及社會環境變遷，及配合行政院及本部施政重點，以推動建立節能減碳、安全健康、友善舒適之永續都市及建築環境為施政目標。本所以前瞻的視野，辦理綠建築綠建材、建築節能減碳、全人關懷無障礙環境、建築防火安全、都市與建築安全減災與調適、SRC構造火害及耐火性能設計、建築先進技術BIM創新開發、開放式建築創新應用，以及永續智慧社區創新實證場域等建築研究工作，提供相關部會署及民間運用之參考，研究成果均為各界所殷切期盼，亦常獲各界指導與支持，鞭策本所精益求精。

        本年報係依本所執行之科技計畫及配合之施政重點為主軸，以易於閱讀的方式精要呈現本所105年各項計畫之研究成果與施政績效。第壹部分概要說明本所組織職掌與人力、經費配置概況；第貳部分呈現105年執行各科技計畫之業務成果及其推廣應用情形，包含科技計畫研究績效、智慧綠建築與施政亮點之推動成果等；第參部分介紹各實驗中心及其研發、檢測及認證之成效；第肆部分重要交流活動收錄與國際及業界交流之研討會、座談會及講習等。期能透過本年報豐富及多元化的介紹，與國人共享本所研究成果、協助國人瞭解國內外建築研究發展趨勢，並給予本所支持與指教，進而帶動整體建築研發能量，使研發成果切合民眾所需，持續為國內建築研究與產業發展貢獻心力，為提升國人生活環境品質而努力。

本年報重要內容摘述如下：

1.本所組織職掌與人力、經費配置概況：

        本所置所長1人，綜理所務，副所長1人襄理所務，主任秘書1人協助所長處理幕僚相關業務，下設綜合規劃、安全防災、工程技術、環境控制4組及秘書、主計、人事3室；另設防火實驗中心、性能實驗中心、風雨風洞實驗室及材料實驗中心。本所預算員額57人，其中研究人員43人，皆具有碩士以上學位。本所依行政院105年施政方針，配合中程施政計畫及核定預算額度，並針對當前社會狀況及本部未來發展需要，編訂105年施政計畫及預算。

圖1 本所組織架構圖

圖2 本所研究人力分析圖(截至105年12月底統計)

 

2.105年執行各科技計畫之業務成果及其推廣應用情形：

        分別呈現本所辦理各科技計畫、施政方案及標章之內容及成果，其中包括全人關懷生活環境科技計畫、智慧化環境科技發展推廣計畫、建築資訊整合分享與應用研發推廣計畫、建築技術多元創新與推廣應用精進計畫、建築防火安全工程創新科技及應用研發計畫、都市與建築減災與調適科技精進及整合應用發展計畫、鋼構建築複合性災害作用下耐火科技研發計畫、創新低碳綠建築環境科技計畫等8項科技計畫與成果；智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案；彙整歷年友善建築經典回顧技術手冊、國際首次實尺寸火害、震害多重災害模擬實驗，開創結構防火研究新紀元、建築物防火避難安全性能驗證技術手冊再版、「煙層簡易二層驗證法」新增軟體功能及再次技術授權、坡地社區自主防災推廣至聯合國WHO安全社區認證、建置山坡地社區建築管理履歷資料庫、「結合聲光之避難導引系統」獲得新型專利、「填充型鋼管混凝土梁柱的接頭結構」、「應用於直立柱與開口牆段的鋼筋配置」獲得發明專利、帷幕牆現地試驗方法國家標準化，提升外牆抗風雨能力；以及智慧建築、綠建築、綠建材等標章之辦理成果等介紹。

圖3 本所各科技計畫及執行年度

 

3.介紹各實驗中心及其研發、檢測及認證之成效：

        分別針對本所防火實驗中心、性能實驗中心、材料實驗中心、風雨風洞實驗室之概況及實驗設施與其單位執掌檢測服務進行介紹。

       (1)防火實驗中心

        本所防火實驗中心主要辦理建築設備、材料與工法之試驗研究、檢測驗證、推廣應用及測試，以建立本土化數據；於105年度共完成135件檢測服務，試驗次數達150次。

       (2)性能實驗中心

        本所性能實驗中心主要辦理建築物節約能源、資源有效利用、降低環境衝擊及健康、安全、舒適性能等需求，進行建築法規、標準之本土化實驗研究；於105年完成之檢測服務共計175件，歷年於建材逸散檢測、隔音、吸音、樓板衝擊音、石綿鑑定及熱環境檢等檢測服務案件累計達2,964件；另歷年研發成果包含低甲醛木質膠合劑、水泥纖維版及隔熱磚等9項再生綠建材產品研發並取得3項專利，與業界合作開發，輔導技術移轉產業界；協助標準檢驗局完成建築音響CNS 17件標準、再生綠建材CNS 3件標準及室內工作場所照明標準。

       (3)材料實驗中心

        本所材料實驗中心主要辦理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，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，協助建築相關產業之檢測服務，支援學術機構之實驗研究等；於105年共辦理11件挫屈束制斜撐試體試驗、2件氙弧燈式耐候試驗(170試片)及1件鹽霧試驗機耐候加速試驗(4試片)等檢測服務，並進行包覆填充型箱型柱接力式繫筋橫向鋼筋配置對撓曲行為之影響及低矮RC建築以非矩形斷面柱提升耐震性能之實驗研究等大型試體實驗，歲入新臺幣295萬5,000元整。

       (4)風雨風洞實驗室

        本所風雨風洞實驗室實驗項目主要包括門窗與帷幕牆耐風雨性能試驗、建築與橋梁風洞試驗等；於105年辦理風雨風洞實驗檢測，進行建築環境風場、建築外表披覆物風壓、建築結構風載重、風場模擬、門窗風雨及帷幕牆風雨實驗等相關檢測計63案，風雨風洞實驗技術服務收入計4,539千元。

4.收錄重要之交流活動、國際及業界研討會、座談會及講習：

        在邁向優質智慧建築方面，包括：

(1)智慧化居住空間展示中心智慧化系統功能擴充、美國智慧城市專題研究等2項活動。

(2)在推動節能減碳綠建築方面，包括綠建築宣導推廣計畫、辦理2016年綠建材標章制度講習會、智慧生活研習參訪課程、辦理校園智慧建築服務應用技術與示範案例推廣會。

(3)在無障礙通用化生活環境方面，包括：赴日本東京老人住宅及複合式照顧相關設施機構及計畫、辦理105年度友善建築推廣研討會。

(4)在提升防火性能及氣候變遷減災調適技術方面，包括：2016台北國際安全博覽會建築防火防災科技成果展示、辦理105年山坡地社區智慧防災暨風險管理研討會、建築物公共場所防火標章聯合授證典禮、建築防火安全及前瞻趨勢煙控性能技術研討會及參與行政院災害防救應用科技方案年度成果研討會論文發表及展示等5項防火及減災說明。

(5)在建築資訊技術與工程技術發展方面，包括：混凝土結構技術規範修正草案說明會、2016建築結構創新研發及評估補強技術研討會、鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估(PSERCB)講習會、補助辦理「第六屆全國風工程研討會」、2016年臺灣BIM未來研討會、105年度BIM推廣宣傳研討會、BIM全生命週期工程編碼發展論壇、105年度建築資訊建模BIM教育訓練課程等8項工程技術交流。

(6)在綜合業務活動方面，包括：部長視察風雨風洞實驗室、辦理104年度研究成果發表講習會、共同出版建築學報、赴美參加第9屆結構火災安全國際會議及建築防火實驗技術交流考察、赴澳洲參加國際高齡化聯盟「第13屆高齡化社會國際防減災會議」、赴美考察實大規模建築複合災害驗証技術及實驗設施、赴日本東京考察建築物耐震推動方式及赴新加坡與新加坡建設局（BCA）等單位交流BIM技術發展及推廣等多項成果介紹。

        未來，期許以建築研究發展、建築資訊交流、建築技術推廣、建築部材驗證四大方向，結合建築管理課題，落實法令及技術推廣；並強化建築創新科技，提升營建產業競爭力，進而促進國際交流與接軌，以提升居住性能品質，讓社會大眾享有更美好；舒適、永續的建築環境。

圖4 本所105年度年報封面圖

        火災的發生常造成人員與大量的財物之損失，而國內發生火災的頻率卻始終居高不下，徒增社會成本與不安。建築物電梯平時扮演各樓層人員與貨物之垂直聯繫動線，惟火災時電梯道可能造成火災延燒擴大與煙毒流竄的路徑，所以電梯機道與出入口須具備防火性能。

        有關電梯的國外火災案例中曾造成嚴重之災害，例如1996年11月20日發生在香港的嘉利大廈火災，造成41死80傷。火災起因為電梯機道內施工時使用燒焊及焊切金屬作業造成的火屑和裁切掉落的高熱金屬片所造成雜物引燃，並由電梯機道延燒至高樓層而造成的嚴重災害。所以防止電梯火災延燒是降低火災風險的重要議題之一。

        電梯相關防火性能法規於「建築技術規則」包含有第五十五條，昇降機道之出入口，周圍牆壁或其圍護物應以不燃材料建造，並應使機道外之人、物無法與機廂或平衡錘相接觸。第七十九條之二，防火構造建築物內之挑空部分、電扶梯間、安全梯之樓梯間、昇降機間、垂直貫穿樓板之管道間及其他類似部分，應以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備與該處防火構造之樓地板形成區劃分隔。第二百零三條超過一層之地下建築物，其樓梯、昇降機道、管道及其他類似部分，與其他部分之間，應以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備予以區劃分隔。第二百四十二條高層建築物除應依本規則規定設防火區劃外，其昇降機道及梯廳應以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備及該處防火 構造之樓地板自成一個獨立之防火區劃。

        電梯層門構造組成比防火門複雜許多，在試驗時應以層門全部組件一同試驗，方能完整判定其防火防煙性能，電梯層門一般關閉狀態是由彈簧所控制，故在火害時彈簧之彈性係數是否有被破壞也必須考慮。上述電梯相關建築法規與規範並未規定電梯層門需具有防火時效，但規定電梯梯廳需有一小時防火區劃，其認定標準在於設計者以電梯梯廳為區劃範圍，或是以昇降機豎穴為區劃範圍，若是後者之情況，電梯門則為區劃構件必須具有一小時防火時效。

