::: 首頁   資訊與服務    建築簡訊    建築研究簡訊第107期《內容全覽》  
建築簡訊

建築研究簡訊第107期 《內容全覽》

主題報導
作者:蔡綽芳、詹家旺

強化長照機構防救災量能

      我國已於107年邁入高齡社會,長照機構需求將隨著高齡化趨勢成長,但因住民多臥床或行動困難,火災發生時往往無法迅速逃離現場而不幸罹難。101年新營醫院護理之家火災事件後,內政部已陸續修法規定各樓層應設置2區劃之水平防火避難空間,並應全面裝置火警自動警報設備及自動撒水設備,以提升防火功能。但眾多原有合法長照機構的防火避難設施及消防安全設備水準尚有待改善。 本所為協助強化長照機構防救災量能,分別以實驗研究支援長照機構防火設施設備技術之精進;另並將研發成果透過推廣應用協助既有長照機構普遍提升防火安全。

一、翻轉長照機構防火安全理念,研提改善重點 歸納火災經驗及長期研究調查發現:

(一)長照機構80%以上住民移動困難,火災應變所須搶救人力非機構 所能負擔,必須仰賴防火設施及消防設備降低火災發生的機率和規模。

(二)由於既有長照機構多半委身於既有建築中,該建築之法令依據、空間設計、設備裝置乃至防災避難原理係以健康人為對象所建構,因此必須立基於大多數住民無法移動避難的前提下進行檢討,其改善重點為:

1.火災發生時應能將火煙侷限於起火居室,不致危害到其他居室住民安全;

2.起火居室應能早期偵知火災早期滅火,若滅火失敗應在煙層下降到危害高度前撤離住民; 3.撤離後應隨手關門,其他非起火居室亦應在火災發生時及時關門,避免濃煙竄入。 這樣,則有機會將一場醫院大火降低為單一居室火災,住民無需大量遷移亦無濃煙嗆傷危險,可大量降低傷亡人數;而機構人員也只需專注於起火居室救援,可緩和人力不足問題。

二、實尺寸火災實驗 長照機構防火避難分秒必爭需在極短時間內完成,為取得火煙成長、擴散的量化數據,以及與火災偵知、滅火設備的互動關係以驗證其有效性,本所108年度參考衛福部設置標準,以長照機構實尺寸火災實驗搭配境況模擬,在實驗未發生延燒及閃燃之前提下(實驗設計如圖1,點火後9分鐘關門,60分鐘後進行人為滅火),獲得初步結論如下所述:

(一)無滅火設備狀況下,避難極限時間約為起火後4分鐘 1.於床鋪點火,起火後約2' 00"火焰高達1m人為滅火不易;若 早期偵知火災及時啟動人為滅火,經實驗證實使用水基型滅火 器可於30秒內撲滅火源。 2.3' 15"濃煙竄出室外,開始影響到其他居室住民安全;因此機構 防火避難演練除了強調搶救後應及時關門外,應再加上其他居室 在火災發生時亦應同時關門的應變步驟,以防止濃煙竄入。 3.起火居室內煙層約4' 25"下降至離地面1.8m之人員高度,約6' 30"下降至離地面1.2m之床鋪高度,避難救援已極困難。

(二)隔間若未至頂濃煙約3.5分鐘後擴散至鄰房 在起火居室與鄰房隔間牆未置頂,天花板各設置1處進風口、2處回風口的情境下進行實驗,濃煙約在點燃火源後3' 28"擴散至鄰房,煙層約6' 30"下降至離地面1.8m,煙層下降時間較起火居室延遲約2分鐘。

圖1全尺寸實驗空間(參考衛福部標準設置)

(三)火源大小影響火警探測器及自動滅火設備效能

1.大火源情境下(如人為縱火),吸煙式、光電一種及光電二種偵煙探測器及水道連結式自動滅火設備均能在起火後早期啟動(11秒~21秒)且能成功滅火。

2.小火源情境下(如電線走火),火警探測器偵知時間差異極大(13

~2分07秒);且由於自動撒水設備啟動時間較慢,火焰容易延燒至床墊側面或深層悶燒,雖能控制火勢卻不易完全滅火,且伴有濃煙發生。

圖5實尺寸火災實驗(左)與境況模擬(右)煙層下降比較,同一時間煙層下降之高度差在3%以下

三、研發成果推廣應用

(一)出版長照機構防火及避難安全改善參考手冊

本所彙整近年研發成果,提出「初期火災抑制」、「隔絕火煙蔓延」、「設置水平避難空間」三大原則27項改善策略,於106年出版「長照機構防火及避難安全改善參考手冊」,函送中央及地方衛福、建築、消防主管機關,以及相關公協會推廣應用,至今已發行2,000冊,成為既有機構防火安全環境風險評估、設施設備改善及主管機關督導評鑑重要參考依據。

(二)辦理長照機構、專業技師推廣講習

配合行政院「強化長期照顧機構公共安全推動方案」,辦理系列「長照機構防火安全講習會」,協助地方政府輔導機構瞭解風險自主評估方法及設施改善對策,計約450人次參加。另外,為協助實務工作最前線的建築師、設備技師充分瞭解既有機構改善技術,作為理念傳輸媒介,引導業主樂於投資建置良好之防火設施設備,107年與建築師雜誌社合作出版「長照機構防火安全設計技術專輯」、108年辦理「長照機構防火安全建築設計工作坊」,邀請建築師及相關技師共同參與獲得熱烈響應,並充分交換業務經驗分享對策。

(三)辦理長照機構防火安全諮詢輔導工作

為實地協助既有機構改善環境安全風險,提供輔導諮詢等服務,本所自106年度起共計辦理長照機構防火安全諮詢輔導36件及實地協助安全評估案件25件,並將完成改善之機構,提供做為防火安全示範。

 

 

圖6出版長照防火避難安全改善參考手冊

 

 

 

圖7與建築師雜誌社合作出版「長照機構防火安全設計技術專輯」

 

圖8邀請建築師及專業技師辦理「長照機構防火安全建築設計工作坊」

 

 


大事紀要
作者:許家睿

花政務次長蒞臨頒發「第10屆優良綠建築得獎作品」

       內政部為鼓勵綠建築發展,於108年12月14日下午舉辦「第10屆優良綠建築作品頒獎典禮」,由內政部花政務次長敬群親臨頒獎,表揚12件獲獎作品,同時於展示區展出得獎作品簡介看板,並配合舉辦「優良綠建築論壇」,希望優良綠建築能引領國內建築設計風向,促進台灣環境永續發展。

       優良綠建築作品評選活動自92年起至108年止共辦理10屆優良綠建築獎作品評選,累計106件得獎作品,成為建築界的學習標竿。本屆優良綠建築評選,計選出三峽北大特區全齡生活館等12件充分展現永續發展精神與環境教育價值的優良綠建築作品,其中民間案件多為黃金級與鑽石級作品,數量也大幅超過公有建築,顯見民間對綠建築理念已逐步扎根。

 

 

圖1 第1屆優良綠建築作品頒獎典禮合影


大事紀要
作者:蔡銘儒

與新加坡TÜV SÜD PSB辦理建築材料新南向國際合作檢測交流會

      防火建材於新加坡為強制性認證,TÜV SÜD PSB 為通過新加坡認證委員會新加坡實驗室認可(SAC-Singlas)計畫認證,產品於取得PSB認證證書之後,方可進入新加坡銷售,且其業務遍及泰國、印度尼西亞、馬來西亞、菲律賓和越南。有鑑於政府推動新南向政策,本次經由財團法人台灣建築中心、本所實驗中心及PSB合作,藉由108年10月22日至25日在本所防火實驗中心成功的見證後,三方於108年10月25日假台灣建築中心總部舉辦「建築材料新南向國際測試」合作備忘交流茶會,就建築材料性能檢測、認證,向國內建材產業說明與交流,未來將共同合作提供廠商服務。三方對未來深化合作、協助台灣材料廠商前進東南亞市場有極高的共識,並成就本次業務合作意向交流活動。

 

圖1辦理建築材料新南向國際合作檢測交流會合影

 

 


大事紀要
作者:黃國倫

本所與臺科大簽署建築領域技術合作備忘錄(MOU)

     本所業於109年1月13日與國立臺灣科技大學完成合作備忘錄簽署。

       透過此合作備忘錄之簽署,本所與國立臺灣科技大學(臺灣建築科技中心)之合作,可汲取該校教授群對建築結構耐震與材料創新應用相關領域之研究發展及實驗設備使用之經驗,有利於掌握國際建築研究發展之新動向,且國立臺灣科技大學地理位置與本所(材料實驗中心)甚近,具有地緣上合作之便利性,故本項合作將有助於雙方對建築理論及實務研究之正向發展。

       藉由跨單位合作,結合雙方於建築領域研究人力及實驗設備之資源,將研究能量拓展於低營建人力需求工法開發、多元類型工法實驗驗證、建築產業技術協助、技術法規修訂及材料創新技術研發等事項。


大事紀要
作者:蔡銘儒

本所與成大簽署「共同研發合作協議」

       國立成功大學大蘇副校長芳慶等校方代表,於108年8月16日邀請本所王所長,共商希望共同研發合作並進一步加強合作,善用雙方實力、資源與特色,擴大研發範疇、增進研發量能;雙方於108年10月17日及11月26日舉辦座談會達成共識,並奉本部同意由本所與成大簽署「共同研發合作協議」,除了推動產學及人才培育、研發與應用合作外,將由成大成立共研中心做為協議執行及合作溝通平台,以促進雙方之跨域創新發展,如老人長照醫療與建築及智慧科技跨域整合之高齡健康照護環境,及土木建築防火、防震科技跨域整合之複合性災害防制等;並善用雙方實驗人力與設備資源,提升實驗研究、建材檢測及產品研發上的量能,更能提升國內建築產業升級與國際競爭力。


大事紀要
作者:徐虎嘯

瑞士聯邦能源署Bisang副司長拜會本所

       瑞士聯邦能源署能源效率及再生能源司副司長Dr.Kurt Bisang為實地瞭解我國政府如何規劃制定能源相關政策及衡量執行成效指標,於108年11月初來臺進行為期1週的考察行程,由我國外交部歐洲司協助規劃,此行共計拜會經濟部能源局、台灣電力公司、行政院環境保護署、工業技術研究院、中華經濟研究院及本所等單位。Bisang副司長係於108年11月7日上午由我國外交部歐洲司陪同下前來拜會,由本所王副所長安強親自接待,會中業就我國綠建築政策之推動成果進行交流座談,雙方並就相關議題進行溝通。Bisang副司長對於我國綠建築標章推動成果表達敬佩之意,除感謝本所接待,回國後亦將就本次拜會成果向瑞士聯邦能源署提交我國能源政策報告,此舉對提升臺灣國際形象與國際能見度將有顯著幫助。

 

圖1副司長Bisang(右3)與本所王副所長(左4)及相關同仁合影


大事紀要
作者:蔡宜中

本所風雨風洞實驗室取得全國認證基金會(TAF)ISO/IEC 17025轉版認證

       ISO/IEC 17025於2017年11月29日大幅改版,TAF規定原1千八百多家以舊版(2005年版)通過認證之實驗室,都必須在2020年9月30日前,完成新版規範的轉版認證,未能通過者,原擁有之TAF認證資格將全面失效,屆時實驗室又要回到十幾年前建置階段,從初次認證開始。

