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建築研究簡訊第89期

  • 日期:104-09-22
主題報導雷明遠
老人福利機構及護理之家防火安全設計改善之策略

一、緣起背景

國內老人照顧之服務模式可區分為機構式、社區式及特殊性等3類;其中機構式長期照護服務包含護理之家、長期照護機構、養護機構、安養機構、榮民之家等5種類型,其中護理之家、老人長期照護及養護機構收容的住民是具有生理上移動能力障礙的高齡者,也是屬於自主避難困難之行動不便或重度行動不便人員。此3類機構之收容人員在避難行為特性、行動能力及困難度上十分相近,皆可歸納為高避難風險類型,如表1所示。

表1. 高避難風險之高齡者收容機構及防火避難障礙

高避難風險之高齡者收容機構及防火避難障礙.PNG

 

101年10月發生前衛生署立台南醫院北門分院護理之家火災,造成13死、59人傷的災情。隨之國內社會各界興起加強對於護理之家及老人照護機構防火安全重視的一片呼籲,政府相關衛生醫療、社福、消防、建管單位等也都紛紛加強各自管理措施或法令修正。其中,建築技術規則增修設計施工編第99條之1條文(自102年1月1日實施),規定老人長期照護、養護及護理之家等機構,應設置2個以上之防火區劃與連接安全梯等;同時「各類場所消防安全設備設置標準」於102年5月1日修正條文第17條,降低護理之家應設置自動撒水設備之樓地板面積門檻,提高該類場所自我防護能力,同時修正條文第19條,增列護理之家不論面積大小均應設置火警自動警報設備,俾能及早偵知火災、即時避難及增加待援時間。然而上述法規,基於不溯及既往原則,對於原有合法既存之老人長期照護、養護機構及護理之家等並不適用,因此102年以前設立之機構所存在之火災風險問題,仍舊欠缺解決補救的法規依據。有鑑於此,本所近年來投入研究資源,透過研究擬定改善建議策略及方案,將提供給機構負責人、管理人及使用人自主檢視評估參考,並可供作環境防火安全改善、強化緊急應變避難計畫之用。

 

 

二、既有老人福利機構及護理之家常見防火安全問題

依據對老人福利機構及護理之家的現況調查及火災安全問題分析,本所研究發現此類機構約有80%人員缺乏自主避難行動能力,必須仰賴擔送及護送(圖1);須依賴呼吸器者,移除呼吸器後,只有5~10分鐘可維持正常生理機能,垂直避難困難。針對水平避難進行檢討,比對極快速之火災成長係數0.1878 kW/m2,病室在無排煙的狀態下,要達成全員完成避難極為困難,尤其夜間問題將更為嚴重(由於照護人員數量銳減)。

圖1.老人福利機構及護理之家人員避難行動方式比例

經調查發現此類機構為增加照護的方便性,多為連通性之開放空間,常未設置防火防煙區劃或區劃範圍過大,而且居室與走廊間之出口亦多為開放型態,或以設有普通玻璃視窗、通風百葉之木門連接,加上隔間牆多未與樓板連接(天花板上方相互連通),且材質、構造多不具防火時效或耐燃等級,或管線貫穿部無設置防火填塞,火災時將無法有效防止火煙擴散或入侵。

在設備調查上發現,多數機構使用中央空調系統但無防火設計考量,如火災時無自動切斷送風設計,風管通過廚房等高風險空間等;居室(住民房間等)或非居室(儲物間等)空間因依據過去法規未設置火警探測、自動撒水或排煙設備,欠缺火災偵測、初期滅火及防止煙層下降的有利措施,導致避難容許時間不夠的問題。

圖2.某案例之防火安全問題分析

圖3.機構常見之環境設施及設備安全問題

三、既有老人福利機構及護理之家防火安全改善策略

(一)不同時期機構之防火安全關鍵課題

本所研究將102年以前建築技術規則設計施工編第95條、96條、99-1條規定之增修過程,區分4個階段(Ⅰ~Ⅳ時期),再就機構建築物之不同平面類型應改善之關鍵課題(直通樓梯、防火區劃、居室避難等),提出優先次序建議,如表2。

整體而言,若室內設有直通樓梯,首應確保垂直區劃的完整性,以有效控制火煙垂直擴散。其次,應檢討水平避難路徑之安全性,是否設有兩個以上之區劃以避免單一避難路徑失效。再其次,檢討提升居室的防火防煙性能,以確保在一定時間內得以控制火煙的擴散或入侵,若能有效防止火煙的水平擴散,則可減少火災發生時急需疏散避難人數,達到利用最少人力,在有限時間內,讓最少住民完成有效避難行動之目的。

圖4.各時期不同平面類型防火安全關鍵課題及重要度排序表

(二)防火安全設計改善原則

  1. 加強直通樓梯之防煙性能

    如機構屬於複層建築物,其直通樓梯若不是安全梯者,則極需改善該梯之防煙性能。應先對直通樓梯進行區劃,視個案空間條件、經費因素,選擇進行防火區劃或以耐燃1級材料及遮煙設備區隔(或稱「耐燃區隔」),又或天花板設置防煙壁,改善煙氣垂直擴散之問題。

  2. 加設等待救援空間

    以「火災居室離室避難;非火災居室初期就地避難」為原則,將現有居室或空間進行防火防煙性能之改善,設置2處以上具防火區劃功能之等待救援空間(或暫時避難據點),確保水平避難之安全。

  3. 加設主動式火災感知及控制設備,抑制火災初期成長

    考量收容住民避難移動困難,如有主動式火災感知及滅火措施,可有效抑制初期火災發生,未設置之機構建議增設獨立式火警探測器及簡易自動水系統滅火設備,以達安全保護並兼顧經濟成本。

  4. 加強居室防、排煙設計

    考量收容住民避難移動所需時間較長,除火勢控制外,應加強防煙及排煙措施以延長避難容許時間。建議除可增設機械排煙外,可於居室外牆面增設自然排煙口(符合規定之排煙窗或通風百葉),另房間隔間牆高度應達樓板,管線貫穿部分應至少有不燃材料填塞,避免煙氣流竄擴散。

  5. 建立火災避難演練新觀念

    建立照護人員「火災居室離室避難;非火災居室初期就地避難」的觀念進行避難訓練,結合消防編組演練進行避難訓練,並運用門扇的關閉控制火煙範圍。

大事紀要張志源
本所104年度友善建築評選增列旅館類評選基準

基於高齡化社會的來臨與考量行動不便者等實際生活需求,建築物無障礙環境之完善與否,是現代國家環境品質重要指標,本所辦理「友善建築評選」,主要目的就是希望透過評選活動宣導友善建築的重要性,提升民眾及業者對無障礙環境的重視,讓行動不便者安心居住、方便外出用餐、欣賞表演、就醫以及休閒旅遊,有獨立自主的生活權利。

104年度本活動將再擴大評選場所範圍,考量近來旅館之無障礙議題逐漸受到重視,因此,在既有集合住宅、餐廳(飲)、展演場所、醫療設施、遊憩場所等五類型外,新增「旅館」建築類型,包括國際觀光旅館、一般觀光旅館、一般旅館及合法設立登記且領有合法使用執照或實施建築管理前合法房屋證明文件的民宿業者參加友善建築評選,同時,對於有意參與評選之場所,如有未符合評選基準之處,提供技術諮詢,以協助其改善無障礙環境。

大事紀要王天志
本所防火實驗中心再次取得建築新技術新工法新設備及新材料試驗性能機構

本所防火實驗中心(以下簡稱本中心)前經內政部指定為建築新技術、新工法、新設備及新材料性能試驗機構,試驗項目包括耐燃材料不燃性試驗、材料燃燒熱釋放率試驗、建築用(防火門、防火捲門、固定窗)耐火試驗、建築物構造部份(承重牆、非承重牆、梁、柱、屋頂樓板、複合構件)耐火試驗、防火被覆耐火試驗、防火區劃貫穿部耐火試驗、建築物防火設備(撒水幕)等項,有效期限至104年4月18日止。本中心依建築新技術、新工法、新設備及新材料性能試驗機構指定申請要點,於期限屆滿前向本部申請重新指定,經審查後於104年5月26日公告重新指定本所(防火實驗中心)為試驗機構,有效期限自104年5月26日起至106年9月29日止。前開試驗項目可與本中心於103年業已公告之建築用門遮煙性試驗共同提供各界性能試驗服務,?全民建築安全品質把關。

大事紀要陳玠佑
本所協助公視製拍「流言追追追-颱風天趣象多」正式播出

由本所協助公共電視進行拍攝製作「流言追追追-颱風天趣象多」節目單元,歷經半年的製作與剪輯,終於在今(104)年6月5日下午6時30分於公共電視頻道播出,並於隔日上午7點重播。節目中從流言緣由、膠帶貼窗實驗、強風體驗至破解流言等重點呈現,內容相當緊湊且具邏輯性,達成宣導與推廣正確的科學知識教育目的,也適時展現本所實驗技術能力,使得節目更具意義。而為了彌補未能及時收看的遺憾,拜網路科技所賜,該節目已由公共電視上傳網路,可透過電腦、平板、或手機等設備,隨時於網路上觀賞。

節目觀賞的連結網址如下:https://www.youtube.com/watch?v=DVcgIf4FsQg

大事紀要陳致向
利用UAV(無人飛行載具)建置坡地社區數值模型

一般坡地社區可能發生的災害包含自然邊坡滑動、擋土牆崩塌、地層下陷…等,為了能深入了解坡地社區的潛勢環境風險,必須充分了解社區的所有環境地貌,然社區周圍仍有無法到達之處的問題,這將會影響社區危害程度的判勢。為解決上述問題以往都採用航空測量或衛星影像,但仍有地面解析度不足及雲遮陰影等疑慮,有鑑於此,本所本(104)年委託研究「極端降雨對山坡地住宅社區衝擊與警戒操作基準研究」計畫以無人飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle)方式來進行社區環境數值模型建立,透過數位相機拍攝數值航照技術,以電腦視覺的「影像匹配」技術進行自動共軛點測量,製作數值地表模型(Digital Surface Model, DSM)及正射影像,並結合現地調查及航測技術萃取樹高及周緣相關結構物高度,以DSM 扣除獲致數值高程模型(Digital Elevation Model, DEM),可建立1/10公尺的數值精度,取得更精緻成果研究,本套技術已成功運用在新北市新店區大台北華城社區,透過數值高程模型分析社區鄰近斜坡單元地形、地文及水文因子對崩塌之影響,進而明確區別社區易致災的潛勢風險環境地圖。

大事紀要李軒豪
辦理2015 Green BIM綠色營建應用研討會

本所104年協同研究案「臺灣Green BIM綠建築資訊模型應用架構研究」旨在整合國內BIM與建築效能分析(Building Performance Analysis, BPA)的作業流程架構。為了推廣Green BIM施作流程及提升研究內容的廣度深度,執行團隊於104年5月2日於逢甲大學學思樓2樓第9國際會議廳舉辦「2015 Green BIM綠色營建應用研討會」,透過邀請產官學界專家,探討Green BIM在建築生命週期各階段的應用優勢及所面臨的困境,以作為推動Green BIM的參考依據,計參加人數達134人。

大事紀要林宏澤
辦理建築物防火材料施工人員精進研討會

近年來建築物新材料新工法日漸蓬勃發展,根據台灣建築中心統計五年來取得新材料新工法之防火材料近 2,300件。防火材料防火性能除了材料本身之耐燃性能外,與其組件及施工良朽有極大的關係,而且從部材的產製、檢驗認證、施工以及監造查驗等整個流程都必須完備,才能畢其功於一役。因此,本所補助台灣防火材料協會舉辦「建築物防火材料施工人員精進研討會」,課題除了建築物公共安全法令及監造查驗、兩岸建築物防火材料認證及標準等課題外,另安排許多建築防火材料施工案例的實務課題,包含貫穿部施工、防火遮煙捲門施工、帷幕牆防火及層間塞以及防火窗施工案例,對於提升第一線施工人員之施工安全觀念、技術及方法,並確保原設計之防火安全性能,保障人命、財產安全,有其重要意義,本研討會共計140人參加。

研討會現場

大事紀要林谷陶
辦理廠辦智慧建築服務應用技術與示範案例推廣研討會

104年4月30日於本所簡報室舉辦辦理BIM建築風環境性能模擬技術座談會,會中邀請新加坡李科福博士就「新加坡綠建築的政策執行」與「 CFD(Computational Fluid Dynamics)結合BIM之應用優勢」為題進行演講交流。李博士演講重點為:1、新加坡囿於水及住宅的需求,相當注重都市綠化及永續環境的課題,並且經由政府的主導及立法,以達到智慧及永續城市的目標。2、同時也應用BIM模型進行CFD的模擬分析輔助住宅綠建築標章自然風設計更為快速精確。3、認為目前該國綠建築及BIM的推動成果,國家立法及補助是關鍵因素。關於BIM的推動,本所將持續配合國內相關單位推動策略,參考加新加坡經驗,進行相關技術本土化之研發。

