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建築研究簡訊第92期

  • 日期:105-05-24
主題報導蘇鴻奇
日本「建築防火性能設計研習」

  日本自2001 年起實施防火性能化設計制度以來,其官、產、研各界持續積極投入研發,並應用於建築設計實務,日本各大城市屢有創新設計手法建造之建築物出現,不僅成就設計及營建團隊的榮耀,亦向世人展現日本乃是性能設計發展蓬勃的先進國家之一。審酌我國人文習性背景、法規淵源、建築營建材料、設備、技術等各方面,日本經驗乃是最值得我國借鏡的,正當我國防火性能化法規及設計制度發展已屆10 年且亟需精進之際,再至日本檢視其近10 年的發展歷程,相信其中必有值得我國見賢思齊之處。

  爰此本所依據104年度行政院國家科學發展基金管理會核定之「推展智慧城市與都市防災先期計畫」,赴日本執行其子計畫「建築防火性能設計研習行程」。本次考察主要前往東京、京都與大阪,進行有關建築防火性能設計研習行程。

  本計畫由何明錦所長率蔡綽芳組長、雷明遠研究員及蘇鴻奇副研究員赴日本考察。在東京地區部分共有三項主要拜會參訪行程,第一項行程首先拜會大型建築設計顧問單位「日建設計」,由小堀徹執行董事與青木伸理事接待,並由福井潔防災計畫室長與潘振宇設計師進行日建設計簡介與晴空塔防災設計專案簡報,後續再由晴空塔總建築師吉野繁與許郁嫺設計師帶領實地參觀晴空塔,並由吉野繁親自導覽與解說晴空塔建築設計概念與防災性能設計。第二項行程拜會國立研究開發法人建築研究所,由西山功理事與白井清廣研究總監接待,並由防火研究室萩原一郎主任帶領參觀CLT與2×4木構造工法建築與防火檢測設備,後續並進行建築與都市建築防火安全研究專案簡報與研討會議。第三項行程由日建設計福井潔防災計畫室長與古宇田智子研究員帶領實地參訪考察東京車站丸之口內站舍保存復原計畫之防災設計。

圖1.與防火研究室萩原一郎主任合照

圖1.與防火研究室萩原一郎主任合照

 

圖2.火災風洞實驗施設

圖2.火災風洞實驗施設

圖3.東京車站結構下部新增整體地下獨立結構體

圖3.東京車站結構下部新增整體地下獨立結構體

  在京都地區部分共有二項主要參訪考察行程,其中第一項奈良古蹟建築防災參訪,特別感謝中央警察大學簡賢文老師協助聯繫日本能美防災株式會社,由能美防災株式會社文化財推進室中村明弘室長與劉海成副主事接待,以及臺灣能美防災股份有限公司倪中銘消防設備師陪同參訪日本能美防災株式會社所設計的奈良東大寺、興福寺、唐昭提寺等世界遺產之消防設備工事。第二項京都古蹟建築防災行程,參訪京都清水寺、二條城古蹟建築防災設施。在大阪地區部分主要參訪考察行程,包含參訪大阪巨蛋建築防災設施。

圖5.外部放水槍型式

圖4.外部放水槍型式

  本次參訪與研習的過程中對於日本火災安全避難研究的現況與古蹟建築文化財的防災保護技術,有深刻的印象,許多值得我國學習與借鏡之處。以下即就參訪與研習重要之心得及建議事項分述如下︰

一 、審慎落實建築物防火性能設計驗證評定

  我國建築物性能防火設計法規及制度自民國93年起,迄今實施已有12年,本所配合本部推動政策之需,亦自93年起陸續出版相關手冊(如建築物防火避難安全性能驗證技術手冊),提供設計單位、評定機構辦理驗證、評定之參考依據。另有部分案件有應用電腦火災或人員避難模擬分析工具,我國也接受歐美國家普遍使用的電腦軟體(如FDS、building EXODUS、…等)所預測分析的結果;關於防火性能設計,國內也有很多有經驗的專家有足夠的使用經驗,但對於如何減少設計誤用模擬結果(無論有意或經驗不足),目前只能透過審查評定會議提出意見,對於電腦模擬的實際設定條件則採信任原則,評定機構無從深入檢核是否正確。鑑此,日後宜由中央建築主管機關修訂相關規定(如建築物防火避難性能設計計畫書申請認可要點),對於性能驗證方法之數值模擬,應要求模擬目的說明、具體檢核項目、火災情境特徵、選擇火災模擬程式之方式、主要模擬參數檢核、計算火災成長情況、靈敏度及不確定度分析及模擬結果紀錄分析等。本所105年度「建築物火災模擬工具應用參考指南之研究」之成果,提供使用火災電腦模擬程式應注意事項,將可供有關機關、評定機構參考。

二、落實防火性能設計建築物之使用維護管理

  對於評定計畫書所訂內容(如申請人承諾事項)之追縱查核無法落實,恐為日後建築物公共安全埋下隱憂。建議宜由中央建築主管機關修訂相關規定,明訂經過防火避難性能設計及綜合檢討評定核予建築執照之建築物,其竣工後查驗及日後營運管理應有配套檢查事項,甚而要求起造人應負有提供驗收交接時設施設備操作及人員訓練等責任,尤其防火防災設施或設備項目更應落實執行。

三、整體性古蹟保存復原計畫之防災設計

  由霧峰林家宮保第園區於修復驗收前遭受921地震嚴重受損案例,可瞭解古蹟保存防災計畫除防火設計考量之外,隔震的技術也可應用於建築的防災計畫。例如東京車站建築結構的防災計畫除了火災考量也考慮隔震設計,例如將隔震技術運用於古蹟,車站結構下部新增整體地下獨立結構體,並與四周建築物分離以伸縮縫銜接,新增地下結構體部分採用隔震墊方式的隔震設計。所以在未來也可研究隔震技術應用於古蹟建築保存方法。

 

 

四、古蹟建築防災設計與落實防災管理

  日本的防火策略基本上可分為:火災預防、及早偵知通報、初期滅火三部分。消防防護設計基本上是採用是室內偵測戶外防護的原則。其中最為值得我們學習的部分為落實消防管理與人員訓練。所以依此考查案例,臺灣古蹟防災可將防災內容分為二部分進行,第一部份為管理部分,於發生火災時消防隊來臨前的通報與初期自行滅火,應確實加強人員的訓練與日常管理要求;第二部份為消防設備加強更新,如設置隱藏式偵煙器、放水槍、儲水桶等。

 

大事紀要羅時麒
永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案修正核定發布

  「永續智慧城市-智慧綠建築與社區推動方案」原奉行政院秘書長104年10月20日核復,並由內政部函頒各政府機關,自105年1月1日起實施。另本部依據行政院副院長研商結論及國家發展委員會意見,包括自償率之檢討、外部經濟效益內部化等,於104年12月提出本方案修正草案,陳報行政院審議。行政院於本(105)年3月15日核定修正。本方案執行期程自105年至108年,計畫總經費16.5億元,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」,以期由點而面逐步擴大,邁向優質永續與智慧臺灣之願景。

大事紀要林宏霖
公告實施「智慧建築評估手冊」-2016年版

  「智慧建築解說與評估手冊」為內政部辦理智慧建築標章暨候選智慧建築證書之評定基準;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。為加強推動智慧建築普及化並與現階段技術發展密切接軌,本所參酌2011年出版手冊內容,歷經21次研商會議、6場說明會、4場意見檢討會議,及進行6案試評後,於今(105)年2月25日完成2016年出版之「智慧建築評估手冊」已上網公告,本手冊並自105年7月1日起正式實施。

大事紀要陳伯勳
本所部會管制個案計畫2案獲本部評核為優等

  依「行政院所屬各機關個案計畫管制評核作業要點」及本部年度施政計畫管制考核作業注意事項等相關規定,本部於105年3月21日舉辦「本部104年度政院管制及部會管制個案計畫評核小組會議」(以下簡稱計畫評核小組會議)。

  本所104年度並未辦理政院管制個案計畫,而部會管制個案計畫則有「智慧綠建築推動方案」及「智慧化環境科技發展推廣計畫」等2案。本部104年部會管制個案計畫共有49案,上開2案經計畫評核小組會議評為優等,榮獲本部肯定。

大事紀要褚政鑫
辦理本所104年度研究成果發表講習會

  本所為增進大眾對建築研究之瞭解、普及建築資訊之流通,業於105年4月27日及28日假大坪林聯合開發大樓15樓,舉辦本所「104年度研究成果發表講習會」
  本次發表講習會規劃綠建築與建築節能減碳、都市及建築防災、建築防火科技、建築技術創新、全人關懷生活環境等5項主題,共計45案,其中「綠建築與建築節能減碳」包含建築物節能外牆之應用研究…等9項研究課題,「都市及建築防災」包含雨水滯蓄設施容量配置決策支援及雲端操作系統研究…等10項研究課題,「建築防火科技」包含避難弱者之避難緩衝區加壓防煙設計之研究…等7個研究課題,「建築技術創新」包含集合住宅老、劣化態樣調查與改善策略研究…等11項課題,及「全人關懷生活環境」秉持通用設計精神,考量所有使用者,以逐步落實無障礙生活環境及提供現行制度改善等8項研究課題。

圖.何明錦所長開幕致詞

圖.何明錦所長開幕致詞

大事紀要張乃修
辦理本所105年度行政作業講習

  本所105年度研究計畫行政作業講習會,業於105年4月1日假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳舉辦;出席人數含研究計畫主持人、研究助理及本所承辦人等共約80人參加。

  本次講習會之目的,係為使各研究計畫團隊瞭解本部及本所研究計畫相關作業規定,以提昇研究計畫之行政作業效率及產出績效。講習會由鄭元良主任秘書主持,依講習內容說明研究計畫執行時應注意之重點,並說明研究成果報告印製格式、項目查檢表及研究成果績效填寫方式,以及研究成果投稿學報等注意事項;並由人事室介紹「公務員廉政倫理規範」,以及由主計室說明會計作業注意事項;最後Q&A時間,回答與會人員提問,過程順利圓滿。

大事紀要林谷陶
永續智慧社區創新實證示範計畫初選結果

  本所105年度辦理之「永續智慧社區創新實證示範計畫」,業依本部104年12月9日核定之「永續智慧社區創新實證示範計畫場域評選及申請須知」,於本(105)年3月31日召開初選會議,住宅社區場域類,選出1案進入複選;園區場域類受評案件中,選出3案進入複選;大專院校場域類,選出5案進入複選;總計入選9案,將於本(105)年5月底完成複選收件作業,6月底召開複選會議選出「永續智慧社區創新實證示範計畫」受補助單位名單(草案),正式名單及受補助金額將報本部核定後正式公告。

大事紀要張志源
本所104年度自行研究獲獎

  本所104年度自行研究報告共有3位同仁獲內政部頒發獎項。分別為甲等獎2名,由綜合規劃組靳燕玲研究員及張志源助理研究員獲獎,研究計畫名稱分別為「高齡社會安全安心生活環境規劃之研究」及「美國ADA無障礙設計標準與我國建築物無障礙設施設計規範制度之比較研究」;乙等獎1名,由工程技術組風雨風洞實驗室陳玠佑副研究員獲獎,研究計畫名稱為「屋頂型太陽能光電板風阻形狀係數研究」。

大事紀要蔡介峰
本所性能實驗中心「樓板衝擊音隔音性能試驗」等3項因應0206地震暫停接受委託

  本所性能實驗中心建築音響實驗室因本(105)年0206地震造成實驗設備損壞,經統計災損包括R1、R2、R3、R6、A3等5個實驗艙體、測試平台、測試台車以及軌道因地震力作用偏移,影響範圍包括樓板衝擊音隔音性能試驗、吸音材吸音係數檢測試驗與消音箱性能試驗等3項實驗,本所已於2月18日於網站公告暫停接受上開實驗委託。

  本(105)年度優先辦理實驗檢測服務影響較大之R2/R3(樓板)、R6(吸音)維修,內容包括R2、R3、R6實驗艙體復原、測試台車及軌道維修調整、聲場性能調整、資料收集器含訊號產生器及艙體側向位移限制安全裝置等,預計本(105) 年10月底前上開項目可全數修復完成,其餘本年度未修復之R1(消音箱)及A3(聲強隔音)實驗設備,本所將賡續蒐集國際相關技術發展趨勢,檢討相關預算納入後續計畫辦理。

大事紀要陳柏端、李台光
紐西蘭地震工程協會拜訪本所及參訪材料實驗中心

  為與台灣進行地震災害及相關法律責任制度等之經驗交流,紐西蘭地震工程協會組團來台進行訪問交流,拜訪我國地震相關研究單位、政府機關及地震保險基金會,並於本(105)年3月11日到所訪問。

  本次訪問中針對雙方建照審查制度,建築設計與施工法律責任歸屬,相關訴訟判例與判決,及歷年建築法規沿革等方面,進行廣泛意見交換與討論。

  隨後該協會由工程技術組陳組長陪同,至本所材料實驗中心參訪,由中心同仁李研究員及黃助理研究員接待,介紹大型力學實驗室近年實驗研究狀況及設備應用現況。參訪成員針對3,000噸油壓試驗機設備功能及研究應用領域,以及政府因應0206震災,揭露土壤液化潛勢區等議題,提出討論及交換意見,過程順利圓滿。

圖1.紐西蘭地震工程協會參訪本所座談會

 

  圖1.紐西蘭地震工程協會參訪本所座談會         圖2.紐西蘭地震工程協會參訪本所材料實驗中心

 

大事紀要陳長佑
參加行政院審查內政部「安家固園計畫」草案會議

  行政院於105年3月31日召開本部「安家固園計畫」草案之審查會議,本計畫草案重要推動措施包含老舊建築物耐震評估補強措施及土壤液化潛勢區防治改善措施,本會議決議將本計畫所需經費先匡定105及106年部分,後續年度視推動情形辦理滾動式檢討,另考量本計畫辦理數量龐大且執行人力有限情形下,請本部擇定優先地區加速推動,建立各階段補助比例與上限等完整操作機制,併同與會機關所提執行層面意見檢討修正計畫草案後,儘速循序報核。本部依會議紀錄修正計畫草案後函報行政院核定,行政院已於105年4月29日核定「安家固園計畫」,本所將依計畫內容持續辦理建築物耐震評估與補強技術之研究與推廣。

大事紀要白櫻芳
參加「研商經濟部公布土壤液化潛勢之相關配套措施」會議

  為協助「0206震災」災後重建與復原工作,奉行政院張前院長善政2月14日「0206震災優先處置事項研商會議」指示,請經濟部於1個月內公布國內土壤液化潛勢區,並與本部研議相關配套措施,加強對外宣導,避免民眾恐慌。因應經濟部3月14日正式公開土壤液化潛勢圖,本部於2月18日、3月2日及3月10日召開多場會議,研商土壤液化潛勢之相關配套措施與對外溝通策略,本所由安全防災組與工程技術組共同派員參加歷次會議,並主動蒐集日本土壤液化政策研提重要意見,供本部土壤液化政策擬定參考,相關配套措施已公布於本部營建署「土壤液化防治專區」供民眾查詢。

