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從 MIT(台灣製造)到 MIT(麻省理工)──我的留學與求職之路

活躍星系核_96
・2018/04/22 ・7027字 ・閱讀時間約 14 分鐘 ・SR值 540 ・八年級

  • 文/游子揚 │ 美國麻省理工學院工學博士,現任美國麻州大學洛爾校區土木與環境工程學系副教授/副系主任。寫這篇短文的目的,在於分享個人的留學與工作經歷,某些經驗對未來想出國留學與從事教職的人可供參考之用。

一、出國之前

台灣早期傳統的教育:念好書、找工作、安分守己。圖/ken19991210 @Pixabay

我從小生長在一個傳統的家庭,父親是公務員,母親在私人企業上班。在家中被教導最重要的美德是孝順,在國小時期被教導最重要的是服從。那是一段台灣仍在蔣家獨裁統治之下的威權時期;也是每個小學生每天進校園之際,必須在教官的監督之下,向校門口的蔣介石銅像鞠躬敬禮的時期。在國中之前對人生並沒有太多想法,家長給的人生教訓,簡言之,就是:

把書唸好,找份工作,成家立業,安分守己。

國中畢業之後,在沒有太多自由空氣的環境之下,面對了升學聯考。高中聯考沒考上前三志願, 而五專聯考卻考上台北工專。在祖母的鼓勵之下,以及對於機械、化工、材料等科系的不暸解,選擇進入了土木工程科就讀。在北工唸書的五年,反而因為自由開放的學風,重拾了對書本的興趣。

圖書館漫遊開啟了對於新知的學習精神。圖/jarmoluk@pixabay

長期在光華商場(現已拆除改建)透過自己動手組裝以及維修電腦的課餘活動,變得喜歡親自動手解決問題 。同時也因為北工圖書館的豐富外文館藏,課餘之際,開始對於外國文獻(英文,日文,德文)的內容感到興趣。不知不覺中,常常在圖書館裡待到關門之後才回到宿舍,卻也因此培養了對數學、物理、哲學以及文學的廣泛興趣。這段圖書館內漫遊的經歷,讓我認識到不是所有的知識都能在課堂上學到,能在課堂上學到的只是極少部分,更多的新知要靠自己持續不斷的學習才能獲得。

另外,也為了瞭解圖書館內的外文書籍內容,在學時選修了三年的日文以及一年的德文。然而,即使覺得自己有個很豐富的五年求學經驗,在升學考試中,卻沒有得到相對應的結果。在畢業時的二年制技術學院聯招當中,僅考上第三志願雲林科技大學,必須南下雲林開始兩年的學業。

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這個經驗給了我很大的啟示,在一個以考試成績決定前途的制度中,知識被價值化,進而區分成有用與沒用的知識。學生學習的範圍,則被決定考試題目的老師所決定。 在這種制度中,只有考卷上的知識能決定自己的前途。兩年的雲林求學讓我遇到了鼓勵我做研究的好老師(吳文華教授),也開始嘗試到做研究(土壤結構互質)的樂趣。

直到技術學校開始發現做研究的樂趣。圖/Thought Catalog@flickr

技術學院畢業後,透過保送甄試進入了中央大學土木工程研究所碩士班,在張瑞宏教授的門下撰寫碩士論文,研究複合地盤的土壤極限承載力。這段正規的研究所教育,讓我對做研究有了更全面性的瞭解。研究所畢業之後,沒有時間想太多,就入伍服一年十個月的預官役。

服役期間,開始認真思考自己的下一步,考量留在國內或出國唸書的幾種可能性。退伍之後, 在中央研究院擔任九個月的研究助理,同時準備留學考試。在申請到學校之後,便在家人的期盼之下,赴美留學。我非常的幸運,有在背後充分支持我的雙親與其他家人,即使他們當初沒有主動鼓勵我出國唸書,卻也沒有阻止我出國。

回顧這段早期的求學時期,感受到在台灣的教育制度之下,文憑主義在各行各業的重要性。也感受到台灣社會對於「萬般皆下品,唯有讀書高」的扭曲,演變成大多數台灣民眾重視傳統大學體系,輕視技職教育的心態。在過去的教育制度之下,學生只要會念書,就是好學生、好小孩。

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反之亦然。這種「動腦優於動手」的心態,只會造就產業空洞化,並導致學生追逐文憑而低估了解決問題的動手能力。假使一個國家的教育制度存在的目的,是為了培養社會上需要的各式各樣人力,那麼這個教育制度就應該提供各種需要的學校,以健全國家人力訓練的需要。將各級學校都升格成大學,顯然是沒有以國家整體需要為考量所作的短視決定。