       本項轉版認證評鑑工作在風雨風洞實驗室同仁同心協力合作下,根據新版規定,陸續新訂、修訂相關符合TAF轉版認證所需之品質文件、表單、佐證資料…等。實驗室於2019年10月28日送出TAF轉版認證申請,TAF安排評審員於11月21~22日間進行本實驗室之現場轉版認證評鑑,對本實驗室ISO/IEC 17025:2017大幅改版情形做一總體檢。評鑑過程大致順利,評審員提出之4項小缺失亦於12月10日全部改善完成,並將改善資料上傳予TAF評鑑小組。

       2019年12月12日經TAF告知本轉版認證案業已審核通過,於12月13日繳完新版證書費後,已順利於12月16日換發新證。通過ISO/IEC 17025新版轉版認證,本實驗室之業務,將持續與國際接軌;檢測報告書可續用TAF認證標誌,賡續受到國際之承認。

 

圖1 風雨風洞實驗室新版ISO/IEC 17025轉版認證證書


大事紀要
作者:郭彥廷

舉辦住宿式長照服務機構防火安全性能提昇機構表揚典禮

       本所為推廣並協助既有長照機構改善防火設施設備,於104年起補助財團法人台灣建築中心推動醫療機構老人安養中心及醫院附設護理之家防火安全諮詢輔導,迄今已有8家老人安養中心及醫院附設護理之家自主投入經費進行防火設施設備改善,爰辦理表揚活動,以鼓勵更多長照機構自主投入資源,廣泛提升防火安全性能。本次活動除了對8家機構(翠柏新村、悠然山莊老人福利機構,及橫溪恩主公、仁馨樂活、長庚醫院、臺中醫院、義大醫院及臺南市立安南醫院附設護理之家)進行表揚外,亦安排其分享機構設施設備改善之成果,讓其他機構可參考與學習,並加入主動提昇建築防火安全性能之行列;另外,商請台灣建築中心陳盈月經理、台大醫院急診醫學部石富元醫師、中央警察大學消防學系沈子勝教授、台灣科技大學建築系林慶元教授等4位專家透過經驗分享,推廣防火安全正確觀念,並鼓勵機構積極精進防火安全避難性能。本次表揚典禮廣受正面回響,圓滿成功。

 

圖1本所王榮進所長與貴賓及受表揚機構合影


大事紀要
作者:張志源

參加第11屆亞太地區老年學暨老年醫學國際研討會展示研究成果及發表論文

       因應高齡社會來臨,本所於108年10月23日至27日參加國際老年學暨老年醫學會及台灣老年學暨老年醫學會在台北國際會議中心舉辦的「第11屆亞太地區老年學暨老年醫學國際研討會」(IAGG 2019)。

      本次研討會共計5天,吸引全球35個國家地區,超過3,000名老年學及醫學領域之專家者與會,本所於本次會議共計發表四篇論文,分別「台灣療癒性環境研究的策略與未來前景」、「友善高齡者公園設計指引」、「台灣無障礙運動公園設計規範之研究」、「台灣公共建築物無障礙法令體系分析」,並於會場設立參展攤位及提供諮詢服務,展示近年高齡失智者居家環境及社區環境設計、療癒性環境應用於室內空間之研究成果,深獲與會學者及業者認同肯定,展現本所研究成果與價值。

圖1第11屆亞太地區老年學暨老年醫學國際研討會攤位展示與成果發表


大事紀要
作者:郭彥廷

辦理住宿式長照服務機構防火安全建築設計工作坊

       為提供建築師及消防設備師互相交流、共同學習的平台,本所於108年10月30日舉辦「住宿式長照服務機構防火安全建築設計工作坊」,約有30位建築師及消防設備師參加。工作坊主要透過分組討論方式進行,商請張政逸、廖慧萍、黃健詞、郭子文4位具有長照機構設計經驗的建築師擔任組長,提出實務案例和大家分享並作為討論的媒介,各組分配建築師及消防設備技師,藉由該案例提出各自長期執業經驗、遭遇問題、解決對策等進行跨領域交流;過程中並由本所及建築中心從旁協助分組討論及分享本所研究成果可在實務技術之應用方式,最後再由各組發表討論結果由其他組進行問答。其中,有設備技師提出風管、逃生路徑與空間配置相互關係之檢討、如何設置戶外升降機協助彌補逃生避難途徑之不足等內容,交流過程中互動熱絡,廣獲參與人員正面回響,工作坊圓滿成功。

 

圖1參與人員合影

 


大事紀要
作者:劉青峰

舉辦社會住宅工程應用BIM特別議題工作坊

      為協助解決國內社會住宅新建工程目前應用建築資訊建模BIM技術所面臨的課題,本所於今年(109年)迄今已舉辦3場「社會住宅工程應用BIM特別議題工作坊」,邀請建築產、官、學、研各界共同研商對策。
       特別議題工作坊從社會住宅工程全生命週期應用BIM相關之法制、資源、技術/產業、訓練等面向進行討論,議題包含BIM USE選用、酬金計算、人才職能基準與認證、教材大綱規劃等。會中邀請具有應用BIM實務的建築師事務所、營造廠、學者,以及已經導入BIM於社會住宅工程的地方政府共同分享案例經驗,討論提出社宅工程生命週期各階段應用BIM課題的解決方案,並進一步整合歸納提出推廣策略,希望能達到社會住宅建築品質提升,同時促進營建產業升級等效益。

 

圖1各界專家學者於工作坊分享案例經驗

 


大事紀要
作者:陳士明

本所建築防火避難驗證BIM成果於內政資訊成果發表會發表及參展

       為展現本部資訊成果,本部資訊中心於108年10月30日假臺大醫院國際會議中心舉行「內政資訊成果發表暨資訊發展研討會」,並邀集本部地政司、統計處、移民署、警政署、營建署城鄉發展分署及本所等單位發表研究成果。本所發表「以BIM輔助建築防火避難審查驗證」研究成果及設攤參展,本研究應用BIM作業模式,連動防火避難前提條件參數數值,提升防火避難評估公司及執行審查驗證委員等使用者作業的便利性,達到節省人工手動操作、縮短時程的目的,並提升參數數值及防火避難性能驗證結果數值的精準度,減少人工輸入、輸出AutoCAD資訊錯誤,以及避免使用者修改不可調整參數資料,確保驗證結果精確性。部長及部內長官於研討會當日蒞臨本所參展攤位,由本所王所長榮進及工程技術組陳組長建忠解說本所參展成果,另有許多觀眾至本所攤位洽詢研究內容,對BIM的發展表現高度興趣,現場互動熱絡。

 

圖1部長及部內長官於研討會當日蒞臨本所參展攤位

 


大事紀要
作者:李台光

舉辦鋼筋混凝土建築結構耐久性能診斷技術手冊研擬說明會

       為廣納外界對本所108年度委託研究「鋼筋混凝土建築結構耐久性能診斷技術手冊研擬」案相關手冊(草案)研究成果之意見,由受委託單位臺灣科技大學執行,108年11月25日於大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳,舉辦相關耐久性能診斷技術手冊草案之說明會,共計有70人次參與。

       本次說明會計有「鋼筋混凝土建築結構耐久性能診斷手冊」草案、「危老改建相關議題」及「耐久性能詳細診斷材料試驗」3項課題。本案業請研究團隊彙整與會先進意見,包括如何由耐久性能診斷結果評估建築物後續使用年限,及政府應建立建築物耐久性能檢測維護相關法規制度等,將研析於成果報告內參採。另對鋼筋混凝土建築物耐震初評方法(PSERCB)於耐久性定量評估之建議,將併同其他研究成果送營建署參考。


大事紀要
作者:姚志廷

參與臺灣科技大學臺歐盟國合計畫

       國立臺灣科技大學黃兆龍教授執行科技部補助之「臺歐盟國合計畫-營建廢棄物和結構物件的循環再利用於建築整修和營建所需節能預製構件」計畫,開發以營建廢棄物取代天然骨材之預製構件,作為外掛於建築外牆之隔熱板,為利該計畫之執行,臺科大邀請本所參與該計畫,並提供本所智慧化居住空間展示中心之易構屋(EAG),作為該構件示範工程展示場址,考量旨揭歐盟計畫為國際大型整合計畫,協助計畫推動有助於提升臺灣國際能見度,並有利於推廣循環建材,爰本所於108年8月與臺科大簽定合作協議書,並於108年11月底於易構屋(EAG)外牆組立完竣2片預鑄再生隔熱板,尺寸為1.2公尺寬;3.1公尺高;0.15公尺厚,未來將持續監測該隔熱板之隔熱性能。


大事紀要
作者:林谷陶

舉辦智慧建築標章審查講習課程

 本次講習已於108年12月6日假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳辦理,邀請本所王所長榮進致詞後,進行2019年「第二屆台灣智慧化生活提案競賽」頒獎典禮,續由本所環境控制組羅組長時麒介紹「永續智慧城市-智慧綠建築與社區政策簡介」、溫教授琇玲主講「AIoT時代智慧建築策略與發展」,及是日上下午進行「智慧建築評估手冊2016年版」之八項指標精神、內容,標章申請流程等詳細完整的解說,期使建築師、相關技師及業界更加熟悉智慧建築標章內容及審查作業,擴大推廣智慧建築標章之應用,並期盼參與的學員能成為協助推動國內智慧建築發展之種子,一起為推動智慧建築產業發展努力。本講習課程共計293人參加,活動圓滿成功。

 

圖1智慧建築標章推廣課程


業務報導
作者:姚志廷

出版綠建材解說與評估手冊2020年版

       依內政部「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。故為切合產業界與消費者之實際需求,並因應相關法規變動與建材技術之提升,每4至5年便會進行手冊改版。本所邀集相關領域之專家學者經過近兩年的討論與研議,編修完成「2020年版綠建材解說與評估手冊」初稿,再由本所經過會議審查及公告閱覽與修正後,於108年12月底完成手冊印製作業。

      「2020年版綠建材解說與評估手冊」共計維持七章,本次改版主要修正內容概述如下:

(一)再生綠建材: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:原僅「節能玻璃」1受理項目,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,增列與升降機道相鄰之分間牆隔音基準及橡膠緩衝材動態剛性基準。

(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)健康綠建材:小幅修正相關文字。

2020年版手冊改版,整合了本所多項研究成果與各界建言,針對綠建材評定範圍及基準進行增修訂作業,同時也是綠建材標章制度推動以來,增修改版幅度最大的一次,其大幅擴充了高性能節能綠建材及再生綠建材評定範圍,以切合產業界與消費者的實際訴求,同時也充分展現了本所對於建築節能與循環經濟所做的努力。此刻,全球暖化及資源枯竭問題日益嚴峻,新版手冊的出版將可持續引導我國建築、建材產業積極回應「人本健康、地球永續」的訴求。

考量「2020年版綠建材解說與評估手冊」改版後,申請廠商及試驗機構須有緩衝時間,以供因應,爰本手冊之施行時間本所已於109年2月7日函知相關機關、學(協)會及公會,將於109年7月1日實施。