大事紀要劉青峰
辦理2016年臺灣BIM未來研討會

  研討會由本所與成功大學、臺灣大學、台灣建築資訊模型協會等共同舉辦,臺北場於3月15日假臺大醫院國際會議中心、臺南場於3月16假成大綠色魔法學校召開。特邀請美國知名BIM學者Chuck Eastman教授,以及國內相關專家學者就BIM的應用與推廣經驗進行交流,參加人數南北兩場合計約400人次以上。Chuck Eastman教授以近期汽車已發展出無人駕駛的過程為例,說明BIM未來將會將營建產業技術發展引導到On-site Robotics,而短期內的發展重點包含工程管理4D Tracking、構件設備預製Pre-fabrication、依模型放樣施作Build to Model,以及法規檢查Rule Checking等項目;同時也肯定應用在維護管理的價值,且應由業主主動投入資源發展。另外在國內實績與技術部分,建築生命週期各階段之應用均有發展,除已知新北市運動休閒中心工程應用成果外,其他尚有運動展演空間屋頂結構設計、桃園機場第三航站營運維管系統規劃、BIM工程專案管理平台,應用BIM概念之建築履歷,以及組織內部或工作流程導入BIM之經驗分享等課題,展現出國內營建產業技術發展潛力。

圖1.何明錦所長開幕致詞    圖2.Chuck Eastman教授主題演講

                 圖1.何明錦所長開幕致詞                               圖2.Chuck Eastman教授主題演講

大事紀要吳崇豪
參展「第十九屆台北國際安全博覽會」

  本所補助中華民國燃燒學會參加「Secutech第19屆台北國際安全博覽會」,展示「智慧型避難引導系統」、「都市及建築防災韌性」、「建築防火避難科技及試驗技術」及「水膜防火捲門」等4大主題,展覽活動於105年4月19日至21日順利圓滿結束,展期中各主題皆有專人於會場協助展出及解說,向參觀民眾推廣建築防火及都市防災的重要知識,及研發成果應用。

圖1.本所長官及來賓合影
圖1.本所長官及來賓合影

圖2.攤位展示情形

圖2.攤位展示情形

大事紀要厲娓娓
BIM協同作業指南導入桃園市桃園區新建社會住宅統包工程專案座談會

  建築資訊建模(BIM)在國內正於起步階段,然而目前缺乏工程專案之各參與角色共同接受與遵守的指南規範,致使BIM在執行上易發生成果交付爭議等問題。有鑑於此,本所今(105)年度委託研究案欲藉由實際建築工程案之執行,蒐集經驗,回饋修正去(104)年完成之BIM協同作業指南(初稿),以利落實於實際工程專案中。

  本研究案之研究團隊(中華大學)徵得業主(桃園市政府)同意,以「桃園市桃園區(中路三段103、105地號)新建社會住宅統包工程專案」進行BIM協同作業指南導入。本專案座談會於今(105)年3月28日假桃園市政府召開,由王明德副市長親自主持。期望藉由與業主、協力廠商面對面溝通,將後續作業之進行方式、期待結果,及各參與單位之配合事項等議題做一釐清,以促成BIM指南順利導入。

大事紀要鍾政洋
勞動部勞安所及中興大學等參訪本所風雨風洞實驗室

  本所風雨風洞實驗室自93年建立至今,仍為東南亞最大之建築環境風洞,相關試驗設備能量充足,近年常有相關領域學術活動之學者或研究團隊赴風洞實驗室參訪,討論規劃階段中設計實驗之合理性與可行性,並互相交流風洞實驗之寶貴經驗。中興大學土木系顏名譽教授聰及研究團隊等人於105年2月15日偕同勞動部勞動及職業安全衛生研究所人員,參訪本所風雨風洞實驗室。勞動部於105年將進行框式施工架受風之安全性初步相關研究,探討框式施工架上之防塵網對其受風效應之影響,此次參訪重點在於風洞實驗室設備與試驗能力介紹,以瞭解未來若在本所進行相關研究實驗之可行性。參訪結束後實驗室同仁與來訪團隊就相關議題進行討論與意見交流,並確認本所風洞實驗室之能力滿足其研究需求,後續實驗待模型設計完成後將於本所風洞實驗室進行。

業務報導張乃修
本所104年度科技計畫辦理成果

  本所104年度政府科技計畫進行8項,均屬科技計畫群組,按施政項目類項,符合施政目標2「重塑城鄉風貌,確保國土永續發展」,及目標3「建構完整災防體系,確保民眾生命安全」。各項計畫辦理內容及成果如下:

一、全人關懷生活環境科技發展中程個案計畫(4/5)

  以研究推動無障礙居住環境、各類型居住型態建築規劃設計及改善、全人關懷生活環境相關實驗為架構,研究建置無障礙空間,逐步提升對人人友善的通用化生活環境品質。進行無障礙材料及設備研究與檢測實驗,提升居家環境無障礙規劃設計及改善品質,配合醫療福利政策,研定各類型福利機構規劃設計基準,整合社福與建築等政策資源,提升關懷弱勢之政策效益,提供研究成果供本部營建署制訂「建築物無障礙設施設計規範」及「內政部主管活動場所無障礙設施設備設計標準」,並協助經濟部標準檢驗局修訂「垂直升降平台CNS(草-制1030168)」及「傾斜平面移動使用之動力升降機CNS(草-制1040022)」等國家標準技術草案。辦理友善建築評選活動,累計評選790件友善建築,更新資訊平台加強推廣及媒體宣導,擴展與社會各界之交流合作,以發揮更大之整體效益。

二、建築防火安全工程創新科技及應用研發計畫(1/4)

  檢討研修並充實改進現行建築、消防法令制度,研提特殊建築物防火對策,並研發防火安全風險評估技術。因應建築永續性趨勢,研發與綠建築設計、綠建材及綠能科技調合之創新防火材料、設備、系統及技術。兼顧避難弱勢者人命安全保障,研發提昇避難行動安全與順暢性之防火、煙控及避難技術。配合性能化防火法規與設計需求,研發創新火災延燒控制、煙控及避難設計及驗證技術,並應用於既有建築物之防火避難性能之提昇改善,建立建築構造系統耐火性能資料庫,研提創新技術及評估驗證規範,完成更新「建築物防火避難安全性能驗證技術手冊(第2版)」及「安全梯間加壓防煙設計技術手冊」草案,協助國內544件防火避難綜合檢討及性能設計評定案件審查通過。

三、都市與建築減災與調適科技精進及整合應用發展計畫(1/4)

  因應氣候變遷極端天氣、複合災害、洪水災害及山坡地災害衝擊,研擬都市及建築減災調適技術。推廣與落實都市及建築減災調適規劃技術,提升各級政府都市防災規劃與操作之能力。檢討現行都市防災規劃、建築設計法制,提供法制建議,並研擬規劃技術參考手冊以供中央或地方政府作為推動都市防災實施及研修法令之參考依據,出版「社區及建築基地減洪防洪規劃手冊」,研編綜合治水之都市規劃與設計審議作業手冊及研發雨水滯蓄洪設施型式量體配置Web-GIS雲端操作系統,辦理坡地社區自主巡檢輔導防災推廣活動。

四、鋼構建築複合性災害作用下耐火科技研發計畫(1/4)

  建立鋼構造複合(及多重性)性災害之行為模式,研修(訂)適合國內現行建築法規採用之規範與性能化防火設計需求,發展結構耐火創新技術及評估檢證規範,建立鋼構造複合(及多重性)災害作用下之安全評估準則與修復技術。

  進行國內常用鋼構造實尺寸複合(及多重性)災害實驗,加強建築材料、構件、消防物品與設備驗證能力,發展性能設計與驗證技術,發揮內政部建築研究所防火實驗中心功能。研發鋼構造建築物防火應用性技術,以具體研究與技術成果的實力,積極參與國際交流活動及國際合作研究計畫,瞭解國際研究發展現況及未來方向,藉以提昇我國鋼構造建築結構防火技術水準。

五、建築技術多元創新與推廣應用精進計畫(1/4)

  應用及整合建築物材料性能檢測技術,控管建築物全生命週期之品質,提高建築物材料之耐久性及耐用性。依建築內不同系統分類來建立建築物延壽策略及維護準則,精進業界施工水準,改善建築物居住品質及提升經濟價值。賡續推廣建築物耐震新技術與理念,強化工程耐震品質,保障人民生命財產安全。執行大尺寸結構構件力學試驗,做為驗證與修訂技術規範之參據;並研訂耐震設計性能規範,提昇建築物之耐震能力。有效執行建築相關法規,加速法規標準的增修訂,減少工程爭議,建立政府威信。提昇既有風工程實驗及數值模擬等技術,開發新型量測技術與比對能力,簡化設計規範,建立風工程領域之試驗標準。整合多元化跨領域應用研究,有效利用各項資源,營造健康、舒適、環保的生活空間,達到風害防制、永續生活之目的,提出耐震詳細評估(SERCB)及運算程式(含補強模組)、耐震初步評估(PSERCB)18項定性評估指標及運算程式,研訂及推動「建築物實施耐震能力評估及補強方案」及「私有建築物耐震性能評估補強推動先行計畫」,並完成「鋼筋混凝土建築物之修復與補強技術彙編」共計32項工法。

六、建築資訊整合分享與應用研發推廣計畫(1/4)

  建立國內BIM指南、公用元件及資料庫架構及樣版格式等規範,針對已進行跨部會合作的應用面向,並依循國際標準建立資訊交換標準架構,將本土資料連結國際建築資訊分類,輔助建模軟體納入本土元件及資訊規範。國內BIM導入建管及設施管理應用,探討本土FM應用模式,制訂BIM專案全生命週期作業流程範本,並結合BIM、GIS協助都市規劃。與學界、產業界合作成立BIM技術推廣輔導中心,作為BIM推廣活動統合單位、加入國際BIM組織,研擬BIM元件庫建置標準、建築設施維護管理資訊交付標準(COBie)及建築設計與施工階段間應用BIM協同作業指南。

七、創新低碳綠建築環境科技計畫(1/4)

  建構建築節能技術服務環境基礎,研發創新「生態、節能、減廢、健康」低碳綠建築環境科技與促進二氧化碳排放減緩之建築節能科技。以本土化氣候條件、風俗民情,建立都市綠資源評估架構,作為邁向生態城市之都市綠資源發展方向與環境經營管理規劃指導。持續深化建築產業創新技術,健全我國建築工程技術發展,整合建築專業實驗研究設施,進行創新營建材料、技術與研發等,以強化建築物耐久性與健康性,達到建築永續發展與利用目標。擴大低碳綠建築節能科技、生態與綠能評估及創新智慧綠建築技術研發成果之法制化與應用,導入建築管理強化提升建築環境品質,研修改版綠建築家族5本解說與評估手冊、綠建材解說與評估手冊並協助建築技術規則修訂防音規定,並出版「綠牆技術手冊」、「屋頂綠化技術手冊」及「綠建築綠改善-打開綠建築的18把鑰匙」等科普書籍,截至105年3月底止,累計核發5,697件綠建築標章與候選證書、每年可省電約14.65億度,省水約6,913萬噸,減碳效益約82.79萬噸,及核發1,499件綠建材標章,涵蓋10,399種產品,並完成既有建築節能與綠廳舍改善547案,每年可省電約8,410萬度,節省電費約2.77億元。

八、智慧化環境科技發展推廣計畫(1/4)

  整合各部會資源、建立計畫成果資訊交流機制及整合分工成果。配合102年度7月1日實施公有建築物取得智慧建築標章規定,編寫供專業者具體操作之參考資料。深化智慧化環境科技論述與內容創新,持續蒐集相關新知,配合重要新政策更新課題與內容,作為未來中長程計畫發展之論述基礎。定期檢討智慧建築認證基準帶動產業發展,使評定結果更具一致性及可預測性。並使評定基準更加明確,相關服務、設備商進行產品開發時,亦有明確基準可遵循,縮短產品開發摸索時間。持續營運展示中心、促進產官學研交流發展,將智慧化環境科技概念普及於相關產業與一般大眾,並藉由舉辦產業領袖之座談交流會議,廣納各方意見,以利政府制定我國智慧化環境科技發展政策與法令研修之參考。累計核發151件智慧建築標章與候選證書,完成永續智慧社區創新實證示範計畫初選9案,並完成「智慧建築評估手冊」修訂及公告實施。

業務報導賴深江
因應天然災害之韌性都市建構策略與評估

壹、緒  論

  臺灣是世界上最易受到天然災害衝擊的地區之一,根據世界銀行在2005年提出「天然災害熱點」報告指出,臺灣約有73%的人口居住在受到三種以上的災害威脅的地區。因而如何降低都市脆弱度與災害風險,建置高韌性(resilience)城市,乃是我國面臨之重大挑戰。因而如何有效推動與整合不同調適策略,降低都市脆弱度與災害風險,及建置高韌性(resilience)與高回復力城市,乃都市管理決策者的重大挑戰。近年許多國家與城市,例如歐盟國家與荷蘭鹿特丹、丹麥哥本哈根、奧地利薩爾茲堡、日本東京等城市,皆致力於推動城市脆弱度評估與韌性檢驗工作,以助於整合不同防災工程設施、天然環境,以及土地使用、交通運輸、都市設計、公共設施規劃與社會經濟條件,尋求可與環境變遷及災害共存的調適策略。故本研究主要目的,即在於提出臺灣都市在面對重大天然災害(主要以地震、颱洪災、坡地災害及氣候變遷為主)時,如何建構韌性都市,並以臺北市為例,進行災害韌性評估,提出調適規劃與調適策略擬定方向。

貳、研究內容

  本研究內容主要在建置天然災害韌性評估機制與建構都市韌性評估指標體系。本研究採取目前較為各國廣泛認同之聯合國國際減災策略署(The United Nations International Strategy for Disaster Risk Reduction,UNISDR) (2002) 對於韌性之定義:「一個潛在暴露在災害的系統或社區,採取抗災或改變之調適策略,以獲得一個可接受狀態與運作模式的能力」,作為建置韌性評估體系與指標選取之依據。本研究之分析方法是以整合地區導向模式與回溯分析法(mainstream approach; MA),建立評估架構,進行整合性韌性評估,及探討都市層級之天然災害韌性分布特質,以作為研擬調適策略之基礎。

本研究之評估體系共劃分為災前條件、災時應變、災後恢復及調適與學習等三個構面,以及人口、產業、暴露、土地使用、應變能力、所得、調適能力、學習能力等8個評估項目。  

參、研究發現

  本研究針對臺北市進行案例分析,是以村里做為韌性評估之基本單位,將韌性評估分成上述三大構面進行評估。就災前條件構面,得出臺北市各個村里的韌性分布,分析發現韌性較低之地區,主要分布在中正區、中山區、松山區、大安區、信義區與內湖區之部分地區。

圖2.臺北市村里綜合韌性評估指標分布圖

圖.臺北市村里綜合韌性評估指標分布圖

  在災時應變構面,發現南港、萬華與大同區之災時應變韌性較低,原因可能是其醫療及防救災人力資源分配較為不足,且居民之平均所得與儲蓄率較低,因而降低其災害韌性。另在災後恢復、調適與學習構面,顯示大同區、萬華區、南中正區與南港區之災後恢復、調適與學習韌性較低。如將全部指標納入考慮,則全部之綜合韌性評估結果發現北投區與士林區之部分地區,綜合韌性最高;大同區、萬華區、中山區、松山區,及部分之信義區與南港區之綜合韌性最低(參見上圖)。

