115 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「國家淨零政策如何轉化為建築部門的減碳路徑」，並要求進一步說明建築行政機關如何透過法規、審查、補助及管理制度落實。

《氣候變遷因應法》第4條明定，國家溫室氣體長期減量目標為中華民國139年（2050年）達成溫室氣體淨零排放。淨零並非所有排放都歸零，而是先大幅減少排放，再以碳匯、碳移除等方式平衡難以避免的剩餘排放。以命題當年（民國115年）法規為準。

「淨零排放政策」是國家的長期目標與治理方向；「淨零路徑」則將目標拆解為部門策略、階段里程碑與執行措施，讓政府、產業與社會能依時程推動並檢視成效。臺灣2050淨零路徑以能源、產業、生活、社會四大轉型為主軸，並以科技研發、氣候法制為基礎，搭配十二項關鍵戰略。

建築部門之所以重要，在於建築物使用年限長，設計與設備選擇會長期影響能源消耗；建築營運用電、空調與照明，以及建材生產、施工和拆除所形成的碳排放，都與部門減碳有關。建築減碳也能降低能源需求、改善室內環境與居住品質，並帶動低碳建材、節能設備及相關專業服務發展。

解題方法

本題適合依序採取「政策意涵與重要性 → 建築部門策略 → 行政管理措施」三層架構作答。這樣能先交代國家為何設定淨零目標，再說明建築如何減碳，最後呈現公部門如何把政策化為可執行、可查核的制度。

建築部門的核心做法可概括為：**先降低建築能源需求與提升效率，再以再生能源及其他低碳措施處理剩餘排放；同時降低材料與施工階段的碳排。**我國淨零建築路徑的主要概念為先使建築節能約50%，其餘用電再以零碳再生能源碳中和。

建築部門的階段目標

依臺灣2050淨零建築路徑：

• 2030年：公有新建建築物達建築能效1級或近零碳建築。
• 2040年：50%既有建築物更新為建築能效1級或近零碳建築。
• 2050年：100%新建建築物及超過85%建築物達近零碳建築。

近零碳建築不是單靠屋頂設置太陽光電，而是先降低建築能耗，並搭配再生能源等措施，使建築排放大幅降低並朝淨零邁進。

建築部門因應對策

一、新建建築提升能源效率

新建建築可從基地、外殼、設備與管理系統著手：

• 以適當方位、遮陽、自然採光通風及高性能外殼，降低冷房與照明負荷。
• 提升空調、照明、電梯及熱水設備效率，採用高效率設備與智慧控制。
• 透過建築能效評估及標示，量化建築能源表現，作為設計改善與政策管理依據。
• 規劃屋頂太陽光電等再生能源，並考量儲能、能源管理及設備維運需求。

二、既有建築改善能源效率

既有建築數量龐大，應以盤點、診斷、改善與追蹤的方式推動：

• 進行能源使用盤查或建築能效評估，找出外殼、空調、照明及設備的主要耗能來源。
• 改善空調主機、冰水系統、風機、照明及控制設備，並視情形改善外殼遮陽與隔熱。
• 對民間既有建築以補助、獎勵、都市更新、綠色金融及ESCO節能服務等方式鼓勵改善。
• 公有建築則可由政府先行盤查、設定改善計畫並追蹤成效，發揮示範作用。

三、降低建材與營建階段碳排

建築減碳不能只看使用階段，也應納入材料與工程生命週期：

• 優先採用低碳、再生及可循環使用的建材，並減少材料浪費。
• 延長既有建築使用年限，評估修繕、活化與再利用，避免不必要的拆除重建。
• 在規劃設計及公共工程採購中納入材料來源、施工減廢及碳排管理。
• 推動節能減碳新工法、智慧能源管理技術與跨領域人才培育。

