114 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

本題考查低碳（低蘊含碳）建築評估系統 LEBR 的設計思維：在建築規劃與設計階段，減少建材與構件在生產、運輸、施工、更新修繕、拆除處理等階段產生的蘊含碳排。蘊含碳是隱含在建築材料與建造活動中的碳排；建築使用時的空調、照明等能源碳排，則屬於使用碳排，與 LEBR 評估重點不同。

LEBR 參照建築全生命週期評估觀念，以設計案與基準案比較蘊含碳減碳率：

其中 $EEC_c$ 為基準案蘊含碳排，$EEC$ 為設計案蘊含碳排。規劃時應掌握「減少材料需求、降低單位材料碳排、延長使用年限、方便維修與循環利用」等原則。

解題方法

可依建築生命週期及設計決策層次作答，從基地與量體、結構系統、材料與構件、施工方式、耐久維護、拆除再利用等面向，逐項說明如何減少排碳。作答時應把抽象的「採用低碳設計」轉成可執行的設計手法，並指出其減碳機制。

規劃低碳建築的考量方向

一、基地與建築量體規劃

• 優先利用既有建築、既有設施或已開發基地，降低新建工程所需的材料與施工量。
• 配合基地條件規劃合理的建築配置與量體，避免過度開挖、填土及不必要的地下室工程，減少土方運輸、擋土與基礎工程碳排。
• 控制建築面積、樓層與空間需求，避免超量建造；以滿足使用機能為原則，減少不必要的建築體積及構件數量。

二、結構系統與構造設計

• 依建築用途、跨度、樓層與基地條件，選擇適當的結構系統，避免結構過度設計。
• 優化結構配置、跨距與構件尺寸，在符合安全、耐震及使用性能的前提下，減少混凝土、鋼筋及鋼構等高碳材料用量。
• 採用合理模矩與標準化設計，提升材料使用效率，降低裁切損耗與施工浪費。
• 規劃管線與設備路徑，避免管線埋設影響結構構件，也讓日後檢修及更新更容易。

三、選用低碳與循環建材

• 優先採用具碳足跡或環境產品宣告等資料的建材，以可查證的碳排資訊作為選材依據。
• 選用低碳循環建材，例如再生、再利用或再循環材料；在性能符合需求的條件下，優先採用單位碳排較低的產品。
• 評估建材的產地與運輸距離，優先採用適當的在地材料，降低長距離運輸排碳。

核心觀念

本題考查高海拔寒冷氣候下的建築外殼保溫，以及依海拔高度選用外牆、窗戶熱傳透率基準。海拔 2,600 公尺屬於「海拔高度 1,800 公尺以上」級距；依命題當年（民國 114 年）《建築技術規則建築設計施工編》第 308 條之二及《建築物節約能源設計技術規範》，外牆與窗戶須同時符合規定的平均熱傳透率上限。

熱傳透率以 $U$ 表示，單位為 $\mathrm{W/(m^2\cdot K)}$；數值越低，代表熱量越不易穿透，保溫隔熱性能越佳。平均熱傳透率可概念性表示為：

其中 $U_i$ 為各構造部位的熱傳透率，$A_i$ 為其面積。

解題方法

先以題目給定的海拔高度判定適用級距，再依立面開窗率選取窗平均熱傳透率基準，並同時檢核外牆基準。海拔 2,600 公尺高於 1,800 公尺，因此適用以下規定：

核心觀念

本題考查變頻多聯空調系統（Variable Refrigerant Flow，VRF）的系統構成與應用特性，須從規劃設計、運作效率、舒適性、維護管理四個面向整理。VRF以一組或多組室外機連接多台室內機，透過變頻壓縮機及冷媒流量控制，依各室內區域的負荷調整供冷或供熱能力。

解題方法

依題目指定的四個面向分段作答，並掌握系統的核心特徵：冷媒直接輸送、室內機分區控制、室外機容量隨負荷變化。作答時同時指出優點與設計、運轉上的限制，避免只列優點而未說明適用條件。

四面向特性

一、規劃設計

• **分區彈性高：**一組室外機可連接多台室內機，各室內機可依房間、樓層或使用時段分區配置與控制，適合空間用途多元、負荷差異大的辦公建築。
• **管線配置有彈性：**系統以冷媒管連接室內外機，通常不需大型冰水主機及各區冰水管路，可減少機房需求，並便於既有建築改修。
• **須受系統限制：**冷媒管長、室內外機高低差、分歧管配置、可連接室內機數量及容量比例，都須符合廠商規範；室外機位置、散熱與維修空間亦須在設計階段妥善安排。
• **須注意冷媒與建築安全：**應考量冷媒管路施工與保溫、冷媒洩漏風險，以及小型密閉空間內的冷媒濃度與通風安全。

