建築研究簡訊第106期

  • 日期:108-11-13
主題報導謝宗興
2019年建築資訊建模(BIM)新加坡經驗交流國際研討會暨圓桌會議辦理成果

       近年來國際間競相發展「建築資訊建模(Building Information Modeling ,BIM)」技術,影響營建相關工程甚鉅,從產業應用、學術教育及政府決策皆樹立新的標準或規範。亞洲國家尤以新加坡對於BIM推動之政策、配套措施與成效、整體發展速度與效力堪稱表率。有鑑於此,本所於8月19日至22日假臺大醫院國際會議中心,舉辦「2019建築資訊建模(BIM)新加坡經驗交流國際研討會」。為我國近年來首次辦理的BIM大型國際研討會,吸引超過430名專業人士參與會議

       本部政務次長花敬群於8月19日開幕典禮致詞表示,近年來國際間競相發展BIM技術,當作提升建築產業與國家經濟競爭力的關鍵,今年邀集新加坡專家分享相關最新建築資訊建模(Building Information Modeling ,BIM)發展趨勢,將作為政府導入新技術的整體對策參考。BIM本身是一種建築工程永續性運用的技術,透過電腦模擬真實工程,協助建築規劃設計,減少不必要的浪費,提升建築品質效率。這項技術也是國內「亞洲‧矽谷」及循環經濟等5+2產業發展基礎,未來可結合物聯網(IOT)、人工智慧(AI)以及地理資訊系統(GIS)等重要關鍵。

       邀請的新加坡來賓包括推動BIM的Building Smart國際組織William Lau主席、建屋發展局(Housing and Development Board,簡稱建屋局HDB)白友福(Lawrence Pak)主任、奧雅納新加坡分公司(ARUP) 陳榮興(Tan Yoong Heng)總監、BIMAGE顧問公司李逸芃(Lee Yih Perng)經理、榮騰科技(NovaCity) 陳治通(Eddy Tan)副總經理以及英國標準協會亞太地區營建部門Kevin Wong總監等來台,依照「政府推動,民間跟進」的大原則,透過「BIM推動政策與法令導入」、「新加坡公共組屋之BIM導入策略實踐與落實」、「工程顧問公司如何使用BIM改造和升級建築行業方面經驗談」、「企業BIM導入成功因素及諮詢輔導經驗談」、「新加坡E-PlanCheck系統發展現在與未來」及「BIM於全生命週期技術應用的克服與挑戰」等宏觀議題發表演講,藉由公共住宅工程和統包工程投入,帶動民間技術推動。期望藉由國際研討會的演講與交流,能夠將新加坡政府發展的構想策略與實務運作心得,提供給我國作為借鏡,砥礪國內專業精進,同時尋求未來國際間的合作機會,增進彼此友好情誼。

       除論壇演講活動,亦透過分組圓桌會議期待從不同角度分享BIM的多元應用,分為「政策規劃與執行組」、「產業應用與發展組」、「設計創新與應用組」、「專業培訓與認證組」等面向進行討論。藉由7月底國內專家會前會議彙整各方提問後,事先轉交新加坡專家學者,協助了解國內各界不同面向BIM之發展現狀與推動議題,以利來台期間針對國內需求直接提供更明確的方針與更多元的想法,俾益國內後續推動BIM於民間建築/公共工程全生命週期之應用,及都市更新規劃、地理資訊系統整合等中長期發展目標。

       本研討會經8月20日參訪國內案例,瞭解目前國內BIM在規劃設計及維護管理的應用實例後,續於8月21日舉辦分組圓桌會議,本部常務次長邱昌嶽於主持「政策規劃與執行組」時表示,我國的優勢在於資通訊科技處於領先位置,但整體資源有限,需要引導營建業界等資源共同投入,這次的討論意見,將作為政府往後推動BIM技術重要參考。近年來國際間競相發展BIM技術,透過國際會議交流,一起來構思擬定整體發展策略,投入資源擴大動能,培育BIM的相關人才,以善加利用BIM技術,創造國內營建產業數位化升級的契機。

       四場會議討論後獲得許多重要意見,「政策規劃與執行」組提出,由於我國的資源與市場規模有限,上、中、下游的整合以及海內外佈局的眼光相當重要。參考新加坡建設局規劃推動經驗,建議政府思考成立跨部會整合的聯合推動辦公室,從公共工程出發,創造市場需求,建立標竿案例,將研發經費要用在對的地方,引導私人工程導入。「產業應用與發展」組則建議,結合現有BIM民間產業聯盟資源,組成諮詢輔導團,民間能量能做的事就盡量讓民間去做,建置BIM元件管理分享平台,與BIM模型活用實驗室,降低導入BIM應用的門檻。

       「設計創新與應用」組建議,BIM的未來除了導入虛擬設計與施工(VDC),應用在設計、施工階段外,使用階段可連結物聯網(IOT)等智慧生活產業,提升智慧綠建築運用效率,並可擴大與GIS、AI、大數據等技術,顯現即時3D國家底圖。「專業培訓與認證」組建議,政府協助推動的最大任務就是培育人才,尤其是中小企業更需要政府支援。培訓體制應該重視攬才、育才課題,建構完善培育人才與培訓教育體系,同時因應社會與科技的快速變遷。未來在技能認證的體系中,尚可注意與相關地區相互認證的可能性,增加認證的運用地區,提升認證的價值。

       本次研討會的成果,是本所推動BIM政策發展中擷取國外經驗的一個環節,以「達者為先,切磋琢磨」的概念,來吸收國外發展的經驗。期望藉由相互交流,能夠將新加坡政府發展的構想策略與實務運作心得,提供給我國作為借鏡,砥礪國內專業精進,創造國內營建產業的數位化升級的契機。

圖1  內政部花政務次長敬群開幕致詞

圖1  內政部花政務次長敬群開幕致詞

圖2 內政部邱常務次長昌嶽主持「政策規劃與執行」組圓桌會議

圖2 內政部邱常務次長昌嶽主持「政策規劃與執行」組圓桌會議

圖3 內政部建研所王所長榮進主持「設計創新與應用」組圓桌會議

圖3 內政部建研所王所長榮進主持「設計創新與應用」組圓桌會議

圖4 國際研討會開幕典禮與會來賓滿座

圖4 國際研討會開幕典禮與會來賓滿座

大事紀要靳燕玲
本所109年度各科技計畫審查結果

      本所109年度7項科技計畫依行政院建議核定經費為新臺幣(以下同)1億5,375萬7,000元,較108年度核定數成長15.92%。包括「高齡者安全安心生活環境科技發展中程個案計畫(4/4)」、「前瞻建築防火避難及結構防火科技研發整合應用計畫(2/4)」、「建築與城鄉安全防災韌性科技發展計畫(2/4)」、「建築工程技術發展與整合應用計畫(2/4)」、「建築資訊整合應用躍升計畫(2/4)」、「創新循環綠建築環境科技計畫(2/4)」、「智慧化居住空間整合應用人工智慧科技發展推廣計畫(2/4)」。依「109年度政府科技發展計畫後續作業注意事項及經費處理原則」,各機關在立法院通過法定預算後1個月內,依據核定經費及審查意見修正計畫書,並上傳至「政府科技計畫資訊網」。

大事紀要厲娓娓
花次長主持產業運用BIM之效益座談會

        「建築資訊建模」(Building Information Modeling,以下簡稱BIM)係透過資訊技術,作為建築物規劃設計、施工、維護管理等生命週期階段之輔助應用。然而BIM的影響不僅僅是營建產業,對其他產業亦帶來未可限量的發展機會。本部為深入瞭解BIM之運用與效益,於今(108)年7月9日召開座談會,由花政務次長主持,邀請中光電智能機器人公司、群光電能科技公司、遠傳電信公司、歐德堡公司、潤弘精密工程事業公司等,以資訊、通訊、營建等不同的產業角度,分享BIM之運用情形及對產業前景影響。

        與會者表示,目前BIM帶來之效益雖不明顯,但卻是未來5年至10年內,引領公司銜接市場潮流之助力;BIM有利於公司資產之內外部稽核,可大幅減少資產盤點耗費之人力與時間,並可避免發生因交接不周而漏失之情況。另外,像是物業管理、能源管理、安全防範、緊急求救等建築管理相關系統如利用BIM,則有助於提供更為完整的服務。

大事紀要王天志
辦理本所實驗產能創生計畫座談會

      本所奉行政院核定,陸續建置4個實驗中心(室),防火實驗中心於民國91年啟用、性能實驗中心與風雨風洞實驗室於93年啟用,材料實驗中心於98年啟用。各實驗中心(室)設置迄今,均已逾10年以上,目前面臨人力不足、經費短絀且設備逐年老舊之情況下,導致檢測案量日益減少、實驗設備之更新及修繕經費不足與業務擴展的量能萎縮等問題。

      為能提出如何拓展多元類型試驗與新興業務,增加收入來源之有效因應策略,並擬訂未來永續發展方向,精進研究實驗與檢測業務發展,本所於108年9月16日辦理本所實驗產能創生計畫座談會,會議由王副所長安強主持,會議主要建議包括:(一)各實驗中心的定位、目標及願景,多項為國家級或亞洲級,應凸顯其價值與貢獻。(二)未來應朝跨部會、跨領域爭取計畫經費。(三)加強國際合作研究或成為跨國測試驗證單位。(四)強化支援國內產品研發驗證,建立產學研合作機制及平台。(五)提升實驗中心定位,爭取建築相關後市場管理檢測業務,擔任民間試驗單位的比對實驗或第三方驗證單位。

      本所實驗產能創生計畫內容將依據與會人員建議評估修正並落實推動,期能翻轉目前的困境,讓實驗中心發揮更大貢獻並永續發展。

大事紀要王鵬智
籌辦第33屆中日工程研討會_建築研究分組

      第33屆中日工程技術研討會,由本所承辦建築研究分組於今(108)年11月5、6兩日假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳舉辦,本屆針對日本因應超高齡、零耗能建築、CLT建築防火、以及BIM應用的現況等4個面向進行研討,(1)超高齡社會居住與設施課題議題,由日本京都大學大學院工學研究院的三浦研教授主講,(2)零耗能建築政策的議題,由日本日建設計總合研究所丹羽英治理事主講,(3)CLT多層次實木結構積材建築防火設計議題,由日本櫻設計集團一級建築師事務所負責人安井昇建築師主講,(4)建築工程應用BIM的議題,由日本芝浦工業大?建築學部建築學科志手一哉教授主講。透過此次研討會將有益於國內建築相關新科技、新知識之傳播與推廣。

本所王所長榮進與貴賓合影

 
大事紀要姚志廷
新加坡國家環境局參訪團拜會本所

        新加坡國家環境局(National Environment Agency)公共衛生署周總署長明輝率領參訪團共7人,於本(108)年10月1日(星期二)上午蒞臨拜會本所,由王榮進所長親自接待。新加坡參訪團並與本所環境控制組及台灣建築中心相關人員於簡報室舉行交流座談,該團主要關注議題包括:室內空氣品質、綠建築、綠建材標章推動經驗、綠建材管理機制、綠建材檢測、綠建材推廣及國際接軌等,針對前開議題,我方人員均予詳細回復,討論熱烈,新加坡參訪團對於我國綠建材標章推動成果表達敬佩之意,並感謝本所接待及交流,活動圓滿結束。

大事紀要蔡銘儒
新加坡康寶資材公司參訪防火實驗中心討論PSB 合作事宜

      為推動本所防火實驗中心、台灣建築中心及新加坡TÜV SÜD PSB(以下簡稱PSB)合作,由台灣建築中心委託新加坡康寶資材公司進行效益評估及PSB聯繫窗口。該公司負責人巫恩國先生與建築中心林杰宏副執行長於6 月17 日至防火實驗中心,說明新加坡與東協各國目前建材產品需求現況,及建材檢測認證的標準除採當地標準外,也多接受如BS、UL、EN、JIS 等標準。

      目前銷往東南亞的建材,主要選擇PSB測試,造成其過度負荷;為提升檢測效率,乃積極尋覓鄰近國家之實驗室合作,而本所防火實驗中心為其有意合作之對象。本次主要討論合作相關作業及如何認可本所防火實驗中心試驗及報告書使用方式等,期能帶動整體台灣建築材料產業南向發展,並能共同為提昇東南亞建築材料防火性能作出具體貢獻。

新加坡康寶資材公司參觀本所防火實驗中心

大事紀要黃昱翔
歐德堡公司拜會本所並分享BIM應用現況

       為加強蒐集國內BIM發展應用現況,與民間業界合作、研擬BIM推動策略,本所邀請歐德堡公司賴總經理景甫率同唐業務協理清浿及蔡專案經理榮恩分享其BIM實務經驗與心得,於今(108)724日上午蒞臨本所拜會進行交流,由王所長榮進主持。

       本次講題為「BIM3D-GIS圖台於智慧城市、大數據、IoT之整合應用」。會中邀請互動國際李經理昆穎分享3D智慧城市整合應用,展示BIMArcGIS 3D圖台可結合多樣先端應用開發成果,包含動態都市規劃與設計、雲端即時規劃與建置、結合擴增實境 (AR)技術等。雙方並針對相關應用在本所工程技術組及安全防災組的研究領域中廣泛交換意見,可納入未來研究議題考量。