四、提升設備與使用端效率

核心觀念

本題考查**濕空氣線圖（psychrometric chart，俗稱空氣線圖）**的用途，以及如何用線圖表示室內空氣狀態和空調處理過程。

空氣線圖是在一定大氣壓力下，以圖形呈現濕空氣各項熱力性質及其關係。常用座標為：

• 橫軸：乾球溫度 $t_{db}$，反映空氣的顯熱狀態。
• 縱軸：含濕量 $W$，表示每公斤乾空氣所含的水蒸氣質量。
• 線圖上另可讀取相對濕度 $\phi$、濕球溫度 $t_{wb}$、露點溫度 $t_{dp}$、焓值 $h$ 等性質。

空調設計與分析常用的濕空氣關係式包括：

$$W=0.622\frac{p_v}{P-p_v}$$

其中 $p_v$ 為水蒸氣分壓，$P$ 為總壓力。濕空氣焓值常以每公斤乾空氣為基準，近似表示為：

$$h=1.006t_{db}+W(2501+1.86t_{db})$$

其中 $h$ 的單位為 $\mathrm{kJ/kg_{da}}$，$t_{db}$ 以攝氏度表示，$W$ 以 $\mathrm{kg/kg_{da}}$ 表示。

空氣線圖的意義與用途

空氣線圖把溫度、濕度與熱量之間的關係視覺化，可用來判讀空氣狀態，也可表示空調設備對空氣所做的處理。將空調處理前後的狀態點標在線圖上，狀態點間的連線即呈現處理方向及性質變化。

常見空氣處理過程如下：

• 加熱：乾球溫度上升、含濕量不變，線圖上向右移。
• 冷卻而未除濕：乾球溫度下降、含濕量不變，線圖上向左移。
• 加濕：含濕量增加，狀態點向上移；若同時加熱或冷卻，路徑會呈斜向。
• 冷卻除濕：空氣冷卻至露點以下，水蒸氣凝結，乾球溫度及含濕量同時下降，狀態點向左下移。
• 混合：兩股空氣混合後的狀態點位於兩股空氣狀態點的連線上，位置依乾空氣質量流率比例而定。

解題方法：以室內負荷與送風狀態說明

核心觀念

本題考的是臺灣淨零建築政策下的兩種互補評估：BERS 評估建築使用階段的能源效率；LEBR 評估建材與工程生命週期的蘊含碳排。兩者評估的排放來源不同，不能互相取代。

建築能效評估（BERS）

BERS（Building Energy-Efficiency Rating System，建築能效評估系統）是內政部建築研究所建立的建築能效計算、評分與標示方法，用來評估建築使用階段的能源效率。評估重點包括建築外殼、空調、照明、電梯等可受設計控制的項目，並依建築類型選擇適用系統。

2024 年版 BERS 將新建、既有及住宅等評估方法納入同一手冊；其新建建築評估以設計資料及理論計算為主，既有建築則依適用系統使用建築資料或現場調查資料。一般而言，評估後依手冊規定標示 1+ 級及 1 至 7 級，1+ 級代表近零碳建築能效等級。

低碳（蘊含碳）建築評估（LEBR）

LEBR（Low Embodied-carbon Building Rating System，低碳建築評估系統）評估建築從材料與工程活動所產生的蘊含碳排，重點在設計階段透過結構、材料、施工及維護策略降低碳排。評估範疇依建築生命週期方法，納入：

1. 建材製造與運輸。
2. 營建施工。
3. 更新與修繕。
4. 拆除與廢棄。

它也將舊建材再利用、低碳循環建材及低碳工法列為減碳措施。LEBR 與 BERS 的分工可概括為：LEBR 管建造及修繕拆除相關碳排；BERS 管日常營運使用的能源效率。

解題方法與計算理論

作答時先分清兩系統的評估邊界，再各自說明「資料如何轉成指標、指標如何分級」，最後補充制度推動與申請情形。

BERS 的計算理論

BERS 依建築用途、評估邊界與適用系統，計算建築能效相關指標。新建非住宅建築能效評估的核心概念，是由外殼、空調、照明及電梯等效率指標，推估建築耗電密度或能效指標，再依手冊設定的基準與級距轉換成評分及能效等級。

