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建築研究簡訊第109期

  • 日期:109-09-26
主題報導姚志廷

一、前言

綠建材標章是內政部重要的標章制度之一,本次綠建材評定範圍及基準增修訂,是綠建材標章制度推動以來,增修改版幅度最大的一次,考量手冊所定基準於今(109)年7月1日施行,本所爰於6月18日內政部109年度第12次部務會報中,提報綠建材標章評定基準增修訂案,徐國勇部長對於綠建材標章推動績效,給予肯定,並表示:「綠建材標章制度不僅為國人營造優質之居住環境品質,更引領傳統建材產業將永續、健康、節能等元素導入各項建築材料中,尤其近年來標章核發數量持續增加,有效提升國內綠建材產製及消費量能,本次大幅擴大綠建材申請範圍,對於帶動相關產業發展極有助益。」此外,徐部長亦期勉本所與營建署共同合作,運用多元宣導、推廣活動,使民眾與廠商對於綠建材標章制度能夠更廣泛地瞭解,以期共同打造綠色家園。

二、綠建材標章推動目的及內涵

建築材料的品質不僅攸關居住環境的舒適美觀,對居住者健康更有不可忽視之影響,故為提升國人居住環境品質、降低建材製造或使用階段對環境造成之衝擊,本部建築研究所於民國93年建立綠建材標章制度,期能透過相關檢測與評定程序,對於建材品質與性能予以鑑別及標示,為消費者把關,並鼓勵國人選購優質建材,進而提升居住環境品質,帶動產業發展。

綠建材(Green Building Material)係指『在原料採取、產品製造、使用過程和再生利用循環中,對地球造成之環境負荷最小、對人體健康無害之建材』,綠建材標章制度即依此意涵,基於「人本健康、地球永續」精神,依據建材生命週期「資源採取、製造、使用、廢棄、再生」,訂定四大範疇進行評定,包括:生態、健康、高性能及再生綠建材四大分類,其中:「生態綠建材」是指使用無匱乏危機之天然材料(例如竹材、再生林木材等),以低人工處理之方式製成之建材;「健康綠建材」是指低甲醛及低揮發性有機化合物(TVOC)逸散之建材;「高性能綠建材」則包括在防音、透水、節能等性能上有高度表現之建材; 「再生綠建材」是指將本土廢棄物依一定摻配比例再利用製成之建材。

綠建材之四個分類除需符合各個分類之特定基準外,均需符合通則要求,包括:不得含有石綿、重金屬(總汞、總鎘、總鉛、總砷、六價鉻、總銀、總銅)、放射線、行政院環境保護署公告之毒性化學物質、塑化劑、環境荷爾蒙、無機鹵化物及其他蒙特婁公約管制化學品,且於原料取得、生產製造、成品運輸及使用等階段皆不造成環境污染,並符合品質及安全性之相關法規規定。

三、擴大綠建材標章申請範圍

依本部「綠建材標章申請審核認可及使用作業要點」第8點規定,綠建材標章性能規格評定書之評定,係依據本部建築研究所出版之「綠建材解說與評估手冊」所定基準辦理,故為擴大綠建材受理申請範圍,以切合產業界與消費者之實務需求,並因應相關法規變動與建材生產技術之提升,本所整合多項研究成果及各界建言,經充分與產業界溝通後,針對前開手冊內之綠建材申請範圍及基準進行必要之增修訂,於108年11月完成「綠建材解說與評估手冊2020年版」草案,隨即上網公開閱覽30日,並於108年12月完成出版(詳圖),考量手冊改版後,申請廠商及試驗機構約須有3至6個月緩衝時間,本所於109年2月函知相關機關、學(協)會及公會,手冊所定基準自109年7月1日施行,改版過程,已充分與業界溝通並將其意見納入,手冊出版後,產業界均給予肯定及支持。本次改版主要修正內容概述如下:

(一)再生綠建材:為配合循環經濟政策,擴大再生綠建材申請範圍,增訂「瀝青鋪面粒料」、「隔熱混凝土用輕質粒料」、「建築用隔熱材料」、「屋頂隔熱磚」及「控制性低強度材料」等5項基準,評定項目由22項擴充至27項。

(二)高性能綠建材:

1.節能綠建材:由於原手冊僅「節能玻璃」1項受理項目,為具體回應業界籲請增加隔熱、節能材料基準之訴求,本次增訂「建築用隔熱材料」、「隔熱漆」、「隔熱膜」、「隔熱外牆系統」、「隔熱屋頂系統」等5項基準,評定項目由1項大幅擴充至6項。

2.防音綠建材:配合建築技術規則建築設計施工編第46-6條將於109年7月1日施行,除原有之樓板表面材隔音基準外,新增橡膠緩衝材動態剛性基準,並在原有空氣音隔音基準中增列與升降機道相鄰之分間牆隔音基準。

(三)生態綠建材:將行政院農業委員會「國產木竹材之產銷履歷農產品驗證(TAP)」納入生態綠建材證明文件,以帶動本土木竹產業的發展。

四、結語

為帶動綠建材產業發展,擴大綠建材標章申請範圍 ,積極納入產業界建議並整合本所多項研究成果,針對綠建材評定範圍及基準進行增修訂作業,完成「綠建材解說與評估手冊2020年版」出版,本次改版是綠建材標章制度推動以來,增修改版幅度最大的一次,其大幅擴充了再生綠建材及高性能節能、防音綠建材評定範圍,以切合產業界與消費者的實際訴求,同時也充分展現了本部對於再生建材與建築節能、防音所做的努力。此刻,全球暖化及資源枯竭問題日益嚴峻,新版手冊的出版將持續引導我國建築、建材產業積極回應「人本健康、地球永續」的訴求,並帶動建材產業發展與轉型。

「綠建材解說與評估手冊2020年版」相關資訊已公告於本所官網出版品目錄(https://2019moi02.hamastar.com.tw/News_Photo.aspx?n=862&sms=9511),並可於政府出版品展售門市購買,歡迎對綠建材有興趣之專業從業人員及一般大眾踴躍購買。

綠建材解說與評估手冊

圖.綠建材解說與評估手冊2020年版

大事紀要張乃修

本所108年度自行研究案獲頒內政部甲等獎共1項計畫,為:環境控制組張助理研究員怡文主持之「建築物昇降設備遠端檢查技術發展與應用調查研究」;獲頒內政部乙等獎共2項計畫,為:綜合規劃組張副研究員乃修主持,林研發替代役家民共同研究之「無障礙客房設置與使用情形之調查研究」及張助理研究員志源主持之「建築物提供視覺障礙者及聽覺障礙者之無障礙設施設計改善研究:美國身心障礙者法案無障礙設計標準、日本顧慮到高齡者、身障者等順暢移動之建築設計標準及我國建築物無障礙設施設計規範之比較」(以上三案可於「本所網站-研究成果區」下載全文)。前揭本所108年自行研究計畫建議內容,已提供本部相關單位納入未來相關法令規劃或修正,及推動措施之參考。

大事紀要嚴偉倫

為落實資安稽核制度,協助內政部(以下稱本部)所屬暨監督機關強化資安防護之完整性及有效性,並透過持續改善降低資安風險,提升機關資安防護與警覺,本部業於109年5月26日於本所智慧化居住空間展示中心2樓會議室(台北市文山區景福街102號),舉行109年度內政部所屬暨監督機關資通安全實地稽核會議。

本次本部係由資訊中心嚴副主任文常領隊,率領公務機關代表、專家學者代表、技術代表等稽核團隊成員,就本所之全機關及核心資通系統之各項資通安全管理政策、程序進行稽核,實地稽核項目分「策略面」、「管理面」、「技術面」等3構面,及導入資訊安全管理系統範圍適切性等10項稽核項目。

本所本次受稽核結果計有已成立資通安全推動小組、已訂「資安維護計畫」與相關通報應變管理程序..等5項優良事項。至改善建議17項本所業提出改善措施、預定完成時程及執行進度追蹤。

大事紀要徐虎嘯

為積極落實政府節能減碳政策,綠建築標章之評定審查作業以指定評定專業機構方式辦理,將技術許可與核發標章之行政作業分階段處理,以擴大評定審查服務成效。本部前依「綠建築標章評定專業機構申請指定作業要點」第5點規定,於106年7月3日以台內建研字第1060850503號公告指定財團法人台灣建築中心為綠建築標章評定專業機構,辦理基本型、住宿類、舊建築改善類、廠房類、社區類及境外版等6類綠建築標章暨候選綠建築證書之評定,指定有效期限至109年7月4日止。

該中心為繼續辦理上開綠建築評估手冊之評定,依本部98年10月20日發布之「綠建築標章評定專業機構申請指定作業要點」第3點第2項規定,於109年5月21日備具申請書、執行計畫書等書件,重新向本部提出綠建築標章評定專業機構指定申請,並經本部109年6月22日重新公告指定為綠建築標章評定專業機構,有效期限自109年7月5日起至112年7月4日止,共計3年。

大事紀要林招焯

因應國際實驗室認證聯盟(ILAC)公告之ISO/IEC 17025:2017規範轉換政策,TAF於107年1月25日公告「國際實驗室認證規範ISO/IEC 17025:2017之轉換政策與實施說明」,所有符合舊版規範之認證實驗室,應於109年9月30日前轉換符合ISO/IEC 17025:2017規範之要求。本中心據此參照新版認證規範完成品質手冊(一階)及標準作業程序(二階)文件新訂與更新修訂,於去108年12月20日提出新版規範轉換異動申請,TAF並於6月10日通過新版ISO/IEC 17025:2017、CNS 17025:2018轉版認證,使本中心實驗技術服務更具公信力,將有助於本所相關業務推廣。

大事紀要王鵬智

本所108年業務委託計畫「坡地社區減災營造與智慧防災系統整合研發—預力地錨破壞監測及整體系統穩定性之強化」,考量國內目前尚無整合預力地錨之監測方法與裝置,為維護本所研究成果及提升研究績效,提出坡地監測防災盒子申請新型專利,並於109年4月1日獲經濟部以109智專一(四)05018字第10940485510號核准。

       本項專利目的在提供一套多功能、低功耗、合理價位之整合型監測系統,以持續長期監測山坡地資訊,並能將山坡地資訊傳送至雲端伺服器供監測人員控管,能即時通報周邊社區民眾及早因應,以保障山坡地居民居住的安全。本項專利後續將於相關研討會或說明會,洽商相關單位團體,如保險公會、公寓大廈管理服務廠商等合作,以尋求進一步商轉機會。

 

本所多功能坡地智慧防災監測盒子獲得新型專利

12…單向閥、14…訊號轉換裝置、16…傾斜儀、18…地錨荷重計、20…裂縫計、22…通訊裝置、24…儲能裝置、26…雨量計、28…水位計、30…土壤水分計、32…電能產生裝置

 

圖. 坡地監測防災盒子示意圖

大事紀要劉青峰

奉本部花政務次長指示,為了解國內目前預鑄工法造價成本,並盤點實際效益,以利推動建築產業數位轉型與預製(鑄)工法,本所於本年度(109年)3月25日至5月5日間共召開4次諮詢會議,邀集地方政府興辦社會住宅單位、財團法人臺灣營建研究院、相關專家學者與專業廠商等,提供相關技術資料、工程專案之工期成本模擬數據,以研商共同性費用編列基準表增加建築預鑄類別之訂定內容與相關論述,並就推動的可行性達成初步共識。後續將再透過標竿案例的推動,分析出實際使用期間的直接效益、間接效益,證明在全生命週期之成本效益可行,使建築產業各界願意投入。

大事紀要黃國倫

本所於105年委請中國土木水利工程學會辦理「混凝土結構技術規範之修正研擬」計畫,並完成相關規範條文之檢討與草案修訂,研究成果業於107年3月提供營建署作為規範修訂參考。營建署同意本規範修訂作業由本所辦理,並於建築技術審議委員會組設專案小組。

「混凝土結構設計規範」審查專案小組第1次會議業於109年5月19日召開,考量美國ACI 318-19新規範,比本所於107年3月函送營建署之規範修訂參考資料(係依據ACI 318-14 版本),增加許多新材料、新設計方法及新分析技術等,爰後續審查請社團法人中國土木水利學會納入ACI 318-19增修規定之版本,及版本主要差異對照表。109年8月19日已召開第6次會議,審查進度至規範草案第19章(總計27章)。

大事紀要陳宜翔

日商日本製鐵工程公司之UBB(挫屈束制斜撐)評定書,預計於今(109)年10月屆期,該公司以往申請評定所需之試驗,多透過大陸及美國的實驗單位提供協助,而本次該公司委託本所進行試驗,主要考量本所擁有精確的試驗機、試驗數據值得信賴,以及本所材料實驗中心具TAF 實驗室認證資格。該公司於今年2月委託本中心依日本建築中心之試驗規定進行試驗,本中心已於4月底完成試驗,並出具UBB試體性能試驗之試驗報告。該公司已依日本建築中心要求提送相關送審資料,取得評定書。