業務報導
作者:徐虎嘯

108年度綠建築標章評定辦理成果

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108年12月底評定通過之案件總數為8,407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

       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19.95億度、省水9,518萬噸(相當於2.96座寶山第二水庫的容量),其減少之CO2排放量約為113萬噸,這個量約等於7.58萬公頃人造林(約等於2.79個臺北市面積)所吸收的CO2量,每年節省之水電費估計約達79.35億元。

三、綠建築分級評估實施成效

       屬自願性質之綠建築標章,其歷年通過案件依其建築類別分析,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26.49%,住宿類建築為22.71%,這兩類加起來已將近達到一半。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。(徐虎嘯)

 

 

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


業務報導
作者:張怡文

108年度智慧建築標章辦理成果

一、前言

       為促進建築與資通訊科技的整合應用,內政部建築研究所於93年建立「智慧建築標章」制度並受理申請,「智慧建築標章」係提供消費者作為判斷建築物是否善用資通訊感知技術,使建築物於使用階段的日常營運更具智慧,實現人性化空間的理想。內政部並於100年9月訂定發布「智慧建築標章申請認可評定及使用作業要點」,明定受理申請的依據。該要點第8點規定,評定基準應依內政部建築研究所出版的智慧建築評估手冊辦理。

      因應智慧科技日新月異,智慧建築評估手冊歷經3次增修訂,從一開始的2003年版評估手冊的7大指標,到2011年版的8大指標及分級制度,我國智慧建築正式邁入分級評估階段,讓消費者可進一步識別智慧建築,以維持智慧建築標章認證制度的公信力。而105年7月1日實施的現行智慧建築評估手冊2016年版,已簡化評估項目,分為基本規定及鼓勵項目,符合基本規定之要求者,即可取得合格級的智慧建築標章或候選智慧建築證書,其他鼓勵項目則由申請人自行視需要決定是否申請,賦予申請人更多選擇智慧科技應用的自由,促使智慧建築科技能更加貼近使用者的需求。

二、執行成果

       有關智慧建築的評定審查作業,目前採技術評定與核發標章的行政認可分別辦理方式,鼓勵民間人才及資金投入智慧建築標章評定審查技術服務,向本部申請指定為智慧建築標章評定專業機構,以擴大我國智慧建築標章認證審查能量。智慧建築標章為自願性申請制度,非為法規強制規定事項,僅能宣導鼓勵申請,為擴大推動成效,從102年7月起開始透過行政院核定的智慧綠建築推動方案相關規定之實施,由行政院公共工程委員會函請各中央機關及直轄市、縣(市)政府,於興建一定用途且造價達2億元以上的公有建築物時,將應取得智慧建築標章規定納入工程合約,管制政府部門公有新建建築物應進行智慧建築設計,要求於申報一樓樓版勘驗時,應同時檢附合格級以上候選智慧建築證書,於工程驗收合格並取得合格級以上智慧建築標章後,始得發給結算驗收證明書,故對公有建築物具一定強制性。

       截至108年底止,認可通過智慧建築標章478件(包括智慧建築標章130件及候選智慧建築證書348件)。歷年案件數量呈現逐年增加之趨勢(詳圖1),108年當年度取得智慧建築標章或候選智慧建築證書建築物數量已達116案,年度總量創年度新高。

 

 

圖1歷年智慧建築標章暨候選智慧建築證書通過件數統計圖

 

三、智慧建築分級評估實施成效

  由上述通過案件資料進一步分析,自101年起施行「智慧建築分級評估制度」,讓消費者可進一步識別智慧建築,以維持智慧建築標章認證制度的公信力。實施以來,採分級評估之智慧建築標章或候選智慧建築證書通過件數共計425件,其比例約占歷年核發智慧建築標章及候選智慧建築證書數量之89%;其中,鑽石級已有35件,其比例約8%;銀級以上共計109件,其比例約26%;合格級者共計253件,其比例約60%,占比最多(圖2)。

圖2 歷年分級智慧建築標章暨候選智慧建築證書通過件數等級統計

       此外,為進一步瞭解取得智慧建築標章案件之申請情形,依智慧建築普及率(即每年認可通過候選智慧建築證書及智慧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,近8(101-107)年智慧建築普及則為0.77%、0.83%、2.72%、2.65%、2.04%、3.37%及4.22%,仍呈現逐年增加之發展趨勢,而108年度截至11月底止,智慧建築普及率已上升至7.39%,創下新高。

四、未來展望

     近年來取得智慧建築標章的整體案件數,呈現顯著成長,案件數由102年11件(含為分級案件數)成長至108年116件,已大幅成長10.5倍,顯見推動公有建築物取得智慧建築標章政策成效顯著。為增加取得智慧建築標章的誘因,已於104年5月修正相關規定,將智慧建築標章的有效期限由3年放寬為5年;另為進一步鼓勵效期屆滿者繼續使用智慧建築標章,已於107年3月公告簡化延續認可的評定審查規定,預估後續延續認可案件數將持續增加。


業務報導
作者:姚志廷

108年度綠建材標章評定辦理成果

一、前言

       建築材料的品質不僅攸關居住環境的舒適美觀,對居住者的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,內政部建築研究所(本所)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,以利於國人選購優質建材,進而提升室內環境品質,帶動產業發展。綠建材係指在原料採取、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,訂定四大範疇進行評定,包括:以無匱乏危機之天然材料且經低人工處理製成之「生態綠建材」、對人體健康無害之「健康綠建材」、在防音、透水、節能等性能上有高度表現之「高性能綠建材」及廢棄物再利用製成之「再生綠建材」。

 

二、執行成果

      內政部建築研究所108年度持續在標章核發、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254件

     綠建材標章自民國93年受理評定,截至108年底,歷年已累計核發2,376件標章(1,821件健康、9件生態、190件再生與356件高性能綠建材),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16,596種系列產品,108年全年核發件數為254件(202件健康、33件再生及19件高性能),涵蓋1575種產品,且108年度核發件數較107年度再增加20件(歷年核發件數詳圖1)。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,將綠建材價格漸趨平穩,品質也持續提升,綠建材成了「高貴不貴」的材料。

 

 

圖1歷年核發綠建材標章件數

(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108年度分別於5月14日、8月16日、10月29日三度邀集相關專家學者,組成「綠建材標章評定專業機構查核小組」,前往綠建材標章評定專業機構(財團法人台灣建築中心)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

       為維護消費者及廠商之權益,108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一,108年度共計完成39件產品(包括32件健康、5件再生及2件高性能綠建材)之查核,生產廠查核及複查結果均符合規定;至產品抽驗部分,除部分產品試驗尚未完成外,其餘亦符合規定。本所透過此一不定期查核機制,不僅能維繫綠建材標章公信力,亦保障消費者及廠商權益。

三、結語

        我國綠建材標章制度在產官學研各界的共同推動下,已獲得廠商及消費者普遍的信賴與支持,成為國內最重要之優良建材識別標章之一,本所將持續進行綠建材宣導推廣、落實綠建材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。

 


業務報導
作者:江瑞平

大型家具與電器之防護策略

        震災時除建築物倒塌可能危及居民生命安全外,家具的危害也不可忽視,按日本統計大震災中有10%之人員罹難、30%至50%人員受傷,是因為家具傾倒、掉落或移動所造成。有鑑於其重要性,本所進行「大型室內家具與電器之震災安全防護對策」研究,蒐集國內外家具防震文獻與實施方法,並透過實驗模擬,以振動台地震動之動力加載試驗,確認防震措施對大型家具之防護效果與適用性,綜合歸納研究成果彙編「住宅空間大型室內家具與電器之震災安全防護對策手冊(草案)」,並將製作推廣影片擴大宣導,以協助國人提高防震準備,減少震災中的傷害。

一 家具地震危害特性

       地震時大型家具除了會因為傾倒、掉落直接造成人員受傷外,亦可能間接堵塞避難路徑或是引發火災,而導致嚴重的傷亡情況,絕不可低估其帶來之影響。依照交通部中央氣象局109.1.1公布修正前之震度分級表(如圖1),一般建築物在震度6-7會有倒塌、崩壞的危險然而,然而就住宅中普遍存在的大型家具與電器而言,在地震中的危害度不會因建築物新舊而有差異,但是樓層越高,因震度、振幅越大,家具傾倒情形越嚴重。 一般3樓以上於震度4開始會發生玻璃物品或餐具破損、掉落情形,而9樓以上高樓層之大型家具於震度5開始傾倒、掉落,成為傷人的凶器(圖2、3),以發生在2019年8月8日宜蘭外海清晨芮氏規模6的地震為例,新北市當時雖然只有震度4級,但中和一名60多歲婦人卻因為衣櫃倒塌壓傷無法移動,再加上衣服掉落導致缺氧而罹難,因此家具震害安全防護千萬不可掉以輕心。

 

 

圖1震度分級圖及所對應之破壞情況

 

 

圖2震度4造成物品掉落                                  圖3震度5造成家具傾倒

二.振動台模擬地震實驗結果分析

       本研究調查花蓮地震家具危害情形顯示,在沒有固定的情況下,櫃子損壞比例超過八成,是傾倒時容易造成危險的大型家具,而電器用品損壞的比例約4~6成,尤其電視櫃等易滑動家具易因地震搖晃快速移動造成衝擊傷害。因此本實驗將上述家具與電器列入實驗對象,放置於振動台模擬,加載輸入以正弦波為主,頻率共分為0.5Hz、1Hz、3Hz,分別模擬大約於建築物20樓、10樓與3樓之樓板震動頻率,比較家具在有、無固定的情況下,受到地震衝擊的差異。

 

圖4模擬10樓大型家具有無安裝固定裝置於震度6破壞差異

 

 

圖5模擬10樓,電視櫃有無安裝固定裝置於震度6破壞差異

 

        經振動台實驗,大型家具若無施加防護措施,在震度5(加速度達200gal)時即產生位移;施加防護措施後,耐震抗滑能力提高至震度6級(加速度達400gal);而若採施打矽利康於大型家具邊緣與牆壁接縫處之固定方式,則能有效提高耐震抗滑能力至震度7級(加速度達400gal以上)。電視等家電若無防震措施,約至300gal以上便發生傾倒現象,容易造成玻璃碎裂,導致人員傷亡且嚴重影響逃生路徑,電視櫃採鐵線進行固定,能有效提高抗位移能力至500gal以上仍無傾倒產生。

       而各種防震裝置以L型五金鐵件效果最好,其次依序是L型防震消能片、鏈條安全帶、伸縮桿、墊片。此外,以矽利康(Silicon)將家具黏著於牆壁上,防震效果也相當好。地坪材質對家具之防震能力影響很大,地毯的抗位移力明顯優於一般磁磚,若能再搭配前述適當防震措施,能有效提高大型家具之抗位移能力至600gal以上(震度7劇震400gal以上)。

       另外,安裝防震裝置時必須考量居家牆面、天花板及家具強度,以免無法發揮拉、撐的效用,在有防護狀況下震度6可保安全,震度7以上則需多種防震元件一起併用,防護較為安全。

若欲進一步了解實驗研究細節及結果分析可至本所網站參閱成果報告。

 

圖6常用防震元件裝置

 