        有關電梯門之耐火性能測試標準，經濟部標準檢驗局參考ISO3008-2「電梯門耐火性能之洩漏量測定法測試設備」（2014年版）草擬「CNS耐火性試驗法－第2部:升降機乘場門組件」納入106年度CNS制定計畫，並為國內法定檢測方法。本所同步建置此項標準設備「電梯門耐火性能之洩漏量測定法測試設備」並建立研究及檢測能量。有關CNS「耐火性試驗法－第2部:升降機乘場門組件」草案中係規定暴露在乘場側火災之電梯乘場門組件耐火性的試驗方法。此試驗方法適用於所有型式的電梯乘場門組件；電梯乘場門組件是進出建築物中電梯的途徑，設計為可防阻火勢經由升降路延燒。本試驗方法中規定量測之項目為「遮焰性」以及，若需要時並可量測「阻熱性」與「輻射熱」等性能。其性能判定的標準分別為如下所述。

1.遮焰性

符合遮焰性要求應無下列事項發生。

(1)非曝火面持續性火焰超過10s。此基準適用於整個試驗期間。

(2)耐火試驗開始14min之後，門開口?度每單位長度(m)的洩漏率超過3m³/(min-m)。

2.阻熱性

若適用阻熱性要求時，符合阻熱性基準應無下列事項發生。

(1)平均上升溫度超過初始平均溫度+140℃。

(2)門扇，上方面板，或?度≧300mm 之側板的最大上升溫度超過初始平均溫度+180℃。

(3)垂直元件及/或上方面板的?度(垂直元件)或高度(上方面板)在100mm到300mm之間，其最大上升溫度超過初始平均溫度+360 ℃。

3.輻射熱

若適用輻射熱要求時，在量測的輻射熱值超過15kW/㎡之前，符合輻射熱基準。

圖1 電梯門耐火性能之洩漏量測定法測試設備

        帷幕牆及其層間縫隙構造的防火性能可謂十分重要，然而帷幕牆面與樓板交接處防火構造(即層間塞或層間防護系統，Perimeter fire barrier / Perimeter joint system)因尚無適用檢驗標準及評定基準，國內迄今尚無經防火測試過之產品，該處構造之規格、性能乃由建築師依權責簽證負責。如此不僅造成建築師設計簽證時背負較大的風險，另易形成防火區劃防護上的缺口。

        層間塞或層間防護系統的用處在於防止火焰以及熱氣從樓板與外牆間的空隙進入屋內(圖1)。如果沒有層間塞的設置，大樓中樓板的邊緣將會在火災發生時成為煙囪，讓火焰可垂直向上延燒。

圖1 層間塞對火焰延燒路徑之影響

(資料來源：Owens Corning, Steel Stud Perimeter Fire Containment System - ASTM E2307, Technical Bulletin, 2016)

        本所於本年度「帷幕牆層間縫隙構造之防火性能及其設計構法之研究」計畫，建置完成帷幕牆層間帶防火性能實驗設備如圖2所示，為一雙樓層結構，並有空框架供廠商搭建帷幕牆試體。亦有進行標準校正牆試驗，使其符合ASTM E2307-15b及未來的CNS規範中的加熱溫度曲線。

        ASTM E2307-15b是用於測試帷幕牆與層間塞耐火性能的試驗方法，此試驗法需由上下雙樓層構造所組成(上層為觀察室，下層為測驗室)並搭配兩個燃燒器進行試驗。其設計場景為火焰在下層測驗室內燃燒並由窗口竄出，藉以觀察外牆(帷幕牆)以及室內層間塞的耐火性能。試驗中使用了兩個燃燒器，一為U字形的室內燃燒器，設置於測驗室內部；另一為窗戶燃燒器，置於一樓之窗戶開口外，由瓦斯供給率控制兩者的火力大小以調整室內外加熱情形。而帷幕牆外牆組件必須是使用於一般建築物構造的施作方式，外牆組件每個末端必須被固定在試驗裝置，這些固定在試驗裝置上及試體內其他處的扣件細節均必須代表實際使用的作法。製作完成的外牆組件除為了模擬測驗室窗戶的開口以外，應完全封閉試驗裝置(一及二樓)的前方正面。

        由上述的說明可知，ASTM E2307-15b試驗法是在控制室內環境下進行，而依據試驗測試要求，對此外牆模擬結構，主要以控制下層測驗室溫度的方式，利用由窗口竄出的火焰來加熱外牆，可測試外牆外表面及了解上層觀察室的溫度升高情形。試驗中主要觀察帷幕牆結構的變形、脫落等現象對層間縫隙阻火材的影響。而室內的持續火源則加熱並測試層間塞阻火材的耐火性能，包括是否產生變形、開裂、縫隙、火焰、熱氣流及煙流滲透等。

        而在經過多次的校正牆試驗後，藉由調整室內及窗戶燃燒器，最終已能將測驗室內各點的溫度控制在標準溫度曲線±5%內，為理想的測試條件。而校正牆外表面的溫度，除緊鄰窗戶燃燒器的特定點位過高外，其他各點的溫度，已能控制在法規的容許範圍內。

        目前正與國內廠商接洽及討論，使用國內常見之層間塞設計與工法以建置帷幕牆及其層間塞試體，實際進行耐火性測試。

圖2 試驗設備及供試體組建之空框架 (資料來源：本所防火實驗中心)

一、前言

        依環保署統計，在104年約28萬件陳情案件中，近九成屬感官可明顯感受之噪音、異味及環境衛生的污染，其中噪音案件約佔35%，因此有效協助解決噪音問題，可使民眾對政府施政成效明顯有感，因應國內建築聲學國家標準規定陳舊，本所在防音及建築音響研究部分，於96～98年間協助標準檢驗局制訂CNS15160-3系列等17項國家標準，有助於提升我國建築聲學國家標準與ISO140系列國際接軌。

        我國現行建築聲學CNS15160系列測試標準，係參照原ISO140系列標準制定，鑑於近年來材料工法日新月異，新穎檢測技術的發展，對樓板重衝擊音防制需求，國際標準組織於2010年至2016年間陸續更新聲學相關標準並公告，將原ISO140系列標準做整合更新為ISO10140系列，為因應國際標準組織聲學標準更新趨勢，本所音響實驗室配合更新各項認證規範。

二、ISO10140系列改版內容

        ISO標準組織最新修訂之ISO10140系列測試標準，內容共分為ISO10140-1至ISO10140-5等5項試驗方法，範圍包括該系列標準之應用規則、聲壓法隔音、樓板衝擊音實驗及量測程序與一般需求等各項內容，相關內容整理如表1。針對ISO 10140系列標準實驗室內容，摘述如下:

1. ISO10140-1:包含所需量測數值之定義與需求、測試件尺寸、測試件裝設方式及其邊界條件安排、量測操作方式。
2. ISO10140-2:定義主要聲壓法測試量測參數內容，空氣音試件安裝方法，數值處理及測試報告內容規定。
3. ISO10140-3:樓板輕、重衝擊音測試方法之檢測程序。
4. ISO10140-4:說明聲壓、迴響時間量測之細部規定如頻率範圍、微音器（麥克風）位置及空間與時間平均方法等。
5. ISO10140-5:包含實驗艙體性能相關規定、測試設施開口細部說明、聲源衝擊器與量測設施內容。

三、本所建築音響實驗室之簡介與因應措施

  (一)建築音響實驗室簡介

        為國內首座符合ISO140系列標準之建築音環境實驗室，共建置6間餘響室以及3間全(半)無響室，可提供業界及學術界最完整建築音響性能試驗，包括建築構件、設備與材料隔音、吸音及噪音檢測防制。本實驗室為目前國內唯一通過財團法人全國認證基金會(TAF)認證、國際實驗認證聯盟(ILAC-MRA)實驗室組合標記轉授權、本部綠建材性能試驗機構認可、本部建築新技術新工法新設備及新材料隔音性能試驗機構認可等，實驗室管理與檢測服務品質廣受業界好評。

  (二)因應措施

        為因應ISO10140音響標準改版實施，並協助廠商拓展高性能防音綠建材之國際市場，本所性能實驗中心積極參與各項認證，其中聲壓法隔音、樓板衝擊音兩項實驗，已於民國104年12月通過新版ISO10140-2及ISO10140-3方法標準之TAF及ILAC-MRA認證，出具相關試驗報告可同時為亞太APLAC及國際ILAC實驗認證聯盟會員國所承認，有助於業界外銷業務之推展。

四、結語

        因應近年國人對居住安寧及建築防音構造需求之提升，目前產業界對於隔音、吸音及樓板衝擊音之材料檢測需求日漸增加，本實驗室具有國內符合ISO及ASTM等國際標準檢測設備，可提供廠商及業界正確且符合標準之檢測成果，配合國際ISO標準之更新，也順應國際趨勢逐年更新實驗檢測標準方法，以提供國內建材檢測與實驗研究需求，達到促進建築音環境品質提升之目標。

表1 ISO建築音響實驗新舊標準對照表

實驗項目	舊標準	新標準
(1)實驗室量測法:聲壓法隔音實驗	ISO140-3 (建築構件空氣音隔音之實驗室量測)	ISO10140-2
	ISO140-10 (小型建築構件空氣音隔音之實驗室量測方法)	ISO10140-2
(2)實驗室量測法: 樓板衝擊音實驗	ISO140-6 (樓板衝擊音隔音之實驗室量測)	ISO10140-3
	ISO140-8 (重質標準樓板表面材之衝擊音降低量實驗室量測)	ISO10140-3
	ISO140-11 (輕質參考基準樓板表面材之衝擊音降低量實驗室量測)	ISO10140-3
(3)實驗室量測設施相關規定	ISO140-1 (實驗室測試設施要求)	ISO10140-5、10140-1
	ISO140-2 (數據之測定、驗證及應用)	ISO10140-4、10140-1
(4)現場量測方法	ISO140-4 (兩室間空氣音隔音之現場量測方法)	ISO16283-1
	ISO140-7 (樓板衝擊音隔音之現場量測)	ISO16283-2
	ISO140-5 (外牆構件及外牆空氣音隔音之現場量測)	ISO16283-3

        我國環評和建管相關法令規定，高層住宅大樓，當其樓層30層以上或高度100公尺以上；辦公、商業或綜合性大樓，其樓層20層以上或高度70公尺以上，在其周遭公共開放空間或街道，近行人高度位置易產生瞬間強風，造成行人不舒適及生命危害等負面影響，於開發前應予預測及評估，並提出因應對策。針對此問題，國內外各界多在風洞實驗室內，透過縮尺模型，模擬主建築物附近地表地物實況，再於適當位置佈設歐文探針(Irwin Probe)量測風速進行評估。惟該探針僅具風速量測功能，對於強風來襲方向無法量測。

