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如何證明失明還是詐盲?從陳敬鎧案看法庭中的視覺科學

活躍星系核_96
・2020/03/06 ・5359字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 559 ・八年級

  • 文/民間司法改革基金會陳梅慧

編按:眼見真能為憑嗎?2009 年,前手球國手陳敬鎧因車禍導致視力受損,儘管科學鑑定視力已達全盲,然而由於他的行為舉止與一般人看似無異,反被法院認定為詐盲。視力檢測結果難道並不可信嗎?視障者真的沒辦法與一般人做到一樣的事嗎?或許我們不只應理解該案中科學鑑定的方法,更該反思自己對視障者的想像。

陳敬鎧8,前手球國手,因為一場車禍導致視力嚴重受損。之後,陳敬鎧努力讓自己的行為表現與正常人類似,卻被認定是為了詐取保險金而詐盲。

2018 年 2 月 14 日,二審判決最終認定陳敬鎧有罪,宣判一年兩個月有期徒刑。但若仔細閱讀判決,可以發現其實法官也認為陳敬鎧的視力確實因車禍受損,可是受損的程度是否嚴重到符合保險理賠的標準「萬國視力 0.02 以下」?法官認為案件中相關的醫療檢測資料、鑑定報告都不足以認定。

「⋯⋯被告自發生車禍後而至多家醫院求診⋯⋯並提多出家醫院之電生理圖檢測表、診斷證明書;惟依上開儀器檢測結果,固可認被告視力與常人不同且弱於常人;惟上開儀器均無判讀被告之視力是已經達到萬國視力 0.01 標準以下全盲狀態⋯⋯」

「⋯⋯台灣大學心理系鑑定報告之結論,與被告遭攝錄之客觀日常生活行動表現顯不一致,亦與被告之辯詞不符;難認上開鑑定之認定合乎被告之真實視力狀況,是其鑑定結論認:被告之視力是比萬國視力 0.01 標準以下還更低等節,即無從採信。」

「經本院斟酌後,認均不足以據以認定本案被告視力是否是萬國視力 0.01 標準以下或雙眼全盲失明。又被告視力確有受損,惟其受損之程度如何,亦非本案應調查確認之事項。」

——摘自臺灣高等法院高雄分院 103 年度上易字第 574 號判決1

在陳敬鎧案中,最核心的問題始終是「視力值多少?」。本文嘗試就此問題進行整理與說明。

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什麼是萬國視力 0.01?

視力(Visual Acuity, VA)的定義是在 1862 年由荷蘭眼科醫師 Snellen 所訂定。他定義若能在 20 呎(約 6 公尺)的距離分辨 5 角分(1 度為 60 角分,所以 5 角分等於 1/12 度)的字母缺口方向時,視力為 20/20,為 1.0(圖一);若是在 10 呎(約 3 公尺)的距離才能分辨時,視力為 10/20,為 0.5。因此,視力 0.01 就是在 0.2 呎(約 6 公分)的距離才能分辨字母的缺口方向2

圖一/視力的定義(圖/作者)
20 呎:約為 6.096 公尺;5 角分:完整的圓是 360 度,1 度為 60 角分,所以 5 角分等於 1/12 度;20 呎距離 1 角分的字母缺口大小約為 0.177 公分。直徑 × 3.14 × 占圓的比例 = 弧長;(6.096 × 100 × 2) × 3.14 × (1/60)/360 = 0.177

接著我們來了解萬國視力表中所用的視覺刺激——字母 C 或 E。C 和 E 的缺口寬度是整個字母的 1/5(圖二)。為了計算方便,將距離 20 呎的 1 角分,定義為 1 分視角,視力 1.0 即為可辨識 1 分視角的缺口。有了「分視角」,就不用一直換算距離和視覺刺激的大小。

視力值 = 1 ÷ 分視角

圖二/視覺刺激字母 C 及 E(圖/作者)

了解「視力」的定義後可以理解,視力的本質是主觀的感覺,需要受測者的反饋才能得知。順帶一提,許多人可能會將「近視度數(屈光度)」和「視力」混淆,這兩者的概念是不同的,之間無法相互換算3

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接下來的問題是,需要受測者反饋的主觀感覺是否有可能被客觀的得知呢?這部分涉及的就是心理學領域了。

