114 高普考高考二級 建築工程 建築計畫與敷地設計 考古題詳解

核心觀念

本題考的是：如何在建築計畫階段，透過結構系統選擇、結構平面與跨距配置、構造與材料決策，降低建築主結構的蘊含碳排。

蘊含碳排（EC）是建材從原料取得、製造、運輸、施工、更新維護到拆除廢棄等生命週期過程所產生的碳排。LEBR（低碳〔低蘊含碳〕建築評估系統）依基準案與設計案比較，計算評估範疇內的減碳率：

$$CFR=\frac{EEC_c-EEC}{EEC_c}$$

其中，$EEC_c$ 為基準案蘊含碳排，$EEC$ 為設計案蘊含碳排。主結構碳排占建築蘊含碳排的重要比例，LEBR 因而將柱、梁、樓板、結構外牆與內牆、樓梯等納入主結構計算。

**命題年度適用版本：**以民國 114 年考試時適用的 2023 年版 LEBR 手冊及其當時修正規定為準。本題考查評估手冊的設計原則，非建築法規條文題。

解題方法

作答宜按「減少結構材料需求 → 降低材料單位碳排 → 延用既有資源 → 以全生命週期核算」說明，並指出各項措施如何反映在 LEBR 的主結構計算參數中。

LEBR 的地上層主結構標準碳排概念式為：

$$CF_s=C_u\times LCCR\times RN$$ $$C_u=AF_u\times C\times W$$

其中 $AF_u$ 為地上層樓地板面積，$C$ 反映樓層數、結構受力及幾何配置等因素，$W$ 為構造係數，$LCCR$ 為低碳混凝土減碳因子，$RN$ 為舊建築利用減碳因子。設計階段可調整的關鍵，集中在結構系統、平面形狀與跨距、材料及混凝土配比，以及既有結構再利用。

結構系統與構造計畫對應

一、優先選擇材料效率較佳的結構系統

LEBR 以構造係數 $W$ 表示不同地上部結構類別的相對碳排影響。手冊列示：磚石構造 $1.2$、RC 構造 $1.00$、SRC 構造 $1.05$、S 構造 $0.9$、輕鋼構造 $0.8$、木構造 $0.7$。

在滿足用途、耐震、耐火、耐久、施工與經濟條件下，可評估採用鋼構、輕鋼構或木構等較低構造係數系統，降低主結構標準碳排。混合構造則依各構造面積加權計算 $W$；如 RC 建築設置大跨距鋼架屋頂，該層依手冊規定以 RC 與鋼構各半認定。

構造係數是評估用的政策建議係數，不代表所有個案採某種構造必然有相同比例的實際減碳；結構安全與實際材料數量仍須由設計及評估資料支持。

二、採用合理、規則且材料有效率的平面與結構配置

建築平面宜簡潔規則，避免過度曲折、不規則與過長的長寬比，並控制不必要的懸挑出挑。LEBR 以形狀係數反映平面不規則、長寬比及出挑的影響：

$$F=f_1\times f_2\times f_3$$

合理縮小形狀修正係數，可避免因平面幾何不利而增加結構需求與碳排。結構柱網與跨距亦宜規律、適當，減少跨距變化過大所造成的梁、柱及樓板用量增加；LEBR 以跨距變化係數 $Sp$ 反映其影響。

核心觀念

基地排水計畫的目的，是把基地內的雨水安全、有序地收集、滯留、導排至合法且具容量的受納水體或公共排水設施，同時避免基地淹水、沖刷、鄰地受水及下游排水負荷增加。規劃時須同時處理「基地內排水」與「基地外排水銜接」，並配合地形、土地使用、建築配置及水土保持設施整合設計。

排水計畫主要包括三個層次：

1. 調查準備：掌握基地地形、水文、土壤及既有排水系統。
2. 規劃設計：劃分集水區、計算逕流量、配置排水路徑與滯洪減洪設施。
3. 施工構造：以明溝、管渠、集水井、滯洪設施及出水口等構造，將設計落實並確保可維護。

