107 高普考高考三級 建築工程 建築營造與估價 考古題詳解

核心觀念 本題旨在評量考生對於大型複雜工程之「專案介面管理（Interface Management）」與「可施工性（Constructability）」的整合實務能力。

1. 高層建築定義：依《建築技術規則》總則編第 3 條之 1 規定（以命題當年民國 107 年法規為準），高層建築物指高度在 50 公尺以上或樓層在 16 層以上之建築物。
2. 關鍵工程特性：高層建築具備深開挖受力複雜、側向力（風力與地震力）顯著、高強度材料應用（高強度鋼材與自充填混凝土 SCC）、高密度配筋、垂直運輸困難，以及結構柱軸向縮短效應（Column Shortening）等特性。
3. 整合核心本質：傳統設計與施工分離的模式極易衍生工期延宕、成本追加及工安風險。設計與施工的整合，旨在將施工端的工法可行性、施工動線、機具荷載與吊裝公差等限制，提早納入結構設計與圖說檢討中，達成設計安全、經濟與施工便利三者平衡。

解題方法 本題屬於「系統組織與工程技術綜合型」申論題。解題應避免零散列舉，建議採取「工程生命週期階段法（Life-Cycle Phases）」為主軸，輔以「技術協同工具（如 BIM、價值工程）」切入。

1. 分期推進：自「規劃與基本設計階段」、「細部設計與施工圖階段」、「施工準備與發包階段」至「施工執行與結構監測階段」，層層遞進說明兩者整合機制。
2. 緊扣高層特性：針對高層建築專有的技術介面（如深開挖工法選擇、柱短縮補償、塔吊與斜撐錨固、穿梁套管補強、巨積混凝土溫控）提出具體對策，展現對高層營造專業的掌握深度。

選項分析 本題為申論題，無選擇選項。考生作答時常犯以下方向性偏差，應予避免：

1. 偏誤一：誤答為純「結構系統分類」 僅詳述巨型斜撐架構（Mega-brace Frame）、剪力牆系統（Shear Wall）或鋼骨鋼筋混凝土（SRC）的力學理論，未切入「設計與施工介面如何銜接」，視為偏離題意。
2. 偏誤二：誤答為純「現場施工管理」 僅陳述進度管制、品質查驗與安衛巡檢，忽略施工端對結構設計的回饋（如施工應力檢算、工法反推配筋設計），缺乏「雙向整合」內涵。
3. 完整架構：必須體現「由設計導向施工可行性、由施工回饋設計調整」之雙向閉環協同機制。

解題技巧

1. 得分架構口訣：「一平臺、四階段、三回饋」

• 一平臺：以 BIM（建築資訊模型）為資訊整合核心平臺。
• 四階段：規劃設計 $\rightarrow$ 細部圖說 $\rightarrow$ 施工籌備 $\rightarrow$ 現地構築。
• 三回饋：可施工性審查回饋、施工暫態應力回饋、現地監測量測回饋。

2. 關鍵專有名詞加分點：作答中應自然帶入可施工性審查（Constructability Review）、建築資訊模型（BIM）、柱軸向縮短（Column Shortening）補償、逆打工法（Top-Down Construction）、塔吊附著錨固（Tower Crane Tie-in）、大體積混凝土水化熱控制。

【答案】

於高層建築新建工程中，結構設計與營造施工之間涉及高度複雜的力學需求與高空作業限制。兩者之有效整合，應透過制度化之協同平臺，落實於工程全生命週期之四大階段：

一、 規劃與基本設計階段：工法與結構系統之同步選定

1. 深開挖與基礎工法之整合

• 高層建築地下室開挖深度通常達四至六層以上，設計端選定基礎與擋土系統時，應與施工端共同評估順打工法、逆打工法（Top-Down）或半逆打工法之可行性。
• 採逆打工法時，結構設計須將鋼柱逆打基樁之垂直承載力、施工構台載重及開挖各階段之土壤側壓力暫態，納入結構暫態應力分析。