 

大事紀要李台光
國家地震工程研究中心與臺灣科技大學「台灣建築科技中心」拜會本所材料實驗中心

      為拓展多元類型試驗與收入,材料實驗中心持續與國家地震工程研究中心討論「鋼板消能器」檢測試驗之合作事宜。國家地震工程研究中心蔡克銓教授等3人,於今(108)723日下午拜訪材料實驗中心,洽商相關試驗配置之分工與合作細節。本次磋商初步共識,由本所與國家地震工程研究中心共同規劃1組試驗構架,放置於材料中心實驗場,供鋼板消能器或同類型構件試驗加載使用。並由國家地震工程研究中心負責試驗構架與夾具之設計與製造,以及提供量測系統、控制設備之人力,材料中心則提供實驗場、油壓致動器與控制器等設備,及試驗人力。

      另臺灣科技大學「台灣建築科技中心」陳希舜主任(前校長)等一行,於今(108)523日上午拜訪本所,本次拜會初步共識,「鋼管鋼網牆系統」及「複合無梁版系統」皆屬為因應國內少子化及施工人力不足等問題之可行方案,惟欲推廣至業界之使用,其研究探討必須完整,並針對其安全性、如何認證、設計及施工,應有相關制度配套控制其品質。至未來推廣,建議可由本所、臺科大及台灣建築中心合作進行。本所與臺科大之加強合作,可達人力及資源相輔相成,後續並於725日臺科大營建系陳正誠教授與材料實驗中心進一步洽談合作細節及簽訂合作備忘錄(MOU)可行性。 

大事紀要林谷陶
由智慧建築開始的智慧生活數位教材供各界下載

      為推廣智慧建築人才培育,本所歷年積極辦理智慧建築產業講習會,及近年輔導大專院校開設智慧建築相關課程,以培育智慧建築相關人才。為向下紮根,提高一般民眾及高中職學生等對智慧建築的認知,透過數位媒介多元連結與互動性,生動有效的推廣智慧建築理念。

      本數位教材內容除以情境式居家體驗引導外,另包含「建築x科技」智慧建築發展的未來,介紹智慧建築概念、高中職學生未來學習智慧建築的「學系指引」、「智慧建築標章簡介」、「智慧建築評估指標」內容,及相關「參考連結」等。本教材已於本(108)年7月函請教育部轉知各高中職學校師生,可從本所網站(https://2019moi02.hamastar.com.tw/News_Content.aspx?n=863&s=39689)下載電腦單機版,或從「智慧化居住空間專屬網站」(http://www.ils.org.tw)線上以漫畫電子書方式翻閱。

大事紀要張乃修
永續智慧社區創新實證示範計畫中興大學場域觀摩交流活動

      本所自105年起推動「永續智慧社區創新實證示範計畫」,受補助建置的場域,各有其不同的規劃理念、需求與對應之解決方案;為了推廣本計畫階段性成果,本所分別於108年5月22日及7月5日舉辦2場次之場域觀摩交流活動,實地參訪連續3年獲本所補助之雲林科技大學與文化部文化資產局之建置內容,讓與會者實際體驗永續智慧社區示範成果。

      本次中興大學之觀摩交流活動,業於108年9月3日舉辦,由該校校長薛富盛及本所主任秘書鄭元良共同致詞,校長並率副校長、主任祕書與各級主管參與,並進行簡報及現場實例說明,本觀摩交流活動共有各級政府(機關)、大專院校之總務、營繕、研發人員,及社區管理、建築、規劃、資通訊等相關業界約166人參加,問答與交流熱烈,活動圓滿成功。

圖1本所主任秘書鄭元良、中興大學校長薛富盛與觀摩交流活動參與人員合影

圖1本所主任秘書鄭元良、中興大學校長薛富盛與觀摩交流活動參與人員合影

圖2中興大學透過成果展說明多元智能永續校園執行建置成果

圖2中興大學透過成果展說明多元智能永續校園執行建置成果 

大事紀要郭彥廷
辦理2019前瞻防火安全科技研討會

      為宣導本所建築防火前瞻技術發展研究成果,並提昇業界防火能量,本所補助台灣建築中心辦理「2019前瞻防火安全技術研討會」。本研討會廣邀中央及地方主管機關與建築、消防、土木、結構等相關業務單位參加,並邀請成功大學林大惠特聘教授、中山大學楊冠雄榮譽教授、雲林科技大學鍾基強教授、中央警察大學沈子勝教授、成功大學蘇鴻奇兼任助理教授、臺北科技大學陳立憲副教授、交通大學陳誠直教授、成功大學鍾興陽副教授及本所蔡銘儒主任、雷明遠研究員等專家學者,講述本所106-107年度研究計畫之豐碩成果。本研討會已於108年9月25日、26日假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳辦理完成,共有312人參加。

本所鄭主任秘書致詞後與貴賓合影

本所鄭主任秘書致詞後與貴賓合影

大事紀要詹佳穎
舉辦綠建築與永續智慧社區跨領域整合課程成果推廣發表會

      為鼓勵國內各大專院校培育綠建築與永續智慧社區專業人才,本所於107年與108年補助臺中科技大學等大專院校系所開設22個跨領域課程,提供建築環境控制、智慧管理、省能環境、永續友善社區及創意工程設計等多面向內容提供學習選擇。

      為宣導綠建築與永續智慧社區課程及培育跨領域人才之執行成效,本案推廣發表會於本(108)年7月17日假大坪林聯合開發大樓15樓舉行,分別展示本所補助開設的跨域課程教學成果,並由中華大學、南臺科技大學及臺中科技大學等3校,進行綠建築與永續智慧社區跨領域整合應用專題、互動與使用性研究以及智慧省能環境設計專題應用等跨領域應用課程成果專題發表。另為提高推廣效益,辦理成果海報展示並配合智慧建築標章課程及綠建築標章制度講習會活動參觀,展出至7月19日,反應相當熱烈,推廣活動圓滿成功。

大事紀要游伯堅
舉辦108年綠建築評定小組成員教育訓練

      本所為使綠建築標章評定品質具一致性,透過定期舉辦的教育訓練,使綠建築評定小組成員持續熟悉審查業務,並維持一定的專業能力,以達「審查同軌、信賴倍增」之目標。

      本教育訓練於108年8月15日及16日舉行,課程規劃「綠建築評估手冊2019年版本修正方向說明」、「最新建築物採光通風效益與空調節能率評估規範解說」、「綠建築2019空調修正方向說明」、「審查疑義及共識手冊內容說明」及「空調審查實務解說」等,共計204人次參與,課程中與會成員討論熱烈,活動圓滿完成。

大事紀要陳麒任
舉辦109年度補助既有公有建築節能改善計畫補助說明會

      本所為改善既有建築耗能問題,長期針對中央政府公有廳舍進行建築節能改善補助計畫,並自107年起擴大納入地方政府公有廳舍進行「既有公有建築節能改善計畫」,由中央及地方政府帶頭示範,以引導民間自主性參與建築節能改善,擴大建築節能減碳成效,俾達示範推廣之綜效。

      明(109)年度本計畫業奉內政部核定補助11縣(市)政府,14正取改善單位(另含5備取單位),本所並於108年8月26日舉辦補助說明會,說明各案場之改善項目及經費,包括問題診斷與改善對策、初步規劃設計、執行注意事項、執行期程及經費撥補方式等。

      經本所詳細說明,各受補助單位已完整了解相關執行細節,有助於明(109)年計畫落實執行。本次說明會共計41人參加。

大事紀要劉俊伸
舉辦既有住宅社區智慧化服務與應用整合技術交流研討會

      本所為促使既有住宅社區能更清楚如何導入智慧化進行改善,分別於108年9月19日(臺中)、10月8日(高雄)及17日(臺北),北、中、南3區各舉辦1場次「既有住宅社區智慧化服務與應用整合技術交流研討會」,活動內容包含永續智慧城市-智慧綠建築與社區政策簡介、既有住宅社區導入智慧化改善指引(草案)介紹、既有住宅社區智慧化服務與應用整合技術及既有住宅社區導入智慧化改善實證案例分享等,總計3場次活動共176人次參加,與會出席者表示收穫豐碩,對住宅社區相關服務及使用維護管理具實質助益。

大事紀要游伯堅
舉辦綠建築示範基地暨低碳觀光綠建築知性之旅導覽解說人員培訓

      本所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,補助社團法人台灣綠建築發展協會辦理「綠建築示範基地參訪活動」及「低碳觀光綠建築知性之旅」等2項活動,供國人觀摩教育與交流學習,以寓教於樂之方式呈現臺灣綠建築政策之落實。其中為提升解說人員的專業素養,已於108年8月13日、14日及20日在臺北、8月27日、28日及9月3日在高雄辦理完成2場導覽解說人員培訓課程。

      培訓課程分為基礎、體驗及成果三階段辦理,讓學員藉由不同層級的課程規劃有效的學習。綠建築基礎課程,使學員了解我國綠建築制度與九大指標。講座課程則安排有優良綠建築參訪,由設計建築師分享其設計理念,使學員實際體驗綠建築理念在各場地的落實方式。最後成果報告,讓學員上台解說景點的方式彼此切磋,增進自我導覽能力。培訓課程報名人數踴躍,總計共80餘人次參與,活動圓滿完成。

圖1本所呂簡任研究員說明我國綠建築制度                                 圖2學員至優良綠建築參訪

大事紀要游伯堅
舉辦綠建築雨水貯集利用培訓講習會

      由於我國地理位置受季風及颱風的影響,擁有豐沛雨量,但受限於先天環境山多平原少之特性影響,導致可利用的水源總量不到降雨量2成,故本所近年持續推動綠建築雨水貯集利用相關研究,並於今年6月出版「綠建築雨水貯集利用系統模組設計手冊」,提供業界參考運用。為更進一步推廣手冊,已於108年10月9日在臺北辦理1場綠建築雨水貯集利用培訓講習會。

      培訓課程邀請韓國首爾大學Han教授、台灣綠色生態設施協會廖教授朝軒、黃理事偉民及蔡研究員欣遠主講,課程包括「韓國雨水利用現況與展望」、「雨水利用之概念與現況」、「雨水利用系統模組規劃設計及產品設備選擇」及「雨水利用系統施作案例及維護」等,提供業界規劃設計、建造及管理維護之參考。培訓140餘人參加。

 

  圖1本所王副所長安強開幕致詞                        圖2 首爾大學Han教授講授韓國雨水利用課程

大事紀要江瑞平
參加水利署「108年水患自主防災社區與老福機構聯合防汛演練」

      本防汛演練演練時間為108年8月24日(六),地點為雲林縣斗南鎮東明社區活動中心,由水利署與雲林縣政府主辦,本所為該演練協辦單位,提供研究成果協助強化機構演練腳本。

      本所由王鵬智副研究員到場觀摩,本次演練透過雲林縣斗南鎮東明里社區與雲林縣私立恩惠長照機構合作,模擬社區於汛期間執行預警、監控、通報、應變、復原等工作並搭配:(1)災前預警;(2)災中通報;(3)災中應變;(4)災後復原,等四個不同防災階段情境假設,在機構進行異地撤離時,配合社區與其他機構支援,進行協助接送至預定安置的機構,使各社區與機構間建立合作防汛的機制。

圖1水利署、雲林縣政府、本所、恩惠長照中心合辦社區自主水防演練 (含長照機構撤離演練)

圖1水利署、雲林縣政府、本所、恩惠長照中心合辦社區自主水防演練 (含長照機構撤離演練)

圖2恩惠長照中心異地撤離演練

圖2恩惠長照中心異地撤離演練

                                                 

業務報導林家民
編撰本所107年度年報

   圖1.本所107年度年報封面圖

       本年報係依本所執行之科技計畫及配合之國家施政重點為主軸,以易於閱讀的方式精要呈現107年執行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107年執行各科技計畫之業務成果及其推廣應用情形,包含科技計畫年度成果、智慧綠建築與社區推動方案執行情形、年度施政亮點及辦理標章之成果等;第參部分介紹各實驗中心檢測設備、服務及年度實驗研究績效;第肆部分重要交流活動收錄與國際及業界交流之研討會、座談會及業務推動之說明會、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,並期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:

 

1.107年執行各科技計畫之業務成果及其推廣應用情形:

 (1)本所辦理各科技計畫、施政方案及標章之內容及成果

       本所科技計畫包含高齡者安全安心生活環境科技計畫、都市與建築減災與調適科技精進及整合應用發展計畫、建築防火安全工程創新科技及應用研發計畫、鋼構建築複合性災害作用下耐火科技研發計畫、建築技術多元創新與推廣應用精進計畫、建築資訊整合分享與應用研發推廣計畫、創新低碳綠建築環境科技計畫、智慧化環境科技發展推廣計畫共8項計畫與成果。

圖2.本所各科技計畫及執行年度

 

 (2)永續城市-智慧綠建築與社區推動方案

      本所永續城市-智慧綠建築與社區推動方案包含管制新建建築物之智慧綠建築設計、公有建築物智慧化改善工作、建築節能與綠廳舍改善執行成果及綠建築與永續智慧社區跨領域整合課程補助。