        於風洞進行環境風場試驗時，一般須先定義行人高度的風場，再於不同的風向、風速情況下，透過儀器量測接近地表且不同位置的測點。然而由於邊界條件的複雜，導致各測點風向的高度精度控制不易，加上紊流強度高影響大，若採用傳統之量測工具（如：皮托管與熱流速儀等）困難度高且誤差甚大。因此，本所目前進行該類試驗時，係參照Irwin於1981年所發展出來的無方向性歐文探針，製作量測器具進行，其原理是利用管與管中之細管(即管中管，內外兩管共一中心軸，但內管突出較高)兩者間之壓力差，以預先率定之結果，可迅速量測到行人高度上之水平方向風速。由於該器具無方向性，無法判別風場流向之影響，因此，如能研發改良該種儀器設備，將可更具體且精確的提供建築物開發前後對於環境風場的影響，有利於提升環境風場評估結果。

        為改良原型探針缺點，本所於今(106)年度科發基金補助計畫研究期程內，開發具方向性之歐文探針，除保留原來風速量測功能外，可兼具判斷來流風場方向，對於日後相關檢測評估案件，可據以提出不良風場之具體改善對策，更可保障住戶舒適之居住品質和生命安全。

        本案原歐文探針係利用不同高度之內外兩圓形壓力量測管的壓力差換算風速值，由於是圓形管，風場可由各方向進入管內，故無法判斷主要來風方向。研究計畫團隊參考文獻及學理，於圓形管平面上開設6個孔洞，根據進入孔洞的氣壓分佈大小判斷風場的角度，開發之探針如下圖1所示。

        具方向性歐文探針( Directional Irwin Probe, DIRP)製造完成後，於本所風雨風洞實驗室進行性能驗證，並於7月25日針對研究成果舉辦專家諮詢會議，與會專家學者肯定本計畫之開創性，初步確認可加以判斷來流風向，建議研究成果發表國際學術期刊與申請專利，並精進分析不同風場型態之量測不確定度與紊流特性的影響。本案之開發成果兼具風速量測與風向判斷功能，實務應用於高層建築物周邊行人風場評估時，可據以判定造成行人不舒適強風之風速與方向，再藉由防風設施達到減緩風速的效果，減少行人不舒適感，有助於提昇區域開發環評效能。

        本研究案所開發之定向性歐文探針( Directional Irwin Probe, DIRP)除能具備一般歐文探針(中央管)可量測地表風速之性能外，可同時量測表面管之風壓係數，並可作為主要來流風向的判定依據。風洞試驗量測結果，加以經傅利葉係數率定後，與實驗來流風向趨於一致，顯見本研究所述方法，可作為主要風向率定上的一個分析工具。對於DIRP量測精度與不確定度等，尚需進行重複性試驗，取得大量數據分析後方能加以評估。

圖1 改良式6孔歐文探針

(一).建置緣由

　　我國目前山坡地社區缺少社區尺度之防災資訊及監測系統，難以快速掌握社區致災區域，亦無法即時掌握現地資訊。而透過自動化監測則能有效協助解決上述之困境，但市面監測儀器大多成本高昂，山坡地住宅管委會難以負擔，不利於佈設於山坡地社區。然坡地住宅人口密集，一旦發生災害，其社會成本與生命財產損失龐大。因此，為提升坡地社區災害預防、應變及防救災之機能，本案善用無線感測技術、雲端運算及大數據分析達成智慧防災物聯網，將山坡地社區防災層級由鄉鎮、村里精度提升至局部邊坡精度，並透過建置低成本、低功耗之智能感測器以協勤防災。

(二).監測系統配置

　　本智能感測器以以降雨引致自然邊坡所產生之淺層崩塌為監測標的，並以低成本、低功耗為主要訴求。透過開源軟體、電機控制、無線感測技術整合雨量、氣溫、濕度、氣壓、土壤含水量、邊坡位移等感測模組以建立邊坡獨立智能感測器，並輔以商售感測儀器(雨量筒、土壤含水量、地表位移計)佈設於山坡地社區邊坡場域。本計畫監測系統架構如圖1，由感測儀器、資料擷取器、供電系統與遠端伺服器四部分所組成。感測儀外觀如圖2所示，包含有本計畫研發智能感測器以及三種商售感測儀器，各感測儀器皆採有線連接資料擷取器，透過資料擷取器供應電力並做資料儲存與傳輸。感測器主要分布於監測邊坡，而雨量筒設置於社區管理中心後方空地，電源供應系統依據感測器設置位置而有兩種，一為監測邊坡之供電方式，主要由路燈供電；二為雨量筒供電方式，可透過插頭連接建物電力提供不斷電監測。當資料擷取器接收所有感測儀器資料後，即透過3G 網路即時傳輸至遠端伺服器，以記錄即時監測資料，並透過即時監測與大數據分析平台即時進行分析運算、呈現監測結果於網路服務。

　　本案監測地點則選定新店區大台北華城社區福康公園東側邊坡。目前感測系統已開發完畢，亦於7月中完成現地監測系統安裝如圖3，刻正辦理台灣新型專利申請作業。

圖1 監測系統架構圖

圖2 智能感測器外觀

圖3 感測器現地配置圖

(三).邊坡即時監測與大數據分析平台建置

　　本案之即時監測將整合大數據分析，建置邊坡即時監測與大數據分析平台，如圖4。本平台包含以開源(open source)軟體與計算框架建立大數據分析雲端運算服務，介接監測數據，輔以邊坡穩定分析，基於網路服務(Web service)下視覺化呈現監測與分析成果。此外，並連結本所105年度「山坡地社區建築管理履歷資料庫」，使用者直接透過資料庫網站連結查閱監測數據與邊坡穩定狀態，即時提供社區及所委託物業管理公司參考。

 

圖4 邊坡即時監測與大數據分析平台

        近年網路購物興盛，為能快速存入與取出大量貨品，物流業多使用大型自動化儲存倉庫來進行物品存放，但內部物品種類與數量繁多，當倉儲發生火災時，其延燒速度十分迅速。2016年新北市八里區物流倉儲火災，因儲放大量可燃物導致火勢難以控制，燒損面積達7,000多平方公尺，同年12月於林口某電子用品物流公司5,000坪廠房付之一炬；然其消防設備皆無法在火災初期有效控制火勢。在國外亦有多起倉庫火災案例，各案例依燃燒面積、儲存物品、重大損失整理如表1所示。

        目前國內各類場所消防安全設備設置標準，雖針對高架儲存倉庫之撒水頭間距及高度訂有相關規定，惟尚未明確定義此消防設備所適用的火勢大小，亦即並未考量倉儲物品之燃燒特性、發熱量等，因此設置於自動化倉儲建築內高層立體化貨架的自動撒水設備是否能發揮滅火功效，倉儲業者尚存疑慮。

        本計畫透過國內外火災案例分析、國內自動化倉庫現場勘查、撒水頭效能實驗驗證，以及自動倉儲全場景FDS火災電腦模擬等方法進行研究，成果將就救災人員的安全距離及國內自動倉儲滅火設備設置規範提出建議。

表1 國內外倉儲火災案例

國內倉儲火災事件地點	燃燒面積(m2)	儲存物品	重大損失
新北市八里區物流倉儲公司	7,000	沙發、啤酒桶	調查中
新北市林口區物流中心公司	16,500	家電用品	數千萬元
桃園市新屋區交通公司倉儲	8,250	紙類製品	調查中
國外倉儲火災事件地點	燃燒面積(m2)	儲存物品	重大損失
美國K mart物流分銷中心	1,200,000	氣霧劑	100萬美金
莫斯科「維多利亞」貨物倉儲	4,000	塑料質地的餐具和人造花	8名消防員死亡
日本「ASKUL」物流中心	45,000	辦公用品	121億日元
中國上海寶山區物流倉庫	2,000	一般商品+快遞快件	調查中
中國晉安區物流倉庫	700	塑料扣板、木地板	調查中

 

自動倉儲撒水系統效能評估試驗方法：

1. 國內外倉儲相關規定比較分析：

   以日本、美國NFPA 13、大陸GB 50084-2005等倉儲相關規範與國內比較，相較國內現行由各類場所消防安全設備設置標準所規定的撒水頭種類、數量、設置間距外，有下列幾項重要差異：

   (1) 天花板撒水頭，倉儲場所內設置的撒水頭依設置位置可分為設於貨架與位於天花板兩類。而各國針對高架倉儲的天花板撒水系統其數值(流量特性係數K值、放射壓力)要求較高 (國內K=114；國外K=200~360)。

   (2) 滅火能力之驗證，國外已有實驗驗證自動撒水設備之滅火能力，不過受場地限制，其天花板和儲貨架高度均未超過12公尺。

   (3)撒水密度，國內外皆針對儲放物之危險等級有訂定不同撒水密度，但國外要求之密度較高(國內5、10L/min-m²；國外7.6~32L/min-m²)。

2. 國內自動化倉庫現場勘查：

   自動化倉儲藉由高層立體貨架搭配無人搬運車、控制系統、出入庫系統等軟體設備及硬體設備整合成一套無人自動化系統。但若發生火災，在無人化的自動倉儲將仰賴自動撒水系統進行第一時間的滅火，以待消防人員抵達。

   現場勘查國內華膳空廚、世聯倉運、易連、長春樹酯、亞聚、台聚、川益、秋雨物流等8家公司，其料架、存儲貨物及撒水頭配置等。可發現國內自動倉儲於天花板撒水頭與貨架撒水頭規格未予區分，撒水的能力較國外弱(國內使用標準型撒水頭K=114，國外K=200~360)；且廠房高度幾乎都高達30m，空間高度過高易增大火勢並影響撒水效果。故雖然各家業者皆合乎現今標準，但在實際火災發生時，自動撒水系統之滅火效能仍有待驗證。

3. 撒水頭效能實驗驗證與FDS火災模擬：

   撒水頭實驗分為撒水性能量測與滅火性能測試兩部分，撒水性能量測實驗為測試參數如不同K值、放射壓力下撒水的覆蓋範圍和水量。滅火性能測試為測試撒水頭啟動後可否滅火與所需時間，圖1為實驗進行中之情形。

   後續並選定國內物流公司自動倉儲，建置倉儲全景模型，模擬火災發生時，不同撒水系統的滅火效果。而模擬與現實必然存有誤差，此時即可利用滅火實驗的資料進行修正，以確保模擬結果之可信度。

    

(a)                            (b)