核心觀念 本題旨在評量高層建築物外壁「帷幕牆（Curtain Wall）」構造之技術分類、施工特性、結構力學性能及工法選用評估。依《建築技術規則》建築構造編（以命題當年民國 107 年法規為準），帷幕牆係指「不承載建築物垂直載重，受風壓、自重及地震位移作用，固定於建築物主結構之外牆」。高層建築因高空風壓大、垂直垂直度與層間變位要求嚴苛、鷹架搭設不易且高空作業風險高，其帷幕牆之選用核心在於：結構位移追從性、風雨密性能（特別是等壓原理應用）、工廠化預製程度及高空吊裝施工性。

解題方法 本題切入點應以營造施工技術最核心的​「組裝與構造工法（Installation / Framing System）」​為主軸展開分類，此為國考閱卷最具鑑別度的標準分類體系；並輔以​「面板材料（Panel Materials）」​作為次分類補充。 論述架構應遵循：

1. 定義該種類之基本構造原理與施作方式。
2. 針對高層建築工況（抗風壓、層間變位、吊裝、高空作業、工期與天候影響），具體列述其優點與缺點。

選項分析 本題為專業申論題，非選擇題。作答時應以體系化層次逐一展開主流種類與特性分析：

1. 桿件式（Stick System / 構架式 / 柱樑式）：現場由單一桿件組裝，適用中低層或局部特殊造型，高層建築運用時現場作業負擔大。
2. 單元式（Unitized System）：廠內全預製成大單元現場扣掛，為現代超高層建築之最主流工法。
3. 半單元式（Semi-Unitized System / 單元桿件組合式）：介於兩者之間，適用於進出動線受限但追求預製品質之工程。
4. 點支撐結構玻璃帷幕牆（Point-Supported Structural Glass System）：無金屬框料阻隔，多用於高層建築低樓層裙樓或大廳挑高處。
5. 面材附加分類（玻璃、金屬板、預鑄混凝土 PC 板）：作為面材物理特性之補充評析。

解題技巧

1. 避免落入純「材料分類」陷阱：若僅回答「玻璃、鋁板、石材」，分數往往偏低。營造工程科目首重「施工法與構架系統（單元式 vs 桿件式）」之比較。
2. 高層建築關鍵字植入：評析優缺點時，必須扣合高層建築特性，精準帶出專業術語，如「層間變位追從性」、「工廠組裝預製率」、「現場無鷹架施工」、「等壓原理（Rain Screen Principle）」、「預埋鐵件（Embedment）施工精度」。
3. 表格或分項對比：條理分明、條列工整，優缺點對仗明確，利於閱卷委員快速給分。

【答案】

高層建築物帷幕牆之種類，實務上依「構造組裝工法」與「面材性質」劃分，其主要種類及優缺點詳述如下：

一、 依構造組裝工法分類（核心主流工法）

1. 單元式帷幕牆（Unitized Curtain Wall System）

• 構造原理：在工廠內將鋁合金金屬框、隔熱材、玻璃或金屬面板、防水氣密膠條（EPDM/Neoprene）組裝並打膠密封完成，形成一個樓層高、一個柱距寬（或半個柱距寬）之完整「獨立單元板（Unit Panel）」，運至工地現場以塔吊或捲揚機自上而下逐層吊裝，直接插接卡扣於樓地板邊緣之結構預埋件上。
• 優點：

1. 施工品質卓越：所有密封膠、墊片與配件均在廠內溫控環境下加工組裝，防水、氣密及絕熱品質極高，不受天候影響。
2. 現場安裝速度極快：吊裝扣接工序簡易，大幅縮短外牆工期，有利於室內裝修提早進場。
3. 高空作業安全性高：室內施作固定，完全無須自外部搭設雙排施工鷹架，消除高空落物與墜落風險。
4. 抗震與層間位移追從性佳：單元板間以公母企口榫接（Male-Female Joint），各單元具有微幅滑動伸縮餘裕，能有效吸收高層建築受地震與強風引起之層間變形與熱脹冷縮。

