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建築研究簡訊第112期

  • 日期:110-07-15
主題報導蔡銘儒

壹、前言

本計畫結合國立成功大學能源科技與策略研究中心(以下簡稱「能策中心」)與內政部建築研究所防火實驗中心(以下簡稱防火實驗中心),以合作建構「台灣最完整之建材研發、檢測、實驗機構」為目標,提供最完善之建材性能檢測技術,與投入高性能、防火與隔熱建材之研發,達成提升相關行業產品研發之競爭力。

貳、背景需求說明

       本所實驗中心面對近年科技計畫經費逐年降低,檢測業務在不與民爭利原則下,檢測收入的提升遭遇瓶頸;而各實驗中心(室)設置迄今,均已逾10年以上,設備逐漸老舊,維護成本提高、部分完成階段性任務後設備使用率降低;且替代役制度的退場人力增補面臨嚴重問題,在人力有限而設施設備眾多(60餘項,包括耐火爐等大型設備),難以充分運作各項設備,而降低實驗中心可發揮之績效。

能策中心以建材性能檢測實驗室為基礎發展完善之建材性能檢測技術,並成立綠色建材產業聯盟建立綠色建材推廣與服務平台、協助聯盟廠商量測相關性能研發,惟欠缺完整之實驗設備,在國內建築相關法規的推動及綠建築之推廣,建築材料及工法不斷地推陳出新,再加上人民對居住環境品質之需求提升,以及對建築設施安全性意識的提高,建材相關之檢測需求大幅增加,無法發展完整建材之研發與檢測能量。

因此,為了提高研發及檢測能量,能策中心與本所實驗中心進一步深化合作,整合雙方相關設備,成為台灣最完善之建材研發、檢測、實驗機構,進行高性能、防火與隔熱建材之研究與開發,並提供一系列防火相關之檢測驗證服務。

參、合作推動事項

一、建材研發

隨著環保意識抬頭,節能減碳的議題受到全球的重視,隔熱建材具有低的熱傳導係數,能大幅度降低建築空調的能源損耗。又人們對建築安全的重視不斷提高,對耐燃及防火建材的需求隨之提高,此一領域具有相當大的發展潛力。基於上述背景,綠色建材產業聯盟結合本所實驗中心,以產學合作模式,開發前瞻與高性能的防火隔熱材料,相關開發材料規劃如下所述:

(一)氣凝膠粉體

氣凝膠是一種具有密度低、質量輕、高比表面積、高孔隙率及低熱傳導係數等特性之材料,在防火及耐燃隔熱方面表現優異,故本計畫將氣凝膠納入研發目標之一,目標是研發出性能優異之氣凝膠,並探討其應用方式,例如:隔熱塗料、防火材料、保溫材料等領域。

       (二)高性能防火隔熱發泡板

本工作項目預計採用氣凝膠為主體,透過添加、混煉與合成之製造工法,開發出高性能防火隔熱發泡板。預計將氣凝膠應用在聚苯乙烯EPS、聚氨脂發泡PU、酚醛樹脂PF發泡板。

      (三)防火塗料

透過綠色建材產學聯盟會員廠商共同合作,加上上述實驗室檢測能量之優勢,開發前瞻的膨脹型與非膨脹型防火塗料。目前規劃以無機與有機樹脂複合配方,加上添加氣凝膠粉體、無鹵阻燃劑之最佳配方,達到卓越防火與隔熱之效果。

(四)其他相關研發項目

因應提升建築防火、性能需求,進行帷幕牆層間塞、貫穿部阻火材料及防火、消防設備等相關新技術、新工法、新設備及新材料之研發。

二、建材檢測

進行前述建材研發工作,以及能策中心與防火實驗中心共同受理產學合作之相關檢測事項。

三、戶外隔熱實驗貨櫃屋整合為高齡-韌性住宅實驗展示屋

防火實驗中心戶外實驗場七座全尺度貨櫃實驗屋,主要透過夏季熱季之長期實測,同步探討不同屋頂隔熱工法、材料間之空調節能與室內熱舒適性之改善效益,包括薄層屋頂綠化、密集型屋頂綠化、雙層通風屋頂、屋頂隔熱漆(或冷屋頂)、傳統PS隔熱版隔熱以及傳統五腳磚隔熱屋頂等之研究,本計畫將予以整合為防火、綠建材、綠建築、高齡及韌性之低碳健康住宅實驗展示屋,擴展戶外實驗場實驗與推廣用途。

                   現況                                         改置示意

實施規劃:本計畫將既有7座實驗貨櫃透過專業建築師設計,加上綠色建材產業聯盟會員廠商之贊助,改造成為低碳健康住宅量體。此低碳健康住宅不僅能與沙崙綠能科學示範園區旋轉屋合作,成為全建築工法與技術之實驗場域、更可作為前瞻建築材料、設備、技術與工法之展示場所,以及作為教育、科研、國際合作與跨部會政策推動之功能。

肆、預期效益

          一、擴大檢測服務

                 透過本所防火實驗中心及能策中心之設備、人力之協作,以擴大檢測服務範圍,預計合作之效益如下:

1.     可作為防火材料後市場調查之驗證實驗室,提升台灣建築防火性能之安全性。

2.     可作為業界防火保溫材料之認可驗證實驗室,增加服務範圍。

3.     由實驗項目之增加,擴大建研所之研究領域,從建築防火到工業安全,進而提升至都市防災之整體效益。

          二、防火隔熱材研發

                 建築材料種類繁多,各有其應用領域,本計畫在於探討各種不同隔熱建材之特性,以提升其性能為目標,包含隔熱、防火、耐燃性等,並結合本所防火實驗中心及能策中心之設備、人力,進行相關研究及測試,相關效益如下:

1.          透過產品開發,將研究成果轉為研究論文、專利或技術報告,提升建研所在防火隔熱材料之研發能量。

2.          以產學研合作模式,將研究成果技轉至相關領域之產業。

         三、本計畫推動下結合雙方設備與人力,將可使雙方之設施與設備充分達到其功能與目的,合作所研發與檢測更可貢獻研修務實上的建築防火法規,並可促進國產防火建材及防火技術提升與國際競爭力。

大事紀要張乃修、褚政鑫

    本所109年研究成果發表講習會及110年度行政作業講習因考量新冠肺炎(COVID-19)疫情,於本所官網最新消息分別建置專區,採線上方式辦理。

 109年研究成果發表講習會研討主題計有高齡者安全安心生活環境、都市及建築防災、建築防火科技、建築工程技術發展與整合應用、建築資訊整合應用、智慧綠建築科技發展應用等6項,共計40案,提供各主題之論文集及簡報檔電子檔,於本所官網「109年研究成果發表講習會」線上專區進行線上發表及為期2週之電子信箱Q&A等方式,以達本所建築研究成果推廣目的。

  另110年度行政作業講習內容包含研究計畫報告格式、查檢及研究成果評核績效說明、談建築學報論文投稿、會計作業注意事項,以及公務員廉政倫理規範簡介,亦於本所官網「各類申請書表下載」提供相關業務人員參考利用。

大事紀要詹家旺

       內政部營建署鑑於木構造為良好的低碳建築材料,惟尚缺可依法規設計之樓板及屋頂之組合,為節省木構造樓板及屋頂需先經防火試驗取得認可所耗之時間及費用,並降低選用木構造之法規障礙,爰於110年1月26日公告增修規範第9.2節及第9.3節,修正要點如下:

  • 增訂框組壁式系統具一小時防火時效之樓板及半小時防火時效之屋頂構造組合及解說。
  • 將原框組壁式系統具一小時防火時效之牆壁,分為具垂直承重性能及不具垂直承重性能,分別定明其構材組合方式及解說。
  • 配合具防火時效之木構造組合運用特殊耐火級石膏板之需求,訂定耐火性能試驗方法。
  • 增訂梁柱構架系統及原木層疊系統之牆壁、樓板及屋頂得採用框組壁式系統之規定設計。

大事紀要徐虎嘯

      台灣建築報導雜誌社繼2002年出版「永續綠建築」一書後,於本年度規劃再度出版「LEED、EEWH、WELL作品集」之綠建築專書著作。為提供國內讀者充分瞭解我國綠建築標章制度推動情況,特別籌劃本次「走出臺灣自己的綠建築之路」主題專訪,並由本所王所長親自受訪。專訪內容主要係針對我國推出EEWH綠建築標章的重要意義,並對國內建築業發展的影響,以及與時俱進的推動模式或機制等進行交流。另該雜誌社亦請本所王所長就我國EEWH未來發展以及與世界綠建築接軌等議題,提出政府的規劃作法。本次專訪將可使國人充分了解我國因應亞熱帶高溫高濕氣候特性建立的綠建築標章制度,歷經20多年的推動變革及相關創新作為,政府如何將這屬自願申請的標章制度變成一項全民運動並與國際接軌,將可大幅提升我國綠建築政策推動成效。

大事紀要姚志廷

       行政院環境保護署為瞭解本所綠建築推動成果及建築能效標示制度規劃內容及期程,該署環境衛生及毒物管理處蔡玲儀處長等人於本(110)年1月12日拜會本所,並由本所王榮進所長親自接待。本次拜會,本所詳細說明綠建築推動現況,以及建築能效標示制度規劃內容及期程,蔡處長肯定本所建築能效標示制度相關規劃方向,並表達希望透過行政院能源及減碳辦公室,協調各類建築目的事業主管部會及地方政府共同推動建築能效標示,例如經濟部針對便利商店及大賣場、交通部針對旅館業、地方政府針對低碳社區加以鼓勵推動等,本所亦表示未來舉辦相關建築能效標示之講習會時,將邀請相關部會參加,以利後續相關合作。

大事紀要王天志

        國內災防事件與相關災損關係至鉅者,火災事件當屬位列前茅,惟相關建築結構火害鑑定判識技術卻仍有很大的提升空間。為簡、速且確實判識鋼筋混凝土建築結構遭火害之傷損程度及範圍,乃至後續可能之結構補強評估與補強後之非破壞檢測驗效,本所近年來創新研發「鋼筋混凝土建築火害聲學非破壞輔助判識技術」,關鍵技術獲得專利,可在火害現場大量取得各災點最高溫度和殘餘強度,輔助相關單位進行鋼筋混凝土建築火害非破壞判識及結構評估。