二、來到波士頓

波士頓的天際線。圖/ ahundt @Pixabay

在沒有想太多的情況之下,就從台灣飛到地球另一端的美國麻省理工,開始自己另一階段的研究生涯。剛到麻省理工的第一個學期,很難一言以蔽之地形容在心態上以及文化上的衝擊。只覺得以前自己知道與拿手的事物,忽然間在新同學之間變得非常普通。留學考試成績單上的漂亮數字,並不能立刻轉化成在課堂上的表現。更發覺自己有太多地方不夠好,態度也不夠認真。

在土木系裡,還記得教結構動力學的卡索(Eduardo Kausel)教授飛快的板書,濃厚的智利口音,以及天外飛來一筆的課間問題,讓自己覺得課前準備的重要性。康納(Jerome J. Connor)教授的結構力學與分析課上,用簡潔的數學描述複雜的結構行為,以及大量使用電腦程式建立工程結構物的數值模型,以便於預測結構行為。

吳(Shi-Chang Wooh)教授的非破壞性檢測課上,使用超音波來界定工程材料的損害程度。歐康納(Ruaidhri M. O’Connor)教授的智慧型結構系統與感測器課上,利用壓電材料設計一套裝置在橋樑上的能源採收器。烏姆(Franz Ulm)教授的理論力學課上,用抽象代數分析力學系統的行為。同樣來自台灣的梅強中(Chiang C. Mei)教授,在系上是我極為敬畏的老師。在三樓走廊盡頭的教室外,聽到他跟學生開會討論的聲音,是許多土木系上博士生共同的回憶。

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圖/Thought Catalog@pixabay

布由柯茲特克(Oral Buyukozturk)教授的鋼筋混凝土學中,學到從實驗結果建立解析式的理論模型,並且將之應用在結構設計上。因為布由柯茲特教授對於結構物老化與損壞行為的興趣,我決定跟隨他進行博士論文的研究。另一個原因是,布由柯茲特教授長期投注大量心力在研究提案書(research proposal)的撰寫上,我想從他身上學習如何撰寫好的研究提案書。

經過我們一段時間的討論,決定嘗試以電磁波作為探測混凝土結構物的工具,於是我必須去電機系補修這方面的相關課程,跟隨孔金甌(Jin Au Kong)教授以及史達林(David Staelin)教授學習電磁波散射理論以及在遙感測量方面的應用。並因為從事雷達量測方面的研究,常常要坐巴士到麻省理工的林肯實驗室,與那邊的工程師討論實驗細節與研究問題。

在教學現場討論中,由左至右:Christopher Ingemi (undergraduate)、本文作者、 Jones Owusu-Twumasi (PhD student) 圖/作者提供

稍後,孔教授更加入了我的博士論文委員會,對我的研究提供更深入的建議。我從孔教授身上學到的不僅僅是電磁學方面的知識,還有他追求研究問題的答案之熱情,以及他難以置信的博學多聞。孔老師上課只帶一兩張紙,就可以從問題的控制方程式一路推導到最後的解答,顯見他在理論方面的扎實訓練。

他不但對電磁學有透徹的了解,還對歷史上相關學者的生平與彼此之間的關係暸若指掌。常常,他在課堂上推導了好幾頁的積分方程之後,有機會就會開始說一些學者的生平逸事。孔老師在私底下跟在課堂上一樣地平易近人,他的治學態度可以從他在研究討論中所提出的問題看出,他對於基本理論的掌握有嚴格的要求。非常可惜的是,孔老師在我博士論文答辯前兩個月,就因為急性肺炎而突然在醫院中辭世。

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圖/Tomo Saito@flickr

在麻省理工求學的七年期間,能有機會在課堂上從機械系,物理系, 數學系,還有航太系的其他教授身上,學習到不同領域知識,以及他們的治學態度。也有機會看到來自各國的學生孜孜不倦,日以繼夜地投入他們的研究。認真的態度,不是只有一兩年的付出就能造成,而是要數年乃至於數十年的訓練,方能夠達到的境界。

當一個組織(大學或公司)有夠多認真做事的人,認真的文化就可以開始紮根。在台灣有許多人喜歡在各種場合使用漂亮的詞彙,即使是在高等教育以及科學研究的領域,也常聽到一堆漂亮卻空泛無比的計畫與口號。

這些現象反映了主事者只想要用膚淺的標題,而非實際的成果來說服國民的短視心態,還有被無用的形式主義(做做樣子)所綁架的可悲心理。個人以為,要達到頂尖的境界,其實就是每個人把自己的本分做到最好;並且不斷追求進步,突破自己既有的程度,最後持之以恆。

三、畢業之後:如何找工作?