業務報導
作者:陳佳伶

防音輕隔間牆之防火性能驗證

      依建築技術規則施工編第46條規定,寄宿舍、旅館、醫院、集合住宅等之分間牆或分戶牆以及昇降機道牆,應具有規定之防音性能。因此上述分戶牆及昇降機道牆除須符合防火時效規定外,另需符合隔音之規定,前述分間牆若為防火區劃牆,則需具備防火時效及防音性能,若為區劃內之分間牆,則可能僅要求防音性能及耐燃性能。目前通過防火時效認可的輕隔間牆壁,通常為骨架、耐燃面板及無機防火絕緣材料之組合,為了達到防音要求,或增加內部填塞之絕緣材料,或外加1~2層面板,或該牆體與樓板交接處須有彈性填縫材料…等等,實務上對於已具有防火時效之輕隔間牆要如何改善其防音性能,在建築管理及消費者皆為困擾課題。

      此外,依建築技術規則設計施工編第46條之3、4規定,列有分間牆、分戶牆空氣音隔音構造,該等構造哪些同時具有防火時效,若能透過實驗驗證歸納建立兩項性能相互間的勾稽關係,對於建築師、施工廠商乃至消費者言都是貢獻良多。

本計畫經市售產品比較分析、實驗驗證及匯集專家意見,歸納重點如次:

一、經檢測隔音牆產品之板材(如石膏板、水泥板、纖維水泥板、纖維強化水泥板、木質系水泥板、氧化鎂板或硬質纖維板等)總面密度(單位面積重)、填充材密度、填充材厚度及牆體厚度均小於防音規格式法規規定(如表1及表2)。而防火時效1小時之輕隔間牆之板材總面密度(單位面積重)、填充材密度、填充材厚度及牆體厚度更小於防音規格式法規規定(如表3)。基於以上原因,若依據規格式法規製作隔間牆,會面臨牆面厚度太厚、成本太高與顧客接受度降低…等問題,因此市面上大多數廠商,仍循新材料新工法的途徑,進行檢測,未來若能彙整各家廠商通過檢測之設計規格精進檢討,將更有利於降低生產成本與簡化行政程序。

表1 隔音牆規格試法令規定

表2 隔音牆產品規格

 

表3  1小時防火牆產品規格

 

二、由具有防火性能或隔音性能的輕隔間牆測試報告可知,兩者使用的材料(板材、填塞材、骨架)與設計概念大致相同,其中最大差異在於填縫材的處理。有些具有防火時效性能的輕隔間牆填縫,是以批土作為填縫材;而具有隔音性能的輕隔間牆填縫,則以矽利康作為填縫材。

三、目前市面有些廠商的型錄,雖有標榜同時具有防火時效與隔音性能的輕隔間牆設計。然而現今防火時效是以CNS 12514-1的試驗進行判定,但隔音性能是由CNS8465-1的試驗進行判定,此兩種測試法的試體框尺寸不相同,並且由各別的檢測報告可約略分析出,有些試體的填縫材與固定在試體框的周邊封裝材料,會依據不同的測試法而有所不同,如防火實驗時會以批土施作、隔音試驗時則以矽利康施作,如此將對於判定該產品是否兼具防火及防音性能產生困擾。未來如能以同一試體進行測試,將可以減少以上落差,並可降低檢測成本,惟兩者試體大小不同(隔音為防共振規格為3m×3.5m、防火規格為3m×3m),需進一步調和,以納入國家標準規定。

四、另外研究發現,若要使輕隔間牆需同時具備隔音與防火性能,建議除了使用具有防火性能之填縫材料外,亦應注意結構設計與施工品質,這也是影響試體防火性能差異的重要因素。


業務報導
作者:白櫻芳

都市低窪易淹水地區災前韌性評析與強化策略

       在流域整體治理中,都市區域排水集水區的易淹水地區、沿海地區等均面臨淹水災害之威脅,因應國家政策,淹水潛勢區域的強化策略必須考量氣候變遷、國土安全及復育環境敏感地區與國土破壞地區等面向來推動,然而在有限的經濟資源下,無法無限制地增加保護標準,因此必須結合「防災韌性」的觀,各縣市政府除了需要跨部門協力邁向韌性水城市永續發展之外,更需要透過由下而上的方式,藉由社區強化對洪災的耐災能力,提出社區對洪水韌性評估與總合調適策略規劃,以因應氣候變遷帶來的衝擊。

       本計畫提出都市低窪易淹水地區分析洪災於災前準備、災時應變強化韌性之策略,選擇易淹水的臺南市麻豆區埤頭里為主要研究對象,整合水利、國土與社會經濟領域,與地方社區共同推動洪災韌性提升之研究,進而建立淹水但「不怕水淹」之韌性水城市。透過檢視社區災害風險與防減災能力以掌握其面對洪災之韌性,並採用近自然解決方案提升都市面臨極端降雨之耐災能力。

()建立韌性社區四個步驟

       建立韌性社區有四個重要步驟,1.瞭解社區的洪水災害風險、2.採用社區應對洪水災害與災害後復原的策略、3.強化社區成員之間的網絡連結程度、4.掌握社區能應用於洪水災害與災後復原的資源。建構韌性社區的四步驟如圖1所示。

 

 

1建構韌性社區的四步驟

 

()社區風險辨識方法

       風險設定為歷史上最大的洪災事件,首先要瞭解自宅可能的遭遇的風險,掌握可能的住宅災害來源。其次在社區層面時,要瞭解社區災害的來源,分成:1.內水系統、2.內水地貌、3.外水溢堤、4.外水堤後等不同淹水的原因,以便快速掌握對應的策略方法。社區淹水風險來源如圖2,住家建築物淹水風險如圖3所示。

 

圖2社區淹水風險來源

 

 

3住家建築物自我辨識淹水風險

 

 ()社區耐災策略

社區可針對不同類型的洪水災害成因與特性,擬定相應且適合社區的耐災策略。良好且有效的社區耐災策略需於擬定時整合多元群體的建議與需求,並訂有明確的目標與流程,同時還有明確劃分責任和協調機制的組織來實現。良好且有效的社區耐災策略需達成三項目標:(1)整合多元群體的建議與需求、(2)明確的目標與流程、(3)明確劃分責任和協調機制的組織。建立社區耐災策略之方法詳如表1。

表1建立社區耐災策略之方法

 

 ()建立社區網絡構想

       社區網絡為基於分享共同價值觀的信任互助與合作關係進而產生社區間之緊密鏈結。當社區彼此之間關係良好並形成一個具凝聚力的團體時,即能夠於推動耐災策略時互助合作並提升效率,有助於正向提升應對災害的韌性。建立社區網絡之方法詳如表2。

2建立社區網絡之方法

 

()妥善應用資源構想

       妥善運用與掌握社區資源可提升社區在洪水災害時自給自足之能力,輔以外部資源的適當援助,可以有效執行社區耐災策略,進而提升社區韌性。妥善運用資源之方法詳如表3。

3妥善運用資源之方法

 

 

()韌性社區推動

       本研究結合水患自主防災社區,嘗試實際推動韌性社區之觀念,由於目前水利署所推動的自主防災社區在災害應變階段有非常良好的應變規劃與網絡連結,因此可以在此基礎上擴充對於災前風險辨識與災後復原操作之功能,即可形成有效的韌性社區功能。經過兩次在臺南市麻豆區埤頭社區的工作坊操作過程,埤頭社區的自主防災社區對於強化災前與災後之工作接受程度相當高,可見低窪易淹水之社區對於韌性社區之理念非常贊同,也希望能藉此提升社區面對災害之韌性,韌性社區理念如圖4所示。

 

4 韌性社區理念

 

 


業務報導
作者:范仲棋

卜作嵐摻料對再生混凝土與鋼筋間界面作用機理探討

       摻加飛灰及爐石等卜作嵐材料有助於混凝土晚期抗壓強度的提升及其耐久性的表現,且摻加卜作嵐材料也可減少混凝土的泌水現象,改善混凝土與鋼筋間界面的品質,增加混凝土的握裹強度,不過摻加大量卜作嵐材料的再生骨材混凝土與鋼筋間界面作用機理尚未被完整探討,特別是再生骨材的表面孔隙量多、吸水量大,加上卜作嵐材料的作用,使再生骨材混凝土與鋼筋間界面的作用機理趨於複雜,有必要針對該界面之巨觀及微觀行為進行探討。

       基於上述概念,本研究製作摻加飛灰及爐石卜作嵐材料(取代水泥重量之0%、30%、45%、60%)之(使用碎化後混凝土塊)再生骨材混凝土及傳統骨材混凝土,進行巨觀的鋼筋拉拔試驗及微觀的界面觀測,解析卜作嵐摻料對再生骨材混凝土與鋼筋間界面作用機理。由本研究結果可知,整體而言,無摻加卜作嵐材料(控制組)之傳統骨材混凝土及摻有爐石之傳統骨材混凝土,7天齡期之抗壓強度較摻加飛灰之傳統骨材混凝土高,前二者7天抗壓強度均已超過200kgf/cm2,28天抗壓強度亦達到設計強度(280kgf/cm2)的要求。另外,用爐石取代30%、45%及60%水泥重量之傳統骨材混凝土,其28天抗壓強度分別為394kgf/cm2、422kgf/cm2及434kgf/cm2,相較無摻加卜作嵐材料之傳統骨材混凝土28天抗壓強度295kgf/cm2,明顯高出許多,本研究結果可協助業者研發高抗壓強度混凝土。

       圖1及圖2所示為鋼筋拉拔試驗結果,從圖中可發現7天齡期時,混凝土的握裹強度均未隨添加飛灰而有明顯提升的現象,這是由於飛灰早期的卜作嵐反應尚未完全進行,因此對混凝土與鋼筋間的握裹強度幫助較小;齡期28天時,飛灰的卜作嵐反應開始進行,混凝土整體的握裹強度略為提升;齡期56天時,摻加60%飛灰之混凝土雖較45%飛灰之混凝土略低,但其握裹強度仍大於無添加卜作嵐摻料之混凝土(控制組)。比較爐石摻量的影響可知,7天齡期時,摻加45%及60%爐石之混凝土握裹強度有明顯高於控制組的現象,這是由於爐石具有部分水化反應的性質,可在早齡期時提供混凝土強度,增加混凝土的握裹強度,晚齡期又可進行卜作嵐反應,因此摻加混凝土與鋼筋間的握裹強度比摻加飛灰的混凝土高。整體而言,56天齡期時,兩種摻有卜作嵐材料的混凝土之握裹強度有接近的趨勢。

 

圖1傳統骨材混凝土握裹強度

 

 

圖2再生骨材混凝土握裹強度

 

編號說明:N為傳統骨材混凝土、R為再生骨材混凝土、280為混凝土28天設計強度280kgf/cm2、F30為飛灰摻量30%(其餘推)、S30為爐石摻量30%(其餘推)。

       另觀察鋼筋拉拔試體破壞情形,如圖3至圖5所示。從圖中可看出兩種混凝土的鋼筋拉拔試體均出現劈裂破壞,即鋼筋被拉拔的過程中,混凝土於鋼筋周圍出現裂縫,造成鋼筋失去與混凝土的握裹強度而破壞。隨齡期及卜作嵐材料摻量的增加,劈裂裂縫的寬度及長度有增加的趨勢,係因卜作嵐材料進行卜作嵐反應,提升混凝土晚期抗壓強度,使劈裂破壞趨於脆性所致。

