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建築研究簡訊第90期

  • 日期:104-12-15
主題報導陳伯勳、羅時麒
丹麥及荷蘭智慧城市研習

一、前言

推動永續智慧城市為政府當前重要政策,院長於本(104)年初特別指示國發會研訂「網路智慧新台灣政策白皮書」,做為未來政府推動相關政策及網路世代全民參與公共事務的指導原則,前述白皮書涵蓋「基礎環境」、「透明治理」、「智慧生活」、「網路經濟」、「智慧國土」等5大構面,其中智慧國土中即明確指出推動建置永續智慧社區。另外,行政院於99年核定由本所與經濟部共同負責的「智慧綠建築推動方案」,將於本(104)年底屆滿,本部為延續並擴大智慧綠建築推動效益,已提出後續推動「永續智慧城市—智慧綠建築與社區推動方案」(105-108年),除延續深根升級智慧綠建築外,同時也配合前述國家政策辦理智慧社區實證計畫。

由於近年來歐洲各國積極推動智慧城市,其中尤以丹麥及荷蘭等國家,成果斐然,包括相關政策、推動策略及措施、技術等,極具參考借鏡之價值。「他山之石,可以攻錯」,為瞭解丹麥及荷蘭相關智慧城市發展現況及未來趨勢,以作為本所推動智慧社區計畫之參考,本所於本(104)年9月4日至12日由何明錦所長率團前往歐洲丹麥及荷蘭參訪智慧城市。

二、參訪重點

丹麥及荷蘭為因應環境變遷、人口高齡化及產業發展等問題,積極推動智慧城市計畫,本次參訪之智慧城市,包括:丹麥哥本哈根市(Copenhagen)、阿伯斯隆市(Albertslund,圖1)、荷蘭恩荷芬市(Eindhoven,圖2)、阿姆斯特丹市(Amsterdam)等,綜整參訪重點摘述如下:

(一)丹麥哥本哈根智慧城市計畫

丹麥首都哥本哈根市發展智慧城市,係利用智慧城市所產生的大數據去創造出智慧、資源最適化及能源效率的解決方案,並以環境永續發展及提升生活品質為其目標。該市所提出的智慧城市解決方案,是由城市、市民、使用者、商業及團體協會一起參與研擬,同時開放讓該市成為最佳的智慧科技與創新服務之試驗場域,其智慧城市試驗之內容,包括智慧停車、智慧垃圾清運、空氣品質、資訊服務、無線網路(Wifi)等。

(二)丹麥阿伯斯隆智慧城市計畫

阿伯斯隆市距離首都根本哈根市17公里,該市正在打造歐洲最大的「智慧城市服務試驗場域及智慧照明展示場」,其智慧城市發展重點包括:「城市新照明」、「城市Wifi」、「智慧電網」、智慧停車、及智慧公車站等項目。未來4年內將有8,000盞路燈換成LED燈,並裝上Wifi和感測器,未來於螢幕中可觀察街道上移動的民眾,還可判別民眾是騎車或步行,並據以調整照明。

(三)荷蘭恩荷芬智慧城市計畫

恩荷芬市曾在2011年被「智慧城市論壇」(Intelligent Community Forum, ICF)評選為年度最佳智慧城市。荷蘭中央政府推動的「智慧港2020(Brainport 2020)」計畫,以恩荷芬市為計畫發展核心地區,並透過科技結合創意設計,展現城市新生命力。其產業未來發展的焦點包括:高科技系統、智慧材料及化學、智慧移動、生活科技及健康、食物、及設計等6個領域,以擴大智慧港創新領域的國際競爭力。

(四)荷蘭阿姆斯特丹智慧城市計畫

荷蘭首都阿姆斯特丹在2009年為因應全球氣候變遷及能源課題挑戰,開始進行智慧電錶、再生能源等節能減碳方案,同時促成阿姆斯特丹智慧城市(Amsterdam Smart City)的發展,由政府與民間共同組成的夥伴團隊執行,發展重點包括:智慧移動、智慧生活、智慧社會、智慧場域、智慧經濟、大數據及開放數據、及基礎建設等7領域,詳圖3所示。

三、心得與建議事項

(一)心得

  1. 丹麥及荷蘭智慧城市,係將整座城市當做大型「智慧生活試驗場域」,容許失敗的可能性,以鼓勵創新

    歐洲智慧城市各項計畫的執行,係開放讓城市成為最佳的智慧科技與創新服務之試驗場域,以吸引外資及高技術的人力進駐,活絡地方經濟與就業,例如圖4丹麥阿伯斯隆市DOLL試驗場域。智慧城市計畫具創新試驗性質,重點在找尋城市發展方向而非僅看重結果,故容許失敗的可能性,以鼓勵勇敢嘗試各種創新想法與合作。

  2. 智慧城市計畫之推動,採「由下而上」的三螺旋組織模式,具夥伴關係,非由政府單位辦理

    丹麥及荷蘭智慧城市計畫,並非採傳統「由上而下」的政府辦理計畫之組織領導方式,而是採用「由下而上」的三螺旋(triple helix)組織模式,結合產業、政府及研發機構共同合作,講求策略與執行,如圖5、圖6所示,具夥伴關係,政府單位已非計畫主辦單位而是共同協助解決問題,各計畫由一位獨立計畫領導者負責推動各項計畫。

  3. 建構結合夥伴的「智慧城市創新數位平台」,整合發展新商業模式及解決方案

    丹麥及荷蘭智慧城市計畫由民間及政府共組委員會,共同建構數位平台(Platform)蒐集公、私來源之數據,經由數位平台發展新商業市場模式,整合智慧城市服務之規劃及解決方案。例如圖7阿姆斯特丹智慧城市平台(Amsterdam Smart City platform),除滿足各方媒合需求,將整座城市當做大型試驗場域,落實各項智慧城市專案外,也吸引市民共同參與各項計畫,建立由下而上的智慧城市發展模式,並讓最新資訊及成果以可視化呈現。

(二)建議事項

  1. 在智慧城市計畫之政策規劃,歐洲丹麥及荷蘭政府結合企業與研發機構共同進行智慧城市創新平台之開發,將整座城市當做生活試驗場域,落實各項智慧城市專案;其政策規劃及推動作法,值得下一階段「永續智慧城市—智慧綠建築與社區推動方案」(105-108年)參考。
  2. 丹麥哥本哈根市結合智慧城市科技發展綠色及藍色首都;阿伯斯隆市結合智慧城市發展世界級之智慧照明生態系統創新平台;恩荷芬市將智慧城市當做生活試驗場域,以尋找其產業創新新方向;阿姆斯特丹市則藉由智慧城市計畫,發展其因應氣候變遷及能源課題挑戰之解決方案;丹麥及荷蘭智慧城市之規劃,除解決各城市當前的挑戰外,並具國際視野及創新產業,值得我國學習。
  3. 透過本次智慧城市參訪研習,建立歐洲丹麥及荷蘭智慧城市相關聯絡點,建議後續可加強與歐洲各國智慧城市之國際交流,或邀請歐洲各國智慧城市之專家學者來訪。

四、未來展望

藉由本次參訪研習瞭解歐洲丹麥及荷蘭推動智慧城市之政策規劃、建置及發展現況,並與相關市政府官員及計畫執行單位進行意見交流,除蒐集歐洲丹麥及荷蘭智慧城市推動政策、策略及技術資訊外,並瞭解各城市之智慧城市發展特色及與我國之差異等,凡此均可作為我國「永續智慧城市—智慧綠建築與社區推動方案」後續推動發展之參考,進一步提升推動效益。

圖1 與丹麥阿伯斯隆市智慧城市計畫人員座談
圖1  與丹麥阿伯斯隆市智慧城市計畫人員座談
資料來源:本報告拍攝

圖2 與荷蘭恩荷芬市人員進行討論
圖2  與荷蘭恩荷芬市人員進行討論
資料來源:本報告拍攝

圖3 阿姆斯特丹智慧城市推動範疇,發展重點包括:智慧移動、智慧生活、智慧社會、智慧場域、智慧經濟、大數據及開放數據、及基礎建設等7領域
圖3  阿姆斯特丹智慧城市推動範疇
資料來源:阿姆斯特丹市簡報資料

圖4 丹麥阿伯斯隆市DOLL試驗場域
圖4  丹麥阿伯斯隆市DOLL試驗場域
資料來源:DOLL a Photonics Green Lab簡報資料

圖5 丹麥哥本哈根市智慧城市三螺旋(Triple helix)夥伴成員
圖5  丹麥哥本哈根市智慧城市三螺旋(Triple helix)夥伴成員
資料來源:Tina Hjollund, Copenhagen Smart City(哥本哈根市政府簡報資料)

圖6 荷蘭阿姆斯特丹智慧城市計劃組織夥伴成員
圖6  荷蘭阿姆斯特丹智慧城市計劃組織夥伴成員
資料來源:阿姆斯特丹市簡報資料

圖7 阿姆斯特丹智慧城市創新平台推動流程,藉由連結創意與挑戰,加速平台學習與實作,來強化智慧解決方案、市場發展、商業模式、複製發展
圖7  阿姆斯特丹智慧城市創新平台推動流程
資料來源:阿姆斯特丹市簡報資料

大事紀要張怡葶
本部陳部長視察本所智慧化居住空間展示中心

本部陳部長威仁為瞭解智慧綠建築政策推動情形,特別於今(104)年7月29日視察本所位於景美之「智慧化居住空間展示中心」,由本所何明錦所長親自接待。

何所長首先簡要說明本中心設置目的後,由戶外智慧園區開始,包括車牌自動辨識系統、小型氣象站等,隨後介紹展示中心1樓智慧化門禁安全監控系統、RFID智慧廚房、人員跌倒偵測系統等人性化設備系統等,並至2樓參觀智慧產品互動體驗區及智慧住宅單元展示區,最後參觀屋頂綠化技術展示區及材料實驗中心3000噸油壓試驗機。

陳部長對本所推動智慧建築及實驗業務表示肯定,並指示應賡續加強推動相關宣導工作,使智慧綠建築之政策能更加落實普及。

圖1 陳部長威仁視察智慧化居住空間展示中心
圖1  陳部長威仁視察智慧化居住空間展示中心

圖2 陳部長威仁視察智慧化居住空間展示中心
圖2  陳部長威仁視察智慧化居住空間展示中心

大事紀要劉俊伸
科技部林政務次長一平視察本所智慧化居住空間展示中心

科技部為辦理「中興新村宿舍改造為智慧住宅」事宜,於104年8月10日上午,由該部林政務次長一平率領該部中部科學工業園區管理局王局長永壯、陳副局長銘煌等一行人,參訪本所「智慧化居住空間展示中心」,由本所何明錦所長及相關同仁等接待。

林次長等人本次參訪,主要著重於瞭解智慧住宅相關智慧科技技術及服務應用內容,除參觀1樓門禁保全、瓦斯偵測與遮斷裝置、居家安全監控、RFID智慧廚房、人員摔倒偵測、離床感應導引、互動茶几、智慧穿衣鏡等設備系統外,並至2樓參觀智慧產品互動體驗區及智慧住宅單元展示區。林次長等人對本所智慧化居住空間之展示內容及推廣智慧建築成果表示肯定,並請本所就智慧住宅相關專業技術及經驗,協助該部中科管理局辦理中興新村宿舍改造工作,以提升辦理效益。

圖 科技部林政務次長參訪智慧化居住空間展示中心
圖  科技部林政務次長參訪智慧化居住空間展示中心

 

 

大事紀要張乃修
本所103年度委託研究計畫查核作業

內政部為提升委託研究計畫品質,每年度均辦理查核作業,本次本所受查核25案,研究課題涵括「建築物無障礙設施設計規範解說」、「樓梯昇降椅性能與操作安全」、「老舊公寓增設昇降機」、「綜合治水理念落實於都市計畫審議制度及相關規範」、「極端降雨對山坡地社區衝擊程度探討及其調適策略」、「火警自動警報設備系統功能查驗方法」、「智慧型避難引導系統結合影像技術之應用」、「建築機械通風與空調設備防火防煙性能基準及驗證」、「自然排煙室及排煙口配置對排煙有效性驗證」、「填充式箱型鋼柱防火性能設計」、「火害下內灌混凝土鋼管柱承重能力試驗與分析」、「包覆填充型箱型柱橫向鋼筋配置方式之軸向強度與韌性」、「低矮鋼筋混凝土沿街店鋪住宅典型開口外牆耐震性能提昇之實驗」、「建築物耐風設計規範及解說之設計風載重計算式修訂」、「大型建築物自然通風之分析」、「混凝土收縮開裂機理及防制技術」、「以超音波檢測混凝土中鋼筋腐蝕劣化」、「為推行開放式建築現行法規之增修訂」、「應用開放式建築延長既有集合住宅壽命之案例模擬與評估」、「BIM導入台灣綠建築設計案例實作」、「應用BIM輔助建築設施管理」、「建築熱泵系統之節能改善效益分析與實驗印證」、「建築給排水噪音改善對策與相關法規檢討」、「綠建築標章碳足跡標示制度規劃」及「建築外牆隔熱及蓄熱效果對室內環境溫度影響」等領域,查核平均成績為93.8分,獲列為優等,成果豐碩。

大事紀要周楷峻
本所材料實驗中心延續取得綠建築標章

本所材料實驗中心前於101年7月11日取得基地保水、綠化量、日常節能、二氧化碳減量、室內環境、水資源及污水垃圾改善等7項指標「綠建築標章」,並於今(104)年7月10日屆期。為配合相關政策推動及樹立典範,爰依程序申請綠建築標章,歷經評定專業機構(財團法人台灣建築中心)書面文件審查及現場會勘,於今(104)年8月11日評定通過,並經本部104年9月11日內授建研字第1040850737號函准予認可,取得GB0101030號綠建築標章證書。符合指標為綠化量、基地保水、日常節能、二氧化碳減量、室內環境、水資源、污水垃圾改善等7項指標,有效期限自104年9月11日起至109年9月10日止。

