109 高普考高考三級 建築工程 建築環境控制 考古題詳解

核心觀念

本題在比較四種建築環境理念的共同目標與關注尺度，重點是掌握它們如何回應建築對能源、資源、環境與人的影響。四者都主張降低建築活動造成的環境負荷，並提升建築與自然環境及使用者需求之間的協調；差別在於著重的面向不同。

本題屬於概念辨析，沒有特定法條或計算公式須援引。

解題方法

可先歸納共同意思，再依各名稱所凸顯的核心詞整理區別：

• 綠建築：著重建築的環境友善表現，常透過指標或評估制度檢視節能、節水、材料、基地生態與室內環境等面向。
• 生態建築：著重建築與自然生態系的關係，強調尊重基地條件、維護生物多樣性，並減少對環境循環與生態平衡的干擾。
• 永續建築：著重長期與整體的永續發展，兼顧環境保護、經濟可行、社會公平與使用者福祉，並考量建築全生命週期。
• 低碳建築：著重降低溫室氣體排放，尤其是建築全生命週期的碳排，包括材料與施工的蘊含碳，以及營運階段的能源碳排。

核心觀念的重點區別

綠建築：以環境友善績效為主

綠建築是較廣泛、實務上常用的建築環境改善概念，重點在改善建築規劃、設計、施工及使用過程的環境績效。台灣常見的評估面向包含生態、節能、減廢與健康等，並可透過評估指標或標章制度具體檢核。

綠建築不等於只做節能；基地保水、綠化、資源循環、用水效率及室內健康品質也都是重要面向。

生態建築：以自然生態系統為主

生態建築強調建築應融入基地與周遭生態環境，盡量利用當地自然條件，並維持生態系統的結構與功能。其核心問題是：建築如何降低對土地、水、植被、生物棲地及自然循環的干擾。

核心觀念

本題分成三個部分：說明都市熱島的成因、比較學校教室與辦公大樓的熱舒適評估方式，以及整理學校類建築外殼節能的兩種檢核方法。法規部分以命題當年（民國 109 年）《建築技術規則》及其《建築物節約能源設計技術規範》為準。

解題方法

依「都市尺度的室外熱環境 → 室內使用者與熱舒適 → 建築外殼如何減少日射熱」的順序作答。都市熱島要交代現象與成因；熱舒適要抓住兩類空間常見的通風與評估條件差異；節能規定則要說明兩種方法各自評估什麼，以及其整體指標與構件指標的差別。

一、都市熱島現象及主要成因

都市熱島是指都市化地區的氣溫，尤其夜間氣溫，較周邊郊區或鄉村高的現象。都市熱量不易排出、地表蓄熱較多，因此都市與周邊地區形成溫度差異。

主要成因如下：

1. 地表覆蓋改變：植被與裸露土壤減少，柏油、混凝土等不透水鋪面增加，蒸散與土壤蓄水冷卻作用降低。
2. 材料蓄熱與放熱：道路、屋頂及牆面吸收日照後蓄熱，傍晚及夜間再釋出，使夜間降溫較慢。
3. 都市幾何形態：高密度建築形成街谷，遮擋天空視域、減少長波輻射向天空散熱；建築配置也可能減弱通風。
4. 人為廢熱：冷氣室外機、交通、工業與照明等將能量排放至都市環境。
5. 大氣污染與局部氣象條件：污染物與都市微氣候條件會影響輻射收支及熱量擴散。

因此，都市熱島不只是「都市表面比較熱」，也與蓄熱、夜間散熱受阻、蒸散減少及人為排熱有關。

二、學校教室與辦公大樓的熱舒適標準主要差異

熱舒適是人體對熱環境感到滿意的心理狀態，不能只用空氣溫度判斷，還需考量空氣溫度、平均輻射溫度、風速、濕度、衣著量及活動代謝率。

學校教室常以自然通風為主，室內環境會隨室外氣候變動，使用者也能透過開窗、風扇或衣著調整。此類空間較適合採用適應性熱舒適觀念：可接受的室內溫度會隨室外氣候及使用者適應而變動。教室使用人數較多，學生的活動程度、年齡與衣著也會影響熱感與室內熱負荷。

辦公大樓通常以機械空調維持較穩定的室內條件，使用者多為成人坐姿工作，常以 PMV／PPD 評估熱舒適。PMV 是預測平均熱感投票，PPD 是預測不滿意者比例；評估時應納入代謝率、衣著量及室內熱環境等因素。

核心觀念

室內環境品質（Indoor Environmental Quality, IEQ）是指建築物內部的環境條件，是否能維護使用者的健康、安全、舒適與工作或生活效能。它涵蓋的不只是室內空氣品質，還包括音、光、溫熱、通風等環境，以及污染物、電磁與生物性因子等對人體的影響。

室內品質是室外條件、建築設計與材料、設備運轉，以及使用者行為交互作用的結果。因此，評估時應同時考察客觀環境數據與使用者的實際感受，不能僅以單一污染物或設備性能代表整體品質。常見的評估項目包括：