大事紀要張淇喻

本所風雨風洞實驗室為全國最大型的風洞實驗室,主要作為建築風洞試驗使用,同時也是目前國內唯一獲得建築結構風載重風洞試驗TAF認證的實驗室,並於本(109)年度6月中旬進行獲得認證後第一次委託檢測試驗。試驗內容包含待測建物及基地周邊半徑400公尺內簡易地形地貌縮尺模型,並依據本所編撰之「建築物耐風設計規範及解說」,推估出實場的設計風速,在盡可能擬真的情況下進行試驗。試驗結果會測得待測建物之基底受力,再依據結構分析結果取得新設計建築物所能承受之設計風力、設計風壓以及側向加速度等資訊,以進行建築物抗風性能及用戶舒適性之評估。

風雨風洞實驗室進行建築結構風載重風洞檢測試驗

風雨風洞實驗室進行建築結構風載重風洞檢測試驗

大事紀要陳佳玲

臺北榮民總醫院麻醉部蘇府蔚醫生因研究計畫「利用呼吸道模型探討高流量加濕氧氣鼻導管與手術電燒雷射之起火危險」,於6月12日至防火實驗中心進行手術電燒雷射起火測試實驗。實驗目的為瞭解手術室中高流量加濕氧氣鼻導管之設定是否營造出高濃度氧氣環境,進而與手術電燒雷射、組織或止血棉等易燃醫材等接觸後造成燃燒的可能性,並同時找出濕度、流量、氧氣濃度與電燒能量大小等相互關係。

       由於臨床使用上氧氣鼻導管在鼻腔周圍開放空間會使供氧逸散,因此將雞肉體腔作為呼吸道,將鼻導管放入體腔開口,模擬鼻孔旁邊易散(圖1),再配合不同熱源(如電燒、雷射)在雞肉體腔裡面是否對於不同測試物(如棉條、雞肉組織、紗布)在過程中是否有起火造成損傷(圖2)。

將雞肉體腔作為呼吸道,將鼻導管放入體腔開口,模擬鼻孔旁邊易散(圖1)

圖1

配合不同熱源(如電燒、雷射)在雞肉體腔裡面是否對於不同測試物(如棉條、雞肉組織、紗布)在過程中是否有起火造成損傷(圖2)

圖2

大事紀要張志源

本所於7月30日(四)至8月2日(日) 參加「2020臺灣輔具暨長期照顧大展」,本次大展於台北南港展覽館舉辦,主辦單位為陽明大學ICF暨輔助科技研究中心,指導單位為衛生福利部、經濟部等單位。本次大展是全國規模最大輔具專門展,共計有12大照護專區、220國內外品牌、580個攤位、3,000件以上輔具產品,供民眾現場免費體驗試用,參觀人數共計122,960人次。因應高齡社會已來臨,本所本次展覽重點為近年有關高齡友善及療癒性環境、長照機構防救災安全、建築資訊輔助防火避難審查、智慧住宅高齡照護設計四個主題相關研究成果。估計前來本所攤位參觀人數約9,500人次,並於現場提供約1,000人次服務諮詢。本次展覽深獲民眾及業者認同肯定,並得到各界好評。

參加2020臺灣輔具暨長期照顧大展參加2020臺灣輔具暨長期照顧大展

大事紀要郭彥廷

因應行政院「強化長期照顧服務機構公共安全方案」之推動,本年度委託財團法人台灣建築中心辦理「老人福利機構防火安全輔導說明會暨住宿式長照服務機構防火及避難安全講習會」。除了宣導長照機構防火避難安全觀念,亦邀集機構參與諮詢輔導,協助其進行設施設備之改善。

本次講習會已於109年7月28日假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳辦理,由本所王副所長及台灣建築中心許執行長致開幕詞。講習會廣邀中央及地方主管機關與建築、消防、長照機構等相關業務單位參加,透過中央警察大學沈子勝教授、臺灣科技大學林慶元教授、臺灣大學醫學院附設醫院石富元醫師進行實際參與諮詢輔導案例之經驗分享;另由本所蔡綽芳組長、雷明遠研究員講述長照機構防火研究成果及「既有長照機構防火避難設施設備改善參考手冊」內容。希望藉此讓更多於法規增修前所設立之既有長照機構參與諮詢輔導作業,以改善其「雖然合法卻仍潛在火災安全疑慮」之缺失。

辦理長照服務機構防火及避難安全講習會

大事紀要王家瑩

內政部建築研究所為推廣智慧綠建築基本概念,宣導臺灣智慧綠建築發展趨勢及相關推廣宣導計畫之執行方向,並因應內政部營建署建築技術規則「綠建築基準專章」之法規實施日期,特別於109年7月31日(臺北)、8月7日(臺中)、8月14日(高雄)辦理3場次的綠建築推廣講習會。

講習課程內容包括「智慧綠建築發展與展望」、「2019綠建築評估手冊改版概要說明」、「建築外殼改版修正解說」、「舊建築改善類(RN)及廠房類(GF)修正方向說明」以及「第十屆優良綠建築案例介紹」等主題,共計有550餘人次參與,活動圓滿完成。辦理綠建築推廣講習活動辦理綠建築推廣講習活動

大事紀要簡黃基

我國既有建築物約占全國建築物總量97%,數量龐大,而這些早期興建之建築物,當時並無相關節能法規進行規範,普遍存在耗能、耗水等問題。為提升既有建築物節能減碳成效,本所針對中央及地方政府所屬廳舍,進行節能改造示範計畫,並藉由宣導推廣,具體展現既有公有建築物之節能成果。

本教育示範之觀摩場所主要以曾受本所補助之國立大專院校為主,邀請各相關科系學生參與,業分別於109年6月8日(國立臺中科技大學)及6月12日(國立高雄科技大學)辦理2場次示範觀摩活動,並邀請業界建築師或技師,針對該校受補助之改善項目,進行實地導覽教學與執行經驗分享,透過課程解說使學生了解既有建築物之相關節能手法,活動共計88人參加,教育成效反應良好。

業務報導林家民

本年報係依本所執行之科技計畫及配合之國家施政重點為主軸,以易於閱讀的方式精要呈現108年執行各項計畫之研究成果與施政績效。第壹部分概要說明本所組織職掌與人力、經費配置概況;第貳部分呈現108年執行各科技計畫之業務成果及其推廣應用情形,包含科技計畫年度成果、智慧綠建築與社區推動方案執行情形、年度施政亮點及辦理標章之成果等;第參部分介紹各實驗中心檢測設備、服務及年度實驗研究績效;第肆部分重要交流活動收錄與國際及業界交流之研討會、座談會及業務推動之說明會、講習等。期能透過本年報豐富及多元化的介紹,與國人共享本所研究成果、協助國人瞭解國內外建築研究發展趨勢,並期給予本所支持與指教,進而帶動整體建築研發能量,使研發成果切合民眾所需,持續為國內建築研究與產業發展貢獻心力,為提升國人生活環境品質而努力。本年報重要內容摘述如下:

 

1.108年執行各科技計畫之業務成果及其推廣應用情形:

 (1)本所辦理各科技計畫、施政方案及標章之內容及成果

本所科技計畫包含高齡者安全安心生活環境科技計畫、建築與城鄉安全防災韌性科技發展計畫、前瞻建築防火避難及結構防火科技研發整合應用計畫、建築工程技術發展與整合應用計畫、建築資訊整合應用躍升計畫、創新循環綠建築環境科技計畫、智慧化居住空間整合應用人工智慧科技發展推廣計畫共7項計畫與成果(詳圖1)。

圖1.本所各科技計畫及執行年度圖1.本所各科技計畫及執行年度

 (2)永續城市-智慧綠建築與社區推動方案

本所永續城市-智慧綠建築與社區推動方案包含管制新建建築物之智慧綠建築設計、公有建築物智慧化改善工作、既有公有建築節能改善執行成果、綠建築與永續智慧社區跨領域整合課程推廣、智慧住宅社區產學研合作推廣及共同舉辦2019智慧城市-IBE智慧建築展。

 (3)年度施政亮點

本所年度施政亮點有進行長照機構居室全尺度火災特性實驗及應用研究、與新加坡TÜV SÜD PSB辦理建築材料新南向國際合作檢測、參與921震災二十週年及莫拉克風災十週年政府部門防災成果展、完成「建築用門現場遮煙性能驗證技術指引草案」、「大空間建築火災性能式煙控系統設計與應用手冊草案」、建立「火害現場結構材料探傷檢測系統雲端資料庫」、研擬都市低窪易淹水地區災前韌性評析與強化策略、建築物智慧雨水貯集系統之操作模擬。

專利部分為研發「坡地住宅社區預力地錨智慧監測系統」提出發明專利申請、研發「火害傷損判識之方法」、「火害傷損判識系統」,提送發明及新型專利申請。

更舉辦「住宿式長照服務機構防火安全性能提昇表揚典禮」、「2019建築資訊建模(BIM)新加坡經驗交流國際研討會」、「綠建材標章與循環經濟國際論壇」、「第10屆優良綠建築作品評選」、辦理第33屆中日工程研討會建築研究分組、多功能AI智慧宅,推廣全齡智慧好生活、出版「綠建築評估手冊2019年版系列」、「綠建材解說與評估手冊2020年版」、「綠建築雨水貯集利用系統模組設計手冊」、「建築節能改善技術指引」、「由智慧建築開始的智慧生活」以及智慧建築、綠建築、綠建材等標章之辦理成果等豐碩成果介紹。

2.介紹各實驗中心及其研發、檢測及認證之成效:

本所防火實驗中心、材料實驗中心、風雨風洞實驗室、材料實驗中心之概況及實驗設施辦理各項檢測驗證,共計17項檢測項目取得TAF(Taiwan Accreditation Foundation)認證,佐以推廣應用及測試,以建立本土化數據,於108年度共完成444件檢測服務。

3.收錄重要之交流活動、國際及業界研討會、座談會及講習:

本所108年度於重要交流活動及國際研討會如表所示。

 

表、本所108年度重要交流活動

表、本所108年度重要交流活動

由上述內容說明,未來,期許以建築環境研究逐步邁向都市環境之探討,以跨領域整合為目標,蘊蓄與提升研究效能與績效產出,從而強化建築創新科技、智慧科技紋理、公共安全衛生,以提升居住性能品質,讓社會大眾享有更美好;舒適、永續的都市與建築環境。

圖2. 本所108年度年報封面圖

圖2. 本所108年度年報封面圖

業務報導張乃修

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109年7月底,本所108年度研究成果投稿至國內外期刊及研討會論文共計23篇。國內外期刊已通過獲刊登計9篇,尚在審查論文共計1篇;刊登於國內外研討會論文共計13篇。茲就本所已刊登於國內外期刊論文說明如后。

一、國內期刊部分

投稿之論文6篇,已有5篇通過獲刊登,尚有1篇稿件審查中。其中,投稿建築學報(含英文版)論文5篇,5篇已通過獲刊登,為「住宅之無障礙法令演變歷程及設計規範內容比較:以美國公平住房法案可及性準則與台灣無障礙住宅設計基準為例」、「臺灣綠建材標章制度與綠建築設計之應用」、「台灣綠建築維護管理制度改善策略之研究」「Optimized Capacity Design Of Rainwater Harvesting Systems For Green Roof Irrigation (屋頂綠化灌溉雨水收集系統之優化設計)」、「Analysis and Full-Scale Experimental Investigation of Demand Response Strategy on WABEMS in Taiwan (臺灣廣域智慧能源管理平台需量反應策略之分析與實尺寸實驗)」。

投稿至林產工業論文1篇,尚於稿件審查中,為「試驗腔體條件對國內建材氡氣逸散量測量之影響」。

二、國外期刊部分

投稿至International Journal of Gerontology論文1篇,已通過獲刊登,為「Analysis of the Legal System of Public Building Accessibility in Taiwan (臺灣公共建築無障礙法令制度之分析研究)」;投稿至Journalofthe ChineseInstituteof Engineers論文1篇,已通過獲刊登,為「Behavior and Modeling of High-Strength Concrete Tied Columns under Axial

Compression (軸向壓縮作用下高強度混凝土之性能與模式)」;投稿至The 16th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction論文1篇,已通過獲刊登,為「Estimations for Equivalent Static Wind Loads of Dome Roof Structures (巨蛋型圓頂結構物等值風力靜載重分析方法之探討)」;投稿至Sustainability論文1篇,已通過獲刊登,為「Construction Cost of Green Building Certified Residence: A Case Study in Taiwan (綠建築認證住宅之建造成本:以臺灣為例)」。

 

業務報導褚政鑫

有關國際人權法典之種類很多,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「兒童權利公約」(Convention on the Right of the Child)、「消除對婦女歧視國際公約」(Convention on the Elimination of ALL Form of Discrimination against Wonen)及「身心障礙者權利公約」(Convention on the Right of Persons with Disabilities)等公約。

在二次大戰後,聯合國將上述國際人權文件分別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;而兒童係國家之根本,保護其身心及保障其權益係政府部門當前重要的任務之一。

本所為深化同仁之兒權知能,培養與時俱進之兒權學習力,及促進兒權教育業務效能,就業務職掌範圍及前述兒童權利公約,規劃編撰109年度兒權教材,期使得兒權之理念能深植人心。