二、運作效率

• **部分負載效率佳：**變頻壓縮機可依實際冷房或暖房需求調整轉速與輸出，避免固定容量設備頻繁啟停；辦公建築常有時段、朝向與人員密度造成的負荷變化，因此分區運轉有助降低不必要的耗能。
• **減少輸送設備耗能：**相較於中央冰水系統，VRF通常不需大型冷凍水泵及冷卻水泵，且不一定需要冷卻水塔，可降低部分泵浦、塔體相關耗能。
• **須以全系統評估效率：**實際效率會受室外氣候、冷媒管長、室內外機配置、室內機同時使用率及控制設定影響；室外機散熱不良或長時間低負載運轉，都可能使效率下降。

核心觀念

本題考《建築技術規則》建築設計施工編第 46 條之 6「分戶樓板衝擊音隔音構造」。以命題當年（民國 114 年）法規為準：連棟住宅與集合住宅的分戶樓板，應符合樓板衝擊音指標 $L_{n,w}$ 在 58 分貝以下的隔音性能。

$L_{n,w}$ 是樓板受到衝擊時，樓下測得的衝擊音量評定值；數值愈低，隔音效果愈好。腳步、物品掉落等衝擊會使樓板振動，經樓板或周邊構造傳到下層，屬於固體音傳遞。鋼筋混凝土樓板上直接鋪面磚，因表面硬且與樓板緊密結合，衝擊振動容易傳遞，應在樓板與面磚地坪之間設置符合規定的緩衝構造。

解題方法與構造設計

答題時，先指出法規性能目標 $L_{n,w}\leq58\text{ dB}$，再選擇法規列出的構造，標明由下而上的各層及必要尺寸。面磚地坪可採橡膠緩衝材與水泥砂漿、地磚組成的浮式地板；隔音關鍵是讓上方地坪透過彈性緩衝材與結構樓板隔振。

下圖為一種符合規定的剖面示意：

 上層居室
 ┌────────────────────┐
 │ 面磚 │
 ├────────────────────┤
 │ 水泥砂漿 │
 │ 面磚＋砂漿合計 ≥ 6 cm│
 ├────────────────────┤
 │ 橡膠緩衝材 │
 │ 厚度 ≥ 0.8 cm │
 │ 動態剛性 ≤ 50 MN/m³ │
牆面 │ │
 │ │ │
 │←周邊軟質填縫材／緩衝材 │
 │ 厚度 ≥ 0.8 cm │
 ├─────┴────────────────────┤
 │ 鋼筋混凝土分戶樓板 ≥ 15 cm│
 └─────────────────────────┘
 下層居室

核心觀念與解題方法

本題考查建築環境控制中的四類基本概念：熱環境評估指標、建築能源效率評級、室內環境與健康，以及熱泵設備原理。作答時宜依序說明「定義、評估或運作原理、實務用途」，並點出各名詞最容易混淆之處。

（一）WBGT

WBGT 為濕球黑球溫度（Wet Bulb Globe Temperature），中文常稱「綜合溫度熱指數」，用來評估人體在高溫環境中的熱負荷。其綜合自然濕球溫度、黑球溫度及乾球溫度，分別反映蒸發散熱、輻射熱與空氣溫度的影響，常用於高溫作業環境及熱危害管理。

戶外有日照時：

室內或戶外無日照時：

其中，$T_{nwb}$ 為自然濕球溫度，$T_g$ 為黑球溫度，$T_a$ 為乾球溫度，單位均為攝氏度。WBGT 並非單純氣溫或舒適度指數；使用時須依有無日照選擇公式，並配合作業強度、工作休息制度等判斷熱危害。

（二）建築能效標示 BERS

BERS 是 Building Energy-Efficiency Rating System 的縮寫，指我國建築能效評估系統及其標示制度，用來評定建築物能源使用效率，提供建築能效分級資訊。評估會依建築用途及新建或既有等條件，採用相應評估系統，檢視建築能源使用與相關節能設計，再據以核給能效等級；標示由高至低分級，並設有代表近零碳建築的最高級別。

BERS 的功能是讓建築能源效率可以評估、分級及辨識，可作為建築節能改善與能效資訊揭露的依據。它是建築能源效率評估制度，與以整體環境品質為範圍的綠建築評估並非同一概念。以命題當年（民國 114 年）法規及制度為準；2024 年版《建築能效評估手冊》自民國 114 年 7 月 1 日起實施，作答時應留意題目所指的評估年度與適用版本。

（三）病態建築症候群

病態建築症候群（Sick Building Syndrome, SBS）是指建築物使用者在室內停留時，出現一組與室內環境相關的不適症狀，但通常無法確認由單一特定疾病或明確病因造成