圖1 貨架撒水頭滅火性能測試(a)啟動前，(b)撒水中。

4. 結論  

(1) 現有倉儲法令還停留在舊有的傳統式倉儲，對於高度達30公尺料架與自動化設備相搭配的自動化倉儲(AS/RS)，國內的法令沒有再作延伸或說明。建議應重新檢討其貨架撒水頭的配置及放水壓力，及天花板撒水頭之放水密度等，以達到撲滅、控制火勢之性能要求。

(2)現場勘查國內多家事業單位之自動化倉儲設備，多為高度達30公尺以上的雙排料架，堆放貨物能分為一般商品與塑膠原料，而貨架撒水頭及天花板撒水頭規格及安裝方式，基本上是依符合現行設置標準第46條及第50條規定，貨架撒水頭每間隔幾公尺設置一顆撒水頭，故業界目前的設置大部分是位在雙排架中央，少部分是設置在儲存貨品的正上方，且大部分皆以 K=114 第二種感度撒水頭去設置。

(3)在撒水測試中，K114 Tyco有效撒水分布在撒水頭下方半徑75公分範圍內，而K114國產PRO則為半徑90公分，範圍外的防護區域薄弱，故防護半徑僅有45公分的K80撒水頭不適於作為貨架撒水頭。且由於撒水頭有效防護面積之故，貨品位於防護面積內的貨品正上方撒水頭會優於位雙排架之間的撒水頭。而對此進行滅火實驗進行驗證，得知撒水頭對於燃燒中貨品的背水面火勢較難控制，而放射壓力的提高、物品與撒水頭迴水板之距離增加，將有助於提升撒水分布值，以減少薄弱的防護區域，來對火勢進行控制。

(4)由依照實際現勘建置FDS6模擬，結果可知貨架撒水頭擺放位置會影響整體撒水設備滅火效果，位於貨品正上方的撒水頭優於雙排架之間的撒水頭。而若天花板撒水頭依照NFPA的ESFR撒水頭設計，結果顯示即使其滅火能力較強，但因為料架達30公尺高，使得早期火勢所產生的熱煙氣無法使其作動，待至天花板撒水頭作動時候，火勢已經成長至無法控制，即使有前期作動的貨架撒水頭的搭配，不過整體撒水冷卻控制效果降低。

(5)在FDS模擬中，對於貨品分類一般商品(Class II)的火災由於貨品燃燒火勢小，因此現況的撒水規格和位置就能對初期火災進行控制。但塑膠原料(Group A)火災由於貨品燃燒火勢大，滅火需調整撒水規格和位置來控制火勢。

 

 

        本所近幾年建築物防火科技計畫項下致力於「全方位智慧型避難引導系統」之研發，它是一套基於物聯網架構為基礎之動態規劃避難引導系統，整合環境感知、室內人員識別技術以及室內引導路徑演算之室內避難引導系統，演算結果經過主控電腦轉化成為不同的避難指示資訊，可分別顯示在智慧行動手機、數位電子看板或LED聲光引導模組上，人員可遵從手機或數位看板的方向箭頭找到安全逃生出口，也可以藉由動態聲光引導技術(視覺或聽覺引導)避難至安全出口。此系統乃是物聯網技術在人員避難逃生上的最佳體現範例。所謂物聯網的應用方式，最基本可以分為三層，分別為感知層、網路層、應用層等三方面，其架構如圖1所示。

圖1 物聯網三層架構

        感知層(Perception layer)是屬物聯網中的底層也就是「物(Things)」，是由可以感測訊號的裝置組成，可針對環境的物理或者狀況進行監控，如：溫度、濕度、照度…等，並可以接受遠端控制、設定、操作或管理，且必須要滿足低耗能、低成本以及大量支援網路節點的特性。網路層(Network layer)包含有線或無線的網路技術與雲端應用技術，以可靠的網路傳輸功能，使每一個裝設的設備或裝置都具有傳輸功能，可以將裝置或設備蒐集的資訊整合到資料管理中心，因此網路層的通訊協定必須相容與提供一個安全而穩定的網路環境。應用層(Application layer)當物與物相連後開始思考應用性，針對不同狀態與蒐集到的不同資訊進行有效性分析與評估，或收集來自每一個裝置或設備之感測器的數據資料，進行業務邏輯分類與分析判斷，並且提供相關的服務，以智慧型避難系統作為舉例則是應用環境數據與演算進行避難指引。

        為有效提升智慧型避難引導系統之感知效率，強化提早預警功能，本系統乃思考如何應用雲端及人工智慧技術的協助，使環境危險感知能力提高，讓人員有更加充裕時間排除潛在危險或提前預備避難行動。此法乃是透過API之整合，將所蒐集之資料上載至雲端，以避免於後續與其他設備進行整合時所產生模組排斥之問題。因資料上載至雲端後，相關模組若要取得相關資料便從雲端上取得，而不需要從其他模組之傳接。舉例，某些大樓建築之消防系統，使用能偵測煙濃度與溫度之二合一探測器，該探測器可以將偵測到之環境溫度、煙濃度資料透過專屬之受信總機上傳雲端資料庫。經由上述數據之歷史資料蒐集後，或許數周或數月累積的資料，蒐集時間愈長愈有利於預警能力的正確性，其原因乃是應用AI之機器學習方法，紀錄室內每一偵測點的每分鐘、每小時、每天、每週及每月的資料，系統從而了解該場所的某一點位置的環境溫度及煙濃度的長期變化規律，舉例而言，對此系統會自己另產生一條火災預警溫度警戒線，該警戒線不同於一般探測器的定溫發報功能(通常設為70°C)，也非固定式預警功能(比一般探測器在較低溫度時發報)，其曲線趨勢會依循機器學習所得到的變化規律增加若干安全餘裕值(如圖2)。當該探測器偵得的溫度或煙濃度超過警戒線時，火警警報系統會發出第一道預警，提醒人員立即處理應變，而通常此時自動撒水設備尚未作動撒水，因此設置場所可避免二次水損的問題。此外，系統也能透過雲端發送火災之警報資訊至手機，可讓人員可以遠端掌握火災範圍及延燒動向，以利儘早規劃避難路線。

        此系統一旦與智慧型避難引導系統結合，將大幅提前感知時間，讓智慧型避難引導系統如虎添翼般提前進行人群分流，有效縮短整體避難所需時間。同時，透過雲端網路分享起火建築物內部火災溫度、煙濃度等訊息，讓消防勤務派遣中心或消防搶救指揮官在第一時間掌握內部火勢及煙霧擴大情形，將對於日後消防救災行動的情資掌控有莫大助益，此將使科技救災的應用更加具體化。

 

圖2 學習式預警圖

一、 研究緣起

        鋼結構建築由於具有強度高、自重輕、施工速度快等優點，因此常使用於高樓層建築。且因鋼結構具有良好的韌性，鋼構造抗彎矩構架更被廣泛的應用於耐震系統。國內外對於鋼結構梁柱接頭構件於火害中之行為，已有相當程度之研究，然而過去梁柱接頭多集中於一般鋼材之火害試驗，反觀現今高強度鋼材的中高層建築物已日漸增多，但採用高強度鋼材的梁柱接頭於火害下的行為甚為不明，相關的研究亦甚少，尤其當溫度高於540°C時，高強度鋼材不論降伏強度和彈性模數的衰減幅度皆大於一般鋼材，且相較於一般鋼材，高強度鋼材在愈高溫的環境下衰減的幅度愈趨明顯，故以高強度鋼材應用於梁柱接頭遭受火害之研究值得探討。

二、 研究方法與過程

        為探討高強度鋼材(SM570)應用於不同型式之梁柱接頭在承受高溫下的行為，規畫2組符合耐震設計之大尺寸高強度鋼構造梁柱接頭實驗，以梁翼板切削之有無，及搭配2種焊接扇形開孔型式為研究參數，如圖1所示，探討不同銲接扇形開孔型式搭配梁翼有無切削之梁柱接頭，於載重與高溫下的變形行為及破壞模式。試體為懸臂梁接一層樓高的柱之外部接頭子結構，模擬結構物於火害中實際情形，於梁上翼板上緣及上層柱被覆防火棉，在試體柱端與梁端處分別以0.2及0.3載重比施加集中載重，並依CNS 12514-1標準升溫曲線進行定載加溫實驗。最後以有限元素分析結果與實驗結果相互比對，建立正確分析模型，驗證高強度鋼構造梁柱接頭之受火行為及耐火時間。

三、 重要發現

        兩組試體梁加載點達撓曲性能基準時間皆超過35分鐘，試驗後，試體行為有梁端微向下變形，及下層柱翼板局部挫屈，而梁構件及試體其餘部分無破壞行為。

        實驗結果顯示，梁翼切削之有無對試體受火行為的影響顯著，梁翼未切削較有切削之試體，梁端上揚的幅度較大，梁柱交會區旋轉角變化較明顯，並有略佳的耐火時間，而銲接扇形開孔型式的影響則不明顯。

        下層柱的變形為造成梁撓度達性能基準之主要原因，試體僅下層柱翼板挫屈變形，梁端有向下變形但無破壞行為，上層柱及梁柱交會區亦無變形，銲道、螺栓、剪力板及梁柱接合處皆無破壞。由於試體上層柱受防火棉被覆影響，當柱於軸向壓縮變形時，僅受火之下層柱挫屈變形，下層柱之彎曲變形造成試體以順時針方向偏轉，導致梁撓度的增加。

四、 結論與建議

(一).採用高強度鋼材之梁柱接頭，於常溫下雖符合規範強柱弱梁設計，但實驗結果顯示，H型柱於實驗中因受高溫影響而強度衰減，導致柱受火處挫屈變形，進而影響梁端撓度變形量增加。後續的研究建議進行高強度鋼板箱型鋼柱梁柱接頭在高溫下的行為。

(二).實驗室火害研究一般皆以標準升溫曲線加溫構件，惟整體構架受火的行為將異於構件，且實際火災之升溫與標準升溫有所不同。建議進行實尺寸鋼構造建築承受真實火災性能的建立，以探討不同升溫方式於結構行為之影響。

(三).因高溫火害試驗昂貴，故模擬分析有其重要性。有限元素分析可合理預測試體於火害下之溫度變化與試體之變形，亦可提供試驗中因受限而無法測量之數據，建議可於後續之參數研究或相似試驗之前期分析採用。