 (3)年度施政亮點

       本所年度施政亮點有出版「友善建築應用參考手冊:歷年友善建築經典回顧」、簽署「臺加木構造建築備忘錄」、大型室內家具與電器之震災安全防護對策與落實推廣途徑探討、研發山坡地社區智慧防災系統-人工邊坡智能感測器研發與雲端系統擴充應用、帷幕牆層間帶防火性能精進、現場全尺度熱煙試驗校正程序建置完成、建築風洞行人風場方向性歐文探針研發、開發鋼筋混凝土建築物、鋼構造及輕鋼構建築物耐震能力初步評估平台供本部營建署耐震能力初步評估使用。

        專利部分為研發「熱煙測試可控煙流率與密度造煙系統」獲得新型專利、研發「建築之火災與現場熱煙試驗的火源產生裝置」獲得新型專利、研發「樓板厚度量測方法」及「樓板厚度量測結構」分獲發明及新型專利。

       更舉辦2018環亞熱帶創新低碳綠建築國際研討會、打造智慧住宅南部展示區,體驗智慧生活環境、舉辦首屆優良智慧建築作品評選、出版智慧住宅高齡照護設計指引以及智慧建築、綠建築、綠建材等標章之辦理成果等豐碩成果介紹。

2.介紹各實驗中心及其研發、檢測及認證之成效:

       本所防火實驗中心、材料實驗中心、風雨風洞實驗室、材料實驗中心之概況及實驗設施辦理各項檢測驗證,共計17項檢測項目取得TAF(Taiwan Accreditation Foundation)認證,佐以推廣應用及測試,以建立本土化數據,於107年度共完成380件檢測服務。

3.收錄重要之交流活動、國際及業界研討會、座談會及講習:

       本所107年度於重要交流活動及國際研討會如表1。

表1、本所107年度重要交流活動

 

       由上述內容說明,未來,期許以建築環境研究逐步邁向都市環境之探討,以跨領域整合為目標,積極落實法令及技術推廣;並且強化建築創新科技,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、永續的都市與建築環境。

業務報導徐虎嘯
出版綠建築評估手冊2019年版

        內政部建築研究所針對臺灣亞熱帶高溫高濕氣候特性,建立涵蓋生態(Ecology)、節能(Energy Saving)、減廢(Waste Reduction)、健康(Health)4大範疇,兼具節能環保與生態永續之綠建築標章評估(EEWH)系統,並依其建築類型訂立有基本型(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。另為因應臺商企業國際化之需求,協助提升其國際市場的競爭力及商機,完成境外版(EEWH-OS)地6種版本之出版,使我國正式邁入綠建築分類評估時代。

        前述評估手冊為辦理綠建築標章暨候選綠建築證書之評定基準,因應本部營建署109年1月1日施行「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法規全面翻新,辦理本系列手冊之全面更新,除導入最新建築外殼與空調節能效率之計算方式外,並新增智慧水表、綠建築新型技術認定與綠建築創新設計優惠加分等項目與內容,以鼓勵優良綠建築技術,並放寬綠建築創新設計優惠加分的適用範圍,使申請人可不受限制依其特殊需求申請相應之指標內容,以更精確掌握綠建築評估之功能,達到更優良的環境效益。以下將針對本次各版本手冊修訂主要之更新內容進行說明,手冊電子書請上本所官網(http:// www.abri.gov.tw/)之下載專區\各式表格\手冊,及綠建築資訊網(http://smartgreen.abri.gov.tw/)之專業人士\檔案下載\2019年版之綠建築評估手冊下載。

  1. 基本型:

(1)原二氧化碳固定量指標修改為固碳當量Gi指標,指標值以聯合國IPCC標準接軌改為表2-2.2 植物固碳當量Gi。

(2)因應建築技術規則綠建築基準專章修改,新增表2-4.1建築外殼耗能指標、基準與外殼節能極限值。

(3)因日常節能指標之空調系統得分RS42計算權重增加1.94倍,自用型再生能源佔總耗能比例Rr之計算權重由原30.0以相同比例調整為16.0(30.0/1.94取整數),另外對於賣電型再生能源在國外均無優惠計分,但為配合政府鼓勵綠能政策,特給予8.0之優惠權重計算。

(4)為避免重複評估,對日常節能指標之照明EL指標刪除安定器係數Bi計算,同時刪除原表2-4.11並修改公式(2-4.19)與(2-4.20)。

(5)原附錄2之動態EUI指標計算,因不含電梯、給排水等耗電而偏大,故新EUI全面縮減10%,並增減空調、照明及插座電器等3項分項EUI基準。

(6)於日常節能指標之表2-4.10,有關建築能源能源管理系統β3,加入設置智慧電表並採取多段式時間電價且實施契約容量負載調節者之優惠項目。

(7)為達成用水量的監控及節約,在水資源指標中增設智慧水表之得分。同時,針對大規模開發需進行大耗水彌補措施的案例,亦要求裝設智慧水表以利用水監控。

  1. 廠房類:

(1)刪除高階主管承諾評估項目及員工休閒健康管理指標。

(2)配合建築技術規則修訂,外殼節能指標由AWSG改為ENVLOAD指標,同時只檢討非倉儲製程部分的ENVLOAD指標。

(3)再生能源指標改以非製程倉儲部分之30%建築面積裝滿太陽能光電設施為計算基準,修改公式(2-2.11b)。

  1. 舊建築改善類:

(1)停車場、倉庫等低耗能或少人長時間使用之建案只能採用「EEWH性能效益評估法」而不能採用「減碳效益評估法」。

(2)「減碳效益評估法」評估公式分母之總碳排放量改為100%計算;另放寬公式(10)耗電強度修正係數α3之上限數值。

(3)修正能源成本評估法有關耗能設備改善前後性能的認定為:在能源模擬軟體所要求之各項數據得以實測值輸入,當無法進行量測設備(因故障或已拆除等的設備);或是未改善範圍之設備未超過10年,其設備效率得採用能源公告效率之9成輸入檢討,若超過10年,則其設備效率改以8成輸入檢討。

(4)再生能源設備之減碳效益簡算法配合政府綠能政策,新增自用型及賣電型2種類型,並應需檢附相關證明及圖說以認定其差異。

  1. 住宿類:

日常節能指標之表2-4.2,新增端末蓄熱瞬熱一體熱水設備之固定耗能設備得分項目。

  1. 社區類:

將都市熱島評估修正為地表降溫效益S1、戶外遮蔭效益S2及戶外通風效益S3三項指標。

  1. 境外版:

配合參照基本型修正重點,同步辦理相關內容之修正。

       有關2019年版綠建築評估手冊系列之實施日期,除本次舊建築改善類新增單一室內空間之申請範疇部分,因需配合作業要點修正再行實施外,其餘將配合營建署本次修正「建築技術規則」之施行日期,於109年1月1日同步實施。

業務報導林谷陶
第十二屆「創意狂想巢向未來」智慧化居住空間創意競賽辦理成果

        內政部建築研究所為普及智慧建築,引領全民智慧化居住空間意識創意風潮,辦理第十二屆「創意狂想巢向未來」智慧化居住空間創意競賽,除鼓勵建築年輕學子創意設計外,並號召產業界於既有建築空間導入前瞻科技或永續設計之改善工程實例參賽,透過新舊建築智慧生活空間設計與改造獲獎案例,提供產官學各界參考應用,進而提升國民生活品質。

        2019年第十二屆競賽主題之設定,於「創意狂想」組係為鼓勵青年學子及建築產業運用物聯網、大數據、雲端運算及人工智慧等創新科技提出創作;「巢向未來」組則為發掘建築空間運用物聯網設備、感測控制、與雲端儲存等技術,蒐集大量的監控與營運數據,進而提供優質生活服務與建築營運最佳化之實際優良案例。本屆競賽期程自4月18日起至9月20日止辦理報名及作品收件,兩組別共吸引78件作品報名參加。歷經初賽、現地勘查及決賽,順利評選出創意狂想組及巢向未來組2組金、銀、銅、佳作及入選獎創意狂想組10件與巢向未來組8件作品,並於108年11月19日假臺大醫院國際會議中心舉辦之頒獎典禮中進行作品分享。


圖1 王榮進所長致詞

圖2 獲獎團隊與頒獎貴賓合照

        得獎名單如下:

 

        本屆作品之特色,創意狂想組之得獎作品呈現與歷屆不同的視野與創意,結合了科技、環境、與社會關懷,並首次出現資訊工程學系對於建築空間與數據應用的設計作品;同時也出現跨校系所的共同創作,深度廣度皆俱。巢向未來組得獎作品則呈現業界發掘在建築空間中運用物聯網技術、數據應用所衍生出的智慧服務,例如導入文字辨識能力與比對設備運轉數據之人工智慧於場辦的物業管理系統,在照護機構導入物聯網技術,蒐集被照護者生理與活動數據,在獨居長者生活空間中佈建感測器,蒐集分析居著者的生活習性,兼顧照護品質與縮短應變反應時間之智慧照護服務。其他得獎作品介紹,請詳競賽專屬網站(http://design.ils.org.tw) )。

業務報導游伯堅
108年綠建築繪畫及攝影比賽辦理成果

一、辦理緣起

       近年來,由於氣候變遷及溫室效應造成之全球暖化,能源匱乏是全球最重要且迫切的議題之ㄧ,為了強化建築節能減碳,並使國民從小認識綠建築,本所補助社團法人台灣綠建築發展協會辦理「綠建築推廣宣導計畫」-綠建築扎根教育,除了製作綠建築數位教材、建置綠建築數位教材教學資源網,並開放綠建築評估與技術解說文宣等資源外,自105年起以全國中小學生為對象辦理全國綠建築繪畫徵圖比賽,累積至107年3屆已有1,708件國中小學生優秀作品參賽。本年度持續辦理4屆「全國綠建築繪畫徵圖比賽」比賽外,增辦第1屆「全國綠建築攝影比賽」,將活動推廣至高中職及大專院校,期能促成綠建築扎根教育完整擴及各年齡層。

二、辦理成果

(一)本(第4)屆「全國綠建築繪畫徵圖比賽」係以優良綠建築或取得綠建築標章建築物為主題,參賽者可以建築物寫生方式,將所看見的綠建築概念表現於繪畫中。今(108)年度繪畫作品報名踴躍,網路報名件數總計達1,299件,實際收件合格件數1,210件,較前年度成長4成以上,並邀請6位具建築、藝術、教育等專長之專家學者與建築師擔任評審,共同進行繪畫比賽作品評選,選出特優4件、優選20件、佳作60件及入選133件等獎項,得獎共計217件;105年起截至108年累積得獎作品為737件。(第1屆得獎101件;第2屆得獎231件;第3屆得獎188件)。

  
繪畫比賽國小中年級組(左圖)及國中組(右圖)優勝作品


(二)本(第1)屆「全國綠建築攝影比賽」係以優良綠建築或取得綠建築標章建築物為主題,參賽者可自由取景,發揮創作能力並以攝影方式,洞察及體驗綠建築之美。本屆網路報名件數總計302件,實際收件合格件數278件,並邀請6位具建築、攝影等專長之專家學者與建築師擔任評審,共同進行攝影比賽作品評選,選出首獎2件、貳獎4件、參獎6件及佳作40件等獎項,得獎共計52件。

   

攝影比賽高級中學組(左圖)及大專院校組(右圖)首獎作品

 

(三)為鼓勵參賽得獎者、提升活動能見度,並擴大綠建築推廣宣導能量,108年度第4屆「全國綠建築繪畫徵圖比賽」及第1屆「全國綠建築攝影比賽」之頒獎典禮,業於11月23日(星期六)假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳舉辦,由王所長榮進親臨致詞並進行頒獎。本頒獎典禮參加人數達300餘人,民眾反應熱烈,活動圓滿完成。

得獎人與出席貴賓合影

三、未來展望

       本所舉辦之綠建築繪畫徵圖與攝影比賽,係屬全國性的活動,今(108)年度發文轉知689間全台大專院校、高中及相關社團、3,616間國民中、小學及784間立案美術補習班,同時附上綠建築數位教材的光碟,可輔助綠建築課程於我國各級教育中扎根茁壯,引導學生藉由綠建築繪畫與攝影的過程認識綠建築,使全國國民由下而上皆能開始建立綠建築基本理念與認知,進而擴大綠建築的宣導效益。

業務報導張志源
參與「2019臺灣輔具暨長期照護大展」展示高齡者生活環境相關研究成果

        我國已於107年邁入高齡社會,115年將邁入超高齡社會,同時105年政府已啟動「長期照護2.0十年計劃」,關注「在地老化」之課題,為因應高齡社會的來臨,本所於7月25日(四)至28日(日)參加「2019臺灣輔具暨長期照顧大展」,本次大展於台北南港展覽館舉辦,主辦單位為陽明大學ICF暨輔助科技研究中心,指導單位為衛生福利部、經濟部等單位,本所本次展覽重點為近年有關高齡照護環境、高齡防災避難逃生及智慧居家等研究推動成果,希望讓民眾瞭解高齡友善生活環境內容,並鼓勵業界自發性落實優質高齡環境設計,健全無障礙生活空間,做好迎接高齡社會來臨的準備。