座談會現場

大事紀要劉青峰
辦理BIM建築風環境性能模擬技術座談會

為加強建築業界對綠建築之認識與了解,以更精準掌握綠建築標章之精神與其內容。本所於今(104)年6月26日、7月3日及7月10日分別在大坪林聯合開發大樓、私立逢甲大學及國立成功大學等地,舉辦3場綠建築講習會,課程內容包括綠建築政策暨家族評估系統概要、2015綠建築評估手冊修正內容概要解說等,參與人員十分踴躍,共計約600餘人次參加,其中台北場次報名人數甚至超過場地容量;研討會獲得肯定與熱烈迴響,對於推動落實綠建築政策有顯著效益。

北部地區活動現場

大事紀要張怡葶
辦理2015綠建築評估手冊改版暨案例解說講習會

為宣導屋頂綠化技術,讓民眾能認識臺灣地區常見屋頂綠化技術,本所於本(104)年3月出版綠屋頂技術手冊,並於5月20日、6月25日假景美材料實驗中心4樓舉辦「綠屋頂技術研討會」。本研討會係由台灣綠屋頂暨立體綠化協會協助辦理,課程內容包括「綠屋頂趨勢與設計要點」、「薄層綠屋頂」、「盆缽型綠屋頂」、「屋頂與陽台種大樹」與導覽介紹「綠屋頂示範區」等,兩次研討會參與人數均非常踴躍,會場座無虛席,且交流討論熱烈,與會者對屋頂綠化建置均表達高度

大事紀要張怡葶
辦理綠屋頂技術研討會

為加強推動落實智慧建築,本所於103年成立智慧建築手冊編審小組,進行智慧建築評估內容之檢討修正,並於今(104)年5月完成初步草案。為使手冊評估內容更為完備周延,本所分別於台北、台中及高雄辦理草案說明會,邀請智慧建築領域相關產、官、學界人員參加,並由本所代表及智慧建築評估內容草案之各指標執筆委員針對草案修正方向及重點進行說明,及意見交流。參加人數非常踴躍,三場次總計參加人數達400餘人次,與會人員對於草案修正方向多表支持與肯定,至於內容亦提出部分修正建議,後續本所將參考所提建議進行評估內容之檢討修正,預定於10月底前完成發布,並於明(105)年7月1日開時實施。

大事紀要林宏霖
辦理智慧建築評估手冊內容修正說明會

  為加強推動落實智慧建築,本所於103年成立智慧建築手冊編審小組,進行智慧建築評估內容之檢討修正,並於今(104)年5月完成初步草案。為使手冊評估內容更為完備周延,本所分別於台北、台中及高雄辦理草案說明會,邀請智慧建築領域相關產、官、學界人員參加,並由本所代表及智慧建築評估內容草案之各指標執筆委員針對草案修正方向及重點進行說明,及意見交流。參加人數非常踴躍,三場次總計參加人數達400餘人次,與會人員對於草案修正方向多表支持與肯定,至於內容亦提出部分修正建議,後續本所將參考所提建議進行評估內容之檢討修正,預定於10月底前完成發布,並於明(105)年7月1日開時實施。

大事紀要張怡葶
辦理低碳觀光綠建築知性之旅導遊人員回訓

為提升低碳觀光綠建築知性之旅活動水準,加強導遊人員解說品質,本所於5月中下旬於北、南2區各舉辦1場次導遊人員回訓課程,並分3階段進行,第1階段安排綠建築介紹課程,內容包括綠建築發展政策、綠建築家族評估系統概要與綠建築九大指標等,第2階段安排現場實際學習課程,主要為參觀低碳觀光綠建築案場:國立海洋科技博物館養殖工作站、國立宜蘭傳統藝術中心住宿區、宜蘭縣政府辦公大樓、嘉義縣溪口鄉文化生活館、國立成功大學-綠色魔法學校及高雄國家體育館,第3階段安排成果驗收報告。本案主要培訓對象為專業導遊人員,參訓者均具導遊資格,參訓人數計45人,對於後續提升低碳觀光綠建築知性之旅的品質具極大助益。

南部回訓課程活動情形

大事紀要白櫻芳
參加國際永續發展科學計畫Future Earth趨勢論壇

Future Earth為全球永續發展科技聯盟(Science and Technology Alliance for Global Sustainability) 所啟動新階段的國際科學計畫,未來將以10年為期,擬定相對應之科學計畫,作為各國永續發展目標(SDGs)建立與運用的基礎。

本論壇由科技部自然科學與永續發展司與中央研究院永續科學中心於104年5月21日假中央研究院資訊科技創新研究中心舉辦,由中央研究院環境變遷研究中心龍研究員世俊、科技部永續學門召集人臺灣大學生物環境系統工程學系林教授裕彬與臺北大學黃副校長書禮分別主講「Future Earth科學計畫背景與國際推動現況」、「科技部永續發展整合研究的回應與規劃」及「如何於科學研究中納入Co-Design、Co-product、Co-delivery思考」,期凝聚我國因應Future Earth的科研能量,進一步參與Future Earth項下新的國際科學計畫,本所亦將配合國家科研政策透過合作模式積極參與計畫之執行。

大事紀要陳致向
參加Fire & Safety第十四屆台北國際防火防災應用展

法蘭克福新時代傳媒公司於104年4月28日至29日假台北市南港展覽館盛大舉辦「Fire & Safety 2015第十四屆台北國際防火防災應用展」與「節能技術與ESCO論壇暨節能設備展」,並邀請本所擔任指導單位。本次主軸以智慧安全並結合防災研討會共同展出,活動規劃包含1.六大行業防火安全2.城市風險管理與智慧科技應用3.工業廠房管線安全等。

本所派請安全防災組-蔡綽芳組長出席,擔任「城市風險管理與智慧科技應用研討會」-都市防災整備之強化與挑戰講者,從都市災害的角度來強化防災制度,藉此推廣本所歷年研究計畫成果展示,進一步的讓與會者清楚政府的政策方向及成效。

大事紀要張怡葶
本所低碳觀光綠建築知性之旅參加國際旅展

為讓一般民眾認識本所推動辦理中「低碳觀光綠建築知性之旅」活動,並鼓勵更多人積極參與,本所特別以該活動為主題,參加由台北市旅行商業同業公會主辦之台北國際觀光博覽會。博覽會假台北世貿展覽館1館舉辦,展覽時間自104年5月22日至25日,本所展出重點為宣導推廣低碳觀光綠建築知性之旅活動及旅遊路線,活動期間參訪本展示單位之人潮極為踴躍,且對旅遊內容及行程詢問度熱烈,對於後續擴大民眾參與低碳觀光綠建築知性之旅將有實質助益。

旅展現場

大事紀要李其忠
成功大學南科研發中心與福建華僑大學土木工程學院參訪防火實驗中心

成功大學南科研發中心張行道主任(土木系教授)偕同福建華僑大學土木工程學院(郭子雄院長、董毓利教授、陳士海教授、何煜川講師),於104年5月22日下午參訪本所防火實驗中心。本所介紹防火實驗中心建置概要、實驗設備、近年完成研究計畫實驗及導覽耐火構造實驗場等。郭子雄院長介紹該學院,目前有土木工程系等5個系級教學單位,2013年建置結構工程與防災重點實驗室,建築面積約13000m2,擁有垂直(柱可加載500噸)和水平大型構件火災試驗等儀器。另董毓利教授介紹在哈爾濱工業大學進行3層樓之鋼結構(由鋼筋混凝土樓板、鋼樑、鋼柱和磚牆構成,樓高3m,每層為3×3跨,每跨4.5m)火災實驗,供本所規劃「鋼構建築複合性災害作用下耐火科技研發計畫」參考。

業務報導徐虎嘯
綠建築評估手冊-基本型(2015)改版修正概要

內政部建築研究所於88年針對臺灣亞熱帶高溫高濕氣候特性,建立涵蓋生態(Ecology)、節能(Energy Saving)、減廢(Waste Reduction)、健康(Health)4大範疇,兼具節能環保與生態永續之綠建築標章評估(EEWH)系統,為提升國內綠建築技術,使綠建築評估制度更為完備,經參酌美、日、英等國家之綠建築評估制度,於102年將原有一體適用的綠建築評估通用版本,擴大其範圍修訂為綠建築評估手冊-基本型、住宿類、廠房類、舊建築改善類及社區類等5類不同建築分類之專用綠建築評估手冊,並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,然為因應日新月異之綠建築科技技術進步,考量國內建築產業需要、及公會與相關專家學者建議,同時為避免評估手冊更新頻率過於頻繁,內政部建築研究所依既定3年辦理版本更新規劃,完成此5類評估手冊2015年版本之修訂,並自104年1月1日開始施行。

本次修訂主要之更新內容如下:

一、生物多樣性指標:

  1. 面對本指標龐大的計算查核工作量,將周邊綠網、區內綠網及灌木歧異度等評估廢除,以簡化計算。
  2. 針對基地面積達5~20、21~70及70公頃以上之大型基地,提出採切割面積1、4、9公頃之正方格,並於其中選取一塊最大綠地間方格評估之簡化計算方法。

二、綠化量指標:

  1. 廢除原生或誘鳥誘蝶植物採用比例ra之灌木歧異度評估檢討,以簡化本指標之計算查核工作量。
  2. 配合地方政府鼓勵立體綠化政策,當栽種於屋頂及露臺的喬木具良好的防颱技術工法(必需檢附技術資料),並加設特殊固定設施時,可給予其覆土深度降為原來60%的優惠。
  3. 針對1公頃以上基地,當喬木數量非常龐大時,申請者可選用「大基地喬木樹冠面積與灌木面積檢算法」,免除逐株查驗樹面積之繁雜工作,以簡化喬木樹冠投影面積(Ai)計算。

三、基地保水指標:

  1. 過去在檢討透水性鋪面設計保水量Q2時,當其下方為人工地盤(如地下室)時,透水鋪面不予計入,然在實務上,密集商業區之廣場下方常開闢為地下室,致使這些區域即使鋪設透水鋪面仍無法計入保水指標,為反應這個問題,本次修正若地下室上方的透水鋪面其有1m以上土壤時,則可將其保水量納入計算。
  2. 在花園土壤雨水截流設計保水量Q3公式部分,修正為Q3=0.05×V3,同時為限制覆土層深度太深,訂定其最大土壤深度僅能60cm。

四、日常節能指標:

  1. 為鼓勵主機容量50噸以下之小型申請案件執行節能設計,在空調EAC指標部分,同意可比照50噸以上大型空調案件,採熱源容量密度(HDC)法評估,並新增自然通風空調折減率Vac優惠,以鼓勵自然通風設計及符合間歇空調之現況。
  2. 另為避免以非中央空調方式逃避空調審查,修正「5HP以上非單體機組、可變冷媒量多聯分離式系統或立式箱型機系統,必須視同中央空調系統來審查其空調節能效率」。
  3. 因應建築耗電空間多樣化,有關再生能源比例Rr所依據之耗電密度標準,改以動態EUI標準計算。
  4. 刪除照明光源效率比ri,以改善光源效率與燈具功率兩變數重覆評估之矛盾,並配合修訂EL合格基為0.8。

五、室內環境指標:

  1. 配合住宅法及建築技術規則之規定,併同修改樓版音環境評分判斷。
  2. 過去建築相關法令規範,其在建築採光通風部分,均採建築空間逐一評估的方式辦理,不但耗時耗力,同時失去建築平面設計對採光、氣流的整體效益關係,本次增訂自然採光性能NL評估法及自然通風潛力VP評估法,改由建築平面直接繪製可採光、可通風面積之方法,以建築整體設計的觀點,進行採光通風之整體評估。

六、水資源指標:

  1. 修正雨水貯集槽設計容積Vs及日集雨量Wr計算公式,並配合刪除日降雨概率P資料。
業務報導姚志廷
綠建材解說與評估手冊改版修正概要

綠建材標章之評定,係依據建築研究所出版之「綠建材解說與評估手冊」所定基準辦理,為切合產業界與消費者之實際需求,並因應相關法規變動與建材技術之進步提升,建築研究所每3至4年便會進行手冊改版。2015年版之「綠建材解說與評估手冊」已於104年5月出版,並將於105年1月1日生效,以預留申請廠商及試驗機構因應新基準所需之準備時間。2015年版之「綠建材解說與評估手冊」對於國內外綠建材標章的發展現況作了相關的補充及更新,並針對四個分類之評定基準進行增修訂,其修正內容概述如下。