本所業務執掌可分為高齡者安全安心生活環境、建築防災安全、工程技術發展、智慧綠建築等各項建築研究領域,進而建立安全、健康、舒適之都市及建築環境,為使本教材能與前述業務結合,爰編撰8篇案例,每件案例透過事件之敘述、探討、思考出發點、建議及後續思考及研究方向分段解說,更容易閱讀及瞭解兒權之重要性。

本所規劃編撰之案例敘述如下:

1.「保障兒童權益之親子廁所」:主要就已訂定之《公共場所親子廁所盥洗室設置辦法》進行相關案例剖析,該辦法要求公共場所應提供足夠的親子廁所數量,並在親子廁所內設置至少一個兒童小便器、兒童洗面盆及兒童安全座椅等設備,確實去保障兒童的權益,提供淺顯易懂之解說。

2.「盪鞦韆上重現的笑容」:國內公園遊戲場是身心障礙者童年的快樂記憶,又或者成為一個缺憾,在政府與民間參與的共同推力下,公園共融遊戲場的逐步推動設置,並透過罕病兒秀秀之案例說明兒權重要性,使其終於能在盪鞦韆上重新取回笑容。

3.「幼兒園的防火安全」:主要探討年幼兒童尚未接受完備的教育,各方面知識與生活經驗相對成年人來說較為不足,因此對於危險的判斷及應變能力也較為薄弱,一旦發生火災容易因應不及,應特別注意建築設施設備防火上的因應。

4.「漫漫回家路-保障坡地社區學童居住受教權」:在山坡地開發建築管理辦法及建築技術規則中對於建設條件、護坡擋土及邊坡維護等都有詳盡的規範,但部分區域仍有過度開發及未經地質調查而建設在脆弱地層之情形,由此探討坡地社區學童的居住安全品質和教育之權利

5.「地震來襲!危險校舍中的學童安全」:由地震的發生常造成建築物的破壞與生命安全,進而探討在耐震設計規範尚未完備時期興建的校舍,造成學童安全權益之危害。

6.「『墜』要不得」:國內的兒童遊戲場無論屬於政府或民間,營利或非營利,機械式或非機械式,都可能潛藏著危機,藉由案例探討保障兒童遊戲權及保護其人身安全。

7.「舒適的居住空間-還給孩子一個安靜的家」:由近年來噪音陳情及紛爭不斷,夜間樓上鄰居發出的吵鬧聲、練習聲,常造成樓下住戶的長期失眠案例,探討對兒童及青少年學習權之影響。

8.「使用綠建材,提升兒童居住環境品質」:從裝修建材及傢俱中可能含有超量的化學物質,導致建築室內環境中有害氣體的濃度往往高於室外環境,進行造成兒童健康問題之探討。

由上述內容說明,期能透過規劃案例之說明,使本所同仁對兒權有更多之瞭解,並於日後業務執行時遇到相關問題時,也可站在不同角度上加以考量,使兒權確實落實於生活周遭各個角落。

業務報導蔡銘儒

依據建築技術規則建築設計施工編下列條文規定,貫穿防火區劃牆壁或樓地板,其貫穿部位與防火區劃合成之構造應具有一小時或二小時以上之防火時效。

第85條 貫穿防火區劃牆壁或樓地板之風管,應在貫穿部位任一側之風管內裝設防火閘門或閘板,其與貫穿部位合成之構造,並應具有一小時以上之防火時效。

貫穿防火區劃牆壁或樓地板之電力管線、通訊管線及給排水管線或管線匣,與貫穿部位合成之構造,應具有一小時以上之防火時效。

第205條 給水管、瓦斯管、配電管及其他管路均應以不燃材料製成,其貫通防火區劃時,貫穿部位與防火區劃合成之構造應具有二小時以上之防火時效。

第247條 高層建築物各種配管管材均應以不燃材料製成,或使用具有同等效能之防火措施,其貫穿防火區劃之孔隙應使用防火材料填滿或設置防火閘門。

上述貫穿部位與防火區劃合成之構造之防火時效,係以CNS 15814-1「建築構件與零組件防火試驗-配管設置防火測試-第1部:貫穿填縫材料」標準試驗,試驗項目為耐火試驗以及耐火試驗終了後10分鐘內之試體進行噴水試驗,2項試驗結果皆須符合標準之性能基準。

建築技術規則主要規範為一般建築(如住宅、辦公大樓等),其貫穿防火區劃牆壁或樓地板之貫穿部位,原則上以CNS 15814-1所規定之加熱爐(內部尺度應至少具有1 m × 1 m × 1 m的空間),足以進行試驗,但如果風管尺度大於1 m × 1 m(如廠房風管1.5 m × 3 m),必須以更大尺度之加熱爐試驗。

本所防火實驗中心擁有多項之建築構件耐火性能實驗設施,以往已依CNS 15814-1進行過大尺度風管貫穿防火區劃牆壁之試驗,但大尺度風管貫穿樓地板之試驗,因標準規定噴水試驗之噴水口距離試體加熱面6 m,在此距離規定下,大尺度樓板噴水試驗可採吊立至少7 m高(如噴水口距地面1 m),但於試驗時水將噴濺至四周,因此須有較大的淨空間,否則將造成四周之設施與設備之損壞,且吊立越高對試驗人員亦具有較高之危險性,且實驗中心因空間侷限,難以及時將耐火試驗後之試體吊至噴水試驗區進行噴水試驗,實非良好方式。另外的方式即耐火試驗後先水平吊離加熱爐至噴水試驗區,再垂直吊立以進行噴水試驗,但相對需要增加作業時間。

本所於108年4月1日與國立成功大學簽訂「綠色建材產業聯盟合作協議」,雙方基於「建構台灣最完整之國家實驗研究中心」之合作目標,提供產業聯盟完善之測試服務;有鑑於此,由聯盟執行單位成大能源科技與策略研究中心與本所防火實驗中心合作,自109年2月開始規劃「大尺寸樓板貫穿部耐火性能測試後之噴水試驗機制」,經歷構思、設計、雙方人力合作與演練,終於克服並完成符合CNS 15814-1在加熱試驗終了後10分鐘內進行噴水試驗規定之「大尺寸樓板貫穿部耐火性測試」,未來即可接受相關產業界在大尺度樓板貫穿部防火性能項目的測試服務,以提升國內業者在防火安全之競爭力。

照片1 耐火試驗過程照片2加熱試驗終了後10分鐘內直立開始噴水試驗照片3加熱試驗終了後10分鐘內直立開始噴水試驗

(照片1 耐火試驗過程;照片2、照片3加熱試驗終了後10分鐘內直立開始噴水試驗)

業務報導賴深江

壹、前言   

本所為協助推動地方層級國土計畫納入災害韌性規劃之內涵,前於2018年辦理「地方層級國土計畫城鄉發展地區(第一、二類)災害韌性規劃之土地使用管制策略」案,經調查結果發現多數專家學者認為「增加公共設施多元利用之土地使用型態」應屬優先落實之推動策略,並考量公有土地、公共設施用地係政府主導性較高、推動較容易之範疇。因而延續於2019年辦理「地方層級國土計畫城鄉發展地區(第一、二類)災害韌性與公有土地、公共設施之整體多元使用策略」案,惟受篇幅所限,本文僅就國土計畫城鄉發展地區第一類(即都市計畫地區)為範圍,說明以韌性規劃理念研擬公有土地、公共設施整體多元使用策略供參,以期對提升國土災害韌性有所助益。

 

貳、韌性設施之功能

韌性之意涵指「不易受災」且「能快速回復」,依此原則將韌性設施功能之類型區分如下:

一、不易受災(減災): 此類型之韌性設施可降低一地區未來災害發生產生之衝擊。

1.低衝擊開發(LID) / 透水性鋪面 / 基地保水 / 雨水儲留

2.綠色基盤 / 滯洪設施 / 滯蓄水空間

3.開放空間 / 火災防止延燒帶 / 防火綠帶 / 防救災動線:避難通道、緊急通道

二、快速回復(整備、應變、復原): 此類型之韌性設施可使災後之地區快速回復至災前之水準或比災前更好。

1.避難據點:緊急避難場所 / 臨時避難場所 / 中期收容場所/

2.物資收集調度據點 / 醫療、消防據點

3.提供作須具備援系統之設施使用

三、儘量維持原有韌性功能之使用 / 災害潛勢範圍劃定避免開發:部分公共設施在未開發前已具有韌性,因此建議其儘量維持原有韌性功能,以發揮原有之功能。

 

?、災害韌性與公共設施之整體多元使用策略研擬

將上述韌性設施功能納入對應之公共設施及災害類別策略表中,以補足現有公共設施尚未深入探討之功能。本文彙整都市計畫法第42條規定之公共設施用地之範圍對應臺灣常見五種災害類型,探討其適用之韌性設施,彙整如表1。自表1可看出颱洪災害主要之韌性設施為LID;地震災害、坡地災害、人為災害之韌性設施功能為緊急避難場所、開放空間;海嘯之韌性設施功能為維持原有韌性功能、開放空間,而電信、變電所等韌性設施功能則為提供須具備援系統之用。

 

肆、災害韌性與土地使用分區內公有土地之整體多元使用策略研擬

將上述韌性設施,針對城鄉發展地區第一類範圍中位於土地使用分區內之公有土地(包含公有公用、公有非公用之土地)之災害韌性規劃策略加以說明。考量各都市計畫之土地使用分區略有不同,本文選擇以桃園青埔特定區為例加以說明。對應臺灣5種災害潛勢,探討土地使用分區內之公有土地適用之韌性設施功能,彙整災害潛勢之韌性規劃策略項目如表2。由表2可知,颱洪災害主要之韌性設施功能為LID、雨水儲留;地震災害、坡地災害、人為災害之韌性設施功能主要為緊急避難場所、中期收容所;海嘯之韌性設施功能為維持原有韌性使用,而電信事業專用區則為提供須具備援系統之用。

 

伍、結論

於近年氣候變遷極端天氣事件發生頻率愈高、衝擊愈大之趨勢下,希藉由國土計畫法施行之契機,將災害韌性規劃融入空間計畫內俾提昇臺灣災害因應能力,因此,本文提出以災害韌性理念建構災害韌性規劃之公有土地與公共設施之整體多元使用策略,希能供各直轄市、縣市國土計畫參考運用,發揮提昇國土災害韌性之功效。

表1. 城鄉一」災害潛勢對應公共設施之韌性規劃策略項目

表1.?「城鄉一」災害潛勢對應公共設施之韌性規劃策略項目

業務報導白櫻芳

都市積淹水之因素眾多且複雜,縱然有防洪設施之建設,但一旦雨量強度過大、下游潮位過高引發潮位上溯排水系統等,排水設施亦可能渲洩不及甚至溢流。滯蓄洪設施是近期都市減洪規劃中重要設施,然可能因啟動操作之時機影響其運作效能,進而衍生都市地區存在無法排除之有害逕流造成積淹水之問題。為避免逕流疊加造成更嚴重的局部地區淹水問題,需先分析在現有防洪設施基礎下,暴雨事件造成之都市區域地表逕流量,再規劃減災調適之策略以容蓄洪水避免災害。

本研究選定台南仁德地區為案例範圍,設有仁德滯洪池、港尾溝滯洪池等滯蓄洪設施(圖1~圖3),綜合檢討分析都市地區之現有防洪設施,如排水系統、抽水站與滯蓄洪設施,各防洪設施之運作對都市防洪機制之影響,進而探討降雨事件之都市積淹過程各滯蓄洪設施如何運作,規劃佈設臨時抽水機位置,提高淹水時抽水效率、縮短退水時間等,加強淹水時之應變能力,以發揮其較佳效能,達到減災調適之目的。圖1. 演算範圍滯洪池分布圖

圖1. 演算範圍滯洪池分布圖

圖2. 仁德滯洪池進出口型式流向及現勘照片圖2. 仁德滯洪池進出口型式流向及現勘照片

圖3 港尾溝滯洪池進出口型式流向及現勘照片

圖3 港尾溝滯洪池進出口型式流向及現勘照片

本研究完成演算範圍之水文、地文等相關資料之蒐集(圖4~圖11),依據所蒐集之地文資料完成都市區域非結構性格網之佈置,以擬似二維流觀念建置地文性淹排水模式,測試演算民國106年尼莎暨海棠颱風、民國107年0823豪雨事件、民國108年0813豪雨事件等3場颱洪事件作為檢定與驗證案例,進行降雨逕流演算分析、滯蓄洪設施之優化、都市減災調適技術評估。