肆、結  論

  由於氣候變遷、極端氣候與巨大災害的威脅日益嚴重,傳統之工程手段已臻極限難以因應,爰此政府透過擬定不同法規與計畫,希望有效推動災害之風險、脆弱度與韌性評估,並提出有效之調適策略,以提升災害韌性,期能賦予都市具備降低災損、持續營運與快速復原能力。本研究嘗試建構韌性都市評估體系與指標,可供地方政府參考運用,將有助於掌握地區災害韌性特性與分布,進而選擇合適之調適策略,俾利提升災害韌性與強化調適能力。

業務報導陳柏翰
研訂綜合治水理念落實於都市設計審議作業參考手冊

  隨著近年極端降雨事件發生次數日益增加,衍生嚴重災情,氣候變遷議題逐漸受到重視。此外,臺灣地區近年都市開發快速,開發地區不透水地表面積增多,導致地表逕流量隨之增加,更加劇都市地區的洪患威脅。面對此一課題,除了由水利專業領域提供改善方案外,在空間專業領域,將空間規劃與治水理念進行連結,於空間規劃過程,研提減災調適策略,並將其透過都市計畫、都市設計或開發許可審議機制予以落實,可望多管齊下降低都市洪災威脅。

  為強化都市耐災能力,本部於近年陸續修正發布「都市計畫定期通盤檢討實施辦法」及「建築技術規則」等相關規定,納入都市防災、減災理念。而鑑於綜合治水與空間規劃體系連結的重要性,本所爰辦理「研訂綜合治水理念落實於都市設計審議作業參考手冊」研究案,透過蒐集分析國內外都市暴雨管理策略,彙整綜合治水理念於都市設計可應用之手法,並以新北市蘆洲都市計畫區北側地區為示範區,搭配淹水模式模擬淹水狀況,再參考「內政部營建署都市總合治水綱要計畫」進行各建築基地保水量之分派,同時觀察示範區都市紋理並確認綠色基盤設施資源,透過劃設排水分區方式,以都市計畫與都市設計手段,通盤規劃地區與個別基地之治水減災設施,以研提可能調適策略(如圖1、2),並透過深度訪談,歸納都市設計與水利領域專家與學者於實務操作之看法,對策略方向與內容進行修正,進而研擬都市設計審議作業參考手冊(草案)。

圖1 示範區地區水流路徑規劃圖

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖1.示範區地區水流路徑規劃圖  

圖2.示範區地區性整體都市設計減洪規劃方案構想圖

圖2.示範地區性整體都市設計減洪規劃方案構想圖

     本手冊(草案)建議配合地區防、減洪目標,以都市設計手法協助落實空間調適策略,並依空間尺度可運用之方案,分為「地區整體性都市設計減洪規劃方案」及「公共設施及單一私人建築基地減洪及保水設計方案」等2篇。

  • 第一篇:地區整體性都市設計減洪規劃方案
      經計畫區基礎圖資蒐集與整理(如圖3),掌握地區基本資料與綠色基盤設施後,依循排水系統路徑,對公共設施用地等綠色基盤設施,與其他住宅區、商業區、工業區等不同使用分區中可推動治水減災策略之土地,進行調適功能分派,由點、線、面逐步整合之方式,建構地區整體性都市設計規劃方案,系統串聯各項防、減洪及保水設施,提升減災效果。
  • 第二篇:公共設施及單一私人建築基地減洪及保水設計方案
      本篇共分為3個部分,第1部分為減洪及保水設施規劃作業原則與程序,其以本所102 年社區及建築基地減洪防洪規劃手冊為基礎,建構「公共設施或單一私人建築基地減洪及保水設計方案規劃作業原則與程序」;第2部分及第3部分則考量現行都市設計審議時,相關綜合治水策略分散於各審議事項中,欠缺整體系統性思維,經訪談相關領域專家學者,就都市設計審議報告書有關減洪及保水專章應檢附圖書及都市設計審議機制提出建議(如圖4)。

  本研究從都市計畫與都市設計審議制度角度切入,完整銜接空間計畫體系內,都市計畫、都市設計與建築管理之界面關係。藉由整合本所既有相關研究計畫成果並擴大應用,彙整綜合治水理念於都市設計之應用手法,研擬都市設計審議作業參考手冊(草案),期供規劃設計單位業務執行或縣市政府進行都市計畫、都市設計審議時參考使用,以建構網絡化之都市空間治水系統,強化都市洪災防治能力。

圖3.地區整體性都市設計減洪規劃方案所需圖資介紹與說明

圖2.本研究建議都審報告書增設減洪及保水專章及檢附圖說介紹與說明

圖4.都審報告書增設減洪及保水專章及檢附圖說介紹與說明

 

業務報導王天志
應用聲光複合技術於鋼筋混凝土構件火害後非破壞檢測

  為快速瞭解與提高評估研判受火害後(熱驅動破壞)之鋼筋混凝土結構物構材之力學性質與其損傷程度、範圍之界定,提出簡速型火害現場結構安全初勘評估機制與相關軟、硬體(韌體)之開發應用,希望透過現場與實驗室巨微觀尺度之受火害後材料巨觀力學參數(勁度、強度、韌度)與微觀破壞特徵(叢聚、初裂、裂衍)參數數據與分析之收集,及其各參數間之關聯性,作為未來火害辨識資料庫之參佐。

  針對火害前、後之構材試體,進行超音波脈衝探傷,作為其材料破壞特徵之參考指標,再以裂縫開口位移計(Crack Opening Displacement, COD)控制求得完整之加載歷程曲線,同步化耦合複合式微觀聲-光非破壞檢測法(聲射法、電子斑紋干涉術)作系列驗證比對,研析材料內、外部之破壞時、空關係,並建立全域性之材料巨觀力學參數與微觀破壞特徵之關係。

同步化聲-光非破壞檢測系統

  於LabVIEW系統上之前端人機操作介面(圖 1、圖 2),提供數位與類比訊號的轉換功能,經由PXI NI-6115資料擷取介面卡同步接收微震事件而觸發的類比訊號,並即時轉換為一般電腦所能接受的數位訊號,以做為資料傳遞之用,並達到聲-光同步監控與量測效果。

圖2.前端人機操作介面之聲射監控系統

       圖1.非破壞同步化檢測軟體-前端人機操作介面        圖2.前端人機操作介面之聲射監控系統

混凝土單壓巨觀尺度之力學行為

  由圖 3可明顯看出當混凝土試體受到火害後(火害變數如表 1所示),其巨觀行為(勁度、強度、韌度)均大幅折減,如表 2所示,當受火害之溫度為600℃時混凝土之韌度折減幅度為51.86%,強度折減幅度更高達77.24%。

 

 

 

圖3.火害前、後混凝土單壓應力-應變曲線圖

圖3.火害前、後混凝土單壓應力-應變曲線圖

表.1鋼筋、混凝土構材火害變數表

升溫速率

每分鐘5℃

最高溫度

600℃

持溫時間

5小時

降溫梯度

爐內自然降溫

表2.混凝土受火害前、後巨觀行為下降百分比

混凝土設計強度(kgf/cm2)

勁度(%)

強度(%)

韌度(%)

210

66.36

71.06

34.95

350

55.31

74.71

51.86

420

74.64

77.24

48.32

 

混凝土單壓微觀尺度之力學行為

        1.聲射法 (Acoustic Emission, AE)

針對AE試驗結果,分別從時間、空間作兩層面綜合探討。時間層面:以正規化軸向應力加載比(LL %)與對應軸向應變率(%)作破壞加載歷程曲線,並將微觀之有效AE事件,累積數量與對應軸向應變(%)繪製於同一時間圖系(如圖 4所示),且經由與圖 5之AE事件空間分布圖,可驗證研判叢聚(localization)時間之正確性(即AE事件數激增)。

2.電子斑紋干涉術(Electronic Speckle Pattern Interferometry, ESPI)

ESPI干涉條紋部分,於試驗過程中CCD全程錄製條紋變化情況,用以觀察試體由變形連續演化至變形不連續之初裂時機,及變形不連續後裂縫的裂衍過程,初裂及裂衍ESPI干涉圖如圖 6所示,最後可將微觀裂縫與試驗後試體之巨觀裂縫進行驗證比對(如圖 7)。

圖4.聲射事件發生時機對應完整加載歷程

圖4.聲射事件發生時機對應完整加載歷程

圖5.聲射事件空間分布圖

圖5.聲射事件空間分布圖

圖6.初裂及裂衍時間之ESPI干涉條紋圖圖7.微觀裂縫與巨觀裂縫之比對

圖6.初裂及裂衍時間之ESPI干涉條紋圖                  圖7.微觀裂縫與巨觀裂縫之比對

波速比與混凝土巨、微觀關係之比對

  於混凝土單壓、鋼筋拉伸試驗前,以超音波脈衝量測儀分別量測鋼筋、混凝土構材之壓力波(VP)與剪力波(VS)波速,並計算得剪-壓波速比(VS/VP),並以此波速比值做為後續建置火害資料庫之傷損指標,其初步成果可分別繪製成波速比與構材巨觀行為之關係圖(如圖8)以及波速比與構材微觀行為之關係圖(如圖9)。

圖8.波速比與混凝土構材巨觀行為之比對

圖8.波速比與混凝土構材巨觀行為之比對

圖9.波速比與混凝土構材微觀行為之比對

 圖9.波速比與混凝土構材微觀行為之比對

重要發現

  1. 由本研究結果發現,混凝土火害後傷損程度可用巨觀式體波(body wave)的剪-壓波速比(VS/VP)進行損害程度評估;即傷損程度越嚴重,剪-壓波速比隨之增加。
  2. 以裂縫開口位移作迴圈式試驗之回饋訊號控制,可得完整加載歷程,並藉此可估求火害後構材韌度之折減。

  本研究建置之微觀聲-光耦合非破壞檢測可觀察混凝土構材內、外部破壞演化特徵,並與上述第一點之巨觀結果試驗比對,其適確可行。

業務報導王天志
綠能光電模組建築構造之防火性能檢測分析

  在建築中注入綠色元素逐漸成為建築發展的趨勢,且綠色建築也是二十一世紀世界建築的主流。綠色建築有其豐富的內涵,各國評價標準各有其特色,而潔淨再生能源對於建築物節能減碳的特性將是綠色建築的重要內容;其中,太陽能光電系統更可能成為未來綠色建築的主要設備。而在“建築物產生能源”的新概念下,將使得建材一體型太陽能光電模組(Building Integrated Photovoltaic, BIPV) 成為趨勢產品(如圖1)。從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。

圖1.太陽光電板模組 (a)正面 (b)背面

圖1.太陽光電板模組 (a)正面 (b)背面

有鑑於此,本所近來進行太陽光電板分別與矽酸鈣板、酚醛斷熱板相互結合,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。並進行太陽光電板的延燒試驗。目前研究結果如下:

太陽光電板分別與矽酸鈣板、酚醛斷熱板結合之遮焰與阻熱性試驗

     第一種實驗試體是將太陽光電模組、框架、矽酸鈣板進行整合,此工法則是能夠提升太陽光電模組的防火時效性,遮焰與阻熱試驗以CNS 12514進行之(如圖2及圖3)。在整體試驗2小時的過程中沒有火焰竄出的現象;在防火試驗過程中,太陽光電模組表面玻璃的各點熱電偶溫度有相同變化的趨勢,量測溫度最高的點約450oC,而其餘所量測的溫度變化結果相近,溫度變化均由室溫增加至約375oC。但其中有一點所量測的溫度變化比其他各點還低,約由室溫增加至約300oC,而量測溫度較低的原因為太陽光電模組背面的高強度玻璃表面上有附著固態結渣物與結焦物,進而減低熱傳效果,所以熱電偶所量測的此點溫度會較低。

圖2.太陽光電板結合矽酸鈣板(曝火面為矽酸鈣板)的實驗過程影像圖3.太陽光電板結合矽酸鈣板(曝火面為矽酸鈣板)的實驗過程影像

圖2.太陽光電板結合矽酸鈣板的實驗過程      圖3.太陽光電板結合矽酸鈣板實驗結果

  而第二種實驗試體是太陽光電板結合酚醛斷熱板(如圖4)。在1小時的防火試驗過程,於14分鐘有發生連續超過10秒的火焰竄出並且熄滅,之後在試驗結束時,表面玻璃的平均溫度約500oC。

圖4.太陽光電板結合酚醛斷熱板(曝火面為酚醛斷熱板)的實驗過程影像

圖4.太陽光電板結合酚醛斷熱板(曝火面為酚醛斷熱板)的實驗過程影像

太陽光電板結合水膜系統

     實驗時於光電板的曝火面處產生水膜並以CNS 12514進行遮焰與阻熱性試驗。圖5顯示太陽光電板於曝火面處產生水膜的實驗結果。本次試驗太陽光電板與水膜系統的水膜流量、厚度與覆蓋範圍均比先前的研究還要多,並在試驗結果顯示擁有2小時的防火與阻熱時效;此成果亦發現水膜技術依然能夠提升試體的防火與阻熱時效,但若應用於不同性質的試體,則必須改變水膜的流量、厚度與覆蓋範圍。

圖5.太陽光電板結合水膜系統在防火試驗後的影像

圖5.太陽光電板結合水膜系統在防火試驗後的影像

  由上述三種設計工法實驗結果可知,根據CNS12514-1之標準來判斷,矽酸鈣板與水膜系統可達到兩小時的遮焰性能。但是矽酸鈣板系統無法達到阻熱性能之要求,水膜系統則是符合兩小時的阻熱性能。而光電板結合酚醛斷熱板系統是均無達到遮焰、阻熱性能之要求。

太陽光電模組延燒試驗

  本次試驗使用CIGS(Copper Indium Gallium Diselenide,硒化銅銦鎵)太陽光電板做為實驗試體,延燒試驗的影像歷程如圖6,在整個延燒試驗過程亦發現外部延燒的火源並無突然增大的情況;由於太陽光電板在封裝的時候會採用黏著劑(EVA或Tedlar),而此類的黏著劑在CNS14705-1的試驗結果發現,太陽光電模組會有火焰引燃的現象發生,但在此次的延燒試驗過程當中並無發現火焰突然變大,或是整片太陽光電模組完全燒毀的情形,此結果應是太陽光電板的黏著劑含量相當少,因此在延燒試驗的過程中,少量的黏著劑成分並無明顯助長火焰的情形發生,僅有玻璃發生裂紋與破裂的現象。

圖6.太陽光電板延燒試驗的影像歷程

圖6.太陽光電板延燒試驗的影像歷程

結語

  發展綠能為全世界當前重要的能源政策,而將太陽光電模組結合建築物構造系統係為一種可推行的方式,但仍注意需符合相關建築防火法規,以及火災時可能有爆裂、掉落、感電等影響消防救助或避難安全之問題,亦應一併考量,以保障民眾與消防人員之安全。

 