一.國內外綠建材標章發展現況及相關法令

針對國內外綠建材標章最新的發展現況進行補充及更新,國外的部分包括德國藍天使、日本環保標章及歐盟生態標章等,國內的部分則更新了綠建材標章制度相關法規,包括「建築技術規則」、「綠建材設計技術規範」等。在附錄的部分則納入修正或新增之相關規定,包括:「綠建材標章申請審核認可及使用作業要點」、「綠建材標章評定專業機構申請指定作業要點」、錯誤! 尚未定義書籤。「綠建材性能試驗機構申請指定作業要點」、「綠建材標章證書規費收費標準」、「綠建材性能試驗機構申請指定收費標準」等。

二.生態綠建材

生態綠建材永續材料之證明文件原僅包括相關國際機構所出具之文件,例如:永續森林管理委員會(FSC, Forest Stewardship Council)及全歐森林驗證計畫(PEFC, Programme for the Endorsement of Forest Certification schemes)等,惟考量國內相關林農與竹農不易取得國外機構之認證,故本次改版特別將本土之「國產木竹材產地證明文件」納入永續及人工森林之證明文件,以帶動本土木竹產業之發展。

三.健康綠建材

基於源頭管制之精神,綠建材標章制度在「室內空氣品質管理法」訂定前即已將揮發性有機化合物(TVOC)及甲醛逸散速率納入健康綠建材評定基準,原TVOC管制項目包括苯、甲苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯等6項,惟2012年實施之「室內空氣品質標準」定義之TVOC包括:苯(Benzene)、四氯化碳(Carbon tetrachloride)、氯仿(三氯甲烷)(Chloroform)、1,2-二氯苯(1,2-Dichlorobenzene)、1,4-二氯苯(1,4-Dichloro benzene)、二氯甲烷(Dichloromethane)、乙苯(Ethyl Benzene)、苯乙烯(Styrene)、四氯乙烯(Tetrachloroethylene)、三氯乙烯(Trichloroethylene)、甲苯(Toluene)及二甲苯(對、間、鄰)(Xylenes)等12項化合物,為從源頭加強管制建材之揮發性有機化合物,並與「室內空氣品質管理法」及「室內空氣品質標準」定義之TVOC管制項目一致,本次改版將健康綠建材TVOC管制項目擴增至前開12項化合物。

四.高性能綠建材

為因應本部建築技術規則建築隔音法規之修正,本次改版將防音綠建材基準予以提升,外牆、屋頂板、分戶牆、分間牆之隔音基準由50 dB提升至52dB;窗、門之隔音基準由35 dB提升至36dB;樓板表面材之隔音基準由15 dB提升至20dB。透水綠建材部分,則明確規範?現場澆置之剛性透水鋪面」之強度試驗法及基準,以資明確。

五.再生綠建材

本次改版增訂了5項再生綠建材之基準,包括高壓蒸氣養護輕質氣泡混凝土磚、磨石子板及磨石子地磚、塑膠地磚、木材-塑膠之再生複合材及綠混凝土等5項,大幅擴充了評定範圍,期能帶動再生綠建材的產製與應用。

業務報導林宏霖
智慧建築評估內容修正草案意見徵詢及回應

一、緣起

智慧建築乃是導入網路、監測設備及系統整合技術等,以達到自動感知、分析並及時回應等功能,讓建築物完工後有最佳化之組合與運轉,並提供使用者更安全舒適、健康便利及高效率的環境。

本所為加強智慧建築之推動落實,以提升建築品質,從民國93年開始推動智慧建築標章制度,並依智慧綠推動方案規定,從102年7月1日起2億元以上公有新建建築物須強制申請智慧建築標章。近年來,申請智慧建築標章案例已有顯著增加,惟因目前智慧建築評估手冊內容較為繁雜,且相關技術進步快速,為加強推動普及智慧建築並與時代密切接軌,本所於去(103)年4月成立「智慧建築解說與評估手冊編審小組」針對手冊內容進行檢討修正。

會議採8項指標逐項討論之方式進行,會議參與人員除編審小組委員外並依當次會議主題,邀請原撰寫委員及該指標相關專家學者就評估項目逐一討論,經過21次會議討論,於本(104)年5月完成「智慧建築評估手冊-2016年版」草案。

二、意見徵詢

為使修正內容更為完備,本所特別再進行廣泛的意見徵詢,包括將本草案放置於本所網站上,請業界提供寶貴修正建議外,同時在本年6月間於臺北、臺中及高雄市分別辦理草案說明會,邀請智慧建築產官學研相關專家學者共同參與,參加人數非常踴躍,三場次總計參加人數達400餘人次,與會人員對於草案修正方向多表支持與肯定,並針對評估內容提出部分修正建議。另外,本所再於7月初進行兩次手冊內容檢討座談會,邀請目前參與智慧建築標章審查的44位委員,進行討論與修正意見徵詢。

經彙整前述會議各界專家學者所提供之意見後,依問題與修正建議之性質,主要分成兩大類:申請新版智慧建築標章之疑義,及各指標內容之修正建議等,分別概述如下:

  1. (一) 新版智慧建築評估內容標準適用之疑義

    可否在正式公告日期適用之前就引用此手冊內容進行評估、如已取得智慧建築後選證書者在申請標章時可否適用新版、是否依建築使用類別與使用者特性等作權重配分,另外亦建議既有建築智慧化評估應考量另訂不同的評估標準等。

  2. (二) 指標內容修正建議

    已有法規規定部分應刪除免檢討、部分評估內容文字及配分原則未盡清楚部分應予修正、部分基本規定有無法符合之狀況是否有調整彈性、部分指標如地震時可自動關閉瓦斯及控制升降機制最近樓層部分之設施應納入鼓勵項目、創新技術項目宜訂定評分原則以利後續執行等。

三、後續辦理重點

針對前述問題與建議,其中有關申請疑義部分,將由本所回覆,至於指標評估內容改善建議及配分原則詳述等問題,則將請原執筆委員協助回應,並檢討納入修正評估內容並視需要再召開會議討論,以期使評估手冊能更加完備。

辦理重點及期程如下:

  1. 意見徵詢及回應內容,已預定於10月中旬前完成並放置於本所網站上,提供大家參考。
  2. 將依修正建議檢討修正智慧建築評估手冊,預定於10月中旬完成修正,並於明(105)年7月1日起開始實施。
  3. 為使申請者更清楚如何準備圖說文件,本所正研擬智慧建築候選證書及標章申請參考範例,預定於10月中旬前完成,將可提供申請者參考,以減少諮詢、送審及評定的作業時程,利於後續智慧建築標章之推動落實。
業務報導劉建宏
填充型鋼管混凝土梁柱接頭結構發明專利介紹

近年來隨著都市更新,都市建築有高層化趨勢,超高層建築基底樓層之柱必須承受較高的軸壓力及彎矩,使用鋼管混凝土柱比其他類型構件更能符合此需求。由於鋼管可提供混凝土極佳的圍束力以提升其強度及韌性,並且更可有效抑制局部挫屈及側向扭轉挫屈之產生,進而增加室內可用空間,在這寸土寸金的時代裡具有一定的優勢,即使承受火害其核心混凝土不易喪失垂直承載力,故可降低其防火被覆需求,加上鋼管材料比較容易回收,具有環保優勢。填充型鋼管混凝土柱可分為組合箱型、矩形及圓形鋼管斷面,組合箱型柱及矩形鋼管推廣應用已行之有年,而圓形鋼管混凝土柱則因其與H型鋼梁在梁柱接頭交會區施工不易,應用上受到限制。

由於傳統鋼管柱與鋼梁接合的梁柱交會區大多採取外加勁之方式製作,在梁柱接頭區因為受力較複雜,因此在外部銲接了大量的加勁板,目的就是為使其能在地震力作用下,有效傳遞力量並不致產生破壞,但此種接頭設計複雜施作困難,並且在接頭區使用了大量之銲接,使得施工成本增加且品質難以控制,在邊柱施工時又有外凸影響美觀之問題。而本專利建議於梁柱交會區,採用鋼板貫穿鋼管柱面板之方式施作,再將鋼板與鋼梁翼板連接,可大幅減少位於梁柱交會區加勁板的使用與銲接量,較傳統接合形式更具施工性及經濟性。

本項發明專利係由本所101年「圓形鋼管混凝土柱之梁柱接頭區細部設計與耐震行為研究」委託研究之成果,以梁翼板貫入梁柱接頭方式研擬一簡單可行之接合型式,並且設計4組試體,分別以內灌混凝土與否、內藏加勁板與否與不同翼板寬度作為變異參數,藉此除了驗證接頭細部設計之可行性及接頭剪力強度外,並對內灌混凝土、加勁板與翼板寬度之影響作進一步之研究。實驗結果顯示本研究所研擬之接合方式兼顧安全性、經濟性及施工便利性,接頭內灌混凝土對於接頭之剪力強度有顯著之提昇,內藏加勁板與增加梁寬對於接頭剪力強度貢獻亦為顯著。實驗結果數據與規範比對發現,以現行SRC規範之條款計算此種接頭之剪力強度,結果安全且保守。

本專利所提出之梁柱接頭施工流程(以圓形鋼管混凝土柱內部接頭為例),如圖1所示為一圓型鋼管柱,首先將縱向加勁板銲於翼板連接板上(若無縱向加勁板則可省略),再將圓形鋼管開孔,由開孔位置將翼板連接板送入並以全滲透銲接合,接下來將腹板連接板以全滲透銲接於柱面上,接著在另一方向以相同之步驟將翼板連接板及腹板連接板銲接於柱體上。待兩方向之翼板連接板及腹板連接板皆與圓鋼管柱組裝完成後,接下來將兩方向之鋼梁以翼板全滲透銲接、腹板螺拴接合方式連接於試體上,再將混凝土以逆打壓力灌漿方式灌入。

圖1 填充型鋼管混凝土梁柱接頭施工流程
圖1 填充型鋼管混凝土梁柱接頭施工流程

本專利梁柱接頭中之翼板連接板為最重要之元素,因此在翼板連接板的設計上應更為謹慎,研究數據顯示當翼板連接板寬bb與柱寬bc之比值bb/bc越小時,所計算出之剪力強度就會越接近真實實驗強度,安全係數會降低,結果會越危險。反之 越大時,設計就越安全,但增加翼板連接板寬在雙向構架時會造成混凝土灌入之施工困難。

因此在翼板連接板寬度之上限提出2項規定,第1項為RC規範中規定兩鋼筋淨間距為1.33倍骨材最大粒徑之條款,來確保圖2中所示接頭區每一個角落剩餘之面積可順利供給砂漿及骨材通過,第2項規定則為顧及壓力灌漿時入料之順暢,因此圖2中所示剩餘之總面積需大於圖3中所示灌漿入料閥之面積,設計翼板連接板之寬度時,應同時滿足以上2項規定,方可使灌漿施工順利進行。翼板連接板之下限則因實驗數據有限,因此就現有之實驗數據等比例保守建議,bb/bc之值須大於0.45。

圖2 接頭區剩餘面積示意圖
圖2 接頭區剩餘面積示意圖

圖3 柱體灌漿入料閥示意圖
圖3 柱體灌漿入料閥示意圖

另外,當接頭區受地震力作用下時,若翼板連接板有太多之塑性變形,則容易造成接頭區熱影響區開裂之產生,因此在設計翼板連接板厚度及鋼材時,除了要確保所需設計力量足夠外,尚要在確保梁端塑鉸機制產生時,翼板連接板保持在彈性階段,以降低因翼板連接板變形所導致之破壞產生機會。

業務報導黃建榮
防火用多孔管水膜產生裝置新型專利介紹

根據建築技術規則建築設計施工篇79 條規定,「防火構造建築物總樓地板面積在1500 平方公尺以上者,應按每1500 平方公尺,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區劃分隔。防火設備並應具有一小時以上之阻熱性」。但如商場、展覽場等大型空間,若採用防火牆作防火分隔,則常造成使用與經營管理的障礙,因此防火鐵捲門被廣泛替代應用於各類建築物內,一旦火災發生時,可自動關閉,阻止火煙蔓延,成為建築設計中不可或缺的重要消防設施之一。

防火捲門為了收合的需要,大多以鋼製為主。就材料特性而言,僅具有遮焰效能,而不具有阻熱的功用。在火場中防火捲門雖然可以阻隔火勢擴展,但受到火場長時間加熱的影響,在火災中後期將會產生大量熱輻射,造成危害。因此,若需以防火捲門作為防火區劃之防火設備,則其阻熱性的問題必須列為首要克服的目標。目前市面上常見的防火捲門阻熱技術,主要有三類,分別為(1)於捲門門片上塗佈阻熱漆(2)使用多層不燃纖維布組成門片,(3)配合水系統,如水霧,達到阻熱之效果。惟塗佈阻熱漆捲門的成本遠高於一般鐵捲門約五倍左右,且塗膜常因捲門上下開關而容易脫落;而多層不燃織布的門片,其強度較一般鋼材門片低,重量增加數倍且無法以捲收方式收納,致體積較大;因此,第三類配合水系統的防火捲門便值得更進一步的研究。