本項技術依據本所研發成果技術移轉之授權作業程序,進行各項申請資料擬定,將陸續辦理技術移轉公告及受理技術移轉申請,各單位如有興趣歡迎與本所聯繫。

大事紀要蔡綽芳

    為推廣木構造在台灣的應用,加拿大駐台北貿易辦事處與台灣木建築產業研究院協會於314日共同主辦,本所及台灣建築中心共襄盛舉協辦本論壇。論壇由協會會長陳啟仁教授主持,會中以視訊方式邀請加拿大及國內建築師、結構技師及木業廠商共同分享近年大型木構發展狀況。

木構造存在可再生永續、模組化短工期及生態人性溫暖的優勢,近年為大型化、高層化發展衍生混合性構造建築,而規格外的建築仍需通過性能設計、審查的方式來進行。目前木構建築耐火時效可達3小時,另外根據講者David Stavros說明,東南亞發展的木竹結合構造強度可達木構強度的6倍以上。

就建築防火觀點而言,建築物結構安全的防火時效已獲得確認,但其他如裸木應用於室內空間發煙量、外牆延燒控制,以及木構造所在區位及基地條件、鄰棟間隔等防制大地震都市大火延燒等議題比較少被討論到,而其應是木構造未來可否大量發展的重要關鍵因素之一。

圖1木構造高樓示意圖            圖2 木構造室內空間應用展示

 

大事紀要張志源

      本所於5月6日(四)至9日(日) 參加「2021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,主辦單位為國立陽明交通大學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,共計有七大重點專區、三大特色主題館、220家國內外品牌、 550個攤位、 2000件以上輔具產品,供民眾現場免費體驗試用,參觀人數共計大約8萬人次左右。我國高齡人口將於114年超過20%邁入「超高齡社會」,為提升友善高齡環境品質,本所本次展覽重點為近年有關建構建築無障礙、療癒性環境、失智照護空間、長照機構防救災、建築資訊輔助及智慧高齡照護等6大類研究成果。估計前來本所攤位參觀人數約9,600人次,並於現場提供約950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。

圖1   許多民眾前來本所攤位參觀重要研究成果

圖2  大展期間進行現場服務諮詢說明

 

大事紀要王家瑩

教育部為盤點「十二年國民基本教育免試入學超額比序」競賽採計項目,109年度函請各部會推薦具國際性或全國性之競賽,內政部盤點後推薦本所「全國綠建築繪畫徵圖比賽」。

為符合全國性競賽逐級性原則,本所修正「全國綠建築繪畫徵圖比賽活動辦法」,國民中學組之參賽及評選方式,改由各學校辦理校內初選後,送各分區(分北、中、南三區)進行複選,再送主辦單位進行決選之逐級推薦方式辦理。

本比賽經教育部審核後,業於110年度納入該部全國性比賽參考項目,審核通過比例僅11.9%,實屬難得!歡迎全國各級學校學生踴躍報名參加。本比賽自11053日起開始徵件報名。詳情請上http://www.taiwangbc-painting.com.tw/活動官網查詢,或撥打社團法人台灣綠建築發展協會活動聯絡電話(02)8667-6111分機123128181洽詢。

大事紀要游伯堅

內政部為落實環境永續發展,推廣普及綠建築,促進節能減碳效益,於今(110)年辦理第11屆優良綠建築作品評選,以表揚獎勵獲選優良綠建築作品之設計建築師、相關專業工業技師、起造人、所有權人、管理機關、公寓大廈管理條例規定之管理委員會或管理負責人等。報名徵件日期自本(110)329日起至630日止,後續將依「優良綠建築作品評選獎勵作業要點」,辦理初選、現地勘查及決選會議,嚴謹公正的選出原則不超過12件得獎作品。

為激發全民對綠建築之重視,及表揚獲選本年度優良綠建築作品之得獎者,預訂於本年12月底透過公開儀式的頒獎活動,使得獎者更有榮譽感,期望未來各界積極落實綠建築的設計,共同普及推動永續節能智慧綠建築,落實永續居住環境政策。

大事紀要林谷陶

本所為因應綠建築與智慧科技結合的「智慧綠建築產業」全球潮流趨勢,普及智慧化居住空間應用,及引領全民針對智慧化居住空間之創意風潮,藉此提升國民生活品質,並促進智慧化相關產業發展,特別辦理第14屆「創意狂想巢向未來」創意競賽。本屆創意競賽係以建築空間與社區場域中結合智慧科技及AIoT相關技術應用,提出符合未來生活情境需求的創新解決方案或營運服務模式為主軸,分為「創意狂想組」及「巢向未來組」等2組徵賽,期能徵選出以使用者需求為考量前提之創意設計及優良實例,以提供產官學各界參考。

本競賽辦法業於智慧化居住空間專屬網站公佈,並於415日起開放報名,歡迎踴躍參加。收件日期因應疫情「創意狂想組」延長至716日、「巢向未來組」為86日並採電子繳件,相關競賽內容、時程及評選方法等事宜,請詳見https://www.ils.org.tw/

大事紀要陳士明

為能提升承辦社會住宅之公部門人員應用BIM之能力,本所業務委託案「社會住宅應用建築資訊建模BIM教育訓練及建置BIM採購契約參考文件與作業流程擬訂」委託台灣建築中心辦理BIM培訓課程,培訓內容係訓練社會住宅承辦人員將本計畫成果導入社會住宅工程設計、施工、竣工及營運維護各階段BIM應用需求、成果交付原則、作業流程,及應用BIM技術採購契約相關招標參考文件研擬及驗收等業務中,預訂辦理7梯次「BIM基本概念課程」、7梯次「BIM實務知識課程」及6梯次「BIM軟體電腦操作課程」,教育訓練對象涵蓋營建署、六都地方政府及國家住宅及都市更新中心,預計培訓150人次。

大事紀要陳佳玲

國立成功大學土木工程學系於110118122日舉辦土木抗震體驗營,對象為全國各地高中學生,課程由朱世禹教授引導大家透過概論性課程與抗震結構模型的製作,瞭解土木工程與生活息息相關的一面,帶領所有學員們一起探索大地與建築結構之間的關係,藉由深入淺出的介紹,期能啟發學員對土木工程的學習興趣。

增加高中生對本所推動全國建築研究發展相關業務的認識,特別安排體驗營於125日參訪臺南各實驗中心。本次參訪人數共有120人,分成3組進行防火實驗中心、性能實驗中心及風雨風洞實驗室導覽行程,學員均展現學習的好奇心,活動過程有趣且互動熱絡。

1 參訪學員團體照              2  帷幕牆試驗介紹

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,測試段長36.5公尺、寬4公尺、高2.6公尺,最大風速可達到每秒30公尺,主要作為建築物縮尺風洞試驗使用,同時亦可配合各單位之需求提供風場進行試驗。近年空拍機被使用在建築物外牆磁磚檢測或地形地物勘查等用途上頗多,惟其易受天候、風速與紊流強度影響,造成機體不平衡翻覆墜落等情事,造成使用安全上疑慮。因此,實驗室接受過數起空拍機廠商委託,檢測空拍機飛行時的耐風程度,試驗時空拍機需與風洞內之安全索連結,以避免飛行時發生意外,傷害到現場操控人員及儀器設備,而後由委託單位派員於風洞內以目視方式操作空拍機飛行,當發生空拍機操作員無法正常操作或空拍機拉扯安全索等狀況時,則停止試驗。實驗室近幾年測試的空拍機耐風飛行試驗結果,大部分空拍機皆可於平均風速13.9~17.1m/s7級風下正常飛行。 

  操作人員於風洞實驗室內進行空拍機抗風飛行測試

 

 

 

大事紀要張淇喻

本所與國立成功大學為鼓勵碩、博士生進行風洞之科技多元化應用研究,簽訂合作協議,同意成功大學學生申請使用風洞設備,可享使用費減免,以鼓勵學生進行風洞試驗相關論文研究。成功大學航空太空工程學系苗君易教授指導之碩士生,近期使用本所風洞進行自行車及騎士於行進間之受風試驗,量測於不同車輪型式、騎士衣服材質與款式之風阻係數,進而歸納出較佳的車輪型式、自行車騎士衣服材質及款式之搭配組合。本次試驗可視為一產官學合作,本所支援鼓勵博碩士生進行實際試驗研究所獲得的研究成果,可作為後續自行車業者車輪、自行車騎士衣服材質及款式設計上的參考。

 

圖1  自行車假人試驗架設正視圖       圖2  自行車假人試驗架設測視圖

 

 

業務報導靳燕玲

本所109年度賡續辦理7項科技計畫,係遵循本部「打造安居家園、完備防救災體系、永續國土發展、建構宜居環境」之施政重點。並符合科技施政之宗旨,各項計畫辦理成果如下:

(一)         高齡者安全安心生活環境科技發展中程個案計畫(4/4)

為因應社會住宅及療癒性環境、高齡居家、高齡社區及失智環境改善等社會發展需要,辦理2場次講習會等學術活動,研訂醫院友善療癒空間設計原則、建築物無障礙設施設計規範解說手冊、失智者安全安心生活環境設計手冊,協助修正「建築物無障礙設施設計規範」、「無障礙住宅設計基準」、「無障礙住宅設計基準及獎勵辦法」等研究工作。

(二)         前瞻建築防火避難及結構防火科技研發整合應用計畫(2/4)

完成人工智慧物聯網與多元異質感知技術、既有建築物自動撒水設備、防災監控設備性能查檢及改善技術,取得發明及新型專利2項。賡續辦理「煙層簡易二層驗證法」軟體技轉授權9家單位。配合行政院強化長期照顧機構公共安全方案,協助機構自主安全檢核講習,完成安全諮詢輔導及健檢評估等12案。參與建築、消防、衛福法規及國家標準等16項修訂。

(三)         建築與城鄉安全防災韌性科技發展計畫(2/4)

為降低建築與城鄉災害風險,進行都市計畫公共設施減災策略、都市減洪、坡地社區防災等領域之災害韌性技術研究;因應高齡社會防救災需求,進行震災後特殊避難需求者避難收容處所研究。另成果取得新型專利1項、持續坡地社區防災諮詢輔導10處,並參與提供建築、都市計畫法規或制度政策修訂5案。