 

       此外,本研究利用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀測混凝土與鋼筋間界面的微觀結構,探討再生骨材及卜作嵐材料對界面的影響。一般而言,混凝土與鋼筋間界面的氫氧化鈣含量較高、孔隙量多,不利於鋼筋握裹強度的表現。觀測結果顯示,齡期28天時,隨飛灰及爐石摻量的增加,界面的氫氧化鈣數目逐漸減少,惟高飛灰摻量者於56天齡期時仍有未反應之飛灰顆粒(圖6及圖7),可知需更晚齡期方可將剩餘飛灰反應完成;摻加爐石之混凝土於齡期28天時所含氫氧化鈣數目已明顯減少,而齡期56天時所剩為數甚少之氫氧化鈣周圍已被大量的C-S-H膠體包圍(圖8),可知混凝土與鋼筋間界面的品質獲得理想的改善,可提昇混凝土的鋼筋握裹強度,進而可望縮短鋼筋於混凝土內的埋置深度。

 

 

結論:

       由試驗結果可知,28天齡期,用爐石取代30%、45%及60%水泥重量之傳統骨材混凝土抗壓強度已分別達394kgf/cm2、422kgf/cm2及434kgf/cm2,比無摻加卜作嵐材料之傳統骨材混凝土28天抗壓強度295kgf/cm2高出許多;56天齡期時,摻加爐石或飛灰卜作嵐材料之傳統骨材混凝土或再生骨材混凝土之鋼筋握裹強度,均較無摻加卜作嵐材料之傳統骨材混凝土或再生骨材混凝土鋼筋握裹強度高出20%至45%。本研究結果可協助研發高抗壓強度混凝土及研訂縮短鋼筋於混凝土內的埋置長度。


業務報導
作者:周楷峻

應用非線性動力分析法於中高樓層軟弱層及扭轉不規則建築之詳細耐震能力評估

       根據現行部頒「建築物耐震設計規範與解說」規定,建築物具下列三類不規則者須進行動力分析。包括(1)高度等於或超過50公尺或15層以上之建築物;(2)建築物超過20公尺或5層以上,且其勁度、重量配置或立面幾何形狀具有立面不規則性,或具有平面扭轉不規則性者;(3)建築物超過5層或20公尺,非全高度具有同一種結構系統者。一般而言,側推分析僅適用於規則性建築,不規則建築應以動力分析為主,其中又以非線性動力歷時分析法最為精確。

       因目前國內建築物高度在50公尺以上者,應將結構設計委託審查,結構設計品質較有保障,反觀20至50公尺之中高樓層建築物常因其商業用途及使用機能所需,其結構特性常產生力傳遞路徑不良、贅餘度不足、底層軟弱、結構不規則效應過大及非韌性配筋等問題,以致易產生震損甚至倒塌造成大量人命傷亡。目前常用耐震能力評估程式皆屬於定義構件非線性鉸的工具,但中高樓層建築物之動態行為需考慮高模態與地震歷時方向組合的影響,僅採用側推分析法之準確性不足,詳細耐震評估方法仍以非線性動力歷時分析為佳。

       有鑑於此,本所在本部「都市危險及老舊建築物加速重建條例」及「住宅性能評估實施辦法」推動下,賡續推動建築耐震相關研發與推廣工作,可適用於新建及既有建築物。配合行政院「全國建築物耐震安檢暨輔導重建補強」計畫,針對快篩後疑似具有高危險疑慮建築物,高度在20至50公尺者,採用非線性動力分析法,進行軟弱層及扭轉不規則建築之詳細耐震能力評估研究,以協助所有權人辦理詳細耐震評估。

       本研究發展一實用之機率式建物倒塌耐震評估方法與流程,分析流程包括:(1)建立倒塌結構數值模型;(2)挑選數組合適的歷時震波;(3)選定倒塌判定準則;(4)執行增量動力分析;(5)建立倒塌易損曲線; (6)計算倒塌機率性能指標,及(7)判定倒塌機率是否滿足容許值等步驟。該方法係簡化自美國FEMA P-58之非線性增量式動力分析法、倒塌易損分析法,並計及結構在強震下的非線性動態特性及地震力的不確定性等項因子。本流程中每一步驟都可視學理發展、程式改版與實務需求做精進改善,使分析結果更能忠實反映結構受震倒塌機率。惟因FEMA P-58對於建物倒塌的判定準則與倒塌性能指標的選擇並無明確的建議。因此,本文乃參採PEER-TBI與ASCE 41-13技術報告針對RC構造建議二項倒塌判定準則,分別稱為「整體結構」與「局部構件」倒塌判定準則。整體結構準則為任一樓層之最大層間變位角達4%,局部構件準則為任一柱構件達軸向破壞位移,參照TEASPA V3.1所計算之Da

       為檢驗梁柱局部構件塑鉸定義之合理性,本計畫收集34組柱實驗資料,其中12組來自Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER)實驗資料庫、9組來自日本實驗室資料庫、13組來自國家地震中心實驗資料庫。有關梁、柱構件塑性鉸設定,經由實驗與分析驗證顯示,ASCE 41-13所建議之塑性鉸,針對最大強度的預測與單曲率柱實驗值接近,但高估雙曲率柱的強度。極限變形部分,低軸力下約可預測4%層間位移角,但隨軸力增加則降低2%層間位移角,屬於較保守的預測。相反的,TEASPA V3.1所定義之塑鉸參數,可有效掌握各種破壞模式,對於初始勁度、最大強度及極限變形,也有較合理的預測結果,如圖1至圖4所示。

       進行非線性動力歷時分析時,如採用商用軟體(如:ETABS程式),塑鉸之設定必須由原有側推分析的P-M2、P-M3轉換為M2、M3塑鉸,使能啟動遲滯迴圈規則,例如Takeda模式,來描述塑鉸的加載與卸載行為。值得注意的是,受限於程式功能,動力分析中無法呈現軸力變化對塑鉸參數變化的影響。因此,M2及M3塑鉸參數至少須考慮構材的初始軸力(即靜載重及1/2活載重)。

        有關倒塌性能指標的訂定方面則參採ASCE 7-10及FEMA P695建議之倒塌機率容許值,亦即:「最大考量地震力之倒塌機率」小於10%,作為判定建物是否有倒塌疑慮之標準。其中,前者之最大考量地震力可採用我國設計規範之值,十分方便實務之應用。

       本研究分別以1個扭轉不規則及1個軟弱底層中高樓建物案例,說明本文所建議倒塌性能評估法之執行程序,並和靜力側推分析比較。案例分析如圖5至圖8,及表1與表2顯示,非線性動力分析因為採用直接積分法且處理不平衡力的迭代,計算時間較非線性靜力側推分析長,但對於平面或立面不規則性結構仍有必要。具扭轉不規則建築結構或軟弱底層建築結構,以機率式倒塌易損曲線方式判定,其地表加速度值較側推分析評估結果低。尤其,扭轉不規則建築結構受觀測點之點位選擇影響,側推分析結果變異性大,分析結果恐有不保守的疑慮。

       綜合上述,對於扭轉不規則與軟弱底層建築物,採用非線性靜力側推分析,無法反映中高樓建物的高模振態及其地震反應中的諸多不確定因子,在中高樓結構耐震評估應用上有所不足。若採用非線性增量動力分析法時,於非線性分析模型中輸入依FEMA P-58程序所挑選與調整後之雙向地震波,再搭配PEER TBI-Task 7「總體結構」及國家地震工程研究中心「局部構件」之準則,建立倒塌易損性曲線。並參採ASCE 7-10及FEMA P695,由倒塌易損性曲線獲得最大考量地震等級且倒塌機率10%所對應之有效地表加速度值,使分析結果能忠實反映結構受震倒塌機率,以完成詳細耐震能力評估。

       本研究已針對建築物耐震設計規範及解說第八章既有建築物之耐震能力評估與耐震補強等節之條文或解說,提出修正建議,並提供內政部營建署參採。另所提鋼筋混凝土梁柱塑鉸之設定,業以國內外程式驗證,其塑鉸模型、相關柱構材實驗資料庫與詳評法模型驗證等成果,可提供業界以非線性動力法,進行中高樓層軟弱層及扭轉不規則建築耐震詳評之參採。

 

 

1案例1分析與實驗結果比較

 

 

圖2案例2分析與實驗結果比較

 

 

圖3案例3分析與實驗結果比較

 

 

圖4案例4分析與實驗結果比較

 

 

圖5扭轉不規則結構模型與側推分析塑鉸分佈(左:x向、右:y向)

 

表1 扭轉不規則結構之側推分析結果

 

 

 

 

(a)增量動力分析曲線                                          (b)倒塌易損曲線

圖6轉不規則結構之非線性動力歷時分析結果

 

圖7弱底層結構模型與側推分析塑鉸分佈(左:x向、右:y向)

 

表2 軟弱底層結構非線性靜力側推分析結果

 

 

 

(a)增量動力分析曲線                                       (b)倒塌易損曲線

圖8軟弱底層結構非線性動力歷時分析結果


業務報導
作者:郭建源

研擬太陽光電系統風壓係數提升構造耐風性能

       太陽能發電是政府積極推動之綠色能源之一,各地設置於建築物屋頂或地面的太陽光電系統日漸增多。其配置形式及安裝位置可概分為斜屋頂平貼型、平屋頂距置型、地面距置型、地面單斜式棚架型及平屋頂單斜式棚架型等。而臺灣地處西太平洋颱風活躍的路徑上,每年或多或少可能有不同強度的颱風侵襲,特別是近年因氣候變遷,極端天候頻仍,出現強烈颱風的機率大幅增加,在104年8月及9月相繼受到蘇迪勒、杜鵑強烈颱風侵襲,即有許多太陽能光電系統損壞情形。因此,無論是上述任一種型式之太陽光電系統,其太陽能光電面板、下部支撐架構件及接合扣件均需經妥慎之結構耐風設計與分析,以確保在強風吹襲下之安全性。

       國內一般建築物之主要風力抵抗系統及局部構材或外部被覆物之耐風設計係根據營建署頒布之「建築物耐風設計規範及解說」(2015),但其中並未完全涵蓋上述各太陽光電系統之耐風設計規定。為確保國內太陽光電系統之耐風安全性,本研究先回顧美國相關規範之規定,釐清我國「建築物耐風設計規範及解說」(2015)未能涵蓋之部分,是否能相容應用;再考慮國內現存設計情況,針對現有規範未規定者,執行一系列風洞試驗,採用極值分析求取極值風壓係數,統合並簡化分析結果,以研擬耐風設計所需之風壓係數相關條文及圖表,俾為設計者執行耐風設計之依據。