由於水具有高蒸發潛熱特性,當其受熱達沸點時,便會蒸發成水蒸氣,並帶走大量的熱,因此在具有水膜沾濕的表面上,其表面溫度可維持在100℃以下。利用水霧噴頭裝設於防火捲門上方,提供防火捲門阻熱性能,利用水霧來控制防火捲門的背溫,目前於中國大陸已有此類商品推出,相關規範也在草擬中,我國也陸續有類似研究進行,惟這樣的新穎設計尚未普及。本所雖曾亦研究過利用細水霧、撒水系統噴頭裝設於防火捲門上方,提供防火捲門阻熱性能,然受限於噴頭水量乃制式規格,為克服噴水量及水箱體積大之問題,再於99年進行「水霧與防火捲門組合應用於防阻火災延燒效能研究」,本研究乃探討如何使用最經濟的水量應用於鐵捲門上達到最佳化防火性能提昇,主要利用多孔管水淋系統將冷卻水噴撒於鐵捲門的門片表面形成連續性的均勻水膜,成為建築體中防火區劃的一部份,當火災發生時,可利用本發明多孔管水膜產生裝置產生之均勻水膜,達到防火與保護生命財產的目的。

經由實驗證明,本裝置加熱時間達2小時(最高溫約1,010℃)期間內,表面最高溫皆可控制在100℃,完全符合CNS 14803之阻熱性規定(門片單點溫度未超過170℃且平均溫度未超過210℃),不僅僅可使用於一般建築物情況,亦能勝任使用於高熱釋量場所之防護,而由集水槽量測之用水流量最大減少量約35~50 L/min,確實滿足了合格防火阻熱性能及節水功能。

整體而言,本裝置具有3項特色:(1)連續水膜維持表面溫度不超過100℃,大幅提昇原有鐵捲門阻熱性能;(2)使用簡易多孔管供應水源,省下細水霧噴頭昂貴設備成本,且所需水量更低,經濟性佳;(3)防火阻熱時效可達至少2小時,且能應用於高火載量空間。本研究成果已於103年12月9日獲得經濟部智財局之新型專利(證書M496046號),將以技術轉移方式提供業界應用。

業務報導劉青峰
BIM人才培訓與元件庫建置計畫

建築資訊建模BIM技術是一個在電腦虛擬空間中模擬真實工程作為,以協助生命週期規劃、設計、施工、營運與維護工作中之各項管理與工程作業之新技術、新方法新概念。BIM強調工程的生命週期資訊集結與永續性運用;3D視覺化的呈現;跨專業、跨階段的協同作業、幾何與非幾何資訊的聯結,靜態與與動態資訊的即時掌握。採用BIM之作業方式可確保建築專案在設計和營建過程中,其資訊的協調及一致性,以及其可計算性。

本所參考國外經驗並檢視國內營建產業發展環境,確認可藉由BIM之推廣應用,提升國內建築環境品質及營建產業能量與競爭力,並以104-107年「建築資訊整合分享與應用研發推廣計畫」中程個案計畫,從「普及推廣應用」、「延伸、深化應用階段」、「開發本土應用」、「整合研究力量及成果」等四大主軸,進行相關推廣與研究工作。目前除了正在進行的BIM協同作業指南研訂、BIM元件通用格式研究、臺灣COBie-TW標準與使用指南之規劃等研究計畫之外,為加強推廣力道,本年度也同時補助財團法人台灣建築中心執行「建築資訊建模BIM應用推廣及宣導計畫」,進行國內目前極需的BIM培訓人才與建置BIM元件庫等推廣工作,主要內容如下:

一、BIM推廣應用及教育訓練規劃

  1. 以營建產業實際作業需求為標的,撰寫專屬教材草案並透過試辦課程及講習會參與者進行盤點了解產業界及建築物生命週期各個專業層級與公私部門業主對BIM的需求,滾動式檢討修改教材及推動方式。
  2. 參考國外BIM教育訓練方式,提出人才認證制度規劃草案,期成為BIM教育培訓基地,培育推動BIM管理及專業人才。
  3. 蒐集、彙整申請加入building Smart International分會相關資訊,規劃加入分會之權利義務、時機點、階段作業及資源盤點,推動與先進國家「建築資訊建模BIM」之資訊交流接軌平台。

二、BIM建築元件資料庫規劃建置

  1. 參考國外BIM資料編碼架構及各界近年成果,優先以美國、新加坡規範進行探討,配合實際建築案例,依臺灣在地產業需求,分析資料類別、流向及應用方式。
  2. 參考國外BIM元件庫架構,延續各界近年成果,同時分析相關建築標章各項指標技術關聯的材料與BIM的關聯性,需檢核之資料、屬性等,建置建築設計常用元件及建築標章相關應用元件。
  3. 規劃BIM元件入口網站雛型,連結現有BIM國內外公私單位資源,並探討元件庫與建材型錄之應用,先針對產品型元件利用CSI Master Format編碼與建材型錄產生關連互相查詢使用,並輔導國內建材設備商建置商用元件。

為有效推動國內營建產業應用BIM技術,實需要營建產業相關產官學研各界共同投注心力。本所希望藉由補助的方式,結合民間力量共同參與推動工作,同時培養民間專業團體的BIM技術能量,能針對國內營建產業BIM技術發展需求,及時提供相對的人才與技術支援,營造良好的應用與競爭環境,以快速提高國內BIM應用普及率及基本能力。

業務報導許敬昀
104年建築物耐風設計規範應用推廣計畫

我國自96年施行迄今之建築物耐風設計規範系綜合美國ASCE7-02及日本AIJ-96之規定研訂而成,為檢討建築物耐風設計與國際規範接軌,並切合國內使用需求,內政部爰檢討建築物耐風設計規範及解說相關條文之規定。並於103年6月12日修正發布新版建築物耐風設計規範及解說,自104年1月1日施行,但於新版建築耐風設計規範頒布後,風工程學會與營建署共同舉辦「建築物耐風設計及解說」修正說明會,會中相關從業人員在使用上仍提出諸多疑慮,其問題可歸納為名詞定義於新版規範中仍疑義需釐清、地震力控制力狀況下耐風設計之必要性、內容錯植或條文定義不清、實際案例於規範中決定參數或引用條文、公式仍有疑慮等,因此希望於本推廣計畫中以漸進式講解規範內容及其應用,使從業人員深入了解規範精神,減少於使用上的疑慮。

配合本所為推動新版建築耐風設計規範條文增修及應用,增進國內建築設計從業人員對於建築物耐風設計規範條文精神的體認,並推廣本所及國內研究單位在建築耐風設計領域之研究成果,提升國內建築物耐風設計技術及建築居住安全品質,因此本計畫擬整合國內學者對於風工程及耐風設計規範說明,針對新版規範編撰建築物耐風設計規範教材,推廣本所針對新版規範所研擬之示範例成果及介紹國內建築物耐風設計相關軟體,將於北、中、南地區各辦理一場講習會,於會中蒐集使用者對於新版規範之問題與意見,作為未來風工程相關研究及建築物耐風設計規範修訂之參考。

由於新版建築物耐風設計規範包括許多對舊版規範之修改與增訂,本推廣課程為使新版規範施行後,業界能充分掌握規範精神,正確使用新版規範做耐風設計,減少錯誤的判斷與應用,提升從業人員對於新版規範的掌握,因此本計畫研擬建築構造物耐風設計規範技術手冊,針對台灣建築條件與環境,建構不同設計情況下規範所允許之設計步驟,並建立耐風設計流程圖,供業界於規畫設計時之參考。

本計畫編撰之建築構造物耐風設計規範技術手冊將針對各種常見設計情況,分別擬定耐風設計示範例,詳細計算其主要抗風結構系統及外部被覆物之設計風壓;說明如何組合各風向之載重效應,以作層間變位角和最高居室樓層角隅側向加速度之檢核;並比較使用規範所允許之不同設計公式所造成結果之差異。於示範例說明過程中,將適時解釋各符號或專有名詞之意義,以利從業人員於設計時參採應用。

為降低從業人員對於建築物耐風設計參數和適用範圍選定之困惑,提升使用者對於新版建築耐風設計規範的應用,於推廣課程中介紹本所及淡江大學風工程研究中心針對建築物耐風設計之程式,使從業人員透過指引,輸入建築物幾何形狀、週遭環境及建築物特性,即可計算出規範中必要的係數及參數,進而求得結構物的設計風載重分佈,提供從業人員未來進行建築物耐風設計之輔助工具。

希望藉由本次推廣計畫將建築物耐風設計規範應用的觀念推廣至全台,架構出耐風設計規範相關教材,提供國內建築從業人員進行耐風設計時之參考,並於講習會中蒐集規範使用者相關建議與回饋,作為後續風工程科技計畫與規範修訂的依據,以提升國內相關從業人員對於建築物耐風設計之技術和能力。

業務報導許閔涵
建築節能與室內環境品質實驗計畫

一、計畫緣起

儘管隨著動態建築性能模擬程式演進,許多建築節能與室內環境品質之研究仰賴電腦模擬即可完成,然而使用電腦模擬仍存在某些缺點。如針對先進的、新開發的或者具有地方特性的建築技術或材料,往往沒有對應的已開發程式模組可供套用,自然也就無法藉由電腦模擬之方式進行相關研究。另外,電腦數值模擬所使用之模式間,亦存在相當不確定性,其結果往往也需要藉由實驗結果來比對印證,始具反應真實之物理情形。因此,全尺度實驗存在之意義,就在於進行實際之驗證檢討及解決電腦模擬無法解決的問題。有鑑於此,本所規劃於防火實驗中心戶外實驗用地設置全尺度實驗屋,以供進行建築節能與室內環境品質促進技術的相關實驗計畫。

二、計畫概要

本計畫規劃採6.1公尺貨櫃(6.1公尺長×2.4公尺寬×2.6公尺高)構成一個全尺度實驗屋。選擇於本所臺南歸仁防火實驗中心戶外實驗空地設置七個臨時性實驗屋,其中一座作為實驗控制與儀器設備室。選擇設置多個實驗屋之原因在於能在相同的氣候條件下,進行不同設計策略的全尺度比對實驗,呈現實時(real time)的節能與室內環境品質改善效果,所得結論無須進一步因無法同步實驗而需再進行氣候差異之修正,提高研究之正確性與信賴度。同時可達到減少總實驗次數,降低實驗成本與縮短時間,有利於同一研究案進行長期的比對實驗或提供所內更多同仁進行實驗。

過去,我國雖有零星全尺度實驗屋建置之案例,然而往往侷限於傳統策略的節能效果研究,也忽略室內品質改善的研究,同時國內許多實驗屋常因氣候條件或受限於場地等因素,無法獲得充分之日照時間而限制了可供實驗進行之時段。本所防火實驗中心戶外實驗空地,位於日照條件充足之臺南市歸仁區,且無鄰棟遮蔽影響之問題,其設置實驗場所之條件極佳,可供進行長期建築節能、室內環境品質之實證研究,以及發展本土化之模型,對於我國建築節能及環境科技將具有長遠之貢獻。目前國內尚無如此大規模國家級之全尺度實驗設施,可供進行建築節能及室內環境品質之研究,本計畫可充實上述不足之處並增進我國於此領域的研究水準,著重在新技術之節約能源效果及對室內環境品質改善的長期比對實驗研究。

三、本年度計畫預期產出之成果

本計畫為一長期性計畫,本年度將著重於實驗屋之建置、完成實驗屋測試調整及探討蒐集相關研究議題,以作為後續推動長期性研究計畫之基礎。本年度預期產出成果如下:

  1. 完成全尺度實驗屋規劃與建置:依據實驗需求,擬定全尺度性能實驗屋的性能規格,並完成全尺度實驗屋之建置相關工作。
  2. 研擬歸零實驗之標準作業程序:歸零實驗(Null Test)為實驗前各實驗屋的測試與調整。經過歸零實驗方能確保各實驗屋之性能一致性,以及確保後續實驗結果的準確性與可靠度。所以每次進行各項實驗前,歸零實驗為不可忽略的重要步驟。本計畫將完成歸零實驗,並撰寫「實驗屋歸零實驗標準作業程序」俾供後續實驗屋操作者參考,據以執行測試與調整。
  3. 研提潛在研究課題:蒐集與彙整國內外的研究成果,研擬可應用於本計畫實驗屋進行之新技術與議題,俾供規劃相關研究課題之參考。
  4. 研提不同改善技術對於建築能耗與室內環境品質之影響:針對不同建築外殼隔熱改善技術(例如內遮陽、外遮陽、屋頂隔熱等),研提對於建築能耗與室內環境品質影響之研究計畫,俾利實驗屋建置完成後,可供後續進行相關實驗。
業務報導王天志
建築外牆太陽光電模組系統之防火安全評估