圖/ Sayurta@wikimedia

拿到博士學位之前,就得先想畢業之後的工作。除了工作之外,外國學生在美國還有簽證的問題要考慮。沒有工作,外國學生在美國就無法長期居留。如同在其他國家,博士畢業生在美國有幾種職業選擇:

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學術界,業界,政府機構,或是自己創業。

若想待在學術界,可以申請博士後研究員,或是大學講師,或是大學助理教授的職缺。申請博士後研究員的職位通常需要完整的學術履歷,研究計劃書,以及三個推薦人的聯絡方式。申請大學講師的職位通常需要完整的學術履歷,教學計畫,以及三個推薦人的聯絡方式。

source:pxhere

申請大學助理教授的職位通常需要完整的學術履歷,研究計劃書,教學計畫,以及三封推薦信。通常申請資料寄出一段時間(通常是一到三個月)後,如果獲選進入電話面試(phone interview)的階段,就會接到電郵或電話約定時間談話。電話面試可能是三十分鐘,或是一個小時。如果獲選進入來校面試(on-campus interview)的階段,會在幾天之內約定時間。在來校面試的當天,會有將近一整天的面談,從學校的管理階層(例如學務長,學院院長),到系上教授。應徵者需要發表一個正式的學術演講,通常是一個小時左右。

有時候,應徵者也需要針對一個題目試教三十分鐘到一個小時。來校面試結束之後,甄選委員會的成員會開會投票,一旦學校的管理階層(通常是學院院長)同意,就會正式對甄選第一名的應徵者發出職缺的通知。收到通知的應徵者必須在短時間(一天到三天)之內接受或拒絕。倘若第一名的應徵者拒絕這份工作,甄選委員會會立刻向第二名的應徵者發出通知,做為下一輪的甄選結果,直到兩方都共同同意為止。

在目前競爭激烈的美國學界,通常一個助理教授的職缺很快就會被填補,很少進入第二輪。在工程的領域,大部分的博士畢業生可能要先從事幾年的博士後研究,才有機會爭取到大學助理教授的職缺。少部份的優秀(就學術成就而言)博士畢業生,卻可能有數個職缺來選擇。現實的情況是,每一個大學職缺的甄選結果,都要有幾百個博士要失望,只有一個會滿意。 en.malinaescort.com

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四、站上講台的第一天

圖/Alexas_Fotos @Pixabay

大學教授,顧名思義就是在大學傳達知識的學者。傳達知識的最傳統方式,就是在課堂上教書。大部分的博士生在攻讀學位的過程中,應該都是擔任研究助理(research assistant)的工作居多,少數會擔任教學助理(teaching assistant)。擔任研究助理固然對研究的進展較有幫助,但是一旦畢業之後開始教書,在教學上剛開始的適應期會比較長。若是擔任過教學助理,有協助過授課教授準備課綱與教材,一旦自己開始教書,會比較快進入狀況。

無論是哪種情況,教學不該是每年一成不變地覆誦同樣的教材,因為每年的學生都不會相同,而學生的學術訓練與背景更是每年都會改變。倘若如此,教授們怎能用同樣的方法來持續達到最佳的教學效果?

還記得上第一門課的時候,對象是大四學生與研究生。站上講台的第一天,一直在想該如何準備一個完整的開場白,該如何面對學生的問題,該如何將事理解釋到清楚的程度等等。為了準備教材,自己重寫了一份講義。主要操心之處在于,擔心準備的材料不足以應付每週三小時的課程,所以加入了學科內近期的發展與新的理論,結果學期結束時,發覺還有一些課題來不及教到,才暸解掌握上課進度是很重要的事。

另外,因為每門課的學生程度都不儘相同,如何教到讓大部分學生瞭解的程度,對我來說純粹是一門經驗科學。上課講解方式如果是為了班上程度最好的學生,那麼大部分學生就會因為跟不上而迷失。如果是為了程度最差的學生,那麼大部分學生就會因為無聊而失去興趣。如何掌握到班上大部分學生的程度,並且即時調整教學的方式,需要經驗來達成。

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五、如何爭取研究計劃的經費?