       研究過程參考ASCE7-16之規定,並將相關淨風壓係數圖加以公式化,分別擬訂斜屋頂平貼型及平屋頂距置型子系統之風壓係數,建議修正「建築物耐風設計規範及解說」(2015)「圖3.1(b)(c)(d)(e)屋頂外風壓係數(h≦18 m封閉式或部分封閉式建築物之局部構件及外部被覆物)」。並根據SEAOC(加州結構工程師協會) PV2-2012及加拿大學者Kopp實驗結果,推估地面距置型與平屋頂距置型極值風壓係數之關係,再以平屋頂距置型之風壓係數為基礎,擬訂地面距置型之耐風風壓係數與計算公式。同時,依據本計畫屋頂單斜式棚架型之風洞實驗極值分析結果(試驗模型示意圖如圖1~圖2),配合對地面單斜式棚架型設計風壓變化趨勢之觀察,擬訂平屋頂單斜式棚架型子系統之風壓係數。又依據地面單斜式棚架型之風洞實驗(試驗模型示意圖如圖3~圖6)極值分析結果,檢討「建築物耐風設計規範及解說」(2015)圖3.3(a) 「開放式建築物之單斜屋頂局部構件及外部被覆物淨風壓係數」之適用性。結果發現現有規範數值可包含大部分實驗所得最大正(負)淨風壓係數,但實驗結果顯示有下列例外:(1)面板傾角10度、面板下有阻擋之地面單斜式棚架型子系統區域3(如圖1b)之最大正淨風壓係數中約有兩成比規範值大;(2)面板傾角30度、面板下無阻擋之地面單斜式棚架型子系統區域2(如圖1b)之最大正(負)淨風壓係數均遠小於規範值,但區域3(如圖1b)之最大負淨風壓係數有少數比規範值大;(3)面板傾角30度、面板下有阻擋之地面單斜式棚架型子系統區域3(如圖1b)之最大正(負)淨風壓係數中有少數比規範值大。

       綜整前述,本研究針對國外規範已有規定,但應用於國內仍有疑慮者,或台灣常見但未出現於國外規範或文獻者(例如平屋頂單斜式棚架型),將考慮國內常見設計情況,斟酌擬定試驗參數組合(面板傾角、長寬比、面板有無突出、面板下有無阻擋、有無女兒牆等),在本所風洞實驗室分別執行一系列風洞試驗,以極值分析求取不同情況下之最大正(負)淨風壓係數。再統整各分析結果,參考地面單斜式棚架型之耐風規定,擬議平屋頂單斜式棚架型耐風規範草案,最後綜合評估訂定各太陽光電系統之設計風壓係數,俾供國內相關人員設計太陽光電系統設計時參用,以確保耐風安全。

 

圖1(a)                                                                                    圖1(b)

圖1(a)屋頂棚架型子系統示意圖(無阻擋);(b)面板分區示意圖

 

2屋頂棚架型子系統示意圖(有阻擋,阻塞比大於50%)

 

 

3地面單斜式棚架型子系統示意圖(無阻擋)

 

 

4地面單斜式棚架型子系統示意圖(有阻擋,阻塞比大於50%)

 

 

圖5地面單斜式棚架型子系統風洞試驗模型與地況模擬

 

圖6地面單斜式棚架型子系統風洞試驗模型(有阻擋,阻塞比大於50%)


業務報導
作者:謝宗興

地方政府建築資訊建模(BIM)圖資交付平台規劃

       新北市政府工務局推動BIM業務,目前擁有20多例已完成的BIM模型,且目前運作中的BIM建照申請作業已有部分建築師運用全BIM圖說申請,未來全面且深入的BIM圖資運用勢不可擋,然而目前各種法令與慣例皆無運作方法。面臨這個新時代技術的衝擊,新北市政府工務局與本所合作研究如何建立BIM模型實務應用平台,銜接建築業者提供的資料,且符合內政部營建署未來全國建築管理平台發展的規劃。

       針對國內、外有關BIM圖資交付資源平台進行系統性的分析與盤點,本計畫針對新加坡及日本進行深入分析;亦訪談營建署及地方政府(臺北市、新北市、桃園市及臺中市)執行有關或運行中的BIM圖資交付平台,了解各單位之系統執行狀況做為基礎資訊。探討國外已開發BIM較為成熟之資源平台,與國內目前發展中的資源平台進行比較分析,成果彙整如下表。

 

1 BIM資源平台分析及盤點綜整表

       當政府部門積極推動應用BIM技術的同時,若無法清楚知道目前國內實際使用BIM的技術發展與應用現況,容易造成資源投入浪費或是決策錯誤等問題,進而延滯國內BIM技術的發展速度,甚至應用成效。因此站在政府永續發展及協助解決產業應用BIM技術、知識與人力缺口的角度而言,適時進行國內BIM資源盤點,進而提出以盤點成果為基礎的後續規劃與計畫,對於BIM技術的應用深度與廣度絕對有助益。

      研究實證過程中實際檢視14件案例,文件格式以IFC為主,其中有2件僅收存PDF格式文件沒有IFC格式,全部14件中僅有1件收集到RVT格式檔案。以政府機關收存後「再利用」的角度來看,如在契約中未註明,完工時應提供完整繪圖格式檔案時,政府機關一般僅能收到IFC格式檔案,並以此作為資料蒐集與分析的基礎,無法於繳交模型檔案中抽取相關元件等資料再利用。

       經深入瞭解「新加坡」及「日本」現有的BIM圖資交付平台,發現日本平台架構與作法,值得學習參考。訪談營建署及地方政府(臺北市、新北市、桃園市)規劃或運行中的BIM圖資交付平台,參考既有建築工程專案作法,進行資源整合,釐清國內現行BIM模型交付內容。提出BIM圖資交付平台之全生命週期規劃構想,包含:BIM圖資交付平台目的、交付規則、成果應用情境、系統建置與資安防護建議及BIM圖資交付平台規劃方案,供日後建立各地方政府BIM圖資交付平台參考。

 

 

1 全生命週期圖資交付檔案儲存架構

       BIM圖資交付平台發展計畫藍圖需要納入「制度面」、「系統面」及「執行面」三個不同面向,並依據內政部營建署、建築研究所、各縣市政府及系統開發團隊不同角色單位,提出可行之「未來發展藍圖計畫草案」,如圖2。並於108年11月12日,與新北市政府工務局合作召開成果說明會,彙整平台草案規劃意見,提升成果的務實性與可行性。

       本計畫提出之平台草案,可因應國內的BIM應用,避免以前交付BIM圖資再利用可能面臨的問題,創造未來應用BIM圖資的無限可能。未來建議配合內政部營建署建立的通用性BIM輔助建造執照審查模式、圖資交付項目及通用BIM圖資交付系統,除能滿足未來建造執照審查及圖資交付需求,更能因應BIM資訊廣泛應用的智慧化發展。且建議內政部營建署系統性的檢討國內目前與BIM相關的建築法規,化解相關的限制與衝突,研擬一套建築工程應用BIM技術準則,供所有單位參考,做為日後國內各機關BIM資源分享的基礎,讓BIM的成果與效益具有加乘效果。

 

圖2 未來發展藍圖計畫圖

 

 


專題報導
作者:張乃修

本所109年度建築研究科技計畫簡介

       本所109年度依行政院中程施政計畫之「建構永續、宜居環境」方針,規劃辦理高齡者安全安心生活環境、前瞻建築防火避難及結構防火科技研發整合應用、建築與城鄉安全防災韌性科技發展、建築工程技術發展與整合應用、建築資訊整合應用躍升、創新循環綠建築環境,以及智慧化居住空間整合應用人工智慧科技發展推廣等7項科技計畫。各項科技計畫之內容分述如下:

一、高齡者安全安心生活環境科技計畫(4/4)

  本計畫以建構高齡者安全、安心之生活環境為目標,著眼於建築政策、法令、技術及工法研發,導入先進國家無障礙建築法令,提出國內建管法令修正、建築技術研發及成果應用推廣,以提升高齡者生活環境。計畫主軸包含高齡者生命歷程及照顧環境規劃設計、公共建築物友善生活環境建構、先進國家身心無障礙環境法令趨勢、社會住宅及高齡安全環境營造、高齡與特殊身體及心理認知障礙者空間行為模式等。

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)

  本計畫從「可靠性」、「人本」及「永續性」,研發具備「可靠性安全(Reliable Safety)」、「有效性避難(Effective Evacuation)」、「永續性調和(Harmonization with Sustainability)」等之防火安全設計及工程技術,以及精進多重性災害作用下鋼結構防火性能,俾能達成人與建築物俱能安心安全之目標。計畫主軸包含防火對策與法規制度精進、建築永續性與智慧化技術應用、通用避難設計與創新技術、防火煙控性能精進與創新技術、區劃構件與鋼結構耐火技術精進等。

三、建築與城鄉安全防災韌性科技發展計畫(2/4)

  本計畫係配合國土計畫法實施,因應氣候變遷極端天氣、都市內水災害、地震災害與山坡地災害等自然環境變遷,以及高齡社會、老舊都市之社會環境變遷,發展建築與城鄉安全災害韌性技術,形塑韌性城鄉俾奠定國家邁向永續發展之基礎為目標。計畫主軸包含建築與城鄉災害韌性規劃技術研發、建築與城鄉洪災減災調適韌性策略與技術、坡地住宅社區減災營造與研發智慧預警系統、防災先進科技應用以及高齡社會防災因應等。

四、建築工程技術發展與整合應用計畫(2/4)

  本計畫係為因應遽變的氣候環境與社會需求,國內之建築工程技術亦應與時俱進,滾動更新,持續朝向抗震、防風與耐久的方向發展,並全面整合與推廣應用,以建立居住安全、環境舒適與節能減碳的永續家園,達到帶動國內整體建築工程技術與品質之提升,及引導國內建築產業同步邁向節能減碳、永續發展之目標。計畫主軸包含建築物整建修復及耐久性能研究、精進建築結構耐震技術研究、風工程技術多元應用研究等。

五、建築資訊整合應用躍升計畫(2/4)

  本計畫係以建築技術數位升級、建構數位居住環境為目標,推動國內營建AEC產業4.0升級,充分利用數據分析,更有效地規劃新的建築與相關設施,以更低的成本建立及營運維護;並橫向聯結行政院前瞻數位基礎建設之建構開放政府及智慧城鄉服務,及亞洲矽谷推動方案之建構物聯網完整供應鏈,將BIM與GIS以及物聯網結合,打造數位城市,作為各項AI人工智慧應用的基礎資訊。計畫主軸包含充實BIM作業指南、輔助建築管理行政、精進建築營運維護、研訂建築資訊規範等。

六、創新循環綠建築環境科技計畫(2/4)

  本計畫本於「生態、節能、減廢、健康」的概念,積極研發適用於台灣亞熱帶及熱帶氣候條件與生態環境之綠建築科技與技術,同時整合永續發展與循環經濟理念,帶動綠建築創新循環產業模式與技術發展,以科技創新打造永續宜居環境,提升居住品質,俾達國土永續建設之整體政策目標。計畫主軸包含建築節能減碳與室內環境科技、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。

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)

  本計畫係從民眾角度營造安全、安心、永續、民主的生活環境,推動以居住空間為智慧生活之載體,促進建築、資通信產業整合發展,創造安全、健康、節能與舒適環境為目標。計畫主軸包含促進創新服務與整合發展、培育人才支持產業發展、研修法規與機制、展示推廣與交流、推動辦公室運作等。