大事紀要李其忠
本所防火實驗中心複合災害實尺寸架構屋動土開工

為配合本所「鋼構建築複合性災害作用下耐火科技研發計畫」長期實驗研究需求,於104年度辦理「複合性災害實驗用實尺寸鋼構屋結構行為研究」案,同時建構實尺寸鋼構屋試體。本案業於104年9月14日動土開工,預定104年12月31日完工。實尺寸鋼構屋基地為19.35m×13.35m,鋼構屋試體尺寸為一層樓的鋼構(面積12m×12m,2跨×2跨,計9根柱),本計畫為官、學、產跨界合作研究計畫,鋼材由中鋼公司提供,隔震器則由專業廠商(劦承精密公司)提供,研究團隊則由本所與成功大學共同組成。該實體架構屋試體將可針對不同空間型態與火災情境,進行鋼構造建築多重性災害之行為研究,現階段將以建築物在生命週期中一般較常遭受之多重災害狀況為主軸,即以先火後震的情境進行研究,以所獲得資料為基礎,發展火害後鋼結構健康檢測與診斷技術,並研擬鋼構造建築火害之結構安全評估準則。

大事紀要張志源
辦理104年度友善建築推廣研討會

本所於104年9月1日舉辦「104年度友善建築推廣研討會」,以提升社會重視無障礙環境,並促進各縣市政府交流推動經驗,以利未來推行至各直轄市及縣(市)政府。

本次研討會議題包含友善建築設計與推廣、友善公園空間推動、友善台北好餐廳、臺北市及高雄市無障礙友善環境業務推動及評選推動之經驗分享、新北市老舊公寓增設電梯補助推動之經驗分享及無障礙生活空間和無障礙旅遊經驗分享。

未來本所將持續分享友善建築理念,提供技術協助推廣各縣市辦理無障礙友善建築(環境)選拔,並辦理相關科技計畫,從建築單體居住空間,朝基地社區及交通環境等逐步規劃進行相關研究課題,以改善城市之軟硬體建設,使人人能享受安全、便利及舒適之生活空間。

大事紀要林宏澤
辦理2015醫療機構及高齡照顧機構防火避難安全技術研討會

國內對於老人福利機構及護理之家的需求逐漸增加,然而近年來醫療院所火災事件頻傳,突顯收容避難弱者之醫療場所防火避難安全之警訊,為此本所補助財團法人台灣建築中心,於104年9月17日假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳針對本議題辦理該研討會,邀請國內各界專家及業者分享醫療院所、老人福利機構的緊急應變措施以及防火及逃生避難設施相關資訊及經驗,主講課題針對長期照顧機構火災避難風險改善、老人福利機構及護理之家防火安全設計改善方案、安養機構安全管理說明、高齡者安養機構防火避難安全管理經驗分享外,也包含醫療院所防火標章評選辦法說明、防火安全指標評價說明、防火安全管理及緊急應變計畫案例分享等課題,該會議參與者相當踴躍,計約有210位醫療、消防及建築等各界專業人士與會,對於提升國內老人福利機構之公共安全意識及知識經驗交流有所助益。

大事紀要林宏澤
辦理建築防火安全設備技術創新研討會

在臺灣產業型態的轉變下,高層建築物、大型商場及展覽館等建築物紛紛興起,因應這些大空間、複合使用建築物之規劃設計需求,本所匯集國內各界近年最新的建築物防火安全技術、排煙設計、避難系統及設備設置法規等研究成果,於104年7月17日假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳舉辦本研討會,主講課題包含排煙系統性能及空調風管防火閘門驗證、自然通風與火場煙囪效應競合影響之煙控效應、建築煙控系統熱煙試驗技術應用、防火門及防火捲門設置指南及性能評定解說、全方位智慧感知避難引導系統、輕量型鋼結構建築物(鐵皮屋)防火安全技術等課題,提供新建建築設計及既有建築改善工程上的設計工具,來自建築、消防各界專業人士計約有140位參加,對於防火安全性能以及人命、財產安全之保障,有其重要意義。

大事紀要許敬昀
辦理建築物耐風設計規範講習會

新版耐風設計規範於103年6月12日發布。為增進相關從業人員對於規範內容的瞭解及應用,減少使用上的疑慮,本所補助中華民國風工程學會於北、中、南部舉辦3場「建築物耐風設計講習會」,邀請耐風設計領域相關產官學界人員參加,課題包含「耐風設計規範變革與研究」、「新版建築物耐風設計解說」、「建築耐風設計規範示範例」及「我國建築耐風設計軟體與系統概況」等,藉此提供相關技師及從業人員耐風設計觀念,並藉由學員與講師交流討論及問題釋疑,可作為未來風工程研究與規範修訂參考。3場次講習會參與人數總計約270人,會中各界對於新版規範及課程內容討論及提問相當熱絡,顯見參與學員對於新版規範與相關應用十分關切,對於新版規範的推廣具相當助益。

圖 建築物耐風設計講習會(北部場)
圖  建築物耐風設計講習會(北部場)

大事紀要厲娓娓
辦理BIM指南初稿介紹暨研究成果推廣研討會

BIM(建築資訊建模,Building Information Modeling)是目前各國營建產業積極推動的建築資訊建模技術。為了促進建築專案團隊之間的相互溝通,以及提升建築物規劃設計、施工與營運維護等生命週期各階段的效益,本所自民國101年起,即著手進行相關研究,而今(104)年度嘗試研擬屬於我國的BIM協同作業指南。「BIM指南初稿介紹暨研究成果推廣」系列研討會分別於8月5日、9月18日及10月16日辦理北部(桃園市政府)、中部(朝陽科技大學)及南部(高雄應用科技大學)共3場,除了分享本所歷年來在BIM應用於建築管理行政作業法規、節能評估、輔助設施管理、導入綠建築設計案例實作等研究成果,亦針對本所研擬之BIM指南(初稿)內容進行介紹,廣徵國內營建業意見。3場研討會參與人員踴躍,共計達430人以上,對於BIM應用之推廣,顯有相當助益。

大事紀要張怡葶
辦理智慧生活參訪研習營

為落實智慧建築之推動,使相關業界包括建築師、電機技師、室內設計師等,能更進一步瞭解智慧化系統整合概念及智慧建築如何應用於實際案例,本所特別於今(104)年5月21日、7月22日、9月11日及10月1日分別於台北、台中及高雄等地,共舉辦四場智慧生活參訪研習營。課程內容依智慧建築主題依序為智慧&健康、智慧&便利、智慧&安全及智慧&節能,邀請國內專家學者主講性能指標之設計重點,並配合主題內容邀請專業廠商提供實際之案例應用介紹,同時於課程結束後,就近安排參觀智慧化居住空間展示中心(場所),使參與者可實際參訪瞭解智慧化系統設備實際應用情形,本系列活動獲得業界相當熱烈的支持,總計參與者達350餘人次,大家對活動表示肯定,並認為收穫良多,充分達到技術推廣普及之目的。

圖 智慧生活研習參訪課程上課情形
圖  智慧生活研習參訪課程上課情形

大事紀要林宏霖
辦理智慧建築標章評定委員教育訓練

為提升智慧建築標章評定審查效率,使評定結果更具一致性及公平性,並配合本所本(104)年7月擬訂之「智慧建築評估手冊—2016年版(草案)」,特於本年9月15日辦理「智慧建築標章評定委員訓練課程」。課程除由本所說明手冊修正概要、及由各指標執筆委員介紹該評估指標之修正內容外,同時辦理智慧建築標章評估與審查疑義檢討。

本次講習會總計約50餘人次參加,與會各委員與講師互動熱絡,除審查實務上經驗分享外,尤其對於修訂後之智慧建築評估手冊—2016年版內容有更深入的討論交流並凝聚共識,講習會圓滿成功。

圖 智慧建築標章評定委員教育訓練
圖  智慧建築標章評定委員教育訓練

大事紀要劉錥錚
辦理建築節能與綠廳舍改善技術推廣講習會

為加強既有建築節能改善工作,本所自92年開始進行建築節能與綠廳舍改善示範補助計畫,歷年來已完成近600案,成效極佳,為擴大其示範推廣效益,本所特別於8月底及9月初分別於北中南各辦理一場建築節能與綠廳舍改善技術推廣講習會,邀請各中央政府機關暨所屬單位及國立大專院校、建築師公會與冷凍空調技師公會等相關人員參加。本次講習會內容包括改善補助計畫作業說明、空調暨熱水系統節能設計技術手法解說、測試調整平衡(TAB)暨建築能源管理系統(BEMS)技術,及建築物高耗能設備維護管理等,並進行實際改善案例技術及經驗分享,以加強講習會之宣導推廣效益。3場活動總計約350餘人次參加,與會者均對研討會所介紹之改善技術表示高度興趣與肯定,並熱烈參與討論,充分達到宣導目的,對於建築節能與綠廳舍改善之推廣應用有極大助益。

圖 建築節能與綠廳舍改善技術推廣講習會
圖  建築節能與綠廳舍改善技術推廣講習會

大事紀要林育新
辦理綠建材標章制度宣導講習會

綠建材標章自民國93年受理評定,截至本(104)年9月底止,已累計核發1,382件標章,涵蓋9,718種產品,綠建材標章已獲得產業界及消費者的重視與迴響。為持續加強宣導鼓勵綠建材,本所本年度於台北、台南辦理2場「綠建材標章制度講習會」,參與人數計為357人。講習內容包含綠建材標章的過去、現在與未來、綠建材標章解說與評估手冊2015年版內容說明、低碳建材產業的發展趨勢、再生綠建材產業的發展趨勢,且安排綜合座談會,提供與會民眾現場提問或提供建議,並由專家學者及本所人員即時予以回覆,加強雙向溝通與宣導成果,充分達到推廣宣導效益。

圖1 宣導講習會中頒發綠建材標章(台北場)
圖1  宣導講習會中頒發綠建材標章(台北場)

圖2 綠建材標章制度宣導講習會(台南場)
圖2  綠建材標章制度宣導講習會(台南場)

大事紀要林育新
辦理綠建材標章審查作業精進講習會

為強化綠建材標章審查之公正與周延性,本所補助辦理「綠建材標章審查作業精進講習會」,於104年9月10日假台灣建築中心舉辦。本次共有綠建材標章審查委員、評定機構專任人員等共34人次參與。講習內容包括提升評定作業之效率,針對申請案件之綜合實務,說明各階段處理人員之工作與責任,以加速評定審查作業之效率、增進綠建材標章之效益表現。另為確保審查結果之一致性,邀請各分類之委員進行對於評估基準與綠建材標章產品的檢討及案例分享,最後於講習會中安排30分鐘綜合討論,讓委員們與評定機構等人員進行交流互動,對後續綠建材標章評定工作之推動,賡續維持「審查同軌,信賴倍增」有極大助益。

圖 綠建材標章審查作業精進講習會
圖  綠建材標章審查作業精進講習會

大事紀要簡睿永
辦理智慧建築標準符號電子圖塊推廣應用講習會

為使建築相關弱電系統所使用之圖說符號標示一致化,本所於102年進行智慧建築標準圖例研擬,邀請相關單位、公會及專家學者召開多次座談會議,完成國內相關圖例符號之整合,並延續於103年據以制定電子圖塊。為推廣智慧建築標準符號電子圖塊的普及應用,本所於今(104)年6月9日、7月31日及9月25日分別在國家地震中心、逢甲大學土木水利館及高雄應用大學土木一館等地,分別舉辦推廣應用講習會,課程內容包括電子圖塊制定緣起,並展示下載平台操作流程、解說使用手冊以及示範圖塊設定步驟,會後並進行討論交流,充分達到推廣宣導之效益。

圖 智慧建築標準符號電子圖塊推廣應用講習會
圖  智慧建築標準符號電子圖塊推廣應用講習會

大事紀要林宏霖
辦理智慧建築標章推廣講習會

為配合相關法令修正與產業技術進步,並使得手冊之評估制度更為簡單易操作、規定更為明確,本所自103年4月成立「智慧建築解說與評估手冊編審小組」以來,陸續召開手冊編修會議、內容說明會議與指標檢討座談會議等,共28次會議,終於9月底完成智慧建築標章評估手冊2016年版。

為使相關單位及從業人員更加瞭解新版手冊之評估內容及申請作業流程,且對於日後新建建築物之規劃設計及取得認證等工作,提供更明確之依循準則,本所在10月22日臺北、10月29日臺南,及11月5日臺中,各辦理一場宣導講習會,針對手冊修正概要、指標內容、標章申請辦法及申請範例等內容進行說明,三場參與者達310人次,且交流討論熱烈,充分達到推廣宣導效益。

圖 智慧建築標章推廣講習會
圖  智慧建築標章推廣講習會

大事紀要李其忠、鍾政洋
成功大學與日本北海道大學參訪本所防火實驗中心及風雨風洞實驗室

成功大學土木系鍾興陽副教授偕同日本北海道大學工學院建築都市系岡崎太一郎教授等一行3人,於104年8月4日下午參訪本所防火實驗中心及風雨風洞實驗室,分別由李其忠副研究員介紹防火實驗中心實驗設備與近年完成研究計畫實驗等,研發替代役鍾政洋博士介紹風洞實驗室設施以及門窗與帷幕牆試驗。岡崎教授任職於北海道大學建築都市設計系,專長為鋼結構行為與耐震分析設計,對本所興建實尺寸鋼構屋進行實驗評估建築結構,進行火害與地震前後其結構強度變化與交互影響之多重性災害研究,以瞭解建築物受多重性災害之結構行為感到興趣,並表示日本無相關戶外實驗屋可進行多重性災害研究,此為先進議題,具有研究價值意義,另外針對建築結構風致振動相關研究方向做相關意見交流。

