113 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

本題考查「循環經濟」如何轉化為建築設計、材料選擇、施工與拆除管理的具體作法。建築不應只追求完工時的節能或材料回收，而應從規劃設計階段就降低資源投入、延長建築與構件壽命，並使材料在建築拆除後能再使用或回到生產循環，藉此減少全生命週期的碳排與廢棄物。

循環設計可依資源循環層次理解：優先避免不必要的建造與材料使用，其次延長既有建築和構件的使用年限，再使構件或材料重複使用、再製或回收。直接再使用通常比拆解後回收更能保留材料價值；回收仍需耗能與加工，不能取代源頭減量。

建築生命週期包括原料取得、材料製造、運輸、施工、使用維護、更新及拆除處理。設計策略應同時考量各階段的碳排、資源消耗與廢棄物，而非只看營運階段的能源效率。

解題方法

作答可依「源頭減量—延長壽命—循環材料—施工減廢—拆除回收—制度配套」逐段說明，並在每一段交代設計方法與實際應用。這樣能涵蓋建築從規劃到拆除的流程，也能回答題目要求的「具體可行策略及應用」。

一、源頭減量與既有建築再利用

1. 優先評估修繕、改造與再利用：規劃前先盤點既有建築結構安全、空間條件與機電設備狀況，評估能否整修、增建或改作他用，避免可用建築過早拆除重建。適用於老舊校舍、辦公建築、倉庫及閒置公共建築。
2. 以實際需求決定規模：透過空間共享、多功能空間及彈性使用降低過度建築與閒置空間，減少初始材料投入，也降低日後維護與拆除負擔。
3. 降低材料與構造的資源強度：依結構安全、耐久與使用需求合理配置材料，避免不必要的裝飾層、過度設計與重複構造。

二、延長建築與構件使用壽命

1. 採用耐久、易維護的設計：考慮台灣高溫、高濕、鹽害及地震等環境條件，妥善處理防水、排水、通風、耐蝕及可替換部位，避免局部損壞造成整體提前汰換。
2. 採用彈性空間與適應性設計：以可變隔間、模矩化空間、可調整設備配置等方式，讓建築能因應家庭型態、辦公需求或用途改變，減少因功能不合而拆除重建。
3. 設計可維修、可更新的設備系統：將管線、設備與裝修分層配置，讓故障部位可單獨檢修或替換，降低維修時對其他構件的破壞。

三、材料循環與拆解設計

1. 優先選用再生、再利用及低碳材料：在符合安全、耐久、健康與法規要求下，採用再生骨材、再生金屬、回收木材或具再生料含量的產品；並評估材料製造與運輸的碳排，避免只以「含回收料」作為低碳判斷依據。

核心觀念

本題考《智慧建築評估手冊》「節能管理」中的動力設施智慧化節能。重點是運用感測、控制與設備連動，使動力設備依實際需求運轉，避免空載、過度運轉或不必要的耗能。

依命題當年常用的《智慧建築評估手冊2016年版》，動力設備的例子包括泵、排風扇、電梯及熱泵，評估重點為設備具有自動控制技術並產生節能效益。手冊2024年版則進一步列舉空調輸送、給排水、生活熱水、停車場排風、排氣、電梯及電扶梯等動力設施。

解題方法

先列出手冊中的動力設施，再選兩種常見於辦公建築、且容易說明「感測—判斷—控制—節能」流程的設施，交代其感測資訊、控制方式及節能原因。作答時要寫出技術如何作用於設備，不能只寫「採用智慧控制」。

動力設施項目

辦公類建築可舉出下列項目：

• 泵浦與給排水設施，如給水泵、排水泵。
• 空調輸送設施，如冰水泵、冷卻水泵及送風機。
• 排風與排氣設施，如停車場排風機、一般排氣設備。
• 生活熱水設施，如熱水循環泵及熱泵。
• 垂直運輸設施，如電梯、電扶梯。

兩項設施的智慧化節能原理

一、停車場排風機：依車流或空氣品質需求調節風量

在停車場設置車流感測器或一氧化碳濃度感測器，將車輛進出情況或空氣品質資料送至控制器。當車流低、污染物濃度低時，控制器降低排風機轉速；當車流增加或一氧化碳濃度達設定值時，再提高轉速或啟動更多風機。

核心觀念

本題考住宅類建築如何運用綠建築「日常節能指標」降低使用階段的能源消耗與碳排。作答應依題目指定的五類分項，逐項提出可落實的規劃措施，並說明其節能原理。

住宅類日常節能評估以建築外殼、空調、照明、固定設備及公用機械為重點。外殼性能會影響室內熱負荷；設備效率、容量與控制方式則影響實際用電或燃料消耗。規劃原則是先降低建築負荷，再提升設備效率，並避免設備在無需求時持續運轉。

解題方法

按題目列出的五類項目分段作答；每類至少交代「設計措施」及「節能效果」。住宅的固定設備包含熱水器、爐台等；集合住宅另須留意電梯、揚水泵及地下停車場送排風機等共用設備。

建築節能規劃重點

一、建築物外殼

1. 控制開窗面積與方位：依日照、採光及通風需求合理配置窗戶，避免不必要的大面積開窗，以減少日射熱進入及室內熱負荷。
2. 設置適當外遮陽：依立面方位選用水平遮陽、垂直遮陽或複合遮陽，降低夏季直射日光與冷房負荷，同時保留必要採光。
3. 提升屋頂及外牆隔熱性能：採用適當隔熱構造、材料或屋頂隔熱設計，減少外界熱量傳入室內。
4. 改善窗戶熱性能：選用隔熱性能較佳的玻璃與窗框，並妥善處理窗框、牆體交界等部位，減少熱傳及氣密不良造成的負荷。
5. 配合自然通風與採光：妥善安排開口位置及室內空間，使自然通風、日光可在舒適條件下使用，降低空調與人工照明需求。

