睜一隻眼閉一隻眼，軍艦鳥睡著了但還在飛！

本文由 建研所 委託，泛科學企劃執行。 

當你走進一棟建築，是否能感受到它對環境的友善？或許不是每個人都意識到，但現今建築不只提供我們居住和工作的空間，更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生，正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題，確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染，同時提升我們的生活品質。然而，要成為綠建築並非易事，每一棟建築都需要通過層層關卡，才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境，政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立，旨在透過標準化的建築評估系統，鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時，為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法，自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止，已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品，涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築，不僅提升建築物的整體性能，也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

說這麼多，你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程，要經歷哪些標準與挑戰？

綠建築標章	智慧建築標章	綠建材標章

第一招：依循 EEWH 標準，打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源，是綠建築（green building）的核心理念，但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單，而是涵蓋建築物的整個生命週期，也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內，都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準，讓我們先回到 1990 年，當時英國建築研究機構（BRE）首次發布有關「建築研究發展環境評估工具（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，BREEAM®）」，是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後，於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」（Leadership in Energy and Environmental Design, LEED）這套評估系統，加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶，氣溫高，濕度也高，得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生，四個英文字母分別為 Ecology（生態）、Energy saving（節能）、Waste reduction（減廢）以及 Health（健康），分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級，設有九大評估指標。

我們就以「台江國家公園」為例，看它如何躍過一道道指標，成為「鑽石級」綠建築的國家公園！

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園，也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時，還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築，其外觀採白色系列，從高空俯瞰，就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落；從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊，生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構，設計自然護岸，保留基地既有的雜木林和灌木草原，並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物，採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙，不僅強化了環境的保護力，也提供多樣的生物棲息環境，使這裡成為動植物共生的美好棲地。

第二招：想成綠建築，必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築，使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中，對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出，一路到今日，國際間對此一概念的共識主要包括再使用（reuse）、再循環（recycle）、廢棄物減量（reduce）和低污染（low emission materials）等特性，從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時，使用自然材料與低 VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）建材，亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後，內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度，以建材生命週期為主軸，提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說，為確保室內環境品質，建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件；為了防溫室效應的影響，須使用本土材料以節省資源和能源；使用高性能與再生建材，不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性，也強調材料本身的再利用性。

在台江國家公園內，綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念，更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設，並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料，為鳥類和小生物營造棲息空間，讓「蚵殼磚」不再只是建材，而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆，整體綠建材使用率為 52.8%。

在日常節能方面，台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如，引入樓板下的水面蒸散低溫外氣，屋頂下設置通風空氣層，高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出，廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地，創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企，如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流，不僅提升了隔熱效果，減少空調需求，讓建築如同「與海共舞」，在減廢與健康方面皆表現優異，展示出綠建築在地化的無限可能。

在綠建材的部分，另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程，其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材，比方提高高爐水泥（具高強度、耐久、緻密等特性，重點是發熱量低）的量，並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」，還用再生透水磚做人行道鋪面。

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區，首先，他們捨棄金屬建材，讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是，他們也將施工開挖的土方做回填，將有高地差的荒地恢復成平坦綠地，本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪，無痛轉綠。

等等，這樣看來建築夠不夠綠的命運，似乎在建材選擇跟設計環節就決定了，是這樣嗎？當然不是，建築是活的，需要持續管理–有智慧的管理。

第三招：智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率，除了從建築設計與建材的使用等角度介入，也須適度融入「智慧建築」（intelligent buildings）的概念，即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性，使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器，用於蒐集環境資料和使用行為，並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

為了推動建築與資通訊產業的整合，內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度，為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂，目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例，為了掌握建築物生命週期中的能耗，需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標，評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面，則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境，以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中，充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術，來達成兼顧環保和永續發展的理念，也是利用建築資訊模型（BIM）技術打造的指標性建築，受到國際矚目。