大事紀要李信宏
台電綜合研究所參訪本所風雨風洞實驗室

本所位於台南市歸仁區風雨風洞實驗室設有國內最大測試截面之低速風洞實驗設備,因台電綜合研究所正進行離岸風力發電機組受風行為與噪音震動等研究需有大型風洞試驗設備,遂透過成功大學航空太空工程學系苗君易教授偕同該所蒯副所長於今(104)年7月1日至風雨風洞實驗室參訪,並實際瞭解本所風洞試驗設備現況是否合適進行相關研究。

當天由李鎮宏主任親自介紹地況C(海岸地區)之風速剖面及合理之紊流邊界層,並發電機組基底受力行為量測方法進行討論;此外一行人亦至風雨實驗室參訪,由負責同仁針對門窗與帷幕牆風雨試驗方法與過程加以說明。參訪後蒯副所長肯定本實驗室試驗能量,並表示將進行離岸測風塔受風行為研究,屆時將與本所及苗君易教授合作,共同為綠色能源政策盡一份心力。

圖 台電綜合研究所參訪風洞實驗室
圖  台電綜合研究所參訪風洞實驗室

業務報導陳伯勳
永續智慧城市—智慧綠建築與社區推動方案

一、緣起

「智慧綠建築推動方案」將於104年執行完畢,國內綠建築、智慧建築在方案推動及業界與各部會共同努力下,已有顯著成效,充分達到節能減碳、提升環境品質與促進相關產業發展的目標。惟建築畢竟是個體,如能擴大至社區、城市當能發揮更大整合效益。

此外,毛院長在智慧城市國際論壇中強調推動智慧城市驗證,期望透過國內實際驗證,建立可輸出新產業鏈、創造新產值,提升國民生活、工作、環境品質水準,並維護臺灣環境永續發展;而國家發展委員會目前正在推動之智慧網路政策白皮書,亦強調網路、雲端技術之應用,並特別提出智慧交通、防災及智慧社區等前瞻政策。因此,本所依據國家政策及參考國際發展,以智慧綠建築為基礎,研擬後續發展重點,於103年12月提出「智慧綠建築與社區推動方案(草案)」,陳報行政院審議。

二、方案概要

經院交議國家發展委員會進行審議及修正後,行政院於本(104)年10月20日函復核定實施方案,名稱修改為「永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」,執行期程自105年至108年,計畫總經費16.5億元,105年度編列經費2.3億元;辦理重點包括智慧綠建築深耕升級及永續智慧社區創新實證計畫,以期由點而面逐步擴大,邁向優質永續與智慧臺灣之願景。

三、方案執行內容

本方案以永續智慧社區創新實證及智慧綠建築深耕升級為工作主軸,各研訂相關5項推動策略,包括智慧綠色科技研發應用、法令規範研修、培養跨領域人才建構產學研發展平台、推動永續智慧社區創新實證示範場域計畫(與深耕普及智慧綠建築)、與宣導推廣與拓展產業國際化,在推動策略下並擬定各工作項目,分年執行。

本方案在智慧綠建築深耕升級及智慧社區實證計畫部分,辦理重點說明如下:

(一)智慧綠建築深耕升級

  1. 新建築物:加強技術研發推廣及檢討簡化評估內容,提升建築性能及認證效率等。
  2. 既有建築改善:持續推動智慧綠建築改善補助示範計畫,並加強推廣宣導及提供技術諮詢,以提升改善效益。

(二)永續智慧社區實證計畫

  1. 智慧社區實證計畫,係以低碳節能為主軸,並考慮實證場域之在地化特性及使用者需求,於一個共通平台上,整合智慧能源、水資源、社區管理、安全防災及其他智慧生活等,提供客製化之整合性、永續性服務。
  2. 由於為實證計畫,特別規劃選擇不同類型之社區,包括住宅社區、大學校區、工業園區及偏鄉離島等,以驗證各不同類型社區適用之規劃建置與營運模式。

四、方案預期效益

智慧社區實證計畫為方案創新同時也是最重要工作項目,主要提供實證平臺,作為業界及相關單位操作整合性計畫之實證場域,並驗證智慧綠色產業技術之跨領域商業模式應用整合運作可行性,期望可藉以建立營運商業模式作為未來複製及整廠輸出之基礎。

至於整體方案之預期效益則包括以下四項:

  1. 應用綠能技術與智慧科技,加強節能減碳,建置低碳永續環境。
  2. 利用智慧科技與綠色環境規劃,平衡城鄉發展,縮小數位落差。
  3. 提供符合民眾需求的優質服務,創造幸福有感生活。
  4. 擴大產業整合及技術提升,提升產業競爭力,創造臺灣ICT產業新藍天。
業務報導陳麒任
修正既有建築申請智慧綠建築改善補助方式

一、緣起

由於國內既有建築物約佔總量97%,普遍存在耗能、不符生態環境等問題,若不改善將造成能源浪費與溫室氣體排放等現象,內政部建築研究所﹙以下簡稱本所﹚特別從92年開始,針對中央廳舍及國立大專院校選擇具改善潛力之既有建築物,進行節能改善示範計畫,以達到提升既有建築物能源使用效率、減緩都市熱島效應,及帶動國內相關綠能產業發展之目標。另為利用智慧科技提升既有建築物之環境品質,亦從97年開始,針對公有及民間既有建築物,就安全防災監控、健康照護管理、便利舒適服務、系統整合應用等領域,以獎補助方式進行智慧化改善示範計畫,以提升既有建築品質及帶動智慧化產業技術發展。

總計歷年來前述示範改善計畫成效相當顯著,其中「建築節能與綠廳舍改善補助計畫」於92-103年完成509案,每年節電量計約7,644萬度、節省電費達2.7億餘元;另「既有建築物智慧化改善工作計畫」於97-103年完成190案,有效提升既有建築物安全、節能效益,同時亦達到降低營運成本及提高使用者滿意度等成效。

二、改善計畫執行方式

前述改善計畫針對公有建築部分,歷年來皆由本所以全額補助方式辦理,而民間私有部份,則由本所獎助45%為上限的工程款,而這些獎補助款項均來自於行政院核定之推動方案。因本所105年度開始執行的「永續智慧城市—智慧綠建築與社區推動方案(105-108年)」,由於方案之經費來源為政府公共建設計畫,配合該計畫新規定,補助對象限定為政府公共建設或公有建築物,且至少應具30%自償性(或編列配合款)。

行政院考量下(105)年度各單位預算均已編列,爰105年之計畫該院同意暫採競爭型方式辦理,即有配合款者優先補助,至無法配合編列自籌款者,則仍依原評選原則進行遴選排序,惟106年開始則所有受補助計畫均須編列30%以上之配合款。

三、因應辦理方式變更調整申請期程

由於改善計畫工作龐雜,須大量人力進行相關工作,故本所歷年來這兩項改善計畫均由本所補助或委託民間團體協助執行,兩項計畫皆聘請國內專家學者組成服務團隊,協助辦理改善工程之現勘、實測、評估,提出改善建議及初步規劃設計,與後續之輔導及查核工作等,以確保改善之成效。

至於計畫辦理期程部分,為配合預算執行要求,使各補助案均能如期於每年10月底前結案,本所均於前一年度8月起,即開始辦理次年的籌備工作,包括公告申請須知、受理補助單位申請、初選會議、決選會議及簽報內政部核定等,並於前一年12月或當年1月底前辦理補助說明會。

考量106年開始,所有受補助單位均須自行編列配合款,而一般公務機關每年概算需於前一年度3月底前即編列送審,為使未來各申請補助單位能及時編列自籌款,故106年度計畫之籌備工作提前辦理,主要執行期程預計調整如下:

  1. 104年11月10日前公告申請須知及受理申請。
  2. 104年12月10日前截止收件申請。
  3. 104年12月31日前召開初選會議。
  4. 105年1月31日前召開決選會議。
  5. 105年2月底前簽報內政部核定補助內容及受補助單位正、備取名單。
  6. 105年3月中旬前召開補助說明會。

另考量正選單位即使已編列預算送審,亦可能於預算審查過程遭刪減或凍結而致無法支應30%自籌款,擬於補助說明會時告知本所僅支付至核定總費用之70%,其餘需由受補助單位自行籌措支應,若該單位因故無法支應自籌款者,最遲應於106年度開始前來文放棄補助,並由備選單位遞補。

四、未來展望

本所既有建築之智慧綠建築改善示範計畫執行以來,在技術服務團隊及產業界與相關單位大家共同努力下,成效顯著,後續計畫補助方式雖因方案新規定而有所調整,籌備執行期程亦須配合變更,惟因有配合款之編列,在推動方案相同之預算經費下可增加改善案量,實有助於擴大示範推廣宣導效益,期望藉此落實普及,達到提升既有建築物能源使用效率及建築品質,同時也促進智慧綠建築產業發展的計畫目標。

業務報導張乃修
編撰本所103年度年報

都市及建築環境是國家永續發展不可或缺之一部分,亦為政府施政建設之重點,本所以推動建立安全、健康、友善、舒適之都市及建築環境為目標,用前瞻的視野,推動智慧綠建築、建築節能減碳、高齡社會無障礙環境改善、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等建築研究工作。

本年報係依本所目前執行之科技計畫研究主軸,以易於閱讀的方式完整呈現本所103年各項研究成果與績效,重要內容摘述如下:

  1. 介紹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。另本所依行政院103年度施政方針,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103年度施政計畫及預算。

  2. 呈現本所業務成果,並加以推廣應用:

    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,其中包括永續綠建築與節能減碳、智慧化居住空間產業發展推廣、全人關懷生活環境、都市及建築安全減災與調適科技發展、建築防火科技發展、鋼骨鋼筋混凝土構造火害及耐火性能設計、開放式建築創新應用及建築先進技術創新開發與推廣應用等8項科技計畫與成果;智慧綠建築推動方案與成果;既有公寓垂直無障礙改善方式、都市計畫通盤檢討有關減洪規劃作業手冊、鋼筋混凝土建築物耐震評估程式增修與應用、公有建築物節能改善示範及住宅類建築節能診斷等施政亮點;以及智慧建築、綠建築、綠建材、防火及耐震等標章之辦理成果等多項成果介紹。

  3. 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檢測服務進行介紹。

  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:智慧化居住空間展示中心智慧化系統功能擴充、新加坡及香港智慧綠建築發展考察及低碳觀光知性之旅啟動典禮等3項活動;在推動節能減碳綠建築方面,包括綠建材標章國際接軌座談會及國際合作協議簽署儀式、綠建築教育示範基地暨綠建築推廣講習計畫、2014年綠建材標章國際接軌業界說明與交流座談會、2014年綠建材標章制度講習會、辦理醫院與社福機構節能技術推廣講習會、智慧生活研習參訪課程、辦理既有建築社區智慧化服務應用研討會及推動智慧社區實證計畫可行性跨領域整合交流座談會等多項推廣說明;在無障礙通用化生活環境方面,包括:友善建築頒獎典禮及「友善建築APP行動軟體」新增社群網站分享功能等內容;在提升防火性能及氣候變遷減災調適技術方面,包括:辦理「2014都市與建築減洪調適技術發展研討會」、與新北市政府合作舉辦「2014山坡地社區災害風險管理研討會」及辦理2014建築物防火避難安全驗證技術研討會等3項防火及減災說明;在建築資訊技術與工程技術發展方面,包括:BIM新世紀—建築資訊模型座談會議、2014年台灣香港兩地企業級BIM應用研討會、參加美國加州史丹佛大學BIM短期研究、參加2014年APEC應用BIM提升建築效能研討會、香港地區建築資訊建模技術應用推廣考察等5項工程技術交流。在綜合業務活動方面,包括:日本災後重建之高齡化社會及複合性災害因應對策研習、年度研究成果發表會、參加2014國際火災安全科學研究會議、參加第5屆國際災害及風險管理研討會、鋼筋混凝土建築物耐震能力評估及補強技術講習會、耐震標章講習會及2014建築結構創新技術研討會等多項成果介紹。

由上述內容說明,期能透過多元化的介紹,與國人共享本所豐碩之研究成果,增進國人對建築研究領域的瞭解,並給予本所支持與指教,鞭策本所精益求精、更上層樓。期望本所能紮根現在、關懷未來、佈局全球,讓國內的建築領域能掌握新局、開創新契機。

圖 本所103年度年報封面
圖  本所103年度年報封面

業務報導阮文昌
本所USB儲存媒體使用管理規範

為強化本所在使用USB儲存媒體時之資料安全性,避免因人為使用上之疏忽,造成資安漏洞。本所通過實施「USB儲存媒體使用管理規範」,以提升本所在USB儲存媒體之使用安全性。因為使用可攜式的USB儲存媒體進行資料的存取與交換,是除網路之外,目前最主要的工具。其使用方便、操作容易的特性,卻暗藏不可忽視的危機。隨著技術的進步,可攜式的USB儲存媒體的容量不斷增加,售價也越來越便宜,一隻大容量的隨身碟,即可快速存取大量的資料,甚至是一個完整資料庫的檔案,並輕易的帶離單位的辦公室,是造成單位資料外洩的原因之一。

另猖獗的USB惡意病毒,亦為本所管理USB埠另一個原因,使用者於電腦上使用中毒的可攜式USB儲存媒體,該電腦就會遭受病毒感染,並自動安裝惡意程式於作業系統中運作,如果這台中毒的電腦,有使用其他的USB儲存媒體,也會因此而中毒。有些病毒甚至能透過區域網路擴散至辦公室其他電腦。因此,控管可攜式的USB儲存媒體如果不夠嚴謹,將會形成資安大漏洞。