行為衡鑑實驗:運用心理物理學的定值刺激法

正因為「感覺」需要受測者回應才能得知,每個人回應的標準又不盡相同,因此所得到的答案並沒有辦法做出有意義的探討及結論。為了解決這個難題,發展出「心理物理學」這門學問,以科學方法研究刺激與感覺之間的關係。

在陳敬鎧案中的視覺系統功能鑑定報告,其中的行為衡鑑實驗便應用了這個方法。

該實驗使用了心理物理學中的「定值刺激法」,科學家依照想了解的感知能力,來選定幾個強度不同的刺激,這些選定的刺激會在實驗中隨機提供給受測者。刺激的範圍抓在受測者大概有一半的刺激範圍難以感知(看不太到),另一半的刺激容易感知(容易看到)。

實驗過程以「二因子強迫選擇」(2-alternative-forced-choice, 2AFC)進行,受測者不能回答看得到或看不到,而是必須回答該刺激的「實際狀態」,且該刺激的狀態只有兩種,假若一直假裝看不到、亂猜時,那麼正確率就會一直落在 50%。「強迫選擇」的方法,可以讓實驗者從測驗結果得知受測者是否有「如實」回應。

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想親身體驗的朋友可以到 SAGE edge 玩一個線上實驗4,測測看自己「多亮才看得到?」,螢幕上會出現不同亮度的光點來測你的感知能力。你可以在「Method Settings(方法設定)」頁面裡選用「Forced-Choice(強迫選擇)」,並設定光點的相對亮度、重複次數、光點的最大和最小值等等,接著點選「Experiment」就可以開始實驗囉!

實驗時,光點會在螢幕上閃過,在「Forced-Choice」情況下,實驗的問題是「To which side was the dot?(光點在哪一側?)」,並強制你回應光點是在十字的「右」或「左」,看不到也要用猜的(圖三)。

圖三/SAGE edge 線上實驗(圖/作者)

實驗結束後,可以從「Results」看見結果生成的圖表。在筆者積極配合實驗的情況下,出現了圖四的藍色曲線,X 軸是亮度的強度,Y 軸是正確率,紅線標示處為「閾值」,指的是在該亮度時筆者有 75% 的辨識正確率。

圖四/積極配合實驗的情況下所生成的圖表(圖/作者)

「定值刺激法」讓科學家能「以客觀的指標呈現出受測者對特定刺激的感知能力」,而「二因子強迫選擇」則解決了「不同受測者、不同回覆標準」的難題。透過這兩種實驗設計的應用,進而能客觀的比較不同受測者之間的感知能力,並進行評估。

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陳敬鎧的行為衡鑑實驗

了解心理物理學的基本概念後,接下來看怎麼應用在陳敬鎧的案件中。

實驗目的是「了解陳敬鎧的視力值是多少」,依照萬國視力的定義,視力是在特定距離下辨別特定大小的能力。因此科學家在陳敬鎧的實驗中,選用的視覺刺激是「隨機、不同大小的正立或倒立三角形」,三角形的底寬有 30、60、120、180、240 像素五種不同的大小,隨機以正立或倒立出現在螢幕上(圖五)。

實驗時陳敬鎧只能回答「正立」或「倒立」,即使看不到也要回答正立或倒立。實驗共進行 150 次,結束後計算受測者對「不同大小的三角形」回答的正確率。

圖五/螢幕出現隨機、不同大小的正立或倒立三角形,並請受測者強迫回答「正立」或「倒立」(圖/作者)

因為人類的視覺對於「不同大小的三角形」的偵測能力是連續的,若曲線的 X 軸是三角形的大小、Y 軸是正確率時,當受測者積極配合時,量測的結果將得到一個平滑的曲線,該曲線從「幾乎無法感知(看不太到)」逐漸上升到「幾乎都能感知(看到)」,透過此曲線,科學家便可得知受測者在特定正確率下的感知能力。

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直接來看陳敬鎧的受測結果(圖六)。X 軸為分視角(刺激大小),Y 軸為正確率,圖中有兩條曲線,兩條曲線的受測距離不同,A 曲線的受測距離為 12 公分,B 曲線為 30 公分。

圖六/陳敬鎧對不同視角大小之刺激,判斷「刺激正立倒立」正確率的心理測量函數曲線。刺激的分視角越大,正確率越高(圖/作者)

