本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。
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 |
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。
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。
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。
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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先前已知最早關於 ADHD(注意力不足過動症;Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder;以下簡稱 ADHD)的正式論文是喬治.史提爾(George Still)於 1902 年刊登在《刺胳針》上的三篇文章,裡面提到他的臨床經驗,一共有 43 名兒童,在注意力持續上有嚴重的問題。
他的看法與威廉.詹姆斯(William James)一致,認為缺少這樣的注意力會造成「道德控制」上的缺陷,這些孩子們被描繪成過度活躍、好鬥、挑釁、抗拒紀律、過度情緒化,對於行為沒有「抑制意志」。在這些看法之中,過度情緒化是最常見、最值得注意的特徵。
除了道德控制這個特別的觀點之外,這樣的描述與 120 年後的我們幾乎相同。現在的 ADHD 難以處理的部分也在於過度情緒化這個點上,這些孩子常常因為一件小事就極端沸騰起來,讓所有接近的人都難以承受。
但在 2001 年時,帕默和芬格(Palmer & Finger)認為最早描述 ADHD 症狀的人應該是蘇格蘭醫師亞歷山大.克萊頓(Alexander Crichton)。克萊頓在 1798 年的醫學教科書中,寫了一篇關於注意力障礙的章節。克萊頓的描述又比史提爾早了 104 年,但從史提爾的三篇文章中,卻未引用克萊頓的文獻。
克萊頓對於注意力的描述是這樣的:
一、它是一個人意識的核心特徵;它是我們選擇將注意力集中的東西。
二、注意力是費力的,而不是自動產生的。克萊頓認為注意力的發生,在於我們刻意想要專注,注意力才可能集中。
三、注意力被視為一種有意志的活動,是個人的積極選擇。許多哲學家解釋注意力代表自由意志,更清楚意味著選擇的自由。這樣的說法也跟現代接近,注意力確實非常耗費能量,我們要持續關注某件事情的確是一件不容易的事。
在彼時,我們以為克萊頓的描述是最早關於 ADHD 的醫療文獻。但神奇的事在 2011 年 8 月發生了,一位住在澳洲布里斯班的藥師約翰.顧爾德(John Gould),寫信給羅素.巴克利。[1]
顧爾德自稱對於精神醫學歷史有濃厚的興趣,他從傅柯的《瘋狂的歷史》一書中讀到,德國醫師魏卡德(Melchior Adam Weikard)在 1790 出版的醫學教科書《Der Philosophische Arzt》中,已經有注意力缺失的描述。但問題是這些文件只有德文,並未轉譯成英文。
因此巴克利只好聯繫德國醫師彼得斯(Helmut Peters),請他協助將文件轉譯成英文,彼得斯還購買了 1785 年出版的第二版,重複確認所看到的文件。由此確認關於注意力缺失的描述,在德文中首次出版是 1775 年,比克萊頓的文獻早了 23 年。
值得一提的是,魏卡德是一位著作等身的醫師,發表了許多醫學、哲學、心理學主題的著作,他提出了許多關於疾病及治療的例子。因為這樣的背景,他批評落後的神學家,也不相信當時流行的占星術。雖然他自承相信上帝,但他經常批判教堂,晚年甚至公開敵視宗教和教會,而且還拒絕臨終前領受聖禮。
也因為與教會多所摩擦,因此魏卡德在 1775 年出版該醫學教科書第一版時,是匿名出版的。第二版也是照樣匿名(但匿名也沒用,教會還是知道這本書是誰寫的),因為他在教科書中攻擊治療疾病的各種宗教習俗(如巫術、驅魔),當然也引來宗教組織廣泛的譴責。魏卡德被指名道姓地誹謗,朋友們不敢拜訪他,甚至不敢坐在他旁邊。
曾經與魏卡德較為親近的人也因此被迫害,不反對他的人則被視為自由精神和無神論者。魏卡德大學同事的妻子視此為畏途,她看到了魏卡德的遭遇後,有感而發表示「我很高興我的丈夫不會寫作!」(寫到這邊才發現會寫字是多麼大的風險了。我個人戲稱自己是拿筆的丁,常常筆還沒拿好,刀子就先砍過來了。)
至於魏卡德當時對於注意力缺失的看法也與現代相似,其觀察也非常細膩:「當他們仔細閱讀或討論嚴肅事情時,會像小孩一樣,被一百件小事分心」;「每一個嗡嗡叫的蒼蠅、每一個影子、每一個聲音、對古老故事的記憶都會將他拖離任務進入想像世界之中」。這樣的描述告訴我們,注意力不足的核心症狀經過了 250 年還是沒有改變,這一群人早就存在於世界上了,並不會因為人們的不瞭解而消失。