(四)         建築工程技術發展與整合應用計畫(2/4)

研發多單元鋼管鋼網牆構造建築,其人力需求及建造時間,分別約為同規模傳統低矮RC建築的46%42%,應用跨領域技術整合擴增實境ARCFD以建構風洞實驗室流場可視化技術研究。同時,出版風工程與耐震補強2項手冊,參與研修2項建築工程技術標準法規,亦發表於耐震相關國內外期刊論文7篇,精進我國工程技術研發能量。

(五)         建築資訊整合應用躍升計畫(2/4)- BIM

辦理研訂BIM輔助建築維護管理作業指南、建築資訊建模協同作業檔案交換管理機制、BIM輔助建築產業跨域創新發展策略、規劃應用BIM所需資源共享平台、建築物BIMGIS間資訊交換與操作機制、應用BIM輔助擴增實境(AR)結合虛擬設計及施工(VDC)於營建施工等10項研究;擴充維護BIM元件資料庫;辦理國內講習說明會、教育訓練,經營BIM元件入口網站。

(六)         創新循環綠建築環境科技計畫(2/4)

依據建築節能與室內環境科技、循環建築工法與材料技術研發、永續城市環境科技、綠建築宣導推廣等四大主軸發展,辦理住宅及非住宅類綠建築能源計算基準與標示之研究、建築產業碳足跡服務平台之建置與發展研究及集合住宅同層排水法制化與技術規範修訂之研究等19案相關研究,成果應用於綠建築標章認可與法令執行層面,落實國土永續政策目標。

(七)         智慧化居住空間整合應用人工智慧科技發展推廣計畫(2/4)

辦理智慧建築安全監控資料應用法制課題及對策等7案研究;持續營運展示中心、推動智慧建築標章制度等。後續將持規劃建築物遠端監控技術推廣應用及智慧建築資訊安全之法制課題及對策等研究,落實行政院最新智慧科技政策。

業務報導陳麒任

一、緣起

國內既有建築物約占建築物總量97%,這些早期完工的建築物普遍存在耗能、不符生態環保等問題,若不改善將造成夏季尖峰用電吃緊與國土暖化加速等效應。為改善此狀況,本所針對具節能改善潛力之公有建築物,進行建築能源效率提升及綠建築改善示範計畫,以帶動我國相關建築節能產業發展,並達到減緩熱島效應及提高既有建築物能源使用效率之目標。

本所109年補助中央機關及地方政府,辦理既有建築節能改善,補助改善項目包括:(1)老舊空調主機系統設備汰舊換新、(2)高效率熱泵熱水系統、(3)空調系統節能策略、(4)建置或升級建築能源管理系統(Building Energy Management System,簡稱BEMS)、(5)進行測試、調整、平衡(Testing, Adjusting and Balancing,簡稱TAB)使空調系統最佳化運轉、(6)室內照明、(7)屋頂隔熱等。

為強化建築節能改善成果之技術應用推廣,本所辦理建築節能技術講習會,進行課程、案例解說及實務分享,以達技術擴散之目的。

二、改善示範之辦理成效

有關既有建築節能改善之成效摘要說明如下:

109年度共完成33案既有建築節能改善示範案例,經量測及比較分析改善前、後之建築耗能狀況,改善後總計每年可節省用電量約728萬度,降低CO2排放量約3,706公噸,可節省約2,548萬元電費,投資回收年限約4.6年,建築節能成效良好。其中,建築物空調節能改善係針對中央空調系統超量設計、老化、耗電及嚴重浪費能源等問題,進行技術診斷及改善,平均約可節電39%;另針對屋頂隔熱及室內照明改善等,約可節電15~30%。

以本所補助臺北榮民總醫院臺東分院為例(詳圖1),該院醫療大樓之原冰水主機設備已逾25年,效率衰退且故障頻繁,使用非環保冷媒R-12,亟需汰換並導入建築能源管理系統(BEMS),以提升整體建築能源效率。經診斷改善後,約有50%建築節能效果,每年可省電約90.7萬度,節省約353.8萬元電費,降低CO2排放量約46.1萬公斤,回收年限約1.44年。除建築節能效益顯著外,亦可充分發揮建築節能改善示範應用之推廣效益。

(a)臺北榮民總醫院臺東分院建築外觀     (b)汰換後空調冰水主機

1  國軍臺中總醫院中清分院建築空調節能改善

經統計分析本所歷年(92-109)完成789案既有建築節能改善示範之效益,總計每年約可節電13,372萬度(詳圖2)、節省電費約4.68億元,並減少CO2排放量約7.6萬噸,平均約4.8年即可回收投入成本,成效良好,亟具示範效果。

2  歷年(92-109年)既有建築節能改善示範案例及節能效益累積數

 

為利推廣建築節能技術成果,本所彙整105-109年度補助中央及地方政府之建築節能改善成果,於1105月出版「既有公有建築節能改善成果專輯」。另為加強技術推廣應用及分享歷年經驗,本所於109年度在臺北、臺中及高雄,共舉辦3場建築節能技術講習會,內容包括建築節能與綠廳舍改善成效與未來展望、醫療機構節能技術應用與案例分享及建築節能技術策略與實務-台積電經驗分享,共計288人次參加,各界參與熱絡,充分發揮建築節能改善技術應用推廣之擴散效益。

3  建築節能技術講習會(臺北場,配合防疫採取間隔座位)

三、未來展望

基於本所辦理多年中央及地方政府所屬廳舍之建築節能改善計畫之成效良好,並達成帶動國內相關建築能源管理技術服務產業發展,期能藉由公部門之率先示範,引導民間響應跟進。未來將加強辦理建築節能技術推廣宣導工作,以推動國內既有建築持續提升建築能源效率。

業務報導王鵬智

      台灣的坡地住宅社區於民國八十年代為開發之最高峰,陸續發生多次坡地社區災害事件,政府因此頒訂多項相關規定限制坡地社區開發。在林肯大郡災難發生後,政府機關、學術機構及各相關團體對確保坡地社區之安全提出過不少建言,其中從技術面而言,最直接且最有效的做法,即是透過科學儀器監測之方式,對坡地進行安全監控的工作,透過完整的安全監測計畫落實坡地安全管理工作。但完整的安全監測儀器的建置費用往往非社區所能負擔,由專業技師提供專業的診斷及輔導,配合社區自主防災能力的建構是目前主要推動的方向。

      因此本所在坡地社區防災的研究方向,在軟體方面,以教育訓練社區居民自主防災,社區除了可以及早發現預警徵兆,事先發現問題,並尋求專業人員協助,及早修繕解決問題,並且透過防災及緊急應變之整備、演練,期能在天然災害來臨時,可將坡地社區之危害降至最低。此外,近年同時以坡地社區智慧防災系統研發為中心,已陸續完成自然邊坡與整合型一般人工邊坡智能感測器,本年度計畫進行大尺度模型之坡面進行數值分析,以了解監測邊坡可能之破壞機制,並進一步提出監測管理值之精進模式,以供未來本系統推動與應用之參考。

              圖1  本所研發之整合型監測器示意圖

        災害發生當下,除發揮政府救災系統之效能外,社區民眾的自救能力亦為救災要素,社區防救災的成效決定於防災技術深化落實於社區居民的生活中的程度。因此,本所在有限經費下,每年仍推動社區自主防災輔導工作,同時作為本所坡地社區防災技術研發成果之示範基地。推動社區自主防災能力之建構,主要由專家、學者與團隊輔導社區進行防災演練、講習、訓練、實地踏勘等工作,一方面提供專業技術性之協助,另一方面使社區建立自主防救災之經驗與能力。近年來補助財團法人台灣建築中心協助辦理,自99年迄今已輔導社區142處,並透過巡檢作業、社區講習、工作坊及防災演練等活動,強化社區防災自主管理技能與共識,受惠居民約計超過10萬人。

                               圖2  坡地社區自主防災演練

         既有坡地社區隨長期環境變遷、水土保持及邊坡保護工程設施老化,每當有地震及颱風來襲時,其災害之潛在風險日益增高,由於其地質條件較平地嚴峻且面臨日益頻仍之極端降雨,坡地社區中的邊坡監測自動化為提供在地化預警的重要方法之一。然而相同監測儀器種類,其精度、重複性、量測範圍、適用溫度等可能有所差異,監測系統設計者應先依據山坡地之特性,研判山坡地環境及待測物理量可能分布範圍,據以選擇最適之儀器規格。而對於採自動監測之電子式儀器,更需考量感測器、資料擷取設備、資料傳輸設備之耗電量。如邊坡發生不穩定時,將使得構築於邊坡上之構造物應力改變、變形或傾斜,因此可加以監測,研判邊坡之穩定性。本所在坡地社區防災監測系統的研發進程,今年度將結合本所109年度坡地社區智慧防災系統研發驗證-推估社區整合型監測儀器安全管理值大尺寸試驗模型建置計畫所開發之低成本低功耗人工邊坡自動監測系統,配合本所歷年輔導社區自主防災之示範社區進行裝設,以整合所內相關研究計畫,及驗證該系統之使用性及監測成效。

     

                    圖3  坡地社區擋土設施裝設監測儀器照片

業務報導黃中興

       本研究預期建立符合時代基本且適當要求的社會住宅基地評估指標,在符合社會公益、地方創生與建築典範的目標下,制定出社會住宅基地選址評估、建築計畫、設計原則與綜合規劃獎勵分級等之社宅興建方法與策略,以城市與社區整體發展的角度檢視社會住宅在其中的角色與功能,進而訂定其指標,使其成為驅動住宅、建築以及社區成長的重要空間之一;研究成果可提供興辦社會住宅之有關機關與法人參考。就本案重要之研究成果概述如下:

  1. 社會住宅基地選址評估指標

社會住宅基地評估指標包含9項主指標(1.土地取得難度、2.符合住宅政策或都市計畫、3.區域公共設施品質、4.區域生活機能、5.社會住宅公益性、6.公共運輸便利性、7.社會住宅自償性、8.社會住宅之規模與數量、9.區域危險老舊住宅比例),以及共27項次指標。依據社會住宅基地評估指標計算後之加權分數,可作為社會住宅選址時之優先排序依據。本研究亦對社會住宅基地評估指標系統進行實證研究,實際操作臺北市、臺中市、高雄市、基隆市等生活圈中心都市,進行指標評估綜合評比,以上研究結果及操作方法可供相關單位作為參考,其中各項指標與判定標準,可因應區域特色需求或實際可取得資料,進行增減與調整。

  1. 社會住宅單位成本評估

本研究參考主計總處之共同性費用編列基準,以及臺北市都市更新事業(重建區段)建築物工程造價標準單價表,兩種住宅類建築之工程單位造價為參考,加入社會住宅案例進行比較分析,分析結果可以得知社會住宅相較以上2類工程,其單位造價落點分布大致與其趨勢線相符,而在不同的設計標準之間,其分布亦有其分布規律。其中,社會住宅在綠建築多採用合格級~金級為設計標準,並以銀級為主要設計標準,不同設計標準之間單元造價約差距3000~4000 元/m2;而社會住宅在智慧建築多採用合格級~銀級為設計標準,而不同設計標準之間的單元造價差距則不明顯。

  1. 獎勵與政策

對於興建社會住宅之獎勵與政策,本研究主要聚焦於社會住宅基地評估指標如何回饋於政策之中。本研究依據指標所建立之評分機制,提出社會住宅提供周邊設施機能之獎勵回饋計算方法。將社會住宅應提供之公共設施項目,分為「社會住宅附屬設施空間」與「社會住宅提供之開放空間」兩大類型,回饋獎勵的評估方法採用「達成度」評分後分級獎勵,若社會住宅提供之公共設施愈符合基地所在地區需求,則獲得的達成度評分越高,如此可使在公共設施較少,需求較高之地區,具有較高之社會住宅興建誘因。而在政策回饋上,本研究之參考標準應適用於細部計畫審議原則,並依據現有相關規定之基礎,納入各地方政府相關規範中,故建議列入都市計畫,將本研究之指標作為審議時的參考標準之一,使本研究成果回饋於政策實務中;除都市計畫外,亦可作為未來都市更新之參考,於都市更新計畫擬訂時,針對基地周遭機能進行評估,並針對其不足之處進行補強,並依照達成度給予適當之回饋獎勵,用以鼓勵透過都市更新帶動整體社區機能的提升。

業務報導蔡銘儒

一、背景說明

綠能科技產業創新推動方案(2017) 能源轉型政策方針,將透過太陽光電與大量建置風力發電機來達成,再生能源在2016年至2025年間將從5%上升至20%;核能從12%下降至0%;燃煤從45.4%下降至30%;燃氣從32.4%上升至50%「家庭用儲能系統標準檢測驗證技術」(2018) 設定目標於2025 年太陽光電及風力發電將分別達到20GW 5.5 GW 的總發電量,但因再生能源之間歇性特性,容易受到天候及時間的限制與影響,為了降低對電網的衝擊與提升電網穩定度,「儲能系統」成為解決方法之一。

近年全球儲能系統快速發展,但防火安全的相關要求相對不足,目前只有國際消防協會International Fire Code (IFC)、美國National Fire Protection Association (NFPA)、日本及中國有較完整之規定。即便近年在儲能市場發展迅速的德國及澳洲,其防火標準也仍在研擬當中。而且隨著儲能裝置的容量密度及容量不斷增加,防火問題逐漸成為隱憂,再加上韓國、美國及中國大陸發生多起火災事故,更突顯目前國際上對於儲能系統的防火安全要求仍未完善,本研究將整理並探討美國建築儲能系統之防火安全相關法規、規範及檢測標準之規定,以作為國內建築儲能系統防火安全規定參考。

二、     重要發現

(一)         儲能系統之電池設計生產製造者,應提高電池內部、外部誘發熱失控與熱失控擴散防範與措施。

(二)         儲能系統機架/組容量應依電池類型限制最大容量,以及最大額定容量,若通過大尺度耐火試驗得依測試結果放寬其容量。

(三)         儲能系統機架與機架之間、機架與牆壁之間距離至少0.9 m以上,儲能系統獨立區劃並應距離公共區域15 m以上。

(四)         儲能系統獨立區劃並依建築用途至少應有防火時效1小時以上,並設有偵煙及氣體探測器、經認可之撒水系統,若通過大尺度滅火試驗得依測試結果放寬其條件。

(五)         戶外設置應距離公共道路、建築、可燃物或危險物品3 m以上,集裝箱之間間隔應在6 m以上或1小時以上防火牆區隔。

(六)         應有緊急應變計畫及訓練,並建立正確操作與維護規定。

(七)         當發生火災,於滅火後應立即將該機架/組或電池移除,以避免發生復燃。

三、     相關建議

(一)         研訂建築儲能系統安裝與要求規範

儲能系統安裝因電池類別不同,其防火區劃及消防等要求亦有所不同,在再生能源未達到在2016年至2025年間從5%上升至20%標準前,除電網儲能系統外,建築之儲能系統亦不可或缺,但裝置於建築物內其防火、防爆及通風等安全性必須配合予以規範,因此急待建立安裝及設置要求規範。

(二)         研訂儲能系統火災和爆炸危險試驗標準

儲能系統係由電池所組成,會因電池種類而有不同火災、爆炸危險性,以鋰電池在防火安全上之需求為例,應透過試驗了解其受熱失控的程度,然後評估以證明具有經受熱失控之防護能力。因此,研訂電池儲能系統的試驗法標準及試驗設施設備,以確認不同電池儲能系統的火災和爆炸危險特性實是刻不容緩。

業務報導賴深江

壹、緣起

    近年內政部為協助各縣市政府解決長期未能徵收的公共設施保留地問題,近於102年頒布「都市計畫公共設施保留地檢討變更作業原則」,已就公共設施用地檢討構想提及防災相關原則。在此基礎之上,本所為協助推動公共設施解編檢討,更進一步強化災害韌性考量,於109年辦理「都市計畫公共設施保留地解編對災害韌性之衝擊與規劃策略研究」,探討未來公共設施保留地解編及其變更所取得之公共設施用地,應考量原有之使用是否具有分擔災害韌性功能,若原分擔災害韌性功能之公共設施(如公園、綠地等開放空間)解編後,是否應優先設置其他相關之韌性設施補充之,並期能自計畫檢討過程強化都市災害韌性。

貳、研究成果摘述

       本研究為期上開作業原則運用於規劃、審議作業時更趨完善,於不變既有作業原則之前提下,提出下列補充性之規劃策略建議供參

一、公共設施保留地與災害潛勢圖資套疊分析策略

1.解編之規劃前先進行全都市計畫區(而非僅針對解編之公共設施)與災害潛勢圖疊圖。

2.分析欲解編之公共設施保留地與災害高潛勢範圍之關係。

(1)若全區位於災害高潛勢區,建議不予解編,並依其災害類型,優先考量法令相關的管制(如地質法之地質敏感區等)

(2)若僅部分位於災害高潛勢區,建議解編後公共設施用地之使用類型,能符合災害潛勢之性質。

(3)若全區位於非災害高潛勢區,建議仍須考量解編後對整體災害韌性之衝擊。

3.舊市區、已建成區位於淹水潛勢區,未來若有更新之可能,可規劃大型開放空間或增加韌性設施,如增加地表逕流入滲面積、留設滯洪空間或增設雨水貯留設施,以降低淹水之風減,提升都市地區之防洪能力。

二、透過市地重劃取得公共設施保留地之策略

1.公共設施保留地解編過程中,若採用跨區市地重劃為手段,其回饋之公共設施用地建議增列適合當地需要之韌性設施項目或透過彌補措施、以增列附帶條件方式方同意開發。

2.針對位於高災害潛勢區之公共設施保留地解編,可藉由跨區重劃方式,將位於高災害潛勢區之公共設施保留地作為公共設施負擔用地,且應符合災害韌性之使用,若上述方式均無法達成,可考量依照現行都市計畫容積移轉辦法等規定來取得公保地。

3.以公共設施保留地所有權人之角度,辦理跨區整體開發或變更回饋機制,因變更為較有價值之土地使用分區,對土地所有權人較為有利,進而可提高都市災害韌性規劃之可能性。

 三、重新檢討都市防災計畫策略

1.在公共設施保留地通盤檢討時以未來人口結構與災害管理需求做為韌性規劃之基礎重新檢視及規劃,並適當加入韌性規劃設施,提高都市計畫區之災害韌性。

2.公共設施解編後對原都市計畫內容中有關防災計畫之章節,應重新檢視其是否仍滿足防災計畫之需求。

3.藉由重新檢視地區災害防救計畫將都市計畫與災防空間相互結合,並適當加入韌性規劃。

4.因開放空間改變,在重新檢視防災計畫時,應將外援人力機具聚集及物資轉運等功能一併檢討,以強化與災害防救相關計畫之應對。

5.未來各都市計畫(或公共設施用地專案)通盤檢討案提經各級都市計畫委員會審查時,應加強考量防災計畫中之災害韌性相關規劃,若解編原具可承擔韌性功能之公共設施(如公園、綠地)在未來開發應優先補充設置LID(低衝擊開發)、綠色基盤及避難場所等韌性設施。

、運用具公用性質之非公設用地或事業機關土地提升災害韌性之策略

1.具公用性質而非公共設施使用之土地(:私立學校、宗教專用區),可透過土地使用分區管制增加其韌性設施,以降低公共設施解編後對都市地區產生之衝擊。

2.政府所管有之機關用地及公營事業機構土地(:中油、台電及自來水…等機構),在空間上為多點分布且又有一定面積規模,若在不影響其原有使用機能下,附加其韌性設施之功能規劃,則可彌補公共設施解編後公共設施總面積縮小情況下削弱災害韌性設施功能之影響。