從圖可以看出正確率從 50%(0.5)隨刺激變大而逐漸上升,這個實驗結果顯示陳敬鎧積極配合實驗。以此得到陳敬鎧的感知能力曲線後,我們可以定義在正確率多少時算「看得到」(閾值),若將正確率定在 90%,從曲線中即可推得陳敬鎧可辨識的三角形大小約為 2,350 分視角。

複習之前提過的視力定義「視力 1.0 即為可辨識 1 分視角,視力值 = 1 ÷ 分視角」,因此在 90% 正確率下,陳敬鎧的視力值約為 1/2,350 = 0.00042,遠小於保險理賠標準的 0.025

為什麼不用 C,而是三角形?

看到這裡,細心的朋友可能注意到了,萬國視力表和陳敬鎧實驗中所用的「視覺刺激」不同。萬國視力表一般使用「字母 C」,但在該實驗中卻使用「三角形」。為什麼實驗不選用字母 C,而是選用三角形呢?

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使用字母 C 時,受測者分辨的視覺刺激是「C 的缺口」,但「整個字母 C」的大小是缺口的 5 倍;若是分辨三角形的方向(正立或倒立),則受測者是辨別「三角形頂點與底寬的差異」,而整個三角形的寬度即是三角形的底寬。

圖七/視覺刺激字母 C 與三角形的比較(圖/作者)

前面有提到,行為衡鑑實驗中選用的刺激大小範圍會抓在受測者約有一半的刺激難以感知(看不太到),另一半刺激容易感知(看得到)。這表示所選用的刺激一定要足夠大到受測者能感知,但當受測者的視力極低時,字母 C 就可能會大到實驗用的螢幕放不下。選用三角形做為視覺刺激時,只需字母 C 的 1/5 版面寬即可測到同樣的感知能力(視力)。

此外,若使用字母 C 還可能產生另一個問題。因為字母 C 的中間是空白的,而受測者距離螢幕只有 12 公分及 30 公分,在受測距離這麼近時,若受測者眼前剛好是中間的空白處,就無法接收到這個視覺刺激(圖八)。使用三角形就不會有這個問題。

圖八/受測者在近距離時可能看到的是 C 中間的空白處(圖/作者)

不被採信的科學鑑定結果

「⋯⋯足見 functional MRI 功能性核磁共振掃描與 VEP 視覺誘發電位之儀器量測是著重在大腦某部位神經如何對視覺刺激反應以及視覺刺激出現時腦部出現如何之訊號反應之衡量判斷而已,並無法據其測量所得結果判定被告之具體視力程度,亦即無從遽以推斷被告視力是否已達萬國視力 0.01 標準以下之全盲狀態⋯⋯」

「⋯⋯台灣大學心理系鑑定報告之結論,與被告遭攝錄之客觀日常生活行動表現顯不一致,亦與被告之辯詞不符;難認上開鑑定之認定合乎被告之真實視力狀況,是其鑑定結論認:被告之視力是比萬國視力 0.01 標準以下還更低等節,即無從採信。」

——摘自臺灣高等法院高雄分院 103 年度上易字第 574 號判決1

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回頭看陳敬鎧案的二審判決,可以發現法官對於「視力定義」的不理解。「視力」是「感知能力」,需要受測者的反饋才能得知,目前沒有任何儀器可以「直接測量」感知能力。

正因如此,台灣大學心理系的鑑定實驗才設計了三個部分,第一部分以功能性核磁共振造影(fMRI)觀察受測者大腦的視覺反應,第二部分以腦電圖(EEG)觀察大腦神經細胞的電位變化,第三部分以心理物理學行為衡鑑測量受測者的視覺敏感度(視力),這三部分的實驗是互相支持的5

法官不相信行為衡鑑的鑑定結果,但也完全沒有挑戰該實驗的原理或方法,而是直接用「遭攝錄之客觀日常生活行動表現」來認定陳敬鎧的視力沒有低於 0.01 以下,一句話就推翻了行為衡鑑的鑑定結果。

再看 107 年法院駁回本案聲請再審的裁定,法院甚至認為日常生活行為的影像比起科學鑑定更為可信。

「所謂『科學鑑定』,係指對鑑定事實具有特別學識經驗之人,在現在之條件下(非事實發生當時),於嗣後利用其學識經驗,本於相當之推理作用,就其認識之具體事實所為之判斷及意見,其性質本屬間接證據,其證明力顯然不能凌駕於得經由眼見耳聞,重現法庭之『直接證據』(即本案聲請人日常行止影像)。