                             圖1 左上：梁翼板梯度切削，         右上：梁翼板無切削

                                   左下：雙圓弧銲接扇形開孔，   右下：AWS建議耐震銲接扇形開孔

       鋼筋混凝土或鋼材之防蝕方法或抵抗外在劣化因子入侵，如二氧化碳或氯離子等，多以混凝土保護層及表面塗裝系統進行，然而目前表面塗裝系統更換時間或範圍等，均依經驗或現場人員目視觀察資料加以判斷而決定，因此客觀之合理性評估非常缺乏。為此，多數研究採加速耐候試驗以了解表面塗裝系統之性能，然而若無法將其性能以實際現地環境表示時，則無法應用於建築之維護管理。因此，本研究於本所材料試驗中心屋頂建置戶外曝曬場，其目的為建構加速耐候試驗與戶外曝曬試驗之二者時間對應關係外，亦可做為國內建材相關戶外曝曬試驗之示範。

        本研究所使用之試片以混凝土基材及鋼材試片為主，鋼材表面被覆材材料(面漆)以氟素樹脂及聚氨酯樹脂兩種面漆為主；塗裝系統採用C4與C5環境使用之鋼橋外部塗裝系統。塗裝系統與鋼材之複合試片部分包含底漆與中塗漆，選定三家廠商，中塗漆以環氧樹脂MIO(雲母片狀氧化鐵)，而底漆則以無機鋅粉為主，中塗漆包含二種不同厚度(100及180μm)。量測方式以物理量量測，包含色差、光澤及膜厚；另外使用目視評定來描述表面被覆材劣化之情形，並將劣化依等級劃分。評定項目包含起泡、鏽蝕、龜裂、片狀剝落及粉化，並根據CNS15200-8-2至CNS15200-8-5之規定，製作各個目視評定之制式化表格以利實驗記錄。水泥基板試片部分，為因應為期20年之試驗計畫，選擇水灰比0.5之砂漿試片，並增加其厚度達20mm，以便未來逐年量測自然中性化，避免因厚度過小而提早完全中性化。

        本研究建議鋼材表面塗裝系統之使用年限評估方式主要以三種不同性能進行分析：耐候性能、美觀性能及防蝕性能，其各別之評估指標為面漆之光澤度、面漆之色差及塗裝系統之塗膜厚度消耗速率，以此推估耐候年限、美觀年限及防蝕年限。耐候性能之使用年限為將各廠商氟素樹酯及聚氨酯樹脂之光澤折減率數據，依樹脂種類進行趨勢線分析。

1. 耐候性能之使用年限

        耐候性能之使用年限推估，需先找出戶外曝曬試驗與加速耐候試驗兩者之間的比例關係，此比例關係稱為平均加速係數m_μ(x)，即可利用平均加速係數及加速耐候試驗之光澤劣化趨勢線推估出戶外曝曬之使用年限(如下圖1-圖12)。

面漆耐候性能之使用年限(T_u)評估公式如下表1、表2：

表1 面漆依光澤率臨界值之平均使用年限(氙弧燈實驗)

塗料種類	氟素樹脂	聚氨酯樹脂
t(x)
f(x)
mμ(x)	fegx
Tμ(天)
Tμ(年)

表2 面漆依光澤率臨界值之平均使用年限(QUV)

塗料種類	氟素樹脂	聚氨酯樹脂
t(x)
f(x)
mμ(x)	fegx
Tμ(天)
Tμ(年)

                 圖1 氟素樹脂面漆B於氙弧燈試驗下             圖2 氟素樹脂面漆C於氙弧燈試驗下

                       光澤劣化趨勢線                                          光澤劣化趨勢線

      圖3 氟素樹脂面漆B於QUA試驗下             圖4 氟素樹脂面漆C於QUA試驗下

                         光澤劣化趨勢線                                       光澤劣化趨勢線

圖5 聚胺樹脂面漆於氙弧燈試驗下             圖6  聚胺樹脂面漆於QUA試驗下

                       光澤劣化趨勢線                                        光澤劣化趨勢線

圖7 氟素樹脂面漆B於氙弧燈試驗下             圖8  氟素樹脂面漆C於氙弧燈試驗下

                    平均加速係數                                              平均加速係數

圖9 氟素樹脂面漆B於QUV燈試驗下             圖10 氟素樹脂面漆C於QUV試驗下

                    平均加速係數                                              平均加速係數

圖11 聚胺樹脂面漆於氙弧燈試驗下             圖12 聚胺樹脂面漆於QUV試驗下

                       平均加速係數                                             平均加速係數

2. 美觀性能之使用年限

        美觀性能之使用年限為利用色差劣化趨勢方程式計算面漆之使用年限方法與光澤劣化趨勢方程式之流程一樣。將各廠商氟素樹酯及聚氨酯樹脂之色差數據，依樹脂種類進行趨勢線分析(如圖13-20)。

面漆依色差臨界值之平均使用年限公式表3、表4：

表3 面漆依色差臨界值之平均使用年限(氙弧燈試驗)

塗料種類	氟素樹脂	聚氨酯樹脂
t(x)
f(x)
mμ(x)
Tμ(天)
Tμ(年)

表4 面漆依色差臨界值之平均使用年限(QUV 試驗)

塗料種類	氟素樹脂	聚氨酯樹脂
t(x)
f(x)
mμ(x)
Tμ(天)
Tμ(年)

                 圖13 氟素樹脂於氙弧燈試驗下             圖14 聚氨酯樹脂於氙弧燈試驗下

                         色差劣化趨勢線                                   色差劣化趨勢線

                 圖15 氟素樹脂於QUV試驗下                圖16 聚氨酯樹脂於QUV試驗下

                         色差劣化趨勢線                                   色差劣化趨勢線

                 圖17 氟素樹脂於氙弧燈試驗下             圖18 聚氨酯樹脂於氙弧燈試驗下

                         平均加速係數                                      平均加速係數

                 圖19 氟素樹脂於QUV試驗下               圖20 聚氨酯樹脂於QUV試驗下

                         平均加速係數                                      平均加速係數

3. 防蝕性能之使用年限

        防蝕性能之使用年限根據文獻可知計算使用年限計算出塗裝系統中各塗層之使用年限，為了讓推估之使用年限更接近實際塗膜使用狀況，乘上一修正係數0.53，再將各塗層之年限進行加總，即可得到整個塗裝系統防蝕性能之使用年限。

	(1)
	(2)

        為符合CNS11607國家標準針對長期戶外曝曬試驗氣象觀測之規定，本所於戶外曝曬場建置微氣象站，以便準確紀錄戶外曝曬場之溫度、濕度、照度等氣象資料，據以判斷戶外曝曬試驗之成果。此外，本研究亦參考本所102年度「臺灣建築能源模擬解析用逐時標準氣象資料TMY3之建置與研究」之成果－TMY3標準氣象年資料之呈現格式及項目，每月公佈戶外曝曬場氣象資料，以供學術研究或商業檢測接洽之參考。

        藉由本研究各目標之達成，可瞭解混凝土與鋼材表面被覆材於加速耐候實驗下其性能劣化趨勢。就短期而言，本研究成果可用以評估混凝土與鋼材表面被覆材之使用年限。就中長期而言，本研究成果可為鋼筋混凝土與鋼材耐久設計之基礎研究，不僅有助於未來修訂相關規範或準則，亦可建立建築物長期維持管理與延壽之參考指標，擬定符合經濟與環境考量之長期性能維持計畫，使我國之基礎或 公共建設邁向永續之路。

 

        我國位處亞熱帶區域，一年四季日照充足，擁有充沛太陽能資源，因此造就太陽光電能源發展之優勢。為能有效提升太陽能源使用，政府自2012 年開始推動「陽光屋頂百萬座」計畫，積極推廣太陽光電發電系統，目標在提升綠能比例，達到再生能源佔所有能源比例20％的願景，以落實「2025非核家園」。近日更宣布自明（107）年1月1日起至2020年止進行「綠能屋頂、全民參與」行動方案，透過行政院補助鼓勵民眾於建築物屋頂裝設太陽能板，此計畫將補助全額規畫費用及40％建置費用，盼在2020年可產生300萬瓩（3GW）電力，約等於台中火力發電廠6部機組之發電能量。

        為能達到太陽能光電板的最佳發電效率及求有效利用太陽能源，太陽能光電板多以陣列方式安裝於屋頂。而針對做為居住目的使用之低層平屋頂建築物，在有限的使用空間情況下，常見將太陽能光電板安裝於高於屋頂3公尺（部分縣市已放寬至4.5公尺）處，藉以保留建築屋頂上的使用空間，並達到遮陽隔熱並降低室內溫度的效果。然而每年夏秋二季為我國颱風盛行的季節，加上極端氣候的影響且屋頂缺乏遮蔽物保護的情況下，時有太陽能光電板因風損壞之事件發生。針對太陽能發電，台電保障收購合約長達20年，為降低期間內之災損風險，避免民眾生命安全及財產損失，並瞭解太陽光電板受風現象而進行此次研究。

        本研究結合產官學，透過風洞實驗及電腦模擬等方法，探討平屋頂建築屋頂上的陣列式太陽能光電板之受風現象，藉此瞭解其流場結構、生成機制、表面風壓變化，可有助於太陽能光電板製造商或系統商提升太陽能光電板耐風性能，並做為相關規範修訂參考。

圖1 陣列式太陽能光電板風洞試驗模型

圖2 太陽能板配置示意圖

圖3  陣列式太陽能光電板於長寬比為1/3之建築物淨壓力分布圖

圖4  陣列式太陽能光電板於長寬比為1之建築物淨壓力分布圖

        圖3及圖4為不同風向角（β）情況下，不同長寬比建築屋頂陣列式太陽能光電板淨壓力係數分布圖。在β = 0°時，可以發現，第一排太陽能光電板承受強烈的負壓力，而第二排後的太陽光電板承受之壓力則明顯降低。其主要原因為，當風流經第一排後，第一排太陽能光電板產生遮蔽效應，使得第二排後之太陽能光電板幾乎無受到風壓作用。此外，當風向角改變時，可觀察到陣列式太陽光電板的壓力分佈亦隨之偏轉。值得注意的是當β 在15° ~ 45°區間時，可發現第一排光電板產生迎風角隅處產生局部負壓，其原因主要係當風流經太陽光電板時產生圓錐型渦流所致。當β 大於90°時，太陽能光電板轉為承受正壓力。而當風向角為180°時，同樣可觀察到第一排受風壓最大，第二排後的太陽能光電板，同樣因第一排的太陽光電板產生的遮蔽效應，承受之壓力明顯較低。