3.具公用性質而非公共設施使用之土地、若原本即具有大量綠地、開放空間時,宜維持原有之韌性功能;大型之開放性空間可同時作為災時緊急避難之場所。

4.已興闢完成之設施、建築物,建議適當加入韌性之規劃,例如:綠地、廣場加入滯洪設施、建築物加入雨水儲留、基地保水設施等規劃。

5.透過多元韌性使用之規劃,使韌性設施在平時與災時可轉軌為不同之使用,以增加對地區整體發展之綜效貢獻。

 、結語

臺灣地區為因應地震、氣候變遷極端降雨等災害,有賴都市公共設施提供減災、避難、收容等項機能,故於都市計畫檢討審議過程宜審慎考量公共設施保留地解編後對未來所造成之長期影響,希本研究成果可供都市規劃與審議作業人員參考運用。

業務報導周楷峻

都會區既有建築物地下室拆除重建日益普遍。重建時既有建築物遺留之地下室、擋土設施、基樁等地下構造物若直接破除會擾動地層、產生安全問題,造成基地四周塌陷與鄰房損壞之事故發生。本研究藉由彙整國內外既有地下室拆除重建之施工案例,在規劃設計階段即能對其施工性、經濟性、安全性進行評估。著重於如何拆除既有地下構造物,分析所面臨之施工課題及工法,使開發單位在設計規劃階段即可評估施工可行性及其對工期、造價之影響。

    既有地下室拆除重建施工之複雜性及困難度,遠高於無地下構造物之素地。為降低工期及營造成本增加,本研究彙整國內外施工案例重點如下:

(一) 應先瞭解新、舊建物地下構造相關位置,針對構造位置衝突處,作地下障礙物移除之詳細規劃與施工。根據新舊地下室的相對關係,可歸納六種關係:

             1新連續壁位於舊地下室連續壁外側。

2、外側緊貼:新連續壁緊貼於舊地下構造物外側。

3、內側緊貼:新連續壁緊貼舊地下構造物內側。

4、內側:新連續壁位於舊地下構造物內側。

5、重疊:新連續壁與舊地下構造物位置重疊。

6、交錯:新連續壁與舊地下構造物交錯。

         圖1   新舊地下室配置的相對關係

(二) 利用既有地下構造物,可作為新建物地下施工之臨時擋土構造,則對工期、費用皆有益處。地下構造物再利用相關工法可歸納如下:

1、保留利用:保留既有地下構造物擋土設施,作?新擋土設施一部分,或是利用既有連續壁做?新導溝壁。

2、先利用再拆除:檢討新舊地下構造物相對位置,以既有擋土設施或地下室結構體,作?臨時支撐,待新擋土設施完成後再拆除。

3、無法利用直接拆除:若既有地下構造物與地界間有足夠空間,則可設置臨時擋土設施及鄰房保護設施,並直接將既有地下構造物拆除。若沒有足夠施工空間,則須以特殊機具,如全套管切削,破除既有地下構造物,以便有足夠空間設置臨時擋土設施及鄰房保護設施。

(三) 既有地下結構拆除,易造成土壤變形與移動,恐造成相鄰房舍或設施損壞,?維持地盤穩定,相關施工安全包括:

1、鄰房及基地調查。

2、鄰房保護設施。

3、基樁拔除或破除後樁孔崩塌之預防。

4、既有地下構造物拆除及基地開挖穩定性分析。

5、安全監測。

    既有地下室拆除重建若採用連續壁?擋土設施,主要施工課題?拆除既有地下構造物以施作新連續壁的導溝。本研究歸納出4種新地下室完成新連續壁導溝前施工流程:

(一) 新連續壁位於舊地下構造物外側時,不妨礙新連續壁的導溝施作,依一般導溝的施作方式即可。 

(二)利用既有地下室結構體之隔艙工法

(三)新舊連續壁重疊之全套管切削清障工法

(四) 新連續壁與既有地下構造物相交錯之全套管切削

研究透過既有建築物地下室拆除重建案例分析、專家座談及工地參訪等程序,獲致結論如下:

(一) 事前評估應有詳細、適當的調查,包含地工資料調查、檢討建築設計與既有地下構造物的關係,以利用既有地下構造物、或避開施工困難處。

(二) 施工過程可能導致計畫變更的問題包括:既有地下室回填營建廢棄物、既有結構體梁柱被破壞而導致施工面上施工機械的載重不足問題、既有連續壁的垂直度、內擠變形問題。

(三) 既有地下構造物的利用可分為三種類別:1、既有連續壁含擋土排樁的利用方式;2、既有地下室本體結構,包含梁柱版牆等構造的利用方式;3、既有地下基樁利用方式,基樁強度足夠則可以留存,強度不足應考慮拔除或原地保留廢除。

(四) 拆除既有地下構造物以施作新地下室將大幅增加工期、造價。國內外案例顯示,既有地下室拆除重建若能從拆除伊始即能詳盡規劃,能避免無謂經費支出並減少工期。

業務報導厲娓娓

       建築資訊建模(Building Information Modeling,以下簡稱BIM)係透過資訊技術,作為建築物規劃設計、施工、維護管理等生命週期階段之輔助應用,現已形成全球趨勢,本所近年亦著力於推動BIM於國內之應用發展。然而國內BIM之人力需求情況如何,是目前必要掌握的基礎資料方能進行現有課程之調整,以及未來BIM專業教育方向之擬訂以符合實務面之人才運用。

       本所於109年度研究案「國內建築資訊建模(BIM)技術專業人力供給與需求調查研究」,委託交通大學王維志教授進行國內BIM人力需求初步調查分析。本研究案主要利用以下兩種方法蒐集資料:

一、問卷調查:調查對象包括政府機關、私部門業主、營運維護單位、建築師、技術顧問、施工廠商、學校、坊間機構、軟體服務/應用/研發單位等類別;調查內容除其專職人員資料外,對其導入BIM之應用項目、人力配置,以及未來3年之專案計畫量等亦均列入。

二、求職網站職缺資料:統計國內某大求職網站連續3個月之職缺訊息,整理並分析國內BIM人力與職能需求情形。

壹、問卷調查分析

依回覆問卷目前執行BIM相關工作者共計有2,307統計及初步分析結果如下:

一、以行業種類區分:主要分布於技術顧問(42.1%)、建築師(32.1%)及施工廠商(17.3%)等行業,也就是說,此3種行業占目前BIM總人力九成以上;而其餘則在軟體服務/應用/研發單位(8.1%)、學校(0.3%)及坊間機構(0.1%)等行業中服務。

二、以從事BIM業務類別區分:以「輔助設計分析與檢討」(34.2%)及「繪圖建模」(21.4%)為多,合計超過五成;其次是「模型整合檢討」(15.4%)及「部門或專案管理」(10.3%);其餘如「研究開發」(9.5%)、「BIM成果應用」(5.0%)及「BIM軟體系統推廣與維護管理」(4.2%)均不及一成。再深一步以經歷年資探討,「輔助設計分析與檢討」及「繪圖建模」多為1年以上經歷,「模型整合檢討」多為1~10年經歷,而「部門或專案管理」多為6年以上經歷,顯示執行此項工作需具備一定之經驗。

三、初步推估未來3年各單位之BIM人力需求:未來3年以技術顧問行業之BIM人力需求量最高,其次是建築師及施工廠商,而軟體服務/應用/研發單位之BIM人力需求量低。若以業務種類分析,「輔助設計分析與檢討」之需求量最高,「繪圖建模」及「模型整合檢討」次之。

貳、蒐集求職網站職缺資料分析

       本研究案於民國109413日至713日計92天內,蒐集國內某大求職網站刊登之徵求BIM人才消息,統計及初步分析結果如下:

一、平均薪資:以工程顧問、建築師等行業徵才之平均月薪最高,其次為機電公司、營造業及建設公司。以BIM業務類別角度,則以「部門/專案管理」及「研究發展」之平均月薪為最高,其次是「成果應用」、「設計分析」及「模型整合」。整體平均月薪為39,151元。

二、學要求:對於學歷科系要求的前三名為建築相關(42.2%)、土木工程相關(38.3%)、建築及都市規劃(22.9%),表示上述為企業在徵求BIM人才時,較為屬意的科系。

三、工作技能:「工程圖識圖與繪圖」、「建築圖識圖與繪圖」,及「土木建築工程圖判讀」等3項為徵求BIM人才時,最普遍要求之工作技能,表示基本的工程識圖與繪圖,在從事BIM業務時較「電腦輔助設計軟體操作」更為重要。

參、結語

       由現今發展觀之,BIM勢必帶給營建產業極大的變革。目前國內已有許多廠商觀察到此一現象,開始自我提升以迎接此一挑戰。本研究依據國內企業徵求BIM人力之需求,提出開設BIM課程之相關建議,相信對於企業、學員及BIM培訓機構大有裨益。詳細建議內容,歡迎至本所網站免費下載參閱。

業務報導張淇喻

風洞實驗對於大型結構物或高層建築物之抗風能力與動態反應評估相當重要,實務上常於建築物建造前先進行縮尺模型風洞試驗,由試驗結果預先了解建築物潛在之危機。由於高層建物與較小尺度之附屬構造、標示物或延伸至屋頂型太陽能板等,所需的縮尺比例因為所處風場特性有所差異,因此建構相應比例之大氣紊流邊界層流場,為風洞試驗規劃前之首要步驟。

大氣紊流邊界層流場為空氣經長距離流動,且受到地表面之地形、植被、構造物之摩擦力與阻力影響,產生垂直分佈之風速剖面,此風速剖面之特性主要與地表粗糙度相關。該剖面越近地表則速度越低,而風速隨高度上升而增加,直至脫離地表影響範圍,此處高度稱為邊界層厚度,對應之風速則稱為層緣風速,而此剖面之影響範圍則稱為大氣邊界層。

本所風雨風洞實驗室具有臺灣最大實驗斷面之風洞,順風向截面寬4公尺,高2.6公尺,原先建立之流場縮尺為1/250,主要係針對高層建築物進行試驗,實驗實際架設狀況如圖1。藍色模型為主要待測建築物,周邊以待測建物為中心建構半徑為1.6公尺之建物地景縮尺圓盤以還原實際風場狀況,再於前方排設渦流產生器及地表粗糙元素以建構前述之大氣紊流邊界層流場。