• 缺點：

1. 初期成本高昂：前期模具開模、型材斷面開發及工廠試驗（風雨試驗）費用高，面板標準化程度要求高。

核心觀念

本題旨在評量考生對「混凝土材料力學行為」及「營造施工實務控制」之全盤理解。在《建築營造與估價》及材料力學範疇中，硬化混凝土之抗壓強度（規範通常以 $f'_c$ 表示）並非單一變數所決定，而是微觀水化反應與巨觀施工品質的綜合成果。

1. 基本水化與孔隙率理論（Powers-Brownyard 模型與艾伯蘭定律 Abrams' Law）： 硬化水泥漿體的強度主要取決於其毛細孔隙率（Capillary Porosity）。艾伯蘭定律指出： $f_c = \frac{A}{B^{w/c}}$ 其中 $w/c$ 為水灰比（或水膠比 $w/b$），$A$、$B$ 為經驗常數。孔隙率愈低、水化膠體（C-S-H 膠體）愈緊密，強度愈高。
2. 界定標準與規範依據： 依據命題當年（民國 107 年）適用之內政部《混凝土結構設計規範》與 CNS 3090《預拌混凝土》，規定以標準養護 28 天之圓柱試體（$\phi 15 \text{ cm} \times 30 \text{ cm}$ 或 $\phi 10 \text{ cm} \times 20 \text{ cm}$）單軸抗壓試驗作為強度評定基準。

註：現行相關法規與 CNS 規範架構持續適用此強度定義與品質檢驗原則。

解題方法

本題為經典的申論題型，切入點應避免雜亂無章的條列，必須建立​「全生命週期因果架構」​進行系統化論述：

1. 內在材料與配合比設計（決定理論強度上限）：探討水膠比、水泥、骨材與摻料對微觀結構與介面過渡區（Interfacial Transition Zone, ITZ）之影響。
2. 施工操作與產製工藝（決定現場強度折減）：探討拌和、運送、澆置、搗實之密實程度對力學強度的削弱或保障。
3. 環境與養護條件（決定水化反應充分度）：分析濕度、溫度對水化進程與長期微結構缺陷的影響。
4. 齡期與試驗條件（決定量測數值之表現）：說明水化時間與試驗操作對強度讀數之客觀作用。

選項分析

本題為申論題，非選擇題。為使答題邏輯縝密，以下就評分委員檢視之「關鍵影響因子」進行逐一機理剖析，說明各因子如何影響強度正負向發展：

• 水灰比／水膠比（$W/C$ 或 $W/B$）：
• 機理：直接主導毛細孔隙率。多餘的自由水蒸發後會留下大量連通之毛細孔，造成應力集中與強度顯著下降；反之，在確保工作性與充份搗實的前提下，降低水膠比能使漿體更緻密，強度成指數上升。
• 骨材（Aggregate）特性與介面過渡區（ITZ）：
• 機理：骨材佔混凝土體積約 70%～75%。骨材本身的破碎強度、表面粗糙度（碎石機械咬合力優於卵石）、級配均勻度（良好級配減少漿體需求）均影響強度；水泥漿與骨材表面的「介面過渡區（ITZ）」常因沁水積聚而孔隙偏大，是混凝土破壞的最脆弱環節。
• 化學與礦物摻料（Admixtures）：
• 機理：
• 強塑劑／減水劑：在不犧牲工作性的情況下大幅降低用水量，直接提高強度。
• 輸氣劑：引入之微小氣泡可改善抗凍融性與工作性，但含氣量每增加 1%，抗壓強度通常折減約 3%～5%。
• 礦物摻料（飛灰、高爐爐石粉、矽灰）：藉由二次卜作嵐反應（Pozzolanic Reaction）消耗多餘游離石灰 $\text{Ca(OH)}_2$，轉化生成 C-S-H 膠體，能顯著提升中後期強度與緻密性。
• 搗實程度（Compaction）：
• 機理：排除入封空氣（Entrapped Air）。試驗顯示，混凝土每殘留 1% 未排除之有害空氣孔洞，抗壓強度約損失 5%。搗實不足產生蜂窩孔洞，過度震動則引起材料析離與局部弱化。
• 養護環境（濕度與溫度）：
• 機理：水泥水化反應需足夠水份，早期失水會造成水化停滯與收縮乾裂；適當加溫可加速初期強度成長，但高溫速凝容易造成後期水化結晶不均勻，使 28 天以後的終期強度略低於常溫養護。