何況所謂『科學』,亦非尋求絕對無誤的真實,只是在現有基礎上,摸索式地不斷接近真實而已,並非不能質疑,是以若『科學鑑定』結果與真實情狀不符時,自應回頭檢視其鑑定過程、方法或判斷有無謬誤,若執意以之為是,顯違背科學求是之精神。」

——摘自臺灣高等法院高雄分院 107 年度聲再字第 187 號刑事裁定7

然而,究竟怎麼樣的「行動表現」才算是在視力 0.01 以下?「行動表現」與「視力值」之間的相關性又是如何建立?在判決及裁定中完全沒有說明,而且法官這個認定其實預設了「盲人怎麼行動」的想像。

眼見不能為憑,失明並非失能

人們時常因為對眼見為憑的信任,而忽略了自身生命經驗的局限,看到盲人可以接飛盤、打桌球,這樣「衝擊性」的畫面後,即使有科學的論證,也難以說服深植在心的偏見。

其實在科學發展史上,違反「眼見耳聞」的科學發現比比皆是。從十六世紀的日心地動說,到二十世紀的量子力學都是如此。科學當然不是絕對無誤的真實,但正因為眼見耳聞並不可靠,所以人類建立了科學方法幫助我們更貼近真實。

另外,視障者的行動表現牽涉的其實是另一門專業——特殊教育。特教專業工作者早已耕耘許久,協助許多中途失明者,在失去視力之後重建生活能力。事實上在一審時,盲人重建院的特教專家曾出庭表示意見,但可惜也未能說服法院。

觀察本案的審理過程,可以發現不只是視覺科學及特殊教育的專業不被理解,更根本的可能是明眼人對視障者的想像十分局限。不只是陳敬鎧仍持續在訴訟中對抗,視障者與明眼人眼光的對抗每一天都在發生。

「失明的人不等於失能,當你在做一件別的視障者沒有做的事情時,你會發現身旁充滿無數的質疑跟懷疑,其實我到今天都還是一直在對抗,總是在很多次的對抗中才證明,原來視障者可以做這個。」

——李秉宏,臺灣首位盲人律師

參考資料

  1. 臺灣高等法院高雄分院 103 年度上易字第 574 號判決
  2. 視力≠度數——近視度數無法換算成視力〉林昌平/彰化基督教醫院眼科醫師
  3. 屈光度(維基百科)
  4. 心理物理學線上實驗
  5. 陳敬鎧視覺系統功能鑑定報告
  6. 功能性視覺能力評估與觀察之研究〉張千惠/臺灣師範大學特殊教育系
  7. 臺灣高等法院高雄分院 107 年度聲再字第 187 號刑事裁定
  8. 陳敬鎧案。財團法人民間司法改革基金會
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

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C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

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圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

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圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

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舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

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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

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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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全焦段散光矯正人工水晶體一次解決白內障、近視、老花和散光問題?一次手術重現良好視力?
careonline_96
・2024/06/21 ・2571字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「那是一位 50 多歲的女士,原本近視將近一千度,而在出現白內障後,近視的狀況又急速惡化,於是決定接受白內障手術。」花蓮慈濟醫院眼科部視網膜科主任何明山醫師表示,「經過詳細討論後,患者選擇使用全焦段散光矯正人工水晶體,希望解決白內障並同時矯正近視、散光、老花眼。」

手術完成後,患者順利恢復。何明山醫師說,全焦段散光矯正人工水晶體能夠提供遠、中、近連續視力同時矯正散光,讓患者不用再戴近視眼鏡,也不需要戴老花眼鏡,生活與工作都方便許多。

白內障是因為眼睛裡面的水晶體老化,而影響光線進入眼球。何明山醫師指出,水晶體就像照相機的鏡頭,當鏡頭變混濁,進到眼睛的光線便會減少,所以在比較昏暗的狀況下,會覺得視力模糊、顏色改變。由於光線進入白內障後會散射,讓電燈、車燈散開,所以容易出現眩光。