       本活動是全國規模最大輔具專門展,共計超過12大照護主題館、200國內外品牌、550個攤位、2000件以上產品供民眾現場免費體驗試用。為傳達本所特色,本次在攤位背景主要呈現近年在高齡友善無障礙環境、長照機構與醫療院所避難、防火、安全健檢評估及智慧住宅高齡照護設計指引等研究成果。

        以現場攤位展現的高齡友善無障礙環境展示成果為例,主要內容包括高齡失智者居家環境設計、高齡失智者社區環境設計、療癒環境應用於室內空間研究成果三個部份。

        因為高齡社會來臨,高齡失智者會逐年增加,環境上欠缺考量,會影響到他(她)的行為,最常見的是對環境不熟悉產生的焦躁、沒有提供可讓他(她)能辨識的視覺線索,又或者是當環境中有反光物品,也會使他(她)產生幻覺或妄想,所以本所本研究提出以無障礙作為設計基礎,並歸納高齡失智者所需注意之事項,透過正向刺激方式,創造出高齡失智者舒適的環境,強調居家空間必須考慮讓照顧者與被照顧者一起使用的行為。在高齡失智者社區環境設計上,本所訂出高齡失智者社區環境之街道布局設計注意之事項,可分為「街道布局」、「建築型態」和「環境線索」三大要項,如此可以讓高齡失智者在熟悉友善社區環境中,受到尊重,達到安心與安全的生活。同時強調在社區環境設計上應注意辨識性、安全性、可及性、社會支持性、舒適性和熟悉性,並考量社區安全、便利空間、生活習慣和環境條件特性。上述的研究成果,衛生福利部採行納入「活躍老化」衛教推動,作為「打造失智症患者安全居家環境」(詳https://www.hpa.gov.tw/Pages/Detail.aspx?nodeid=871&pid=8019)並已納入失智照護政策推動參考。

        另在療癒環境應用於室內空間研究成果上,本所強調高齡者應在有品質、有尊嚴的居住環境中,透過空間中具備的各種身、心、靈療癒元素中,可感受到舒適、愉快與幸福,安享餘年。實質層面包括應用裝潢、擺設、用具、傢俱、光線、通風、設備、戶外庭園帶給人們健康正向的效應。研究成果所提之高齡者空間軟硬體改善,亦獲行政院肯定推廣(詳https://www.ey.gov.tw/Page/AE5575EAA0A37D70/16119d89-6065-4dac-bc01-afb9e24bc0eb)

        本次展覽期間,並播放過去推動友善建築的成果,及現場陳列歷年高齡友善無障礙環境、高齡防災、智慧住宅高齡照護等研究報告。大展參觀人數共計118,798人,前來本所攤位參觀人數約9,000人次,並於現場提供約800人次服務諮詢。本次展覽深獲民眾及業者認同肯定,並得到各界好評。

業務報導陳士明
參與「2019亞太智慧防救災高峰論壇暨新科技設備展示」成果展

        本所為有效推廣及宣導防災科技相關研究成果,並喚醒各界對災害防救的重視,參展「2019亞太智慧防救災高峰論壇暨新科技設備展示」之「政府防災主題館」。本所此次參展以智慧防災應用科技為主軸,由工程技術組及安全防災組展示耐震評估補強、BIM輔助防火避難、坡地社區智慧自主防災及智慧水平台等防災科技相關研究成果,各項成果簡介如下:

(一)鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估平台開發與應用

        (Preliminary Seismic Evaluation of RC Building, PSERCB) 雲端作業平台,及研訂具有定性與定量分析之耐震能力初步評估表,提供建築師、專業技師執行既有建築物耐震能力初步評估使用,並藉此彙集國內建築物耐震性能之龐大資訊,作為耐震評估補強計畫與施政參考,期能避免921地震、0206高雄美濃地震等大量建築物倒塌之災情再度發生。

 

(二)鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估平台開發與應用

        PSERCB雲端作業平台後,結構技師、土木技師及建築師等從業人員,屢屢建議盡速制訂鋼結構與鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估系統,以因應業界對於此類建築物耐震能力初步評估的需求。爰此,本所新增鋼構廠房耐震能力初步評估研究,並比照PSERCB 評估平台架設方法,建立鋼結構、輕鋼構及鋼骨鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估系統,希望能擴大適用建築物耐震能力初步評估系統之建築物類別,減少國內建築物遭受地震災害的風險。

 

(三)BIM輔助建築及室內裝修防火避難之審查驗證

        2D圖面數據的方式建立Excel表格,不僅耗費人力及時間,也易有人為誤植數值之風險。有鑑於此,本所發展一建築物防火避難性能驗證樣版,協助建築或室內裝修設計人員及防火避難審查單位,應用此樣版快速執行防火避難審查驗證,提升審查驗證效率及品質。

        BIM輔助建築防火避難性能驗證樣版及附掛程式,可自動判讀及輔助防火避難審查驗證,提升防火避難審查驗證評定單位審查結果的精確性及審查效率,也可協助建築師及室內裝修從業人員於送審前先自行評估設計內容是否符合本國建築物防火避難安全法規規定。

 

(四)建築外牆瓷磚非破壞性檢測之研究─以紅外線熱顯像技術結合無人飛行載具為例

        本研究建立無人飛行載具掛設智慧型手機及紅外線鏡頭系統,並整合遠端遙控紅外線鏡頭進行高層建築物外牆瓷磚剝落損傷非破壞性檢測,將檢測數據由雲端進行瓷磚剝落損傷擷取與評估,並建立可靠度高、成本較低及全面性高層建築物外牆瓷磚損傷檢測方法,降低檢測成本及減少人員垂吊風險;此技術整合開發之成果,可快速推廣及解決老舊建築外牆瓷磚損傷辨視率問題,同時建立高樓建築瓷磚檢測標準診斷手冊與操作程序,未來可全面針對二樓以上或高層大樓建築物瓷磚進行檢測。

 

(五)既有建築物防倒塌階段性耐震補強法規與設計方法之研擬

        RC建築物常見底層軟弱、非韌性配筋及不規則效應顯著的特性,本研究將耐震性能要求訂為以防止倒塌為基準,並配合營建署推動階段性補強經驗,研擬簡易、無須整體補強以建物倒塌防止性能為主之耐震補強評估與補強設計方法與工法,建立既有建築物受震倒塌可能性評估方法,及參考建築主管單位之震害防治策略,提供日本既有中高樓層建築結構防止倒塌之耐震補強相關資訊,提出篩選原則與補強策略初步建議。

 

(六)雨水滯蓄設施雲端系統擴充與推廣應用

        Web-GIS雲端系統之系統操作介面與功能,並製作相關教學影片及辦理推廣說明會,藉此提升建築從業人員與政府機關管理人員之使用意願,以減省雨水滯蓄設施設計與管理工作所需之時間與人力。

 

(七)山坡地社區智慧防災系統可行性研究-邊坡智能感測暨雲端運算

        本計畫整合開源軟體、電機控制、無線感測技術,針對淺層滑動土壤邊坡建立邊坡獨立智能感測器,並佈設於山坡地社區邊坡場域,透過監測數據、資料傳輸、雲端運算功能,建置示範社區邊坡即時監測與大數據分析平台,即時掌握邊坡風險警示狀況,提供系統化、科學化的防災管理資訊,建構山坡地社區邊坡崩塌智慧防災系統雛形,以提前因應可能發生之災害,協助防救災資源調度、避難警戒操作參考。未來若配合智慧行動裝置,應可達成區域型災害通報,完善山坡地社區自主防災與智慧防災機制。

 

(八)坡地社區自主巡檢與教育輔導推廣計畫

        Google-Earth,藍芽及APP(Application,應用程式、應用軟體)等技術轉化為社區巡檢系統,運用於社區自主防災工作中,同時藉由社區座談、教育訓練及社區工作坊等方式深化防減災理念,期望假以時日,可以凝聚共識,轉化為社區自主防災的行動力,無論在硬體設施安全維護及社區組織之防災避難,都能發揮自主防災的功能。


        本所此次參展內容包含坡地社區整合型自動監測系統、雨水滯蓄設施雲端設計與管理平台、坡地社區建築管理履歷資料庫系統、無人機實體、耐震評估宣導影片、海報、簡報及書面資料。參展期間,各界參觀及詢問極為踴躍,顯現本所此次參展的防災科技相關研究成果符合各界需求。期望透過本所研究成果的展示,喚醒國內各界對災害防救及防災科技相關研究的重視,以提升國人生命安全保障。

圖為參加2019亞太智慧防救災高峰論壇暨新科技設備展

業務報導蔡綽芳
日本京都動畫公司火災事件近期日本相關報告彙整分析

        日本京都動畫公司於2019年7月18日因人為汽油縱火,導致35人罹難、34人受傷,為日本近年重大火災事件。茲翻譯彙整日本東京理科大學縮尺寸小型實驗、及8月2日京都大學防災研究所西野智研准教授依現地調查,從外牆燒失狀況推測火災性狀及起火後30秒內火災初期煙流狀況,並以二層Zone model (BRI 2002)模擬,所發表之分析報告歸納重點如次:

一、動畫公司基本狀況:3層樓RC建築、樓層面積691m2,內部設有通達3樓之開放螺旋梯,和可能無?道區化之室內梯(西野教授推測),各樓層和螺旋梯之間設有防煙垂壁、天花及牆壁為石膏板裝修,備有火災警報設備及滅火器,主要入口位於建築物東側、工作區也集中於東側。

二、火災狀況:依西野教授蒐集相關文獻資料及現場勘查燒失狀況發現,起火源位於一樓螺旋梯旁,且為主要濃煙及火焰通道;由於起火處靠近員工作業處,因日本工作桌習慣排列方式人員密度高,且有手稿等大量可燃物,該處燃燒也特別激烈;窗戶玻璃爆破,依池?實驗結果推估,室內煙層溫度達到170℃,5秒後玻璃即可能爆破,另從現場燒失狀況推估2樓燃燒溫度較低。就2019 年7 月19日當時33名罹難者中,有19名發現於內部樓梯3樓至屋頂層的樓梯間,1 名在內部樓梯2樓至3樓的樓梯間,而有11 名是在2樓、1名在1樓被發現。

 

三、建築物外牆燒燬情形

         左:火災燒燬後的螺旋梯                                     右:東側外牆 (A)

 

     左:東側外牆 (B)                                           右:南側外牆

資料來源:西野智研,2019.08., 2019 年7月 18 日?京都???????第1 ??????生??放火火災?分析, 京都大學防災研究所

https://www.dpri.kyoto-u.ac.jp/news/12644/

 

四、二層區域模式(Zone model)模擬

假設起火源位於螺旋梯西側空間、燃燒面積8 m2,最大發熱速率20MW(10秒鐘到達),並比對現場煙霧痕跡分析:

(一)起火後5秒內火煙從螺旋梯向上竄燒,煙層從3樓下降至2樓逐漸擴散至樓層內各樓層內;且3樓煙層下降最為迅速,10秒後下降至1.8m、15秒下降至1.1m溫度接近100℃、25秒幾乎接近地板,且因濃煙具有毒害容易造成人員意識、行動障礙而避難困難,簡言之3樓在起火10秒後即陷入極危險狀況,因此人員受害3樓最為嚴重。

(二)2樓煙層下降較慢,起火20秒後下降至1.8m、30秒即下降至地板;值得注意的是1樓在起火10秒後,溫度即達到1000℃,整體而言30秒內全館即陷入完全危險狀況。

左:各樓層平面及人員傷亡位置                              右:起火後5、10秒煙層分布狀況

起火後20、30秒煙層分布狀況

 

資料來源:西野智研,2019.08., 2019 年7月 18 日?京都???????第1 ??????生??放火火災?分析, 京都大學防災研究所

https://www.dpri.kyoto-u.ac.jp/news/12644/

 

五、初步結論與建議(部分彙整西野准教授建議):

(一)歸納整體火災成長機制,因火煙沿著螺旋梯竄燒,高溫氣體可能引燃個樓層可燃物,各樓層在起火後10幾秒內即陷入極危險狀態,煙層大約起火後15秒內即下降至地板,起火30秒後2樓以上所有空間應該全部充滿濃煙,避難相當困難。

(二)合法未必安全,法規是維護安全之最低標準,無法確保所有情境下都能保障居住者安全,建築物若設有螺旋梯、挑空空間,各相關樓層建議應設置戶外安全梯、環繞形連續陽台,以提高避難機會。

(三)人員密集、公眾使用等建築物,業主應自主加強防火、消防設施設備,如直通樓梯改裝為安全梯、防範縱火可於主要出入口及關鍵路徑加設自動撒水設備等。

 

 

業務報導王天志
人工智能火害判識應用於結構材料現場火害探傷

        台灣主要建築與工程之結構系統為鋼筋混凝土(RC)結構物,火災發生後對其結構系統受火損之量化與質化調查(尋因),與後續居安使用功能之評核(驗果)至關重要。本所於107年度增加進行火害現場結構材料探傷檢測系統韌體之開發,其可用於量測鋼筋混凝土結構材料之彈性波速,並根據104-106年度於實驗室與現場系列調查之數據所提出的「簡速非破壞性」之火損初勘量化評估方法,藉由正規化指標(剪-壓波速比,如圖1所示)評估其火害相關之因果數據,如火場最高受溫分佈與柱-梁-版之混凝土強度折減率,可分別作為後續火場調查與構材火損判識參考。為進一步擴大既有之研究成果,導入人工智能分析,增加現場應用案例,並開發鋼筋握裹損傷判釋方法,而進行此研究工作。