加強節能減碳、發展潔淨能源,拓展綠色產業,應用綠能及資源循環是我國永續環境重要政策理念,本所配合政策方向近年來推動綠建築不遺餘力,另外也特別重視再生能源結合運用於建築構造上之研究,目前大部分應用案例是將太陽光電模組外掛於建築物屋頂或是外遮陽板上,但有愈來愈多的新型式設計是將太陽光電模組與建材整合為一,成為建築物外牆或斜屋頂構造系統的一部分,即所謂BIPV (Building Integrated Photovoltaics)。但由建築防火安全的角度而言,這些系統除了產品安全驗證外,並未考慮建築防火法規之要求,因此會有建築防火安全上的問題產生。

有鑑於此,本所近來進行太陽光電板與磁磚相互結合,以及太陽光電板結合水膜系統等的設計工法,分別進行遮焰與阻熱性試驗。目前研究結果如下:

太陽光電板磁磚遮焰與阻熱性試驗

實驗試體為太陽光電板磁磚,如圖1所示,其正面由太陽光電模組組成,背板部分則是結合磁磚與電線。遮焰與阻熱試驗以CNS 12514進行之,圖2顯示太陽光電板磁磚(曝火面為光電板)的實驗過程影像,分別於15分20秒以及16分鐘時觀察到火焰由磁磚裂縫竄出。圖3顯示磁磚位於曝火面在實驗過程所發生的影像過程。在整個30分鐘的實驗過程中,非曝火面之太陽光電板並無發生裂縫與破裂,因此沒有火焰竄出的情形。當實驗結束時位於曝火面的磁磚有輕微裂縫,但內部的晶圓呈現碎裂狀態,並且太陽光電板玻璃與磁磚呈現分離現象,而電線則是被覆層熔融剩下金屬線部分。

太陽光電板結合水膜系統

實驗時分別於光電板的曝火面以及非曝火面處產生水膜並以CNS 12514進行加熱試驗。圖4顯示太陽光電板於非曝火面處產生水膜的實驗歷程。實驗結果顯示,由於太陽光電板的構造是一個複合式結構,因此在實驗過程中,因光電板膨脹變形,層間形成空隙,水膜無法有效帶走整體太陽光電板的熱,因而使得太陽光電板會發生結構變形、分離與破裂的現象,整體的防火時效並無法達到30分鐘以上。圖5顯示太陽光電板於曝火面處產生水膜的實驗歷程。結果顯示,非曝火面僅有些微變形的現象發生,但並無產生裂紋。因此由在太陽光電板曝火面處形成水膜與非曝火面處形成水膜兩種方式相互比較,結果顯示位於曝火面處形成水膜的方式會有較佳的遮焰與阻熱性能。

由上述兩種設計工法實驗結果可知,磁磚與水膜系統仍無法達到30分鐘的防火時效性能。因此太陽光電模組的防火設計工法仍有繼續進展的空間,後續改善主要分為兩個方向;一、改進太陽光電模組本身的防火與阻熱能力,二、藉由太陽光電模組與建築物結合時,採用特殊的工法使其太陽光電模組或BIPV建材能夠達到建築物要求之防火安全時效。

太陽光電模組設置於建築物時之消防安全救助注意事項

當裝設太陽光電模組建築物發生火災時,有可能產生光電板玻璃爆裂、結構不穩及滅火時發生感電等危險,但這些建築物均無特別標示太陽光電模組的裝設位置或容量,因此當發生火災時,消防人員並無法在第一時間掌握現場的狀況,研擬適當的滅火策略。因此在推廣太陽光電再生能源的使用之外,對於此類建築之消防安全救助亦應一併考量。例如在裝設太陽光電模組相關的場地、通道或走道可以加裝或張貼告示標誌;在太陽光電模組的設置位置可依現場狀況預留消防救助通道或走道;研發光電板火災時之自動斷電系統等安全措施。

圖1 太陽光電板磁磚 (a)正面(b)背面

圖2 太陽光電板磁磚 (曝火面為光電板) 的實驗過程影像

圖3 太陽光電板磁磚 (曝火面為磁磚) 的實驗過程影像

圖4 太陽光電板於非曝火面處產生水模的實驗歷程

圖5 太陽光電板於曝火面處產生水模的實驗歷程

業務報導鄒思宇
修正CNS 14795混凝土抗氯離子穿透能力試驗法

於民國93年1月9日所公布CNS 14795「混凝土抗氯離子穿透能力試驗法-通過電荷量表示法」國家標準,主要進行混凝土導電性之測定,以做為評估混凝土抗氯離子入侵能力之快速指標。由於混凝土抗氯離子穿透能力試驗法(RCPT)發展之初,並未考量到添加礦物摻料於混凝土之抗氯離子影響,經研究發現添加飛灰與高爐爐碴粉於混凝土時,可能會因為孔隙水中離子種類與熱效應的關係,導致試驗造成誤差,且標準備考提及到,添加其他摻劑可能會影響試驗結果,若有疑慮建議進行長期貯鹽試驗驗證。

目前綠建材標章亦已將添加再生材料(回收高爐爐碴粉、飛灰及再生粒料等)佔總重量50%以上的綠混凝土,列入再生綠建材評定基準表,並將混凝土抗氯離子穿透能力試驗法的氯離子滲透電量結果應小於2000庫倫之要求列入認證,另外國內超高層大樓如臺北101大樓與高雄85大樓,其混凝土的配比設計均有添加飛灰及爐石,由此可知,未來高劑量飛灰與高爐石粉添加混凝土的需求將會日益增加。而CNS 14795自民國93年1月9日公布後,已逾10年未修正,美國ASTM最新標準為2012年版本,因此對CNS 14795混凝土抗氯離子穿透能力試驗法,是否適用於高用量飛灰與高爐石粉添加於混凝土,實有其必要配合國內外相關研究資料或國外標準組織發布最新方法進行修正。

本所已於去(103)年度完成「快速氯離子穿透試驗於含飛灰爐石混凝土耐久性能評估之研究」研究案,針對CNS 14795快速氯離子穿透試驗方法原理探討,以及進行高劑量飛灰與高爐石粉添加混凝土時修正方式之相關試驗,試驗參數分別為水膠比、礦物摻料種類與礦物摻料取代量。其水膠比範圍為0.35至0.65,此範圍可涵蓋目前業界混凝土產製的高中低設計強度,礦物摻料種類則探討飛灰(F級飛灰)與爐石(4000型高爐爐碴粉)為主,礦物摻料添加量方面,設定為取代水泥量的0%~50%。試體依參數配比設計製作後,由試驗結果進行分析討論,將試驗後的試體利用全斷面磨粉與切片磨粉取樣方式,量測試體於試驗後,各深度位置混凝土之氯離子濃度變化情形進行分析,由控制組混凝土氯離子濃度進入深度與總通過電量之關係,比對飛灰或爐石混凝土氯離子濃度侵入深度與總通過電量之關係,轉換成適用飛灰或爐石混凝土氯離子穿透性分類,藉以建立適用於我國的快速混凝土耐久性評估試驗法。研究成果發現飛灰或爐石混凝土以混凝土抗氯離子穿透能力試驗法,評估抗氯離子穿透力有低估的疑慮,故透過試驗成果進行線性迴歸曲線方程式之總通過電荷量調整,提出混凝土中加入飛灰或爐石試驗法總通過電荷量修正公式。

本研究成果主要針對混凝土中添加飛灰或爐石於本試驗法總通過電荷量提出修正建議,並將「CNS 14795混凝土抗氯離子穿透能力試驗法」修訂建議書,於今(104)年3月12日函送經濟部標準檢驗局納入審查,經濟部標檢局並於今年5月11日函知本所,其修訂案已經國家標準審查委員會第7次會議決議通過受理,本所將持續配合於國家標準修訂程序後續作業。

業務報導張志源
本所103年度研究成果投稿國內外期刊報導

本所積極鼓勵研究團隊及同仁投稿國內外期刊、研討會及專業雜誌,截至104年6月底,本所103年度研究成果投稿至國內外期刊、研討會及雜誌論文共計101篇。國內外期刊論文已刊登論文共計28篇,尚在審查論文共計15篇,刊登於國內外研討會論文共計58篇。本所茲就已刊登於國內外期刊論文詳細說明如后。

一、國內期刊部分

投稿之論文達31篇,已刊登及通過18篇論文,另有13篇論文稿件尚在審查中。

投稿至建築學報之論文達26篇,共計11篇已通過審查,包括「以高齡友善城市觀點探討台北市公共空間」、「研訂通用化住宅規劃設計手冊」、「公費安養機構無障礙設施設計之研究」、「以脈衝電流法量測混凝土中鋼筋腐蝕劣化之研究」、「鋼筋混凝土建築物耐久性能診斷方法研擬」、「極端降雨情境下整合崩塌-土石流災害對山坡地衝擊程度之研究-以新北市汐止區為例」、「都市洪災脆弱度因子與都市規劃防範策略之探討」、「行動不便者於建築火災之避難規定研究」、「從平面類型探討行動不便老人機構的防火安全」、「水龍頭操作需力檢測方法之研究」及「應用行動通訊之智慧型主動預警及避難導引系統」。

投稿至中國土木水利工程學刊之「聚丙烯纖維自充填混凝土修復火害鋼筋混凝土柱在高溫中後之行為研究」、結構工程期刊之「含組合繫筋及組合內箍筋RC 柱之耐震性能」及健康與建築雜誌之「建築監測資訊可視化對室內環境品質影響之研究」、「老人日間照顧中心選址及建物與空間規劃設計基準探討」、「變冰水量空調系統運轉之整合性部分負載效率模擬與實測印證」、「我國推行建築能源證書制度之適用性與執行方式研究」、「安定器內藏式螢光燈照明效率品質之實測研究」共計7篇論文獲得刊登。

二、國外期刊部分

投稿之論文達12篇,已刊登及通過10篇論文,另有2篇論文稿件尚在審查中。

投稿至Advanced Materials Research共計2篇論文已通過審查,分別為「Estimation of Optimal Water Flow Rate of A Steel Roller Shutter with Water Film Cooling System (鐵捲門水模冷卻系統最佳水流率之評估)」及「To Enhance the Fire Resistance Performance of High Speed Steel Roller Door with Water Film System (水膜系統於高速鐵捲門阻熱與防火性能提升之研究)」。

投稿至Journal of Appiled Fire Science共計2篇論文已通過審查,分別為「Factors Affecting Fire Risk Assessment of Historic Buildings in Taiwan (歷史建築火災風險因子評估之研究)」及「The Corridor Width Effects on Air Jet Smoke Prevention System (走廊寬度對噴流防煙系統影響之研究)」。

投稿至Journal of Structural Engineering( ASCE) 共計2篇論文已通過審查,分別為「Panel Zone Shear Behavior of Through Flange Connections for Steel Beams to Circular Concrete-Filled Steel Tubular Columns (鋼梁翼板穿透圓形鋼管混凝土柱接頭交會區剪力行為)」、「Cyclic Behavior of Reinforced Concrete Beams with Corroded Transverse Steel Reinforcement (橫向鋼筋腐蝕下之鋼筋混凝土梁反覆載重行為)」。

投稿至Journal of Applied Mechanics and Materials之「The Appropriate Fire Prevention Technology for Historic Buildings(歷史建築防火技術適用性之研究)」、Building and Environment之「Satisfaction of Occupants toward IEQ of Certified Green Office Buildings in Taiwan(台灣綠建築室內環境品質滿意度的調查)」、Engineering Structures之「Experimental Study of Reinforced Concrete and Hybrid Coupled Shear Wall Systems(鋼筋混凝土混合式耦合剪力牆系統之實驗研究)」、Proceedings of the ICE - Structures and Buildings之「Performance of Large Reinforced Concrete Columns under Axial Compression Loads (使用低降伏鋼腹板之混合式耦合剪力牆系統)」共計4篇論文已獲得刊登。

業務報導褚政鑫
編撰本所104年度人權教材報導

有關國際人權法發展快速,是在二次大戰之後,聯合國將諸多國際人權文件歸類為國際人權法典、兒童權利、婦女權利、難民及庇護等共17種類型,其中包括有直接法律拘束力之條約及無直接法律拘束力之宣言、標準等。而最受重視之國際人權文件為國際人權法典(International Bill of Human Rights)及核心國際人權條約(core international human rights treaties)。

所謂國際人權法典,包括「世界人權宣言」(Universal Declaration of Human Rights)、「公民與政治權利國際公約」(International Covenant on Civil and Political Rights)及「經濟社會與文化權利國際公約」(International Covenant on Economic,Social and Cultural Rights);核心國際人權條約為「消除對婦女歧視國際公約」(Convention on the Elimination of ALL Form of Discrimination against Wonen)、「兒童權利公約」(Convention on the Right of the Child)及「身心障礙者權利公約」(Convention on the Right of Persons with Disabilities)等公約。