為防範資料的外洩及USB病毒的危害,管制使用可攜式的USB儲存媒體已是必要之手段。USB儲存媒體管制措施有三種,第一種是透過電腦主機板之BIOS設定,停用USB埠的功能;第二種是修改電腦作業系統之設定,停用USB埠的功能;最後一種是以市售的應用程式,管理單位每台電腦的USB埠使用情形。

為兼顧本所同仁使用上的便利與資訊安全,本所以市售應用程式,進行USB儲存媒體之管理,優點為適時開放使用USB埠之權限,管控透過USB埠之資料存取,並記錄每台電腦的USB埠使用情形。控管範圍為本所配發之公務電腦中所存放的所有檔案,同仁使用USB儲存媒體時,需填寫相關申請單,經核准後才可進行資料存取,且機敏性檔案另需加密以防止資料外洩。同仁進行資料存取前,需以本所之防毒軟體進行掃描確認其不含病毒與惡意程式,方可進行資料存取作業,並於作業完成後徹底刪除USB儲存媒體上之相關資料,以避免資料洩露。

於本所電腦中所使用之USB儲存媒體,皆由本所USB儲存媒體管理程式以加密方式進行控管。因為造成單位資料經由USB埠外洩,除了遭受刻意竊取外,遺失USB儲存媒體為另一個主因。所以除了USB埠之使用管制外,被存取資料之加密,更顯其重要性,當檔案寫入USB儲存媒體的時候,透過本所管理程式對存取之檔案進行加密,如果開啟檔案之設備非本所之公務電腦,檔案開啟後將呈現亂碼且無法編輯使用,在USB儲存媒體不慎遺失之後,可避免裡頭存放的資料遭到洩露。

業務報導白櫻芳
建置低衝擊開發技術容量設計電腦輔助系統

由於都市發展快速伴隨著土地使用改變,不透水區域大幅增加,地表逕流驟增,既有排水系統宣洩不及,尤其在氣候變遷與都市急遽發展之雙重影響下,都市水患日益頻繁,已嚴重威脅人民的生命財產安全。為減緩基地開發對水環境造成之衝擊,近年來政府與民間開發業者紛紛自歐美引入低衝擊開發技術(Low Impact Development, LID),以保存自然資源、地貌及水文之開發概念,結合貯集、滲透、蒸發及保留方式,提升整體防洪能力,達成都市永續發展的目標。

為建立適合臺灣水文地文環境的本土化低衝擊開發技術,本所近年來積極進行多項研究計畫,「社區及建築基地減洪技術與防洪強化措施之研究(2011)」完成減洪防洪技術、減洪量規劃及成效評估;彙編出版「社區及建築基地減洪防洪規劃手冊(2013)」,建立減洪防洪技術規劃設計流程,提出積點評估方式與步驟、利用簡易水文計算減洪設施容量等;「社區及建築基地減洪防洪成效評估模式及審議機制研究(2013)」則運用水文模擬分析模式(SWMM)探討小型基地的暴雨逕流管理成效,累積豐碩研究成果並獲得業界廣大迴響。然而,在協助保護和降低水環境因都市開發造成之衝擊過程中,水文模擬流程相當複雜,推廣上事倍功半,如何簡化模擬設計工作,提供給建築從業人員簡易的電腦輔助容量設計工具甚為重要。

本所103年度「低衝擊開發技術容量設計電腦輔助系統建置(1/2)」協同研究計畫,彙整國內外相關輔助容量設計工具之介面及功能,兼顧國內環境需求、相關貯留/允許放流等規定,運用國際間十分普遍的應用工具Microsoft Excel軟體,率先針對國內最常見的「地上型滯蓄洪設施」及「地下型滯蓄洪設施」,撰寫電腦輔助容量設計工具輔助計算模式,其具備簡易的水文、水力等程式運算、資料繪圖以及操作容易且普遍性高,對於不具水文背景之使用者也可輕易操作。

「低衝擊開發技術容量設計電腦輔助系統」,主要是針對1公頃以下建築基地之滯蓄洪設施之設置,提供容量、放溢流與設施本體細部設計、檢核之應用工具,本系統包括「基本資料輸入模組」、「地上型滯蓄洪設施設計表單模組」、「地下型滯蓄洪設施設計表單模組」、「演算輸出表模組」,以及「設計及檢核總表單模組」等五大模組,並進一步細分為「基本條件輸入欄位」、「限制條件輸入欄位」、「設施容量設計輸入欄位」及「成果輸出及檢核」等四種子介面(如圖1),提供給使用者從資料輸入到設施細部設計示意,最後產出「基地開發逕流—放流計算表」檢核是否符合法規要求,且輔以「基地開發逕流—放流曲線圖示」呈現開發前後之差異。

  1. 基本資料輸入模組

    為操作介面模組,包括「基地開發資料」、「基地貯留/排放條件」、「基地降雨—逕流模擬」及「低衝擊開發設施技術型態遴選」等四個子介面,模組介面如圖2所示。

  2. 地上型滯蓄洪設施設計表單模組

    為操作介面模組,包括「容量設計」、「放流及溢流設計」等二個子介面,模組介面與設施示意圖如圖3、圖4所示。

  3. 地下型滯蓄洪設施設計表單模組

    為操作介面模組,包括「容量設計」、「放流及溢流設計」等二個子介面,模組介面與設施示意圖如圖5、圖6所示。

  4. 演算輸出表單模組

    為非操作介面模組,主要為設計結果產出,包括「基地開發逕流-放流計算表」、「逕流—重力式排水-機械式排水曲線圖示」等二個子介面,模組介面如圖7所示。

  5. 設計及檢核總表單模組

    為非操作介面模組,主要為提供設計者總檢核之用,包括「低衝擊開發技術最小設置容量計算」、「低衝擊開發技術設施設計」及「設計檢核」等三個子介面,模組介面如圖8所示。

  6. 介面操作流程

    針對前述五個介面,本工具包括三個需使用者操作之介面,及二個非操作、僅供檢視之介面,而工具中另包含「必填」及「選填」等需執行項目,介面操作流程如圖9所示。

由於本系統尚在初期研發階段,目前僅限單一基地面積1公頃以內單一技術型態的容量運算,本(104)年度陸續擴充「透水性鋪面」及「雨水花園」等技術型態的運算功能,未來將進一步加以串連整合,提供複合型低衝擊開發技術容量設計參考使用。

圖1 電腦輔助系統呈現介面架構,分為「基本條件輸入欄位」、「限制條件輸入欄位」、「設施容量設計輸入欄位」及「成果輸出及檢核」等四種子介面
圖1  電腦輔助系統呈現介面架構

圖2 基本資料輸入模組介面,為操作介面模組,包括「基地開發資料」、「基地貯留/排放條件」、「基地降雨—逕流模擬」及「低衝擊開發設施技術型態遴選」等四個子介面
圖2  基本資料輸入模組介面

圖3 地上型滯蓄洪設施設計表單模組介面,為操作介面模組,包括「容量設計」、「放流及溢流設計」等二個子介面
圖3  地上型滯蓄洪設施設計表單模組介面

圖4 地上型滯蓄洪設施設計及參數示意圖
圖4  地上型滯蓄洪設施設計及參數示意圖

圖5 地下型滯蓄洪設施設計表單模組介面,為操作介面模組,包括「容量設計」、「放流及溢流設計」等二個子介面
圖5  地下型滯蓄洪設施設計表單模組介面

圖6 地下型滯蓄洪設施設計及參數示意圖
圖6  地下型滯蓄洪設施設計及參數示意圖

圖7 演算輸出表單模組介面,為非操作介面模組,主要為設計結果產出,包括「基地開發逕流-放流計算表」、「逕流—重力式排水-機械式排水曲線圖示」等二個子介面
圖7  演算輸出表單模組介面

圖8 設計及檢核總表單模組介面,為非操作介面模組,主要為提供設計者總檢核之用,包括「低衝擊開發技術最小設置容量計算」、「低衝擊開發技術設施設計」及「設計檢核」等三個子介面
圖8  設計及檢核總表單模組介面

圖9 系統操作流程圖,為非操作介面模組,主要為提供設計者總檢核之用,包括「低衝擊開發技術最小設置容量計算」、「低衝擊開發技術設施設計」及「設計檢核」等三個子介面
圖9  系統操作流程圖

業務報導陳致向
協助新北市汐止區國際安全社區導入坡地社區自主防災工作

本所自99年起啟動「坡地社區自主防災輔導與推廣教育計畫」,至今已辦理社區現地輔導計有81處,及導入巡檢系統與教育講習成為示範社區30處,受惠居民達上萬人。本計畫的執行主要是透過網路及地方政府推薦或轉發該管坡地社區自主申請,實施過程中結合專業技師成立「社區防災服務團」,進行現地勘查及環境設施安全健診、提供防災技術諮詢,並深入瞭解社區中潛在問題,協助擬定改善建議與對策。在輔導的過程中,就社區參與的積極性及環境現況進行評估篩選,進一步協助社區辦理教育講習課程及自主防災巡檢系統APP軟體操作等技術輔導,並教導居民辨別社區周遭環境可能發生的災害及徵兆。而自主防災巡檢系統APP軟體為本所在101年開發的手機軟體,主要是協助居民能夠簡易及清楚記錄社區環境自主檢查表,提供後續相關技師團隊進入社區實地勘查的參考。最後辦理防災工作坊,導入更多資源進行社區環境診斷檢視,透過建置潛勢地圖及防災演練等工作,協助坡地社區建構防災組織及提升應變技能。

鑑於國際安全社區概念,主要是指一個社區能在社區民眾的共識下,結合社區內外可獲得的所有資源,共同為減少各種意外或故意性的傷害、營造更安全的環境、促進人際和諧、增進每個人身體、心理與社會全面的安適不斷而努力的運動。因此,「安全社區」不是對社區已具備了安全特性的描述,而是為營造更安全的社區而持續不斷努力的運動(白璐,2007),與本所山坡地社區自主防災的理念相近,但在我國具有大量山坡地社區的環境中,國際安全社區之居住安全認證項目卻缺乏坡地安全維護的內涵,同時為擴大坡地社區自主防災輔導推廣效應效率,本所乃進一步尋求與國際安全社區合作,期望將坡地社區自主防災的理念與作為導入有坡地災害風險的國際安全社區實施應用。本所自102年起拜訪國際安全社區推廣中心,尋求國內19處已認證之安全社區,導入坡地自主防災之適宜性與可能性,經過2年的努力及規劃,於本(104)年與汐止區國際安全社區推動委員會合作,擔任坡地防災的技術指導顧問,並選定2處汐止坡地社區進行現勘輔導及辦理防災演練等,使汐止區的坡地社區住宅能夠更了解坡地災害,如何進行備災、防災、應變及避災,實施規劃說明如表1所示,執行的工作項目可分為:

  1. 擴大認證社區的規模

    台灣既有之國際安全社區共計19處,依據世界衛生組織社區安全推廣協進中心規定,每5年需重新申請認證,然原本在汐止區的秀峰國際安全社區至104年底止需重新取得認證,且認證的範圍將由原本的秀峰社區擴大至汐止行政區。鑒於汐止行政區的坡地社區數量眾多,故本所於本年度協助汐止區國際安全社區推動委員會指導坡地防災安全指標項目的認證規定,提供自主防災的技術觀念及教育。

  2. 技術導入

    邀請專業的防災技師團隊進行勘查輔導,並提供客製化防災手冊,辦理教育講習,學習APP自主巡檢使用方式,及防災工作坊推動及防災演練等。

  3. 過程記錄

    輔導的過程將以文字及圖片方式紀錄,製成簡要報告或影片作為後續推廣教學使用。

  4. 宣導推廣成果

    已104年10月17日底協同安全社區推廣中心辦理社區防災議題之成果發表會,課題和講者規劃的如:「坡地社區自主防災工作說明與實務經驗分享」—銘傳大學莊睦雄副教授、「社區防災與安全社區」—台灣事故傷害預防與安全促進學會白璐理事長、及「防災政策與實務」—前內政部長李鴻源教授等,內容相當豐富也貼近社區居民實務應用。

表1  安全社區輔導坡地安全實施規劃說明
項目 說明
輔導對象 汐止區國際安全社區推動委員會
參與計畫單位
  1. 汐止區公所
  2. 台灣社區安全推廣中心
  3. 秀峰社區發展協會
  4. 馥記山莊社區
  5. 仁愛名爵社區
  6. 財團法人台灣建築中心
  7. 新北市政府公寓大廈管理科
輔導社區位置 新北市汐止區
申請再認證之具體項目
  1. 居家安全
  2. 校園安全
  3. 新住民安全
  4. 休閒運動安全
  5. 道路安全
  6. 坡地社區安全(104年度新增項目)
國際安全社區排序 2009年認證通過,序位第147

 

 