圖1 剪壓波速比與混凝土殘留強度比及最高溫度相關性

 

人工智能應用與火害特徵調查之資料庫建立

        有鑑於目前在剪壓波速比與火場因果之資料僅181筆,因此在人工智能應用策略上,先行透過關聯相關性確認主要因子,而後採用機器學習演算法進行推測。輸入與輸出因果關聯相關性顯示剪力波速、壓力波波速、剪壓波速比與最高溫度及強度折減比例有高度相關,將剪壓波速比做為輸入,最高溫度與強度折減比例分別作為輸出,進行支援向量機、線性回歸、類神經網路以及決策樹M5P之預測模型建立,結果(如圖2所示)顯示在最高溫度與強度折減比例之預測模型上,採用支援向量機之演算法有最佳效果,若與採用二次式進行之工程統計方法相比,在最高溫度預估上仍以支援向量機演算法較佳,但在強度折減比例預估上兩者相近,在此情況下,建議先採用有明確數學式之二次式工程統計方法進行應用。

圖2 支援向量機演算法推估由剪壓波速比推估混凝土火害最高溫度與強度折減比結果圖

 

        本研究為後續可應用深度學習進一步應用進行混凝土構造火害探傷工作,建立雲端資料庫平台,以增加資料量之收集。初步以收集資料為主要目的,利用微軟免付費之Microsoft SQL Server建置雲端資料庫,並使用ASP進行操作介面建置,可採用一般網頁瀏覽器即可遠端登入進行操作。為進行有效管理,對於資料庫使用之權限分為管理者與使用者,管理者為本所以及執行研究團隊,使用者為透過簽訂合作意向之合作單位。

 

應用導波進行握裹力傷損調查判釋方法開發

        本研究提出之兩階段調查策略具有可行性(如圖3所示),第一階段採用應用雷利波之多頻道表面波分析方法,可獲得混凝土剪力波速剖面影像,以10%之剪力波速折減作為特徵值可定義受損範圍,判釋此受損範圍之分布特徵,若呈現自表面向下延伸則顯示遭受火損,若此範圍超越保護層,則進入第二階段判釋。第二階段判釋採用距敲擊點10公分處之接收器進行時頻分析,在時頻譜上若呈現水滴狀能量分布則為正常,若呈現類靴狀且突出段在40-100kHz範圍則顯示可能有握裹力喪失之可能性,需進行殘餘握裹力調查。

圖3 二階段握裹力傷損調查判釋方法

 

後續建議

        本研究成果顯示採用人工智能協助火害判識應用具有正面積極性,為更進一步由定義特徵之機器學習提升至可具有更大自由度之深度學習,雲端資料庫平台之建立為必要工作。目前僅以資料收集為主,後續應進一步拓展此資料庫平台之功能性與資訊性,使平台本身即具有立即自行處理新資料之能力。而為達到此目的,火害非破壞量測資料之持續納入資料庫至為重要,自行發展具上網並可推播功能之商用量測設備可降低資料提供之複雜性與不便,可有利於本工作之持續推動。

 

業務報導黃國倫
鋼筋混凝土建築柱梁偏心接合耐震實驗

        鋼筋混凝土造建築物之耐震設計攸關國人生命財產安全,其結構設計及細部配筋應依循部頒「混凝土結構設計規範」,其內容主要以美國混凝土學會ACI 318規範2005年版為藍本,過去15年來ACI 318規範已經經歷4次改版更新,內容與架構已有很大的變化。有鑑於此,在本所與中國土木水利工程學會的共同努力下,已研擬新版混凝土結構設計規範之草案。

        國人基於建築外觀及空間利用之考量,建築物柱斷面時常設計為長方形,且梁中心線時常不能通過柱中心線形成柱梁偏心接合,偏心梁對接頭區會造成意外扭矩,減損接頭耐震抗剪強度,現行設計規範針對偏心梁連續貫穿接頭之情況,依偏心程度折減其接頭抗剪強度,惟此折減公式係根據偏心梁連續貫穿接頭之實驗歸納而來,然而實務上常見柱斷面長寬比值達2.0甚至2.5,梁柱不但是偏心接合,接頭兩側所接之梁甚至不連續,梁主筋分別中斷錨定於接頭內,形成錯位偏心梁柱接頭,此類偏心梁柱接頭之耐震行為複雜,亦不在現行設計規範所考慮的情況,因為錯位偏心梁柱接頭剪力強度如何計算未有明確的規範或依據,造成工程師認知不一致,相同的梁柱接頭剪力強度計算結果可能相差一倍以上,亟待釐清檢討改善,避免設計錯誤。

        國內外絕大多數的梁柱接頭實驗為無偏心之梁柱接合,偏心梁柱接頭之實驗成果非常稀少,而且幾乎都是梁連續貫穿接頭的情況,我國建築工程常用長方形柱斷面且兩長邊各接一偏心梁且梁不連續,形成錯位偏心梁柱接合,此類接頭之實驗數據相當罕見,但實務上確有需要。現行混凝土結構設計規範第15.6.3節和新版規範草案第18.5.4節並未涵蓋此類偏心接頭,為確保建築結構安全,本研究檢討此類接頭之耐震抗剪強度,藉由大型結構實驗探討鋼筋混凝土柱接不同偏心距之梁,其接頭剪力強度之衰減程度,補足過往實驗經驗不足之處,俾利規範審議時參考引用,讓設計及施工單位有所依循,確保建築結構耐震性能及國人生命財產安全。

        我國現行混凝土結構規範與美國ACI 318-14規範或更早版本相同,將接頭剪力計算強度分成3個等級:接頭4面皆受梁圍束、3面或一雙對面受梁圍束、及其他情況,接頭面受梁圍束是指梁構材構入接頭側面之梁寬度須不小於3/4柱寬,此經驗法則源自ACI 352梁柱接頭委員會報告,僅圍束作用之定義稍有修正。本所與中國土木水利工程學會研究成果提出的新版規範草案,係參照美國ACI 318-19規範依柱連續性、產生剪力方向之梁連續性以及兩側有無橫向梁提供圍束作用將接頭剪力強度分級。

        本研究規劃測試4類共8座梁柱接頭試體,如圖1所示,情況A是連續的梁貫穿接頭且中心線通過柱中心之正交梁柱接頭,作為標準對照組;情況B是連續梁貫穿梁柱接頭但有偏心距,是典型的單邊偏心梁柱接頭;情況C和D都是梁不連續,其中情況C是一側梁無偏心、一側有偏心,情況D是兩側梁錯位偏心。

        首先,低剪力需求的系列I標準試體斷面設計如圖2所示,假設混凝土抗壓強度fc'=350kgf/cm2,鋼筋規定降伏強度fy=4200kgf/cm2,設計標準梁斷面寬500 mm、深度600 mm,梁上下層撓曲鋼筋分別為6支D25鋼筋(鋼筋比1.14%),柱斷面寬1000 mm、深度500 mm以便測試寬柱-窄梁偏心接合之差異,柱主筋配置16支D25鋼筋(鋼筋比1.62%),另柱深度500 mm為梁主筋直徑之20倍,符合規範要求之最小柱深度。依照梁是否連續以及是否偏心命名4座試體為1A、1B、1C、1D,接頭參數如表1所列。

        接著將梁主筋量提高為8支D25鋼筋(鋼筋比1.52%),梁柱斷面計算彎矩強度求出接頭剪力需求為368 tf (提高38%),然後依照梁是否連續以及是否偏心,命名4座試體為2A、2B、2C、2D,接頭參數如表2所列,因應梁彎矩強度提高,系列II之柱斷面尺度不變,但主筋增加為20支D25鋼筋(鋼筋比2.03%),使接頭面之柱標稱彎矩強度總和為梁標稱彎矩強度總和的1.43倍,盡可能維持與系列I相似,其餘細部設計則維持和系列I相同如圖3所示。

        本研究採用的梁柱接頭組件試驗佈設如圖4所示,照片如圖5所示,由抗彎矩構架取接頭上下各半層柱高、左右各半跨梁長之十字形接頭組件執行試驗,梁柱端部鉸接模擬反曲點,試驗時對梁柱施加反方向力矩,試驗時柱底栓接於基座,柱頭栓接鋼構以兩具致動器抓住不動,柱頂以兩具千斤頂及預力鋼棒合計施加柱軸力0.10Agfc'=175 tf。整個試驗由銜接於梁端之兩支垂直致動器採位移控制施加大小相等、方向相反之三角形位移波,如圖6所示,振幅反覆逐漸增加,由電腦程式自動控制致動器依預定之位移歷時作動。

        本研究完成8座大尺寸鋼筋混凝土梁柱接頭反復載重試驗,8座梁柱接頭試體之反復載重位移曲線如圖7所示,所有試體皆於層間變位角3%達到最大強度,強度比較如表3所示,系列I接頭剪應力較低,因此情況A~D之差異較小,系列II設計來測試接頭之剪力強度,整體來看,當柱兩側梁偏心且在同一側之情況B,接頭強度確實會折減,但接頭兩側梁不連續的情況C和情況D,其強度皆不亞於情況B,情況D的強度甚至超過標準對照組情況A。

        依據實驗結果,初步推論錯位偏心梁不連續時,兩側梁接接頭有效寬度可參考圖8,各自計算再取「聯集」,與實驗結果最接近。本研究將進一步分析實驗數據,研擬混凝土結構設計規範之修正草案。

表1        測試系列I之試體參數表

表1        測試系列I之試體參數表

 表2       測試系列II之試體參數表

表2       測試系列II之試體參數表

 表3       8座試體最大側力強度之比較

表3       8座試體最大側力強度之比較

 圖1        柱樑接合平面示意圖

圖1        柱樑接合平面示意圖

 

圖2        測試系列I 梁主筋貫穿或錨定於接頭之平面示意圖

圖2        測試系列I 梁主筋貫穿或錨定於接頭之平面示意圖

圖3        測試系列II 梁主筋貫穿或錨定於接頭之平面示意圖

圖3        測試系列II 梁主筋貫穿或錨定於接頭之平面示意圖

 圖4        梁柱接頭組件之典型試驗佈設

圖4        梁柱接頭組件之典型試驗佈設

 圖5        試體1A 試驗之佈設照片

圖5        試體1A 試驗之佈設照片

 圖6        反復加載位移波示意圖

圖6        反復加載位移波示意圖

 圖7        8座試體之反復載重位移曲線

圖7        8座試體之反復載重位移曲線

 圖8        接頭有效寬度兩側各自計算再取「聯集」示意圖

圖8        接頭有效寬度兩側各自計算再取「聯集」示意圖

業務報導郭建源
風速實場量測最佳化建築物自然通風效率即時資訊平台開發

        面對全球暖化的威脅,減碳已成為世界共同倡議之方向。台灣在此潮流下,也積極朝建構永續宜居環境,提升智慧綠色科技應用之方向努力,希望在減低建築物能量消耗的同時,也能兼顧宜居空間的基本需求。而室內通風不僅影響空間的溫度,也關係建物使用者的健康。如何有效導入外部風場,利用自然通風機制減少建物空調能源之消耗或提供健康之居住環境是目前使用維護上之重要議題。本計畫以落實風工程技術及建築資訊模型(BIM)之創新多元整合應用與跨領域人才之培養為目標,結合CFD模擬、風洞實驗、物聯網(IoT)、建築資訊模型等技術,以建築內自然通風效率最佳化為導向,實現智慧化建築通風即時監控系統與機制,創造節能之居住環境,提升人民綠生活之居住品質,以達成「節能再生的低碳家園」、「潔淨健康的生活環境」與「國土建設永續發展」的整體政策目標。

        本研究先後以風洞實驗及CFD數值模擬方式建立「建物自然通風數值模型」。也就是於風洞實驗中獲取建物開窗部位之建築表面風壓,再將對應之風壓係數導入CFD室內通風模型中進行不同開窗配置之通風分析,藉以求得該建物在不同外部風場環境下所對應不同開窗配置之室內自然通風資訊。為了使「建物自然通風數值模型」能落實在建物營運維護階段,本次透過建物BIM空間模型與通風數值模型的資料串連,開發「BIM建築物室內通風管理系統」。考量系統開發及使用成本之因素,採用Unity3D作為BIM模型之加值應用開發工具,並利用自行發展之「視覺化多維度資訊整合架構」進行系統整合機制。

        為建立「建築物室內通風決策系統」,以「體感溫度」及「PMV熱感舒適度指標」等二種舒適度指標為決策因子,輔以「換氣率」之通風資訊,分別擬定以「目標體感溫度」及「最大舒適空間率」之決策模式。此決策模式皆以室外風場及預先分析所得之室內CFD風場資訊為判斷依據,提供使用者不同之決策方法。因此,未來依此決策模式所建置之建築物室內通風決策系統亦可在依憑室外風場及室內CFD場資訊之前提下,透過決策模式之修正或新增,提供更完善之室內自然通風決策建議。