本部為深化同仁之人權知能,培養與時俱進之人權學習力,並提升人權教育之教學知能,及促進人權教育業務效能,於今年起推動人權教育實施計畫(104-107),而本所藉此依業務職掌範圍及前述各公約,規劃編撰本所104年度人權教材,使得人權之理念能深植人心。

本所業務執掌可分為智慧化綠建築、建築防災安全、全人生活環境、工程技術創新等各項建築領域研究,進而建立安全、健康、舒適之都市及建築環境,故本年度規劃編撰人權教材共分為「高齡無障礙」、「高齡弱勢避難」、「老舊住宅安全評估」及「運用資通訊智慧建築設備」4大主題,每項主題由本所各業務組分別進行編撰,共計12件案例,每件案例透過事件之敘述、爭點、人權指標、國家義務及解析與改善建議分節解說之方式,使本所同仁更可容易閱讀理解,讓本所同仁更能瞭解人權之重要性。

本所規劃編撰之4大主題及包含之案例敘述如下:

  1. 「高齡無障礙」:主要就高齡者、行動不便者對建築之需求,建立通用性無障礙空間及安全防範生活環境,進而探討高齡無障礙與人權之關係,並提供3件案例做深入淺出之探討,如「都市公園出入無障礙」、「建築物無障礙設施設計」及「二子坪步道通行無障礙」。
  2. 「高齡弱勢避難」:主要就建立都市防災整合研究、強化永續防災理念,打造安全永續防災家園,進而探討高齡弱勢避難與人權之關係,並提供3件案例做淺顯易懂之剖析,如「鐵皮屋建築消防安全」及「震災收容避難的張婆婆」、「生死瞬間防火規劃救一命」。
  3. 老舊住宅安全評估」:主要就建築耐震技術、抗風雨實驗研究,強化建築結構等面向,促進法規、標準之研發更新,進而探討其與人權之關係,如「外牆磁磚安全檢查制度」、「漏水的窗」及「禍從天降(外牆磁磚、大理石掉落)」。
  4. 運用資通訊智慧建築設備」:主要就國內電資通技術優勢,掌握智慧化居住生活科技發展趨勢,使都市、社區及住戶單元,均能展現「智慧好生活」科技便利所帶來的安全、健康、便利、舒適、快樂與永續之生活環境,進而探討其與人權相關之關聯,如「既有建築物智慧化改善生活空間品質」、「高齡者參觀智慧化居住空間展示中心」及「智慧建築安全又舒適」。

由上述內容說明,期能透過規劃案例之說明,探討本所研究業務與人權公約之關聯,使本所同仁可對人權公約有更多之瞭解,並於日後業務執行時遇到相關之問題時,也得以站在不同之角度上考量,使人權確實落實於生活周遭各個角落。

專題報導白櫻芳
赴日本仙台參加聯合國第3屆世界減災會議

一、前言

聯合國秘書處於1999年成立國際減災戰略總署(UNISDR),負責協調聯合國減災體系與確保世界各國減災合作,藉由每十年舉辦一次世界減災會議(the World Conference on Disaster Risk Reduction,簡稱WCDRR),落實國際減災戰略之實施。聯合國第3屆世界減災會議於2015年3月14日至18日在日本仙台舉行,主要目的在評估「兵庫行動框架」執行成果,汲取東日本大震災重建經驗,討論「2015年後減災框架(Post-2015 Framework for Disaster Risk Reduction)」,以及決定國際間的減災合作與定期審查方式,期減少氣候變遷發展趨勢下的巨災傷亡與經濟衝擊。大會期間共舉辦政府間會議、利益相關者會議,以及350場公共論壇與系列防災展覽活動,逾14萬人次參加。

二、考察發現

本次考察行程共參加4場東日本大震災綜合研討會、1場韌性對話論壇及8場防災展覽,蒐集瞭解國際減少災害風險行動與東日本大地震災後重建情形,以促進我國都市與建築減災調適技術研究發展。茲將考察重要發現整理如下:

(一)仙台減災框架:2015-2030(Sendai Framework for Disaster Risk Reduction 2015-2030)

據聯合國統計,過去十年間受氣候環境變遷影響,全球的天然災害共造成700多萬人喪生、140多萬人受傷、23萬人無家可歸,總體經濟損失高達13兆美元,尤其婦女、兒童及弱勢者在災害衝擊影響下更顯脆弱。本屆大會總結世界各國執行「兵庫行動框架」的經驗教訓、災害弱點與未來挑戰,並針對未來15年的全球性減災框架取得共識,通過「仙台減災框架:2015-2030(Sendai Framework for Disaster Risk Reduction 2015-2030)」、「仙台宣言(Sendai Declaration)」和「利益相關者自願承諾(Stakeholders’ voluntary commitments)」,首度納入性別、年齡、殘疾與文化等人權防災觀點,並設定2030年底前達成目標,期提升國家與地方的災害韌性(Disaster Resilience),及擴大國際合作協助發展中國家提高防災能力,其七大減災目標與四大優先行動如下:

全球七大減災目標:

 

  1. 2030年前大幅降低全球災害死亡率,力求使2020-2030年全球平均每十萬人死亡率低於2005-2015年水準。
  2. 2030年前大幅減少全球受災人數,力求使2020-2030十年全球平均每十萬人受災人數低於2005-2015年水準。
  3. 2030年前大幅降低災害直接經濟損失與全球國內生產總值(國內總產值)的比例。
  4. 2030年前透過提高抗災能力等辦法,大幅減少災害對重要基礎設施的損害,及避免衛生和教育設施等基礎服務之中斷。
  5. 2020年前大幅增加具有國家和地方減災策略的國家數目。
  6. 2030年前透過國際合作持續支持開發中國家落實本框架減災行動,大幅提高對發展中國家的國際合作水準。
  7. 2030年前大幅增加人民利用複合災害預警系統,以及獲得災害風險資訊和評估結果的機率。

 

四大優先行動計畫:

  1. 理解災害風險。
  2. 加強災害風險治理,管理災害風險。
  3. 強化減災投資,提高抗災能力。
  4. 加強備災以作出有效回應,並在恢復、安置和重建中,讓「災區重建得更美好」。

 

(二)國際防災合作趨勢

目前聯合國國際減災戰略總署(UNISDR)已依據「兵庫行動框架」輔導120個國家通過減災政策,建立了85個國家級減少災害風險平台,且在全球設立超過190個服務據點。然而,國際社會間貧富差距懸殊,對於如何消除一切形式的歧視幫助貧困弱勢,仍存在著巨大的挑戰。尤其,如何吸引政府企業投資,政府如何促進當地利益關係者建立合作夥伴關係,積極參與國家減災戰略實施,都將是未來努力重點。

  1. 全球都市韌性運動(Making Cities Resilient Campaign)

    聯合國國際減災戰略總署(UNISDR)於2010年發起一項「推動韌性都市運動(Making Cities Resilient Campaign)」,其核心精神為「都市安全人人有責」,提出「更多瞭解、明智投資和安全建設」三大原則,並依據「2005?2015兵庫行動框架:讓國家和社區具有抗災能力」的五個重點,制定『讓都市韌性的十大關鍵要素』及『地方政府自我評估工作』,全球共有兩千多個城市簽署參與這項行動。

  2. 世界減災投資

    本次考察參加世界銀行集團(WBG)、全球減災重建基金會(GFDRR)、國際減災戰略總署(UNISDR)與日本政府共同舉辦的「韌性對話:後2015年韌性目標(Resilience Dialogue: Bringing Resilience to Scale for Post-2015 Goals)」,主要目的在於推廣支持2015年後減災框架,討論如何有效地運用資金,擴大且持久地幫助貧困國家有效實行減少災害風險及氣候變遷韌性調適發展,以因應未來可能面臨的巨大災害。全球減災重建基金會(GFDRR)採取風險識別、風險減少、準備、資金保障和恢復之彈性等五大行動,協助世界貧困國家從建設氣候變遷調適能力、強化社區韌性、災害風險融資和保險、創新實驗室、水環境、安全學校及韌性城市等七個領域進行減災建設。

  3. 日本仙台減災合作倡議

    日本政府在本屆世界減災會議發表「日本仙台減災合作倡議」,將於2015至2018年四年期間與聯合國及發展中國家相互合作,提供40億美元協助各國推動減少災害風險工作,培育4萬名防災領域人才;為促進國際防災合作,日本政府成立了國際協力機構(Japan International Cooperation Agency,JICA)與日本防災平台(Japan Bosai Platform,JBP),協助「仙台減災框架」推動落實。

(三)東日本大地震災後重建經驗

本次考察參加日本政府舉辦的東日本大震災綜合研討會(Great East Japan Earthquake Forum),係以「記取東日本大震災的教訓的經驗,運用新興防災思維,展望重建更美好的抗災家園」為主軸,傳達「重建得更好」以及「採取更先進的減災技術達到永續發展目標」的重建概念,與世界分享東日本大地震的經驗和教訓。

  1. 東日本大地震簡介

    2011年3月11日14點46分18秒(日本時間)在日本三陸沖牡鹿半島東南東外海130公里附近發生規模9.0地震,並伴隨海嘯與餘震所引發的大規模災害,受災地區集中在東北、北海道、關東等日本東部地區,除遭受海嘯強烈襲擊受災尤其嚴重,同時發生福島核災事故,死亡的人數計1萬5,891人、失蹤者2,577人、受傷者6,152人,建築物全壞12萬8,291戶、半壞27萬8,241戶、局部損壞75萬3,269戶,成為日本歷史上傷亡最慘重、經濟損失最嚴重的自然災害。

  2. 日本災害對策之更修

    內閣府「日本災害對策」分為日本防災體制、災害對策、國民防災活動與國際防災協力等四大部分,尤其重視事前的災害想定與對策研擬。日本政府在311震災後更體認到民眾自救互助之重要性, 2013年「災害對策基本法」增訂民眾自助互助條文,並陸續通過「充實強化區域防災力之志願消防團法」、「地區防災計畫指針」,以提升地區核心防災力,確保居民安全。此外,鑑於東日本大地震地震強度、海嘯高度及災害規模已遠超過既有設施之設計強度, 2013年11月通過「建築物耐震改修促進關係法」,強制要求供公眾使用之大型建築物必須在2015年12月底前完成耐震診斷,以確保公眾安全。另因東日本大地震災區政府行政人力嚴重短缺,爰增訂「政府業務繼續計畫」,以利災後龐大繁重的行政業務推動。

  3. 東日本311大地震災後重建

    日本東日本大地震重建計畫分為避難所支援、都市重建、產業重建、核災除污、受災地方政府人力支援等五個部分,按日本復興廳2015年3月10日統計,避難所居住人數已從47萬人減少為23萬人,其中自行重建申請數為11.7萬件;集體住宅搬遷計畫,2013年3月已取得全體居民同意,94%已開工;災區公營住宅供應需求為29,941戶,其中16%已完工,85%施工中。另外日本政府亦積極進行災區海堤、疏散通道、公營住宅高地搬遷等建設,全面推動減少災害風險教育和培訓,支持當地企業發展,與非營利組織進行防災合作,運用減少災害風險措施提高對婦女、兒童、高齡者與殘疾人士的關注與參與,同時全力推動「災區高齡者心理重建關懷」與「促進就業的生活重建」,以加速重建腳步。

  4. 女性防災主流化

    日本各界肯定婦女在東日本大地震中的付出與貢獻,也開始正視女性力量為減少災害風險與災後重建的重要基礎,2011年12月增修「防災基本計畫」,賦予女性參與臨時避難所管理職權,讓避難所的營運、規劃與管理,能夠兼顧婦女、兒童、家庭保育及高齡弱勢者的需要;2012年6月「男女共同參與白皮書」新增「性別平等觀點之防災與重建」,2013年出版「男女共同參與及多元觀點之防減災手冊」,以及2015年發行「維護生命安全與生活機能的避難所營運管理準則」,旨在促進防災環境的性別平等。

  5. 日本防災技術發展與應用

    在日本政府與日本防災平台(JBP)共同舉辦「防災產業展」中,展示了日本145家民間企業研發創新的防減災產品。其中包括,建築物隔震制震技術、落橋防止裝置、空氣注入不飽和化地盤改良工法、防潮堤混合結構快速工法、高速鐵路時效雨量運轉規則、三次元天氣雷達、CCTV河川水位影像觀測技術、ICT山坡地安全監測系統、重大工業區各種自然災害潛在問題之弱點發掘與改進對策、即時海嘯淹水損壞模擬評估技術、建築結構地震安全監測系統,以及海嘯受災農地修復技術、公民參與型防災系統、受災者生活再建支援台帳管理系統、企業供應鏈管理系統、大型防救災機具車輛等防救災技術,已廣泛運用於東日本大地震災後的復興重建。