圖4. 演算範圍內雨量站分布圖

圖4. 演算範圍內雨量站分布圖

圖5. 演算範圍內水文站分布圖

圖5. 演算範圍內水文站分布圖

圖6. 演算範圍內數值高程圖

圖6. 演算範圍內數值高程圖

圖7. 演算範圍內交通路網圖

圖7. 演算範圍內交通路網圖

圖8. 演算範圍內土地利用概況圖

圖8. 演算範圍內土地利用概況圖

圖9. 演算範圍內土地利用概況圖

圖9. 演算範圍內土地利用概況圖

圖10. 演算範圍內滯蓄洪設施分布圖

圖10. 演算範圍內滯蓄洪設施分布圖

圖11. 演算範圍內抽水站分布圖

圖11. 演算範圍內抽水站分布圖

一、降雨逕流演算分析

模式演算成果比較可知,雨型與水位歷線之分布十分類似,模式模擬之峰值、發生時間與實測水位相比亦有相同趨勢,顯示模式可合理演算降雨形成之逕流歷程(圖12)。

圖12. 研究區域於0813豪雨期間模式演算淹水範圍與淹水站水深比較圖

圖12. 研究區域於0813豪雨期間模式演算淹水範圍與淹水站水深比較圖

二、滯蓄洪設施之優化

以民國107年0823豪雨事件與重現期10年設計豪雨事件進行滯蓄洪設施優化操作演算,分析與探討減洪效果並規劃佈設臨時抽水機位置。滯洪池於退水開始即進行抽水機操作,可有效迅速降低滯蓄洪水位,強化滯蓄洪設施功能(圖13)。

圖13. 0823豪雨配合抽水機操作情境下仁德滯洪池水位變化

圖13. 0823豪雨配合抽水機操作情境下仁德滯洪池水位變化

為進一步分析滯蓄洪設施優化條件,以水深之平均降低值分析減洪效果,結果顯示啟動抽水機的時約在洪峰過後4小時,可以有較佳的降低滯洪池水位的成效。另依演算結果之仁德區之積淹地區,研判臨時抽水機佈設位置:三爺溪排水之上游佈設1個,仁德滯洪池佈設1個,三爺溪排水下游兩岸易淹水地區佈設4個,港尾溝溪上游佈設1個,二仁溪中下游北岸之大甲里佈設3個,共10個臨時抽水機建議佈設位置(圖14)。

圖14. 颱風豪雨期間抽水機建議佈設位置

圖14. 颱風豪雨期間抽水機建議佈設位置

三、都市減災調適技術評估

初步分析仁德常淹水地區後,初擬可以研究區域內面積較大之校園綠地(圖15)規劃增加約4萬立方公尺之滯蓄洪空間,並以2年重現期一日降雨事件模擬評估減洪效果,由校園水位變化可知,此一規劃於降雨歷程前4-10小時可發揮約10cm-20cm之減洪作用。進一步探討其周邊區域之水位變化,可發現水位歷線洪峰約可延遲0.5至1小時,可發揮約5cm之減洪作用。

圖15. 仁德地區校園綠地分布

圖15. 仁德地區校園綠地分布

綜合上述,本研究建議將優化滯洪設施操作應用於實務,在即時掌握颱洪期間現地水情資訊下,可以地文性淹排水模式進行滯洪設施排洪操作評估與改善建議,減少都市溢淹。本(109)年度更進一步應用於土地利用規劃研究,都市洪水逕流除以排水系統及滯洪設施排除外,土地亦需配合遲滯洪水,透過水理演算分析淹水區域,進一步藉由土地使用之規劃,以提升都市耐洪減災能力,降低淹水損失。

業務報導廖浩仁

一般建築防火多著重於維護居住者安全,但近年來發生新屋保齡球館、敬鵬火災等多起消防人員火災罹難事件,讓我們重新思考應如何加強建築空間及設施設備與消防救災結合應用,以提升搶救效率及維護消防人員救災安全。為此,本所選定火災搶救危險性較高的地下建築空間,透過文獻回顧國內外法規比較分析、專家訪談、實地勘查等方法進行研究,初步歸納研究結果如下:

一、地下建築空間火災特性

空間密閉及動線複雜,發生火災時火源搜尋不易、容易迷航,且易悶燒產生大量毒性可燃性氣體,引發爆燃現象,又深入地下濃煙無法排出,能見度差、通訊不良、氧氣補給困難等因素,增加消防人員救災之危險性。

二、地下建築空間火災救援需求與問題

(一)資訊:蒐集建築平面及空間情報、從火警受信總機研判起火層、防火設施如防火鐵捲門與自動撒水設備是否確實動作,以及煙氣流竄情形,以控制危險因素及避免撤離受困。

(二)排煙:利用建築物內部排煙設備或排煙車及機動排煙機建立排煙通道,排除濃煙和高熱以利火場內部搜救;避難逃生樓梯可利用正壓排煙方式,建立成正壓區域防止濃煙侵襲。

(三)通訊:為掌握人命搜救、緊急救援RIT及資訊回報,通訊聯絡為地下建築空間救災首要重點,已設置無線電通訊設備場所,應定期測試;未設置者,應以無線電中繼台進行中繼傳輸。

(四)進入通道與照明:通常地下停車場火災有大量濃煙,搶救人員多經由室內安全梯間佈水線,於起火層安全門進入搶救。應確保出入口位置視線清晰明瞭,並於出入口處或轉彎處利用各式照明裝備或照明車照明。

(五)前進指揮站及人員、裝備臨時集結場所:除設立火場前進指揮站外,並應建立人員裝備集結場所(包含輪替人員、緊急救援小組RIT、裝備器材、空氣瓶集結點、飲用水等後勤物資補給、緊急救護站、空氣瓶灌氣站、照明站及無線電通訊設備確保等),以確保消防人員入室救災安全。

三、因應火災救援建築空間及設備改善對策

歸納專家意見及美日文獻,可利用或強化建築物現有設施設備建構前進指揮站及消防救災據點,以提升救災績效及維護消防人員安全,其設施設備功能請參考表1:

(一)前進指揮站:可利用防災中心或中央管理室設置「前進指揮站」,提供一個火災案情討論、指揮、通信、調度及提供情報消息的相對安全空間。

(二)消防救災據點:可利用緊急昇降機間、特別安全梯間、安全梯前室、緩衝區或具有防火區劃之水平走廊空間設置「消防救災據點」,提供靠近火災現場的相對安全救災中繼站,作為深入火場執行第一線滅火、人命搜救、安全管制、人員輪替的相對安全空間。

圖1. 前進指揮站與消防救災據點關係圖圖1. 前進指揮站與消防救災據點關係圖

圖1. 前進指揮站與消防救災據點關係圖

表1. 前進指揮站與消防救災據點空間構造面積功能條件表

表1.?前進指揮站與消防救災據點空間構造面積功能條件表

四、相關法規增修建議

鑑於目前實務上地下室為停車場因非居室而未設置緊急昇降機亦無排煙設備,地下建築物若以「特種建築物」檢討設計,常忽略消防搶救上必要之設施設備設置要求等問題。爰研提以下法規增修建議,增進建築設施設備消防搶救功能:

(一)增加緊急升降梯及特別安全梯或戶外安全梯之設置:深入達地下三層以上或樓地板面積3,000m2以上之地下建築空間,應設置緊急昇降機及特別安全梯或戶外安全梯。(「建築技術規則設計施工篇」第55、96、106條)

(二)強化消防救災據點消防搶救功能:前述空間增加連接緊急電源之緊急照明、水帶箱及無線電通信接頭。(「各類場所消防安全設備設置標準」第24、178、182、192條)

(三)增加地下建築空間排煙設備:停車場雖非居室,但火載量大搶救風險高,樓地板面積1,000m2以上之地下建築空間,供停車空間使用者均應設置排煙設備。 (「各類場所消防安全設備設置標準」第28條)

(四)強化防災中心及中央管理室作為前進指揮站功能:總樓地板面積應在40m2以上,並留有12m2之消防救災相關使用空間;另應備有火災樓層平面圖資顯示、無線電通信設備中繼台及連續供電二小時以上之專屬緊急供電系統。 (「各類場所消防安全設備設置標準」第238條

業務報導李台光

壹、前言

國內工程業界日漸重視隔減震設計對於建築結構與非結構物耐震性能的影響,減震消能元件被視為可加強結構物抗震能力的額外裝置,隔震元件則可降低地震輸入至建築結構物或非結構物的能量,故提升工程師對建築耐震設計的應用。根據統計,國內已有超過50件隔震建築設計案例興建完成,亦有超過100件採用減震消能元件的建築設計案例。

國內隔減震建築工程實例日益增加,相關設計理論與商用結構分析程式亦日益成熟,而國內現行「建築物耐震設計規範及解說」亦已增設「隔震建築物(第9章)」與「含被動消能系統建築物之設計(第10章)」等專章,供設計依循。雖然隔減震技術引進國內之歷史尚短,但相關規定仍需適度因應現行技術發展加以調整,而且國內業界對於相關裝置之實際性能、設計與實務經驗,仍有疑慮。有鑑於此,本所於去(108)年度特別委託國立臺灣科技大學辦理「因應國際規範修訂與國內近斷層地震效應對於國內隔減震建築設計規範之研修考量」研究案。

貳、規範修正方向與重點

我國於民國94年修正頒布的建築物耐震設計規範及解說,首次增列「隔震建築物設計」與「含被動消能系統建築物之設計」等兩專章,嗣後再於民國100年頒布的修正版,僅針對第9章隔震建築物設計之內容進行微調。目前於前揭規範中,國內隔減震建築設計之分析與測試規定,主要仍參採FEMA 273與FEMA 274 (1997年)之內容。然而,於FEMA 368與FEMA 369 (2000年版),以及其後發行的相關正式報告與準則,包括FEMA 450 (2003年版),以及ASCE/SEI 7-05、7-10、7-16等,對於隔減震建築之設計概念,已有大幅度之變更。因此參酌美、日等國耐震概念的演進及設計規範的脈動、因應國內工程業界於實務設計之回饋意見,以及彙整分析納入國內近期所記錄,具長週期高脈衝速度效應之近斷層地表運動(如民國88年921集集大地震與民國107年花蓮地震),提出國內建築隔減震設計規範修訂建議,重點如下:

一、隔震設計之變異性(增訂規範9.1.8):隔震建築設計,應考量隔震元件力學行為之變異性,對於隔震系統及隔震建築物所造成之影響。

二、隔震元件之實體試驗、出廠試驗與性能試驗(修訂規範9.5):

(一)實體試驗:為評定隔震元件供應商設計製造隔震元件之能力,進而建立隔震元件力學性質之報告。

(二)出廠試驗:為依據設備供應商提出之合格標準,經專業技師認可後,透過實驗以確保隔震元件從生產製造到成品組裝的每一個製程的品管穩定性。

(三)性能試驗:為驗證專業技師於設計中,所使用隔震元件之力學性質。

三、實體試驗(修訂規範9.5.2):

(一)進行實體試驗時,元件供應商原則上至少須使用2組相同全尺寸試體進行試驗,除非專業技師同意,試驗試體不得再用於現地安裝。

(二)相似規格之隔震元件,若可提出經由國內相關研究分析資料或試驗報告之證明,並且經專業技師認可,則可不需進行實體試驗。

(三)上開實體試驗應由國內具隔震元件試驗設施認證之實驗機構辦理。

四、通則(增訂規範10.7.2.1):

(一)消能元件不應為承重系統之一部分,亦即消能元件之消能行為,不得導致承重系統產生不穩定,但仍得承受部分重力。

(二)消能元件基本試驗順序,每1消能元件試體,均應加載其裝設於建築上所承受之重力及其安裝時環境溫度的影響。

五、位移型消能元件(增訂規範10.7.2.2):

(一)應進行反覆漸增變形之循環加載,不同加載階段,應包含元件降伏時對應之變形量,以及設計地震力作用下,設計樓層相對側位移所對應元件變形量的0.5倍、1.0倍、1.5倍及2.0倍,各加載階段應進行2個完整循環加載。

(二)完成前項試驗加載後,應以設計地震力作用下之設計樓層相對側位移所對應元件變形量之1.5倍,進行反覆變形疲勞循環加載。

(三)應就所施反覆變形及反力情形,繪製受力-變形曲線。

(四)受測元件在前述第1項,或第1及第2項試驗中,所得之累積非線性變形量,須大於元件降伏時對應變形量之200倍。

六、速度型消能元件(增訂規範10.7.2.3):

(一)進行至少5種不同頻率或位移振幅的循環試驗,每組試驗至少加載5個完整循環。試驗受力方向之最大位移,應包含在最大考量地震作用下消能元件對應之最大位移,其對應之頻率應為feM(=1/TeM),其中feM(TeM)為消能建築物於最大考量地震下之有效振動頻率(週期)。

(二)若速度型消能元件的特性,會因環境溫度不同而有顯著差異時,應分別於設計最大溫度、環境溫度與設計最小溫度下,進行5個完整循環試驗,試驗之軸向位移應為最大考量地震下消能元件之最大位移,對應之頻率應為feM

(三)進行20個完整循環試驗,試驗之軸向位移應為設計地震作用下消能元件之最大位移,對應之頻率應為feD(=1/TeD),其中feD(TeD)為消能建築物於設計地震下之有效振動頻率(週期)。

(四)進行2,000個完整循環試驗,試驗之位移應為設計風力(半年回歸期風力)下消能元件之最大位移,對應之頻率應為f1(=1/T1),其中f1(T1)為未含消能元件結構之彈性裝設消能元件方向之結構顯著模態振動頻率(週期)。