解題技巧

1. 答題結構化原則： 申論題作答忌用散文式書寫，務必採用「一、（一）、1.、（1）」階層式標號，並將成因歸納為「材料配比」、「施工品質」、「養護環境」、「齡期測試」四大主軸。
2. 記憶口訣：

核心觀念

1. 法規門檻與工程規模界定 本題以命題當年（民國 107 年）法規為準，契約金額「新臺幣 5,000 萬元」為《政府採購法》第 12 條明定之工程採購「查核金額」門檻。金額達 5,000 萬元以上之公有建築工程，屬於具相當規模與複雜度之中大型工程，須依規定送主辦機關及監造單位核定，並受上級機關監督與查核。現行法規於此金額門檻維持不變。
2. 法源與規範依據 主要依據行政院公共工程委員會發布之《公共工程施工計畫製作綱要》、《公共工程施工品質管理作業要點》及各主管機關《公有建築物作業手冊》。現行法於民國 109 年及 112 年對《公共工程施工品質管理作業要點》部分點次進行微調，但整體施工計畫書之架構核心維持一致。
3. 施工計畫書之本質 施工計畫書是得標廠商履行契約工程的技術與管理大綱，涵蓋工區管理、資源配置、工法程序、安全環保及進度管制。規模達 5,000 萬元以上之工程，施工計畫體系依規定分為「整體施工計畫書」與各專門工項之「分項施工計畫書」。

解題方法

1. 結構化切入點 答題時須建立完整的工程全生命週期管理架構，依循「事前準備與組織」$\rightarrow$「空間與資源配置」$\rightarrow$「時間與工法技術」$\rightarrow$「安全、環境與風險管控」$\rightarrow$「介面與時程串聯」五大層次循序開展。
2. 雙軌防護答題策略 本題直接詢問「施工計畫書」，作答主軸必須聚焦於標準施工計畫書（整體施工計畫書）的章節綱要；同時，鑑於題目特別強調「5,000 萬元以上」這一《公共工程施工品質管理作業要點》中規範完整「品質計畫（10大要項）」的法定關鍵門檻，作答時須在品質管制章節中精確交代品管計畫的銜接，防範閱卷委員將品管要項列為計分子項。

選項分析

本題為申論題，無選項設計。作答時切忌僅列出章節名詞，須以「大標題帶出實質內容細項」的格式作答，才能取得完整分數。

解題技巧

1. 審查架構分類記憶口訣（人、地、法、進、資、安、環、災）

• 人與組織：工程概述、工地組織架構與人員資格。
• 地與配置：工區現況地質、假設工程與工區配置、交通維持。
• 法與時程：施工方法與程序、整體預定進度（CPM/S-Curve）。
• 資與動員：人力、材料、機具設備動員計畫。
• 管與防護：職業安全衛生、環境保護與剩餘土石方、監測與鄰房保護、緊急應變。
• 銜接落實：分項施工計畫提送時程、品質管理介面整合。

2. 常見陷阱提醒

• 陷阱一：混淆施工計畫與品管計畫。切勿把施工計畫書全寫成「施工要領、施工抽查、自主檢查表」等品管十項。施工計畫是指導「怎麼做、用什麼做、何時做」，品管計畫是指導「如何檢驗確認做對」。
• 陷阱二：用語未更新。務必使用「職業安全衛生管理計畫」（民國 103 年職安法修訂後之法定名稱），避免使用過時之「勞工安全衛生」；土方部分務必使用「營建剩餘土石方」，避免使用「廢土」。

【答案】

依行政院公共工程委員會《公共工程施工計畫製作綱要》及公有建築工程作業規範，金額達新臺幣 5,000 萬元以上之公有建築工程，其提報之「整體施工計畫書」應包括下列主要內容：