圖1 汐止區安全社區第1次推動委員會啟動說明
圖1  汐止區安全社區第1次推動委員會啟動說明

圖2 汐止區安全社區第2次推動委員會暨坡地防災講習會
圖2  汐止區安全社區第2次推動委員會暨坡地防災講習會

業務報導陳柏翰
研擬推動既有建築物耐震評估補強制度

近年來,建構耐災韌性城市已成為各界共識,其中以事前減災概念,透過結構補強以提升既有建築耐震能力,進而減輕震災造成之人員及財物損失,亦為建構韌性城市重要策略之一。

日本自阪神地震(1995年)後訂頒「耐震改修促進法」,持續推動建築物耐震補強工作,及至2012年311震災時,因震害傷亡的比例,已從阪神地震的83.3%降低為4.4%,說明耐震評估補強工作在震災預防上扮演重要角色。我國於2000年起推動「建築物實施耐震能力評估及補強方案」,針對建築物耐震設計規範及解說86年5月1日訂定前設計興建之公有建築物先行辦理耐震補強工作。私有建築物耐震評估補強工作因涉及民眾權利義務關係,尚處起步階段,目前之推動方式,於建築物耐震能力評估部分,係循「住宅法」第37條所訂定之住宅性能評估制度,修正「住宅性能評估實施辦法」相關規定,補貼評估費用,鼓勵民眾申請。而於建築物耐震能力補強部分,則係循「都市更新條例」第18條之整建、維護補助規定,於其子法「中央都市更新基金補助辦理自行實施更新辦法」中增訂相關補助項目。現行機制僅屬鼓勵性質,需待民眾自主提出,不具強制力,且囿於經費額度,每年僅能補助一定數量案件辦理,無法積極且全面地提升都市整體耐震能力,面對可能發生之震災威脅,實有緩不濟急之慮。

然而若要全面推動私有建築耐震評估補強工作,實有必要全盤考量,制訂完整法令機制,並將可能面對的課題、執行方式、衝擊與社會反應,以及應投入經費與可能產生之效益等先進行評估研究。因此,本所自103年起開始進行相關研究,目前已彙集國內外相關制度執行經驗、諮詢專家建議及訪談關係者意見,並透過成本效益模擬評估(以臺北市為例),提出「既有建築物耐震評估補強促進法(暫訂)規劃」、「辦理模擬臺灣各縣市建築物地震損失評估相關研究」及「既有建築物耐震評估及補強財稅補助規劃」等3項建議,期透過全面性之推動措施,提升既有建築耐震評估補強工作執行成效,以強化都市整體耐震能力。建議內容說明如下:

  1. 為順利推動私有建築物耐震評估補強工作,可借鏡日本在1995年阪神地震後推動耐震化「中央及地方配合之機制」,由中央建立母法「既有建築物耐震評估補強促進法(暫訂)」,建立既有建築物耐震評估及補強推動之法源依據,以對既有建築物之耐震評估及補強工作提供指導原則與技術標準,以促進推動成效。
  2. 使用國家地震工程研究中心所研發之「臺灣地震損失評估系統」,模擬臺灣各縣市建築物因地震而損壞倒塌與人員傷亡情況,及評估可能造成之經濟損失,以檢討分析環境現況,進而提出因應策略。
  3. 為鼓勵民眾辦理既有建築物耐震評估及補強工作意願,建議規劃相關財務補助措施(包含耐震評估補強工作之費用及利息補助、稅額減免等),以事前妥善準備可降低災時人命財產損失及政府救災成本之理念,在考量政府財政能力與預期效益下,達到提升民眾辦理意願之目標。
業務報導王天志
建築防火設備設置法規研修及性能評估檢討

建築防火區劃主要功能在於侷限火勢,防止火災擴大延燒。但為生活機能需要,須於區劃構件設立開口部,再以防火門或防火捲門等常見的防火設備加以防護。本研究主要針對防火門「常時關閉式」及「常時開放式」之條文規定,以及大型防火門評定基準進行檢討。

雖然現行「建築技術規則」第76條已定義「常時關閉式」及「常時開放式」防火門之分別,但未針對其使用之條件進行說明,因此本研究就其設置之相關法規加以檢視,以明確規範常時關閉或常時開放式防火門之設置條件,使其能確實發揮防火區劃之功能。

另外,防火捲門之防火性能目前依CNS 14803「建築用防火捲門耐火試驗法」進行試驗,測試尺度為3m×3m,測試結果+依CNS 4212「重型捲門組件」規定實際施作最大尺寸可放大至淨寬度8m及高度4m以下(32m2)。但建築物超大開口之需求時有所聞,若能再進一步放寬將使建築物使用之便利性、美觀再次提升。

壹、防火門設置規定

建築技術規則第79條至第87條中說明各空間、場所須進行防火區劃之規範,同時規定須於開口部設置一定防火時效以上之防火門窗。建築技術規則第76條僅定義「常時關閉式」及「常時開放式」防火門,但未針對其使用之條件進行說明,造成設計時因經費或其它因素考量,多設計為常時關閉式防火門,但實際使用時又因需時常開啟,而將門開啟並固定,進而造成火災時無法阻隔火煙造成危害。

經彙整我國「建築技術規則」、日本「建築基準法」、「建築基準法施行令」、美國「國際建築規範」(International Building Code)、英國「建築規則」(Building Regulations)、中國大陸「建築設計防火規範」、「高層民用建築設計防火規範」、「防火門」、「火災自動報警系統設計規範」、「人員密集場所消防安全管理」等規定,綜合上述資料分析,我國與日本對於防火門之設置規範較為相近,但卻無詳加規定何種場所應設置常關或常開式防火門,美國僅針對地下空間詳加規定,其餘空間亦無說明,而英國及中國大陸對防火門的設置則從人員在空間中活動情形為出發點,若無人員經常使用或通行,則設置常關式防火門;若人員需經常通行,其防火門妨礙人員日常生活使用時,則將防火門設置為常開式,如此設計有三項優點,第一,可減少需經常開啟防火門,造成通行上之不便;第二,可減少一般人貪圖方便之心態,而將常關式防火門開啟固定,造成火災時失去應有的效用;第三,可降低因防火門經常性的開關而造成相關五金零件損壞之可能性。

貳、超大尺寸防火捲門評定基準

超大尺寸防火捲門須考量各種捲門寬度及高度應使用之轉軸、機箱、導軌及底座尺寸重新進行設計,因捲門作動時葉片間之拉伸及自動落下時產生之衝力皆可能造成葉片變形或脫離導軌,造成捲門失去防護作用,因此評定超大尺寸防火捲門另需考量捲門捲動時葉片間之拉扯力及捲門落下時之衝力。

在國外UL已有評定超大尺度防火捲門之例,可放寬至淨高度在8m以下、寬度在12m以下(96m2),其評估除耐火測試外,尚有拉伸(pull test)、落下試驗(drop test)等相關結構設計規範及試驗項目,另隨門寬改變,導軌深度、門片進入深度、膨脹空間、補強支架數量、底座角鐵厚度等規定亦配套而行。

參、結論

本研究將依人員於各類場所使用及進出情形進行規劃,人員經常通行之處建議設置常時開放式防火門,未經常通行之處建議設置常時關閉式防火門;另外針對建築技術規則第76條第3款僅說明門扇或門樘應標示常時關閉防火門等文字,但並未說明標示大小、型式及位置,將一併進行建築技術規則相關條文之檢討。針對超大尺度防火捲門,本研究已參考UL評定方式,研擬適合我國之「超大尺寸防火捲門防火性能評估基準」以供未來主管機關訂定參考。

業務報導梅賢俊
研訂智慧建築管線標示施工規範

一、緣起目的

智慧建築注重以系統整合、綜合佈線等方式有效整合建築物之各類管線、資通訊科技(Information and Communication Technology, ICT)設備及系統等,檢討目前國內智慧建築之規劃設計與工程施作,不同廠商之管線標示大多自成一格且各自為政,由於缺乏共同之管線標示編碼原則,致使後續維護管理階段,面臨系統檢修、設備更新或廠商替換時,容易產生混淆,進而造成維修困難,影響使用管理品質與效率、增加維運成本等問題,實有違智慧建築以資通訊科技提升使用效率與降低維運成本之精神。

有鑑於此,為促使智慧建築管線標示系統化及一致化,以促進智慧建築之長遠發展,本所於本(104)年度進行「制定智慧建築管線標示規範計畫」整合智慧建築之各類管線標示編碼原則,預期研訂一套適用於各類管線施作與管理之智慧建築管線標示規範(草案),期使未來智慧建築於生命週期各階段之相關從業人員,均能依循系統化及一致化之編碼及標示,而能提升其工作效率。

二、智慧建築管線標示規範計畫規劃

本計畫預計蒐集與分析國內外智慧建築管線標示規範與案例,並進行智慧建築管線標示編碼原則之整合,同時邀請相關業界、公會團體及專家學者等共同討論與修正,以提出適合我國之智慧建築管線標示規範(草案)。相關執行內容規劃如下:

(一)蒐集與分析國內外智慧建築管線標示規範與智慧建築管線標示案例。

(二)研訂我國智慧建築管線標示規範(草案)

  1. 研訂適合我國之智慧建築管線標示編碼原則。
  2. 召開座談會,邀請我國相關業界、公會團體及專家學者等共同討論與修正。
  3. 研提適合我國之智慧建築管線標示規範(草案),並製作範例說明等,以利後續宣導推廣及應用。

三、計畫執行情形

本計畫目前已依計畫期程完成國內外案例蒐集、智慧建築管線標示規範分析、智慧建築管線標示規範(草案)研訂及範例說明等,並已召開4場次專家座談會議,邀集建築管線相關公協會、主管單位及業界專家代表等,進行討論與凝聚共識,完成初步草案,內容概述如下:

  1. 通則:主要納入各類管線系統(包括電力系統、空調系統、衛生給排水系統、消防系統、網路系統、其他弱電系統等),將建築之線路迴路標示依規模區分為4個等級,並研訂線路迴路編碼原則,及研訂設備名稱標示基準、管路線槽功能性標示等。
  2. 產品:主要研訂管路線槽功能性標示、線路迴路標示、標示牌及標籤材質等。
  3. 施工:包括辨認、安裝、現場塗漆等規範研訂。
  4. 計量與計價:研訂計量與計價依據。

四、結語

建築物從規劃、設計、發包、施工到營運維護等過程,以50年之生命週期而言,初期建設費用約僅佔1/4,而其他則皆為管理、能源、設備更新等營運維護費用。因此,制定通用性之智慧建築管線標示規範,有助於提升我國智慧建築之管線標示品質,並降低智慧建築之營運維護費用,有效促進我國智慧建築之長遠發展。

本計畫目前研訂之管線標示規範草案為參考性,並且係以智慧建築為對象,惟鑑於管線標示實涉及所有建築物,所以後續將研議擴大範圍,逐步進行整合以研訂系統化之建築管線標示規範,並以納入公共工程委員會之施工規範為目標,期望可藉此促進建築管線標示系統化及一致化,達到車同軌、書同文,作為提升國內建築維護管理效率之重要基礎。

業務報導林育新
隔熱塗料耐久性試驗與探討

一、緣起

建築能耗約占國內總能耗30%,對於降低建築能耗之策略,除提高建築設備的能源使用效率外,降低建築外殼能耗則為另一有效途徑,目前相關技術除建築座向、開口率等作法外,提升外牆隔熱性能,亦為重要方法之一,而具體作法則包括使用隔熱板材、隔熱塗料與隔熱窗戶等。其中隔熱塗料因價格較其他工法(如鋪設隔熱磚等)便宜且施工簡易,已普遍應用於住宅建築外牆及屋頂、鋼製屋頂廠房、學校甚至農舍上。然而,臺灣位處亞熱帶高溫、高濕的氣候區,且尚有酸雨、鹽霧及落塵等特殊的環境變因,因此,隔熱塗料的耐久性,及隔熱塗料老化後隔熱性能衰減等問題,實須進一步探討,以確認隔熱塗料是否具推廣應用的價值,爰本所於104年度委託國立成功大學李訓谷教授辦理「隔熱塗料耐久年限之檢測研究」計畫。

二、試驗方法

依美國環保署研究指出,若屋頂建材採高太陽光反射率及高熱輻射率的冷屋頂建材,可有效隔熱,因此美國及日本等國家對於隔熱塗料之性能,均以太陽光反射率及表面輻射率作為判斷之主要參數。本研究參考前述作法,以塗料之太陽光反射率、表面輻射率作為評估塗料隔熱性能之參數,並採用分光光譜儀(圖1)及FTIR(圖2),分別量測20種不同類型的市售隔熱塗料,以建立塗料隔熱性能資料庫,此外,為瞭解塗料在老化後隔熱性能的變化情形,本研究以自然太陽光、氙弧燈及紫外線照射之方式,進行塗料隔熱性能與耐久年限之關聯性評估。

  1. 氙弧燈曝曬加速老化試驗(圖3)

    本試驗方法為目前國際上公認最能模擬太陽輻射的試驗,因氙弧燈的光譜是現有人工光源中最接近太陽光譜的,試驗方法是以氙弧燈直接照射在塗料試件上,並採用溫度自動控制系統,來模擬太陽輻射與不同氣候條件。

  2. 紫外線曝曬加速老化試驗

    紫外線曝曬加速老化之試驗方式,是利用螢光紫外線燈源來模擬太陽光對材料的破壞作用。

  3. 試驗方法之差異比較

    紫外線曝曬加速老化試驗與氙弧燈曝曬加速老化試驗不同之處在於螢光紫外線燈源在原理上與普通的照明日光燈相似,但能生成更多的紫外光而非可見光或紅外線,因此紫外線曝曬加速老化試驗並不是要模擬太陽光的照射,而是要模擬出太陽光對試件的破壞效果,例如開裂、脆化、氧化等。本研究也將塗料試件曝曬於自然陽光下,與氙弧燈及紫外線加速老化之試驗結果比對,相關差異如表1所示。

圖1 隔熱塗料穿透反射率光譜儀(HITACHI U4100)
圖1  隔熱塗料穿透反射率光譜儀(HITACHI U4100)

圖2 隔熱塗料表面輻射率量測儀(Thermo iS50 FTIR)
圖2  隔熱塗料表面輻射率量測儀(Thermo iS50 FTIR)