當然,受限於當時的科學發展,他對於注意力不足的成因與治療方法現在看來是荒誕不羈的。他認為「不良的教養」、「教導的不足」是導致注意力不足的原因(雖然現在有一些外行人也是這樣想的,認為只要好好教導,個案好好學習就可以改正注意力不足的症狀),而疾病的源頭是「感覺神經」與「大腦纖維」太快地被晃動,而導致分心。治療方法是用冷水浴、鋼粉、礦泉水、牛奶、酸水、純金雞納[2] 、酸、咖啡、香料、熱飲、騎馬、體操等等。
另外,他也認為「年輕人不如老年人專心」、「女人不如男人專心」、「樂觀的人不如憂鬱的人專心」、「法國人不如英國人專心」。除了第一項有研究支持之外,其他三項並無科學實證,甚至可能落入歧視的窠臼之中(得罪女人跟法國人?應該會有排山倒海的抗議聲浪吧)。
無論如何,魏卡德關於注意力不足描述的篇章,確實可成為堅實的證據,證明此文獻為描述 ADHD 最早的醫療文獻。此一年代,距今已經大約 250 年了。
2009 年風靡全球的電影《阿凡達》(Avatar),預計將在 2022 年底推出續集《阿凡達:水之道》(Avatar: The Way of Water)。當年第一集的劇情裡,下半身癱瘓的男主角,透過控制他的替身,而得以重新站起來。[1, 2]片名的英文單字「avatar」原有多重涵義,例如:虛擬世界的替身、印度教神祇的化身、代表某概念的人物等。[3]在現實世界中,以替身來彌補殘疾的概念,正是科技發展的潮流。2018 年日本的Avatar Work 技術,讓身障者從遠端操控機器人OriHime-D,為咖啡廳的客戶服務。[4]在不遠的將來「元宇宙」(metaverse)中的「虛擬替身」,也能給他們更便利的社交空間。[5]然而,有沒有什麼替身科技,是為精神障礙人士量身訂製的呢?
2008 年英國的 Julian Leff 教授(1938-2021),為思覺失調患者發明了「阿凡達療法」(AVATAR therapy)。[6, 7, 8]思覺失調(schizophrenia)為一種嚴重的精神疾病,主要症狀包括:妄想、幻覺、躁動和缺乏組織的言行等。[9, 10, 11]幻覺影響的範圍涵蓋聽覺、視覺、嗅覺、味覺與體感,但以幻聽最為普遍。[11]病患會聽到有人對他們講話,態度或友善無害,或殘忍傷人。[10]嘗試「阿凡達療法」的病患,用電腦為自己幻聽的聲音,設計虛擬替身,並與之對話。在醫師的引領下,病患被鼓勵挑戰這些聲音替身,並逐漸掌控全局。[8]
從 2013 年起,「阿凡達療法」的研究進展,便不斷地被發表在各大學術期刊上。[8]2020年牛津大學出版的《思覺失調快報》(Schizophrenia Bulletin),介紹近年的臨床試驗,招募了幾十名「妄想型思覺失調」(paranoid schizophrenia)、「情感性思覺失調」(schizoaffective disorder)和其他精神疾病的受試者,來體驗這種療法。其療程全長6週,每週進行一次,每次 60 分鐘。單次治療分為三個部份:[12]
醫病雙方討論並決定對話的主題。[12]
在早期的治療中,約佔 5 分鐘,之後會增加至 10 到 15 分鐘。醫師與病患分別坐在兩個房間裡,但能直接對話。[12]這個部份又包含二個階段:
受試者的焦慮,在上述的暴露過程中,會得到緩解。當第一階段進行到尾聲,隨著他們的權力感漸增,虛擬替身也會小心配合,以和解的姿態出現。[12]
在整個療程的最後,醫師會陪伴病患檢討對話的內容,並提供後者一份錄音。[12]
有了上面的經驗,研究團隊於 2021 年 5 月的《試驗》(Trials)期刊,分享了目前依然在進行中的臨床試驗。這回招募的受試者多達幾百人,以隨機方式拆做二組,參與原版(6 週)或第二代加長型(12 週)的「阿凡達療法」。初步結果會在第 16 和 28 週驗收,再進行分析。研究團隊 COVID-19 疫情期間排除萬難,努力照計劃執行。[16]整個臨床試驗預計在 2023 年 10 月底結束,可能 2024 年才會發表論文。[17] [註3]
因此,在等候電影《阿凡達:水之道》問世的同時,某些醫療專業人士和精神病患們,也對第二代「阿凡達療法」的試驗結果引頸期盼。
【註1】哲學家 Risto Hilpinen 給「主動對話」(active dialogue)的定義,是「非由單方主導,參與的雙方僅使用間接的評論」,給允對話者選擇主題的自由,並容許討論在轉折的時候,不會打斷思路。[18]
【註2】網路上有許多英文單字「assertiveness」的中文翻譯,國家教育研究院建議的版本是「率直」,而教育部教育百科的說法則為「自我肯定」,本文採用後者。[19, 20]
【註3】一般臨床試驗的規劃,在主要治療期之後,還會回診檢查或填寫評估問卷,所以試驗的總長度超過治療期是很正常的。大型臨床試驗會在多個地點分頭進行,就算受試者參加的是同地點的試驗,也有可能在招募期的不同時間點加入。因此,對單一受試者來說,臨床試驗總長僅數週或數月;但研究團隊可能要花數年,才能完成所有受試者的療程、追蹤和數據分析。