0

7
0

文字

分享

0
7
0

疫情中開箱臺灣航空產業,讓我學到的 7 件事——《我的青航時代》暑期航空營

PanSci_96
・2020/10/08 ・5709字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 513 ・六年級

文 / 泛科學編輯部

本文由我的青航時代-2020航發會×暑期航空營 委託,泛科學企劃執行

「COVID-19 這個肉眼看不見的魔咒降臨,航空產業成為首座被攻下的王國,王國裡的人們原本的熙來攘往愕然而止,歡笑與喧鬧被鎖進幽冥空間裡,再也聽不見……」儘管疫情癱瘓航空業已不是新聞,但當我看著桃園機場的航班狀態螢幕,顯示滿面的「取消 Canceled」「取消 Canceled」「取消 Canceled」時,過往來機場的興奮記憶與進入視網膜上的現實、寂靜的大廳,產生難以名狀的衝突,不受控的想像力頓時模擬出了一個奇幻異世界,而自己就是那穿越到異世界的徬徨路人角色。

還好,有年輕勇者接受了召喚,也穿越來到這疫情中的異世界。他們各個身懷絕技、對異世界頗有研究、毫不畏懼,對航空產業王國更是充滿熱情與掩藏不住的愛。將他們召喚來的正是中華航空事業發展基金會。此刻時間是週一早上 9 點半,30 名大學生與研究生即將展開一場史無前例的台灣航空產業之旅。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Lesson 1:讓一架飛機動起來,靠的是工程;讓無數架飛機飛起來,靠的是產業

說史無前例,是真的。這是中華航空事業發展基金會(簡稱航發會)第一次於暑期舉辦專為大學以上學生設計的深度航空營。由於疫情衝擊,全球航空業嚴重受創,好在台灣防疫有成,因此航發會與泛科學團隊合作,對外徵召航發勇者。從 317 位報名者當中,評選出了兩梯共 60 名年輕同學,他們大多對飛航有一定的認識,但第一堂課,還是要從最基礎的問題開始:飛機是怎麼飛起來的?

這是航發會第一次在暑期舉辦深度航空營。

不,飛機不是靠魔法飛起來的,也不是單靠白努利定律,而是靠許多人的群策群力。朝陽大學航空機械系盧衍良副教授說,所謂的「民航」並不只是旅客坐的飛機。除了商用航空運輸服務外,也包含各類空中作業,像是照相、測量、搜救、農業使用,訓練飛行等。而引領全球民航產業走向的兩大機構,分別為國際民航組織 (ICAO) 以及國際航空運輸協會。前者隸屬於聯合國轄下,後者則是由航空公司、旅行社等同業公會組成。雖分屬不同單位,但兩者關係密不可分,就連辦公室地點也同樣位於加拿大蒙特婁,是隔壁鄰居。

透過盧教授條理分明又幽默的解說,我們學到航空貨物集散站、航空站地勤業、空廚業各有學問。「航空人員」與「航空從業人員」屬於不同的圈圈,前者必須擁有民航局檢定證,後者也要通過不同的專業考核。駕駛員、管制員、簽派員、載重平衡工程師、航務員等職業目前的職涯狀況與學習途徑,更讓懷抱飛航夢的大家聽得筆記狂抄。

對了,那你知道許多玩家在玩的無人機屬於哪一類嗎?自己去找答案吧!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Lesson 1.5:桃園機場不打烊

透過盧副教授的分享,航發勇者們對航空產業整體有了更厚實立體的想像,也對接下來與各產業中堅的現場面對面更加期待。帶著不同以往的視角,我們在機場人員的帶領下「進入」了本來熟悉卻又陌生的「桃園國際機場」。巡禮中,儘管看見疫情之下空蕩寂寥的機場,但更感受到在這樣的「非日常」中,仍然不懈怠的航空從業人員們的「日常」。

Lesson 2:機師的帥你看得到,機師的付出你看不到

搭上機捷,來到一站之隔的華航園區,一行人快步走過慶祝華航 60 週年的美麗壁畫,卻無暇停步拍照,因為在教室裡丁常皓機師已待整以暇,要好好替我們上一課。在令人嚮往的職業排行榜上,機師絕對名列前茅;但如果你知道他們通過檢定考試必須要念跟自己等身高的書(不是躺著,是站著的身高喔,而且機師都很高)、因為排班總是不能跟親友在節日相聚、每年都要進行一~二次嚴格身體檢查、更要面對無止境的時差折磨,你仍然一如往昔的嚮往嗎?現場的勇者們看來完全沒有被嚇到呢。