業務報導郭建源
本所研擬帷幕牆現地方法試驗國家標準草案

  帷幕牆水密性易因工地條件及人為施工不良影響而導致性能損失,本所已擬訂完成帷幕牆現地試驗方法國家標準條文,為帷幕牆水密性能嚴格把關。為加強帷幕牆的防水性能,研擬帷幕牆現地水密試驗國家標準條文且已邀請產官學各界代表審議條文之正確性,並以一實體測試件測試確認所擬方法具體可行。標準草案今(105)年3月底已函請經濟部標準檢驗局國家標準制定作業,將使國內業界進行相關驗證時有一致且客觀的標準,確保帷幕牆工程之抗風雨性能,增加居住環境之舒適性。

  本項標準草案內容包括:適用範圍、引用標準、試體條件、試驗區域之指定、試驗設備、試驗流程、滲水修正作業與重複試驗之確認及試驗報告等8項。本草案適用於評估帷幕牆及其附屬門、窗之接合部、膠條、襯墊與防水填縫品質之滲水現地檢查方法。試體須足以代表帷幕牆系統中所有標準構件之性能且不可有額外之增強構件或缺陷,試驗時所有的框組及單元須安裝於建築物中具代表性的兩個較低樓層。試驗區域則須包含周圍之填縫、標準接合方式及框架交叉接合部位,以符合代表性能數據之要求,通常至少須9.3 m2

  試驗之噴水頭所用之銅製噴嘴應符合在壓力為 275 kPa時之噴灑角度須達 80度,每分鐘之出水量須達 27.2 L;以及壓力為 137 kPa時之每分鐘出水量須達 19.1 L。試驗所須之控制閥與噴水頭間須裝設壓力計,以確保噴水頭之出水口能產生205至240 kPa之水壓。壓力計須於6個月內進行校正,並附上報告以證明能符合上述之需求。試驗過程噴水頭前端與牆面須保持305 mm± 25 mm之距離,詳見圖所示。

  噴水頭於每一段1.5 m試驗分區內緩慢來回移動,進行時間各為5分鐘,噴水頭之移動速度建議為305 mm/min,且須確保噴水頭垂直於牆面並須自最低處之水平框架開始進行。試驗中須有觀測者於牆內側進行觀測及評估,確認所有發生之滲水現象並標註位置,必要時可採用手電筒輔助照明。若受試分區於5分鐘試驗結束後並無滲水之現象,下一個1.5 m之試驗分區將依序進行試驗,並依本標準之程序將完整之試驗區域試驗完成。

  試驗後若發現滲水,無論滲水在何處發生,皆須以可接受之方式進行防水處理,滲水修正作業須於重複試驗前進行補強修正。再以「試驗流程」的規定方式重新進行確認,直到選定區域內所有框架達成需求為止。試驗完成後之試驗報告須包含以下訊息: 試驗機構、試驗時間及日期、報告日期、建築物之位置與認證及期所依據之方法及試驗所需求之規格,且應描述試體狀況及取樣過程,並記錄各滲水位置。

圖 現地試驗噴水設備示意圖

圖 現地試驗噴水設備示意圖

業務報導李台光
大面積暗架天花板耐震性能檢討分析

壹、前言

懸吊式輕鋼架天花板依其組構方式大致可分為明架與暗架兩種,其差別在於明架天花板的板材係放置於骨架之上(圖1),故當人員視線朝上方天花板望去時即可看到天花板之骨架故稱為「明架天花板」。暗架天花板之骨架則是隱藏於板材後方(圖2),因此當人員視線朝上方天花板望去時則僅能看到一整片板材而無法看到骨架故稱為「暗架天花板」。一般而言,明架天花板的板材因直接放置於骨架之上故較容易取置,也便於處理天花板上方的管線或設備;而暗架天花板之板材大多都係直接與骨架鎖固,因此必須設置維修孔以便後續修復使用。

圖1.明架天花板照片           圖2.暗架天花板照片

                圖1.明架天花板照片                                             圖2.暗架天花板照片

 

暗架天花板普遍設於需要考慮美觀及天花板載重較大之處,如大廳或大面積集會場所。國內的暗架天花板最早為承襲自日本之天花板系統(以下稱傳統式暗架天花板系統),也因此國內規範CNS 11984「建築用暗架式牆壁及平頂輕鋼架」其實係翻譯日本規範JIS A6517「建築用鋼製下地材(壁、天井)」所制定,所有試驗項目及性能規定均與日本規範完全相同。然而傳統式暗架天花板系統在台灣卻早已式微,目前在國內的室內空間中都以卡夾式暗架天花板系統為主要選擇(圖3),半戶外場合若需要裝設天花板則會採用金屬條狀式天花板(圖4)。然而此兩種系統在國內規範中卻都沒有任何相關說明與規定,突顯出目前國內規範的不合時宜。在2013年的仁愛地震中,發現卡夾式系統與金屬條狀式系統都有相關之破壞案例,其中南投瑞峰國中的走廊及樓梯間有大量暗架天花板崩落的狀況,嚴重妨礙人員之逃生路線,故本研究針對此二類台灣常用之暗架天花板系統進行初步探討。

圖3.卡夾式暗架天花板示意圖           圖4.金屬條狀式暗架天花板示意圖

               圖3.卡夾式暗架天花板示意圖               圖4.金屬條狀式暗架天花板示意圖

貳、實驗研究

本研究透過實驗以瞭解國內常用暗架天花板工法之強度及耐震弱點,實驗共分為細部元件試驗與全尺寸靜力側推試驗兩階段。由於目前國內並無任何暗架式天花板之實驗資料可供參考,故在第一階段元件試驗中,本研究參考國家標準CNS 11984之內容規定,針對卡夾式系統與金屬條狀式系統進行垂直載重試驗。此外,根據國外研究顯示暗架天花板之破壞容易發生在構件連結處,因此本研究同時針對暗架天花板系統在地震中容易發生破壞的部分進行強度試驗(圖5)。

圖5.細部元件強度試驗

圖5.細部元件強度試驗

卡夾式暗架天花板支撐架向下載重試驗中,試體選擇市面上較為常見之三種支撐架形式作為試驗對象,支撐架試體1寬度25 mm,高度為38 mm,試體2寬度較小為20 mm高度為36.5 mm,而支撐架試體3寬度23 mm而高度較小為32 mm。試驗結果如表1所示,依據CNS 11984中對於支撐架向下載重之規定,其最大撓度應小於5 mm,且殘留撓度應小於1 mm。相較於本次試驗可以發現目前國內市售之卡夾式支撐架(蜈蚣尺)無法完全滿足規範之要求。

表1. 支撐架向下載重之試驗結果

試體

編號

試體支撐架1

試體支撐架2

最大撓度

(mm)

殘留撓度

(mm)

最大撓度

殘留撓度

最大撓度

殘留撓度

試體1

5.3

0.3

7.3

0.4

7.3

0.7

6.1

0.5

6.5

0.7

試體2

7.0

0.4

7.5

0.4

7.5

0.5

6.4

0.4

6.4

0.5

試體3

11.8

1.7

10.8

1.4

12.4

2.4

12.4

2.4

12.4

2.3

 

實驗第二階段為暗架式天花板之全尺寸實驗,此部分以南投瑞峰國中之天花板型式(金屬條狀式系統)作為研究案例對象,實驗試體模擬實際現場施工狀況,利用油壓千斤頂進行靜力側推實驗用以觀察暗架天花板系統在地震中所發生之破壞情形,並針對破壞之原因提出補強的方法及建議。此階段實驗根據油壓千斤頂之施力方向可分為單向靜力載重試驗以及往復載重試驗(圖6)。

圖6.全尺寸試體卡麗板挫屈變形

圖6.全尺寸試體卡麗板挫屈變形

全尺寸天花板試體之平面尺寸為235 cm×235 cm,其中包含3支支撐架、24片G形卡麗板板材以及9組長度為90 cm之吊筋組。本研究將實驗試體分為支撐架沒有搭接、全部支撐架均搭接,以及僅中間支撐架搭接3種方式進行試驗與分析。另鑑於高低差天花板為國內極為普遍的做法,本研究亦設計相關試體,探討高低差天花板的耐震性能。

綜合全尺寸實驗結果,歸納以下幾點結論:

一、高低差天花板在地震力作用下,連接材(大七字收邊架)為主要破壞的位置,應針對連接處作補強或是將高低差天花板採不連續設計。

二、從全尺寸試驗可以發現相較於支撐架搭接處有錯位之試體,搭接處無錯位的試體其極限強度較小且破壞較為嚴重,易有卡麗板掉落的情形發生。

三、吊筋與支撐架之接點為天花板系統中較容易受到破壞之處,確實有需要提升其強度。

參、改善工法建議及組裝施工圖

本研究根據實驗結果提出目前現行暗架天花板之改善工法及組裝施工圖(圖7),供國內業界參考應用,期望可提升現場實做之暗架天花板耐震品質。

         一、天花板重量不宜超過20 kgf/m2

若是在支撐架連結吊筋螺桿處的下方使用一墊片補強,暗架天花板之重量不宜超過20 kgf/m2,若天花板重量超過20 kgf/m2,則須經過結構計算。

二、吊筋間距為90公分、支撐架之間距為90公分。

此為國內目前之習慣工法,當天花板重量在20 kgf/m2之內可直接使用,而當天花板重量超過20 kgf/m2則支撐架與吊筋的間距均必須縮短,且須經過結構計算。

三、懸吊長度不宜超過3 m。

當天花板之懸吊長度小於1m時,吊筋可採用兩分螺桿;而當懸吊長度為1m~3m時,吊筋建議採三分螺桿。當懸吊長度超過3 m時,吊筋建議以輕型鋼之立柱取代或加設鋼桁架等構件來進行施作。

四、支撐架的搭接處必須錯位。

支撐架搭接處較容易受到破壞以及為板材最易掉落之位置,因此支撐架之搭接處必須錯位,相鄰支撐架搭接處須錯位90 cm以上。

五、搭接處之兩支撐架應緊靠,不宜有間距。

若兩支撐架有間距,則當支撐架受力時會對板材產生額外的扭矩,更容易造成破壞或導致板材掉落。

六、高低差天花板應採不連續設計。

因高低天花板兩者各自有不同的自振頻率,故應拿掉連接高低天花板間之大七字收邊,採不連續設計以避免相互影響。

 

圖7.暗架天花板組裝施工圖(參考)

圖7.暗架天花板組裝施工圖(參考)

業務報導林谷陶
104年度既有建築智慧化改善工作計畫辦理成果

  為利用智慧科技提升既有建築物之環境品質,本所推動之「既有建築物智慧化改善工作計畫」,以公有及民間既有建築物為對象,針對安全防災監控、健康照護管理、便利舒適服務、系統整合應用等領域,獎勵或補助其進行智慧化改善工作;本計畫104年度計完成公私有案件計37件,執行經費計約3千百餘萬元。歷年執行案件數統計如表1所示。

表1 歷年公有及民間獎補助案件區域分佈統計表

獎補助改善類別說明

  本所歷年徵選獎補助既有建築物智慧化改善項目,主要以安全防災監控、健康照護管理、便利舒適服務、系統整合應用管理(含節能管理) 四大類別,從104年度公私有申請37案中分析,仍以系統整合應用21案(含節能管理)為最多,安全防災監控9案次之,均與歷年申請趨勢一致,如表2所示。

 

表2 歷年公有及民間獎補助申請項目統計表

本計畫於104年進行102、103年導入案件之效益評估結果,茲分項說明如下:

(一)安全防災監控:約能有效縮短50%~100%的緊急應變時間,平時則能有效減低30%~100%的人員巡檢及管理時間。

(二)健康照護管理:約可達50%至80%之改善效益,平時則能有效減低50%以上的人員巡檢及管理時間。

 (三)便利舒適服務:約能降低場所17%~72%的二氧化碳濃度,有效提效場所空氣品質舒適度,且在導入設施設備營運後,能有效縮短66%~100%的行政管理時間。

(四)系統整合應用:約可達2.5%~23.4%的用電度數節省,且在導入設施設備營運後,能有效縮短40%~100%的行政管理時間。

104年獎補助案例介紹

  本所歷年獎補助之改善成效均有顯著效益,以104年度補助國立臺灣大學醫學院附設醫院竹東分院及景文科技大學為例,簡要說明如下:

(一)國立臺灣大學醫學院附設醫院竹東分院

  本案「智慧化醫療資訊CRM客服系統建置」,結合醫療照護、資通訊技術、電子化醫療器材等跨領域專業,整合醫院不同單位,並規劃統一窗口,讓民眾在熟悉的環境中獲得健康照護與預防保健服務,期望能達到早期發現、早期治療,以及降低治療成本的目的(系統架構如圖1所示)。

圖1.智慧化醫療資訊CRM客服系統架構

圖1.智慧化醫療資訊CRM客服系統架構

(二)景文科技大學

  景文科技大學104年度建置「校園防災預警系統」、「校園戶外照明管理系統」及「公共場所能源管理及CO2監測警報系統」,總計歷年建置校園建築智慧化管理系統包含:1) 校園安全監控系統、2) 校園能源管理系統、3) 校園水資管理系統、4) RFID智慧校園管理系統、5) 無線定位求救系統五大功能並能充分整合應用統一界面管理。


圖2.景文科技大學校園建築智慧化管理系統架構

圖2.景文科技大學校園建築智慧化管理系統架構


  綜合歷年既有建築物智慧改善案例成果分析,確實對提升既有建築物安全、節能、降低營運成本及提高室內環境舒適度及使用者健康照護與滿意度等,均有正面的效果,值得鼓勵推廣。未來本所將持續辦理,期望透過智慧科技、設備及系統整合技術,有效提升建築物安全、健康、便利、舒適之使用效益,並達到環保、省能與兼具人性化管理之目標。

業務報導陳麒任
104年度建築節能與綠廳舍改善補助計畫辦理成果

一、緣起

  台灣地區的既有建築物約佔全國建築物總量97%,這些建築物普遍存在耗能、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﹚從92年開始辦理「建築節能與綠廳舍改善補助計畫」,針對中央所屬廳舍及國立大專院校選擇具改善潛力之既有建築物,進行能源效率提升及綠建築改善示範計畫,以期藉由建築物進行改善,帶動我國相關綠能產業發展,並達到改善都市環境、減緩熱島效應及提高既有建築物能源使用效率之目標。

  本計畫從92年至104年已完成綠廳舍改善218案,對於基地保水、綠化、生態環境改善及節能等均有很大效益;另建築節能改善329案,針對舊有中央廳舍進行建築耗能系統診斷,經由現場監控系統數據及動力系統性能等,了解建築物耗能現況之比較基準(Baseline),提出低成本或零成本之改善策略及運轉管理模式調整。上述547案總計投入改善經費約13.33億元,改善成果每年總計約可節電8,410萬度、節省電費約2.77億元並減少CO2排放量約5.36萬噸,平均約4.8年即可回收投入成本,成效良好。

  104年度本計畫共完成38案示範工程,包括綠廳舍類6案及建築節能類32案,由於本計畫為示範計畫,所以改善案例遍布臺灣本島及離島﹙案例位置分布如圖1﹚,改善成果均能達到預期節能效果,對於我國推動既有建築節能改善有具體之示範意義。

圖.本計畫之改善案例分佈圖

二、辦理方式

  本計畫係由本所主辦,委由財團法人台灣建築中心執行,並聘請國內專家學者組成「建築節能與綠廳舍改善補助計畫」服務團(以下簡稱服務團),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等輔導工作,改善工程所需經費由本所全額補助。