        本研究建立「實時外部風場資訊量測裝置」、「實時室內通風環境量測裝置」、「外部風場實時網頁」與「建物實場環境資料庫」,達成以「實場資訊量測系統」(如圖1)自動收集室內外通風環境資訊,並將資訊整理上傳至資料庫,為後續最佳化通風決策提供依據之目標。此外,「實場資訊量測系統」因採開放式架構進行開發,故後續仍可依照可能之室內通風環境決策之需求,在現有的實時量測裝置的基礎上擴充型傳感器數量與類型以保證此系統未來之延續性。透過風洞實驗得到建物表面風壓(如圖2)作為CFD室內自然通風模擬之邊界條件,利用CFD之模擬分析求得建築物之室內風場分布資料(如圖3)、平均風速及換氣率等數據,進而整合此CFD模擬數據與建築物BIM模型資料,完成「建物自然通風模型數值資料庫」之設計、建置及資料儲存,以作為「BIM建築物室內通風決策系統」的核心決策雲端資訊資料庫(如圖4)。

        開發之「BIM建築物室內通風決策系統」,透過遊戲引擎平台之環境,成功整合上述「實場資訊量測系統」、「建物自然通風模型數值資料庫」及建築物BIM 3D模型,建置一個以建築模型為操作介面,可自由切換各樓層模型,並呈現各樓層室內外風場及環境即時資訊,更可依據室外風場狀況分別以體感溫度及PMV熱感指標提供最佳通風決策之系統(如圖5)。此決系統過智慧化管理可快速且有效的引入外部風場,使室內達到符合人體舒適性的自然通風模式,進而減少空調的使用,達到節能減碳目標。

圖1實場資訊量測系統架構圖

 

圖2 風洞試驗-外部風場量測

 

圖3 CFD模擬-室內通風模擬

 

圖4 建物自然通風資料庫架構圖

 

圖5自然通風決策系統「體感溫度決策模式」最佳開窗模式顯示畫面

業務報導厲娓娓
中長期避難收容場所整體配置規劃及組合屋設計

        觀察近年全球環境變化巨大、天災發生次數趨向頻繁且規模加劇;而我國地處環太平洋地震帶,易遭受地震、颱風等肆虐威脅。民國88年的九二一集集地震、民國98年的莫拉克風災,造成大範圍的土地受創、設施損壞嚴重、人員傷亡不計其數,如何安置災民成為災後的首要且棘手的工作。中長期避難收容場所涉及的不僅僅是建築結構,還包括交通、衛生、治安、管理、公共服務等等多方層面。本所今(108)年度研究計畫「中長期避難收容場所整體配置規劃及組合屋設計研究」,檢視過往中長期避難組合屋之優缺點,加以改良,以期能協助地方政府於災難發生後,加快災民安置工作。

一、中長期避難收容場所規劃

        蒐集國內外發生大型災害後所興建之避難收容組合屋案例,予以分析,提出以下規劃階段考量項目及其原則,供日後執行時參考(參考圖如圖1):

      (一)場所的選址:確認土地權屬、環境條件、災民生活圈範圍;避免住屋排列方式過於單調;避免太過偏僻、離災民原住所過遠;避免地質或環境敏感、基地排水不良、地勢低窪、土壤鬆軟之地區;

      (二)收容場所規模與人數:確認規模與人數,確保組合屋生活品質。

      (三)收容場所整體規劃配置:因應氣候及環境條件而配置規劃,並考量火災延燒、隱私等問題;注意交通動線;設置必要的簡易公共設施、水電設施。

      (四)公共服務設施:包括外部開放空間、公共服務空間(如活動中心、醫療服務站)、停車空間、污水與垃圾處理集中場。

      (五)建築材料的採用:加強處理隔音、隔熱、防水的問題;通風設施;基礎施作。

      (六)社區管理自治:包括對內管理(如人員、物資),以及建立對外聯絡窗口;強化社區自治。

      (七)植栽綠美化:有益於心靈療養,並可確保各戶隱私。

      (八)社區安全與治安:包括對外的安全防護方式,以及對內的人員車輛管制措施。

 

圖1 中長期避難收容場所配置規劃參考

 

二、組合屋配置設計規劃原則

組合屋配置主要考量包括座落方位、配置方式、住宅單元配置、開放空間與必要的公共服務設施工空間留設等等。提出以下原則,可供日後執行時參考:

      (一)考量日照、季風因素進行開窗或開口配置,解決西曬悶熱問題。

      (二)考量週邊道路與環境,有助於留設開放空間。

      (三)組合屋排列單元考量合適之戶數,並留設適當棟距,以避免噪音、火災延燒等問題危害生活品質。

      (四)區分個人空間及公共空間,減少相互干擾。

而組合屋設計時,除其耐震及抗風能力需注意外,以下項目亦是考量重點:

      (一)為珍惜資源,使組合屋發揮最大效用,「可重複拆裝多次使用」為設計出發點。

      (二)地梁墊高,可隔絕濕氣及地熱,並可減少蟲類入侵居室的機會。

      (三)考量災民受創後應避免使用危險設備,關於廚房及衛浴設備之加熱能源宜以電氣為主,瓦斯則盡量避免使用。

      (四)汙水處理部分,應考量使用及清理之方便性。

      (五)因熱空氣會上升累積於屋頂內部空間,可在屋頂山牆開立通風口,便於熱空氣排出。

        中長期防災避難收容場所之建置,如能設計出組裝複雜度低之建材,以便於災民自力造屋,則不僅僅解決「住」的問題,而且對於災民心靈復原、社區團結力凝聚,賦予「重建家園」更深一層的意義。

業務報導郭建源
磁磚外牆風雨試驗驗證抗風雨性能

        磁磚附貼於建築外牆上,除具立體化與美化外牆功能外,也可有隔熱與防水效果。然而,近年來磁磚掉落危及行人安全,造成傷亡的案例,卻是屢見不鮮。歸究原因,不外是人為施工不良,加上臺灣地震颱風頻繁,且多雨造成空氣潮濕,影響磁磚的固著性。為加強既有建築物磁磚外牆安全,業界紛紛應用各種非破壞性檢測技術(檢測棒敲打、紅外線檢測等)加強檢測控管;對於新建大樓,部份業界為確認磁磚的抗風雨性能則是施工前進行風雨試驗,以確保材料與工法的物理性能。

        磁磚業者新開發乾掛式磁磚擬作為建築物之外牆,為確認其抗風雨性能,委託本所執行風雨試驗,本次風雨試驗之試體係由委託單位自行取樣,並運送至本實驗室進行安裝施作,試體尺寸為4816mm(寬)×3022mm (高),如圖1所示。依委託單位要求之順序進行試驗:(1)預施壓力、(2)氣密性能試驗、(3)第一次靜態水密性能試驗、(4)動態水密性能試驗、(5)設計值左右向層間變位性能試驗、(6)第二次靜態水密性能試驗、(7)設計值正負風壓結構性能試驗、(8)第三次靜態水密性能試驗、(9)1.5倍設計值正負風壓結構性能試驗、(10)1.5倍設計值左右向層間變位性能試驗。以上各項試驗係參考CNS 13971、CNS 13972、CNS 13973、CNS 13974、CNS 14281等中華民國國家標準進行試驗。

        其中,氣密性能試驗室內外壓力差75 Pa時,空氣洩漏率不大於1.09 m3/(hr•m2);水密性能試驗在測試壓力差在611Pa,噴水量在3.4 L/(min•m2)時,不得發生漏水現象;但收集於庇水板、排水槽、及窗台板內之滯水,不視為漏水;在15分鐘試驗期間內,於室內壓條、擋水板、磁磚橫檔上方表面收集到15ml以內之漏水量亦為合格。漏水定義為試體室內面外表出現任何失控水流,失控水流指無法收集或排出室外,或對鄰近材料或表面造成損害者;而當水滲透超過試體四周外圍框料時,亦屬不合格。動態水密性能試驗以噴水量在3.4 L/(min•m2),及造風設備產生等值之風壓作用於試體,不得有漏水現象。設計值左右向層間變位性能試驗左右方向位移15 mm,重覆三次,磁磚不得破裂或掉落;不需更換零件,在現場整修後,能維持營運功能;不需拆換系統,經整修後,可達氣密、水密及結構性能要求;無外牆組件掉落。設計值正負風壓結構性能試驗,則是在到達指定設值正負風壓值時,骨架變形量不得超過淨跨距之1/175;極限值試驗則規定永久變形量不得超過其淨跨距之0.2%,並不得有磁磚破裂或嵌板、繫件等之破壞情形。

        本次風雨試驗於108年4月依規劃之試驗程序執行試驗,於1.5倍負風壓結構性能試驗時,乾掛式磁磚之掛鉤變形掉落導致試驗中斷,如圖2所示。委託單位探討掉落原因後,將每塊磁磚之掛鉤由4個增加至6個,整修後再執行1.5倍負風壓結構性能試驗,並完成試驗。經此次試驗,除結構性能試驗外,其他性能皆在合格標準內,協助業界發現其所開發之掛鉤強度與工法缺陷,加以改良後即符合抗風壓性能,可確保日後磁磚外牆安全。

圖1 磁磚外牆試體

圖2 結構性能試驗過程磁磚掉落

專題報導張乃修
本所107年度永續智慧社區創新實證示範計畫成果報告

        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。

        方案內之「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。

        107年度補助中央部會及所屬機關辦理示範建置案例共10案,包括住宅社區場域類1案、大專院校場域類4案、園區場域類1案及其他場域類4案,計畫建置期程於107年1月開始,均於107年度完成建置。

一、107年度永續智慧社區創新實證示範計畫建置內容

(一)住宅社區

台灣電力股份有限公司台電智慧綠社區計畫

        委託台灣省土木技師公會完成社區內建築物之結構安全鑑定,以確認可於108年屋頂加設PV-ESS示範系統、用電可視化、能源管理系統、需量競價示範系統、太陽光電設施及人員健康管理系統等設施。

(二)大專院校

1.國立成功大學NCKU Smart Campus 智慧大學城計畫

        建置項目包含友善節能基地(連結智能電錶、智慧節能服務、節能模擬系統、決策輔助系統)、永續生態博物館(使用者定位推播、智慧化導覽、空間定位系統、館藏資料數位化、校園電子看板)、健康智慧網落(戶外環境感測站、校園氣候地圖、環控網頁及APP)、未來新創學苑(創意多元教室、智慧門禁系統、空間租用管理系統、創新教學網路平台)、大數據平台(開放資料平台、FinTech金融平台、智慧校園大數據分析)。

圖1. 國立成功大學未來新創學苑

 

2.國立雲林科技大學永續智慧社區創新實證示範計畫建置計畫

        建置項目包含小型冷氣管控(冰水主計智能管理系統及圖書館室內溫溼度監測系統)、水資源管理、工程學院智能空間改善、車牌辨識系統、停車場管理顯示系統、智慧路燈與保全電子巡邏系統、變電站智能管理系統、節能減碳電力改善工程。

3.國立中興大學多元智能永續校園建置計畫

        建置項目包含運動場域智慧化照明管理系統、圖書館智慧節能照明管理系統、智能節電空間管理系統、智慧型能源管理系統納入智慧水錶管理、RFID延伸應用特殊教室自動門禁管制系統、即時求援系及校園安全後端管理系統、犯罪預警系統、校園智慧導覽APP 3.0。

圖2. 國立中興大學智能節電空間管理系統

 

4.國立臺北商業大學邁向商業4.0智慧校園建構計畫

        建置項目包含研討室等公共空間智慧管理、室內空氣品質監控、智慧校園雲端平台強化、智慧點餐配送暨儲物暫存櫃開發、社區關懷與照護平台開發、社區關懷與照護物聯網通訊盒研發及生產、電腦設備系統強化、智慧實驗商店門市系統開發或租賃、智慧實驗商店與點餐平台推廣及教學。

(三)園區

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

        建置項目包含園區『整合式管理系統』服務平台(含擴充)、智慧物聯網設施、園區安全門禁與防災、園區服務APP(含定位系統)。

(四)其他

1.高雄市政府高雄市永續智慧社區示範計畫

        建置項目包含城市資料平台第二期(城市資料平台功能擴充、協助機關設計API、整合型跨機關或應用系統創新服務API、利用API介接各類資料進行大數據分析)、智慧路燈(路燈設備、智慧雲端管理系統平台系統、應用服務系統、路燈與網路工程)。

2.桃園市政府復興區觀光場域智慧資訊串聯計畫

        建置項目包含管理平台更新及維護、管理應用服務APP更新及維護、多元資料串接與更新及維護、停車場動態資訊管理系統建置、增加智慧交通資訊看板建置、數位電子看板、建立社區特色網購商城、人流、車流感應設施設計、系統規劃諮詢。

圖3.桃園市政府智慧觀光數位電子看板

 

3. 臺東縣政府臺東縣智慧友善園區第二期計畫

        建置項目包含TTShow APP及後台建置、互動智慧舞台、虛擬攝影棚、太陽能設備含監控設備及API、場域營運及廣宣活動。

圖4.臺東市縣政府TTSHOW互動智慧舞台

 