在興建階段，為了保留基地內 4 棵原有老樹，團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描，並將大小等比例匯入 BIM 模型中，讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離，確保施工過程不影響樹木健康。此外，在大樓啟用後，BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」，透過 3D 建築資訊模型，提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護，包括保養計畫、異常修繕及耗材管理，讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用，從建造設計擴展至施工和日常管理，使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management，簡稱 FM ) 為例，該系統可在雲端進行遠端控制，根據會議室的使用時段靈活調節空調風門，會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣，而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率，保持低頻運作，實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現，從源頭減少碳足跡；綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小，並保障居民的健康；智慧建築標章運用科技應用，實現能源的高效管理和室內環境的精準調控，增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用，讓建築不僅是滿足基本居住需求，更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

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找不到地方睡嗎？去睡在導彈旁邊吧！

導彈艙最近新增了不少床位。美國海軍潛艦田納西號下水後幾年，因為做了技術升級，需要增加水兵來操作伺服器。但問題是，沒有地方可以設置寢室床位。後來有人想到在兩枚核子飛彈之間有空位可以安置床鋪，於是這些熱騰騰的床位便誕生了。艦上的三叉戟二型飛彈的發射管四十五呎高，貫穿潛艦全部四層甲板，總共二十四座。這幾層的導彈艙是全艦最僻靜的地方，像是老舊大學圖書館的藏書架，安靜、隱密，可以躲進去補眠。

但是我現在講話這一刻卻不是這樣。「全部人員起床！」艦內對講機內的廣播，伴隨著又吵又持續的起床警報：砰！砰！砰！砰！像個討厭的小鬼拿著木棍在敲水壺一樣。

「模擬發射全部飛彈。」真這樣的話，要發射的飛彈可不少。三叉戟飛彈是多彈頭飛彈，每個彈頭都可以設定其目標，精準度──我聽過兩次人家這樣講──「可以擊中投手丘」。

美國海軍彈道飛彈潛艦艦隊總共有十四艘潛艦，是一股水下移動式核子武力，和陸地發射井中的飛彈，以及轟炸機上的飛彈，構成了美國戰略性嚇阻（strategic deterrence）的「 核子三合一 」（nuclear triad）。

這個「核子三合一」戰略性嚇阻所傳達的訊息是：「你瘋了才會用核彈打我，我們的核彈比你多，而且你也無法先發制人，因為你不知道我們的彈道飛彈潛艦在哪裡。」彈道飛彈潛艦可以躲在整個海洋的任何地方，艦上的核子反應爐可以產生動力，並且製水，永遠不必為了加油而浮出水面；糧食用罄之前，可以一直待在海底深處。

田納西號副長納珊．穆瑞（Nathan Murray）邀請我進飛彈艙看他進行演習。（我和一群未來的指揮官一起登艦做評估。）我們沿著艙壁通過一排床位；某些還用黑色聚合物的簾子遮住，看起來像 80 年代某些龐克俱樂部的洗手間。穆瑞指著一位年輕人的床位，他要和牆上的消防水管共享這個空間。他昨晚已被消防演習吵醒，現在又要演習。

一天到晚演習，想睡覺都沒辦法

美國海軍潛艦部隊（The Submarine Force）已經正式承認他們有官兵睡眠問題。

《部隊任務重點通報：船員休息問題特刊》（Force Operational Notes Newsletter: Special Crew Rest Edition）裡面便提到：「個人於海洋中的睡眠未獲保護，使得行政訓練、保養以及『迫切的』問題，常態性地縮短或打斷了人員的睡眠……。」田納西號的船員要做消防演習、進水演習、液壓破裂演習、氣壓破裂演習、人員落水演習、安全違反演習、魚雷發射演習等等，艦上做飛彈發射演習比某些人用牙線還來得頻繁。

一方面，你希望船員都訓練有素，你不想「打錯投手」。但是另一方面，你卻又希望訓練和演習不要這麼頻繁，弄到那些操作炸彈、反應爐的人員長期睡眠不足。

1949 年的潛艦作息時間表允許人員一天睡眠十小時。除了這種「長眠」之外，一半船員至少在一天之內還能小睡一次。但從 1954 開始，潛艦由柴油引擎逐漸改為核子動力。結果就是艦上要看守的部位多了起來，不再像以前只是看看溫度計或油量表而已。以田納西號來說，現在人員睡眠時間平均四小時。