機師的工作雖然令人嚮往,卻有極高的要求,也需配合工作做出調整。

目前要當上飛行員有三種方式,分別為:考取航空公司培訓機師,由航空公司出資進行飛行訓練。再者是自訓,也就是自行在飛行學校完成飛行訓練,取得商用駕駛員執照 (Commercial Pilot License, CPL) 後,應聘至國內外航空公司。第三種則是加入空軍,退役後至航空公司擔任飛行員。(延伸閱讀:HOW TO 成為飛行員)不論是哪一種都不容易,而且飛行員除了不斷地考試和維持健康之外,更重要的人格特質是守紀律、善於溝通協調,能團隊合作並保有工作熱誠的心理素質。

了解機師,更要了他們的產地。接著我們輪流參觀對機師很重要的模擬機,分為固態跟動態。固態模擬機看似簡單,但由於隨便一個按鈕就是幾千美元,試乘時不免心跳加速,有如吊橋效應不知是緊張還是愛。動態模擬機更是難得一見,就連華航內部都很少人能進來參觀,機師們在裡頭模擬各種麻煩的狀況,我們在外頭不斷拍照驚嘆,同時也才知道原來還有專門製作模擬機的公司,感覺得出來這也刺激了不少同學有新的發展志向。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Lesson 3:天空的秩序,航管員來守護

回到桃園機場,大夥忍不住嘰嘰喳喳討論起來,就算剛剛聽到機師訓練要花那麼長時間訓練、讀那麼多專業書籍,給眾人留下深刻印象的丁機師依舊成為全民偶像。不過緊接著身著清麗套裝的飛航管制員李怡璇,旋即吸引了眾人的注意力。飛行可不只靠機師,要正常安全起降,飛航管制員更是功不可沒。

曾幫交通部林佳龍部長上課的李怡璇管制員,從基礎開始與我們介紹管制員的防守範圍:天空!臺灣有 11 個民方塔台、2 個近場台以及 1 個區管中心,分別管制不同階段的飛航,就像是接力賽一樣(延伸閱讀:HOW TO 讓飛機安全起降),在航程中絕對不能掉棒。同樣是飛航管制員,根據負責工作不同有不同的「席位」,工作特性也不同。有的瞬間壓力大、有的需要和多方單位協調,但令人印象深刻的是飛航管制員的強記能力跟快速反應能力,每個人都如同人肉航管百科,得背下來的航空用語實在是太~多~啦~!而且還要能在極短時間反應,要是想成為飛航管制員,得先看看自己有沒有這樣的決心。

想成為飛航管制員?先把這些都背下來!(設計對白)

Lesson 4:什麼?全世界每10架飛機就有9架有來自台灣的零件!

航空產業之旅的第二天,一行人一大早從台北搭乘高鐵到台中,再轉乘巴士,目的地就是位於西屯區的漢翔公司。說到漢翔,老台中人會記得它的前身「航發中心」,也肯定知道經國號戰機。如今的漢翔在歷經 30 年的轉型,以台灣航空製造業一哥的姿態呈現在眾人面前。就在我們參訪的期間,漢翔在總統見證下成立了 F-16 亞洲維修中心;不論是飛機迷或是軍武迷都知道,這對台灣來說多麽重要。儘管由於疫情,漢翔的一翼,亦即民航機業務訂單,受到巨大影響;但另一翼,則肩負起重要的國機自造任務。新一代教練機、模擬機的需求,讓漢翔有機會帶領台灣航空製造的國家隊,需才孔亟的漢翔也藉機會大力徵才,歡迎來參訪的航發勇者加入漢翔。

而對於這群勇者們來說,今天最興奮的莫過於可以直接摸到各種飛機零件、引擎和發動機吧。首先由陳益盛副廠長替大家上一堂扎實到不行的飛機維修入門,讓麻瓜如我算是大致明白發動機的各種類型跟運作邏輯,機翼與機身的設計目的跟作用。也讓我們一窺工程師的日常。接著到零件展示室,大夥就像是到了貓咪咖啡店一樣,只不過狂吸猛摸的不是貓,而是各種由漢翔開發製造的零件。可惜這次沒能到漢翔在高雄岡山的製造廠區,不過要是真的去了,肯定要 high 翻了。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
我吸的不是貓,是零件!