涉及法規及設計標準之作答，以命題當年（民國 114 年）法規為準。應依基地所在區域及開發型態，檢討《水利法》、《下水道法》、《建築法》、《水土保持法》及相關地方自治法規；涉及開發基地出流管制者，並應依出流管制相關規定辦理。

解題方法

本題是申論題，依題目指定的三項內容分段作答最清楚：先說明調查什麼，再說明如何規劃計算，最後說明採用哪些排水構造及施工重點。設計推演可掌握「查明現況 → 分區集水 → 計算逕流 → 滯蓄減洪 → 安全排放 → 檢核施工」的順序。

一、調查準備工作

（一）基地基本資料與測量

蒐集基地位置、地籍、面積、土地使用及開發計畫等資料，並辦理現況地形測量，標示等高線、地面高程、坡向、低窪處、建築物、道路、擋土設施及既有水路。測量範圍應適度涵蓋周邊地區，以辨識外來地表水是否會流入基地，以及基地排水是否影響鄰地。

（二）氣象與水文資料

蒐集當地降雨資料、設計雨量及降雨強度，並確認相關排水設計標準與重現期距。調查基地所在集水區、地表逕流方向、淹水紀錄、洪水位、地下水位及可能的外水頂托情形。山坡地或有上游集水區者，須特別查明上游來水及其流經基地的路徑。

（三）土壤、地質與入滲條件

調查土壤種類、地層、透水性、地下水位及地盤條件，作為基地保水、雨水入滲、滲透設施與地下排水設計的依據。若採用滲透設施，須確認土壤入滲能力及地下水位，避免設施失效、造成地盤或地下構造物問題。

（四）既有排水系統與排放條件

調查基地內及周邊河川、區域排水、雨水下水道、農田排水、道路側溝及其他水路，確認管渠位置、斷面、流向、底高程、設計水位及可承受的排水量。並查明預定出水口、排放權責與銜接條件，檢核是否有回水、淹水或下游容量不足的問題。

（五）法規及相關計畫

確認基地是否位於山坡地、特定水土保持區、淹水潛勢區、出流管制適用範圍，並檢討雨水排放、滯洪、基地保水、水土保持及排水設施的相關規定。若須提出水土保持計畫或出流管制計畫，排水設計應與其整合，不得僅以基地內管溝設計取代整體水文檢討。

二、規劃設計方法

（一）劃分集水區並決定排水分區

依地形高程、道路、建築配置及鋪面情形，將基地劃分為若干排水分區，標示各分區面積、逕流方向、集水設施及排水路徑。排水路線宜順應地形、儘量採重力排水，並避免排水流向鄰地或造成建築物地下室、出入口及低窪空間積水。

（二）計算設計逕流量

小型基地常用合理化公式估算尖峰逕流量：

$$Q = C i A$$

若 $i$ 以毫米／小時、$A$ 以公頃表示，則：

$$Q = 0.00278 C i A$$

其中，$Q$ 為尖峰逕流量（立方公尺／秒），$C$ 為逕流係數，$i$ 為與集流時間及設計重現期距相對應的降雨強度，$A$ 為集水面積。逕流係數應依屋頂、道路、廣場、草地等不同地表使用情形選取；不同地表組成時，可依面積加權計算平均逕流係數：

$$C_{\mathrm{avg}} = \frac{\sum C_j A_j}{\sum A_j}$$

核心觀念

「整地計畫」是基地開發前，依基地現況、建築使用需求及環境條件，規劃地盤高程、坡度、挖填方、排水與邊坡處理的工作。目的在讓基地能安全、順利使用，同時減少地形破壞、土方外運、施工擾動及雨水逕流造成的環境衝擊。

題目中的「低度擾動」是盡量順應原有地形與自然排水，減少大規模開挖、填築及植被移除；「挖填平衡」是優先在基地內調配開挖土方與填築需求，降低棄土、借土及運輸需求。兩者相互配合，但仍須以地盤穩定、排水安全及建築使用需求為前提。