        圖1   實際高層建築物風洞試驗擺設狀況

隨著近年政府推廣太陽能光電板架設以及樓高18公尺以下之較低樓層的特殊造型建築物的出現,相關的風洞試驗需求亦隨之產生,如3公尺寬的太陽能光電板,換算至1/250的縮尺下模型僅有1.2公分,除模型製作困難且相對於風洞整體截面尺寸過小外,同時亦不利於光電版面細部的量測,得出的結果可能與實際情況有所出入,故實驗室於109年度開始進行地況縮尺的擴充工作。

在建築物耐風設計規範中,大氣邊界層分為都市中心、市郊及平坦開闊地面3種,本所風雨風洞實驗室除原有1/250縮尺的都市中心、市郊及平坦開闊地面3種地況外,已分別完成新增市郊及平坦開闊地面的1/1001/50地況,目標分別對應於低層建築物(適用1/100縮尺)以及如太陽能光電板之類的小型構造物(適用1/50縮尺),可以較大的縮尺配合較大的模型尺寸,以利於設置更多的量測點位觀測細部變化。

在應用面上,圖2為一低層建築物設置屋頂架高陣列型太陽能光電板之模型,光電板及建築物以壓克力材質製作,綠色管線為量測位置。於較大的縮尺下,光電版面具有較充足的空間設置量測位置,兩側點位可以由邊角往中心呈現密到疏的變化,針對容易遭破壞的光電板邊角地區進行較精密的量測。因此,藉由研究成果,擴展建築研究標的多元性,試驗內容可由高層建築擴展至特殊造型建築及建築附屬物(如光電板、雨遮及看板等)等屬於不同屬性風場之風洞試驗,同時亦可用於較大型的戶外裝置,如台北市大運的聖火台亦於本所風洞實驗室進行過抗風測試,只是當初受限於縮尺比例關係,僅取部分組件進行實尺寸抗風試驗,如今縮尺擴增後已可以較大尺寸的縮尺模型直接進行完整受力量測。

       圖2  屋頂架高陣列型太陽能光電板模型示意圖

業務報導王家瑩

一、     前言

    在建築生命週期的規劃中,排水設備系統生命週期規劃往往遠比建築構造使用來得短,大約平均壽命約15年,需要經常更新及維護才能保持排水順暢,而我國公寓大廈爭議事件調處數量最多的問題,即是排水管路之維修常需必須進入樓下他戶維修,常造成上下樓層住戶間困擾與糾紛,因此109年度本所辦理「集合住宅同層排水法制化與技術規範修訂之研究」,針對國內新、舊建築物排水系統及管路設計建置現況進行調查分析,並參考國際間集合住宅建築同層排水系統及管路工法相關技術及設計規範標準,研議提出我國建築技術規則及建築物給水排水設備設計技術規範(草案),並於11028日函送本部營建署進行法制化作業,期能確保國人室內住居空間衛生安全環境,同時提升建築環境品質,落實建築物全生命週期,永續營運與更新維護理念。

二、     建築物傳統排水與同層排水工法之比較

    目前臺灣住宅排水配管大部分設置於下樓層住戶之天花板(1),這種貫穿樓版之排水設計工法,由於已經侵入他人住戶之專用區分所有權範圍,對於日後排水管路的生命週期維護修理,造成極大之困難與實務操作上之困擾。而同層排水之排水配管則是安裝於同樓層,在當樓層即能解決排水問題,可避免住戶糾紛,加上漏水修繕時可避免敲打主結構體,避免產生噪音及過多的廢棄物。 

           圖1 傳統排水配管穿版工法示意(住宅衛浴空間)

    同層排水工法分為降板式、牆排式及抬高式等3(2),設計者根據不同的室內環境與不同的建築類型來選擇安裝的種類,簡要說明如下:

(一)    降板式配管:結構樓板下沉30-60公分作為管道設置空間,配有總存水彎,目前臺灣許多衛浴空間採降板設計。

(二)    牆排式配管於結構牆面前增加15公分以上之假牆,搭配壁掛式器具,以金屬骨架為主要架構,多用於公共建築,如飯店、體育館等。

(三)    抬高式配管此構造式將樓板抬高約20公分進行配管施作,此方式會使室內淨高度減少,應用於老屋翻修較多。 

2 建築物同層排水3種工法

三、     研議提出我國建築物同層排水法制化增修訂條文相關建議,包括:

(一) 提出建築技術規則設備編給水排水系統及衛生設備同層排水之增修訂條文草案:明訂集合住宅或屬於區分所有型態之建築物,應採同層排水系統,器具排水管和排水橫支管應與衛生器具同層敷設,不應穿越結構樓板進入他戶所有權空間,以確保該戶管路設備管理檢查、維護更新之自主性。

(二) 提出建築物給水排水設備設計技術規範同層排水增修訂條文草案:明定建築物採用同層排水系統時,其器具排水管和排水橫支管與衛生器具管路設備之規劃設計方式,及採用集合式總存水彎時,其配置應符合之相關規定。

四、     未來發展

為解決建築物排水系統更新維護及上下樓層住戶間的糾紛問題,本所提出之建築技術規則及建築物給水排水設備設計技術規範同層排水增修訂草案,已送請內政部營建署參酌,俾供進行後續法制作業。本所後續將彙整同層排水工法施作方式、工期、維護管理、造價成本及應用等,提供一完整明確的資料,並將建築排水系統設計圖說彙編成手冊,供設計者、施工單位、業界或民眾參考使用。

業務報導李雯蕙

一、前言

我國綠建築標章制度,自民國88年受理申請,迄今年5月底止已有9,719件案例取得綠建築標章或候選證書。取得綠建築標章的建築物在完工取得使用執照後,交付產權或出售,有關住宅綠建築設施管理維護責任後續移交給社區住戶與社區管理委員會,取得綠建築標章之建築物如於5年綠建築標章限期後,想續用綠建築標章則需考量綠建築設施設備之維護與管理情形因此妥善維護綠建築設施,不但是確保綠建築相關設施設備效能的重要依據,亦是將來綠建築標章屆期後申請續用之重要基礎。

本所於109年進行「綠建築相關設施設備建置與維護成本之研究」,完成常用綠建築相關設施設備項目之維護成本,提供各界參考。促使建築物管理者與使用者加強維護綠建築相關設施設備之效能,並期望在綠建築標章有效期限屆期時,提升申請意願。

二、研究成果:

研究案例蒐集範圍為綠建築評估手冊2012版本與2015年版本,申請時間截至民國1097月底之案例,建築用途別選擇住宿類、辦公類、學校類三類,排除業主不同意開放查詢影印評定書之案件,總計篩選出69筆案件(詳見表1)。依指標項目整理有採用的案例數量(詳見表2),將超過半數(35)採用的指標做為常用指標項目,包括日常節能、水資源、基地保水、綠化量、污水及垃圾改善等五項,進行相關設施設備的建置及維護成本試算。

表1  綠建築案例篩選結果

 表2  69筆案例各指標採用數量表

本研究從銀級綠建築中採樣三個住宿類(R1~R3)、三個辦公類(O1~O3)、三個學校類(S1~S3),共9個案例進行綠建築相關設施設備的建置及維護成本試算。成本計算原則如下:

(一)              依據各案例的綠建築標章評定書所載設施設備內容進行計算。

(二)              同項設施設備的建置或維護成本,以訪價之平均價額計算。

(三)              根據建築技術規則及相關中央法令所規定應設置之設施設備,不列入後續綠建築項目之成本提列。性能、能效優於一般建築設備之部分,以設備提升的成本差價計算。

以下僅摘錄住宿類案例(R1~R3)分析,經過估算,住宿類建築案例(R1~R3)各指標項目之建置成本及維護成本如表3所示。案例R1位於地下水位小於1公尺之基地,依建築基地保水設計技術規範免除評估;案例R3僅達到建築基地保水設計技術規範之標準,故無須計算綠建築額外之建置成本。故兩案皆無計算基地保水指標的建置及維護成本。案例R1日常節能的建置成本來自建築外殼,因建築外殼在無重大損壞之情形下無須維護,故其維護成本為零。

         表 3  住宿類案例建置及維護成本比較表

         案例R2之建置成本明顯高於其它二者,主要為日常節能-使用Low-E鍍膜節能玻璃,造成建置成本增加。住宿類的單位建置成本約落於134~1,042/平方公尺,各案例間的建置成本差異較大,主要是受到建築設計的影響,例如大面積的綠化植栽設計、建築外殼採用Low-E玻璃,都會增加建置成本。

住宿類案例單位維護成本約落在7~12/平方公尺(詳見表3)單位維護成本最高的案例R1,主要來自綠化量指標維護成本,一年的維護成本約為61,923元,佔總維護成本的60.25%,其綠化量的建置成本也是三個案例中綠化量成本最多的。設置大面積的綠化植栽,要考慮後續每年的維護成本。

日常節能指標的維護費用部分,因為以建築外殼而言,無重大損壞之情形下無維護成本;又因綠建築的空調系統與一般建築空調系統同樣須進行例行維護;照明設備以一般燈管(T5)LED燈具差價及燈具使用壽命,計算維護汰換成本,占總成本比例通常不高。所以用綠建築增加的維護成本來看,日常節能指標的維護成本還比綠化量指標的維護成本低。 

三、結論與建議

(一) 以單位建置成本而言,各案例間的差異較大主要是受建築設計影響。例如綠化面積的比例、採用的外殼空調照明等設計。以綠化量指標而言,綠化面積較大的案例,除會增加建置成本,後續的維護成本也會提高。而日常節能或水資源指標,所採用的綠建築之相關設施設備如:雨水貯集設施、澆灌系統、Low-E玻璃等,雖會增加建置及維護成本,但長期而言具有省水、節能效益。所以於綠建築相關設施設備項目之選擇上,可依綠建築使用者之需求與偏好,進而選擇所需營運維護之項目。

(二) 目前僅有臺北市綠建築自治條例具綠建築維護費用之規定,建議可參照制定對於綠建築維護管理計畫之政策,要求建商提列設施設備預算項額,經審核過撥入公寓大廈管理基金進行專款專用。為使編列之維護費用得符合建築實際管理維護所用,建議可規範建商於交付建築或領取使照前,擬定綠建築營運10年(續用一次)所需之維護管理成本預算,列於綠建築維護管理計畫中提供使用管理者參採,以提升綠建築設施設備維護品質,增加綠建築標章續用之比例。