1. 工程概述

• 工程基本資料：工程名稱、基地位置、主辦機關、設計監造單位、承造廠商。
• 工程規模與特性：基地面積、建築面積、總樓地板面積、構造形式（RC、SC、SRC 等）、地上地下層數。
• 契約工期、預定開工日期、預定竣工日期及主要工程契約項目。

核心觀念

本題測驗行政院公共工程委員會「公共工程經費電腦估價系統」（PCCES）之預算架構編排準則，以及公共工程工項分類之基本學理。 以命題當年（民國 107 年）行政院公共工程委員會訂定之《公共工程經費估算編列手冊（建築工程篇）》與《公共工程施工綱要規範》編碼體系為準（現行編列手冊雖持續配合法規微調安衛及物調項目，但直接與間接成本之大綱架構維持一致）。

1. 直接工程成本（直接費）： 指可直接歸屬於工程實體、或為特定單元施工所必需的消耗性與構造性成本，由「材料費」、「施工機具費」、「直接人工費」及特定實體工作項目組成，其金額隨工程設計數量增減而直接變動。在 PCCES 編碼架構中，主要對應施工綱要規範第 01 章至第 16 章之實體工項。
2. 間接工程成本（間接費）： 指為推動與支援整體工程進行、維持工地運作、符合法令監管或承擔經營風險所必須支出，但無法直接歸攤於特定實體構件的費用。在公共工程預算編列上，通常依直接工程費乘以特定百分比（率定法）或採專項總價（一式）計列。

解題方法

解答本題時，切入點應建立於標準公共工程「發包工程費預算總表」（即預算書第一層總表 WBS）架構，分別將實體分部工程歸納為「直接成本」，將法定作業費、管理費、保險及稅金歸納為「間接成本」，並列出具體分項：

一、直接成本（直接工程費）項目

PCCES 建築工程預算總表常見直接成本大項係依施工工序與專業分包體系歸類：

1. 假設工程：施工圍籬、施工便道、臨時工寮、施工鷹架與防護支撐、臨時水電等（對應施工綱要規範第 01 章「一般要求」）。
2. 土方及基礎工程：基地整地、地下室開挖、擋土支撐（如連續壁、排樁）、土方運棄、基礎樁工程等（對應第 02 章「現場工作」）。
3. 結構體工程：鋼筋、模板、混凝土、鋼骨結構、預力梁柱及砌體構造等（對應第 03 章「混凝土」、第 04 章「砌體」、第 05 章「金屬」）。
4. 建築裝修工程：泥作粉刷、門窗五金、地壁磚鋪設、防水隔熱、天花板、輕隔間、油漆塗料等（對應第 06～09 章）。
5. 水電及機電設備工程：給排水、電氣系統、消防設備、弱電監控、通風空調、電梯輸送系統等（對應第 11 章、第 14～16 章）。
6. 景觀及戶外雜項工程：植栽綠化、戶外鋪面、排水溝、擋土牆、庭園照明及戶外雜項構造物。

二、間接成本（間接工程費）項目

工程預算總表中，間接成本項目主要由法令強制項目、承包商管理營運成本及法定賦稅構成：

1. 職業安全衛生管理費（安衛費）：依《職業安全衛生法》等規定編列之個人防護具、安全設施、安衛人員人事與教育訓練費用。
2. 品質管制作業費（品管費）：依《公共工程施工品質管理作業要點》編列之品管人員人事費、自主品管試驗檢驗費、品質計畫書製作等費用。
3. 環境保護設施及清理費（環保費）：防塵網、洗車設備、噪音防制、營建工地廢棄物清理及污染防治作業費。
4. 包商管理費及利潤（工地管理費與利潤）：承包商總公司及工區行政管理支出、文具通訊、利息、履約保證費用及合理承攬利潤。
5. 營造綜合保險費（工程保險費）：營造綜合保險（含天災、火災等本體險）與附加第三人意外責任險。
6. 加值型營業稅（營業稅）：依《加值型及非加值型營業稅法》規定，按發包總金額（直接工程費加計其餘間接費）之 $5\%$ 固定稅率計列。