參、推廣與應用

根據本所相關研究成果所提於建築物耐震設計規範第9章及第10章之修訂建議,包含隔震系統設計參數之變異性、隔震元件出廠試驗等新增之修訂條文,以及動力分析方法、減震建築之定義與隔減震元件試驗等規定,業召開數次產官學界專家座談會協商討論,已儘量兼具其嚴謹性、公平性及正確性。本所已將修訂完成之第9章及第10章修正草案之內容,提送內政部營建署納為修訂相關規範之參採,俾利現有「建築物耐震設計規範與解說」,能與國際接軌及符合國內工程環境,並早日頒布供工程界使用。未來將規劃結合建築師、土木結構技師等公會團體,辦理推廣講習會,宣導建築物耐震理念,強化業界重視工程品質,提升民眾對耐震建築的認知。

業務報導張淇喻

建築區中栽種景觀樹及行道樹除了有助於景觀調和外,對於區內風場微氣候也能有相當程度之影響,並於行人風場環境改善上扮演著正面角色。

本研究以本所過往相關單株植栽模擬研究之成果為基礎,首先針對風通過防風排樹的情況,經由風洞試驗量測資料驗證,建立足以準確模擬地面風場的數值模式,並擴展CFD在進行植栽防風效益分析的運用範疇。繼而,再藉都市建築典型配置情況地面風場之模擬,評估排樹的減風功能與效益,進而歸納出植栽減風設計的一般性原則,供作爾後相關風力設計的重要參考。

植栽選擇上由常見都市植栽規劃樹種中,依據樹高H、樹寬W及樹冠形態分類並選擇3種常見樹種樹型進行研究,各樹種特徵如下表1。

表1. 樹種樹型特徵

表1. 樹種樹型特徵

在三個選定樹種相應減風效應的評估上,為了要尋求各樹種相應的樹冠風力參數(CDa值),樹冠的風力參數是表徵樹枝/葉對來風阻擋或遮蔽程度的一個指標。在風場數值模擬中,本指標係置於動量方程式中,為阻力係數與單位體積之葉片面積之組合。

研究中以風洞模型試驗中模型樹後斷面風速剖面的量測結果為基準,並藉由風場模擬計算與試驗量測結果的比對,及量測點試驗值與同位置模擬結果間相應於最小相對誤差的情況決定出相應樹冠風力參數的最佳化結果。由分析得知,台灣欒樹、瓊崖海棠與阿勃勒的最佳樹冠風力參數(CDa值)分別為750、568與351。風洞試驗之示意圖如圖1,樹後yz截面之平均風速分布圖如表2。

圖1. 風洞試驗配置示意圖(x、y、z各代表順風向、橫風向及垂直向)圖1. 風洞試驗配置示意圖(x、y、z各代表順風向、橫風向及垂直向)

 

表2. 風洞試驗與數值模擬結果比較

表2. 風洞試驗與數值模擬結果比較表2. 風洞試驗與數值模擬結果比較待獲得了台灣欒樹、瓊崖海棠與阿勃勒的最佳化樹冠風力參數後,繼而運用數值模擬的方法針對實際(無縮尺)排樹的情況,進行風場預測與分析,系統化地檢討在不同樹幹與樹幹間距(S=1.2W、1.5W與1.8W)以及不同樹高(H=6m、9m與12m)的情況下之減風效應。本研究以行人舒適性減風效應為主,故以離地2公尺高處為基準,檢視此高度上風吹過排樹後隨著順風向距離增加時的風速變化,圖2為在有排樹植栽地況下之風場風速分布示意圖,虛線圓圈表示植栽位置。可見排樹間會因氣流擠壓效應造成風速略微提升;樹後則會因遮蔽效應產生低風速區域,而此處因風通過排樹而產生的低速區域即為本研究所探討對象。

圖2. 排樹植栽時離地2米高風速分布示意圖

圖2. 排樹植栽時離地2米高風速分布示意圖

表3為將3個樹種、3個樹間距與3個不同樹高所得到之風場結果沿y方向做平均風速,可得到不同x位置上離地2米高之平均風速U2,以U2與離地2米高來流初始風速(U2)0之比值表縱軸,樹後幾倍樹高處位置為橫軸,據以表現不同狀況下沿著排樹下游之平均風速變化。

表3. 樹後平均風速隨順風向距離變化(案例示意及符號定義詳參造圖1)

表3. 樹後平均風速隨順風向距離變化(案例示意及符號定義詳參造圖1)

可知當排樹間距比減小或樹增高時,樹與樹之間氣流擠壓而產生加速的程度愈明顯,但自排樹下游約0.8H後離地面2公尺高風速的消減程度愈強,且樹後減風的範圍愈長。另一方面,儘管台灣欒樹、瓊崖海棠與阿勃勒在樹冠密度(分別為80%、70%與55%)與樹冠形狀上並不相同,但在對樹後橫斷面平均地面風速變化之影響上並不顯著(此乃因為結果是經過橫斷面平均而得的緣故)。當樹高為6m時,隨著樹間距比的減少(S/W=1.8至1.2),排樹後最大之減風效果更為明顯(最小地面斷面平均風速由94%減至88%)。而在樹高為12m的情況,排樹間距愈小,最大之減風效果甚至可以達到約30%。

針對行人舒適度方面,本研究以一個位於台北市的建築區塊為範例,針對排樹植栽的減風效果,先以絕對評估法進行地面行人區域風場之檢討。接著,再採用風速發生機率評估法,根據現地16個風向來風時相應建築物附近行人高度地面風速的變化,進行強風情況下,植栽前後之行人舒適度評估,由表4可看出將植栽以矩形排列包圍建物後,不同風向對植栽範圍內低風速區域增加的影響。

表4. 植栽前後建物周邊區域風速分布

表4. 植栽前後建物周邊區域風速分布依Lawson與Penwarden建議之行人風場評估標準,將行人風場舒適度分為4個等級,並以排樹圍繞內的方形區域面積為評估基礎面積,分別檢視植栽前後各舒適度等級區域所占評估基礎面積百分比。由表5可知,適合長時間停留區域(舒適等級1,綠色區域,即環境風速低於3.4m/s的面積)所占評估基礎面積的比率由植栽前的30.3%增加至植栽後的69.1%,範圍增加1.28倍;適合站立(風速3.4~5.5m/s,橘色)及行走(風速5.5~8.0m/s,橘色)區域之面積占比亦隨之下降,顯見排樹植栽對建築物鄰近區域行人舒適度改善的成效卓著。

表5. 排樹範圍內植栽前後行人風場不同舒適度等級面積百分比差異

表5. 排樹範圍內植栽前後行人風場不同舒適度等級面積百分比差異

日後可依據所選定之目標植栽,對照表6找到樹型特徵較為相似的本案樹種,並參考表3之各樹種樹後風速變化評估預期降風效益,作為都市內植栽相關設計之參考。

表6. 台灣欒樹、瓊崖海棠阿勃勒及樹型相似台灣原生樹種

表6. 台灣欒樹、瓊崖海棠阿勃勒及樹型相似台灣原生樹種

業務報導黃國倫

目前國內工程採用建築物消能元件須符合國內耐震設計規範第10.7節之要求,然而目前並無國家標準可供依循。本研究蒐集黏滯阻尼器、黏彈性阻尼器及挫屈束制斜撐等3種消能元件之各國相關試驗規定,參考國內現行建築物耐震設計規範及解說第10.7節消能元件所需之試驗,同時綜合國內試驗設備能力與常規試驗報告內容,以研提我國建築物耐震消能元件之國家標準草案。

本案所研擬草案之試驗方法以現行耐震設計規範規定為主要依循,並考量各國規定之優點予以加強補充;另外,挫屈束制斜撐之試驗規定係依循目前國內工程實務上主要參考的AISC 341(美國鋼結構抗震規定)。表1至表3分別為本案研擬之建築物耐震用黏滯阻尼器、黏彈性阻尼器及挫屈束制斜撐之試驗方法,其適用範圍僅限於安裝在建築物上且作為耐震設計用途之阻尼器。安裝在橋梁上或作為耐風設計用途之阻尼器,因其設計需求上之差異,不一定能夠適用本研究所研擬草案。

本研究研擬黏滯阻尼器之試驗項目包含基本性能試驗、溫度試驗、高循環數試驗、低循環數試驗及油封耐磨試驗等,其中,基本性能試驗與溫度試驗之溫度條件,係對應耐震設計規範要求之週遭、最小及最大溫度(分別為25℃、10℃及40℃)給予明確定義,基本性能試驗之頻率與振幅組合(0.5f1,0.65-1u0)、(f1,u0) 和(2f1,0.65u0)係對應耐震設計規範中頻率試驗之頻率要求,同時亦對應第10.1.2節中極限速度應達到設計速度之1.3倍的基本要求,其中f1為設計頻率,係設計時考慮阻尼器參與結構振動的主要頻率;u0為設計位移,係設計時考慮阻尼器由平衡狀態(活塞位於油壓缸長度中央位置之狀態)伸長或縮短的位移量。高循環數試驗與低循環數試驗分別對應耐震設計規範之風力試驗與地震力試驗,由於規範要求之循環次數與阻尼器在實際設計風力或設計地震力下所經歷的次數可能存在差異,因此特別修改其名稱為高循環數試驗與低循環數試驗以避免誤解,此外,高循環數試驗之振幅取0.1u00.1u0  以上,係考慮試驗設備能力之限制給予彈性調整;而油封耐磨試驗係參考歐盟EN 15129規定,於耐震設計規範要求之外,特別增加以確保黏滯阻尼器之密封性能。

黏彈性阻尼器與黏滯阻尼器同屬速度型阻尼器,因此試驗項目幾乎相同,惟黏彈性阻尼器無滲漏問題,故不需要油封耐磨試驗。此外,因黏彈性阻尼器對結構具有勁度貢獻,故通常取最大、最小位移對應之阻尼力為檢核項目,據以計算其有效勁度,有別於黏滯阻尼器取零位移對應之正、負阻尼力為檢核項目。除了表2所列針對阻尼器整體的試驗項目之外,本案參考中國與日本之規定,增加針對黏彈性阻尼器之黏彈性材料的老化性能試驗,由於國內黏彈性阻尼器所使用的黏彈性材料以橡膠居多,而橡膠之耐久性直接影響阻尼器之使用年限,因此,本案最後參考公共工程施工綱要規範第05823章「人造橡膠支承墊」規定,要求根據CNS 3556 K6347「硫化橡膠老化試驗法」進行溫度100℃且持續72小時之老化試驗,並要求試驗後橡膠之抗拉強度的變化率不得超過15%,且斷裂伸長率的變化率不得超過40%。

挫屈束制斜撐屬於位移型阻尼器,本案試驗方法係參考AISC 341,惟檢核項目則參考中國JG/T 209,必須額外檢核彈性勁度、降伏位移、降伏後勁度、極限位移及遲滯迴圈面積之實測值與設計值之差異,以完整掌握挫屈束制斜撐對於結構勁度和阻尼的影響。另外,在外觀檢測部分參考中國規定,要求產品的彎曲變形應小於其長度的1/1000;扭轉變形則應小於斷面高度的1/250。

表1. 建築物耐震黏滯阻尼器之試驗方法

表1. 建築物耐震黏滯阻尼器之試驗方法表2. 建築物耐震黏彈性阻尼器之試驗方法

表2. 建築物耐震黏彈性阻尼器之試驗方法

表3. 建築物耐震挫屈束制斜撐之試驗方法

表3. 建築物耐震挫屈束制斜撐之試驗方法

本案已完成建築物耐震用黏滯阻尼器、黏彈性阻尼器及挫屈束制斜撐等3類型消能元件之標準草案,並於108年3月8日以建研工字第1080002604號函,將研提之標準草案函送經濟部標準檢驗局,建請作為增訂國家標準之參考。

圖1. 阻尼器試驗照片

圖1. 阻尼器試驗照片

業務報導徐虎嘯

一、前言

世界各國為因應氣候變遷及溫室效應造成之全球暖化,均致力於發展具節能及對環境友善的「綠建築」或稱「環境共生建築」,因此綠建築評估系統必須依據氣候條件、國情等的不同,而有所調整,並不是一體適用的。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)及健康(Health)4大範疇之綠建築標章評估(EEWH)系統,不僅為僅次於英國、美國及加拿大之後,第4個實施具科學量化的綠建築評估系統,同時也是目前唯一獨立發展且適於熱帶及亞熱帶的評估系統,通過綠建築標章評定的建築物,在節水及節電方面至少約分別有30%與20%以上之效益。

為提升國內綠建築技術,內政部建築研究所參酌美、日、英等國家之綠建築評估制度,於101年將原有的綠建築評估通用版本,修訂為基本型(EEWH-BC)、住宿類(EEWH-RS)、廠房類(EEWH-GF)、舊建築改善類(EEWH-RN)及社區類(EEWH-EC)5種版本評估手冊,使我國正式邁入綠建築分類評估時代。由於我國的EEWH綠建築標章,為目前唯一獨立發展且適於熱帶及亞熱帶高溫高濕氣候特性之評估系統106年為因應國際化需求,擴大我國綠建築評估範疇,提升臺商企業於國際市場的競爭力及商機,以基本型(EEWH-BC)綠建築評估手冊為基礎,導入在地氣候條件、相關法令、設計慣例修正之「當地基準評估法」,於同年6月完成「綠建築評估手冊-境外版(EEWH-OS)」出版,並自同年7月1日起開始施行,成為第6類家族成員。