圖/StartupStockPhotos @Pixabay

大學教授除了教書之外,還需要做研究。在美國,研究經費的來源主要是聯邦政府的各部門(例如國家科學基金會,能源部,交通部,國防部等等),州政府,業界,以及私人基金會。教授們向政府爭取經費的方式,通常是撰寫研究提案書(research proposal),提交給政府各部門內掌管研究經費的官員審核。

各單位審核的方式不盡相同,通常的做法是,主管官員先召集一個由外部人士組成的評選委員會,然後委員會成員再經由評選審核,推薦應被核准的研究計劃書,而主管官員通常也仍保有最後的決策權。換言之,倘若該主管官員主觀認為,經由委員會推薦的研究計劃書仍不夠水準,該官員還是可以決定不批准經費。同時,即使研究計劃書被核准,但是申請的經費最後被打折扣的情況也常發生。

此外,有些研究單位(例如聯邦交通部)也會要求計劃申請人(教授),親自到政府單位做個研究報告,再決定是否批准申請的計劃。各個單位的做法都不盡相同,美國政府在科研核獎機制方面,並無對聯邦各部門有統一的規範,更遑論各州級單位科研核獎機制的各行其政了。

圖/Akshay93@pixabay

由於美國學術界與政府部門的規模,客觀審核的目標較容易達成,因為計劃申請人(教授)不可能認識所有的官員,反之亦然。因為不認識人,所以只能客觀地從研究計劃書當中的內容來作決定。這種制度適用于像美國這樣規模的國家,卻不適用於像台灣這樣的國家,因為台灣的學術圈太小,相互熟識的學者之間很可能互相審核研究計劃,最後就容易落入利益交換(這次我幫助你的計劃書通過,下次換你幫我)的結果。

一旦利益交換的情況發生,最後獲選的一定不是就內容而言最優秀計劃書,而會是有最多人情包袱的計劃書。如此一來,整個科研核獎機制就失去功用,而納稅人的稅金就變成一群有關係的學者之間,彼此私相收授的囊中物。

當然,常此以往,一個國家的科研水準就永遠不會進步,也永遠無法跟其他先進國家競爭。這也是為何香港的科研核獎機制,是採用委託外國學者來審核的方式,而不是由香港本地的學者彼此互相審核。如果人都會有私心,就需要用制度來制衡。

從幾個學術界的弊案看來,在當今的社會中,「具有博士學位」這個條件再也無法當作高尚人格的完全保證,這是從事學術工作的學者們應該深刻謹惕的警訊。我們當然不能用以偏概全的心態來看待整個學術界,但是學術界在一個國家與社會中的獨特角色(創造科技新知,培育技術人力,養成合格國民),可以讓一個不法學者的負面影響力遠遠超越個人。同樣身為教育工作者的教授們,更應該在培養人才的專業訓練之外,用自身的行為彰顯人格教育的重要性。

六、總結

圖/fietzfotos @Pixabay

回顧自己從台灣製造到麻省理工的這段旅程,自己走的是一段與許多出國留學的人較為不同的路。從技職體系到大學體系的轉換,看見了兩個體系的不同訓練,也看見兩個體系共同需要面對的挑戰。到另一個國家求學,能讓自己看見過去想法的盲點,藉由不同的思考方式與做法,比較兩者之間的差異。技職體系強調與特定職業結合的訓練,大學體系著重在相對全面性的教育。

然而,出了社會之後,不論是技職或是大學背景,在工作職務上的要求同樣沒有藉口。技職畢業生不能說自己不懂得理論,而大學畢業生不能說自己不善於實務。在麻省理工的校徽裡,有一個工程師與一個學者並肩而立,象徵理論與實務的同等重要性。在任何一個領域,所謂的專業,其實就是解決問題的能力,不論是動腦或動手。

麻省理工學院的校徽。

在國外,唸書與工作是兩回事。作一個在國外求學的學生,生活的目標很簡單,就是把研究做好。在波士頓遇到妻子,成家立業之後,生活的目標就變成工作與家庭的平衡。在沒有台灣家人相伴的郊區家中,我們的美國夢除了在事業上的衝刺,也包括了在生活上的學習。對自家房屋的維護與修繕,庭院的整理(夏天除草,秋天掃葉,以及冬天鏟雪),都變成日常生活的一部分。

如果說人生就是許多經歷的結合,出國唸書絕對會是一段讓人生變得精彩的過程。更重要的是,這段過程會給你一張,親自看見與經歷世界的門票。

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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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。

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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
來源:內政部建築研究所

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。

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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。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

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。

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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%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

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。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

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。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

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。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

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。

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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。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

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。

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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。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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