三、辦理成效

  本計畫除辦理各項補助工程案件之改善輔導外,亦辦理推廣節能技術講習會及歷年改善案例之節能技術手冊彙編。104年整體辦理成效概要說明如下:

1.改善具體成效:經現勘評估、調查後選出行政院秘書處等38案具改善潛力之節能改善工程,於104年1月開始執行,計畫經費共編列9,672萬2,000元(實際核撥9,604萬7,000元),全部工程案均於104年12月底前改善完成。經量測及比較分析改善前、後之耗能狀況,改善後總計每年可節省用電量約659.6萬度,瓦斯節省量約7.1萬度,降低CO2排放量約3,377公噸,共可節省約2,288萬元之運轉費用,以今年編列核撥改善經費來算,投資回收年限約為4.2年,節能成效良好。

2.辦理推廣節能技術講習會:由於建築節能與綠廳舍改善可以有效降低建築物運轉電費,本年度於北、中、南計辦理推廣節能技術講習會共3場,除邀請專家學者說明節能技術外,並請歷年傑出受補助單位分享改善實務經驗,讓與會者有機會了解建築節能策略,進一步起而效尤,達到擴散推廣效應。

3.完成本計畫歷年改善案例之節能技術手冊彙編(草案):配合「智慧綠建築推動方案」執行期間,初步完成本計畫歷年具代表性改善案例之節能技術手冊彙編,後續可作為我國發展相關產業之重要參考資料。

4.BEMS資料庫更新與維護:本(104)年度建築節能與綠廳舍改善補助計畫將延續前一年所建置之BEMS節能資料庫,藉由網際網路將104年度各改善案例監控系統所收集之數據上傳至BEMS資料庫中,藉由BEMS資料庫平台中各項節能效益分析功能,包含迴歸分析R、改善前/後節能效益計算、BEMS資料平台線上診斷功能、案場每月之耗電量呈現、EUI值排名比較、節能報表等,以進行實際節能減碳效益之數量化評估與系統運轉數據分析,藉以了解各項改善技術之對後續整體計畫之推展有極大之效益。

四、後續辦理重點

  本既有建築改善計畫案,不但改善效益顯著,可作為具體之示範參考,同時相關成果也已初步完成彙編成技術手冊,後續將進一步美編後將出版供各界參考應用。本計畫除協助達到節能減碳效益外,同時更帶動國內相關綠能產業發展,成果相當豐碩。為延續及擴大其效益,下(105)年度將賡續辦理「建築節能與綠廳舍改善補助計畫」,預定完成36件改善案例,預期可進一步提高建築節能減碳之效益,更擴大本計畫之節能示範推廣效益。

業務報導劉錥錚
本所綠建築標章舊建築改善類辦理成效

一、研訂緣起

  國內舊建築物數量龐大,且普遍存在耗能及不符生態環境等問題,如能納入綠建築評估體系管制,鼓勵這些建築物進行節能或綠建築改善,對於提升建築能源效率、降低都市熱島效應及減緩溫室氣體排放等,可有顯著之效益。惟因舊建築物受限於規劃設計時未納入綠建築設計技術,而建築物受限於結構、基地等限制,更新改造不易,難以通過原有之綠建築評估基準,所以本所特別考慮以「進步獎」的觀念,研訂綠建築評估-舊建築物改善之評估類別,為綠建築家族五大類別之一,並於101年5月1日開始實施。

二、評定方法及內容

  綠建築標章-舊建築改善類之申請評定,適用對象為取得使用執照3年以上之建築物,且建築更新樓地板面積不超過40%以上之既有建築物,評估方法包括EEWH性能評估法及減碳效益評估法等2種評估方法,申請者可就前述方法任選有利或容易改善者申請評估認證,以建築物改善前、後各項指標得分進步幅度加總,除以該建築物最大改善潛力經換算百分比後,依改善之百分比高低評定其標章等級,等級分為合格級、銅級、銀級、黃金級與鑽石級等五級。

  為有效提升國內綠建築技術及綠建築標章評估效益,本所不斷檢討評估內容並配合相關技術進步,於103年修訂完成綠建築家族評估手冊2015版,其中舊建築改善類亦作部分修正,主要是在分數級距採用β值修正及減碳效益法之計算式修正等,並已自104年1月1日起開始實施,評估手冊詳細內容請詳本所網站。網址:https://ws.moi.gov.tw/001/Upload/OldFile_Abri_Gov/download/20/14479301652.pdf

三、辦理成效

  舊建築改善類自101年5月1日起受理申請評定,迄本(105)年3月31日止,共計核頒62件綠建築標章、17件候選綠建築證書,包括41件鑽石級、4件黃金級、9件銀級、9件銅級與16件合格級。其中,以減碳效益評估法評定者計62件,主要以空調系統效能提升、照明燈具汰換、太陽能發電與其它相關減碳措施等技術進行改善,改善後總減碳效益平均百分比約36.21%,每年總節電約8,266萬度,節省電費達28,931餘萬元,並可減少51,257公噸的二氧化碳排放量,確實達成利人利己的雙贏目標。

四、改善案例

  綠建築標章-舊建築改善類之推動成效卓著,本次特別就「勞動部勞動力發展署中彰投分署 電機電子工場」一案進行介紹,該工程主要針對建築物用電需求而進行屋頂太陽能光電板之設置(如圖1),以供應改善建築物之電力使用,如有多餘電力時,可提供給相同基地範圍內之它棟建築物使用。本案同時導入建築能源管理系統(Building Energy Management Systems,簡稱BEMS),如圖2,於系統面及管理面進行調整改善,以提高建築物能源使用效率,改善工程於104年完成。經採用減碳效益評估法評定,取得太陽能光電技術1項減碳項目,改善後總減碳效益百分比約144.95%,獲得鑽石級綠建築標章。

圖1勞動部勞動力發展署中彰投分署電機電子工場太陽能光電技術改善工程           圖1勞動部勞動力發展署中彰投分署電機電子工場太陽能光電技術改善工程

圖1.勞動部勞動力發展署中彰投分署電機電子工場太陽能光電技術改善工程

圖2.勞動部勞動力發展署中彰投分署電機電子工場能源管理系統

五、結語

  建築節能對於減少能源使用及降低溫室氣體排放,均有顯著助益,尤其是舊建築能源效率多半較差,經由改善核發標章,以鼓勵建築所有者,包括政府及民間企業主動追求形象與榮耀,有效提升舊建築之能源使用效率,充分發揮「政府」、「民間」及「環境永續」三贏之成效。

                       

 

業務報導嚴偉倫
本所配合行政院推動ODF(開放文檔格式Open Document Format)成果

一、ODF(開放文檔格式Open Document Format)簡介

(一)ODF 是一種基於 XML的檔案格式,因應試算表、圖表、簡報和文書處理文件等電子文件而
      設置。其目的為保證使用者能長期存取資料,且不受技術及法律上的障礙。

(二)ODF優點:可免費下載、格式開放、跨平台、跨應用程式的特性、可與國際間交換、適於長
      久保存並可避免版本升級衝突,目前全球有許多政府單位及企業公開宣誓改用ODF做為正式
      文件交換與儲存標準,以避免重要資訊遺失。

(三)目前我國常用文書軟體可以分為兩種,一種是商用需要費用的 Microsoft Office,自Office
      2007版起支援 ODF之格式。另一種則是自由軟體如Apache OpenOffice,又稱 Open
      Office,是一套開放源代碼的免費辦公軟體,可以在多種作業系統上運作。另有自由軟體如
      LibreOffice,整合許多應用程式,使其成為當今市場上最強大的自由與開源免費辦公軟體,
      OpenOffice及LibreOffice均支援 ODF格式。

(四)LibreOffice的Writer提供類似WORD的文書處理工作,Calc提供類似Excel的試算處理作業
     ,Impress提供類似PowerPoint的簡報製作,Draw是流程圖及圖片處理,Base是類似
      Access的資料庫處理,Math協助我們做複雜的數學公式。

(五)最常見的ODF開放格式被用來做為開放文件的文件種類有:

* .odt 給文字過程的文件(text)

* .ods 給表格過程的文件(spreadsheets)

* .odp 給簡報過程的文件(presentations)

* .odg 給繪圖過程的文件(graphics)

二、行政院推動歷程:

(一)為便利民眾於網站下載政府資訊及政府機關間、政府與企業之資料交換,推動相容性高、適
      用於各種作業系統及有利於長久保存之開放性檔案格式,行政院於104年6月5日公布「推動
      ODF-CNS15251為政府文件標準格式實施計畫」,希望各界共同推動ODF
      (Open Document Format)文書格式。

(二)推動期程:「推動ODF-CNS15251為政府文件標準格式實施計畫」期程自104年至106年,
      104年各機關網站提供下載的可編輯文件應支援ODF文書格式,非可編輯者則採用PDF的文
      書格式;105年各機關系統間、政府與企業的資料交換,須支援ODF文書格式;106年則全
      面推動各機關使用可編輯ODF文書軟體。

(三)推動方式:

  • 國家發展委員會以推動 ODF-CNS15251 國家標準之文書格式及循序漸進減低非ODF-CNS15251文書格式應用為原則。
  • 國發會業於104年8月分階段辦理推動說明會、種子師資培訓、輔導、諮詢及教育訓練,藉以完備ODF應用環境,並優先以為民服務申辦文件及跨機關資料交換為主,將文件應用軟體選擇權交還民眾。

三、本部建築研究所推動成果:

(一)依據本部105年2月23日函轉國發會要求機關對外網站(指不限定特定身分均可瀏覽之網站)應
     提供可編輯文件應支援ODF文書格式,且應於6月30日前辦理完竣。

(二)本部建築研究所計有8個對外網站,除本部建築研究所官網及無障礙設施設計規範2網站之可
      編輯文件業支援ODF文書格式,至「防火實驗中心」、「材料實驗中心」、「風雨風洞實驗
      室」、「智慧綠建築資訊網」、「性能實驗中心」及「檔案推廣與應用」等6網站之可編輯
      文件業於3月31日支援ODF文書格式,以提高民眾使用便利性。

(三)此外,本所也已宣導同仁於辦理上傳公文附件檔案時,優先使用ODF文書格式,以利資料交
      換。依行政院推動時程,預計106年全面配合鼓勵同仁使用可編輯ODF文書軟體。

 

業務報導林霧霆
104年度建材逸散檢測實驗室受委託檢測成果

一、前言

  人一生約有九成時間是在廣義的室內空間,所以室內環境之健康性能(IEH)影響人體健康至鉅,故環境品質自然成為大家關切之重點。檢討國內室內環境品質不良問題,大部分為室內建材使用不當所引起,所以建材之選擇為室內環境品質之關鍵。由於建築構材在產製過程中,因為性能考量,常需添加各種化學物質,以達到硬化、膠合及防腐等作用,致房屋裝修完成後,這些化學物質大量地逸散在空氣中影響室內環境品質。

  因應近年來室內空氣品質不良所引發之種種人體健康危機,及建築裝修行為所引致之建材逸散對室內人員之健康危害等,世界各主要先進國家多針對其建材與商品,建立揮發性有機化合物(VOCs)逸散管制之規範與檢測機制。此外,因應我國加入WTO之際,國際間各種建材均可能進入我國,為防止品質不良的建材污染國人居住環境,因此加強建材之品質管制,並積極協助國內相關建材產業轉型,為國人健康把關並促進本土建材產業優化發展,確有其必要性與迫切性。

二、實驗室104年度檢測服務

  為針對相關建材及產品之品質進行檢測,以確保其逸散程度不至於危害人體,本所於93年建立性能實驗中心建材逸散檢測實驗室,並於94年起開始提供業界接受檢測服務,主要以室內裝修建材:「地板類」、「牆壁類」、「天花板類」、「填縫劑與油灰類」、「塗料類」、「接合劑類」等建材進行逸散性能評估。

(一)建材逸散檢測試驗

  本所建材逸散檢測實驗室,係依本所標準測試法(計畫編號MOIS901014),可分別進行試驗項目包含對有害人體健康的「揮發性有機物質化合物(volatile organic compounds , VOCs)」及「甲醛(Formaldehyde, HCHO)」。各項檢測儀器設備通過TAF全國認證基金會「室內建材揮發性有機逸散物質檢測標準試驗方法及程序之研究」之甲醛及揮發性有機化合物測試領域認證。

  目前國內綠建材標章之推動及業界對健康綠建材之迫切需求,各項實驗檢測案件量亦與日俱增,自104年1月~12月止,建材逸散實驗室共受理7家公司委託辦理建材逸散甲醛及TVOC等2項實驗,合計委託試驗試件達12件,其中小尺寸建材揮發性有機逸散物實驗,乾式建材5件(其中3件僅測試甲醛無測試TVOC)、濕式建材7件。本試驗由廠商送樣後,濕式建材本所依廠商建議塗佈量施做後,置入小型環境控制艙進行試驗,試件完成採樣本實驗室對TVOC認定包含:苯、甲苯、(鄰、間、對)二甲苯、乙苯與甲醛進行定性定量分析,試驗結果分別以逸散濃度 (mg/m3)與逸散速率(mg/m2*hr)呈現。

 (二)試驗結果

 前述12件實驗中,依產品試驗類型可分類如下表:

三、實驗結果檢討分析

  進一步分析受委託檢測的12案件中,以分級制度評定基準,逸散甲醛試驗中,乾式建材計有2件達E1等級低逸散健康綠建材、與3件為不合格低逸散健康綠建材,濕式建材計有7件達E1等級低逸散健康綠建材,逸散TVOC試驗中,乾式建材計有2件達E1等級低逸散健康綠建材,濕式建材計有2件達E1等級低逸散健康綠建材與5件達E2等級低逸散健康綠建材,各項試驗符合低逸散健康綠建材評估基準之TVOC通過率為100 %,甲醛通過率為75%。

四、結語

  隨著國人對於建築室內空氣環境品質要求日高,室內使用健康綠建材可有效減少空氣污染物濃度及降低健康風險危害。為更周延控管室內材料產品健康性能,本所2015年綠建材標章評估手冊,參考行政院環境保護署室內空氣品質標準,已將健康綠建材標章之TVOC評定項目納入總揮發性有機化合物(TVOC) 12種VOCs(苯、四氯化碳、氯仿、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、二氯甲烷、乙苯、苯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烯、甲苯及二甲苯),以防止其他毒性VOCs影響室內空氣品質。而本實驗室配合評估內容修正,將前述總揮發性有機化合物(TVOC) 12種VOCs納入檢測並取得財團法人全國認證基金會TAF「建材中揮發性有機物質逸散檢測方法─小型環控箱測試」增項12項VOC認證作業及,向內政部申請「綠建材性能試驗機構」新增12項VOC試驗項目,除提升本中心實驗技術服務水準外,更可符合綠建材標章制度健康綠建材TVOC評定項目,俾於協助業界之產品檢測及業務推展。

業務報導林招焯
104年度建築音響實驗室受委託檢測成果

一、前言

  我國屬海島型國家,國土面積有限,隨著社會經濟發展與人口密集居住之需求,都會區建築物不可避免的朝向高層化與集中化發展,交通運輸、生活行為與娛樂展演等各項活動所製造之噪音影響亦日趨嚴重,若無相關防治阻絕措施則於日常生活中均會對民眾造成極大之困擾。為提升國內建築音環境品質,國內建築噪音防治研究及建材聲學性能檢測等需求與日俱增,如何藉由適切的設計整合各類型材料來提高建築隔音性能,並利用相關理論與實測結果,來評估驗證構造體之隔音性能為重要且具實務應用之課題。