圖3 試件置入氙弧燈耐候試驗機
圖3  試件置入氙弧燈耐候試驗機

表1  耐候測試方法之比較
  自然曝曬 紫外線耐候試驗 氙弧燈耐候試驗
所需時間 3年(最少2年) 0~2500小時(依規範需求) 0~2500小時(依規範需求)
價格 1小時2元 1小時50~120元 1小時150~200元
優點
  1. 真實的戶外測試結果
  2. 價格低廉
  1. 可模擬太陽光中的紫外線
  2. 維護設備費用很低
  3. 快速獲取結果
  1. 可模擬太陽光所有波長的光譜
  2. 快速獲取結果
缺點 耗時 無法模擬全光譜太陽光 檢測費用較高

三、試驗結果分析

本研究將20種市售不同顏色之隔熱塗料(4類顏料系與2類陶瓷系塗料),分別以自然太陽光、氙弧燈、紫外線曝曬500、1000、1500、2000小時,並於不同曝曬時間後量測塗料之太陽光反射率及表面輻射率。

試驗後發現顏料系與陶瓷系塗料之太陽光反射率皆會隨時間減弱,但表面輻射率差異並不大。圖4~5顯示各種塗料在2000小時後,表面輻射率之變化僅在2%內,太陽光反射率之變化則在10%範圍內。再者,自然曝曬的塗料樣品因大氣中的水氣而在表面產生藍綠藻或黑斑,再加上落塵與油汙,導致太陽光反射率衰減顯著,其平均衰減值為4.62%,最大衰減值為11.52%。另氙弧燈與紫外線耐候測試,對塗料的太陽光反射率無明顯差異,其平均衰減值為0.18%與1.08%。

透過各國標準與文獻分析顯示,2500小時的加速老化試驗約等同10年的戶外曝曬時間。綜上所述,利用氙弧燈與紫外線加速老化耐候測試進行隔熱性能劣化評估,能反映出塗料之隔熱性能與耐久年限之關聯性。

圖4 不同耐候測試對隔熱塗料表面輻射率變化結果
圖4  不同耐候測試對隔熱塗料表面輻射率變化結果

圖5 不同耐候測試對隔熱塗料太陽光反射率變化結果
圖5  不同耐候測試對隔熱塗料太陽光反射率變化結果

四、結論

自然曝曬雖可反映實際氣候與日照條件對塗料隔熱性能之影響,但需2年以上之測試時間,且曝曬地點之氣候條件不同亦會造成顯著差異。隔熱塗料耐候測試通常以紫外線及氙弧燈加速老化為測試方法。依本研究之耐候性能測試結果顯示,應用氙弧燈和紫外線兩種方法測試,塗料的太陽光反射率與表面輻射並無明顯差異,太陽光反射率之平均衰減值為0.18%與1.08%。

目前國內尚未有隔熱塗料CNS檢驗標準,為確保塗料之隔熱性能,建議可參考本研究蒐集之相關文獻與試驗成果,賡續辦理隔熱塗料性能CNS標準之研訂。

業務報導李台光
材料實驗中心加速劣化及微觀分析實驗設施介紹

壹、前言

本所材料實驗中心為本所「建築實驗設施設置計畫」三大實驗中心之一,位於臺北市文山區,並於98年完成建置與開始營運。近年來,為更強化材料實驗中心研究資源之共享應用,以及推動基礎實驗設施之有效利用,係針對材料加速劣化及微觀分析等領域之重要設施,進行規格與能量介紹。

貳、加速劣化實驗設施

材料實驗中心耐久耐候實驗室設有氙弧燈式耐候試驗機、鹽霧試驗機及恆溫恆濕試驗機等設備,係規劃透過控制溫度、溼度及照度等試驗參數,模擬建築材料於不同自然環境狀態下,加速材料老劣化之情形,提供業界進行材料耐久及耐候特性之評估。其中,氙弧燈式耐候試驗機及鹽霧試驗機等重要設備規格及能量,簡述如下:

  1. 氙弧燈式耐候試驗機:光源為7.5KW水冷式氙弧燈,照度為40至80W/m2,試驗波長300至400nm,模擬於日光照射環境下,加速材料老劣化狀態。近年來,已進行塗裝材料對水泥質及金屬等基材性能改善之相關研究,並已累積於塗料、隔熱材與金屬材料之檢測經驗,並支援FRP船殼材料加速老化耐候之檢測服務。
  2. 鹽霧試驗機:試驗槽尺寸為96×61×86cm,具有執行鹽水噴霧、乾燥、濕潤、浸漬與外氣導入等試驗的能力,可進行材料加速環境劣化及金屬材料腐蝕試驗,並曾進行混凝土及鋼材耐久性能探討之研究。

參、微觀分析實驗設施

材料分析實驗室主要設有壓汞式孔隙分析儀、場發射掃描式電子顯微鏡、比表面分析儀,以及電位差自動滴定儀等設備,以藉由化學與物理性質的試驗與分析,釐清建築材料於加速老劣化試驗前後之材料組成、微觀結構及孔隙分佈等特性,輔以定性或定量之分析,以量化材料之耐久性能,以供評鑑建築材料耐久性能之參據,協助內政部與經濟部標檢局建築物技術法規與標準之依據。其中,壓汞式孔隙分析儀及場發射掃描式電子顯微鏡(SEM)等主要設備規格及能量,簡述如下:

  1. 壓汞式孔隙分析儀:低壓量測範圍為0至50psi,孔隙直徑為3.6至360μm;高壓量測範圍為14.7至60,000psi,孔隙直徑為0.003至6μm,可針對多孔性材料如混凝土、土壤、岩石及觸媒等,進行孔隙分佈分析,已藉材料孔隙結構之量測,進行水泥質基材(水泥砂漿及混凝土)耐久性相關研究,材料實驗中心已具有岩心、混凝土試樣之檢測經驗及能力。
  2. 場發射掃描式電子顯微鏡(SEM):二次電子影像解析度為1.5nm及5.0nm,放大倍率為20至500,000倍,可用於材料微觀結構之分析與研究,已藉由微觀分析,進行水泥質材料(水泥砂漿及混凝土)及鋼材塗料加速老劣化試驗前後微觀結構之相關研究。

肆、結語

為擴大推動於材料加速劣化及微觀分析等領域重要實驗設施之有效使用,本所已於今(104)年6月特別針對有材料實驗需求之機關、建築師公會、技師公會、工程顧問公司、學(協)會及大學土木、材料、化工、建築等系所等100餘個單位函請轉知所屬知悉,並主動邀請相關公司行號及研發單位來訪,並交流實驗研究與測試服務之經驗,拓展使用需求。期望藉由材料實驗中心擴大與主動積極的行銷作為,能帶動國內建築材料之實驗研究能力,共同累積本土性實驗數據,加強建築創新材料、先進技術之研發,未來材料實驗中心亦將秉持「取之社會、用之社會」之理念,賡續擴大實驗檢測服務之範圍與對象,更歡迎舊雨新知的參與。

圖1 氙弧燈式耐候試驗機
圖1  氙弧燈式耐候試驗機

圖2 鹽霧試驗機
圖2  鹽霧試驗機

圖3 壓汞式孔隙分析儀
圖3  壓汞式孔隙分析儀

圖4 場發射掃描式電子顯微鏡(SEM)
圖4  場發射掃描式電子顯微鏡(SEM)

業務報導黃國倫
材料實驗中心3000噸油壓試驗機之應用現況

3,000噸油壓試驗機(以下簡稱本案設備)為本所材料實驗中心大型力學實驗室提供大型結構試體於實驗研究與檢測服務之重要設備,設備容量最大壓力荷重為30MN(約3,000噸),最大拉力荷重為15MN(約1,500噸),施力橫軛可依實驗需求調整高度,最大試驗淨空間為15公尺,目前主要提供國內產官學研各界,進行大尺寸建築構件之基礎與應用實驗研究,以及實尺寸挫屈束制斜撐之檢測服務。本案設備主體包括主要構架、油壓致動器、試驗工作升降平台、伺服控制器等配備。

配合本所建築耐震科技計畫之推動、建築物耐震設計法規與檢驗標準之檢討與本土化,推動大尺寸建築構件耐震性能實驗之研究發展,彌補國內大型力學實驗設備能力之不足。本案設備啟用至今已大幅提升國內對於大尺寸建築構件耐震試驗之研究能力,累積本土化實驗研究之數據,並具體納為內政部修訂建築物耐震設計法規之推動,確保建築物之結構安全與使用性能。另外,本案設備亦提供建築業界對於大尺寸挫屈束制斜撐之檢測服務,並做為研發創新營建材料、建築新工法與新技術驗證之所需。預期可提升國內建築工程之設計與施工品質,增進建築物之耐用性與耐久性,達成建築永續發展與利用之目標,營造安全無虞之居住環境。

本案設備在挫屈束制斜撐及其他類型結構構件項目之試驗經驗及能力介紹如下:

  1. 挫屈束制斜撐性能試驗(如圖1所示):係參考2010年AISC (American Institute of Steel Construction) 訂定Seismic Provisions for Structural Steel Buildings相關試驗規定進行性能試驗,以瞭解及確認挫屈束制斜撐試體的製作品質與耐震性能。
  2. 鋼結構銲道穿透式梁柱接合工法驗證試驗(如圖2所示):主要以反覆載重試驗,測試鋼結構銲道穿透式梁柱接合工法對力量傳遞效果之影響。
  3. 拉桿抗拉試驗(如圖3所示):以單軸拉力載重試驗,測試屋頂拉桿或空橋拉桿之軸向抗拉強度,及確認最後破壞位置及破壞模式。
  4. 短柱試體抗壓試驗(如圖4及圖5所示):以單軸壓力載重試驗,測試鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼骨鋼筋混凝土結構或填充混凝土箱型鋼柱結構之短柱試體抗壓強度,並確認最後破壞位置及破壞模式,用以提出其耐震性能之提升方案。

本案設備啟用至今,已進行挫屈束制斜撐性能試驗89件、鋼結構銲道穿透式梁柱接合工法驗證試驗12件、拉桿抗拉試驗2件及短柱試體抗壓試驗236件,確實解決國內長期來無法進行實際尺寸建築構件基本力學與耐震行為之驗證,並支援採用超高強度材料構件試體之實驗研究,對於提升國內於大尺寸建築構件耐震性能實驗研究之能力與經驗,以及累積本土化之實驗數據,已有顯著績效。目前本所仍積極協助新類型結構構件的研發或檢測之工作,以期本案設備能擴大對學界及產業界之服務。

圖1 挫屈束制斜撐性能試驗情形
圖1  挫屈束制斜撐性能試驗情形

圖2 鋼結構銲道穿透式梁柱接合工法驗證試驗情形
圖2  鋼結構銲道穿透式梁柱接合工法驗證試驗情形

圖3 拉桿抗拉試驗情形
圖3  拉桿抗拉試驗情形

圖4 填充混凝土箱型短柱試體抗壓試驗情形
圖4  填充混凝土箱型短柱試體抗壓試驗情形

圖5 鋼筋混凝土短柱試體抗壓試驗情形
圖5  鋼筋混凝土短柱試體抗壓試驗情形

業務報導蔡宜中
本所104年門窗耐風雨試驗檢測成果

本所風雨風洞實驗室之門窗風雨測試艙,104年度1至10月所接受之委託檢測案合計共27件;而比較去(103)年度1至10月所接受之委託檢測案合計共31件,呈現微幅下滑之趨勢。究其原因,可能為受104年政府打房政策,房地產景氣持續下滑所致。在加上其它都會區餘屋存量水位甚高,火車龍頭的建商不興建房屋,導致下游廠商業績縮水,連帶影響的是送檢測的案量減少。

本年度門窗風雨試驗於104年1月20日至22日,協助公共電視「流言追追追」節目拍攝「玻璃窗膠帶防風」試驗專題研究,完成多組鋁窗貼膠帶抗風壓試驗;並用位移計量測22次不同型式之膠帶貼法組合狀況,藉此增進國人對膠帶防颱風有效性之理解。

本實驗室門窗風雨測試艙,依據設備採購契約書規定須能承受10,000Pa之極限強度,前經驗收測試符合契約要求。根據CNS 3092(2005)「鋁合金製窗」國家標準,其對鋁窗抗風壓試驗最高等級的加壓壓力為360等級(3,600Pa);故大部分廠商皆以此壓力值進行抗風壓試驗。但由於協助公共電視流言追追追「玻璃窗膠帶防風」試驗專題研究,須瞭解何種膠帶的張貼方式,多少Pa鋁窗才爆破;風壓由0開始持續往上加壓,甚至有超過14,000Pa之後才爆破,換算風速壓數據已遠遠超越17級以上之強烈颱風。

由於越來越多的豪宅建案強調優良的視野,講究大面開窗;而愈大的玻璃,面對強風所承受之風壓變形愈大。且樓層高度愈高,風壓也逐層加大,其安全性能更是不可輕忽的。但由流言追追追「玻璃窗膠帶防風」試驗專題研究,發現即使不貼膠帶,許多鋁窗其抗風壓能力就遠遠可以超越17級以上之強烈颱風。貼了膠帶,經檢測的結果,其效益不大;至多只是玻璃破裂時會黏在一起,較好清理罷了。

門窗風雨試驗項目,目前尚無相關建築法令規定將其列為應施檢驗項目強制執行,是由掌握需求的營建業者,在鋁窗運至工地現場,尚未施工安裝之前;先現場隨機抽樣且簽名,再送至實驗室檢測。待測試通過取得報告後,方進行工地全部鋁窗之安裝與施工。如此除可保障使用者的安全,更可維護公司信譽。