二、綠建築標章評定之節能減碳成效

我國的綠建築標章採與國際間的綠建築標章相同,均為自願性質,非為法令規定事項,僅能宣導鼓勵申請,其評定審查作業,內政部於98年10月訂定發布「綠建築標章申請審核認可及使用作業要點」,由指定評定專業機構辦理技術評定,再向內政部申請標章核發,以擴大評定審查服務成效,有效落實政府節能減碳政策。在建築師與營建業界的支持配合下,截至109年6月底評定通過之案件總數為8,802件(詳圖1),不但數量逐年增加,且108年單一年度的通過案件數計有808件,不僅超越107年的735 件超高水準,甚至一舉突破800件

圖1.? 歷年綠建築標章暨候選綠建築證書通過件數統計圖圖1.  歷年綠建築標章暨候選綠建築證書通過件數統計圖

成為歷年之最。而民間業界參與興建綠建築之數量,也逐年提升比例,從91年的6%﹙7案﹚,到108年已達到38%﹙306案﹚。這些獲得標章及候選證書之建築物於使用階段可節省大量水電,累計每年約可省電20.65億度、省水9,978萬噸(相當於3.10座寶山第二水庫的容量),其減少之CO2排放量約為117.06萬噸,這個量約等於7.86萬公頃人造林(約等於2.89個臺北市面積)所吸收的CO2量,每年節省之水電費估計約達82.25億元。

三、綠建築分級評估實施成效

屬自願性質之綠建築標章,依歷年通過案件之建築類別分析其變化不大,依序為「學校類」、「住宿類」、「大型空間類」、「辦公廳類」、「其他類」、「醫院類」、「百貨商場類」及「旅館餐飲類」建築(圖2)。其中學校類占比達到26.03%,住宿類建築為23.29%,這兩類型建築所占比例加起來已接近一半。另為逐步提昇國內綠建築水準,激發民間企業競相提升綠建築之設計,自96年起施行「綠建築分級評估制度」,透過分級評估鼓勵建築師追求較佳等級,設計更優良的綠建築,以提升企業的形象與榮耀。實施以來,顯示高等級數量及比例確有逐年提升之趨勢,如以鑽石級為例,從96年的2件到108年已增加至32件,其比例從0.6%提升至3.97%;另若就銀級以上來看,也從96年的14件增加到108年的395件,其比例則從4.4%提升至48.95%(圖3)。此外為進一步瞭解取得綠建築標章案件之申請情形,依綠建築普及率(即每年認可通過候選綠建築證書及綠建築標章建築物之總樓地板面積,占當年核發建造執照及使用執照總樓地板面積之比率)進行統計分析,其綠建築普及率已由101年的7.88%提升至108年的16.46%,充分顯示藉由綠建築標章制度之推動實施,確實達到「政府」、「民間」及「環境永續」三贏之局面。

四、未來展望

近年來民間建築物取得綠建築標章案件比例顯著成長,顯示出綠建築觀念已日益普及,另政府為加強推動綠建築之發展,中央已於「都市更新條例」及「都市危險及老舊建築物加速重建條例」中,給予更新建案採綠建築設計並取得綠建築標章者相關容積獎勵;部分地方政府也於自治法規納入取得一定等級以上綠建築標章得給予容積獎勵的誘因,於此,對於推動公私部門之建築物取得綠建築標章將有實質助益。

此外為能進一步提升綠建築政策之施政目標,鼓勵取得綠建築標章者於首次認可有效期限5年屆滿後延續認可,內政部已於本(109)年4月22日以台內建研字第1090850405號令發布「綠建築標章申請審核認可及使用作業要點」第5點、第8點及第10點修正規定,自7月1日起將綠建築標章延續認可改以主動方式辦理,除簡化續用申請作業程序亦同步放寬綠建築標章續用標準,另增訂候選綠建築證書展期,以及刪除須於期滿前1至3個月前提出之規定,期望藉由以上策略可有效提升續用比例,並將綠建築概念落實於全民居住環境,有效提昇我國建築環境品質。

圖2. 歷年通過案件建築類型分析圖

圖2. 歷年通過案件建築類型分析圖

圖3.?歷年通過案件綠建築等級分析圖

圖3. 歷年通過案件綠建築等級分析圖

業務報導姚志廷

一、前言

為提升國人居住舒適性及健康性、降低建材製造或使用階段對環境造成之衝擊,並帶動傳統建材產業升級,本所於民國93年建立綠建材標章制度。綠建材標章分為4大範疇:生態、健康、高性能及再生綠建材,其中:「生態綠建材」是指使用無匱乏危機之天然材料(例如竹材、再生林木材等),以低人工處理方式製成之建材;「健康綠建材」是指低甲醛及揮發性有機化合物(TVOC)逸散之建材;「高性能綠建材」則包括防音、透水、節能等性能上有高度表現之建材;「再生綠建材」是指將本土廢棄物依一定摻配比例再利用製成之建材。

在制度面部分,「建築技術規則」建築設計施工編中有關綠建材之規定已公告修正,將自明(110)年1月1日起施行,其規定內容為:「建築物室內裝修材料、樓地板面材料及窗,其綠建材使用率應達總面積百分之六十以上。但窗未使用綠建材者,得不計入總面積檢討」、「建築物戶外地面扣除車道、汽車出入緩衝空間、消防車輛救災活動空間、依其他法令規定不得鋪設地面材料之範圍及地面結構上無須再鋪設地面材料之範圍,其餘地面部分之綠建材使用率應達百分之二十以上」,透過相關法規的規定及宣導推廣,綠建材標章目前已成為國內最重要的優良建材識別標章之一。

二、109年度1-6月執行成果

  109上半年度本所持續在標章核發、提升評定作業品質及強化後市場管理等面向上精進相關作業,相關執行成果如下:

(一)核發綠建材標章163件

綠建材標章自民國93年受理評定,截至109年6月底,已累計核發2,539件標章(1,946件健康、9件生態、207件再生與377件高性能綠建材,詳圖1),產品包括塗料、天花板、地板、隔間牆材料、吸音材、磁磚、透水磚、接著劑、節能玻璃、隔音門窗等共18,504種系列產品,109年1至6月核發件數為163件(125件健康、21件高性能及17件再生),隨著綠建材標章數量的累積,不但消費者有更多樣化的選擇,而且透過良性競爭和健全的市場機制,將使綠建材價格趨於平穩,品質持續提升,綠建材成了「高貴不貴」的材料。

圖1. 各分類綠建材標章累計核發件數

圖1. 各分類綠建材標章累計核發件數

(二)組成查核小組針對評定機構進行查核

  為確保本部指定之評定專業機構客觀公正執行評定業務,依「綠建材標章評定專業機構申請指定作業要點」第11點規定:「本部對評定專業機構之評定業務,得視實際需要不定期實施抽查及勘查,必要時並得邀集專家學者會同辦理」,本所109年度已於6月24日邀集相關專家學者,組成「綠建材標章評定專業機構查核小組」,前往評定機構(台灣建築中心)進行現勘及查核,查核內容包括:綠建材諮詢案及自薦案受理流程、申請案評定流程、後市場抽驗流程、內部檔案管理程序、申訴管道與回饋機制、網頁資訊更新等項目。查核小組除聽取評定專業機構簡報之外,亦隨機抽選相關案件進行細部文件及流程查核,並逐一檢視相關佐證資料與數據。經查評定專業機構之評定作業符合本部相關規定及評定專業機構自訂之「綠建材標章評定作業執行計畫書」內容。

(三)辦理後市場查核作業

  為維護消費者及守法廠商之權益,109年度賡續由綠建材標章評定專業機構進行後市場產品之查核,查核內容包括製程、原料比例、原料來源等是否與申請資料一致、產品包裝與型錄之標章logo使用是否合於規定、產品抽驗結果是否符合基準等,查核比例為前一年度核發件數六分之一,109年度上半年共計完成14件產品(包括13件健康及1件高性能綠建材)之生產廠查核,目前查核結果均符合規定,此一不定期查核機制,不僅能維繫綠建材標章公信力,亦可保障消費者及廠商權益。

三、未來展望

  由於建築材料的種類與功能推陳出新,為帶動產業發展,擴大綠建材受理申請範圍,以切合產業界與消費者之實務需求,並因應相關法規變動與建材生產技術之提升,本所今年出版了「綠建材解說與評估手冊2020年版」,大幅增修訂綠建材評定基準與評定範圍,相關基準已於今(109)年7月1日施行,未來,本所將在既有的推動基礎上,持續檢討擴大綠建材評定範圍,並持續累積標章核發數量、落實標章後市場管理機制,並積極推動相關簡政便民措施,以使綠建材之應用更為普及。

專題報導張怡文

一、研究緣起與背景

(電梯)成為建築物之必要設備。我國建築法自民國60年修正第10條,將昇降設備納入管制,92年建築法增訂第77條之4條文規定,授權內政部訂定「建築物昇降設備設置及檢查管理辦法」。監察院於103年請內政部蒐集學理及國際先進參考標準,強化對建築物昇降設備之管理;法務部廉政署106年曾專案稽核各機關昇降設備維護保養勞務契約履約情形,發現維護員未具專業技術人員登記證等缺失;另台北市日本工商會2016年至2019年對我國政府政策建言白皮書略以,昇降機保養人力招募困難,隨著技術提升,自動化產品開發勢必成為全球趨勢。本研究透過文獻及法規探討、主管機關業務統計及專家意見等資料之蒐集分析,評估應用遠端檢查技術,以提昇建築物昇降設備保養檢查能量之可行性,因應我國昇降機保養人力不足之問題。

二、用語定義

由於建築物昇降設備專業用語較為複雜,先就相關用語定義如下:

  1. 建築物昇降設備:依我國建築法相關規定,建築物昇降設備須經竣工檢查合格取得使用許可證,始能使用;並應定期委託領有內政部核發登記證之專業廠商負責維護保養,向直轄市、縣 (市) 主管建築機關或其委託之檢查機構申請安全檢查(以下簡稱昇降設備)。另「建築物昇降設備設置及檢查管理辦法」明定,建築物昇降設備共有3類,包括:昇降機(詳圖1)、自動樓梯(詳圖2)或其他類似之昇降設備(詳圖3)。

?圖1. 昇降機

圖1. 昇降機

(資料來源:本研究自行拍攝,2019)

圖2.?自動樓梯

2. 自動樓梯

(資料來源:本研究自行拍攝,2019)

圖3. 其他類似之昇降設備-自動人行道

圖3. 其他類似之昇降設備-自動人行道

(資料來源:本研究自行拍攝,2019)

  1. 建築物昇降設備管理人:依「建築物昇降設備設置及檢查管理辦法」第2條第1項第2款規定,管理人指建築物之所有權人或使用人或經授權管理之人(以下簡稱管理人)。
  2. 建築物昇降設備專業廠商:依「建築物昇降設備設置及檢查管理辦法」第2條第1項第3款規定,指領有內政部核發登記證,從事昇降設備安裝或維護保養,並具有專業技術人員之廠商(以下簡稱專業廠商)。
  3. 建築物昇降設備專業技術人員:依「建築物昇降設備設置及檢查管理辦法」第2條第1項第4款規定,指領有內政部核發登記證,並受聘於專業廠商,擔任昇降設備安裝或維護保養之人員(以下簡稱專業技術人員)。
  4. 建築物昇降設備檢查機構:依「建築物昇降設備設置及檢查管理辦法」第2條第1項第5款規定,指內政部指定得接受當地主管建築機關委託執行昇降設備安全檢查業務之機構或團體(以下簡稱檢查機構)。
  5. 檢查員:依「建築物昇降設備設置及檢查管理辦法」第2條第1項第6款規定,指領有內政部核發檢查員證,並受聘於檢查機構從事昇降設備安全檢查之人員。
  6. 建築物昇降設備遠端檢查技術:參考國內外相關文獻,本研究將建築物昇降設備遠端檢查技術(Remote Inspection Technologies, RITs) 定義為應用感測器、非破壞性測試、電信通信、大數據分析及人工智慧等技術,以輔助人員藉由網際網路於遠端蒐集建築物昇降設備運轉資料,進行安全檢查之技術(以下簡稱遠端檢查技術)。

三、  研究過程及重要發現

(一) 我國建築物昇降設備三級管理制度及產業人力不足衍生之問題

內政部依建築法第77條之4授權規定,訂定發布實施「建築物昇降設備設置及檢查管理辦法」,推動昇降設備三級管理制度(詳圖4),並明定昇降設備種類、用語,專業廠商、專業技術人員資格要件、檢查機構、檢查員及直轄市、縣(市)建築主管機關權責、保養及檢查頻率。該辦法規定圖4中之第1級之專業技術人員每月實施維護保養時,應查核內政部「建築物昇降設備組件耐用基準參考表」之項目,併同保養紀錄表,按月送當地主管建築機關;而建築物依用途及設備年限不同至少每半年~3年,委託安全檢查機構檢查1次。進一步分析內政部近15年業務資料可發現,我國近年昇降設備數量成長幅度,遠高於保養專業技術人員之人力成長幅度,每人每年平均保養設備數量,自92年至107年成長高達15倍(詳圖5)。為避免保養人力不足、而昇降設備數量持續成長,衍生過去已發現之維護人員變造不實維護紀錄等違規行為,發展昇降設備遠端檢查技術,以降低人力之依賴應有其必要性。