三、心得建議

我國與日本一樣逐漸趨向少子高齡化社會,未來面對氣候變遷天然災害的強度與頻率增加,災害範圍廣泛且災情多元化,處境將日益艱難。都市防災規劃與建築安全設計是建構減災韌性社會之關鍵核心,我國實有必要借鏡東日本大震災的災後重建經驗,學習聯合國國際減災戰略總署建構韌性都市做法,重新檢討都市防減災機制與相關重建法令,以整體提升我國都市建築之防災韌性,爰研提建議如下:

  1. 精進巨大複合型災害都市防災機制與法令研究,創造活力韌性新社會。
  2. 提升建築物抗震耐風技術,健全管理制度。
  3. 結合無障礙通用設計與ICT技術,滿足高齡弱勢行動不便者之減災需求。
  4. 整合智慧防災產業技術優勢,佈局國際新興防災產業市場。

圖1 韌性對話研討會
圖1 韌性對話研討會

圖2 東日本大震災綜合研討會
圖2 東日本大震災綜合研討會

圖3 東日本大地震減災重建展
圖3 東日本大地震減災重建展

圖4 女性防災展
圖4 女性防災展

圖5 防災產業展
圖5 防災產業展

圖6 防災海報展
圖6 防災海報展

圖7 世界防災展
圖7 世界防災展

圖8 戶外防災展覽
圖8 戶外防災展覽

圖9 東北大學復興行動成果展
圖9 東北大學復興行動成果展

圖10 東日本311震災紀錄圖書館
圖10 東日本311震災紀錄圖書館

圖11 日本災害對策基本法概要(資料來源:日本災害對策)
圖11 日本災害對策基本法概要(資料來源:日本災害對策)

圖12 日本大規模地震災害想定(資料來源:日本災害對策)
圖12 日本大規模地震災害想定(資料來源:日本災害對策)

圖13 首都圈廣域淹水預測(資料來源:日本災害對策)
圖13 首都圈廣域淹水預測(資料來源:日本災害對策)

圖14 大規模災害復原復興對策概要(資料來源:日本災害對策)
圖14 大規模災害復原復興對策概要(資料來源:日本災害對策)

圖15 政府業務繼續計畫示意圖(資料來源:日本災害對策)
圖15 政府業務繼續計畫示意圖(資料來源:日本災害對策)

專題報導張怡葶
建置智慧化居住空間展示中心智慧產品互動體驗區

一、展示中心設置概要

推動新興智慧型產業為國家當前重要政策之ㄧ,行政院為提升建築物導入綠建築設計及善用我國ICT智慧型高科技產業之優勢,發揮更大整合效益,於99年核定通過「智慧綠建築推動方案」(99-104年),結合綠建築設計技術與智慧化設備推動智慧綠建築,期達到全面提升居住環境品質、加強節能減碳並帶動產業發展三贏的目標。

所謂「智慧綠建築」,係指以建築為載體基礎,導入綠建築設計及智慧型高科技技術、材料產品之應用,使建築物更安全健康、便利舒適、節能減碳又環保。至於推動策略經參考國際趨勢,並考量現行法令制度與技術發展等因素,採「綠建築標章」及「智慧建築標章」並行推動之方式。

二、互動體驗區設置緣起

為加強智慧化科技技術及產品設備之推廣應用,尤其是與一般民眾日常生活相關之產品,以提升庶民生活環境品質,本所特別利用網際網路並配合實體展示互動,以加強推廣應用。在網路推廣部分,本所於103年即設置「智慧化產品資訊平台」網站,可讓民眾及相關業者直接於網站上查詢產品資訊。為進一步讓民眾可以親身體驗操作,除隨著科技進步更新原有展示空間設備外,本所特於本(104)年1月在智慧化居住空間展示中心2樓建置「智慧產品互動體驗區」,開放國內智慧化設備廠商報名參加展示活動,提供可互動式智慧化產品,讓參訪者透過實際操作來體驗與認識智慧化產品所帶來的便利性,也讓廠商可藉此平台介紹推廣其產品,達到提升居住環境品質及帶動產業發展的目標。

三、辦理概要

本所於103年進行「模組化、系統化、庶民化及通用化智慧產品設備」資料蒐集及推廣應用計畫,廣泛蒐集以安全安心、健康照護、舒適便利、節能永續等4類型為主軸之產品相關資訊,設置「智慧化產品資訊平台」網站,同時邀請相關廠商研商建置「智慧產品互動體驗區」之辦理方式,於103年底完成展示規劃。

  1. 展示方式:於展示中心2樓區域,以每櫃位一公尺寬為1單元,總計有24單元,邀請智慧化設備、系統廠商免費參與展出(參與之產品需為合法之市售產品),展期以半年為一期,並鼓勵廠商儘量提供可互動之產品設備,以提升民眾參訪興趣及加強體驗效果。
  2. 第一期展出:第一期展出時間為104年1月至6月計有13家廠商申請參與,為提升推廣普及效果,展示區各商品均設置QR cord,讓參訪民眾可使用隨身行動載具直接連結到本所建置之產品資訊網站,以利商品資訊之取得與應用,建置完成後,深獲民眾及業界好評。
  3. 第二期展出:展出期間為104年7月至12月,19家廠商申請展出,共32櫃位,位於展示中心2樓辦理展區規劃,第二期目前已完成布展(圖2 、圖3),另展出產品基本上以住宅及辦公空間適用之設備、系統為主,包括節能管理、居家安全、健康照護等(詳如表1)。

四、後續辦理重點

為積極推動智慧綠建築,將繼續加強相關展示與推廣,重點工作包括:

  1. 智慧綠建築整體展示:除智慧建築外,亦加強綠建築相關展示,包括104年5月於庭園設置完成屋頂綠化技術實際展示區;另目前正於2樓入口大廳設置綠建材展示區,已於8月底前完成建置。
  2. 智慧建築設備系統產品展示:智慧建築設備系統產品日新月異,本所將持續以每6個月為期辦理展示,並視國內發展情況調整展示空間,以建立更完整之智慧建築資訊中心及建立使用者付費原則。
  3. 加強宣導推廣:配合產品設備展示,本所並將延續辦理系列相關推廣講習研討會,包括業界較專業之技術講習,及適合民眾之相關推廣宣導,如屋頂綠化技術、智慧建築應用於高齡照護等,以推廣普及智慧建築普及智慧綠建築均有極大助益。

五、相關資訊

智慧化產品資訊平台網址:http://iproduct.ils.org.tw/index.aspx

智慧化居住空間展示中心地址:台北市文山區景福街102號

聯絡電話:02-29300575 分機620

圖1 智慧化居住空間展示中心外觀照
圖1 智慧化居住空間展示中心外觀照

表1. 智慧化產品
類型 展出之設備產品 適用空間
系統整合 全方位社區物業管理系統 住宅/辦公
系統整合 數位家庭整合平台 住宅/辦公
系統整合 KNX系統模組 住宅/辦公
系統整合 數位環控系統 住宅/辦公
系統整合 多媒體轉換器 住宅
系統整合 家庭智慧化控制設備 住宅
系統整合 居家智慧化管理產品 住宅
安全防災 瓦斯安全遮斷器 住宅
安全防災 智能居家情境主機 住宅
安全防災 早期偵測智能系統 住宅
安全防災 衛星定位協尋服務 住宅
貼心便利 電控玻璃 住宅/辦公
貼心便利 電控液晶玻璃 住宅
貼心便利 區域照明無線感應控制系統 住宅
節能管理 真空玻璃 住宅/辦公
節能管理 雙恆壓智慧遙控變頻泵 住宅/辦公
節能管理 持壓穩流節水靜音省水器 住宅/辦公
節能管理 節能玻璃 住宅/辦公
系統整合 壁掛式室內空氣品質顯示器 住宅/辦公

圖2「智慧產品互動體驗區」實景照
圖2「智慧產品互動體驗區」實景照

圖3「智慧產品互動體驗區」實景照
圖3「智慧產品互動體驗區」實景照

專題報導李信宏
103年內政部自辦研究甲等獎-建築氣動力與數值風洞驗證分析

一、研究動機與目的

近年來由於國內經濟的快速成長和營建技術水準的大幅提高,加上台灣地區地狹人稠,高層建築紛紛拔地而起,建築師或結構技師對高層大樓須將風力影響納入考量,而側向力主要形成因素主要有二個,其一為強風作用建築物結構安全性與舒適性,其二地震力對於結構安全影響,由此可見風力效應在高樓結構設計扮演重要角色。

高層結構物與風力之交互作用相當複雜,當風流經建築物時,其所受風力行可分順風向、橫風向及扭轉向等三方面加以討論。順風向風力主要以阻力形式呈現較單純,而橫風向風力及扭轉向風力主要是因為建築物受風作用之側面分離剪力流及尾流區的流場結構行為,兩者流場結構會交互影響。此外,結構物振動會造成附近的風場變化,進而影響結構物上的表面風壓,因此又使結構物的振幅產生變化,此種耦合現象稱為結構物與風力互制之氣彈力效應。本研究數值部分利用軟體進行計算主要考量數值模擬方法有高效率、經濟性與可重複性的等優點,惟數值模擬分析結果須與風洞試驗結果相互驗證,方可證明數值模擬軟體所使用之參數適用該項研究課題,本研究偶合分析部分應用軟體ABAQUS建立相關數值模式,建築風洞試驗測試結果亦與文獻資料相互比對驗證。

二、建築物模型風洞試驗

本研究有關風洞實驗部分於本所台南歸仁風洞實驗室進行,該風洞為垂直向封閉式循環系統(如圖1所示),需要時可轉為開放式系統,風洞本體總長度為77.9m,最大寬度為9.12m,最大高度為15.9m。風洞有兩個測試區,第一測試區截面積寬4米,高度為2.6米,測試區內設置有3個迴轉盤,可模擬不同風向角度來流,模型之氣動力試驗可完整考量風向角的影響,該測試區主要以建築物縮尺及其他鈍形體(如:腳踏車、風力發電機…等)氣動力量測為主,本研究風洞試驗於第一測試區進行。另一個測試區截面積寬度為6米,高度為2.6米,該測試區域最主要試驗為全尺寸橋樑模型或其他大跨度模型之氣動力量測,測試區內設置有一迴轉盤可進行模型風向角之調整。

本研究風洞試驗模型為矩形與L型斷面高層建築模型,來流條件為模擬大氣型態邊界層流場,量測模型受風力與加速度歷時資料,並將結果無因次化後分析比較。模型尺寸高度(H)為70 cm;高寬比( H/B )為7,寬度(B)與深度(D)皆為10cm。大氣邊界層性質則選用符合風力規範之地況B (α 值約為0.25,邊界層高度δ約為130公分,如圖2所示),縮尺為1/250,實驗所使用到儀器包含風速計、六力平衡儀、加速規及NI資料擷取系統等。

三、數值模擬設定條件

本研究在數值模擬採用SIMULIA公司所開發的共同分析引擎(Co-Simulation Engine, CSE)進行計算流體動力學軟體ABAQUS/CFD model與結構分析ABAQUS /EXPLICIT model之流場-結構偶合分析。

數值模擬運算過程中,紊流模式的不同將影響模擬結果的準確性與實際計算所需的時間。目前現有計算流體力學數學模式中LES 紊流模式對於複雜流場之預測更為準確,但因為應用LES紊流模式所得為暫態解與三維空間的計算值域,需耗費較長時間計算方能求得穩定可運用之流場資料且如何設定來流歷時及四周牆邊界條件仍待突破;另一個計算數學模式RANS則有分析時間節省上的優勢,但主要的局限還是在於其無能力針對流場固有的暫態特性予以分析,如迎風面流場分離流場計算和下沉循環氣流及尾流區渦散作用無法較準確的計算模擬。

在ABAQUS中提供了4種數學模型可供挑選使用:(1)雷諾平均的Navier-Stokes(RANS)、(2)非穩態雷諾平均的Navier-Stokes(URANS)、(3)大渦模擬(LES)、(4)混合RANS/ LES(HRLES)等模式。本研究採用Spalart-Allmaras model與LES二模式進行流場模擬分析。

四、風洞實驗及數值模擬結果

  1. 基本風場參數量測及模型3D風場模擬結果

    從風洞模擬B地況風場測得之平均風速剖面圖與紊流強度分布圖(如圖3及4所示)可知,α=0.27略大於理論值(α=0.25)曲線,紊流強度(T.I.%)在接近地表時達到最大值為18%。研究中數值模擬設定之邊界層流速為12 m/s,厚度為1.3m,紊流強度可由分布圖觀察出約8%,模型頂部風速可經由算後後為8.4 m/s,風洞實驗平均雷諾數 (模型高度處),邊界層中最大渦流的長度尺度約為邊界層的厚度1.3m,渦流的流速尺度約等於紊流流速ul≒12×0.2=2.4 m/s,數值模擬中所需參數如紊流動能消散率、最小渦流尺度、速度尺度及時間尺度參數皆可計算出。