        太陽能光電系統為求得最大發電效率，常見將太陽能光電板以陣列方式安裝並置於無遮蔽物之處。然而此安裝方式與地點，易使太陽能光電板易受強風侵襲而被破壞。經本實驗研究，當風向角介於0°～90°時，太陽能光電板以承受負淨壓力為主；當風向角介於90°～180°，太陽能光電板以承受正淨壓力為主。而隨著風向角增加，太陽能光電板之淨壓力分布亦隨之偏移。此外，透過觀察可發現，當風向角介於15°～60°時，太陽能光電板角落迎風向沿兩邊具有強烈負壓，此為圓錐渦流(conical vortices)生成所致。整體而言，太陽能光電板在不同風向角情況下，仍是處於不均勻受力。最大上升力（CL）則發生於第一排陣列及風向角0°～45°區間，可針對此方向進行設計補強。

 

 

 

        於設計低矮鋼筋混凝土(RC)建築時，為考量一樓使用空間之需求，常須限制柱在沿街方向尺寸，如圖1所示，因此容易造成一樓沿街方向弱層之現象。於1999 年所發生的921地震中，許多沿街住宅倒塌，皆因一樓柱沿街方向產生破壞所導致，如圖2所示。本研究提出使用L形與T形斷面柱於低矮RC建築，以提昇一樓沿街方向耐震性能。相較於矩形柱，L形與T形柱可將其大部分斷面積埋入牆面內，因此可大幅降低對室內空間之影響，為一種解決一樓弱層，兼具耐震性與使用性之方法。

圖1 台灣常見的房屋設計

(a)

(b)

圖2 地震時破壞的情形：(a) 1999年921大地震；(b) 2016年高雄美濃大地震

        本研究共測試10座柱試體，包括4座L形柱與6座T形柱，試驗方式採定軸力與側向反覆載重(圖3)，以觀察其耐震行為。其中1座L形柱與2座T形柱由矩形柱補強而成(圖4)，由於補強柱斷面之縱向鋼筋向上植筋入梁，有諸多施工困難且施工品質不易確保，因此本研究補強柱斷面之縱向鋼筋只停留在補強柱內。本研究亦進行新造與補強L形與T形柱之耐震分析，以研擬分析與設計方法，同時探討規範相關配筋細節之適用性，最後研擬設計準則與配筋圖，以為工程師參考使用。本研究共測試10座柱試體，包括4座L形柱與6座T形柱，試驗方式採定軸力與側向反覆載重(圖3)，以觀察其耐震行為。其中1座L形柱與2座T形柱由矩形柱補強而成(圖4)，由於補強柱斷面之縱向鋼筋向上植筋入梁，有諸多施工困難且施工品質不易確保，因此本研究補強柱斷面之縱向鋼筋只停留在補強柱內。本研究亦進行新造與補強L形與T形柱之耐震分析，以研擬分析與設計方法，同時探討規範相關配筋細節之適用性，最後研擬設計準則與配筋圖，以為工程師參考使用。

圖3 試驗設置

圖4 補強試體斷面設計圖：(a)補強試體側視圖；(b)L型柱補強；(c) T型柱補強(柱配筋)；(d) L型柱補強(牆配筋)

           反覆載重試驗結果顯示，撓曲破壞控制的L形與T形柱試體呈現具優良消能之韌性行為，位移韌性平均值達6.86。對於剪力破壞控制的L形與T形柱試體而言，其破壞為典型撓剪破壞，剪力達最大強度時，縱向鋼筋尚未降伏或降伏不顯著。對於補強柱試體而言，由於補強區域之縱向鋼筋沒有植筋入頂梁與下基礎，因此補強部分之縱向鋼筋於受拉時無效，僅於受壓時有效。不過也因此限制了補強部分縱向鋼筋受拉應力與塑性變形，延緩鋼筋受壓挫屈與降低周遭混凝土之破壞，使其位移韌性顯著高於一體澆置之L形與T形柱。撓曲強度分析結果顯示，現行混凝土結構設計規範可保守地用於計算一體澆置與補強之L形與T形柱之標稱抗彎強度(M_n)，用於剪力強度設計之最大可能彎矩強度之計算則呈現不保守之結果，若採Caltrans SDC¹之方法，則可得保守之預測結果。剪力強度分析結果顯示，現行混凝土結構設計規範無論是柱或牆的剪力強度計算方法，皆可保守地使用於L形與T形柱的剪力強度計算。對於文獻中剪力強度評估而言，Sezen2剪力強度模型可提供相當準確的強度評估。本研究所提出的側推分析方法，可以準確地預估撓曲控制之柱、剪力控制之柱與補強柱的初始勁度、最大側力強度以及極限位移，然而，本研究之側推分析方法尚不能良好捕捉剪力控制之柱與補強柱於最大側力後，強度下降時的力量與位移關係曲線。

註1：California Department of Transportation (Caltrans), “Seismic Design Criteria Version 1.6,” Engineering Service Center, Earthquake Engineering Branch, Calif., 2010.

註2：Sezen, H. and Moehle, J., Shear Strength Model for Lightly Reinforced Concrete Columns. Journal of Structural Engineering, 2004.

        因此，本研究透過大尺寸結構試驗與其分析，提出新造與補強T與L形柱配筋細節與設計方法，可用於低矮RC沿街店鋪式住宅，以加強其沿街方向耐震能力，改善常見沿街方向一樓軟弱層問題。

一、前言

        由於全球氣候極端變異，各地發生強風驟雨、災害頻傳，而台灣地處西太平洋颱風盛行區域，每年平均有3個以上的颱風侵襲。近年來，國內相繼受到前（104）年蘇迪勒、杜鵑颱風，以及去（105）年尼伯特、莫蘭蒂及梅姬颱風接連侵襲，部分地區瞬間陣風甚至達17級風，足見風災對國內的財產及人員都造成重大損失，民眾也開始重視風對於建築結構安全性，以及居住舒適性等影響。伴隨著建築物朝高層化、大型化及複合化趨勢，國內建築環境在面對風工程之問題上亦應有積極作為。

        我國「建築物耐風設計規範及解說」首版規範內容乃於民國96年由本所審訂後，內政部公告施行。而在施行後迄今，本所仍致力於推動全國建築研究發展，為使規範符合我國風場特性及建築環境，以因應自然及社會變遷，該建築物耐風設計規範於民國103年6月12日第1次修訂頒佈，並自民國104年1月1日起施行。惟在多次相關技術研討（習）會議上，業界仍有諸多設計者對於該修訂後內容與應用無法適切掌握，本所為充分發揮內政部智庫角色，爰於104年辦理「建築物耐風設計規範及解說技術手冊研擬」完成手冊初稿，而為使手冊內容更趨於完備，於105年特邀請專家學者成立審查小組進行細節審查，經過多次詳細討論會議及修改後完成本手冊，再經美編校稿作業後，業於今(106)年7月出版，如圖1所示。手冊內容參考實務意見將複雜的計算公式建立分析流程，以步驟化及圖表化模式呈現，使結構設計者利於理解規範，能逐步且準確地完成耐風設計，促進設計效率兼顧建築結構抗風性能，並確保舒適之居住品質。

二、手冊架構

        本手冊共分十二章，第一章為建築物耐風設計技術手冊導覽，第二章為主要風力抵抗系統耐風設計流程圖，第三章為局部構材及外部被覆物耐風設計流程圖，第四章至第八章為封閉式或部分封閉式建築物主要風力抵抗系統耐風設計示範例，第九章為開放式建築物主要風力抵抗系統耐風設計示範例，第十章至第十二章為局部構材及外部被覆物耐風設計示範例。以下就本手冊之適用範圍、重要且常用的名詞定義及示範例說明等，詳述如下。

1. 手冊適用範圍

        現行建築物耐風設計規範（以下簡稱規範）提供主要風力抵抗系統與局部構材及外部被覆物風力（或風壓）之計算方式。規範第二章與第四章規定主要風力抵抗系統風力之計算方式，規範第三章規定局部構材及外部被覆物設計風壓之計算方式。本手冊內容係摘自內政部建研所委託研究報告《建築物耐風設計規範及解說技術手冊研擬》（陳瑞華等人，2015），針對近似規則矩形柱體的建築物，分別提供其主要風力抵抗系統與局部構材及外部被覆物耐風設計流程圖，並提供對應的示範例，但不包含後續的結構分析。

        根據規範5.1風洞試驗適用範圍可知，建築物之耐風設計，依規範無法提供所需之主要風力抵抗系統設計風力或是外部被覆物之設計風壓風力資料時，得以風洞試驗作為耐風設計之依據。當建築物之高度超過100公尺，或風力效應明顯時，建議進行風洞試驗。凡施行風洞試驗之建築物，其設計風力、設計風壓與舒適性評估得以風洞試驗結果為準。

2. 名詞定義

        主要風力抵抗系統：提供作為次要構件及外部被覆物支撐之主要結構組合體，如：剛構架、斜撐構架、空間桁架或剪力牆等。

        局部構材及外部被覆物：直接承受風力的外部被覆物或構件及接受其附近外部被覆物產生之風力，並將其傳到主要風力抵抗之構材者，如帷幕牆上的玻璃窗及框架，屋頂被覆物、平行桁條及屋頂桁架等。若局部構材及外部被覆物之承受風壓面積大於65平方公尺，則也可以依主要風力抵抗系統之公式計算設計風壓。

        高寬比h/√BL：h為建築物高度（不含屋頂突出物）或獨立結構物之高度。斜屋頂建築物之斜角小於10°時，以簷高代替之；斜角大於10°時，以平均屋頂高度計算之；m。B為垂直於風向之建築物水平尺寸；m。L為平行於風向之建築物水平尺寸；m。

        普通建築物：順風向基本自然頻率ƒ_n＞1Hz（或基本自然週期≦1s）之建築物，其中，規範建議根據動力分析求得結構物基本自然頻率。若高度h小於122m，可依ƒ_n=(22.86/h)Hz估計，但此經驗公式一般會低估基本自然頻率。

        柔性建築物：順風向基本自然頻率ƒ_n＜1Hz（或基本自然週期>1s）之建築物。

3. 示範例說明

        手冊將主要風力抵抗系統設計分為六類設計情況，於第二章編制各類情況的設計流程圖，並於第四章至第九章分別提供其設計示範例。手冊第三章為局部構材及外部被覆物耐風設計流程圖，另將局部構材及外部被覆物耐風設計分為三種情況，於第十章至第十二章分別提供其設計示範例，建議設計者可直接參考下列適合自己設計情況的示範例，本技術手冊示範例架構如圖2所示。各示範例的設計適用情況說明如下：