此次登艦之前，我和睡眠研究專家葛瑞格．貝蘭奇上校（Colonel Greg Belenky）通過電話。他是位於史波肯的華盛頓州立大學（Washington State University, Spokane）睡眠與效能研究中心（Sleep and Performance Research Center）的創立人。

貝蘭奇很清楚人從一天睡八小時減為四、五小時後有什麼變化。他們的認知能力在幾天之內就開始下降，猶如從高原狀態衰退到一個無法運作的狀態。睡眠時間越少，智能衰退越嚴重，後來才能回升。

但是是哪種心智能力會衰退呢？是大部分。貝蘭奇說， 睡眠不足會使記憶力減退，維持思考、決策，整合情緒和理性的網絡弱化。「你是不是也有過那種碰到問題，但想不出該怎麼辦的時候？結果是不是你睡了一晚好覺之後，醒過來，啊，有了！這就是睡眠的功用。睡眠使大腦恢復正常功能。」

你是新來的？那睡覺時間再打個折吧！

在潛艦上，新兵的情況更慘。他們除了每天的工作和值更之外，還要準備「資格考」──潛艦版的律師資格考。六十幾題潛艦組件及系統的口試題，再加上本艦特有的──從操舵、到操作深度計，到排出衛生水櫃等等──各種任務實作。

蒸汽瀰漫的士官兵休息室裡，一名臉長長的水兵正在讀潛水液壓學。他說：「我曾經一個晚上只睡三個小時，隔天又完全沒睡。」（休息室裡水氣瀰漫， 又有人在打活屍末日〔zombie-apocalypse〕電玩，或是玩桌上足球機，實在不是讀書的好地方。或許因為我是個中年人才這麼想。）

水兵會告訴你他還好，但貝蘭奇知道其實不然。人一天睡眠不足四小時，他們就連復原都沒辦法。他們的智能會一直下滑，最後直達睡眠科學家想出的特殊詞彙才有辦法表達的低點，比如說「災難性代償失調」（catastrophic decompensation）就是其中之一。

「簡單地說就是，每天無法得到適當持續的睡眠，導致人員過於疲憊，在幾天內出現類似於酒醉的『不足』狀態。」《部隊任務重點通報》當中，這幾個句子在編排上被極度強調，又是黑體字，又是底下畫線，又是斜體字。

長期睡眠不足和酒醉一樣，會導致危險加倍；因為，這時人員連自身的損害都無法正確判斷。傑夫．戴克（Jeff Dyche）曾經在潛艦醫學研究實驗室擔任研究心理學家，現在則在詹姆斯．麥迪遜大學（James Maddison University）任職。

他告訴我說，有項研究顯示，人連續兩週每天睡眠六小時， 其認知能力會降低到等同於連續四十八小時未眠。長期每天睡六小時的人和整晚沒睡的人不一樣的地方是，他們不覺得需要小心。他們在長時間感到有些疲勞後，已經覺得那是正常狀態。戴克說： 「他們會說，『啊，我已經習慣了。』」這兩天我聽過很多人說這句話。

一名水手一面把垃圾推進業務用壓縮機裡面，一面說：「我一晚睡四個半小時；在二十四小時的週期內我覺得還好。」他不知道這個壓縮機要是壓到他的肉或手指，效率會和壓垃圾一樣好。

「我不睡覺我驕傲！」這種心態正確嗎？

穆瑞和潛艦艦長克里斯．包納（Chris Bohner）自告奮勇要在艦上實施一份新的值更表；其目的在於讓官休息得更好，為了他們的健康（近來認為睡眠不足和過重、高血壓、糖尿病與心臟病有關）及所有人的安全。這項任務並不容易。