以 2024 年版新建建築能效評估系統 BERSn 為例，非住宅建築會先計算外殼節能效率 $EEV$、空調節能效率 $EAC$、照明節能效率 $EL$、電梯效率 $Et$ 等，再按用途與耗能權重合成能效指標。其概念式可表示為：

$$EEI=a(EAC-EEV\times Es)+bEL+cEt$$

其中 $a$、$b$、$c$ 為依空調、照明及電梯耗能權重計算的係數；$Es$ 為外殼節能對空調節能的影響係數。不同建築類型、住宅系統及既有建築系統，仍須依其適用手冊公式、基準值及評分尺度計算，不能把上述概念式直接套用於所有案件。

計算步驟：

1. 判定建築用途、建築類型及新建或既有狀態，選擇適用的 BERS 子系統。
2. 確認評估範圍及免評估空間，整理建築外殼、空調、照明、電梯等資料。
3. 依手冊計算各項效率指標及耗能指標，依建築用途與耗能權重整合。
4. 將結果代入該系統的基準與評分公式，取得能效分數及標示等級。

若題目未提供建築資料及適用系統，不能算出特定建築的能效等級；答題重點應放在評估邏輯與指標構成，而非臆造數值。

LEBR 的計算理論

核心觀念

本題考查空調設備噪音與振動的產生原因、傳播途徑及工程防制方法。作答時應先辨認音源，再區分空氣音與固體音，最後依「音源—傳播路徑—受音室」提出對策。

• 空氣音：設備、風管或氣流產生聲波，經空氣傳至室內；例如風機聲、壓縮機聲、風管氣流聲。
• 固體音（結構音）：設備振動經基座、樓板、牆體、吊架、風管或水管傳遞，再由建築構件輻射成室內噪音。
• 振動：設備運轉的不平衡力或往復作用力，透過結構傳遞；若與建築構件或設備支撐系統的固有頻率接近，可能發生共振，使振動與噪音明顯放大。

聲音分貝為對數尺度，數個音源合成時不能直接將分貝值相加：

$$L_{\mathrm{總}}=10\log_{10}\left(\sum_{i=1}^{n}10^{L_i/10}\right)$$

防制的基本原則是從音源減少激振與噪音、切斷傳播路徑、降低受音室的反射與輻射。單純在室內加吸音材料，對由樓板、牆體傳入的低頻固體音通常效果有限，應優先處理音源與結構傳遞路徑。

主要成因與課題

一、設備本體的機械噪音與振動

冰水主機、空調箱、風機、泵浦、壓縮機、冷卻水塔等設備，因馬達、軸承、轉子、葉片及壓縮機運轉而產生機械噪音與振動。葉輪不平衡、軸心偏移、軸承磨損、固定螺栓鬆動或設備老化，均會使異音及振動增加。

**課題：**設備振動可能經剛性基座直接傳到樓板與梁柱，形成結構傳音；設備運轉頻率若接近支撐架、樓板或管線的固有頻率，會引發共振。

二、風機與氣流噪音

風機葉片旋轉及氣流通過風管、彎頭、三通、風門、格柵與出風口時，會產生旋轉噪音、湍流噪音及風切聲。風速過高、風管截面不足、急彎、突然縮擴管、風門節流或格柵設計不當，會加劇氣流噪音。