第四章 高寬比3至6柔性建築物主要風力抵抗系統耐風設計示範例1。

第五章 高寬比3至6普通建築物主要風力抵抗系統耐風設計示範例2。

第六章 高寬比小於3普通建築物主要風力抵抗系統耐風設計示範例3。

第七章 高寬比小於3柔性建築物主要風力抵抗系統耐風設計示範例4。

第八章 高寬比小於3、普通且高度小於等於18公尺建築物主要風力抵抗系統耐風設計示範例5。

第九章 開放式建築物主要風力抵抗系統耐風設計示範例6。

第十章 高度不超過18公尺建築物局部構材耐風設計示範例7。

第十一章 高度超過18公尺建築物局部構材耐風設計示範例8。

第十二章 開放式建築物之斜屋頂局部構材耐風設計示範例9。

三、結語

1. 本案依據國內常見設計情況加以分類，由不同建築物用途、地況及高度等建築條件，分別建立建築物耐風設計程序及流程圖，提出9種常用計算示範例並編輯成冊，使設計者依流程套用設計公式或圖表，以完成風力風壓及加速度之檢核分析。
2. 本手冊為利設計者掌握設計參數，於各計算示範例，均以圖表設定建築物基本資料及工址風環境，再依照每一來風方向計算各風向載重作用下之設計風壓或風力，續以最高居室樓層角隅之側向振動加速度，檢核結構安全性與居住舒適性。
3. 臺灣颱風風象多元且複雜，設計者常無法掌握規範的適用範圍及參數應用時機，本技術手冊配合耐風設計實務為需求，可協助業界正確設計減少誤用，且依式參用可縮短設計時間，達到結構安全與居住舒適之目的。

圖1 建築物耐風設計技術手冊封面

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖2 建築物耐風設計技術手冊示範例架構

        行政院於105年3月核定「永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」，主要目的除延續發展智慧綠建築外，並考慮我國整體環境及遵循智慧城市發展趨勢，以提升人民福祉、環境永續發展及創造資通科技(ICT)產業新出路，同時發展國際市場，以「智慧生活創造者」作為臺灣國際市場的新品牌，達成智慧生活產業化之目標。

        方案下之「永續智慧社區創新實證示範計畫」，係考量我國整體環境發展，及遵循行政院智慧城市重點政策，藉由永續智慧社區創新實證之策略實施，連結智慧綠建築與智慧城市政策，以提升人民福祉、達成城市智慧治理及智慧生活產業化之目標。所謂永續智慧社區創新實證，其定義即為「針對遴選示範場域，運用創新智慧技術，建立對社區智慧應用整合功能，從主動即時偵測覺知環境變化、進而進行分析社區動態資訊，而後能整合做出合宜且智慧之決策與回應。」，為可供我國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且更即時之公共服務與治理能力，以更有效回應各項社區永續發展面對之課題，爰於不同類型示範場域，以低碳節能為主軸，考量實證場域之特性及使用者需求，在一個共通平台上，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服務，兼具實驗與示範功能。

        本示範計畫為整合應用網路、雲端及物聯網等技術，創造幸福有感生活，105年度開始辦理永續智慧社區創新實證示範場域計畫，分別就住宅社區、大學校園、科學或工業園區、鄉村或離島以及其他等不同場域類型，進行遴選並補助示範建置，由各場域依據在地特色與需求分析，提出適合場域需求(如低碳節能、水資源、智慧社區管理等)之智慧生活服務解決方案。藉以整合政府智慧化相關如節能、交通、教育、醫療、安全監控等成果經驗及技術應用，配合場域使用者需求提供完整之服務，並由民間業者參與執行，以匯集我國智慧化關聯計畫，促進我國ICT與智慧化相關產業全球競爭力，並建立領先全球之安全安心、健康節能與舒適便利的智慧永續人文生活環境。

        105年度補助中央部會及所屬機關辦理示範建置案例共7案，包括住宅社區場域類1案、大專院校場域類4案及園區場域類2案，計畫建置期程於105年7月開始。其中，國立中興大學及國立雲林科技大學2案已完成105年度計畫內容建置，其餘5案建置作業亦於106年上半年陸續完成。

一、105年度永續智慧社區創新實證示範計畫建置內容與成果

(一) 台灣電力公司台電智慧綠社區計畫

        針對鳳山宿舍、營業大樓進行智慧電表、能管系統、公共資訊等管理系統進行技術可行性規劃與節能改善之財務規劃，包括該區域內建物電力使用量測分析、進行創新節能設計與節能效益評估、建物能源模型建構與能耗分析、以及能管系統導入最佳化節能策略評估與建議，並進行鳳山社區能源監控管理平台規劃可行性評估，包括電力監控系統規劃設計、雲端智慧型建物能源管理系統平台建置規劃設計可行性評估，為建置永續智慧社區之先期規劃作業。

(二)雲林科技大學永續智慧社區創新實證示範計畫建置計畫

        雲林科技大學場域永續智慧的建置特色在校園的節能減碳，校園智慧電力監控網已可將所有建築物個別之總用電蒐集與統計、校內部分空調冰水機與小型冷氣(窗型與分離式)已可排程智慧卸載、以及教室智慧供電系統。並將三套系統整合，開始發揮小規模的電力調度。透過監測點蒐集的用電資料，進行用電需量控制。目前已累積初步的用電行為模式分析結果。除了硬體建置與系統整合技術暨有功能外，校方目標、規劃與技術服務單位的合作模式亦值得推廣給其他場域或相關技術服務業者參考。

圖1 雲林科技大學雲夢湖水位監測智慧化管理

(三)中興大學多元智能永續校園建置計畫

        中興大學在硬體系統建置部分雖不多，但對於軟體開發(行動裝置APP、網頁設計)、計畫執行過程紀錄與資訊整合的人機介面(數據可視化)暨透明公開度則是唯一。透過目前已上線的網頁已可以一窺中興大學整體參與永續智慧社區創新實證示範計畫的全貌與進展。另外，中興大學健康步道空氣檢測系統，將感測器蒐集的資料經過整理轉化為可視化的資訊呈現，讓檢閱者一目了然。

(四)成功大學NCKU Smart Campus 智慧大學城計畫

        成功大學將計畫分為4個子計畫，包含C-Hub成大創意基地、EH-Hub成大健康基地、Eco-Museum 成大校園生態博物館園區及CK-Bike 成大公共自行車網，建置主動式智慧健康節能教室(階梯教室、數位工場、Maker Space)、安全監測系統、智慧行為分析及安全友善校園、互動導覽系統建置測試及硬體設備、自行車網站體及系統等項目，以智慧系統觀測校園微氣候與空氣品質，並將大學廢棄自行車回收與租借，逐步推動營造安全、友善與健康的學習環境。

圖2 C-Hub成大創意基地

(五)臺灣科技大學

        臺灣科技大學建構以「學生生活與學習」為主體的智慧校園，以生產力4.0為核心技術架構，在校內既有永續低碳相關資通訊基礎架構上，結合物聯網感測及無線通訊能力，建立具感知神經系統(neural system)的數位校園，輔以雲端及大數據分析智慧化能力，使靜態被動的校園生活與服務轉變為有機主動系統，並以學生生活與學習為核心，導入創新科技模式，發展智慧精實校園環境，建置對使用者有益且有感的創新應用與服務。

(六)文化部文化資產局台中文化創意產業園區智慧化示範計畫

        以安全防護、參訪互動、省能管理、健康舒適4大主題，規劃整合式管理系統、智慧基盤設施、園區服務App、互動式參訪系統、安全門禁防災系統5大項目，以成為亞洲第一座工業遺址智慧化的典範為目標，導入智慧化改善內容，創造園區新型態的使用、經營策略，提升園區經營效益。逐年依據計畫目標內容爭取預算，使園區成為全國五大創意產業園區首創智慧綠能園區，並成為其他老舊城市社區之示範案例，逐步完成園區智慧化改革。

(七)經濟部加工出口區管理處永續智慧社區創新實證示範計畫

        規劃推動營運商於高雄軟體園區建置營運智慧園區服務，促成加工處、園區管委會及營運商合，規劃智慧服務及基礎建設建置包括感知照明系統、節能燈具、智慧基礎網路及無線網路擴充等項目。

 

二、105年度永續智慧社區創新實證示範計畫建置成果推廣宣導

        以105年度?永續智慧綠社區場域實證計畫?所使用的技術為主體，於雲林科技大學與中興大學舉辦2場校園場域相關優良智慧化服務案例推廣會，邀請各級政府單位與大專院校之以連結潛在場域的營繕與技術者參加，推廣智慧綠建築的優良應用服務案例與解決方案，導入場域實證計畫之參考，共計160人次參與。

        辦理智慧綠建築及永續智慧社區觀摩交流參訪活動3場次，共計有200位來自各級政府(機關)、大專院校之總務、營繕、研發，及社區管理、建築、規劃、資通訊等相關專業人士實地參訪國立中興大學等案場，讓與會者實際體驗及進一步了解案例導入之校園智慧節能、安全系統、視障服務、校園導覽APP；智慧物業管理系統、BIM與廠務管理等建置內容。

        辦理智慧綠建築及永續智慧社區國際研討會，研討主題為國內外建築物創新技術與大數據的應用分析，以及永續智慧社區/城市發展上的創新實施模式。

三、未來工作重點：

        本計畫之推動期能整合政府與產業界之創新智慧化應用服務技術，建立領先全球之安全安心、健康節能與舒適便利的永續智慧生活環境，以達促進環境永續發展、提升居住環境品質及提升產業競爭力的三贏目標。

1. 前言

        為瞭解日本智慧防災技術發展狀況、坡地災害法令制度變革及智慧社區、高齡者居住環境及無障礙環境之設計內容，本次由陳所長瑞鈴率領賴副研究員深江及張助理研究員志源，赴日本進行高齡友善及防災智慧城市研習。透過本次研習，本所與日本政府、學術界及產業界進行經驗交流，拓展國際視野，並深化瞭解日本建築防災、智慧社區及高齡環境之先進研究內容。

        本計畫研習行程分成三類，第一類屬於機關、研究機構研習行程，主要拜會國立研究開發法人建築研究所、株式會社富士通研究所、國土交通省國土技術政策總合研究所及廣島縣政府土木建築局砂防課，第二類屬於民間福祉法人照護機構研習行程，主要拜會社會福祉法人銀翼，第三類行程屬於智慧社區及無障礙現地研習行程，主要包括柏之葉智慧社區、日本東京丸之內車站。