  為因應此趨勢與需求本所音響實驗室自完成建置以來,已取得多項建材隔音、吸音、樓板衝擊音及消音箱消音性能等實驗項目之TAF實驗室認證,並受理民眾及廠商檢測業務,及配合綠建材標章之推動辦理相關檢測工作,與進行建築聲學相關研究,可提供精確且科學之建築音響測試服務,並對國內相關領域研究與技術發展有一定之貢獻。

二、實驗室104年度檢測服務

  本音響實驗室之設備,包括R1~R6等6間迴響室及A1~A3等3間全(半)無響室,分別可進行聲壓法隔音試驗、消音箱性能試驗、樓板隔音試驗、吸音係數試驗等多項音響實驗。各項軟硬體及儀器設備符合ISO等多項試驗規範,可提供符合ISO國際標準、我國CNS、美國ASTM及日本JIS等標準之試驗,目前為國內最完備之音響檢測實驗室,也為國內相關材料提供精確的檢測服務。

  • 防音建材檢測實驗

  目前國內因綠建材標章之推動及業界對高性能隔音建材之迫切需求,各項實驗檢測案件量亦與日俱增,自104年1月~12月止,本音響實驗室共受理92家公司委託辦理吸音材吸音係數檢測試驗、聲壓法隔音材隔音性能試驗、樓板衝擊音隔音性能試驗及消音箱消音性能試驗等4項實驗,合計委託試驗試件達97件;其中吸音材吸音係數檢測試驗22件,聲壓法隔音材隔音性能試驗56件,樓板衝擊音隔音性能試驗19件。本試驗由廠商送樣後,施作過程本所派員至現場進行尺寸量測及拍照紀錄,試件完成後送至音響實驗館實驗室依指定之ISO、ASTM及CNS等試驗規範分別進行實驗及結果宣告。

  • 實驗結果

前述97件實驗中,依試驗類型可分類如下表

      項目

吸音係數

聲壓法隔音材隔音

樓版緩衝材隔音

ISO

0.9(1件)

RW值35 dB~57 dB(11件)

LW值12 dB~38 dB(14件)

ASTM

NRC值0.9~0.15(5件)

STC值26~63 (14件)

IIC值65(1件)

CNS

aw值0.2~0.95(16件)

RW值18 dB~57 dB(31件)

LW值14 dB~25 dB(4件)

檢測件數

22件

19件

20件

23件

13件

受委託檢測的97案件中,達到高性能防音綠建材性能評定基準者,計有吸音材7件、隔音材14件及樓板緩衝材10件,如下表所示。

104年度音響實驗符合高性能防音綠建材之件數

         

 項目  

 

吸音材吸音

聲壓法隔音材隔音

樓板衝擊音隔音

高性能防音綠建材評估基準

aw值>0.8

門扇、窗戶RW值>36 dB,牆壁RW值>52 dB

LW值>20dB

符合高性能防音綠建材件數

7件

14件

10件

 

三、實驗結果檢討分析

   進一步分析這些達到高性能防音綠建材標準的材料,分別說明其構造特性如下:

(一)吸音材

  7件達高性能防音綠建材標準之吸音材料中,構造為採用岩綿材外覆金屬網與不織布構型之複合構造吸音板,此複合式吸音板利用穿孔板及岩棉板為聲能吸收主體,搭配穿孔板形孔洞消耗聲能以增加聲音低頻頻段之吸音力,可補強單一材料如岩綿等纖維材料於低頻帶部分吸音效果之不足,以擴大吸音板之吸音頻帶。

(二)隔音材

  達防音綠建材性能標準者計有6件牆、4件窗戶及4件門,牆及門類之構造為能增加低頻帶之隔音量採用多層次材料,以複層面材內填吸音材構造組成系統增強隔音性能,部份構造內部設置橡膠類隔音毯;另窗型試件由於窗體構造玻璃佔大部分之面積,達防音綠建材標準性能試件使用玻璃厚度為10 mm以上,或部份採用複層玻璃之設計,框體部分設有氣密條以增加隔音性,門合格者之試件其門板材料採用高密度面材,另上下門縫處設置隔音門檔以減少門縫漏音強化隔音性能。

(三)樓板緩衝材

  達高性能隔音綠建材標準之樓板緩衝材共10件,緩衝材之型式為軟質緩衝材與硬質表面材等2大類型,緩衝材類為採用整片式橡膠類隔音板、PU發泡棉類及橡膠隔震塊等,表面材為利建築物將來使用便利性,主要採用混凝土搭配鋼絲網構造之硬質鋪面,使樓板兼具良好隔音性及使用性。

四、結語

  本所音響實驗室具有符合ISO標準的檢測設備,同時具有專業且經驗豐富的檢測人員,為經TAF認證為符合國際標準的檢測實驗室,不但可以提供精確的實驗檢測數據、確保建材的品質,同時可藉由分析提供業界改善提升品質的資訊。隨著國人對於建築音環境之品質要求,各種防音、隔音建材亦日新月異,但由於各類構造複雜且因子眾多,相關隔音性能實驗測試仍為重要之步驟,實驗室之相關檢測服務可提供精確且符合國際標準之結果,以協助國內產業追求更佳之建材品質及提升國內之建築音環境品質,以提昇國人居住生活品質。

業務報導李信宏
104年度風雨風洞實驗室檢測及試驗成果

壹、前言

  隨著營建技術的進步,臺灣在地狹人稠的情況下,國內高層建築大量出現,受風作用影響是相當重要因素。同時臺灣地理位置處於颱風常常侵擾地帶,每當夏秋之際,颱風肆虐頻繁,同時伴隨著強風豪雨。此時,在高樓層門窗或帷幕牆這些構件之抗風及水密對於居住品質就相當重要,故近代高層建築物將風雨試驗視為外牆設計一環。

  本所風雨實驗室主要是針對帷幕牆及門窗對其性能進行測試,其相關軟硬體設備,在操作之便利性或測試之準確性、功能性,皆合乎規範要求,並通過TAF相關認證;風洞實驗室主要設備為建築風洞,以提供建築物縮尺模型風洞試驗資料,讓設計建物時對風影響有足以參考之數據。此外在風洞性能範圍內,亦會進行雨傘、天線三角架及皮拖管式風速計等產品做流體力學性質量測。

貳、風雨風洞實驗室104年檢測業務

一、風雨實驗

  帷幕牆風雨試驗檢測依據CNS 14280(2006)「帷幕牆及其附屬門、窗物理性能試驗總則」要求進行試驗,試驗項目共有5項;門窗風雨試驗項目依CNS 11524(2006)門窗性能試驗法通則共有3項。帷幕牆及門窗測試皆由廠商送樣安裝,施作前會由本所派員進行尺寸量測及拍照紀錄,再由實驗室依照規範程序進行測試(如圖1及圖2)。

 

圖1.帷幕牆風雨試驗動態水密性能測試

圖1.帷幕牆風雨試驗動態水密性能測試

圖2.門窗風雨試驗現況

圖2.門窗風雨試驗現況

本所風雨風洞實驗室104年度1月至12月帷幕牆風雨試驗服務案件數為5件,門窗風雨試驗為32件,試驗結果如表1。

表1 104年度帷幕牆及門窗風雨試驗檢測結果

有無TAF標誌

帷幕牆風雨試驗

門窗風雨試驗

有TAF標誌

5件

通過

不通過

28件

2件

無TAF標誌

0件

通過

不通過

2件

0件

 
二、風洞實驗
  建築物風洞試驗利用縮尺模型進行試驗量得數據後,由實驗之風速及風壓換算建物當地氣象站之50年期回歸風速或廠商要求風速及風壓,設計人員將據此進行結構分析設計(如圖3)。104年建築物風洞試驗進行了2件風壓量測,一件案場位於台中市龍井區,另一件則位於花蓮,兩案件平均正風壓皆在2,900pa以下,最大極值正風壓約為5,000pa,整體風壓擾動大小不超過1,300pa。另外環境風場測試案亦有1案,案場位於新北市中和區,經由實驗後發現於大樓興建後地表風速會略有增加,整體評估仍屬於舒適範圍。此外亦進行了2件天線三角架抗風試驗。
圖3.縮尺建築模型風洞試驗
圖3.縮尺建築模型風洞試驗

參、實驗結果檢討分析

  門窗風雨試驗水密項目結果雖發現滲漏多發生在樘內,且並無溢出樘外,在測試判定上仍符合規範標準,其膠條優劣與填縫施工水準差異為主要影響試驗結果之因素。抗風壓判定標準與玻璃厚度有關,當厚度在6.8mm以下變形量需低於1/100,超過前述厚度則變形量不得超過1/125,其中疊合料、中柱及橫檔,其長度對門窗變形試驗結果影響較大。帷幕牆抗風壓試驗之直接影響因素,主要有設計風壓及直料與橫料等鋁材,而風壓可以17級風速為設計基準,設計風壓強度越高,試體材料強度也必須提升,而材料費用勢必也會相對花費較多。

  建築物風洞試驗有3個試驗項目為環境風場、外表披覆物風壓及結構風載重的量測,業者進行風洞試驗之建築物主因如下:1.外型特殊(如台中市龍井區中龍集料倉)、2.樓層高度超過100公尺、3.周圍環境相對特殊(花蓮煤倉),故基地選址及結構設計是業者進行風洞試驗重要考量,而縮尺模型比例與製作精細度及周遭量體範圍是風洞試驗結果影響因素。

肆、結語

  近年來建築技術進步與國人對居住品質要求,門窗或帷幕牆廠商藉由風雨試驗為驗證本身產品能力,而建築風洞試驗件數也較往年增加。本實驗室成員試驗經驗豐富,對於風雨及風洞試驗結果可符合公正客觀要求,且104年度實驗室取得TAF增項認可「建築結構風載重試驗」項目,對於國內建築耐風設計與居住舒適性提升有很大幫助。

 

 

專題報導張志源
104年內政部自辦研究甲等獎—美國ADA無障礙設計標準與我國建築物無障礙設施設計規範制度之比較研究

一、研究動機與目的

本研究以「美國身心障礙者法案無障礙設計標準」(2010年版)(2010 ADA Standards for Accessible Design)為研究對象,將問題意識放在思考美國與國內建築無障礙法令之精神理念、法制定位與實施手法之差異處。由於美國重視人權保障,且過去臺灣「建築物無障礙設施設計規範」訂定時亦參考美國身心障礙者法案無障礙設計標準早年版本,故美國的標準內容值得參考與分析。研究目的包括分析我國建築物無障礙法令演變歷程及現行問題、分析美國「美國身心障礙者法案」立法精神、演變歷程與執行方式、分析「美國身心障礙者法案無障礙設計標準」之架構與內容及透過美國無障礙設計標準之分析,提出未來國內無障礙法令的修正方向。

二、我國建築物無障礙法令問題歸納

  1. 國內建築物無障礙設施設計規範無法滿足特殊需求之空間機能使用。
  2. 納入既有公共建築物適用範圍需考量地方政府實際執行能力。
  3. 未設置或改善建築物無障礙設施之處罰,常因為由承租人租用或建物所有權人之經濟問題而無法進行改善。
  4. 某些需花錢進行無障礙設施改善之建物使用類組,卻因公寓大廈所有權人或管理委員會反對造成糾紛。
  5. 「建築物無障礙設施設計規範」無法完全針對視障與聽障之無障礙設施設置進行全盤考量。
  6. 建築物騎樓、道路界面及地下共同管線開口界面整合問題,造成無障礙通路設置不易。
  7. 國內須花費更多人力與物力來面對聯合國「身心障礙者權利公約」第9條無障礙規定內容。

三、美國身心障礙者法案制度之檢討

美國無障礙建築環境改善在聯邦法層次分成「美國身心障礙者法案」及「公平住宅法」兩個部份,住宅與公共建築物之無障礙設置是分離的。

「美國身心障礙者法案」源於1918年時通過「軍人復健法」開始,後來訂定「職業復健法」,到1990年立法時成為重要的公民權法,此法案與以英國、瑞典為主的「社區照護」之方向不同,強調無障礙環境徹底追求服務平等之方向。法案演變的歷程與社會經濟變遷息息相關,分成五個部分:1.就業。2.涉及州政府和地方政府的方案。3.涵蓋公共設施的場所。4.電信。5.其他。

1990 年的「美國身心障礙者法案」強調確保身心障礙者對公共建築物使用權利和包含僱用、公共服務、交通及通訊等機會均等原則,基本精神在於個人主義精神,以尊重個人獨立自主為大前提,視住宅、社區、公共設施及都市交通系統為社會共同資產,國家以強制性法律制定具體落實無障礙環境實現。此外,該法案通過後,美國司法系統逐步縮減「殘疾」之定義,認為該法案的重點應該是在可及性和住宿,而不是在人是否真的有殘疾。

四、美國身心障礙者法案無障礙設計標準制度之檢討

「美國身心障礙者法案無障礙設計標準」分成州與地方政府機構及公共設施與商業設施標準兩種適用範圍,要求無障礙設施改善方式較具彈性,也無溯及既往之規定。

美國「比例失調」概念提供無障礙通路之優先考量內容,避免建物所有者因要改善無障礙設施造成經濟的負擔,也確保身心障礙者使用建築物通行可行性。

「美國身心障礙者法案無障礙設計標準」分成10個章節,以一般建築物與特殊建築物區分,重視通信設施設置,除建築物設施設備外,對非固定設施也特別規定,尤其針對大型運動場應分散無障礙輪椅觀眾席及各類重要休閒設施訂定設計標準,值得國內參考。

五、針對我國建築物無障礙法令架構修正建議

(一)重新思考公共建築物之範圍

「美國身心障礙者法案無障礙設計標準」特色將住宅與州與地方政府機構及公共設施與商業設施分離,以利政策執行。我國建築物無障礙法令必須考量公共建物與私有建物提供公眾使用而設置無障礙設施之合理性。

(二)無障礙設施設備設置應具彈性

「美國身心障礙者法案無障礙設計標準」之「等效便利」概念,考量到建物所有權人因實際空間與資金考量,以利無障礙設施設備之設置,值得國內參考。

(三)針對特定公共建築物的考量

「美國身心障礙者法案無障礙設計標準」會針對特定建築物或場所來擬定特殊的無障礙設施設備內容,可以提供給國內政府部門針對特殊性之供公眾使用建築物或活動場所,個別訂定不同無障礙設施設備。

(四)針對特殊設施設備的考量

「美國身心障礙者法案無障礙設計標準」針對特殊無障礙設施設備進行考量(例如火災報警系統、偵測警報、聽覺輔助系統),在合適建築場所中設置,此概念值得國內針對特殊需求之供公眾使用建築物進行考量。

六、國內公共建築物無障礙生活環境業務督導建議

(一)業務推動作業建議

  1. 修正業務督導考核表,減少縣市政府準備書面文書資料業務的負擔,確認各直轄市、縣(市)政府公共建築物無障礙勘檢人員專業性。
  2. 業務考評部份建議各受評單位應建立年度業務工作期程規劃,避免將業務集中在下半年度密集執行或未能即時完成。