圖4.?建築物昇降設備三級管理制度

4. 建築物昇降設備三級管理制度

(資料來源:本研究繪製, 2019)

圖5.?近15年我國昇降設備數量及具保養檢查資格者人數

圖5. 15年我國昇降設備數量及具保養檢查資格者人數

(資料來源: 本研究繪製,2019)

(一)歷年我國昇降設備重大傷亡事故原因分析及引進遠端檢查技術提升安全之可行性

透過歷年我國昇降設備事故資料調查分析發現,過去曾有管理人委託專業廠商定期保養昇降設備,但因缺乏設備內部電子元件故障資料、缺乏設備使用環境、頻率及次數資料,致專業技術人員亦難以判斷故障前兆等問題;甚至因缺乏昇降設備運轉歷程資料,致難以確認重大傷亡事故之發生原因。而遠端檢查技術由於可大幅增加檢查項目、頻率及運轉歷程紀錄,應有助改善以上問題。

(三)我國建築物昇降設備遠端檢查技術應用之調查分析

透過資料蒐集分析發現,國外則有被採行自主應用之實例,例如:日本國土交通省於2016年2月發布「昇降設備維護及檢查契約範本」。允許使用電腦透過通信線路進行昇降設備非建築法規定項目之自主檢查,將遠端檢查技術視為額外、非建築法規要求之檢查。我國建築法目前並無建築物昇降設備遠端檢查技術(Remote Inspection Technologies, RITs)之相關規定。

綜整分析主管機關、專業從業人員及資通信與法律等81名專家學者之問卷意見發現,大多數專家認同引進遠端檢查新技術有其必要性及可行性,亦認同昇降設備保養大數據,有助相關機關調查傷亡事故發生過程及原因。並建議應有推動第三方公正檢測遠端檢查新技術準確度等配套措施,同時研擬直轄市、縣(市)建築主管機關,取得設備運轉資料之機制,因應其調查分析傷亡事故過程及原因之業務需要。

(四)後續研究發展建議

綜整本研究成果,提出後續研究建議課題如下:

  1. 建築物昇降設備故障預測技術發展及應用研究:我國研發法人,業已發展機械故障預測之先進技術,預測分析準確度可達到95%以上,建議合作推動相關技術應用。
  2. 辦理建築物昇降設備遠端檢查資料交換國家標準研究:為彙整昇降設備保養大數據,以利發展故障預測技術及查明事故原因,建議與相關機關研商制定國家標準

專題報導李台光

壹、前言

國內一般民間建築物,多為以RC結構內填充磚或RC隔間牆之建築物,近年透過私有建築及校舍補強計畫之推動,使RC結構之評估與補強技術,逐漸受到全面的重視,也累積許多工程實務之經驗,但以往相關研究主要針對一般公有典型校舍建築,多以擴柱、翼牆、鋼筋混凝土剪力牆等濕式補強工法為主,並未考量於其他建築補強應用上之限制性、對應工法之變通性,以及能更多元提供適用多樣化之公、私有建築。此外,其對結構既有缺陷補強之處置方式與施工經濟性、施作空間考量等細節,仍多有改進之處。本所自921地震後,雖於耐震補強技術研究,計有86年「鋼筋混凝土建築物之修復與補強技術彙編」及95年「低層含磚牆建築物耐震補強手冊研究」等研究成果,但十多年來由於新工法引進、補強技術改進、工程實務經驗累積及補強研究目標之不同,前述研究成果尚無法涵蓋最新工法及補強技術。

本所為配合「安家固園計畫」及「都市危險及老舊建築物結構安全性能評估辦法」,自103年即著手進行鋼筋混凝土耐震能力初步評估方法(Preliminary Seismic Evaluation of RC Building, PSERCB)研發,於105年度再強化住商混合大樓及醫院等建築補強技術與實務案例之研究,並於既有相關工法研究成果基礎下,再彙集國內近年補強技術研究資訊與實務案例,彙編綜整成本次出版之「鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術參考手冊」,除既有的濕式補強工法外,增列乾式補強工法與消能補強工法,包括鋼造斜撐、鋼板剪力牆、挫屈束制支撐或阻尼器等工法。同時,為使本手冊研訂內容能更趨周延,並於107年起成立審查小組,進行本手冊內容審查,歷經4次會議討論及修改,始完成本手冊。

貳、主要內容及重點

本手冊以國內外既有研究試驗資料,以及實務施工案例為本,進行資料之蒐集與彙整比較,亦參考國內外研究成果與設計準則,提供建築結構補強設計步驟,以及不同情況下施工細節之建議。同時,針對現有國內補強相關手冊較缺乏之乾式施工補強工法,如鋼斜撐補強工法、外部增築梁或柱之鋼構材補強與消能補強工法等,提出設計施工方法與注意要點。另結構進行乾式補強後,需重新進行評估,以確定其補強效果,因此本手冊亦蒐集對補強結構或補強構材之行為,以及相對應之模擬原則等資料,並對採消能補強高層建物的補強工法、細部施工與效果評估,提供設計參考原則。本手冊主要內容摘要說明如下:

建築物之補強策略,主要以提升建築物本身耐震能力及降低建築物之耐震需求,或兩者策略併用。在提升建築物本身耐震能力方面,一般以構材強度韌性補強、結構不規則性改善、增設RC牆等方式來進行。而降低建築物之耐震需求,則以降低建物重量、增設消能裝置等方式來進行。補強方式之選擇,因為建物補強需求或現況條件之限制而有所不同,難以單一標準選擇補強策略。因此,本手冊參酌各補強方式之選用基本原則與可能優缺點、限制條件等,建立基本選用原則,供設計者參考,並提出補強策略基本建議原則,以及以示範例解說施作流程。

此外,因國內現有建築物之補強方式,因常需進行較大規模基礎補強,以致常需越界開挖影響鄰房建築構造及使用,故常用於公有校舍之擴柱、翼牆與剪力牆等濕式補強工法,私有民間建築物較難以應用上述補強方式,為此,本手冊因為私有民間建築物較適合小範圍基礎改良之補強工法,另行開發下列補強方式:將原開窗磚外牆或開門隔間磚牆於原位置置換為開口剪力牆。另本手冊針對新開發之耐震補強工法,進行強度與韌性容量模擬分析,並對設計、施工、採用方式、注意事項等提出建議。

另剪力牆補強工法,常因為澆置混凝土之乾縮,造成牆頂與梁底摩擦力不足,而造成後續破壞,但一般補強工程設計,常以RC規範之摩擦剪力公式,計算力量之傳遞能力,亦即將混凝土摩擦力與鋼筋剪力強度加總計算而得,若用於有乾縮大間隙情況,可能高估此處之摩擦力甚多。其次,植筋工程又為補強不可避免之項目,且無收縮砂漿之填補有工期與使用性困擾,因此本手冊亦有納入相關低強度混凝土植筋剪力強度之試驗結果,以說明其破壞機制與確實容量,以及於補強設計使用時,相關摩擦力之檢核。

本手冊亦包含某醫院結構及一已倒塌住商混合(底層挑高)大樓為補強設計之範例介紹,配合本手冊與補強策略基本原則,提供相關考量經濟性、空間限制及不妨礙現有功能等條件下,進行補強策略與補強設計,並進行相關施工細節探討,並評估補強前後建物整體耐震能力供參考。本手冊內容摘述如次:

一、適用性:適用於一般公、私有建築之補強技術參考,並提供設計方法與施工細節等建議供參。

二、乾式施工補強工法:增列乾式補強與消能補強工法,包括鋼造斜撐或鋼板剪力牆、挫屈束制支撐、阻尼器等工法。

三、開口剪力牆補強工法與模擬:彙整開口剪力牆試驗資料,並依據試驗結果,提出其為耐震補強工法之設計、施工、注意事項等建議,並對其於分析上之強度與韌性容量模擬提出建議。

四、低強度混凝土植筋剪力強度:透過低強度混凝土植筋剪力強度試驗,說明破壞機制與確實容量,以確保足夠的摩擦力。

五、RC建築結構補強設計示範例:提供補強設計策略、相關施工細節說明,以及補強前後建物整體耐震能力之評估。

參、應用與推廣

本手冊參考國內外之補強設計研究與工程實務案例,編訂適用於一般公、私有建築之補強技術參考手冊,並提供設計方法與施工細節等建議,使工程師進行實務補強設計時,能有所依循及參採。同時,亦納入具代表性公、私有建築結構之補強設計示範例與相關問題探討,提供公、私有建築進行結構補強之設計流程與相關工程經驗資訊,供工程師進行補強設計參採。

為擴大推廣應用,未來本所規劃結合建築師、土木結構技師等公會團體,辦理本技術參考手冊之推廣講習會,宣導建築物耐震理念,強化業界重視工程品質,提升民眾對耐震建築的認知,達成防災之政策目標,以保障人民生命財產安全。圖1.鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術參考手冊封面

圖1.  鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術參考手冊封面

專題報導林谷陶

一、前言

為推廣智慧建築人才培育,本所歷年來辦理智慧建築產業講習研討會,及近年輔導大專院校開設智慧建築相關課程,積極培育智慧建築人才培育與就業。智慧建築的建置需要建築人才與資通訊人才的共同參與,繼108年出版「由智慧建築開始的智慧生活」漫畫電子書給高中職學子參閱後,再為引導大專院校學生初步瞭解建築物內智慧化控制設備的需求,特此進行編撰「建築智慧化系統規劃指引」一書,提供給建築與資通訊相關人員、有志參與智慧建築產業者進行學習參考。

目前在建築設計過程中,往往對如何導入資通訊科技的認知有所不足,而資通訊產業產品種類繁多,針對建築導入與應用也需要更進一步瞭解建置者與使用者需求,故本手冊的出版,是以建築智慧化中涵蓋之應用系統為切入點,做為建築及應用系統設計相關科系大專院校學子基礎學習導引,以及延伸為建築師、工程師、建商與承包商、與其他智慧建築專業人員之建築智慧系統建置參考指引,瞭解智慧建築系統架構規劃構想初步內容,並展現實務圖說以供學習。而後亦可擴展一般民眾對智慧建築的認知與重視,以期提高我國學界與業界共同加入智慧建築產業之意願。

二、內容概要介紹

建築智慧化的系統設計是一項複雜的工作,必須包含需求分析、系統的整體規劃設計、各子系統的規劃設計、以及其它部分的設計。整體的設計必須與建築設計一同進行。智慧建築可能是純住宅、辦公大樓、廠辦,也有可能是集商業、金融、娛樂、辦公等多功能的綜合性建築,建築內由於工作性質不同,對系統的要求也各不相同。做為建築智慧化設計的第一步,必須對建築類型、建築結構、使用者需求等進行確認與分析。

圖1. 建築智慧化建置流程

 

圖1. 建築智慧化建置流程

智慧建築的建置大致上可分為:規劃設計階段、建造階段、以及操作維護階段,如圖1所示。在規劃設計階段,建築師、技師與工程師們必須針對建築智慧化的需求進行整體規劃與規格確認,包括室內外智慧系統的建置位置、區域、與分布等。在建造階段,建商與承包商通常必須根據智慧系統的規格,向設備業者進行採購,並依照建造的設計圖表進行施工,施作後必須進行測試以確保系統正確運作,而工程師也必須一併進來參與,協助測試智慧系統的正確性、進行系統調校。有別於一般建築,操作維護階段是智慧建築建置的一大重點,智慧建築中由於結合了建築工法與各項智慧科技設備,因此在後續的維護上,物管業者需要具備一定程度的科技背景,才能夠對於系統呈現出來的資訊進行判讀與管理,除此之外,管理人員也必須接受訓練以瞭解系統的運作與操作;最後,大樓管委會也必須理解,智慧建築與一般建築的不同,在進行管理時並非只需要處理硬體設備及建築本身的管理,在系統、設備的維護與更新上,建築的生命週期與智慧科技設備的生命週期是有差異的。

本書編輯的內容,係從建築智慧化各應用系統的角度切入,讓閱讀者可以得知智慧建築中各種智慧應用系統項目與具備的功能,後續在系統建置上,能夠知道智慧建築的組成與如何選擇相關系統產品,為方便解說將其設計流程拆解如圖2階段架構。

圖2. 建築智慧化規劃設計流程

圖2. 建築智慧化規劃設計流程

建築智慧化應用系統的組成與所需技術非常龐大與複雜,彼此交錯關連,根據結構、系統、管理、服務等項目,技術上除依智慧建築評估手冊各項指標內容歸納如下表所示建築智慧化系統需求外,並可歸納說明如下:

表 建築智慧化系統需求

表 建築智慧化系統需求

1.機電工程(Engineering of Electronic Equipment Plant, EEEP):是為了提供各智慧化系統設備及裝置等運作的條件,確保各智慧化系統安全、可靠的運作與便於維護而實施的綜合工程。