白內障的形成主要與年紀有關,在過去白內障大多出現在 50 歲以上的患者。不過還有許多原因可能導致白內障提早發生,危險因子包括高度近視、糖尿病、眼睛外傷、紫外線曝曬、長期使用類固醇等。

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何明山醫師說,「隨著 3C 產品的普及,長時間使用 3C 產品的人越來越多,臨床上也發現白內障有年輕化的趨勢,有些患者在 40 歲就開始有白內障。大家一定要多關心眼睛的健康!」

當白內障已經對日常生活造成影響時,便會建議接受治療。何明山醫師指出,放任白內障惡化,除了影響視力之外,還會影響眼睛的健康,因為過熟的白內障可能造成青光眼,嚴重會導致失明,而且當白內障過熟時,也會增加手術的困難度、增加出現併發症的風險。

利用人工水晶體解決近視、老花與散光

在白內障早期,可能會使用眼藥水,幫助延緩白內障惡化。何明山醫師說,待白內障成熟時,便需要利用手術移除混濁的水晶體,然後放入人工水晶體。

人工水晶體的選擇,主要由患者的用眼需求來決定。何明山醫師說,如果有近視、老花眼、散光等狀況,現在也可以一併用人工水晶體來矯正。

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傳統的單焦點人工水晶體可以提供遠距離視力,而中、近距離便需要配戴眼鏡。何明山醫師說,隨著光學技術的進步,人工水晶體持續進化,陸續開發出多焦點人工水晶體、全焦段人工水晶體等。

多焦點人工水晶體能夠看清楚特定焦點處的物體,而全焦段人工水晶體能夠延長視覺景深,提供遠、中、近距離的連續視力,最近視距約 33 公分。何明山醫師說,中距離視力大約 60 公分,對患者非常重要,日常生活中經常使用中距離視力,例如開車看導航、煮飯、打電腦、打牌休閒娛樂等。擁有中、近距離的連續視力,能夠顯著提升便利性。

全焦段人工水晶體也能保有較佳的顏色對比度,減少夜間眩光。何明山醫師說,部分具老花矯正功能的人工水晶體有較明顯的夜間光學干擾,如果常有夜間駕車的需求,可考慮使用全焦段人工水晶體,提升行車安全。何醫師進一步表示,門診有幾位患者植入全焦段人工水晶體後,開長途車回診也都不是問題。

同時矯正散光,提升視覺品質

在台灣散光的盛行率很高,可能有四成至五成的患者有散光。何明山醫師說,散光超過 100 度便會影響視力清晰度,所以在進行白內障手術時,會建議一併矯正散光。

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因為散光具有方向性,所以放入散光矯正人工水晶體時,必須固定在特定角度,才能發揮矯正效果。何明山醫師說,傳統散光人工水晶體需要經過一段時間後才能夠穩定,若在術後出現位移旋轉,便會影響散光矯正的效果。新一代散光矯正技術能夠提升術後穩定度,較不會產生位移,讓術後視力更清晰。

何明山醫師提醒,視力對生活與工作皆很重要,接受白內障手術前,請與醫師詳細討論,選擇合適的人工水晶體!

筆記重點整理

  • 白內障的形成主要與年紀有關,不過還有許多原因可能導致白內障提早發生,危險因子包括高度近視、糖尿病、眼睛外傷、紫外線曝曬、長期使用類固醇等。
  • 當白內障已經對日常生活造成影響時,便會建議接受治療。放任白內障惡化,除了影響視力之外,還會影響眼睛的健康,因為過熟的白內障可能造成青光眼,嚴重會導致失明,而且當白內障過熟時,也會增加手術的困難度、增加出現併發症的風險。
  • 如果有近視、老花眼、散光等狀況,現在可以一併用人工水晶體來矯正。多焦點人工水晶體能夠看清楚特定焦點處的物體,而全焦段人工水晶體能夠延長視覺景深,提供遠、中、近距離的連續視力,顯著提升便利性。
  • 全焦段人工水晶體能保有較佳的顏色對比度,減少夜間眩光,有助提升安全性。
  • 散光超過 100 度便會影響視力清晰度,在進行白內障手術時,建議一併矯正散光。因為散光具有方向性,所以放入散光矯正人工水晶體時,必須固定在特定角度,才能發揮矯正效果。新一代散光矯正技術能夠提升術後穩定度,較不會產生位移,讓術後視力更清晰。

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