二、空調

1. 依房間使用情況分區控制：按空間、使用時間及家庭作息分區設置空調，避免無人或不使用的區域持續運轉。
2. 正確估算空調容量：依房間面積、外殼負荷、日照及人員熱源選擇合適容量，避免設備過大造成頻繁啟停與效率降低。
3. 選用高效率空調設備：優先採用能源效率較高的機種，並依使用需求選擇適當的系統型式。
4. 採用適當的溫度與控制策略：設定合理的室內溫度，使用定時、溫控或人員感測等控制方式，減少空調空轉及過度冷房。
5. 妥善配置室外機與維護設備：確保室外機散熱通風，定期清潔濾網及維護設備，使運轉效率維持在適當水準。

三、照明

核心觀念

建築物耐久性，是指建築物及其構件在預定使用年限內，能維持所需的安全性、使用性與性能，不因材料劣化、環境作用或維護不足而過早失效。耐久性設計不是只選用高強度材料，而是從建築物生命週期各階段降低劣化風險、延緩性能衰退，並讓檢查、維修與更新可行。

本題屬建築環境控制與建築全生命週期的整合題，重點在說明如何從規劃設計、施工、使用維護及更新拆除等階段提升耐久性。題目未指定特定法條或計算公式，作答以耐久性設計原則與生命週期管理為主。

解題方法

可依建築物生命週期分階段作答，並在每階段交代「採取的策略」及「對耐久性的作用」。內容可歸納為：先掌握環境與劣化來源，再以設計和施工降低劣化，最後透過維護、修繕及更新延長建築物使用年限。

一、規劃與設計階段：降低劣化風險

• 掌握基地與環境條件：調查日照、降雨、風向、溫濕度、地下水、土壤腐蝕性、海鹽與污染物等，辨識可能造成材料劣化的作用，據以選擇適當的構造、材料與防護方式。
• 配合預定使用年限與性能需求：依建築物用途、重要性、使用強度及維護條件，設定合理的設計使用年限與耐久性能目標，避免所有部位採取相同標準。
• 選擇適用且相容的材料：依構件所處環境選擇耐候、耐蝕、耐水或抗紫外線材料；同時考量不同材料接合處的相容性，避免熱膨脹差異、電化學腐蝕或化學反應造成損壞。
• 以構造設計避免水分侵入與滯留：設置適當的屋面坡度、排水、滴水、泛水、伸縮縫及防水層，避免積水、滲漏與毛細吸水；外牆、窗框、屋頂與地下室等易受水作用部位，應妥善處理接縫與排水路徑。
• 減少暴露與保護關鍵構件：利用遮陽、雨遮、外牆保護層、覆土或適當覆蓋，降低日曬、雨淋、溫度變化及腐蝕性物質對構件的直接作用。
• 重視構件可檢查、可維修與可更換：預留檢修通道、檢查孔及設備操作空間；將易耗、易損或技術更新快的設備與主體結構分離，便於局部修繕或替換，避免小範圍故障擴大成整體損害。
• 採用合理的結構與細部設計：避免不必要的應力集中、裂縫及難以施工的細部；對鋼筋混凝土構件，妥善設計保護層厚度、裂縫控制與排水，降低鋼筋腐蝕風險。

二、施工階段：確保設計性能落實

核心觀念

本題考查建築環境控制中的通風、日照、照明與熱工名詞。作答時宜交代各名詞的物理意義、衡量方式與常用單位，並區別容易混淆的概念。

解題方法與名詞說明

(一) 空調適當外氣量

空調適當外氣量，是指空調系統為維持室內空氣品質，應引入室外的新鮮空氣量。外氣可稀釋並排除室內人員呼吸所產生的二氧化碳、異味及其他污染物，也可補充室內氧氣。

所需外氣量通常依室內使用人數、用途、面積及污染源等條件決定，常以每人外氣量或單位面積外氣量表示，例如 $\mathrm{m^3/(h\cdot person)}$。實際設計時，也須考量外氣的溫度、濕度與潔淨度，因為引入外氣會增加空調系統的冷房、暖房及除濕負荷。

**作答要點：**說明外氣量的目的在維持室內空氣品質，並指出其應按人數、用途或面積等條件合理決定；它不是室內空氣循環量的同義詞。

(二) 有效日照

有效日照是指建築物或基地在規定期間內，能直接接受太陽光照射，且日照時間達到規定要求的狀態或時數。評估時須考慮太陽位置、建築物方位及周遭建築物或地形造成的陰影。

建築環境控制所重視的日照，有助於採光、衛生與居住舒適；但日照過強也可能增加眩光與室內熱負荷。在建築管理檢討中，日照時數通常須依適用規定所指定的日期、時段、受照位置及計算方式認定。以我國相關日照檢討常見的概念而言，冬至日及鄰近建築物陰影是重要考量。

**作答要點：**有效日照不是單指天空明亮或室內有自然光，而是須符合規定條件的直接日照。

(三) 演色性

演色性是指光源照射物體時，使物體顏色呈現得自然、接近在參考光源下所見色彩的能力。光源的光譜組成不同，即使色溫相同，物體顏色也可能呈現差異。

演色性常以演色評價指標表示；一般照明常見的是平均演色評價數 $R_a$。$R_a$ 越高，通常表示受測光源使物體顏色接近參考光源的程度越高。選擇光源時，除演色性外，也應一併考量照度、色溫及用途需求。

**作答要點：**演色性描述的是光源讓物體顏色呈現是否自然，不是光源本身的顏色，也不等於色溫。

(四) 熱傳導係數