    將上述條件利用ABAQUS進行模擬,其紊流計算模式為Spalart- Allmaras model與LES二模式,所得3D速度分布如圖5及圖6所示。由入口及出口兩張圖上可以發現其側邊流場渦散結構隨高度而改變,模型後方低壓尾流區域與頂部流場相互影響而成一複雜3D流場結構。

  2. 模型基底受力量測

    就風力作用方向,可分為順風向、橫風向及扭轉向,本研究將以六力平衡儀所得之三大方向上之阻力、橫風向風力及扭力來進行無因制化後之平均與擾動係數之試驗結果與數值分析比對。表1為本次研究與兩篇實驗條件相近之文獻比對結果,由表上可看出實驗數據與文獻接近但略有差異,分析後主要是因為實驗之雷諾數與紊流強度差異造成模型受風力之不同。

  3. 矩型及L型模型受風力及彎矩結果比較

    表2為平均順風向、橫風向及扭轉向於兩種不同模型受風力結果,L形除扭矩向平均彎矩係數較矩形大者外,相較之下,矩形模形於風力作用下之風力係數值略高於L形模型。由於擾動風力係數主要來自於橫風向渦流分離後對側面模型所施加之再接觸力有關,而L形因缺角減少再接觸現象,故其擾動風力係數接略低於完整矩形。

五、研究結論

  1. 建築矩型模型於風攻角0度下之橫風與順風向平均風力係數、擾動風力係數、扭轉向平均基底彎矩係數與擾動基底彎矩係數等試驗結果,經與文獻數據驗證比對尚屬合理。
  2. 在深寬比1、高寬比7之矩形與L形建築模型,由實驗結果可知其橫風向與順風向間擾動風力係數之相關性不強,惟可用ㄧ圓形包絡線順風向風力擾動係數2+順風向風力擾動係數2=1涵蓋,用以估算其對應極大值。另橫風向與順風向間擾動基底彎矩係數之相關性亦不強,惟同樣可用ㄧ圓形包絡線涵蓋,進行極最大值估算,惟仍須加以評估其或然率分析結果是否可接受。
  3. L形模形於不同風攻角作用下,除扭矩向平均彎矩係數較矩形大者外,相較之下,矩形模型於風力作用下之風力係數值略高於L形模型。由於擾動風力係數主要來自於渦流分離後對橫風向側面模型所施加之再接觸力有關,而L形因缺角減少再接觸現象,故其擾動風力係數接略低於完整矩形。
  4. 由橫風向風力頻譜分析所得史特赫數St約為0.1與一般方形斷面柱受渦散作用下之數值相當,而L形模型之St亦接近0.1。

圖1 本所風洞本體俯視及側視外觀設計圖
圖1 本所風洞本體俯視及側視外觀設計圖

圖2 B地況下風洞試驗架設圖
圖2 B地況下風洞試驗架設圖

圖3 B地況之無因次化風速剖面圖
圖3 B地況之無因次化風速剖面圖

圖4 B地況之紊流強度分布圖
圖4 B地況之紊流強度分布圖

圖5 數值模擬之流場速度等勢圖(由模型前方往下游觀察)
圖5 數值模擬之流場速度等勢圖(由模型前方往下游觀察)

圖6 數值模擬之流場速度等勢圖(由模型後方往上游觀察)
圖6 數值模擬之流場速度等勢圖(由模型後方往上游觀察)

表1 矩形截面模型受風力結果比較
項目 阻力係數 橫風向風力係數 扭矩係數 擾動阻力係數 擾動橫風向風力係數 順風向擾動彎矩係數 橫風向擾動彎矩係數 擾動扭矩係數
風攻角(度) 0 15 15 0 0 0 0 0
Tanaka et al.(2012) 1.3 0.30 0.11 0.29 0.26 0.12 0.14 0.05
蔡明樹及鄭啟明(2010) - - - - 0.30 - - 0.03
本研究 1.0 0.38 0.10 0.29 0.36 0.19 0.15 0.03

 

表2 兩種截面模型在順風向、橫風向及扭轉向受風力結果
平均風力彎矩係數 阻力係數 橫風向風力係數 橫風向彎矩係數 順風向彎矩係數 扭矩係數
矩形 0.970339 0.954133 0.549715 0.581669 0.061141
L形 0.910129 0.872426 0.52424 0.5264253 0.092708

 

專題報導蘇鴻奇
    103年內政部自辦研究甲等獎-木構造樓板耐火性能設計與驗證研究

    一、研究動機與目的

    近年來符合永續性及環保性特質的木構造材料與建築,再度被人們所重視。木構造建築在國際間已蓬勃的發展。木材會燃燒不具防火性,這是一般大眾對於木構造建築物防火安全性能最主要的疑慮。事實上,經由數以百計的實驗證明,大斷面木構材具備高耐火性能。本所自民國90年即積極辦理「木構造建築物設計及施工技術規範」修訂工作,研究成果提供技術規範修正參考,內政部並於92年5月發布修正,為國內木構造建築物設計及施工規範主要之依據;再於95年由本所與營建署籌組「木構造建築物設計及施工技術規範第9章建築物之防火」修訂小組,制訂「木構造建築物設計及施工技術規範」第九章,於97年10月由內政部發布施行,但其中有關防火構造建築物其主要構造應具防火時效者,目前僅有柱、樑與牆,尚未包含樓地板與屋頂具有規格式規定,建築業者尚無法依據「木構造建築物設計及施工技術規範」設計營造出一棟完整的木構造防火建築物,所以本案以木構造樓板為研究對象進行耐火性能設計與驗證研究。

    二、木構造樓板防火設計文獻回顧

    1. 北美的木構造樓板防火設計規範:
      1. 依據美國木材協會出版之文件,利用分別計算組成系統之各個構件之耐燃時效,再將各構件累加訂定其耐燃時效。
      2. 由美國森林與紙業協會出版之文件中,提出許多有關框組壁式工法之施工細部作法,其中包含常見之防火設計。
      3. 北美的統一建築規範亦有針對相關防火構造設計說明。在Code Guide , Rated Wood Construction - UBC/6/#2文件中有系統性之細節描述。
    2. 日本的防火設計規範:

      日本之設計規範針對柱梁構件之規定分為 :最小尺寸小於12 cm及大於12 cm兩類,其中當柱梁構件愈小時,其防火被覆之合理要求則愈高,在梁構件方面亦因天花設計之不同有不同之防火設計規定。

    3. 歐洲的防火設計規範:

      參考SIA 84之木結構防火設計規範,分別對可燃之牆構造,非可燃之牆構造,可燃之樓版構造,非可燃之樓版構造及屋頂構造之最小尺寸予以規定。

    三、木構造樓板耐火性能實驗規劃

    實驗設計參考「木構造建築物設計及施工技術規範」附錄所列具防火時效之木構造樓板案例,並選用國內常用本土化材料進行試體設計。實驗方法採用CNS12514標準進行木構造樓板耐火性能實驗。

    1. 試體規劃
      1. 試體設計參考「木構造建築物設計及施工技術規範」附錄所列具防火時效之木構造樓板案例與國內材料使用習慣共設計6組試體,詳細試體規格如表1所示。6組試體進行3次實驗,第Ⅰ、Ⅱ組試體進行木樓板加熱加載耐火性能實驗,探討實尺寸木樓板試體於標準溫度時間曲線條件下之加熱加載耐火性能,試體構架如圖1所示。;第Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-D試體合併,試體構架如圖2所示,進行木樓板加熱耐火性能實驗,探討實尺寸木樓板試體下層曝火面覆蓋板以不同材質組合於標準溫度時間曲線條件下之加熱耐火性能。

        表1 木構造樓板試體規格表
        表1 木構造樓板試體規格表

        圖1 第Ⅰ、Ⅱ組木樓板試體構架圖
        圖1 第Ⅰ、Ⅱ組木樓板試體構架圖

        圖2 第Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-D組木樓板試體構架圖
        圖2 第Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-D組木樓板試體構架圖

    2. 實驗程序
      1. 加熱試驗:將試體吊置於有效加熱面積為4公尺長、4公尺寬,符合CNS 12514「建築物構造部分耐火試驗法」第4節規定之試驗裝置,依第5.1節、5.2節加熱條件試驗規定進行加熱試驗。
      2. 加載試驗:依CNS 12514「建築物構造部分耐火試驗法」第5.3.6(2)加載條件規定進行加載試驗。
      3. 束制及邊界條件:試體不論為承重或非承重構造部份,應以代表實際使用情況之邊界條件模擬出束制作用。但對於在實際使用時未受邊界束制之非承重構造,則在試體邊界應用無束制作用之材料密封。

    四、實驗結果與分析

    本研究共規劃有6組試體,共進行3次全尺寸防火實驗,第Ⅰ組試體進行實驗過程中於49分鐘試體非加熱面合板著火,火勢迅速擴大之後合板燒穿,火焰大量竄出,加載設備與試體無法迅速吊離試驗爐,一度危及實驗設備。所以未確認第Ⅱ組試體於防火實驗之後如何將加載設備與試體迅速吊離,第Ⅱ組實驗暫緩進行。

    1. 第Ⅰ組木樓板加熱加載耐火性能實驗
      1. 承重能力討論:

        依CNS 12514第9.1節承重能力規定,第Ⅰ組試體於44分鐘超過最大撓曲速率7.65mm/min,試體撓曲速率與時間曲線詳圖3所示。由試體內部溫度紀錄顯示於34分鐘開始快速升溫,所以下層覆蓋板已掉落,木構架開始燃燒,試體整體承重能力約於35分鐘開始急速增加。依據美國木業協會所列舉計算建築構件之防火時效方式, 5/8 英吋X型之石膏牆版之防火時效為40分鐘,本實驗所使用之國內生產之15mm耐燃一級石膏板所具有之防火時效亦具有相當性能。

        圖3 第Ⅰ組試體撓曲速率與時間曲線
        圖3 第Ⅰ組試體撓曲速率與時間曲線

      2. 遮焰性能:

        於49分鐘試體非加熱面合板著火且持續火焰超過10秒,遮焰性能49分鐘。著火之後火試急速擴大,加載設備與試體無法迅速吊離試驗爐,一度危及實驗設備(詳圖4)。

        圖4 第Ⅰ組試體合板燒穿火焰大量竄出
        圖4 第Ⅰ組試體合板燒穿火焰大量竄出

      3. 阻熱性能:

        於49分鐘試體非加熱面溫度,任一位置之溫度(包括移動式熱電偶所測者)超過210℃以上,而且試體非加熱面平均溫度超過170℃以上,阻熱性能49分鐘,試體非加熱面溫度時間關係請詳圖5。

        圖5 第Ⅰ組試體非加熱面溫度時間曲線
        圖5 第Ⅰ組試體非加熱面溫度時間曲線

    2. 第Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-D組木樓板試體加熱耐火性能實驗
      1. 承重能力討論:

        第Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-D組實驗為木樓板加熱耐火性能實驗,未進行加載實驗,所以不進行承重能力討論。

      2. 遮焰性能:

        於實驗過程60分鐘內試體非加熱面無持續火焰超過10秒(詳圖6)。

        圖6 第Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-D組試體進行加熱實驗中非加熱面
        圖6 第Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-D組試體進行加熱實驗中非加熱面

      3. 阻熱性能:

        於60分鐘實驗過程試體非加熱面溫度,任一位置之溫度未超過210℃以上,而且試體非加熱面平均溫度未超過170℃以上,試體非加熱面溫度時間關係請詳圖7。在非加載之加熱實驗結果皆具60分鐘阻熱性能與遮焰性。

        圖7 第Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-D組試體非加熱面溫度曲線
        圖7 第Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-D組試體非加熱面溫度曲線

    五.結論

    1. 實驗顯示下層覆蓋板是木結構樓板的最重要的防火措施。由SPF2×10木材所構築之木樓板實驗試體,依據美國木業協會所列舉計算建築構件之防火時效方式, 5/8 英吋X型之石膏牆版之防火時效為40分鐘,本實驗所使用之國內生產之15mm耐燃一級石膏板所具有之防火時效亦具有相當性能。
    2. 第Ⅰ組試體防火時效最先失去之防火性能為承重能力,於47分鐘時超過最大撓曲度170.2mm,於38分鐘時超過撓度已超過L/30(133.3mm),始開始應用撓曲速率基準判定防火效能,於44分鐘超過最大撓曲速率7.65mm/min。
    3. 第Ⅲ-A、Ⅲ-B、Ⅲ-C、Ⅲ-D組木樓板試體下層覆蓋板採用2層方式施作如:石膏板「12mm+12mm」、「15mm+15mm」與矽酸鈣板「9mm+9mm」、「12mm+9mm」。在非加載之加熱實驗皆具60分鐘阻熱性能與遮焰性。