整地計畫的基本土方概念為：

$$挖填差量 = 開挖土方量 - 填築土方量$$

差量接近零，代表土方在數量上較為平衡；實際規劃仍須考量土壤種類、含水量、鬆方與實方差異，以及填土壓實後的體積變化。

解題方法

本題為申論題，可依「基地現況—建築需求—土方配置—排水與安全—施工及環境維護」的順序作答。先交代整地計畫的目的，再逐項說明考量因子，並將「低度擾動」與「挖填平衡」落實在高程配置、土方調配及施工管理上。

整地計畫應考量的因子

一、基地地形與現況高程

調查基地原有地形、等高線、地勢高低差、坡向、坡度及局部凹凸地形，判斷適合保留或調整的部分。規劃建築物、道路及活動空間的設計高程時，應順應地形，避免為追求大面積平坦而全面挖填。

整地亦須注意基地與周邊道路、鄰地及既有設施的高程銜接，避免形成高差、積水或影響鄰地排水。

二、地質、土壤與地盤穩定

應掌握地層、土質、承載能力、地下水位及土壤含水狀況，確認基地是否適合開挖、填築及承受建築物荷重。填築區須分層施工並確實壓實；軟弱土層、回填土或地下水較高區域，須納入地盤改良或基礎設計考量。

切坡、填方及高差較大處應檢討邊坡穩定，並依基地條件配置擋土設施、護坡及安全措施，避免滑動、坍方與地盤沉陷。

三、自然排水與雨水管理

調查原有集水方向、地表逕流路徑、低窪積水區及周邊排水設施，整地後仍須建立連續、安全的排水系統，使雨水能導入適當的排水設施，不流入建築物，也不集中排向鄰地。

基地可配合透水鋪面、雨水滯留或入滲空間及植栽帶，減少逕流量與排水尖峰。施工期間也要規劃臨時排水及泥砂攔截，降低土壤沖蝕與下游淤積。

四、建築、道路及戶外空間需求

整地高程須配合建築物入口、地下層、室內外地坪、無障礙動線、停車空間、道路及消防救災動線等需求。各空間要能順利銜接，兼顧使用便利、排水及安全。

核心觀念

翼牆是設於窗戶側邊、通常與外牆近乎垂直的小牆片。它改變窗外的風流與局部風壓，藉此增加開口兩側的壓力差，促使空氣流入室內，並由另一開口排出。

自然通風主要由風壓與熱浮力驅動。本題著重翼牆對風壓的調整：迎風面通常形成較高正壓，背風側形成較低壓力；風便由高壓處流向低壓處。通風量可用下式表示其基本關係：

$$Q \propto A\sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}$$

其中 $Q$ 為通風量、$A$ 為有效開口面積、$\Delta P$ 為開口內外壓差、$\rho$ 為空氣密度。翼牆主要藉由改變局部風壓與氣流方向，增加有效壓差；實際通風效果仍受風向、風速、開口尺寸及室內流路影響。

解題方法

題目要求以相鄰兩個開窗口說明優劣，切入點是比較兩開口外側的壓力：

1. 設定盛行風沿外牆吹過，且兩窗均為開口。
2. 以翼牆把兩開口分置於局部高壓區與低壓區。
3. 若高壓開口進氣、低壓開口排氣，且氣流穿越室內，通風良好。
4. 若翼牆把兩窗隔在相近壓力區、遮蔽進氣口，或使氣流只在窗邊短路，則通風不良。

翼牆通風良好案例

俯視圖如下。風由左向右沿外牆吹；翼牆設於兩窗之間並向室外突出。翼牆迎風側使左窗附近形成較高壓力，背風側使右窗附近形成較低壓力。

 盛行風 →
室外 高壓區 低壓區
 ┌──翼牆──┐
外牆 ─────[窗 A]────────┤ ├────[窗 B]────
 │ │
室內 進氣 ───────────────→ 排氣