2.公共安全系統(Public Security System, PSS):運用科學技術,應對危害建築物公共環境安全而建置的安全保障系統,其主要功能為應對火災、非法入侵、自然災害、重大安全事故和公共衛生事故等危害生命財產安全的各種突發事件,建立起應急與長期的安防技術體系。

3.通訊設施系統(Communication Infrastructure System, CIS):為了資訊通訊需求,將建築內各類具有接收、交換、傳輸、處理、儲存、和顯示等功能的資訊系統予以整合,建置包含建築應用與管理等綜合功能之統一資通訊基礎設施。

4.資訊應用系統(Information Application System, IAS):為了滿足建築的資訊應用功能需求,以智慧化設備為基礎,具有各類專業化事務及管理模式的應用操作系統。

5.系統整合(Intelligent Integrated System, IIS):為了建築的維運與管理目標,將建築內外部各種資訊根據統一資訊平台的整合方式,從而建置具有資訊匯集、資源共享、協同運作、優化管理等綜合應用功能的系統。

6.建築設備管理系統(Building Management System, BMS):為了具體達成智慧建築的建置目標,針對建築機電設施以及建築物整體環境有綜合管理功能的系統。

三、未來展望

綜合言之,建築智慧化的本質就是利用系統整合的方法,將現代控制技術、資訊通信技術等與建築技術相結合,透過對設備的自動監控、對資訊資源的管理與處理、以及對使用者提供的資訊服務與其建築構造的最佳化組合,設計出符合數位資訊社會需求、具備安全、節能、舒適、便利、可持續發展等特點的建築物。

而本書的出版,就是以上述建築智慧化系統規劃內容、架構、流程,以最簡明易懂之文字,輔以情境化圖形、系統架構簡圖進行解說,讓初學者容易入門的指引。此外,本書各系統之後展現之相關系統升位圖,是期能能夠進一步讓讀者能夠理解設計構想實現之實務圖說,彌合其中想像的落差。讓建築、設備與資訊各領域人員,能夠彼此了解銜接,共同結合為智慧建築的落實而努力。

「建築智慧化系統規劃入門指引」相關資訊已公告於本所官網出版品目錄(https://ws.moi.gov.tw/001/Upload/OldFile_Abri_Gov/tw/publication/list),並可於政府出版品展售門市購買,歡迎對建築智慧化有興趣之專業從業人員及一般大眾踴躍購買。

「建築智慧化系統規劃入門指引」

專題報導李其忠
增修訂綠建材評定基準,擴大綠建材標章申請範圍

一、前言

美國在台協會農業貿易辦事處(以下簡稱AIT/ATO) 為促進木構造技術交流,邀請本所及營建署與台灣木結構工程協會等相關單位,參訪美國工程木材實驗中心、木構造建築法規制定單位及參觀木構造建築實務設計案例,以瞭解美國有關木結構設計規範應用實際情況。本所近年因應減少碳排放節能永續政策展開木構造之工法、技術及法規規範相關研究,其中包括木構造防火實驗及木構造設計施工技術研發,藉由本次參訪可蒐集有關美國木構造建築之設計技術、規範發展近況,對於推動木構造及提升技術及建築法規有關木構造部分條文之研擬將有所助益。並透過參訪美國木構造相關實驗室,就木構造建築防火與耐震之研究成果,進行相關之技術交流及經驗分享。

二、過程

本次出國時間為108年8月10日至8月19日奉派由李其忠副研究員及黃國倫助理研究員參加,主要的參訪機構為美國緬因州大學先進結構與複合材料中心(University of Maine – Advanced Structures and Composites Center (ASCC))、美國農業部林產實驗室FPL (Forest Products Laboratory)及美國工程木材協會APA (The Engineered Wood Association )等三個單位,前者為學術研究單位專注在木構造材料與技術研發與應用,而後兩者為技術導向的機構,此外拜會麻薩諸塞大學阿默斯特分校John Olver Design Building,參觀建案—New Land Enterprises公司及木構造建築實例參訪,對於美國在工程木材的品質認證制度、試驗方法及安全性能(結構、耐震、防火及防腐等)以及相關建管法規,有相當認識。就參訪機構與木構造建築實例簡要說明如下:

(一)美國緬因州大學先進結構與複合材料中心(ASCC)

緬因州大學先進結構與複合材料中心(University of Maine – Advanced Structures and Composites Center (ASCC)) 成立於1996年,提供林產、土木及機械等領域合作,涵蓋材料科學、製造、複合材料與結構工程,已為超過500家公司和政府部門提供服務。產學合作部分,除美國農業部派員在該中心執行接受農業部經費的研究計畫,其他聯邦政府部門補助的計畫,如國防部耐爆炸和颶風的木結構建築的塗層木技術的發展,NASA委託之複合材料(木材加其他纖維)應用於太空研究。目前直交集成板(Cross Laminated Timber,CLT)研究為複合CLT,即規格材加定向木片集成材(LSL),利用兩者抗彎與抗剪強度予以組合,提升CLT抗彎與抗剪強度。

 

(二)美國農業部林產實驗室Forest Product Laboratory (FPL)

FPL於1910年成立,為美國木材技術研究中心,80至90%經費由美國農業部編列,其餘由美國聯邦政其他部門、各州政府、產業協會和民間公司支應,經費支出用在實驗室研究計畫和與其他大學、協會合作研究計畫。直交集成板(CLT)現為該實驗室重要研究項目,與各大學合作研究CLT 的耐震設計R值研究,2014年先進行小型構件的耐震性能實驗,如牆體,2020年將在加州大學聖地亞哥分校(UCSD)利用其全球獨特之戶外振動台,展開10層樓全尺寸CLT建築物耐震性能實驗,並不含火害實驗,目前正進行其相關數值模擬分析,2018年曾進行2層樓的CLT全尺寸火災實驗。

 

(三)美國工程木材協會(APA)

APA為一非營利國際性的組織,1933年成立,總部設於華盛頓州的塔可馬市(Tacoma),目前有175家會員工廠,生產北美製造的結構木板產品,及工程木材產品,其中包括集成材,直交集成板(CLT),木材工字樑和結構複合木材(SCL)。也是全球最大的結構工程木材產品的品質認證機構,同時被美國、加拿大、日本以及歐盟的建築法規或產品標準組織所認證,並參與ISO等國際標準委員會。另APA發布結構用合板(PS1、PS2)及7本美國國家標準(包含直交集成板、集成材及緣板等),參與建築法規制定,如IBC、IRC、IECC及加拿大建築法規。

 

(四)麻薩諸塞大學阿默斯特分校John Olver Design Building

John Olver Design Building於2017年1月完工,興建總經費為5,200萬美元,樓地板面積為87,500平方英尺,4層樓,採用CLT結構,減少碳足跡, LEED金牌認證。該建築物是50%以上的木製品來自可持續採伐的森林,並經過森林管理委員會(FSC)認證,包括直交集成板(CLT),集成材柱梁框架和集成材支撐框架、CLT剪力牆,CLT複合地板系統。與傳統鋼構和RC建築相比,節省超過2,300公噸二氧化碳。此外,中庭以木材和鋼複合zipper桁架支撐屋頂和屋頂花園及雪載重,桁架跨度大約40英尺,無需中間結構柱。

 

(五)參觀New Land Enterprises公司之木構造住宅建案

New Land Enterprises公司位於威斯康辛州密爾瓦基(Milwaukee),在密爾瓦基推出第1個採用輕鋼構及大型木構(Mass Timber)的建案, 2020年興建23層樓木構建築物,其中底部6層樓為鋼筋混凝土造,7至23層樓為大型木構(Mass Timber)造,預計2022年初完工。並現地參觀位於Bay View的木構住宅建案,本建案有140間公寓,16,500平方英尺的商業空間,184個停車位,建築總面積為226,000平方英尺。

 

(六)木構造建築實例參訪

1.Patrons Oxford Insurance Offices:全國綠色環保建築獎,採用集成材樑和柱的大型木構(Mass Timber)造及部分鋼結構。

2.波特蘭國際機場(Portland International Jetport):波特蘭國際機場位於緬因州(Maine) Cumberland波特蘭市以西3公里,佔地293公頃,是該州最繁忙的機場,機場的特色是採用南方松的集成材大、小樑,桁條及由大型金屬支樹柱支撐的舌榫式木板屋頂平台,LEED金牌認證。

3.瓦爾登湖遊客中心(Walden Pond Visitor Center):瓦爾登湖位於麻薩諸塞州東部的康科德鎮,佔地25公頃。零耗能建築,全木構造, LEED金牌認證。

4.布里特中心(Bullitt Center):位於西雅圖, 2013年完工,全世界第1棟零耗能建築。6層樓建築物、52,000平方英尺,採用集成材樑 與柱、2 × 6木材樓地板,2 × 4木材屋頂,獲得“居住建築挑戰(Living Building Challenge,LBC)”認證。

三、心得與建議

(一)心得

本次考察為透過美國在台協會(AIT)農業貿易辦事處及APA的規劃,瞭解近年來國際上對Mass Timber積極推展不遺餘力,其中又以直交集成板(CLT)為最大宗,CLT優點為強度高、預製化程度高、耐火性能佳及結構性能好,相對於混凝土可縮短施工時間及建築物重量輕。此外,木材為可再生資源且能降低碳足跡,藉由木構造可將木材的自然美表現的一覽無遺,還有讓人有鎮靜的效果。是故對於木構造之工法、技術及法規規範的研究與修訂,應有創新與前瞻的作法。

(二)建議

1.規劃直交集成板(CLT)相關研究(防火、抗風及耐震):直交集成板(CLT)為新世代的建築材料,如同特斯拉電動汽車,目前為國際積極發展新領域,還有許多可以進行研究的課題,如直交集成板(CLT) 的耐火性能受到材種、板材厚度、層數、黏著劑、載重條件及升溫曲線等影響, 數值模擬建立。

2.引進木構造防腐、防潮及防蟲技術:美國木構造技術對木材保護,如防腐、防潮及防蟲已趨完善,應能符合國內建造及維護木構造建築之各項需求,若能將相關技術適時引進,可對國內木構造建築發展帶來可觀之優良影響。

3.木構造採用混合式構造:考量木構造建築防火安全,可採用混合式構造方式,例如鋼構與木構或鋼筋混凝土與木構等,本所108年協辦案「木構造建築物高度、樓層數相關設計規定檢討研究」業已提出其相關建議規定。

4.建置全尺寸木構造屋進行真實火災實驗:木構造建築防火性能為一般人所疑慮,建議可與國內產官學研及APA等單位合作,在防火實驗中心的戶外實驗場進行,邀請國內相關產官學研及銀行保險業者參觀,藉以增進對木構造建築防火性能的知識與了解。

圖1. 與美國緬因州大學ASCC及AIT/ATO人員合影

圖1. 與美國緬因州大學ASCC及AIT/ATO人員合影

圖2. FPL的 Zhiyong Cai博士介紹複合材料實驗室儀器設備

圖2. FPL的 Zhiyong Cai博士介紹複合材料實驗室儀器設備

圖3. 與美國APA及AIT/ATO人員於APA總部合影

圖3. 與美國APA及AIT/ATO人員於APA總部合影

圖4. John Olver Design Building之集成材柱梁框架、集成材支撐框架和zipper桁架圖4. John Olver Design Building之集成材柱梁框架、集成材支撐框架和zipper桁架圖4. John Olver Design Building之集成材柱梁框架、集成材支撐框架和zipper桁架圖4. John Olver Design Building之集成材柱梁框架、集成材支撐框架和zipper桁架

圖4. John Olver Design Building之集成材柱梁框架、集成材支撐框架和zipper桁架

圖5. New Land Enterprises公司人員介紹木構住宅建案及施工情形圖5. New Land Enterprises公司人員介紹木構住宅建案及施工情形圖5. New Land Enterprises公司人員介紹木構住宅建案及施工情形圖5. New Land Enterprises公司人員介紹木構住宅建案及施工情形圖5. New Land Enterprises公司人員介紹木構住宅建案及施工情形圖5. New Land Enterprises公司人員介紹木構住宅建案及施工情形

圖5. New Land Enterprises公司人員介紹木構住宅建案及施工情形

圖6. Patrons Oxford Insurance Offices外觀與內部圖6. Patrons Oxford Insurance Offices外觀與內部

圖6. Patrons Oxford Insurance Offices外觀與內部

圖7. 與美國Portland國際機場人員合影與機場內屋頂梁及桁條結構圖7. 與美國Portland國際機場人員合影與機場內屋頂梁及桁條結構

圖7. 與美國Portland國際機場人員合影與機場內屋頂梁及桁條結構

圖8. 瓦爾登湖遊客中心(Walden Pond Visitor Center)外觀與內部圖8. 瓦爾登湖遊客中心(Walden Pond Visitor Center)外觀與內部

圖8. 瓦爾登湖遊客中心(Walden Pond Visitor Center)外觀與內部

圖9. 布里特中心(Bullitt Center)外觀與內部圖9. 布里特中心(Bullitt Center)外觀與內部

圖9. 布里特中心(Bullitt Center)外觀與內部