**課題：**噪音可沿風管傳到其他房間，也可由風管壁、吊架或設備連接處傳入建築結構；只在設備機房做隔音，未必能阻止風管傳音。

三、水流、管線及冷卻水塔噪音

水泵、水流、閥件及管路振動會產生流體噪音與管線振動。冷卻水塔則常有風扇、馬達、淋水及水滴撞擊水盤等噪音。

**課題：**水管若與結構剛性接觸，或穿越樓板、牆體處未設彈性套管，振動容易傳入建築物；冷卻水塔設於屋頂或靠近敏感空間時，可能同時造成空氣音與結構音問題。

四、設備配置與建築聲學條件不佳

機房緊鄰辦公室、教室、病房或住宅，設備基座與隔間、樓板連成剛性系統，或風管穿越牆體後留下未封實的孔隙，都會增加噪音影響。室內表面反射多，也會使空間中的噪音累積。

**課題：**噪音問題不能只看設備的聲功率，還需考慮設備位置、傳播路徑、隔間構造、穿孔封堵、使用時段及受音空間需求。

解題方法與實務防制對策

依序採取「源頭控制—路徑隔離—空間吸隔音—維護量測」的架構作答，可以同時回答成因與具體改善方法。

一、源頭控制

1. 選用低噪音、低振動設備：依空調負荷及噪音需求選用適當設備，避免設備能力過大而長期以高轉速運轉；可採低噪音風機、低轉速設備或變頻控制。
2. 改善設備狀態與安裝品質：校正轉子與葉輪平衡，檢查軸承、皮帶及螺栓，確保設備水平、固定可靠，並定期保養、更換磨耗零件。
3. 降低氣流噪音：合理設計風管尺寸及風速，避免急彎與突然縮擴；

核心觀念

本題考查「同層排水」的定義、設計規劃重點，以及「整體衛浴 UB」和排水系統之間的關係。作答時要掌握兩個區別：同層排水是排水管路的配置方式；UB 是衛浴空間的工廠化製造與組裝方式。兩者可以整合，但並非同一概念，也不是採用 UB 就必然符合同層排水。

以命題當年（民國 115 年）法規為準，《建築技術規則》建築設備編第 29 條之 1 規定，建築物全部或部分採同層排水系統者，其給水排水衛生系統的排水管、排水橫支管及給水排水衛生設備應同層敷設，不得貫穿分戶樓板。此條規定採用同層排水時的敷設原則，並非要求所有建築物一律採用同層排水。

解題方法

先由「排水管是否跨越分戶樓板、進入他戶空間」界定同層排水，再依序說明規劃原則，最後分析 UB 如何配合排水管路配置。

一、同層排水的意義

傳統排水常將衛生設備的排水管穿過樓板，接入下層天花板內的排水橫支管；若管路漏水、堵塞或需要更新，可能須進入樓下住戶空間處理。

同層排水則將排水管、排水橫支管及相關衛生設備安排在同一樓層範圍內，使管路不穿越分戶樓板，也不進入其他住戶的專有空間。浴室內各設備的排水仍須妥善接至排水立管；重點是橫向排水及設備管路留在本戶樓層內，便於管理、檢查、維修與更新。

二、規劃原則

1. 跨專業整合 於建築、結構及機電設計階段一併協調衛生設備位置、排水立管位置、管徑、管線坡度、管道空間及維修動線。不可只在施工階段才處理管線高度，否則容易與梁、樓板、門檻或設備衝突。

2. 選擇合適的配管形式 同層排水可採樓板上配管、牆前配管，或依現場條件混合使用。樓板上配管常搭配降板或架高地板；牆前配管則將管線配置於牆體前方的管道空間。選擇時應兼顧管線坡度、排水順暢、空間尺度與日後維修。

3. 控制降板或架高空間 降板或架高地板的高度及範圍，應依衛生設備型式、管徑、管長、接管需求及管材等條件確定；在可施工及可維修的前提下，宜縮小降板範圍。降板區樓板厚度須由結構設計確認，避免為容納管線而任意削弱樓板。

4. 確保坡度、清通及維修能力 排水管須有適當坡度，並預留清潔口或可檢修位置，避免管路過長、轉折過多，造成排水不順或堵塞後難以處理。管線應避免被永久封閉在無法檢修的位置。