1. 研習行程介紹

（一）機關、研究機構研習行程

1.國立研究開發法人建築研究所

        國立研究開發法人建築研究所為日本國土交通省所管之國立研究開發法人，本次主要瞭解該所近年建築物無障礙研究成果及設置之無障礙設施實驗室。

        首先由森正志博士介紹日本國立研究開發法人建築研究所整體研究方向，包括在住宅、建築、都市計畫之研究重點。再由研究員小野久美子博士介紹該所從通用設計觀點，進行多機能廁所研究之成果。

        其次由住宅與都市研究組臼井浩一組長介紹為因應日本超高齡社會之社區營造，製作可讓高齡者找到生存意義及健康生活之社區營造手冊。主要包括下列幾個部份：1.促進高齡者外出輕鬆地停留場所之塑造與經營手法，例如高齡者與兒童一同活動之場所、高齡者可自由地使用時間之茶館等。2.讓高齡者與社會保持聯繫，促進高齡者參加地區活動之手法，例如公園環境清潔活動、道路環境打掃活動等。

        最後，小野久美子博士帶領導覽該所通用設計實驗室，瞭解行動不便者避難設施之實驗設備，及因應不同類型之行動不便者，改善樓梯級高與級深之實驗設備。

圖1. 本所與日本建築研究所與會人員合照     資料來源：自行拍攝

  

圖2.日本建築研究所行動不便者避難設備實驗     資料來源：自行拍攝

2.株式會社富士通研究所

        富士通公司所屬富士通研究所位於日本川崎市，由我國經濟部「台日產業合作推動辦公室」海老原信義顧問陪同拜會。該所與我國工業技術研究院資通所合作研發之自律型感測路技術防災系統，該系統能突破減災、防災系統實際能進行之監測範圍受到限制之現狀，達成大範圍資訊收集之目標。

        此外，該所與我國工業技術研究院資通所合作開發之感測系統，能讓多個具有自行發電設備之小型感測器透過無線傳輸相互連結，經由自律型感測網路，在可能發生崩塌之地點進行資訊收集(例如位移、地下水位、土壤水分)，並可透過遠端遙控，由控制中心發布指令予每一具感測器。

圖3 本所與日本富士通研究所與會人員合影     資料來源：自行拍攝

圖4 自律型系統邊坡感測方式     資料來源：現場報告之簡報內容。

3.國土交通省國土技術政策總合研究所

        本次承蒙外交部亞東太平洋司、亞東關係協會、台北駐日經濟文化代表處經濟組、公益財團法人日本台灣交流協會東京本部等單位之協助，得以假公益財團法人日本台灣交流協會東京本部，與國土交通省國土技術政策總合研究所進行交流。該所計有榎村康史國土防災研究官、建築研究部石原晃彥建築災害對策研究官、建築研究部構造基準研究室主任研究官諏訪田晴彥博士等多位專家出席。

        本次主要交流內容包括：1.對超過設想外力與複合性自然災害之危機管理。2.震災害避難模擬技術。3.建築物地震減災因應對策。透過該次研習，增加對於建築物震災避難、減災因應對策及危機管理之瞭解。

          

圖5 本所與財團法人日本台灣交流協會東京本部與會人員合影     資料來源：自行拍攝

 

 

 

 

 

 

 

圖6 複合災害之對不同設施之受害影響圖資料來源：現場報告之簡報內容

4.廣島縣政府土木建築局砂防課

        本次主要瞭解廣島縣政府如何制定針對土砂災害警戒地區、特別警戒地區之指定及其基礎調查結果之公告與說明等機制，以供作國內坡地防災管理之借鏡。

        廣島縣自2003年起，開始進行土砂災害警戒區域之調查劃設與公告，直至2017年2月共計已公告土砂災害警戒區域17,560 處，特別警戒區域(對建築物及居民生命身體具顯著危害之區域) 15,839 處。

該縣警戒區域劃設程序如下：

1.實施基礎調查。

2.於基礎調查後指定土砂災害警戒區域、特別土砂災害警戒區域。

3.基礎調查結果公布。

4.縣府公報刊登指定土砂災害警戒區域、特別土砂災害警戒區域之內容。

 

   

圖7 本所與廣島縣土木建築局砂防課與會人員針對簡報進行討論情形 資料來源：自行拍攝

(二)民間福祉法人照護機構研習行程

        本次研習之民間福祉法人照護機構為社會福祉法人銀翼。該機構是位在東京都一間以社區為基礎之優質照顧福利機構。長期照護老人有40名，短期照護老人有6名，日間照護有34人。

        該機構共8層樓鋼筋混凝土建築，總建築面積為2,359.09平方公尺。首先由理事長石川公也先生說明日本因應未來高齡者照顧環境，引進外骨骼機器人，可以協助被介護者之搬移、換尿布、換床單及協助入浴之功能，該機構設施極為先進。

        在現場可看到外骨骼機器人如何提供照顧人員去照顧高齡者，另外有些特別設施設備，包括非接觸床邊監測系統，該監測系統適用於老人與失智症者，防止他們在床邊跌倒；介護機器人可協助高齡者行走；機器人Pepper 可教導高齡者作體操與運動，洗澡機可協助高齡者洗澡。

           

圖8 瞭解社會福祉法人銀翼照顧機械人操作方式     資料來源：自行拍攝

圖9. 社會福祉法人銀翼內機器人Pepper 教導高齡者作體操與運動   資料來源：自行拍攝

（三）智慧社區及無障礙現地研習行程

1.柏之葉智慧社區

        日本柏之葉地區自2000年起，開始著手面積達273公頃之規劃改造事業。隨著西元2005年筑波快速線開通，柏之葉學園站加入營運，提高交通便利性。西元2008年由千葉縣、柏市、東京大學及千葉大學共同參加「柏之葉國際學園都市構想」計畫，受到各界極大關注。

        柏之葉智慧社區強調「環境共生」、「健康長壽」、「新產業創造」，提出了「明日城市的新願景」，該社區由三井不動產株式會社、日立公司及當地之大學共同攜手完成。該智慧社區於西元2011年12月獲日本內閣府選定為「綜合特區」及「環境未來城市」。

        此次研習主要針對柏之葉智慧社區之地區能源管理系統(AEMS)、實質建築物與戶外環境設計及為居民提供健康支援設施內容進行瞭解。可以看到「柏之葉大學城」由政府、民間、學校聯合經營，規劃主題為環境共生、健康長壽、創新產業，以創造安心、安全、永續智慧城市，目標是通過自然能源和未利用能源之發電及蓄電、街區間電力相互調度、居民參加節能活動等建立成抗災害能力強之社區。此社區最重要之特色，是提升防災因應能力之緊急電力調度工作AEMS(地區能源管理系統)，目標在創建自主經營之供電網路並擴充功能，並發展成為「智慧電網」。於發生災害時，該社區可經由利用再生能源及蓄電池，對能源進行合理分配，使BCP(事業持續計畫)、LCP(生活持續計畫)得以實現。

        此外，日立公司接待人員帶領眾人參訪柏之葉社區內之健康研究所，以及提供居民生活及創業使用之場所，讓眾人瞭解智慧建築與健康照護環境如何相互結合。

圖10 本所參訪人員與日立公司接待人員合照     資料來源：自行拍攝

   

圖11 瞭解日本柏之葉智慧社區內健康研究所之設置內容     資料來源：自行拍攝

2.日本東京都丸之內車站

        本次參訪東京都丸之內車站，主要想瞭解該車站內外無障礙設施設置狀況。

        東京都丸之內車站位在日本東京都千代田區丸之內一丁目，為東日本旅客鐵道（JR東日本）、東海旅客鐵道（JR東海）、東京地下鐵之鐵路車站。不但是日本多條鐵道路線之起點站，也是東京主要交通樞紐之一。該車站於1914年建造，在車站建造階段，曾被冠以「中央車站」之名，並在落成典禮當天，被重新命名為「東京車站」。自此車站促進周遭商業區域之興盛，成為東京都中心地帶。這棟建築物已被指定為日本重要文化財。由於歷史悠久，該車站經過大幅整修，於2012年10月整修完畢，恢復原貌，重現100年前之歷史風華。車站內、周邊及地下街是廣大商圈，包括舉辦活動之廣場、購物區、咖啡店和餐廳等設施。

        東京都丸之內車站建築物之結構以強化混凝土重新建造，而三樓外牆則以面磚修復。一樓與二樓原有之紅磚結構被加以保留，而外牆覆面則以面磚修復至其原始樣貌。還了使車站能承受大型地震，技術面上還加強其隔震之性能。作為日本重要公共建築物，無障礙之設置極為完善，同時將建築物及車站周邊路面一起考量，使旅客可以拖運行李搭乘交通工具。

        在現地研習過程中，可看到該車站之建築物內，有完善之無障礙通路，包括室內通路走廊、室外通路、高低差處有坡道、無障礙廁所、無障礙電梯等。與國內無障礙設施不同之處，有專為視障者提供之無障礙電話、售票口及點字地圖。整體來說，東京都丸之內車站無障礙設施完備，另值得學習是該車站作為文化財，修建時重視原樣之保存，並增加隔震及構造之強化，可在車站內見到原站體與新設施並陳及再利用之特色。

圖12 瞭解日本東京都丸之內車站內外之無障礙設施建置情形     資料來源：自行拍攝

圖13 日本東京都丸之內車站無障礙廁所外之點字地圖     資料來源：自行拍攝

三、研習心得

(一).針對先進國家身心無障礙環境法令進行研究。我國於民國107年將進入高齡社會，因應先進國家身心無障礙環境法令趨勢與時俱進，應加強針對先進國家無障礙環境法令進行研究。

(二).針對智慧設施設備導入高齡友善環境進行研究，以健全國內高齡照護環境。應針對智慧設施設備導入高齡友善環境進行研究，以創造符合高齡者使用之優質無障礙環境。

(三).推動智慧科技應用於都市及建築防災俾提升災害韌性之相關研究。平時掌握各種環境基本資料與監測變異狀況建立觀測資料庫，設定設施警戒基準，透過大數據分析結合智慧科技傳輸訊息給民眾，俾利於災前預警降低災害風險。

(四).因應第一線人員需求推動都市及建築災害韌性之相關研究。自過去之巨災經驗汲取防災知識，由系統觀點進行跨部門之整合性災害研究，找出既有防災對策、基準等項缺失，提出改善建議，以協助第一線人員提升解決問題之技術能力。

(五).推動具有法令基礎之山坡地社區管理制度相關研究。坡地社區建築及使用安全管理制度建構需具備法令依據，以法令之強制力再加上開發建築管制、財政補助、災害風險溝通及交易資訊揭示等項機制，方能發揮功效。