專題報導陳士明

壹、前言

建築資訊建模(Building Information Modeling, BIM)技術於建築工程全生命週期(可行性評估、規劃、設計、招標、施工、竣工驗收至接管及營運維護)各階段提供不同執行效益。例如,BIM於規劃設計階段,可減少規劃設計的錯誤及遺漏、快速因應設計變更、協助執行都市環境模擬,及提高規劃設計建築師與業主間溝通協調精準度及效率;BIM於施工階段,可協助執行碰撞檢查,減少錯誤、缺漏及重複施做,節省工料,提高各工種施工書圖一致性,提供各工種較佳的協同合作平台,減少未預期變更設計,並縮減工程專案完成時間;BIM於營運維護階段,可提供巡檢可視化,提高檢索資訊效率,並有效降低營運維護成本。推動BIM技術協助營建產業升級,已成為世界性發展趨勢。

內政部於民國1063月起推動「社會住宅興辦計畫」,計畫目標為8年內完成20萬戶只租不賣社會住宅,並以「政府興辦為主,引導民間興辦為輔」為原則,興辦社會住宅將作為中央與地方政府住宅計畫最核心的工作項目,其中政府直接興建社會住宅預計達12萬戶,這些社會住宅工程皆有導入BIM技術應用,藉以降低變更設計風險及成本,縮減完工時間,並提高工程品質。另因社會住宅工程具有功能類似及設計易複製的特性,更適合作為應用BIM技術的實際應用案例。為此,本所積極建立社會住宅工程於BIM應用之成果交付原則、作業流程及採購契約參考文件。

貳、主要內容及重點

本次社會住宅應用建築資訊建模(BIM)採購契約參考文件研訂,係經由搜集目前具代表性之社會住宅工程應用BIM技術標竿案例,彙整設計、施工、竣工及營運維護各階段BIM應用需求、成果交付原則及作業流程、BIM採購契約參考文件,並經由分析社會住宅工程導入BIM技術課題,召開專家座談會凝聚解決方案共識,進而研訂採購契約參考文件,詳列如下:

一、     社會住宅工程應用BIM作業指引:本作業指引可供社會住宅興建之規劃、設計、施工、竣工與維護管理等不同階段之工作參考引用。本指引架構及主要內容詳如表1

二、     社會住宅工程應用BIM技術特定條款:本文件為針對社會住宅工程應用BIM技術專案而擬訂的契約特定條款。

三、     社會住宅新建統包工程應用BIM技術業主需求範本-專案管理含監造:業主透過此一文件說明期望專案管理(含監造)廠商配合達成業主應用BIM技術的預期目標與效益。

四、     社會住宅新建統包工程投標須知範本-專案管理含監造:本文件為社會住宅工程專案管理(含監造)廠商投標須知範本(BIM內容)

五、     社會住宅新建統包工程評選須知範本-專案管理含監造:本文件為社會住宅專案管理(含監造)廠商評選須知範本(BIM內容)

六、     社會住宅新建統包工程委託專案管理(含監造)技術服務契約範本:本文件為建築工程專案管理(含監造)契約範本(BIM內容)

七、     社會住宅新建統包工程應用BIM技術業主需求範本:業主透過此一文件說明期望統包廠商配合達成業主應用BIM技術的預期目標與效益。

八、     社會住宅新建統包工程投標須知範本:本文件為社會住宅工程統包商投標須知範本(BIM內容)

九、     社會住宅新建統包工程最有利標評選須知範本:本文件為社會住宅工程統包商評選須知範本(BIM內容)

十、     社會住宅新建統包工程採購契約範本:本文件為社會住宅工程統包商契約範本(BIM內容)

十一、      社會住宅新建工程投標須知範本-設計監造):本文件為社會住宅工程設計監造廠商投標須知範本(BIM內容)

十二、      社會住宅新建工程評選須知範本-設計監造:本文件為社會住宅工程設計監造廠商評選須知範本(BIM內容)

十三、      社會住宅新建工程委託設計監造技術服務契約範本-傳統專案:本文件為社會住宅工程設計監造廠商契約範本(BIM內容)

十四、      社會住宅新建工程投標須知範本-施工:本文件為社會住宅工程施工廠商投標須知範本(BIM內容)

十五、      社會住宅新建工程評選須知範本-施工:本文件為社會住宅工程施工廠商評選須知範本(BIM內容)

十六、      社會住宅新建工程採購契約範本:本文件為社會住宅工程施工廠商契約範本(BIM內容)

十七、      社會住宅工程投標須知範本-維護管理:本文件為社會住宅工程維護管理廠商投標須知範本(BIM內容)

十八、      社會住宅工程評選須知範本-維護管理:本文件為社會住宅工程維護管理廠商評選須知範本(BIM內容)

十九、      社會住宅工程委託維護管理服務勞務採購契約範本:本文件為社會住宅工程維護管理廠商契約範本(BIM內容)

參、應用與推廣

本所為應用上述成果,預定辦理7梯次「BIM基本概念課程」、7梯次「BIM實務知識課程」及6梯次「BIM軟體電腦操作課程」,訓練社會住宅承辦人員規劃於設計、施工、竣工及營運維護各階段應用BIM技術,教育訓練對象涵蓋營建署、六都地方政府及國家住宅及都市更新中心。

另為擴大推廣應用本所「社會住宅應用建築資訊建模BIM教育訓練及建置BIM採購契約參考文件與作業流程擬訂」執行成果,本所預訂辦理北中南3場成果說明會,期能藉此凝聚政府機關及業界導入BIM技術於社會住宅之共識,及加速本國BIM技術發展與推動,並進一步協助台灣營建產業進行標竿性的轉型升級,創造多贏的利基。

1 社會住宅應用BIM作業指引架構及主要內容

專題報導張怡文

一、前言

行政院基於我國ICT產業具有國際競爭力,推動智慧化居住空間產業發展,以擴大產業產值,本所配合規劃執行智慧化居住空間科技發展推廣之中長程計畫,持續蒐集更新國內外相關資料及辦理相關研究。基於國際電機電子工程師學會(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)係國際權威機構,其主辦之國際全球人道主義技術大會(IEEE Global Humanitarian Technology Conference , GHTC) 宗旨係匯集世界各地,對於應用資通信技術支持實現聯合國永續發展目標(SDGs),推動技術進步以改善社會,解決國內外的社會挑戰,有共同興趣者提供一平台,分享知識和經驗、發展能力,並建立社會關係,討論使用或開發適當技術,來幫助貧困人口的新方法,過去10年,已成為美國永續發展和人道主義技術領域的旗艦級會議。本所鑑於新冠肺炎防疫需要,爰派員在國內參與國際線上大會,期能藉由廣泛地汲取各國推動經驗,擷取其中值得參考或借鏡之處,作為本所推動「108-111年度智慧化居住空間整合應用人工智慧科技發展推廣計畫」及智慧建築相關業務之參考。

二、會議重點

        本(10)屆會議由國際電機電子工程師學會(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)美國西雅圖分會、IEEE技術社會影響協會主辦。會議訂於美國華盛頓州西雅圖市當地時間1091029日至111日召開,會議主題是討論如何以物聯網、機器學習等等較先進之資通信科技,回應聯合國永續發展目標(SDGs),共接受約120篇研討會論文,分項會議的課題涉及健康、能源、教育、農業、互聯互通、水與衛生、減災以及其他與永續發展相關主題。其中,與本所建築研究業務職掌較為密切相關,值得參考或借鏡之心得及建議摘述如下:

(一)        災後避難收容場所整體配置規劃及組合屋設計,採用太陽能等離網式電力已逐漸具可行

       本所曾進行中長期避難收容場所整體配置規劃及組合屋設計等研究,主要是考量收容國內地震及風災發生後,災民中長期住宅連接自來水、電力公用事業長期穩定供應水、電之情形,至於臨時收容場所部分,則參考各直轄市、縣(市)研擬地區災害防救計畫時,將災民安置於學校、公園綠地,考量緊急發電機供電因應電力中斷問題。

        本次研討會所發表美國海軍研究辦公室資助所發展之貨櫃屋醫療站快速組裝系統,考慮無法連接電網時,可結合地區環境特性整合太陽光電系統(PV)和儲存電池之解決方案,所供應電力已可長期支持醫療站每天提供醫療服務予近200人。因應國內外太陽光電系統和儲存電池供電技術及容量逐步提升,而台灣電力公司已研發製造小型太陽能緊急發電機,可於停電時空運至災區供緊急用電需求,預期未來組合屋使用太陽能等離網式電力將漸具可行性,並可解決緊急發電機民眾租借後,需自行添加油料之操作風險及噪音問題(詳圖1)

                圖1  採用太陽能等離網式電力之醫療站組合屋

                   (來源:資料來源:Hove. E.V et al., 2020)

(二)        女性賦權:以人為本的社區自助團體物聯網通信支持方案

本次研討會發表印度2004年南亞海嘯後,由聯合國認可的非政府組織成立之AmritaSREE女性自助小組,採用整合行動計算與以人為本的設計方法的物聯網解決方案,成功促進30萬會員長期參與印度女性參與農村社區組織。設計策略整合了多種方法包括:使用者介面設計採文字-圖像語音結合,提供自我解釋、易於理解,將圖像轉換為文字,最少層次的簡單系統結構、合適的顏色組合、大字體、語音的界面幫助文盲更快地完成任務等功能。

        這些設計策略對促進農村女性的參與具有實用性和有效性,公共智慧裝置應用程式因此獲得大量長期使用者、高使用率,並達成推動農村女性參與社區及賦權目標,顛覆農村較低教育水平、高齡者排斥使用智慧裝置應用程式等新科技之傳統經驗,其成功經驗值得未來本所推動性別平等業務及開發公共智慧裝置應用程式參考 (詳圖2)

2  社區自助團體物聯網通信系統架構

(資料來源:Sreeraj, S. S. et al., 2020)

(三)基於機器學習的線上資料大數據分類器,預期後續隨訓練資料增加,可獲更好預測結果,由政府持續推動大數據供公益應用有其必要性

       本次研討會發表基於機器學習的線上災害資料大數據分類,應用文字探勘(Text Mining)、自然語言處理 (Natural Language Processing, NLP) 技術,發展自動瀏覽全球資訊網的網路機器人。另結合機器學習方法來篩選有洞察力的資訊,分析從各種網站中提取與自然災害有關的資訊,雖可達到70%以上之準確度,但評估誤判率之 召回率指標顯示亦有50%以上之誤判率,預估後續隨訓練資料增加,可望在以後的工作中獲得更好的預測結果,基於災害防救之公益性,由政府持續推動大數據供公益應用有其必要性。

圖3  開發之爬蟲程式蒐集2020年發表災害網頁文章加以分類結果分析

(資料來源: Gopal, L. S. et al., 2020)

三、結語

          從本次國際會議蒐集資料發現,國際間已有以社會公益為目的之政府物聯網及大數據應用實例,成功地協助政府解決災民安置、國民生及社會問題,建議可規劃辦理相關議題,納入本所後續推動「智慧化居住空間整合應用人工智慧科技發展推廣計畫」時,發展符合我國國情之物聯網及大數據社會公益應用,藉由政府施政增進人民福祉。

參考文獻

1.         IEEE Global Humanitarian Technology Conference (GHTC) Program (2020).

2.         Hove. E.V., Cleve, C. V., Mobley, A., Janko, S., Plum, A., Zamudio, A., Schmaltz, J., Nollette, J., Hampton, J , & Johnson, N. G. (2020, October).Rapidly Deployable Containerized Medical Clinic for Refugee Settings. In IEEE Advancing Technology for Huamnity. 2020 IEEE Global Humanitarian Technology Conference (pp.59-66).