(二)現場抽查部份

  1. 各直轄市、縣(市)政府應落實於建築執照核發後之抽查作業,就無障礙設施及設備詳圖加強審查,以避免造成不必要之施工錯誤。
  2. 公共建築物無障礙設施勘檢人員對勘檢建築物提供之改善建議,各縣市主管建築機關應確實分類,對於不符合法令規定部份要求改善。
  3. 當年度改善完成之既有公共建築物,應以最新的建築物無障礙設施設計規範為改善標準。
  4. 各直轄市、縣(市)政府配合相關單位推動騎樓淨空專案,確實有困難者,至少應要求留設出1.5 公尺?度供行人及輪椅者通行。

七、結論

未來國內可參考「美國身心障礙者法案」及「美國身心障礙者法案無障礙設計標準」之制度,針對我國建築物無障礙法令制度進行檢討,讓法令制度更具彈性。

住宅無障礙設施設置與一般公共建築物之需求不同,美國將住宅與州與地方政府機構及公共設施與商業設施無障礙設施設置類型分開,有周密考量與必要性,現行國內住宅法已發布施行,並有無障礙住宅補助獎勵法令,面對國內將進入高齡化社會,住宅專有部分及共用部分無障礙設施設置將越加重要,建議未來可朝向將建築物無障礙制度分成住宅與公共建築物,以利國內整體建築無障礙政策之施行。

專題報導靳燕玲
104年內政部自辦研究甲等獎—高齡社會安全安心生活環境規劃之研究

一、研究動機與目的

依國家發展委員會推計,107年預估65歲以上人口佔14.6%,將達高齡社會標準。因應人口高齡化問題愈加險峻,國民平均餘命延長,應關注以下幾個面向:首先,考量多數的高齡者為亞健康者,且身心退化類型更為多元,加以年輕世代少子女化或無子女化趨勢,應建置涵蓋健康、亞健康及失能高齡者之友善空間,並推動協助身心不便者自立生活的支持性環境。其次,為達成高齡者活躍老化、健康老化之願景,從過去個別建築物的思考化零為整,改以宏觀的社區及城市為觀點,考量以都市更新及整建維護策略打造高齡者適居環境。再者,環境設計應涵蓋日常食衣住行育樂、就醫、照護至終老等需求,並從過去關切使用者「身體無障礙」層次提升至「心靈(認知)無障礙」境界。最後,各國環境政策理念已與時俱進,我國建築無障礙相關法令制度宜檢視並更新,以符合國際趨勢。為此,本研究擬整合前述面向,並因應國際趨勢對於高齡社會居住環境之創新思維,進行「高齡者安全安心生活環境規劃之研究」之先期規劃。

二、從「全人關懷生活環境」到「高齡社會安全安心生活環境」之研究推進

本研究回顧前期「全人關懷生活環境科技發展中程個案計畫(101-105年)」研究成果,釐清我國現況需求與擬解決問題,提出符合民眾需求並可持續深入探討之課題。其次,參考我國科學技術發展白皮書、國家科學技術會議、行政院科技會報決議等方向,及本部有關都市與社區、建築環境相關法令措施,及其他部會對應高齡化社會與空間環境相關之政策,歸納如何從建築及都市環境面向加以強化之方向。再研析日本高齡政策趨勢並探討高齡社會生活環境相關法令政策,針對以建築環境層面支持在宅老化及提升照護效益之措施,瞭解其創新思維及可供借鏡之處。最後,研擬中長程計畫,高齡者安全安心環境之願景、計畫分項目標、達成目標之限制與對策(SWOT)、目標實現時間規劃,及執行策略及方法、主要工作項目、預期效益及主要績效指標(KPI)等,以供規劃106-110年度新興中長程科技計畫參考。

三、「高齡社會安全安心生活環境規劃」研究發現之說明

 (一)本計畫擬對高齡社會中的建築福祉環境提出強化廣度、深度之發展,在空間向度方面,以「社區身心無障礙生活圈」思維,關切高齡者食、衣、住、行、育、樂需求,統整規劃地域性的個別建築單元空間、建築物、騎樓、人行道與都市公共設施等,去除空間行動障礙,提昇高齡友善品質。

(二)在時間向度方面,以「因應高齡者生命歷程之」理念,跳脫過去僅偏重處於肢體障礙高齡者之需求,全面顧及多數之亞健康高齡者,並探討特殊身障如聽障及視障者,以及認知障礙者之行為模式,延伸以個人行動及居家生活等輔具,強化補足居家環境場所空間與使用者介面的聯繫,將醫療與照護服務及科技與硬體環境配合,以更全面、更細緻的研究及推動高齡安全安心生活環境。

(三)本研究擬融合「在地老化」及「健康老化」之概念下,以生活圈環境架構理念提出高齡社會都市及社區生活願景,以「整備居住環境」為切入面向,以「安全」及「安心」為計畫主軸,鼓勵老人退而不休、自立自強、貢獻社會,達到「有為老化」境界,並以建構「安全、安心、友善、有為」之高齡生活新圖像為目標願景,包含四大構面如下:

  1. 健康安全─符合多元需求,增進健康預防。
  2. 幸福安心─支持照顧服務,鼓勵自主樂活。
  3. 友善無礙─食衣住行育樂,消弭環境障礙。
  4. 活力有為─敬老親老氛圍,促進世代融合。

四、結論

  • 規劃研提本所「高齡社會安全安心生活環境」之科技發展中程個案計畫

本研究融合「在地老化」及「健康老化」之概念下,以建構「安全、安心之生活環境」為總目標下,採三大目標:

1.建構地域性安全安心環境:以安全、安心為目標,依人口數量、公共設施密度、交通距離或時間等,設定不同地域之空間範圍,因應亞健康階段的高齡者健康預防,及不同生命歷程所需之環境,並打造支持身心不便者健康照顧之空間品質。含分項目標(1)高齡者生命階段環境規劃設計,及分項目標(2)高齡照顧環境規劃及設計)。

2.推動建置身心無礙環境:促進身心障礙高齡者活力的環境設計,包括肢體、視覺、聽覺障礙、器官障礙、認知的障礙、精神障害、認知障礙等需求,建置適於特殊身體障礙者及心理認知障礙者之使用模式之環境空間。含分項目標(3)高齡身障者環境空間規劃,及分項目標(4)高齡失智者生活環境空間規劃)。

3.友善環境政策法令整合與技術應用:落實對高齡者友善環境氛圍,因應先進國家身心無障礙環境法令趨勢與時俱進,整合我國跨領域、跨單位之政策與法令,並探討以空間輔具建置增進高齡者使用便利,讓醫療與照護服務政策及科技應用得以發揮更大之整體效益。含分項目標(5)先進國家身心無障礙環境法令趨勢,及分項目標(6)高齡者生活空間與輔具應用)。

  • 辦理第31屆中日工程技術研討會「高齡社會高齡者居住環境評價與改善」研討會議,建立國際化之跨領域、跨機關之知識交流平台

本計畫研究內容涉及跨單位(機關)及部門業務,須與長期照顧服務、醫療保健、照顧科技、輔具科技等不同專業領域協調整合,藉由建築環境向度的通盤思考,可提升高齡社會照顧效能,亦能增進民眾有感。

為瞭解高齡社會高齡者居住環境相關議題之國際前瞻觀點,借鏡日本處理高齡社會課題,在法令制度、環境技術及行政執行層面之整體策略思維及做法。本所於104年12月2日辦理第31屆中日工程技術研討會「高齡社會高齡者居住環境評價與改善」研討會議,邀請日本大阪市立大?  森一彥  教授,依建築研究相關領域之範圍提供日本經驗與諮詢,並邀請國內產政學研各界包括建築領域學者,衛生福利部社會及家庭署、國民健康署,本部營建署、建築師公會、室內設計裝修全聯會、老人福利機構協會、失智症照顧協會、長照發展協會、住宅學會、物業管理學會、老人學會、建築學會、永慶慈善基金會、雙連安養中心等參與研討。促進國際化之跨領域、跨機關之知識交流平台,期能彰顯建築環境向度對提升高齡社會照顧效益之重要性,爭取跨領域相關單位之支持與共同參與。

專題報導雷明遠
智慧型火災避難導引與互聯網技術之整合應用

當我們逛百貨公司時,若遇到火災該往哪裡逃?一般情況下,火災發生時我們會聽到火警廣播語音,通知現場有火災發生,要大家往樓梯間逃生避難。然而,當我們在專櫃通道上要往樓梯間移動時,發現避難方向指示向東、向西或向北,到底哪一個方向正確?當我們決定往其中一個方向前進,到了樓梯間前卻發現已有許多人擠在那裡,我們要往前擠呢?還是轉彎換其他樓梯間看看?但其他樓梯間安全嗎?是否也擠了很多人呢?

逃生避難過程原本就充滿不確定性,從建築避難設施到避難輔助設備、引導設備,都是按照法規規劃設計及安裝施工的,也都是靜態的,要如何讓人有效利用這些設施、設備便成為能否成功逃生避難的關鍵。

人是避難逃生過程中的主角,要讓他知道火災發生時要聽什麼、看什麼、做什麼。如果大樓有個智慧大腦,可以偵測火災發生位置,規劃安全的逃生路徑,透過聲、光動態導引告示板或智慧手持裝置,正確引導人員避難,必將極大地降低傷亡率。

【開發背景】

近年來,超高層建築物、大型購物商場或地下街商場等特殊建築物日益增多,由於各類場所聚集,內部的設計、樓層與樓層之間的逃生動線也變得更為複雜。一旦發生火災,易造成延燒快速、高溫、高熱與濃煙聚積等危險,皆考驗著消防部門的應變能力。而且當火災發生時,濃煙密布、光線昏暗且四處人影竄動,亦導致避難者恐慌不安;再加上因室內動向複雜,逃生時往往只能依靠固定式逃生標示作為逃生依據,若火勢或囤積物堵塞了出口,避難者不僅失去了逃生的黃金時間,也有可能會造成更多的人員傷亡。有鑑於此,本所與中華大學利用近年來全球發展快速的資通訊(Information and Communication Technology, ICT)與物聯網(Internet of Things, IoT) 技術,共同開發出室內安全監控與緊急逃生系統─「全方位智慧感知避難引導系統」,希望在火災發生時能迅速提供人們安全逃生的路徑。

【系統特色】

本系統適用於各式建築物室內環境,尤其面積廣大、走廊通路多且複雜者,更能顯現其優點。平時可監控環境資訊與空間維安,並結合電子看板提供廣告、政令宣導、訊息廣播等應用,當火災危急情況發生時,則能轉變成為一套多實用性的數位逃生導引系統。本系統利用無線感測網路(Wireless Sensor Networks)提供環境資訊,如溫度、濕度、照度等;運用(攝影機)視訊監控人群流動,且結合無線射頻系統(Radio Frequency Identification, RFID)輔助室內人員定位標示;透過持續監控環境資訊及影像辨識技術(Image Identification),偵測確定火災位置,並標定火源及危險區域。系統能夠利用逃生演算技術,依人員不同接收的位置規劃逃生導引路線,即時將火災訊息傳送至智慧行動裝置(Smart Handheld Device)如手機、PDA與電子看板(Digital Signage),導引人員到達安全無虞的安全梯。

【系統架構功能】

本系統分為環境感測模組、人員輔助定位模組、數位人流監控模組、智慧型避難系統與資料庫、智慧型手機與數位電子看板、多功能聲光避難指示模組等子系統模組。系統整體結構如圖1,而系統之執行流程如圖2.所示。

圖1.系統整體結構圖

圖1.系統整體結構圖

圖2.智慧型避難系統之執行流程圖

圖2.智慧型避難系統之執行流程圖

  • 環境感測模組:使用三合一感測器(溫度、濕度、照度),必要時可擴增CO/CO2偵測功能,安裝於環境內各區域位置,蒐集資訊並傳送資料庫。
  • 人員輔助定位模組:在場所四周裝置主動式RFID 讀取器,監控配戴主動式電子標籤(RFID Tag)之人員定位,可與場所識別證(卡)辨識系統整合。
  • 數位人流監控模組:透過攝影機掌握區域內目前人數狀況與人群分佈狀況,並將資訊提供人流監控演算法計算與判斷。透過兩種影像處理演算法在擁擠環境中偵測、追蹤個別的目標物,以及將群體運動軌跡進行偵測分類,以計算區域內活動人數。
  • 智慧型避難系統與資料庫:本系統是整體系統的主要核心模組,透過此模組可以控制所有之運行與調整。平時管理者可以透過該系統監控環境資訊,設定數位看板播放廣告等內容,緊急模式啟動時,系統將發送緊急警告給所有模組,並同時轉換模式,持續蒐集環境資訊並開始運算規劃逃生路徑並發送。本系統具有地圖資訊轉換技術,可輕鬆修正建築物平面地圖資訊。本系統採用研究團隊研發之具人群分流能力之逃生導引演算法(DBCS),運用微觀角度運算整體逃生路徑,當逃生演算法中發生瓶頸現象時,演算法會作分流機制以減緩逃生路徑堵塞的問題。資料庫為儲存環境蒐集數據與運算結果之儲存裝置,可稱為整體系統之儲存核心,在各模組之間做資料交換時,都必須透過資料庫儲存後調用才能使用。
  • 智慧型手機與數位電子看板:智慧型手機是一種複合式導引模組,可作為逃生導引用,個人手機將顯示警示通知,使用者按照手機指示方向或地圖導引離開。也可作為提醒推播用,當環境中發生緊急火災時,智慧型手機應用程式會透過GCM推播技術,通知人員開啟逃生導引應用程式,並遵照指示看板或聲光指示模組逃離。數位電子看板負責提供使用者環境相關資訊,環境安全模式下,數位看板模組可提供室內環境品質監控資訊,如溫度、濕度、照度或CO/CO2濃度等相關訊息,或播放商業廣告、政令宣導短片等。發生緊急事件時,數位看板模組將切換至緊急逃生模式,將由資料庫讀取最新逃生路徑,並顯示撥放簡易式箭頭指示,通知逃生者迅速離開現場。
  • 多功能聲光避難指示模組:採用字型顯示模組與聲音模組整合方式,當環境中發生火災時,多功能聲光避難指示模組會由無線網路接收指示路徑,變換指示方向並且指向逃生指標,並配合聲音模組分區廣播,做聲控導引,為解決數位看板裝設位置無法在人群低姿態下導引,因此可考量將多功能聲光避難指示模組裝於踢腳板上方之高度最為適宜。
  • 全方位智慧感知避難引導系統」係整合本所近四年相關研究成果所彙整的智慧化產品雛型,目前已獲得我國專利2項,並有多項相關專利審查中,亦曾參加2015年臺北國際發明展、德國紐倫堡世界發明展皆有獲獎。儘管各項子系統經過多次小規模測試證實功能優異,然仍持續進行系統改良及提升,精益求精。本年度進行煙霧狀態下火災及人員偵測定位技術開發,並將與消防單位合作選擇一百貨商場大樓進行實境避難演練及系統完整功能測試,將是國內消防逃生演練與智慧化避難導引系統首度聯合驗證。結果預計將可評估出本系統提升人員避難效率(減少避難所需時間等)及各子系統平行運作之協調性,同時期待本系統早日可以應用於國內外之超高層建築、大型商場、地下軌道車站及共構大樓、大型表演及展場等場所。
專題報導厲娓娓
我國BIM協同作業指南(初稿)簡介