門窗風雨試驗不通過的原因,現場施工問題是一重要因素。現場安裝鋁窗玻璃,其嵌入窗樘溝槽之尺度不足,或施打silicone無壓入溝槽內部,至風壓過大晃動玻璃,亦會導致滲水。當委託廠商在預備試驗或正式試驗有不通過的情形發生時,實驗室皆會協助廠商做最良好的服務,找出問題點;以協助業界對門窗作開發、改善之應用。實驗室會精益求精,以求使營運更上層樓;並藉此交流服務,提升實驗室之能力與品質。

在門窗風雨試驗檢測方面,實驗室未來希望能持續結合理論、實務及試驗三大面向,共同改良、開發門窗相關之構件與構法,提昇門窗產品之精密性、安全性與施工技術,進而提高整體建築工程品質。並同時檢視國內門窗相關建築技術規範與門窗風雨試驗CNS國家標準之適切性,建立本土化技術水準與檢測試驗方法;不斷改進,期許能與國際規範及標準接軌。

圖1 公共電視流言追追追試體貼好不同型式的膠帶
圖1  公共電視流言追追追試體貼好不同型式的膠帶

圖2 貼好膠帶鋁窗加壓玻璃爆破情形
圖2  貼好膠帶鋁窗加壓玻璃爆破情形

專題報導呂文弘
104年度優良綠建築評選

面對氣候變遷全球暖化及能資源逐漸匱乏的危機,臺灣透過綠建築標章、建築節能法規與智慧綠建築推動方案等政策措施,整合政府、建築師、專業技師及營建產業的能量,發展出獨具亞熱帶氣候區特色的綠建築典範;伴隨綠建築的推展,在建築師、專業技師及起造人的堅持與共同努力下,建築產業也發展許多節能減碳創意設計、構造工法、環境永續、健康舒適及綠建材相關技術,開創臺灣新興綠建築營建產業體系,總體成果令人驚艷。本部自92年起至102年止共辦理7屆優良綠建築評選,擴大表揚獎勵這些優良綠建築設計的設計人及起造人;累計已選出77件典範綠建築案例,多數作品除選列為「綠建築示範基地」外,自103年起更納入「低碳觀光綠建築知性之旅」的行程核心,結合在地觀光旅遊資源,普及推動綠建築節能減碳生活理念,成效斐然。

104年度本部賡續辦理第8屆優良綠建築評選活動,並自5月1日起至6月10日止受理申請,計有34案綠建築作品參選,依序辦理初選、現地勘查作業,並於9月中旬完成決選。

一、辦理過程

為確保參選者皆具有優質之綠建築設計,本次評選依例規定參選個案須為獲得銅級以上綠建築標章之建築物,截至6月10日止計有34件作品報名參選;經評選小組召開初選會議審查後,計有18件作品進入複選,再經評選小組委員分5場次現地勘查,並於9月16日召開決選會議等程序,選出優良綠建築獎作品計7案(獲獎名單如表1)。

表1  104年度優良綠建築作品獲獎名單
序號 案件名稱 優良綠建築獎 綠建築榮譽獎
1
新北市淡水區新市國民小學校舍新建建築工程 石昭永建築師事務所
設計人:石昭永建築師
新北市淡水區新市國民小學
2
交通部公路總局辦公大樓 綠野國際建築師事務所
設計人:江之豪建築師
交通部公路總局
3
李長榮集團養水種電教育展示中心 六生建築師事務所
設計人:黃瑜民建築師
李長榮實業股份有限公司
4
光世代建設-「光點」集合住宅案 邱垂睿建築師事務所
設計人:邱垂睿建築師
光世代建設開發股份有限公司
5
台灣積體電路十五廠一期OFFICE棟新建工程 潘冀聯合建築師事務所
設計人:潘冀建築師
台灣積體電路製造股份有限公司
6
國立臺東大學理工學院大樓及師範學院大樓新建工程 劉木賢建築師事務所
設計人:劉木賢建築師
國立臺東大學
7
臺鐵捷運化後續計畫苗栗站跨站式站房新建工程 九典聯合建築師事務所
設計人:張清華建築師
交通部臺灣鐵路管理局

 

圖1 優良綠建築評選現勘(台灣積體電路十五廠一期OFFICE棟新建工程 2015.07.15)
圖1  優良綠建築評選現勘(台灣積體電路十五廠一期OFFICE棟新建工程 2015.07.15)

 

圖2 優良綠建築評選現勘(新北市淡水區新市國民小學 2015.07.30)
圖2  優良綠建築評選現勘(新北市淡水區新市國民小學 2015.07.30)

二、優良綠建築獎作品概要

本次評選結果民間建案比例增加,7件中有3件為民間建案,顯見國內綠建築除公有建築外,民間部分也蓬勃發展且水準頗高,各案得獎作品設計概要簡介如下:

  1. 新北市淡水區新市國民小學校舍新建建築工程:本案結合基地內景觀滯洪池(生態水池)混種植栽、滲透溝與草溝及車道、廣場、步道等人工舖面透水設計、部分屋頂綠化設計,充分考量保水、綠化、生物多樣性與水資源之整合設計;教學空間以南北軸向為主,採用單邊走廊與內凹深陽台,並配合教室兩側足量的開窗,增加自然採光,減少東西日曬,增加空氣對流,室內裝修以簡易為原則,並採用高隔音結構體與門窗及健康綠建材,營造舒適節能的室內教學環境。
  2. 交通部公路總局辦公大樓:本案屋頂及各樓層露台設計階梯式空中花園,降低室內熱負荷,並整合垂直綠化技術,創造人性化的綠色辦公空間;門廳挑空區域則以浮力通風原理強化自然對流,南北向開窗並設遮陽板,室內並導入高效率空調與智慧燈控系統,同時以二氧化碳濃度偵測系統控制新鮮外氣引入量,以確保健康空氣品質並提高能源使用效率;建築結構及隔間採輕量化設計,並將舊圍牆石材再利用作修補面及花台建材,減少二氧化碳排放及營建廢棄物。
  3. 李長榮集團養水種電教育展示中心:本案建築設計採用輕量鋼構造主體結構、大面積折板屋頂、鏤空牆面及充分開窗與善用遮簷等,創造良好的自然通風換氣與採光環境,同時大量使用回收再生磚與水泥磚作為圍牆及造景建材,減少二氧化碳排放及廢棄物產生量;此外,並將屋頂及透水舖面匯集的雨水,貯留於基地內自然護岸生態水池,涵養基地所在之屏東縣佳冬西部沿海地區地下水源,減緩當地地層下陷的情況,為在地環境貢獻心力,尤其本案在極少之經費下,善用在地再生資源,發揮極大效益,確屬佳作。
  4. 光世代建設—「光點」集合住宅案:本案在節能設計部分,主要以增加開窗與通風面積、採高效風扇促進自然對流、減少東西向開窗、利用錯層陽台增加外牆遮陽等技術手法為主,並導入自然採光與照明防眩設計,採用高效率照明燈具,另將能源使用管理納入中央監控系統即時監控,提升整體能源使用效率;室內則採用隔音良好的牆體、樓板及窗戶,同時減量裝修並廣泛採用綠建材,為住宅綠建築良好示範案例。
  5. 台灣積體電路十五廠一期OFFICE棟新建工程:本案導入立體綠化技術提升外殼節能效益,並採用高效率空調系統與照明燈具,設置中央監控、能源資訊管理、室內空氣品質管理等系統,透過即時監控管理工具有效提升能源使用效率;同時設置雨水回收、貯集設施系統,回收辦公室空調箱及RO逆滲透裝置排水,作為生態池與景觀澆灌之水源;建築量體則採規則造型與明管設計,減少結構體用材及室內裝修量,並能減少二氧化碳排放;其中,最具特色者為綠地種植原生或適合本地氣候之植物,恢復基地原有生態營造生態複層綠網,並設置生態池與渠道,創造多樣生態的有利環境,為極具創意與特色之綠建築佳作。
  6. 國立臺東大學理工學院大樓及師範學院大樓新建工程:本案規劃上將夏季西北向山谷風引入兩學院教室、中庭,同時採深遮簷斜頂造形,建物外周區及外牆適度開口配合陽台遮陽設計,屋頂採RC+鋼構屋頂隔熱處理,空調系統與照明燈具則均採用高效率設備,有效提升整體節能設計;建築物敷地設計上則減少地下室開挖率,廣場、車道及停車場全面並採透水設計,並將雨水貯集於建築物閥基內供景觀噴灌及生態池使用,符合基地保水、廢棄物減量與水資源等指標的設計要求;另藉由保留原有喬木、新植櫸木及種植密林帶,創造校園多樣性的生物棲息環境。
  7. 臺鐵捷運化後續計畫苗栗站跨站式站房新建工程:本案除辦公室空間採用空調系統外,車站大廳東北面設置落地折門,可充分引入自然外氣與採光,同時對應車站建築公共通行與穿越空間寬廣的特性,戶外廣場及通道全面採用透水舖面,並在非車道區域及戶外斜坡面充分綠化;另採用鋼骨構造、明管設計、各項綠建材,並依循最小開挖量的原則,減少地下室開挖面積,並將開挖土方回填於基地內改造地景景觀,有效減少建材使用、營建廢棄物產生量及二氧化碳排放。

三、擴大舉辦頒獎表揚活動

本屆優良綠建築獎頒獎典禮業配合建築師節慶祝大會活動,於本(104)年12月12日假南港展覽館舉辦,透過頒獎儀式盛大表揚優良綠建築設計人及起造人,以表彰其對優質創新綠建築設計的投入與貢獻;同時展示各案優良綠建築典範案例的設計,供與會建築師及建築業界學習觀摩。此外,本次獲獎作品亦將規劃納入後續示範基地參訪及低碳觀光綠建築旅遊的標的,讓業界及民眾有更多機會親身體驗認識優良綠建築,共同落實節能減碳新生活。

圖3 新北市淡水區新市國民小學校舍新建建築工程
圖3  新北市淡水區新市國民小學校舍新建建築工程

圖4 交通部公路總局辦公大樓
圖4  交通部公路總局辦公大樓

圖5 李長榮集團養水種電教育展示中心
圖5  李長榮集團養水種電教育展示中心

圖6 光世代建設—「光點」集合住宅案
圖6  光世代建設—「光點」集合住宅案

圖7 台灣積體電路十五廠一期OFFICE棟新建工程
圖7  台灣積體電路十五廠一期OFFICE棟新建工程

圖8 國立臺東大學理工學院大樓及師範學院大樓新建工程
圖8  國立臺東大學理工學院大樓及師範學院大樓新建工程

圖9 臺鐵捷運化後續計畫苗栗站跨站式站房新建工程
圖9  臺鐵捷運化後續計畫苗栗站跨站式站房新建工程

專題報導陳致向
提報「坡地社區自主巡檢輔導與防災推廣計畫」參加內政部「政府服務品質獎」

提升服務品質績效,回應民眾需求及社會期待,追求更優質化的服務,是當前政府重視的議題。因此,內政部於97年函頒「本部提升服務品質實施計畫」及「本部服務品質獎評獎實施計畫」,積極推動各單位及所屬機關本著「以客為尊」、「全員參與」及「持續改善」理念,提供民眾全方位服務,期透過建立標竿的方式,擴散為民服務經驗,使內政業務整體服務效能全面向上躍升與精進,開創更多元、更舒適、更便利的服務品質。因此,內政部建築研究所基於上述理念推動,自99年起著手啟動全台「坡地社區自主防災輔導與推廣教育」服務計畫,主要目的為教導坡地社區居民了解災害潛勢徵兆,在災害發生前能夠及早處理,於災害發生後能減緩災害所造成的影響,至今執行6年期間已完成輔導的坡地社區計有81處,示範社區計有30處,期望透過更多的輔導來回饋完善自主防災的技能及強化社區防災應變能力。

有鑑於台灣四分之三土地面積為高山及台地,在平地有限的情況下,山坡地開發使用情形至為嚴重,以雙北地區為例的坡地社區即有3千多處,但過度的開發及不當利用、水土保持設施老化,加上極端降雨、地震等影響,潛在風險日益增高,常造成山崩、邊坡滑動及土石流等嚴重災害如林肯大郡災害歷歷在目,然而在政府資源有限的情況下,實在無法逐一、時時刻刻監督管理這些坡地社區狀況。另外,根據國外研究統計資料,當重大災害發生的20分鐘內,有80%受難者是由附近居民搶救出來的,可見災害發生當下居民的自救能力成為救災的關鍵,而強化居民防救災能力落實於生活當中,更是提升坡地社區防救災成效之重要途徑。故本所以提升坡地社區自主關懷為基礎,強化社區居民防救災觀念與技能為導向,藉由辦理自主防災事前宣導說明會,及提供專業的健檢諮詢服務、教育講習訓練、自主巡檢系統APP軟體操作、導入防災工作坊、客製化防災手冊及情境影片等協助社區能持續做好自主防災成效,並培育社區營造師與種子具有專業防災知識協助社區規劃環境改善等工作,最後每年將舉辦成果發表會邀請坡地社區居民、技師及主管單位作經驗分享交流。

一、輔導坡地社區推廣至WHO國際安全社區認證

本計畫除致力於現地輔導工作外亦重視自主防災意識外部拓展效應與賡續發展的永續性。因此,辦理社區輔導同時,也追蹤輔導社區後續自主管理現況。最重要的是將本經驗傳承予地方政府應用,並透過與其他社區營造工作聯結,加入社區安全防災自主管理部份,所以從103年度起與WHO國際安全社區協調聯繫,本(104)年開始協助新北市汐止區國際安全社區推動委員會,協助新北市汐止行政區導入坡地社區自主防災之意識與作為,輔導馥記山莊社區及仁愛名爵社區2處坡地社區成為示範社區,並辦理防災工作坊工作,做為105年度國際安全社區認證之指標項目。為此,新北市汐止區國際安全社區推動代表主任委員同為汐止區徐區長開宇特頒感謝狀以表謝忱,如圖1所示。