    本所科技計畫將持續以跨域整合為目標,積極落實法令及技術推廣,強化建築創新科技技術,以提升國家整體生活環境品質,讓社會大眾能享有更美好、舒適、永續之都市與建築環境。


專題報導
作者:王鵬智

第33屆中日工程技術研討會建築研究分組辦理成果

 

圖1建研所王所長於開幕式與日方專家合影

 

 

壹、前言:

       本(33)屆中日工程技術研討會由本所擔任建築研究組主辦單位,就「日本因應超高齡社會居住與設施課題之解決-日本50年間之對策」、「日本推動CLT多層次實木結構積材建築防火設計之策略與發展」、「日本建築工程應用BIM的理想、現況及挑戰」、「日本零耗能建築政策的概念、定義和評估方法以及設計手法介紹」等議題,邀請日本4位專家學者及建築師前來進行經驗介紹與心得分享,以進一步協助國內建築領域學術技術水準之精進與發展。

 

貳、研討會執行概況

       本屆中日工程技術研討會建築研究組於108年11月5日及11月6日,假大坪林聯合開發大樓15樓國際會議廳辦理並同時辦理專家座談會,成果豐碩。公開演講及座談會安排時間如下:

一、議題一「日本因應超高齡社會居住與設施課題之解決-日本50年間之對策」/日本京都大学大學院工学研究院建築學專攻三浦研教授主講

       三浦研教授就日本因應超高齡社會居住與設施課題之解決-日本50年間之對策內容作更進一步的介紹,包括提到日本從1963年老人福祉法制定,到2000年照護保險設立,因應超高齡社會,在設施與居住處之間的協調是透過創造出有照護機能的社區來達成。日本地區整合照護是一種以提供符合需求的住宅為基本,並以確保生活上的安全、安心、健康,在日常生活的場所,適當地提供醫療、照護及其他福祉服務等各式各樣生活支援服務的體制。配套的法令主要為2017年修訂住宅安全網法案。三浦研教授更特別提到未來日本將更重視失智症者所需的環境,包括設計出家庭式、熟悉感的環境,並活用五感及確保無壓迫感的安全性及居住場所的多樣性,會更重視照護單位小規模化。最後進行與會人員與講師間的交流討論,出席與會人員發言踴躍。會後本所並安排三浦研教授參訪新北市三芝鄉的雙連安養中心,瞭解國內安養中心設施設備及照護情形,建立了本所與日本資訊交流互動的重要聯繫管道。

 

議題二:日本推動CLT多層次實木結構積材建築防火設計之策略與發展/日本櫻設計集團一級建築師事務所安井昇代表主講

       安井昇建築師以日本發展CLT建築之經驗為主軸,內容涵蓋日本CLT建築之結構與火災安全性能驗證、CLT建築案例介紹、CLT建築法規、消防法規因應新規定,並介紹CLT建築構造材料耐火試驗等說明。演講內容以日本都市的演化,由早期木構造建築街道,演變到現代鋼筋混凝土、鋼構建築的辦公室大樓城市景觀,並介紹日本對CLT木構造建築都市的憧憬。由日本在因應CLT建築法規的調適修正,介紹到CLT木構造構材的防火試驗方法,研討會藉由安井昇建築師以火災風險的角度,提供日本CLT建築之消防及防火避難安全具體思維及作法,安井昇建築師並提供大量的研究資料,供國內相關政策推動及研究發展之參考。

 

三、議題三「日本建築工程應用BIM的理想、現況及挑戰/日本芝浦工業大學建築學部建築學科志手一哉教授主講

       志手教授講授日本建築產業的特徴、日本建築工程應用BIM(建築資訊建模)的現況、日本建築BIM推進會議的重點、日本中央政府推動BIM之手段,並說明日本政府推動BIM之七大策略。志手一哉教授就所彙整之議題內容逐一回復,並與我國專家學者進行討論及意見交流,本次議題資料豐富並經由詳細內容介紹,與會代表均表示日本相關發展經驗及推動政策,對於我國後續BIM發展推動政策制定、執行及落實極具參考價值。同時藉由此次研討會,日後還能有機會,進行更深入之交流。

 

議題四「日本零耗能建築政策的概念、定義和評估方法以及設計手法介紹」/日本日建設計總合研究所丹羽英治(Niwa Hideharu)理事/主席研究員主講,

       丹羽理事就日本零耗能建築政策的概念、定義和評估方法以及設計手法等內容進行介紹。並且以其親身參與規劃設計及推動執行等相關實務經驗,在有關設計手法內容解說上,搭配實際的案例,進行設計及應用情形說明。丹羽英治理事演講內容,主要包括日本零耗能建築的概念、定義、評估方式、政策、推廣狀況、設計手法、實現的可能性及今後的課題與發展等內容進行演講,最後進行與會人員與講師間的交流討論,包括簡報內容釐清及有關零耗能建築相關問題詢問。丹羽理事從政府政策制訂及推動、民間單位配合執行以及落實於相關建築實際案例等面向,提供非常具參考價值之推動及實務作法,對於我國後續研議推動零耗能建築政策時,將有極大助益。

 

參、結論

       本屆研討會本組4個議題所邀請的日方講師,無論在學識素養及經驗皆相當豐富,所發表介紹內容,均為國內十分重視之議題;研討會總計有產、官、學、研約647人次參與,反應十分熱烈,充分達到交流目的。未來將藉由中日工程技術研討平台,持續舉辦此等研討活動,除可帶給國內建築領域產官學研等相關人員,更可與日方講師溝通,進一步推動我國建築相關新科技、新知識及新技術的發展。


專題報導
作者:劉青峰

參加英國營建環境產業會議「UK Construction Week」

一、緣起

      本次出國目的係為研訂推動建築產業數位化升級相關政策之借鏡與參考,前往英國參加於2019年10月8日至10月10日在伯明罕國家展覽中心(National Exhibition Centre,以下簡稱NEC)所舉辦的「UK Construction Week」會議(以下簡稱UKCW),廣泛瞭解英國與國際間推動數位營建與BIM技術之最新發展思維及未來趨勢,以確保相關政策之發展符合國際發展趨勢。英國建築產業在政策目標明確與資源投入下共同投入資訊化轉型發展,以Digital Built Britain數位建造英國計畫來為民眾打造下一代數位居住環境,並朝向國家數位雙生的方向持續發展,促進社會經濟能更全面的朝向資訊化發展。

二、會議簡介

       UKCW為英國建築產業界近年來致力於知識共享、最佳實務、解決方案和產品採購等所舉辦的大型活動,同時也是整個建築產業發現、了解、發展、討論和開拓業務,以及為產業未來發展提供所有可能的場合。UKCW是包含研討會與分為建築工法、建築科技、土木、能源和空調、表面和材料,以及木構造等不同展區的活動。自2015年以來,UKCW歷年均有600多家參展商、3萬多名參觀者、超過300位專業演講者陣容和150個小時以上的教育課程內容,而今年在英國伯明罕NEC所使用的第9到12展廰總面積更高達約3萬平方公尺。第6年(2020年)的活動已訂於10月6日至8日舉行,同樣也將會聚集建築環境中設計、建造和供應方面的所有利益相關者,以促進相互間的創新、學習和交誼。

 

圖1為UKCW2019數位營建研討會

三、心得

       在英國脫歐所帶來的政治和經濟動蕩的時期,從這個英國大型的建築產業活動中,英國的建築產業顯現出積極轉型的氣象,在英國政府政策的引導下,建築產業積極地採用創新技術,以最安全,最快和最有效的方式發揮新技術的潛力,並朝向下一階段邁進。

1.政策發展部門與營建部門配合引導

       在這次的會議以及研討會中所分享的各種有關BIM、VR、AR、數位雙生等創新技術應用經驗,可以看到英國建築產業在產業發展政策的穩定引導,以及公共建設採購的需求下,配合投入發展的成果。建築產業以BIM為基礎,正逐步建立自身應用資訊的新技能與新服務,同時也建構數位人居環境,協助英國政府朝建構國家數位雙生的目標前進。在這次會議中,從英國建築產業界所分享的經驗可以看出英國政府政策的引導、技術支持、公共建築採購的要求與誘因下,業界配合開始採用BIM技術的明顯趨勢,尤其是女性的積極投入,更可見其對建築產業內部工作模式的改變,有更多的工作在資訊化後,可以在施工之前、工地之外由女性完成。

2.建築技術方向也在政府的引領下發展

       在英國,為了使社會經濟能更全面的朝向資訊化發展,政府所提出的相關資訊化政策中,在建築產業方面,除了重視其產值發展外,更重要的是以數位建造英國(Digital Built Britain)計畫來為民眾打造下一代數位居住環境,並朝向國家數位雙生的方向持續發展。而英國政府也認為惟有推廣建築資訊建模BIM技術才有機會使建築產業建立起新一代的資訊技能,以便交付比傳統書圖更精確、更豐富,且可以用於打造數位人居環境的建築資訊模型。在協助建築產業導入BIM提升資訊化桯度之後,英國政府並未停下腳步,而是更進一步想要協助建築產業,應用所建立的資訊技術來提升建造工法,使其更現代化。在這樣的政府與產業合作模式下,英國推動建築產業發展的政策與成果可謂已站在國際趨勢的前緣,可以預期未來在現代化建造技術上,更可再次引領國際朝向下一階段邁進。

 

3.數位營建趨勢

       這次會議所見的貨櫃型式的組合屋,以及整個國際旅館客房單元都在工廠完成的工法,或是砌磚機器人等技術展示,均可稱為數位營造。數位營造在國際間並没有固定的定義,應認為可泛指在施工過程中結合應用目前新資訊技術與裝置,來協助創建工程資訊、管理工地資源、協助人員施作等。例如應用無人機來取得工地地形地貌,或是應用BIM模型協助在工地外製造構件、外骨骼和其他可穿戴設備,以及在這次活動中所見到的砌磚機器人到3D列印建築等以新技術應用為主的工廠、機械、工法,都可算是數位營造的範疇。這類工法已經有一段不算短的發展歷程,因為需要更高精度的技術與協同作業來完成而進展不明顯,但近期隨著工業4.0與建築資訊建模技術的成熟,讓更多的構造或工項可以在工廠完成,而有了更進一步發展的機會。

四、建議

1.學習英國政府作法,重視各產業的創新發展

       建築產業的資訊技術發展與其他產業同樣需要重視與長期投入資源。BIM或其他建築產業資訊技術,與IOT、AI都是國家社會經濟發展所需要的資訊技術,政府引導建築產業的創新發展所帶來的效益在於人居環境的品質提升與整個產業供應鏈的發展,不應遭到忽視。試想國內建築產業若無法建立必要的資訊產製技能,要如何才能有效率的交付精確可用建築資訊模型給國家地理資訊系統發展3D國家底圖。本國應開始就建築產業整體資訊化發展構思發展計畫,並與主導國家發展、主管國家公共建設採購的相關單位共同合作,建構出完整的推動政策。