建築資訊模型(Building Information Modeling,簡稱BIM)是當前世界各國積極推動的一項新領域。從其他國家的成功經驗可以得知,BIM不但有助於提升建築產業整體產能,對於建築設施之營運更具有長遠之影響。國內公共工程專案中已開始陸續將BIM技術導入,然而由於目前尚缺乏專案參與成員所共同接受與遵守的指南規範,使得目前BIM專案在執行上常發生「業主BIM目的不明確,發包時難以明訂資訊需求,成果交付易生爭議」、「產業無遵循標準,BIM技術推廣與發展不易」,以及「設計者與施工者之間的資訊交換混亂,BIM效益難以發揮」等種種問題。

根據本所研究發現,國內對於BIM之推動,必須先解決以下的課題:

一、營建產業缺少資訊標準:目前國內的營建產業之資訊使用,主要仍仰賴CAD圖面,尚難跨越使用習慣,接受新的資訊交換模式。

二、交付標準:大部分業主對於採用BIM之目的,並未確切認知,如此將限制BIM所能發揮的效果而形成投入成本的浪費,甚至是誤用BIM模型中的資訊影響決策判斷。故BIM交付標準的明確化是相當重要的。

三、建模導則:由歐美執行BIM的成功經驗中,發現產業鏈的配合是相當重要的。由於產業鏈中的各產業並不相同,需建製的模型資訊亦有不同。因此,需要國內產業的建模導則以利配合。

四、編列BIM價金:美國最早是由聯邦政府對其補助的建築工程中要求採用BIM;而新加坡政府是以額外提撥補助金來鼓勵營建公司及營建專案採行。然而國內業者大多將「採用BIM」視為額外的工作項目、組成額外的BIM團隊,加上政府並沒有提供補助金予以補貼,故對於BIM推動,形成相當的阻礙。

五、風險分攤及智慧財產權:BIM建模人員是否擁有模型的智慧財產權,或是BIM建模的智慧財產權究係屬於何人,一直是有爭議的問題。再者,沒有使用BIM工具的建築師、技師等工程專案成員,或有「BIM之責任風險應由BIM團隊承擔」之觀念存在。此觀念是否正確?應以法律角度予以釐清。

有鑑於此,本所於去(104)年以「我國BIM協同作業指南之研訂—設計與施工階段資訊交換」為研究主題,分析美國、英國、新加坡與中國大陸之BIM指南,就設計及施工兩階段資訊交換的需求,草擬出屬於國內本土的BIM協同作業指南(初稿)。本指南(初稿)的重點,包括各種可能的BIM交付項目、建製BIM模型的方法與流程,和負責建製BIM模型的專業人員應做之工作。內容重點概述如下:

一、BIM執行計畫

為利BIM專案團隊成員遵循,列出整體之BIM目標與達成之方法細節,如:BIM專案團隊組織、BIM專案目標、BIM應用與責任矩陣、BIM元件建製要求、BIM建模方法及發布與協作流程,以及BIM技術環境需求。

二、BIM交付項目

說明BIM專案成員在建築專案各階段中,應交付的資訊與項目,以符合建築專案之BIM目的需求。

一般而言,BIM交付項目包括:1.基地模型;2.量體模型;3.建築、結構及機電模型:(1)供送審之用、(2)供整合及分析衝突之用、(3)供視覺化之用、(4)供成本估算之用;4.材料數量及施工進度排程;5.施工及廠製模型;6.施工大樣圖;7.竣工模型;8.設施管理所需資料;9.其他額外加值的BIM服務。

三、BIM方法流程(建模及協同整合作業)

說明在建築專案各階段中,如何建製及分享BIM交付成果,包括建製模型資訊及協同整合資訊的方法流程。

一般的BIM流程可分為以下3階段:

(一)各專業分工建模:各不同專業除分工建模外,並應自行負責輸入所設計之模型的資訊,及檢核模型品質。

(二)協同建模者與使用者進行模型資訊整合:建模者與用模者協同進行整合,包括消除衝突干涉與資源程序最佳化。

(三)BIM模型經整合確認後發布並共享。

四、BIM專業人員責任(BIM經理及BIM協調員)

採用BIM執行建築專案時,會有2~3位重要的角色出現,即BIM經理和BIM協調員:

(一)專案BIM經理:擬定BIM執行計畫、交付時程、交付成果……等,並切實執行。

(二)工程顧問之BIM協調員:在設計及施工階段,負責建製BIM設計模型、協調整合BIM建模者與設計顧問及成本顧問、確保建模品質……等工作。

(三)承包商之BIM協調員:在施工階段,負責協調整合設計顧問與分包商、建製施工模型及竣工模型、確保建模品質……等工作。

當建築專案採用BIM時,可以參考以下的流程進行:

圖.建築專案採用BIM之建議作業流程

圖.建築專案採用BIM之建議作業流程

 

 

一、決定BIM的目標及應用的目的

二、於契約中加入BIM條款。

三、協議訂定BIM執行計畫(BIM Execution Plan,簡稱BEP):

不同專案的需求,以及其執行方式的細節內容,需要依據專案的特性來擬定BEP,以供工程專案團隊成員們遵循。而擬定BEP時的步驟為:(1)參照主契約,填寫「專案資訊」;(2)參照BIM指南,填報專案成員;(3)參照主契約,明確定義「專案目標」;(4)參考BIM應用例,確認各階段的BIM應用,如有其他的應用時需特別註明;(5)確認各階段的BIM交付項目;(6)勾選各交付項目所建製的BIM元件,並確認所需的周全程度及非幾何屬性資料;(7)建立建模方法、發布及協作流程,確認發布前建模者所需執行的模型品質檢核;(8)明列專案所需的軟體,指出共享平台與資料庫。

四、簽署BEP。

五、根據BEP分工建模:

為了避免模型資訊過度龐雜,而影響軟、硬體的處理效率,可以將專案依照基地區塊、建物別,或樓層別,適當分割成數個部分進行建模的工作。此動作應在專案啟動時進行並仔細記載。另外一項重要的提醒是,最好有能夠回溯模型改變狀況的版本管理機制,協助BIM的建模者與使用者管理並記錄設計改變的情形,才能有效率地進行模型版本的管理。

六、根據BEP進行模型的協同整合:

專案團隊成員應該定期分享各自所負責建製的模型資訊,且為了及早發現潛藏的衝突,各模型資訊之間應適時進行協同整合。另外,為避免資訊交換共享時發生錯誤或遺漏,各專業之間宜選用共通的軟體平台,並記錄處理模型整合的情形。如發現衝突情況時應詳實記載,再以報告的方式告知相關的建模者,此報告中亦須指出衝突位置及建議處置的方法。經整合確認所有的衝突已解決之後,應將該模型資訊進行凍結。

七、發布階段定案模型。

為周延BIM協同作業指南內容,本所於今(105)年度委託中華大學,以「桃園市桃園區(中路三段103、105地號)新建社會住宅統包工程專案」及「臺灣證券交易所板橋資訊中心新建專案」等二案例,進行BIM指南導入及回溯驗證。期望藉由真實建築工程案實際執行的過程,蒐集經驗,回饋修正BIM協同作業指南(初稿),使其更適合國內產業使用,進而提升我國營建產業競爭力。

專題報導羅時麒
    104年度智慧化居住空間展示中心智慧化系統可視化整合成果

    一、緣起

    本所為落實智慧化居住空間政策, 97年於材料實驗中心設置「智慧化居住空間展示中心」,透過民眾親身體驗智慧化居住空間,瞭解如何利用智慧化高科技之系統及設備提升居住環境品質。該展示中心成立以來參觀人潮絡繹不絕,截至105年4月約有7萬6千餘人次,對於促進智慧化居住空間之推廣普及,實有極大助益。然而智慧化高科技日新月異,為適時更新擴充各類智慧化居住空間系統及設備,以持續維持參觀民眾之興趣,104年度之智慧化改造,著重於該展示中心智慧化系統可視化之整合,並加強智慧建築、綠建築、綠建材等相關展示,營造具主動感知之智慧化生活服務,讓參觀民眾於進入園區時即可感受置身於永續智慧園區之情境氛圍,並瞭解智慧生活科技帶來之便利性。

    二、智慧化系統之整合與改造

    1. 智慧化入口意象之視覺改造

    入口意象是民眾對展示中心的第一印象,為讓參觀民眾進入展示中心時,即能在視覺上感受到智慧化科技的情境氛圍,本所於展示中心入口廊廳,整合智慧玻璃及藝術花卉,在門扇左右兩側加裝電控玻璃及LED動態顯示面板,藉由LED歡迎詞及動態圖騰,營造呈現智慧科技之未來感;並於電控玻璃下方布置藝術花卉擺飾,調和科技與植栽之視覺情境,詳圖1所示,並增進參觀民眾對接下來的居住空間展示參觀,產生高度期待體驗各項智慧化展示設施之興趣。

    圖1.建構1F智慧化入口意象之示意圖

    圖1. 建構1F智慧化入口意象之示意圖

    1. 新增自動導覽輔助系統

    為擴大智慧化居住空間的展示推廣服務,新建個人化自動導覽輔助系統,以提供彈性、自主參觀的導覽服務。針對在展示中心開放時間內未預約來訪的參觀者,也能藉由這套自動導覽輔助系統自行參觀各項智慧化生活服務。這套系統將展示中心一、二樓智慧化情境整合為19個區域,平板電腦中儲存有智慧化情境式導覽解說與整合數位內容,目前展示中心備有數台公用平板電腦供參觀民眾借用,當參觀者手持平板電腦進入該區域感測範圍時,平板電腦會自動推導出該導覽點位的資訊給參觀者,讓民眾自主參觀。

    1. 能源管理系統之整合與可視化改造

    建築物的中央監控室是維持運轉的核心,內容包括:能源管理系統、空調系統、照明系統、給排水系統、消防系統、門禁系統等,一般由專職人員管理,其他人員無法隨意進出。本所為展示推廣智慧建築,特別改造展示中心之中央監控室,並整合既有智慧電錶及建築能源管理系統,將展示中心之能源使用數據分析後,以簡潔清晰的可視化資訊以能源資訊,顯示於玻璃牆面上,讓參觀者了解節能能效益,詳圖2所示。

    圖2.能源使用資訊可視化改善

    圖2.能源使用資訊可視化改善

    這次改造結合中央監控室玻璃牆面及S-Film,讓玻璃牆面成為可切換為透明與霧狀兩種模式之數位牆,達到隨時控制牆面透明度的效果,詳圖3所示,並整合投影系統與S-Film玻璃牆面,當導覽人員進行講解時,平時隱蔽之牆面,可隨時變身為超大顯像螢幕,將中央監控室裡的能源管理系統、車牌辦識系統等資訊顯像於牆面,讓導覽人員易於向參觀者解說建築物的各種智慧生活服務。

    圖3.利用中央監控室外玻璃牆面做為資訊牆

    圖3.利用中央監控室外玻璃牆面做為資訊牆

    1. 智慧產品互動體驗區之更新

    隨著科技進步,本所除展示智慧化居住空間之系統及設備外,在展示中心2樓設有「智慧產品互動體驗區」,並定期更新智慧化產品,讓民眾可以親身體驗操作,詳圖4所示。這個體驗區開放國內智慧化設備廠商報名參加展示活動,並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,也讓廠商藉此平台推廣,達到提升居住環境品質及帶動產業發展的目標。

    圖4.可實際動手操作之動態體驗展示區

    圖4.可實際動手操作之動態體驗展示區

    1. 建構開放式木屋,零距離體驗綠建材

    為提供參觀民眾認識綠建材,本所與台灣綠建材產業發展協會合作於展示中心2樓梯廳及陽台空間建置「綠建材展示區」,提供綠建材內涵及其標章分類的推廣資訊,以瞭解國內建材產業發展趨勢,並整合綠建材應用展示與認知體驗,創造智慧綠建築整合教育之展示空間。

    開放式木屋,可讓民眾走入屋內,零距離體驗感受與觸摸綠建材,詳圖5所示。壁面、屋頂、地面各構造部位展示常用之綠建材,以單元模組化的設計方式將建材分類,未來可隨時更換、拆卸建材,壁面與屋頂的展示建材均設計小面積的活動展示板,可讓民眾可自由拆卸下來觸摸體驗。搭配展示檯上「多媒體資訊」,讓民眾可立即於平台上查詢「綠建材採購指南」等資訊。半戶外陽台空間,塑造戶外休閒氛圍的空間,以推廣教育再生能源、再生綠建材與應用,例如塑化木製程與應用、透水磚製造再生材料、太陽能應用,詳圖6所示。

    圖5.位於2F梯廳空間之綠建材展示區

    圖5.位於2F梯廳空間之綠建材展示區

    圖6.半戶外之再生綠建材展示區

    圖6.半戶外之再生綠建材展示區

    1. 改造易構住宅實驗屋,整合展示智慧生活科技

    為讓民眾對智慧生活更有感,本所改造易構住宅實驗展示屋,結合智慧家電業者及家俱家飾業者,提供智慧生活科技之整合展示推廣,讓參訪民眾親身體驗智慧居家生活上的便利與好處,展示內容包括:智慧導覽、智慧辨識、智慧廚櫃、智慧保險櫃、變形餐桌等,並強化智慧防災、避難引導等,讓住家更安全。以智慧辨識為例,不同的導覽人員進入易構屋,易構屋會依不同導覽員啟動不同的導覽版本;而門禁系統不用再使用門禁卡,智慧辨識依照不同使用者需求提供相對應的環境,詳圖7所示。

    圖7.易構住宅實驗展示屋之智慧辨識系統

    圖7.易構住宅實驗展示屋之智慧辨識系統

    1. 整合戶外綠屋頂示範及綠能系統

    為讓民眾了解綠屋頂之推廣效益,本所利用園區易構住宅前之草皮區設置綠屋頂示範展示,讓民眾了解不同形式之屋頂綠化,詳圖8所示。並整合雨水回收、太陽能發電及自動澆灌等綠能系統,以達到節省水資源及能源。

    圖8.綠屋頂示範展示

    圖8.綠屋頂示範展示

    三、未來展望

    本所已完成智慧化居住空間展示中心之整合與改造,歡迎業界及民眾蒞臨參觀體驗,展示中心設有專業導覽員,並區分為一般民眾及專業人士版之解說服務,也新設置行動導覽系統,以滿足各參觀族群的資訊需求;另持續舉辦智慧生活研習班、各類智慧建築論壇等活動,讓社會大眾能夠親身體驗智慧化居住空間,瞭解智慧化居住空間的意涵,以達到展示推廣之目的。

    展示中心地址位於臺北市文山區景福街102號,對外開放時間為星期二至星期六,上午10時至12時,下午2時至4時;目前以預約導覽為主、行動導覽為輔,民眾可事先上網或電話預約參觀(「智慧化居住空間展示中心」網址為http://www.living3.org.tw,洽詢電話:02-2930-0575,)。此外,展示中心除了提供實體參觀體驗外,在網頁上亦提供線上虛擬實境導覽,提供民眾在家透過遠距的方式感受智慧生活樣貌。歡迎民眾蒞臨參觀體驗!