穆瑞說：「為了弄清楚人的『休息』這回事，我花了相當多的時間。」他是個很受歡迎的領導者；不論舉止或是儀表，都是個值得信賴的人。你絕對不會看到他走路懶散、靠牆站立，或是站三七步，屁股歪一邊。他總是雙腳穩穩地站著，堅定如石，雙手放在腰際，偶爾摸一下理得很短的頭髮。他的髮際線在哪裡，就和潛艦在哪個緯度一樣，對我始終都是個謎。

問題在於總會有事情發生。有人進度落後，值更表就四分五裂。而本周的問題之一就是在下的造訪，小女子的到來讓每個人的工作都受到了干擾，因為組員必須花上四、五個小時，找一處海浪比較小的海域，好讓潛艦和我搭乘的船艦之間能搭上跳板。

海軍要處理官兵睡眠不足的問題，其挑戰有部分在於某些人對此引以為傲。我在潛艦醫學研究實驗室認識一位資深的潛艦艦長雷．吾爾利奇（Ray Woolrich）。他告訴我說：「陸戰隊員在酒吧會告訴你他們可以做多少下伏地挺身，飛行員會告訴你他們可以承受幾 G 重力，潛艦水兵會告訴你他們可以多少個小時不睡覺。」寧可累死，也不願被人說是「 愛睏狗 」（rack hound） 1 。

睡眠之戰，原來軍方一直抓錯重點

幾十年來，軍方的睡眠研究重點一直一成不變，偏重於怎樣讓官兵可以少睡，而不是怎樣讓官兵好好入眠。他們試行各種模擬狀況來測試飛行員、戰士和水兵，但是一直到近年，維護官兵的睡眠才成為國防部的優先政策。

現行陸軍政策（Current Army Policy）規定戰區內各級主管應擬定並實施一項睡眠管理計畫。（不過針對從伊拉克、阿富汗歸來官兵所做的一次小規模調查顯示，80% 的官兵都不知道有這項計畫。）照貝蘭奇所見，轉捩點在於陸軍野外演訓（Field Training Exercises，簡稱 FTXs）被延長的緣故。

這種大規模的模擬對抗，就等於是官兵在實務上的期末測驗。貝蘭奇說：「在某個階段，擬定教範的人認為，那些值得出兵的戰爭通常會持續一、兩週。所以他們就把野外演訓從三天延長到兩週。」在這之前，傳統是整個演訓期間都不睡覺，目的是要讓官兵「看起來有士氣，並得到好的評定。」他還記得，演訓期延長之後不久，他接到一個部隊指揮官的電話。

「他說：『我需要你給我藥理學的建議。我要我的手下能撐更久不睡覺。』」他以為那名指揮官說的「更久」是指兩、三天。「 我說：『你要他們多久不睡？』他說：『兩週。』實際上人們試圖想撐過去。」這無疑是一個生動且有趣的例子，清楚說明了睡眠對戰力表現的重要性。

將軍累了嗎？看他作戰就知道

歷史上也有同樣生動的實例。「石牆」．傑克森（“Stonewall” Jackson）是內戰期間南軍的將領。醫學史學家麥考威克（Philip Mackowiak）藉由比較目擊者和軍官的陳述，做出關於「石牆」．傑克森在南北戰爭一系列戰鬥之前，睡眠機會與戰力表現之間的關係。

他發現，若是戰事發生後前三天傑克森都沒有睡覺，這種情況下，他的領導百分之百被認定為「無方」（poor）。蓋恩斯磨坊戰役（Battle of Gaines’ Mill）之時，他的總參謀長描述他「自始至終完全地混亂。」麾下各旅不僅「表現失常」，他連他們的位置在哪裡都不知道。格蘭岱爾戰役（Battle of Glendale）時，他人「 如麻木般……無法深入思考或無法做費力的動作……心不在焉又毫無活力。 」瑪爾文山戰役（Battle of Malvern Hill）期間，他「一副旁觀者的樣子」。麥道威戰役（Battle of MacDowell）時，有人看到他在打嗑睡。