4.臺北市政府臺北市大安森林公園安心服務及智慧燈柱計畫

        建置項目包含公眾照明控制、水量監測、緊急求救、安全監控、煙霧偵測、危險感知、環境感測、水位偵測、便民服務、網路Wi-Fi。

二、未來工作重點:

        本計畫之推動期能持續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。

 

專題報導林俊賢
綠建材標章與循環經濟國際論壇辦理成果

一、前言

        近年來,地球暖化及能資源短缺的問題逐漸成為全球關注的重要議題,過去傳統製造業追求的是大量生產製造、創造需求,較少考慮到資源循環再利用,因此,伴隨而來的便是大量廢棄,而這樣的商業模式已經在全球各地悄悄發生變化,越來越多的企業逐漸把焦點放在產品的創新設計、共享服務及循環再利用,而不僅止於產品數量上的成長,循環經濟與綠色經濟的崛起,已被視為下一波全球經濟成長的重要動能,為促進國內綠建材標章制度與國際接軌,並協助國內業界瞭解國外商機及拓展海外市場,本所於108年9月11日假集思台大會議中心舉辦2019「綠建材標章與循環經濟國際論壇」,本次邀請之專家學者,重要國際貴賓包括:日本環境協會(JEA)國際事務部經理Mr. Hiro Kobayashi、新加坡環境評議會(SEC)綠色驗證部主任Mr. Chean Siang Liow及泰國環境研究院(TEI)計畫經理Dr. Chuttree Phurat;國內貴賓包括:台灣綠建材產業發展協會饒允政理事長、台寶玻璃工業股份有限公司林建仲總經理及財團法人環境與發展基金會陳文卿總督導。本次論壇主題包括:「綠建材循環經濟產業體系之建構」、「綠建材國際貿易商機與市場潛力分析」、「日本綠建材與循環經濟」、「新加坡建材類綠色標章」、「泰國建材類綠色標章」及「我國綠建材標章業者經驗分享」等議題,論壇由本所王榮進所長親臨致詞,共吸引超過120名專業人士報名參加,參與人員與現場演講貴賓互動熱絡。

 圖1 本所王榮進所長開幕致詞

 

圖2本所王榮進所長與出席本論壇專家學者合影

 

二、論壇主題

本次論壇,邀請六位國內外專家學者進行專題演講,主要內容擇要摘述如下:

(一)綠建材循環經濟產業體系之建構

        財團法人環境與發展基金會陳總督導本次演講內容,包括如何透過綠建材標章,推動我國循環經濟,並透過近年實際執行之綠建材循環經濟產業鏈結計畫,展示成效。循環經濟與傳統之資源回收經濟不同,循環經濟著眼於為產品提供永續料源,而非僅為廢棄物找歸宿,另建築產業用料與廢棄物產生量皆大,故為循環經濟風潮下之重點行業,透過推動再生綠建材,可以減低原料開採量、廢棄物處理量與能源消耗及碳排量,更可以提高資源永續循環再利用、產業競爭力與產品的附加價值。

(二)綠建材國際貿易商機與市場潛力分析

        台灣綠建材產業發展協會饒理事長表示,綠建材標章與所有產品綠色標章相同,本質應為市場性工具,透過標章之優質形象,提升標章產品之產量與市場佔有率,以促使業界持續提出優質之綠建材產品,提升整體建材市場,另外目前裝修市場主要問題包括資訊不透明、有害建材充斥,且缺乏驗證體系,亟待改善。而綠裝修認證結合綠設計、綠工程與綠建材,透過規劃與設計、建材應用及管理、裝修環境管理、完工驗收等階段之把關,達成永續健康之目標。

(三)日本綠建材與循環經濟

        日本環境協會(JEA)國際事務部經理Mr. Hiro Kobayashi指出,近年來日本生態標章是日本境內最具知名度之綠色標章,日本民眾對其認知度超過九成,亦即90%以上之民眾認識該標章,而日本生態標章中包含之建材類標準超過十項,包含內外裝材料、設備、塗料、省水產品、鋼鐵建材、道路材料、管道等;還有日本生態標章標準之考量重點包括再生料比例、有害物質含量、禁用石綿、產品可回收性、阻燃劑、消費者資訊、環境法規符合性與產品品質。申請產品須符合所有要項才會獲得發證,然而為處理建築廢棄物,日本政府訂有建築廢棄物再利用法,規定一定規模或金額以上之建築物拆解、新建、修繕等工程,必須妥善分類其產生之建築廢棄物,並課以妥善再利用之義務。

(四)新加坡綠色建材標章

        新加坡環境評議會(SEC)綠色驗證部門負責人Mr. Chean Siang Liow,提及新加坡除發給綠建材標章外,SEC亦針對營建業提供如建築物能效改善驗證或績優獎勵等相關服務。而近年SEC亦積極使用數位化工具與媒體,向外傳達SEC之工作與其成效,在新加坡政府推動綠色經濟之藍圖中,建築業佔有重要地位,新加坡政府希望針對建築業推出綠色標章。其驗證對象除建築物本身外,亦可能包含對建築公司之評等驗證,其驗證內容除常見之能源效率外,亦特別注重用水效率,目前新加坡與建築或建材相關之標章,包括新加坡環保標章、SEC推動之Eco Office選拔、建築與營造署BAC Green Mark以及新加坡綠建築協會(SGBC)推出之綠建材產品標章(圖2)。

圖3新加坡與建築或建材相關之標章

 

        另外,新加坡政府已開始推動綠色採購,雖然初期僅針對紙類產品,但已獲得新加坡綠色標章產品之採購標準,綠色標章之主要考量包括產品使用性、有害物質含量、再生料來源與比率、品質/環境/安衛管理系統、生產流程管理、能源/水使用效率、製程排放、永續包裝、產品回收系統。新加坡綠色標章與新加坡綠建築協會推出之綠建材產品標章之最大差異,主要在於前者為符合性評鑑而後者採分級標準,此外,新加坡綠色標章之國際接軌性較高,可獲馬來西亞、香港、與越南之綠建築標章接受。

(五)泰國政府綠色採購與綠色產品趨勢

        泰國環境研究院(TEI)綠色標章部門經理Dr. Chuttree Phurat 提出該國政府綠色採購之推動甚為積極,亦已推出數期政府綠色採購方案,取得泰國綠色標章應有助於爭取其政府綠色採購商機,而TEI負責執行之標章包括泰國綠色標章、一般產品減碳標章與建築物減碳標章。泰國綠色標章主要工作包括增修產品標準、執行產品驗證、宣導及資訊傳播並建立合作推動聯盟。泰國綠色標章亦曾與我國環保標章及綠建材標章簽訂相互承認協議,另外TGBI(泰國綠建築研究所)推展其標章之主要效益,在於提升企業社會責任形象、降低綠色建築之運作成本以及提升物業價值。而泰國政府自2007年起推動綠色採購,區分為三階段,逐步由中央政府單位擴及地方政府與民營企業,目前參與之機構超過一千家,採購金額接近2億8千萬泰銖,其中採購量最大的建材為塗料。

(六)我國綠建材標章業者經驗分享

        本次邀請綠建材標章業者,台寶玻璃工業股份有限公司林建仲總經理分享該公司推動循環經濟,及生產推動綠建材產品之經驗。春池玻璃之回收循環模式包括建立物聯網回收系統、技術處理回收材、研發再生新材料、循環材料再設計與全球通路銷售。而亮彩琉璃係由回收的廢玻璃製品與廢玻璃原料經由專門的製造與加工技術所生產而成的新興環保建築材料,為傳統抿石建築工法增添另一種建材,更讓建築增添另類藝術價值。另亮彩琉璃之原料包含透明白色平板玻璃、綠色容器玻璃、白色容器玻璃、藍色容器玻璃、各色平板玻璃。

 

 圖4 國際論壇現場演講情形

 

三、結語

        本次論壇最後進行座談交流,有關現行綠建材標章之四大分類中,目前雖以健康綠建材申請較多,然而就推動循環經濟而言,再生綠建材扮演最不可或缺的角色。目前政府對循環經濟相對重視,正是加強推動再生綠建材之契機,未來將加強鼓勵再生建材標章的申請與使用,業界若對於鼓勵推動再生綠建材有任何建議,歡迎不吝提供本所參考,未來期待能結合公私力量,擴大推動再生綠建材之循環經濟效益。

圖5 國際論壇後座談交流會

專題報導廖浩仁
長照機構居住全尺度火災特性及應用研究實驗

        近年國內長照機構發生多起重大火災事故,由於長照機構大部分住民因移動避難困難,而且機構人員不足無法在極限時間內妥善因應,而易造成傷亡等憾事。針對長構居構火災,除了在火災第一階段能夠早期偵知火災及時滅火,以降低火災發生機率及規模外;若早期滅火失敗,則應能侷限火煙蔓延,並在煙層下降到危害住民的極限時間內安全撤離火災居室住民,是降低住民傷亡之重要途徑。對於第一階段之滅火消防設備效能我們已進行另案研究;而對於後者,則必須掌握火災成長趨勢及煙層下降及竄流之關鍵時間,方可提供長照機構做為改善居室隔間構造形式及改進初期滅火、通報、避難撤離等應變演練之參考依據。

一、實驗設計規劃與參考注意事項

(一)實尺寸實驗屋規劃

        本計畫於本所台南防火實驗中心室內綜合實驗場設置實尺寸實驗屋,規模參考護理之家設置標準建置五人房型實驗模型,將空間分成三部分:火災室(五人房,寬600cm、深800cm、270cm)、非火災室(二人房寬400cm、深800cm、270cm)及公共區(走廊寬160cm) ,實驗屋模型及空間配置如圖1所示,實驗屋外牆及隔間牆具一小時防火時效,內部及天花板以耐燃一級材料裝修,設有偵煙探測器(一種及二種),但未設置自動撒水設備。可燃物包括床墊、棉被、枕頭、床頭櫃及圍簾係使用護理機構之廢棄品,但由於實驗無法全然與機構實質空間相符,實驗現場除了上述家具、床俱外,並未放置一般機構常有之拖鞋、衣物、臉盆、毛巾、輪椅等其他易燃物品,火載量相對較小,且為維護實驗安全在引燃後分別約於9~11分關門,以減少外氣供應而使火勢逐漸衰退,故實驗過程並未產生延燒、閃燃情形。因此,本實驗相較於實際火災情勢相對保守而且規模較小,因此本實驗數據係屬初步實驗,不宜直接轉換於實務應用。

 

圖1 實驗屋規劃圖

 

(二)實驗情境說明

        本實驗研究設定為小火源火災,共進行三次實驗,第一、二次只放置一張床及枕頭被褥,比較有、無設置自然排煙窗,煙層下降時間差異;第三次放置五張床,並於起火室及非起火室各自設置1回風口及1處半開天花板(模擬空調進風口),觀察居室間未隔間到頂發生火災時,煙層蔓延到臨房的時間。

二、實驗結果分析

(一)第一、二次實驗----單張床實驗有、無自然排煙設備

        第一、二次實驗天花板未設置空調用進排風口,自然排煙窗之高度、面積依各類場所消防安全設置標準設置,於第二次實驗開啟自然排煙窗,主要實驗研究目的為:

  1. 瞭解火災發生時偵煙器自作動至火災進入成長期期所需時間與煙層下降情形。
  2. 探討火災發生時自然排煙是否會助長火勢、是否可以延緩煙層下降時間。
  3. 觀測隔間未至頂煙層是否會透過天花板竄流入鄰室。
  4. 起火室關門時機與濃煙流出對公共區及未起火居室的影響。

 

圖2 第一、二次實驗平面配置圖

 

第一、二次實驗初步發現

        第一、二次單床火災實驗,於引燃後9分鐘關門,火勢未擴大亦未發生閃燃,基本上天花板亦未燒破,初步發現如下:

  1. 點火後約2分到2分半光電二種偵煙探測器作動,火焰已達1公尺,人為救火不易。
  2. 開啟排煙窗雖能延長煙層下降的時間(約35秒),但因為火災室內有充足進補氣,使得火焰成長更加快速。
  3. 約3:15濃煙竄出起火居室外部,鄰室避難撤離不易,建議宜同時關閉房門,以免危害住民。
  4. 約4分半左右煙層下降至1.8公尺。
  5. 為免危險不待閃燃於點火後9分鐘關門,火勢減小,天花板及上部空間未設置進風口及回風開口,且未燒破,濃煙未侵入鄰室。

 

 

(二)第三次實驗----放置5張床、有圍簾,且加設空調進回風口

        第三次實驗於起火室放置5張床、其中一張床加設防焰圍簾,觀察其對對火災成長影響;基於第一、二次實驗經驗發現,若天花板及上方未仿實際狀況設置空調進排風口,在天花板未燒破的情況下,隔間牆雖未隔間到頂,煙層不會擴散到臨室。因此,第三次實驗參酌長照機構普遍使用之(Fan-coil Unit, FCU)空調裝置,於起火室及非起火室各加設1處回風口及1處半開天花板(模擬進風口),維持隔間不到頂,以觀察煙流蔓延狀況。

 