圖1 汐止區國際安全社區推動委員會主任委員敬贈感謝狀
圖1  汐止區國際安全社區推動委員會主任委員敬贈感謝狀

二、建立中央、地方政府及防災產業合作伙伴推動模式

為了建立中央、地方政府及防災產業合作伙伴推動模式,並與新北市市政府工務局於103年11月10日共同舉辦『山坡地社區災害風險管理研討會』邀請單位如北部各縣市政府機關、學校及北部坡地社區等,規劃內容為社區自主防災及一般社區關心議題為主,包括:「氣候變遷下的總合治水策略」、「山坡地社區自主防災與智慧化發展」、「山坡地住宅社區安全維護機制」、「首都坡地防災與防洪」、「山坡地社區智慧防災整合技術」、「新北市山坡地社區災害風險管理」、「極端降雨對山坡地衝擊及防減災策略」等,並於會場旁設置展示區,展示商品有防災監測設備、雨量筒、救難包及避難圖資等解說,當日參加人數約210位,內容豐富貼近社區居民實務應用,活動照片如圖2-1、2-2所示。

圖2-1 山坡地社區災害風險管理研討會活動照片(貴賓與講者合照)
圖2-1  山坡地社區災害風險管理研討會活動照片(貴賓與講者合照)

圖2-2 山坡地社區災害風險管理研討會活動照片(學員聽講情形)
圖2-2  山坡地社區災害風險管理研討會活動照片(學員聽講情形)

三、累積輔導經驗歸納災害重點,改進工程設計維護修復方式

而在提升輔導成效方面,整合歷年現勘報告歸納出各縣、市社區潛勢災害類型統計表如表1所示,可發現坡地社區災害徵兆主要多半為擋土牆設施功能損毀居多,其餘建築物損壞、道路設施、排水系統與邊坡損壞等則差異比例不大。因此,後續推動坡地社區防災工作,仍應以地工結構物之災害預防為重點;至現地勘查對於建築物損壞、道路設施、排水系統與邊坡損壞等面向,則可由其他專業技師團隊諮詢診斷修復。針對坡地社區災害弱點,提出問題及未來因應之建議:

  1. 在路面排水方面,多屬於裂縫未修補,造成地面雨水滲入問題居多。
  2. 在邊坡方面部份,大多缺乏水土保持及排水功能不佳或未設排水護坡的工程,土壤或多或少都有沖刷的跡象。
  3. 在排水設施方面,邊坡的穩定首重於排水設施功能是否正常,若能持續維護保持良好的排水系統,則能大大減少邊坡潛勢風險問題。但社區中排水溝大多有淤泥、樹葉、樹枝及雜草叢生,缺乏管理及維護,所以做好排水管理維護,應列為坡地災害防制首要重點工作項目。
  4. 在擋土牆設施方面,許多排水孔或洩水孔使用數年後,難免堵塞失效,必須重新打通或重新鑽孔安裝;牆頂或牆底缺乏截水溝設置,造成雨水沖刷及滲入土壤中,危害擋土牆之穩定及安全性;另外,擋土牆因使用年限久遠或牆後水壓升高,容易造成擋土結構裂縫的產生。
  5. 在監控設備方面,有些社區為了追蹤邊坡穩定狀況,裝設安全監控系統,但缺乏維護管理形同虛設等。

表1  歷年輔導坡地社區各縣、市社區潛勢災害類型統計表(圖)
表1 歷年輔導坡地社區各縣、市社區潛勢災害類型統計表(圖)

表1. 歷年輔導坡地社區各縣、市社區潛勢災害類型統計表
  基隆市 台北市 新北市 桃園縣 新竹市 新竹縣 總計
道路設施 5 3 8 0 1 0 17
建築物損壞 7 2 11 2 0 1 23
邊坡損壞 4 4 11 1 1 0 21
排水系統 4 2 11 1 1 0 19
擋土牆設施 8 5 21 1 1 1 37

 

四、創新防災科技,打造智慧防災坡地社區

 

隨著現今科技的發展,如何創新防災科技,打造智慧防災坡地社區,將是未來努力發展方向。結合ICT智慧科技,應用於優化防災產業上、中、下游技術,協助社區自動化監測降雨及邊坡穩定,並及時發佈預警,將成為智慧防災坡地社區的關鍵,在防災預警上亦能達到事半功倍之效。有鑑於此,本所近期研究規劃已朝智慧防災方向前進,擬透過統計與力學分析方法,研擬自然邊坡與人工邊坡預警與行動值,並整合資料擷取系統整合地中傾斜管、水壓計、傾度盤及雨量計等多項監測資料,監測平台如圖3所示,以資料串聯平台與發佈管道,連結物業保全監控系統,設置社區管委會電子公布欄(跑馬燈),或以網站、APP與社區廣播,輔助發布災情通報訊息,打造「坡地社區智慧防災監測預警系統」,如圖4所示。該技術如發展成熟後,將可尋找有意配合之坡地社區,裝設智慧化監測系統進行長期的自動監測,作為智慧防災示範社區,在技術面除可檢核警戒預警通報系統之準確性,協助社區居民做進一步的處置修復或啟動避難外,亦可在協作過程中結合ICT、工程及物業管理等專業領域發展智慧防災產業科技。

圖3 自動監測平台示意圖
圖3  自動監測平台示意圖

圖4 山坡地社區智慧防災系統自動化架構圖,本系統以資料串聯平台與發佈管道,連結物業保全監控系統,設置社區管委會電子公布欄(跑馬燈),或以網站、APP與社區廣播,輔助發布災情通報訊息
圖4  山坡地社區智慧防災系統自動化架構圖

專題報導李軒豪
    建築物管線滲漏檢測與修護技術

    我國位處於板塊交界以及四面環海,建築物長年暴露在具高度腐蝕性與地震頻繁的環境下。而鋼筋混凝土結構物隨著使用年限增加、自然環境影響下,使得建築結構產生許多裂縫與結構內部鋼筋腐蝕,進而造成管線滲漏的現象,根據2014年台灣自來水公司公告自來水漏水率為18.04%,滲漏損失的水量約5.77億噸,損失全額約42億元。

    現今工程實務界對於鋼筋混凝土構件內部管線滲漏之檢測,大多以檢測者之經驗判定(目視、聽音),或破壞性敲除混凝土檢測,上述方法皆存在檢測的不準確性與無法明確判斷漏水的範圍,對於滲漏修復會造成非常大的困擾。因此,以下將介紹常見的非破壞性檢測滲漏水之方法,以及相關滲漏修護工法。

    壹、管線滲漏檢測技術

    以下為常見的非破壞性檢測方式:

    一、透地雷達

    目前鋼筋混凝土結構物無法藉由構件表面直接得知管線是否滲漏、內部是否損壞,因此需藉由非破壞檢測技術及相關研判理論來評估混凝土結構內部健康狀態,但大部分之非破壞性檢測儀器及理論只針對個別位置或局部問題進行檢視,無法即時全面檢視建築結構內部狀態,而透地雷達電磁波因具有指向性、穿透性以及高解析能力特性,可藉由電磁波掃描顯示內部狀態,並能將不同材料性質的反射訊號完整擷取與紀錄的優點。

    本所104年度委託研究計畫「建築物管線滲漏檢測技術手冊與修護對策之研究」藉由透地電達之反射電磁波訊號,以及配合電磁波傳理論,將其轉換為相對應之材料界面電性參數,來判定試體內部是否滲漏水。最後經由數據視覺化之圖像(2D及3D)顯示管線滲漏分佈及路徑,改善目前人為經驗或圖像比對判定方法,藉此可大幅提昇鋼筋混凝土結構內部管線滲漏判定之準確性,詳細步驟如下:

    1. 建立材料內含管線滲漏之數位影像編碼運算擷取技術與材料界面層反射訊號特徵與波傳現象。由材料內含不同水層之界面波傳行為,分析電磁波入射在不同水層界面之反射訊號特徵,如圖1所示。

      圖1 有/無滲漏試體之電磁波反射訊號於乾/濕界面的反射現象
      圖1  有/無滲漏試體之電磁波反射訊號於乾/濕界面的反射現象

    2. 建立非破壞性可量化管線滲漏檢測技術,材料內含管線滲漏之乾/濕界面分析理論及反射訊號特徵擷取方法,如圖2所示。

      圖2 界面反射特徵
      圖2  界面反射特徵

      由上述電磁波理論於不同材料之管線滲漏原理與判別模式,本委託研究案以水泥砂漿內含管線滲漏及標準砂內含管線滲漏狀態,建立材料中各界面反射訊號特徵(水泥砂漿、標準砂、管線、鋼筋、水)之管線滲漏擷取方法。

    3. 探討水泥砂漿及標準砂材料內含管線在不同保護層厚度中進行滲漏檢測,並建立電磁波波傳理論/數位影像編碼處理方法,以及二維與三維視覺化判讀圖像,藉此可判斷材料內滲漏水之位置與分佈範圍,如圖3所示。

      圖3 二維與三維視覺化判讀圖像
      圖3  二維與三維視覺化判讀圖像

    二、超音波檢測

    超音波檢測係利用聲波傳入結構物以檢測其內部損傷、缺陷、厚度及位置,其原理與探測海中潛水艇所使用的聲納類似,當超音波遇到不同密度之物體則產生不同之訊號,依此原理即可檢測結構物之內部損傷、缺陷、厚度及位置。

    一般超音波檢測所使用頻率範圍由1MHz至25MHz,基本設備需有電子訊號產生器,藉著換能器或稱探頭(Transducer of Probe or search Unit)發射出超波,再經由接觸媒質(Couplant)傳入試件中,在試件中超音波會有或多或少的衰減,當傳至介面時,超音波可能反射或透射,藉由偵檢、分析反射或透射訊號,則可檢測出瑕疵,並可定出檢測位置。

    超音波檢測法可用以偵測混凝內部鋼筋之位置及結構內部的缺陷,如夾層(lamination),空洞、蜂窩,銲道不連續等。由音波在混凝土中傳播的速度,亦可探知混凝土的動力彈性模數(dynamic modulus of elasticity)、柏松比(Poisson's ratio)、混凝土板厚,甚至進一步預估混凝土強度,超音波檢測優缺點如表1所示。

    表1  超音波檢測優缺點
    優點 缺點
    1. 高靈敏度
    2. 強穿透力
    3. 檢測速度快
    4. 設備簡單輕便
    5. 操作容易
    1. 需要耦合劑
    2. 對薄件或形狀複雜工件檢測困難
    3. 內部缺陷之方向會影響檢測之準確度
    4. 操作者的狀況會影響檢測結果
    5. 準確度受表面粗糙度限制


    三、紅外線熱影像儀

    紅外線熱影像儀是利用物體熱輻射之特定紅外線波段訊號來分辨待測物之情況,紅外線熱影像儀可作為非接觸及全面式偵測,並且不影響或破壞建築物現有功能,以及可快速取得建築物大面積之熱影像進行判斷。

    建築物設備若是屬於常溫操作,即使管路包覆層有積水,也不會造成溫度差異,但紅外線熱像儀就無法檢測出積水位置,紅外線熱影像儀優缺點整理如表2所示。

    表2  紅外線熱影像儀優缺點
    優點 缺點
    1. 檢測面積大
    2. 攜帶方便、可即時檢測
    3. 可測不規則的物體
    4. 可遠距離操作
    5. 可觀察動態的現象
    1. 設備投資成本高
    2. 僅能量測到表面輻射溫度
    3. 解析度的限制

    貳、修護技術

    以下為常見的建築物管線滲漏修護相關工法:

    一、填充工法

    滲漏水現象較為明顯時,可直接使用填縫材料填補;而滲漏水現象較不明顯時,可將結構體打鑿至欲修補之深度,在清理乾淨後,依滲漏水現象之特性,選用適當的防水止漏材料填補,等待硬化養護,再依原裝修復原。

    二、灌注工法

    灌注工法之施作方式因使用工具不同,主要分為以機器幫浦注入的高壓灌注,以及使用注射筒配合橡皮壓力灌入的低壓灌注兩大類。機器幫浦灌注壓力大,因此止漏藥劑注入時間快,整體施工時間短,而注射筒因灌注壓力小,再加上注射器設置拆除等時間,故整體施工時間長。灌注工法的大略施作流程為:

    1. 先檢視劣化之狀態以決定防水材料之種類,以及判斷採用高壓灌注或低壓灌注。
    2. 沿裂縫清除裝修層,埋設灌注針頭或灌注器,裂縫表面需用密封材密封,避免藥劑流出。
    3. 灌注後等待硬化養護,清除注射針頭或注入器,再復原裝修層。

    三、塗膜工法

    利用塗刷、塗抹或噴塗之方式,將防水材料施作於滲漏水處之表面,阻擋水源進入,且依照材料種類之不同,可施作於結構體上或是外牆裝修材料表面等,該工法施作完成後與原建築外觀不會有太大之差異。施作流程為:

    1. 清理滲漏水處,視滲漏水情況可先行以樹脂砂漿整平
    2. 塗佈底油以增加接合強度,依欲達到之防水效果施作防水層次數(防水層之厚度),若有活動性裂化,可貼附抗拉纖維網以增加抗拉效果。

    四、明管工法

    明管工法處理管線漏水之方式為將結構體牆面敲除至管線漏水部分,以接設新管線至外牆形成管線裸露於牆面上。

    五、接管(暗管)工法

    接管工法是將結構體牆面敲除至管線漏水處,再將漏水處的管子或接頭置換成新的管子或接頭,最後挖除結構體的部位以補土方式將表面恢復其原狀。