2.以建築產業資訊能力為起點,規劃長期且循序整合的建築產業資訊化發展策略

       英國在推動建築產業發展時,是先以建構建築生命週期中的配合新技術而生的建築資訊管理流程為第一步,之後的第二步再探討所得資訊如何加值應用。簡單的說,就是先協助建築產業練好資訊創建與管理的技術能力,將工作流程調整後,再求資訊應用的實作,如結合現代化工法等。目前參考英國經驗的國際標準ISO 19650 BIM標準已於108年發布,應可將其依照國內建築產業條件調整為國內適用的內容,也可參考調整國內工程採購的流程,並將其作為國內建築產業建立資訊技能的共同指引,始能共同建立相近的能力,邁向發展的下一階段。

3.參考英國Construction Innovation Hub作法

       以實際案例先行試作的方式號召各界共同開發建築產業資訊化發展技術,以同時了解實作時在技能、產品標準、產能和創新方面將會如何改變。除了英國,新加坡、日本為了推動BIM或建築產業資訊化,均以實際工程案例來記錄、觀察與理解實務上應用的課題,以便調整政策與工具。本國應立即效法國外作法,透過公共建築工程案例,就目前知道的應用課題,進行實務的檢討,尤其是從業者資訊需求的角度檢視目前實務上各階段各項流程、品質管理的行政作業的必要性。


專題報導
作者:游伯堅

日本近零能源建築發展觀摩研習計畫

一、研習目標

       有鑑於國際間建築節能與再生能源技術快速躍進,世界各國近年來均朝推動高性能近零能源建築方向發展,例如歐盟訂出2018年前所有公共建築及2020年前所有新建建築,須符合「近零耗能建築」的基準;英國更率先自2018年4月起,要求所有新建建築都必須符合碳平衡的零碳排放標準;美國能源部則提出「淨零能源商業建築倡議」,訂出2025年前所有商業類新建建築需達到零耗能標準;日本也設定2030年前實踐零碳建築目標。為瞭解日本相關政策及可供落實之建築相關先進技術,以加速我國近零能源建築的發展,本所於108年8月4日至10日赴日進行研習觀摩日本近零能源建築發展。

二、研習過程

       為推動我國近零能源建築的未來發展,本次研習團隊由本所王所長榮進擔任團長,並邀請國立臺灣科技大學建築系鄭教授政利、國立成功大學建築系蔡教授耀賢、財團法人工業技術研究院洪技術總監英彰與財團法人臺灣建築中心柯經理文立等專家學者一同前往,研習期間並出席永續建成環境東京國際會議 (Sustainable Built Environment Conference 2019 ,SBE19),了解全球永續建築技術研究方向,同時前往拜會「公益社團法人 空氣調和・衛生工學會(SHASE)」、「一般社團法人 環境共創倡議(SII)」及「國立研究開發法人建築研究所(如圖1)」等單位與參訪「清水建設總部大樓」「大成建設研究開發技術中心」及「東京大學21 KOMCEE教學大樓」等實際日本近零能源建築案例。透過觀摩實際建置案例及參與研討等方式,蒐集日本相關技術與作法;並與上開單位、專家學者及產業界進行政策推動、設置技術、案例經驗等資料收集與意見交流,除供我國推動永續智慧社區之參考外,亦期能建立互相交流合作的平台,進一步深化我國既有技術、提出制度改善建議及拓展國際視野。

 

圖1團隊與國立研究開發法人建築研究所合影

 

三、日本近零能源建築發展現況

       日本近年有關建築能源相關之國家政策主要是由國土交通省、經濟產業省及環境省等3個平行單位跨部會合作、專業分工,擬訂中長程政策。其中國土交通省負責制定建築物節能法令及建築耗能計算基準等,並推動建築能源性能標示制度 (Building-Housing Energy-efficiency Labeling System,BELS);環境省則以巴黎協定減少二氧化碳之低碳社會為目標,以一般民眾為對象,制定減碳推廣政策;而經濟產業省則研擬日本國家之能源基本計畫,並研擬相關前瞻對策。

(一)日本建築節能相關法令

       在推動近零能源建築的政策前,日本國土交通省在2013年即開始針對該國各類型建築耗能進行普查。隨後配合日本政府(環境省)在2015年巴黎協定中提出溫室氣體減排目標規劃在2030年之溫室氣體排放量應較2013年減量26%,其中住宅與非住宅建築應較2013年減量40%的承諾。因此,國土交通省在2015年7月,頒布了建築節能法,並於2016年4月開始實施,其中提出對於獲得具有較佳節能性能認證之建築物,提供容積獎勵,並推行建築能源性能標示制度(BELS)等政策,成為近零能源建築發展的基礎。

       BELS主要是基於日本國立研究開發法人建築研究所開發的建築能源計算程式計算得的建築耗能指數(Building Energy Index,BEI),並與同類型建築物之耗能程度進行比較,給予1星到5星的評價(如表1)。而各類型建築耗能基準值1.0則是依前述在2013年普查之平均值。

 

表1日本BELS分級

       檢討BELS推動成果後,國土交通省在2017年4月開始針對大規模的非住宅類建築(2,000m2以上)必須強制通過BELS認證,中等規模以上的所有建築物(300m2以上)則都必須於申請建造執照時提出建築耗能指數(BEI)的計算結果等強制性政策,進一步強化建築節能之規定。

       因此國土交通省在2019年5月,對《建築節能法》進行修訂,規劃將所有中等規模非住宅類建築物(300m2以上) 都必須強制計算建築耗能指數(BEI)並應符合建築節能法所定之節能基準、新增複合型建築物節能性能評價,並制定設計單位應將建築節能性能向建築所有人說明之義務。(表2)

 

表2 日本近年建築節能法修訂內容

 

(二)日本近零能源建築定義與發展

      依據國土交通省所提出的建築能源性能標示制度(BELS)及建築能源計算工具為基礎,經濟產業省於2015年召集相關學界(如SHASE)組成「零能源建築推動委員會」及「零能源住宅推動委員會」制定並公告日本近零能源建築及住宅的定義:非住宅類建築可依照其建築耗能計算基準分為零能源建築(Zero Energy Building,ZEB)、近零能源建築(ZEB Nearly)及準零能源建築(ZEB Ready)3級(表3);住宅類建築亦可分為零能源住宅(Zero Energy Housing,ZEH)、近零能源住宅(ZEH Nearly)及準零能源住宅(ZEH Ready)3級(表4)。

表3日本近零能源建築定義

 

表4日本近零能源住宅定義

 

       前述2推動委員會並於2015年公布ZEB與ZEH的推動藍圖,在ZEB部分以2020年前所有新建公有建築應該符合準零能源標準並在2030年前所有新建建築須達符合零能源標準;ZEH部分在2020年前50%新建住宅應該符合準零能源標準,逐步推動至2030年前所有新建住宅符合準零能源標準。

       依據2018年日本ZEB與ZEH委員會公布之推動成果,ZEB部分已提前達成目標,而ZEH部分16%新建住宅已符合ZEH標準,並針對推動結果提出改進措施與調整政策方向。

(三)日本近零能源建築推廣補助策略

       綜上所述,即便國土交通省已將揭露建築耗能指數納為法制上的強制義務,迄今經濟產業省的ZEB及ZEH政策主要以公有建築為強制推行標的,而私有建築仍屬於自願性質,故經濟產業省與環境省亦制定委由外部法人單位(如SII)辦理之ZEB/ZEH相關登錄、補助與普及政策等3項屬自願性質的推廣手段。

1.登錄制度主要針對建築與住宅規劃設計、施工及業主為推廣對象。經登錄完成的單位均可獲得對應的近零能源建築標示,可自由用於登錄單位的宣傳文宣,除了可以成為該單位的公共關係(Public Relations,PR)亮點外,並可提升為所有企業的企業社會責任(Corporate Social Responsibility,CSR),推廣近零能源建築理念。

2.補助金制度由經濟產業省及環境省制定,分別由不同法人單位檢核申請資料並發放。在ZEB部分主要針對建築物所有人進行補助;而ZEH則細分為獨棟住宅的新建與既有改善補助,補助對象可為建築所有人與施工廠商,另針對集合住宅開發商規劃有超高層(21層以上)及一般集合住宅的新建補助。

3.普及政策則是由經濟產業省委託相關法人單位製作並發行ZEB設計指引與ZEH設計指引等提供從業人員於設計時之參考,同時配合補助金申請業務,辦理公開說明會,推廣建築節能理念。

 

(四)日本近零能源建築案例

       在了解日本近零能源建築及住宅的政策後,本次研習參訪了東京大學21KOMCEE教學大樓、清水建設總部大樓、大成建設ZEB示範大樓與次世代研究開發棟,以實際了解近零能源建築在日本的發展成果。藉由參訪這些近零能源建築案例,觀摩學習到許多可運用在建築節能上的創新思維,例如清水建設總部大樓為日本首座「零能耗建築(ZEB)」,規劃設計時間為2005年,更早於日本政府的零能源建築政策的擬定,其中外牆運用了LOW-E玻璃與太陽能發電模組混和搭配等創新技術,讓該大樓在2015年與東京都一般辦公大樓相較約減少61%能源用量。一方面大成建設的次世代研究開發棟作為技術實驗中心,設有大量實驗室,為減少實驗室能源消耗,採用高度的區域控制,直接提供目標區域的空調與照明控制,減少能源浪費。「T-Labo.Next」控制技術即是該公司開發的控制技術,結合人體感知,可動式出風系統,達成局部換氣與照明調整,維持研究人員舒適安全的工作環境。而與清水建設一樣,大成建設亦開發有太陽能薄膜電池外牆(如圖2),運用在外牆技術,使傳統各方討論的建築外殼節能技術,突破至創能的範圍,解決都市區域再生能源設置範圍不足的問題。

 

 

圖2大成建設ZEB示範大樓太陽能電池外牆(資料來源:大成建設)

 

四、研習成果

       藉由本次奉派赴日本觀摩研習該國近零能源建築發展,可大致了解近零能源建築制度影響的產業別眾多,亟需各專業領域投入,日本即採跨部會分工合作,結合經濟產業省、環境省及國土交通省等3個部會,分就權管之範圍由建築能源標示(國土交通省)、ZEB/ZEH定義及登錄制度建立(經濟產業省)、產業補助推廣(經濟產業省與環境省)等多個面向實施。然而在推動過程中亦仍有核心管理的組織,即經濟產業省的ZEB/ZEH策略規劃研究會統籌,定期追蹤並修正全國的政策方向,以推動近零能源建築制度。

       日本在近零能源建築政策上制定了多階段的目標,從初期仍以公有建築為推行標的,而到私有建築仍屬於自願性質,推動迄今僅逐步將建築能源計算納為法制上的強制義務。

       為了加強志願性質的近零能源建築制度推動,日本ZEB與ZEH推廣的補助相關措施,除了提供相關產業線上登錄並發放專用標識,作為表揚措施外,亦對購買人、所有權人及開發商等發放直接的資金補助,有助於ZEB/ZEH的落實。

       此外綜合本次日本建築研究所、SII與SHASE的訪問成果,針對我國綠建築標章與近零能源系統之調合進行初步研究,並將參考國際相關零能源建築ZEB與零能源住宅ZEH的判斷基準擬定我國ZEB與ZEH的定量定義草案,與本次日本近零能源建築觀摩研習所得之發展理念一致,後續可參考日本經驗,規劃我國綠建築能源計算與標示之研究。