貝蘭奇告訴我，人每二十四小時不睡覺，就會喪失 25% 有效的心智能力。所以傑克森是以清醒狀態下 25% 的能力在率領手下衝鋒（或者根本沒有率領）。我盡量不去想田納西號輪機室一個叫派特森（Patterson）的人。他為了修電解造氧機，已經足足二十二小時沒有睡覺。電解造氧機是一台巨大的鐵殼分子分裂器，「基本就是氫彈，」──他興致高昂地說。

貝蘭奇要實驗受試者不睡覺的時間，最長是八十五小時──超過三天。他說，這大概是人的極限了，「這對任何人都沒有益處。」雖然有人宣稱自己可以一百小時，甚至兩百小時不睡，但由於他們的腦波未受到持續監測，因此難以確定他們沒有「斷續睡眠」（microsleep）。

人要是很累，會墜入第一階段短暫睡眠，眼睛開著，甚至看似手裡照常做著一樣的事。曾在飛機上睡過覺的人都知道，人入睡的時候是可維持肌張力（muscle tone）的；除非進入快速眼動睡眠期，肌肉才會放鬆。人如果在其晝夜循環的非正常時段入睡，會提前進入快速眼動期。如果你白天打瞌睡，嘴巴開開，頭還點個不停，那就要怪「 早發性眼動期 」（early-onset REM）。

既然一定要睡覺，那就用半個腦睡吧？

偶爾有報告說軍人──包括「 石牆 」．傑克森──會在夜間行軍時睡著。貝蘭奇說，當你夠累的時候，大腦似乎會暫時解離，也就是一半睡著、一半醒著。有些鳥類、海洋哺乳類都會這樣；海豚、海豹都可以單腦半球入睡，也就是腦只有一半入睡。這是因為另一半腦還要讓身體能游到海面上呼吸。鴨、鵝類成群趴在地上入睡時，外圍的鴨、鵝會睜著一隻眼睛，並保持對應的腦半球清醒，防備掠食者。

從軍方的觀點看，士兵要是能夠在行軍、游泳甚至索敵期間休息，這是最可取的；這完全符合以軍方未來觀點思考的國防先進研究計畫局（Defense Advanced Research Project Agency）其中一項目標：「要讓士兵最多一連七天，在不使用任何當代興奮劑的前提下，始終保持清醒、警覺、有效， 並且生理、心理能力不減退。」就是這個原因，所以你才會發現國防部有在贊助某些單腦半球睡眠基礎研究計畫。

如果科學能夠研究出鴨子是怎麼做的，或許就能用化學或手術方法──只有天曉得！──讓部隊如此。貝蘭奇輕蔑地說：「我們甚至不確定是什麼觸發全腦睡眠的。」

不過軍方單位並未就此不再幻想半腦睡眠。我曾經參加過北約組織的人類效能最佳化（Human Performance Optimization）論壇，其中一個議題就是要收集可用來將戰士能力最佳化的各種醫學技術， 其中包括「能夠提供超人體力」的義肢、利用眼球移植物使戰士具備紅外線及紫外線視力，再來就是胼胝體切開術（corpus callosotomy）──製造單腦半球睡眠及不中斷警戒。

現在的醫生有時候也會將病患兩個腦半球之間的連結切斷，以降低癲癇病患抽搐的次數。但病患的睡眠有因此同時改變嗎？南佛羅里達大學綜合性癲癇計畫（University of South Florida Comprehensive Epilepsy Program）主任賽林．班伯迪斯（Selim benbadis）說：「沒有」。他寫過一篇論文專論這種手術。他說，有部分嬰兒胼胝體發育不全，但是兩個腦半球卻能同時且正常地睡眠。

貝蘭奇認為國防先進研究計畫局把「有很多輕率的想法，認為是好的構想。」真的，他們真的是這樣。比如說，他們的想法裡面就有一樣是「以手術植入魚鰓。」

注釋：

1. 在軍中，每個人都有個友善的稱號，比如我就叫做「媒體穢物」（media puke）。

本文摘自《不為人知的敵人：科學家如何面對戰爭中的另類殺手》，八旗文化出版。本書為泛科學 2017 年 5 月選書。