• 空氣環境：換氣與通風、氣味、懸浮微粒、二氧化碳、揮發性有機物及生物性污染物。
• 溫熱環境：空氣溫度、平均輻射溫度、相對濕度、風速及熱舒適。
• 光環境：自然採光、人工照明、照度、眩光與色彩視覺。
• 音環境：室內噪音、外部噪音傳入、隔音及室內混響。
• 其他健康因子：電磁環境、粉塵與微生物，以及環境對使用者心理感受的影響。

解題方法

本題適合先界定 IEQ 的整體範圍，再依「外部環境—建築—設備—使用行為」由外而內、由硬體到使用狀態，逐項說明影響因子。作答時須指出因子如何改變室內環境，例如室外污染會隨開窗或外氣進入室內，建材逸散會增加污染物濃度，通風設備不足則使污染物不易排除。

四個面向的影響因子

一、外部環境

外部環境提供建築周遭的氣候、污染與聲光條件，會影響室內環境的基礎負荷及可採取的通風、採光方式。

• 氣候條件：室外氣溫、濕度、日射與季節變化會影響室內熱負荷、濕氣與結露風險。
• 外氣品質：道路交通、工業排放、營建粉塵、花粉及室外異味等，可能經由門窗或新風系統進入室內。
• 風環境：風向、風速及周遭建築物形成的風場，影響自然通風與開口部的通風效果。
• 外部噪音：交通、機械設備及鄰近活動造成的噪音，可能穿過外牆、門窗與開口影響室內音環境。
• 日照與周邊遮蔽：建築方位、周遭建物及植栽會影響日照、採光、眩光與室內熱得。

二、建築

建築的基地配置、空間規劃、外殼性能及材料選擇，決定外界環境如何傳遞至室內，也可能直接形成室內污染源。

• 基地與量體配置：建築方位、樓層位置、周邊建物間距與遮蔽狀況，影響日照、通風、外部噪音及污染物暴露。
• 平面與空間規劃：空間深度、隔間配置、開口位置與大小，影響採光、自然通風及室內空氣流動。
• 外殼性能：外牆、屋頂、門窗的隔熱、氣密、遮陽與隔音性能，影響熱環境、外氣滲入及外部噪音傳遞。
• 建材與裝修：塗料、黏著劑、地毯、木製品、家具等可能逸散甲醛及揮發性有機物；施工粉塵及材料老化也會造成污染。

核心觀念

本題考查雨水貯留利用系統的水流流程、非飲用用途，以及儲水槽容量的合理規劃。設計要同時看雨水可收集量與實際可替代的用水量；儲槽太小會降低供水可靠度，太大則增加成本與占用空間。

以命題當年（民國 109 年）法規為準，《建築技術規則建築設計施工編》第 316 條規定，適用建築物應設置雨水貯留利用系統或生活雜排水回收再利用系統之一，雨水貯留利用率應大於 4%；第 317 條列出可用用途；第 319 條規定設計依技術規範辦理。當年相關計算依《建築物雨水貯留利用設計技術規範》辦理。

解題方法：先畫流程，再分用途與容量

雨水回收系統組成示意

 降雨
 ↓
屋頂／遮雨棚／適當集雨地面
 （集水區、集水面）
 ↓
天溝、落水頭、落水管
 （輸水管路）
 ↓
攔污網、沉砂／初期雨水排除
 ↓
沉澱、過濾等水質處理
 ↓
雨水儲槽 ─────→ 溢流管 → 雨水排水系統
 ↓
 抽水泵／加壓設備
 ↓
 雨水專用供水管
 ↓
沖廁、澆灌、清洗、景觀補水等
 
自來水補水 ───→ 配水端或補水槽
（雨水不足時補充；與雨水管線分開）

圖中應呈現完整路徑：集水、輸水、初期處理、水質處理、貯存、動力供水及溢流排放。依水質與使用需求，可增減沉澱、過濾等處理設備；雨水供水管應與自來水管分流，避免交叉污染。

雨水再利用適用範圍

雨水經適當處理後，主要供作非飲用、非直接接觸人體的雜用水，例如：

• 廁所沖洗。
• 園藝澆灌、景觀池或生態池補水。
• 道路、地板清洗及灑水。
• 洗車、空調冷卻補充水。
• 消防用水等其他適當用途。

水質要求較高時，應依用途加強處理。一般不將未經相應處理的雨水作為飲用或烹調用水。

儲槽容量的依據與因子

容量設計的基本依據，是比較可收集的雨水量和可利用的需水量，並考量降雨時間分布及希望達到的供水可靠度。

依當年《建築物雨水貯留利用設計技術規範》的評估方式：

其中：

• $W_r$：平均日集雨量，單位為公升／日。
• $R$：基地所在地日平均降雨量，單位為毫米／日。
• $A_r$：有效集雨面積，單位為平方公尺。
• $P$：日降雨概率。
• $W_d$：雨水可替代的設計用水量，例如沖廁、清潔、洗車、園藝澆灌用水，單位為公升／日。