第三次實驗初步發現

圖3 情境三平面配置圖

 

        第三次雖加裝防焰圍簾,實驗至點火後11分鐘關門,本次實驗亦只有一床,亦未發生延燒情形,天花板亦未燒破,但因天花板模擬加設空調進排風口,煙層有擴散至鄰室,初步發現如下:

  1. 起火居室仍於4:08下降至俱地面1.9公尺;鄰室之非起火居室,煙層下降速度比起火居室約延緩約2分鐘。
  2. 重要數據摘要如下:

(1)溫度變化:起火居室點火後約4分鐘室內溫度達到100度、6分鐘達到190度。

(2)煙層流動:

  1. 起火居室在4:08煙層蓄積至距地面1.9 m處、10:51煙層蓄積至距地面0.9 m處;
  2. 非起火居室煙層蓄積較慢,但在3:54距地面高度1.8 m開始有煙流反應,而在06:30全部蓄滿(即眼睛觀測有煙層分界);在4:08距地面高度1.0 m處開始有煙流反應,於、12:00煙層蓄滿。

 

 

結論

  1. 整體而言,由於本實驗裝置較一般長照機構可燃物較少,且於實驗過程9~12分鐘分別關門,三次實驗僅有一床起火,無延燒及閃燃情況發生,因此本實驗數據係屬初步研究,不宜直接轉換於實務應用。
  2. 在前述實驗前提下,偵煙探測器(二種)約在2~3分鐘時開始鳴動,火焰高度約為1公尺,引燃約4分鐘後火勢開始快速上升,且煙層也下降至離地面1.8m處,因此警報與煙層下降到距離地面1.8公尺時間僅剩約2分鐘,避難撤離時間相當緊迫,未來機構在消防設備上可考慮換裝極早型吸氣式偵煙探測器或光電一種偵煙探測器,並加裝自動滅火設備;在應變演練上可加強人為滅火與並重新檢討緊急撤離容許時間。
  3. 根據本次實驗發現,居室間未完全隔離,如未隔間到頂、有裝設空調之進風口及回風口,則濃煙議會竄延到非起火居室之鄰室,其煙層下降時間比起火居室延遲約2分鐘,建議仍宜隔間到頂將火煙侷限於1個居室內,這樣則不需全員移動避難,只需要進行火災居室住民撤離即可,不僅降低應變人員需求,也能提高住民安全。
  4. 至於設置自然排煙窗之影響,本實驗屋係設置於本所防火實驗中心之綜合實驗場,依法規標準所設置之自然排煙窗,在未接觸外部自然風場的情境下,是否開啟自然排煙窗對煙層下降至離地面1.8m時間差異不大,但開啟自然排煙窗可使煙層維持於離地1.8m處多約35秒,但因為火災室內有進補氣,使得火焰成長更加快速。
  5. 另外,實驗發現起火居室起火後,約3:15濃煙竄出起火居室外部,鄰室避難撤離不易,建議宜所有居室於火災發生時宜同時關閉房門,以免濃煙危害住民。
  6. 本實驗係以五人房型實驗結果為例,自偵知火災後可避難時間約為2分鐘;當火災發生在更小的房間時,或天花板高度更小的房間,其可蓄煙空間更少煙層下降更快,因此可推論當火災發生於更小的房間時,救援時間將會更短。
專題報導姚志廷
    赴羅馬尼亞參加「13th REHVA World Congress CLIMA 2019」國際會議

    一、會議簡介

            本次會議是由歐洲供暖、通風和空調協會(Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations,簡稱REHVA)主辦,該協會成立於1963年,總部位於比利時布魯塞爾,目前約有分佈於27個歐洲國家的12萬會員,會員主要是冷凍空調及營建領域的從業人員或研究人員。REHVA的主要宗旨是致力於空調技術的提升與發展,讓建築及社區更為節能、舒適與健康,在過去15年內REHVA執行或參與了35個歐盟資助的專案計畫。本國際研討會每三年舉辦一次,2016年在丹麥奧爾堡、2013年在捷克布拉格、2010年在匈牙利布達佩斯舉辦,本屆是數十年來首次在東歐國家舉辦的一屆,會議舉辦地點為羅馬尼亞首都布加勒斯特(Bucharest)的羅馬尼亞國家圖書館(National Library of Romania)。本屆會議共1056人次參與,參與人員涵蓋40個國家,並有15個贊助廠商、22個展覽廠商、19個分組會議及13個國際機構共同協辦。

     

    二、會議重要內容概述

            由於全球氣候變遷及地球溫暖化問題日趨嚴重,節能減碳已成為世界各國最重視議題之ㄧ,在建築領域中,空調耗能一向是不容忽視的耗能項目,且空調設計也與室內空氣品質及熱舒適性相關,在此背景下,本國際研討會重點議題包括:零耗能建築、紫外光殺菌應用於室內空氣品質改善、應用個人熱舒適系統提高熱舒適性、都市熱島效應分析及防制對策等議題,概要說明如下:

     

    (一)零耗能建築議題

            本次會議中,零耗能建築(Zero Energy Building,以下簡稱ZEB)是重要的議題之一,相關專題演講和論文發表均與ZEB主題相關,其中日本對於ZEB的推動,可說是較成熟也較具代表性的,專題演講中,大會邀請日本早稻田大學建築系田邊新一教授,主講日本零耗能建築發展經驗,田邊教授介紹了日本ZEB的定義如下:1.「ZEB Ready」:係指在空調、照明、熱水供應、通風、電梯等項目,節能50%的建築。2.「Nearly ZEB」:係指節能超過75%的建築。3.「ZEB」:指降低100%的能源消耗量。但若使用再生潔淨能源(例如屋頂太陽能光電)則不計入能源消耗量。

    另外,值得注意的是,在許多關於ZEB的文獻或資料中,較少看到ZEB精準的定義,但從田邊教授的投影片中和解說中,清楚看到日本對於ZEB的定義是將家電用品(電視、冰箱、洗衣機等)的能源消耗量排除,由於家電的能源消耗量約占住宅耗能的一半,因此,不計這部分的耗電量,將使ZEB不再是遙不可及的目標。

     

    (二)紫外光殺菌應用於室內空氣品質之改善

            本次大會另一專題演講係邀請賓州州立大學(Pennsylvania State University)建築系教授,也是該系室內環境中心(Indoor Environment Center)主任Willian教授主講紫外光應用於室內病毒與細菌控制的議題。在室內環境控制的研究領域中,微生物的控制是相當重要的課題,因為這對於個人健康和整體國家經濟都有不容忽視的影響,Willian教授提到,相較於過去以過濾方式去除空氣中細菌或微粒,紫外光殺菌照射法(Ultraviolet germicidal irradiation, UVGI),不僅殺菌效果更好,且對於能源的耗用也較低,設備建置費用也較為低廉,當然,UVGI也可以和傳統通風、過濾的方式合併使用。Willian教授的研究顯示,波長254nm紫外線(UVC)的殺菌能力是強烈直射日光的數千倍,由於生物的DNA在波長260nm附近具有最大吸收能力,所以利用其附近波長的紫外光來照射DNA和RNA分子,DNA和RNA會因為吸收能量而結構受損,DNA和RNA為基因的主體,因此可以達到抑制細菌繁殖或是殺菌的功效。

     

    (三)應用個人熱舒適系統提高熱舒適性

            全世界有越來越多的室內空間,採用空調的方式控制室內的溫度及濕度,空調系統有可視化的設計,也易於控制,但是空調卻消耗大量的能源與電力,而且根據調查,至少有20%的使用者,對於空調系統仍不滿意。本次會議有幾場專題演講及論文發表不約而同提到個人熱舒適系統(Personal Comfort Systems, PCS),例如加州柏克萊大學建築環境中心(Center for the Built Environment)的Zhang教授就提出這個有趣的設計概念,所謂個人熱舒適系統PCS包括可以升溫或降溫的椅子、暖腳器、個人風扇等,其概念接近局部照明的概念,例如為了提供足夠的閱讀照度,可以以檯燈進行照明,無需整個空間提高照度,空調的概念也是如此,為了提供舒適度,未必要整個空間同步升溫或降溫,PCS可以降低中央空調系統的耗能。過去的15年裡,該校的建築環境中心持續進行PCS的研發,透過量測和繪製人體的溫度敏感性地圖所研發的空調椅,可以達到最高的節能效益,目前該中心研發的一款PCS椅子,供暖只需14瓦,製冷只需3瓦,這款椅子可以降低50%的空調耗能,並將使用者對熱舒適性的滿意比例,從50%提升至80%。

     

    (四)熱島效應分析與對策

            全球都市熱島效應的問題在本次會議也是重要議題之一,法國拉羅謝爾大學(Université de La Rochelle)土木系Francis教授的演講中,特別提到,近年來,全球人口結構發生了一個值得注意的現象,過去鄉村人口總數一直大於都市人口,這個現象在大約十年前發生翻轉,都市人口超越鄉村人口。另外,根據一個針對亞洲100個城市熱島效應的研究顯示,部分城市熱島效應造成的溫差,甚至高達攝氏10度(例如紐西蘭的基督城, Christchurch),相關研究也顯示人口密度和都市熱島呈線性相關,另一方面,由於都市溫度的上升,將導致空調耗能的增加,研究顯示,溫度越高,空調的COP值(Coefficient Of Performance)也會降低,都市的電力消耗明顯增加。除了對電力消耗的影響之外,研究也顯示,溫度越高臭氧濃度也越高。Francis教授認為,長期而言,解決熱島效應還是必須從城市設計及城鄉規劃的源頭著手,但短期而言,仍須透過相關科技解決都市熱島的問題,例如:增加城市水體面積(如池塘及濕地)、增加綠地面積、採用冷屋頂(Cool Roofs)、透水鋪面或冷鋪面(Cool Pavement)、建築採用遮陽設施、高反射材料、隔熱材料、相變材料(Phase Change Material),建築採用通風設計、誘導製冷系統(Passive Cooling System)等。

     

    三、心得與建議

            本次奉派赴羅馬尼亞參加「13th REHVA World Congress CLIMA 2019」國際研討會,獲致幾點心得及建議如下:

    (一)心得

    1.本國際研討會主辦單位結合產業界資源共同主辦,會議內容兼具理論與實務,參與會議之收穫豐富。

            本國際研討會主辦單位,歐洲供暖、通風和空調協會結合了相關國際跨國企業(如日本大金空調公司)共同協辦及贊助,在會議內容的安排上,亦兼具理論與實務應用,例如專題演講特別安排大金空調的環境研究中心Hilde女士主講大金公司的節能技術與企業責任,另外,也安排空調產品的第三方認證公司Eurovent Certita Certification、設備廠商Halton Grpup、羅馬尼亞當地營建公司P.A.B Romania等代表進行專題演講,這些演講讓與會者對於產業發展趨勢及新產品、新技術有更深入的瞭解,另一方面,國際間大型空調業者與營建產業,對於全球能資源消耗及暖化議題的高度關注及積極作為,亦令人印象深刻。

     

    2.個人熱舒適系統及紫外光殺菌技術,有助於提升室內環境品質,國外跨領域的發展經驗值得我國參考借鏡。

            由於臺灣位處高溫高濕氣候區,且人口密度高,室內空氣品質及空調耗能的問題不容忽視,本次研討會中有關個人熱舒適系統及紫外光殺菌技術的研究,均具有降低空調耗能的特色,且不需鉅額的設備建置費用,在台灣應有應用的潛力,另外,國外在發展這兩項技術,都是整合跨領域的研究人力,例如,以個人熱舒適系統而言,該系統是以人體生理構造學為研發基礎,而紫外光殺菌則與環境醫學等專業領域相關,國外在這兩項技術的研發成果與發展經驗,值得我國參考借鏡。

    (二)建議

    1.先進國家已積極發展零耗能建築(ZEB),我國應持續進行相關議題之研究或資料蒐集:

            綜觀本次國際研討會專題演講及論文發表方向,可發現不論是日本或歐盟等先進國家均積極推動零耗能建築(ZEB),且已建立相關推動機制與推動案例,惟零耗能建築並非意味著建築物真的可以達到完全不消耗能源,以日本定義的ZEB而言,家電用品(電視、冰箱、電腦、洗衣機等)耗能是不採計在住宅耗能中,因此扣除家電用品的電力消耗,住宅所需的電力較有可能以再生能源補足。由於不同國家對於零耗能建築的計算與定義有所差異,推動策略亦不盡相同,建議未來可以持續進行相關議題的研究或資料蒐集。

     

    2.未來辦理研討會可多邀請民間業者分享產業技術發展現況,以促進產學交流與合作:

            由於本次CLIMA研討會是民間公協會主辦的國際研討會,會議聚焦於產業技術的交流和產業趨勢的分享,因此,產業界較易產生共鳴,從國際間相關的推動經驗亦可看出,國外的企業界、相關公協會、非政府組織等,在節能產業、綠色經濟的整體推動工作上扮演重要的角色,而在台灣,許多建築、建材及設備廠商亦有可觀的技術水準與研發能量,但似較為缺少宣導推廣的平台與機會,因此,未來辦理相關研討會或講習會,亦可考量邀請業者進行資訊的分享與交流,共同協助產業轉型與升級。