3.         Sreeraj, S. S., Unnikrishnan A., Vishnu K, Kennith N. E, Sruthy A., & Ramesh, M.V. (2020, October). Empowerment of Women Self Help Groups:Human Centered Design of a Participatory IoT solution. In IEEE Advancing Technology for Huamnity. 2020 IEEE Global Humanitarian Technology Conference (pp.613-620).

4.         Gopal, L. S., Prabha, R., Pullarkatt, D., Ramesh, M. V. (2020, October). Machine Learning based Classification of Online News Data for Disaster Management. 2020 IEEE Global Humanitarian Technology Conference (pp.652-659).

專題報導徐虎嘯
本所與成大能源科技與策略研究中心共同推動「建材研發檢測」合作計畫

一、前言

      為提昇我國綠建築發展技術與水準,持續精進我國綠建築政策制度並與國際脈動趨勢同步,本所原訂109年6月9日至6月11日參加於瑞典歌德堡召開WSBE20 BEYOND 2020全球永續建築環境國際研討會議,惟因2020年上半年適逢全球遭逢新冠肺炎(COVID-19)肆虐,且當時會議主辦國瑞典境內亦因新冠肺炎之疫情未見趨緩,鑑於建築永續發展為當今國際重要議題,為能持續推動聯合國2030永續發展的政策目標,爰取消原訂召開的WSBE20 BEYOND 2020國際研討會議,並改訂於109年11月2日至11月4日舉辦WSBE20 BEYOND 2020全球永續建築環境線上國際研討會(World Sustainable Built Environment Online Conference 2020, WSBE20 )。本所為能持續掌握並瞭解國際在永續建築推展之最新發展與資訊,拓展我國綠建築之視野,故仍派員參與其改以線上方式舉辦之國際研討會議。

二、線上研討會辦理成果

       本次線上研討會涵蓋的範疇十分多元,包含能源系統、建築形態、城市轉型、技術和材料創新、全民住宅及永續發展與治理等內容,共計集結了來自全球各地共計320篇之論文進行線上口頭發表,另有35篇的論文以線上海報的方式呈現。由於研討會的主辦國瑞典採以歐洲時區的線上方式進行,其與臺灣有7小時的時差,基於時間、發表文章主題性差異以及人力等因素,故僅能挑選部分主題與綠建築範疇相近的發表場次參與,以下僅就參與場次提出概要說明如下:

(一)建築能效

       建築能效證書(Energy Performance Certificate, EPC)是歐盟作為評估建築物節能的評級指標,可用於計算出建築物的節能效率。EPC常被用來評估設計結果,卻忽略了其在設計過程中作為決策工具的潛力。依澳洲學者研究指出,由於EPC作為房屋認證屬被動性質,故在澳洲經過該證書認證的建築不到30件,且皆為住宅。為了探討其應用於商業建築的可行性,該學者以其國境內的商業大樓為例,利用EPC量化其被動式房屋認證對建築立面設計的影響,並以澳洲2016年建築規範(BCA-2016)為基準,與獲被動式房屋認證之大樓進行比較。結果證實,其與符合澳洲建築設計方法最低標準的建築相比,獲得此項被動式房屋認證的商業大樓將總能源需求降低了65%,而此大樓已成為澳洲新的永續建築標的,對於未來的永續建築之發展及設計過程將有更多的啟發。(如圖1)

圖1 被動式房屋認證對建築立面設計的影響

(資料來源:Sustainable buildings need sustainable design processes: the case of the Woodside Building for Technology and Design, the first University building in Australia to aim for the Passivhaus certification, WSBE20,2020)

      此研究採用聯合國永續發展目標(Sustainable Development Goals ; SDGs)中的「目標11–永續城鄉」,並對於其如何符合澳洲標準設計方法的情況下,參考被動式房屋認證的建築設計並更加高效的建築與施工。此與我國綠建築中所提到的提高能源使用效率,妥善使用環保的建材且可永續的建築精神相符。本案例研究為高效的建築設計方法樹立了一個榜樣,它展示了以被動式房屋認證(Passivhaus)作為設計工具的使用,將可如何使設計團隊克服了澳洲建築法規的局限,從而打造了更加節能的建築和有效率施工過程,並可實際瞭解建築之實際能源消耗差異。

(二)綠建築與PM2.5

       本研究為泰國學者提出,由於泰國冬季面臨嚴重PM2.5問題,為了確認室內環境阻絕PM2.5的性能,研究挑選了曼谷9座建築物進行相關檢測(資料詳圖2),而這9座研究建築物中有3座是未取得美國LEED(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)綠建築認證之建築物(建築物A,B,C),剩餘的6座建築物則是獲得美國LEED的綠建築認證(建築物D至I)。研究方法採用橫截面測量法進行PM2.5數值測量,量測時間為2019年1月24日至30日共計7日。

圖2  研究挑選的9座建築物基本資料

(資料來源:PM2.5 reduction performance of LEED certified buildings in Thailand, WSBE20,2020)

       就理論上而言取得LEED認證的建築物與典型未取得LEED認證的建築物相比,其在防止PM2.5進入建築物內部空間之表現應優於後者。但根據研究檢測結果顯示,就室內PM2.5檢測數值而言,室內開放空間如大廳以建築物B、E、H和I之數值較高,而封閉區域之辦公室則以建築物B、H和I之數值較高,至內部封閉區域如廁所則是以建築物B、G、H和I之數值較高。如前所述,半開放或封閉之建築室內空間中,建築物B、H和I之數值皆偏高,甚至超出LEED室內空氣品質15μm/ m3之標準(如圖3~圖4)。如就其結果進行推論,經綠建築認證之建築物,無法保證室內空氣品質之提升,而造成PM2.5數值高低之變數眾多,如通風性能及人流動向等,但因PM2.5威脅日益嚴峻,故研究結論仍建議應將過濾器性能和過濾測試等項目納入泰國建築法規中予以規範。

圖3  建築室內公共空間PM2.5數值圖

(資料來源:PM2.5 reduction performance of LEED certified buildings in Thailand, WSBE20,2020)

圖4  建築室內辦公空間PM2.5數值圖

(資料來源:PM2.5 reduction performance of LEED certified buildings in Thailand, WSBE20,2020)

三、心得與建議

       本次奉派參加WSBE20 BEYOND 2020全球永續建築環境線上國際研討會,收穫良多,茲就其重要心得及建議,摘要如下:

  1. 世界各國的永續建築,藉由其國內實際案例進行檢討分析,顯示世界各國在積極投入永續發展,以作為解決國際面臨極端氣候挑戰解方之時,然因各國在建築環境所面臨的挑戰不同,故如何解決自身問題方為根本解決之道。此外如何吸引民間業者主動積極投入,進而擴大市場規模,相關維護管理成本以及回饋補助誘因之導入,亦成為各國政府作為政策推動與評估之重要依據,由此觀之,發展切合當地氣候環境與營建特性的評估系統,並加強推廣講習,應有助於綠建築的推動。
  2. 依據聯合國永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs),為確保建築設計能達成「健全生活品質」和「永續城鄉」兩項子目標,近年世界各國在建築方面的研究主題,已逐漸偏重於如何提升良好的室內空氣品質,另從本次會議發表之論文主題可以看出,各國學者近些年研究主題除過往常見提升建築隔熱性能、降低都市熱島及如何達成零碳建築等建築節能議題外,已有不少學者開始著手針對與空氣品質相關的PM2.5污染、建築循環設計與建築產業的循環經濟等議題進行相關研究,甚至因應近年國際因流感以及當前的新型冠狀肺炎(COVID-19)等流行傳染病之新興課題,如何確保建築物達到提供使用者健康舒適之設計目標,以儼然成為近些年國際關注之焦點。
  3. 我國的綠建築評估指標在「室內環境標」項目中已有通風換氣評估項目,並以自然通風潛力作為得分計算標準。然而通風條件為影響建築物室內空氣品質之重要因素,但在PM2.5威脅日益加劇,建築設計僅以自然通風潛力作為評估依據時,將出現通風能力較好之建築物,因多採開放式設計,故其室內環境之空氣品質易受室外環境影響,當室外PM2.5偏高之前提下,建築物因其自然通風換氣能力之優越性,雖使其得分能力大幅提升,但進而造成室內PM2.5增高,反使其室內整體空氣品質變差。為能持續保有我國綠建築標章制度在國際間的推動成果,其綠建築評定標準似乎需因應全球環境改變而予以修正,也就是未來我國綠建築案例為阻絕PM2.5進入室內環境,在設計上加裝空氣過濾設備恐將成為普遍現象,因此如何在綠建築設計中充分反映此空氣品質之現況,改善綠建築通風設計技術與水準,提升居住環境健康,實為刻不容緩的重要課題。