Lesson 4.5:神秘的中山科學研究院第一研究所

下午,我們前往就在隔壁的國家中山科學研究院航空研究所。其實它的成立比中山科學院本身還要來得久遠,可回溯至民國初年。本為一體的中科院航空所與漢翔,如今在各級教練機的開發上密切合作,在中科院的能量展示館內,各種無人機、軍用飛行器到動力系統和模擬訓練系統的核心技術歷程,都讓大家興奮不已。而能親自坐上球型砲塔模擬器,面向 16 片螢幕組成的大畫面,進行射擊任務,更是高潮中的高潮。並帶著滿滿的收穫回到台北。

Lesson 5:這次疫情只是航空產業快速發展的一個小波瀾⋯⋯嗎?

到了航空探索之旅的最後一天,我們來到位於台北市內的松山機場與民航局。由於搭著捷運就可以抵達,加上又已經是最後一天,於是與前兩天比起來,勇者不免有點沒那麼興奮。但這一點低落感很快就被驚喜地打破。

航空發展的未來是什麼呢?COVID-19 這隻黑天鵝就算飛走,留下的航空產業會是斷羽的鵝毛還是一顆金蛋呢?國立台灣海洋大學航運管理學系的顏進儒教授,從自己與空運的關係,深入產業核心,為我們介紹他對未來的評估與建議的因應。

顏教授認為,對空運長期的發展來說,這次疫情只是小波瀾。經濟成長與燃油價格才是影響空運產業發展的直接因子,而科技發展(雙引擎取代多引擎、長距離航線增加、燃油效率提高、機內無線上網)、營運模式的改變(如低成本航空的出現、亞太地區包機市場成長)等,是不容忽視的轉機。從此延伸,隨著東南亞人口集中,具有直航價值的大城市持續誕生,軸輻式營運架構改變,也必然要檢討臺灣若能作為地區發展軸心,需要採取怎樣的空運策略。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Lesson 6:對拿雷射筆射機師眼睛、在管制區玩無人機的人,我只想說

鄰近台北市區的松山機場,一直以來都不讓人陌生。但進到航管區對所有勇者來說都是第一次!首先,松山機場航務組為我們介紹了那些想得到、想像不到的航管區「不速之客」。小的有在跑道上莫名其妙出現的絲巾、工具和工具箱,大到攔都攔不住的鳥和貓貓狗狗等,當然偶爾還有防不勝防的惡意干擾,比如從外頭拿雷射筆干擾飛行員、或是在管制區玩無人機的人。而航管員則要像是偵探加上特務一樣,緊密監控管制區的一舉一動,預防任何潛在危機。像是機場草坪除草,就會讓許多小蟲跑出來,接著就會引來鳥群,造成安全問題,因此絕對不能輕忽。

為了飛機的起降安全,航管員就像是偵探一樣,嚴密監控管制區的一切。

雖然國際線受疫情所阻,但從松山機場來往離島的國內班機可是熱鬧滾滾,於是經過了層層關卡,部分勇者們非常幸運地在飛機起降的空檔,踏上平常只有飛機才能親密接觸的跑道;雖然在上面的時間不到一分鐘,但對喜愛飛機的人來說大概是人生中相當高能的時光了。

之後,我們更拜訪了機場裡另一群特殊的守護天使:消防隊。十多位肌肉噴張的猛男消防員將他們全套消防裝備給我們穿,還大方地讓我們進入要價 3000 萬、外形科幻的新一代消防車,試射強力水柱。隊長表示,他們的精實訓練讓他們能在 3 分鐘內,駕駛消防車到達機場的任何角落,而勇者們在平地上花 10 分鐘還穿不好的全身設備,他們得在疾駛的車上就著裝完成。

別小看消防員的裝備!要迅速著裝完成可不簡單。

Lesson 6.5:各位觀眾,到了 SOAR 的時候了

一趟沒想到的機場跑道兜風,加上一場沒料到的機場消防演示,讓所有人驚喜連連。不過接下來就是考驗的時刻了。回到民航局的演講廳,眾勇者需要各自在 3 分鐘內詠唱出咒語……啊不對,是透過短講的方式,針對航空產業,利用 SOAR 翱翔分析法–強項 (Strengths)、機會 (Opportunities)、目標 (Aspirations)、與預期結果 (Results)——來說服四位大魔導師……啊不對,是航空產業的專家,自己在過去三天的學習,以及為何自己就是航空產業未來發展最需要的人才。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
眾勇者的詠唱(誤)時間!

在顏進儒教授、華航資深副總高星潢、長榮首席副總何慶生三位評審面前,各有專長的勇者們各抒己見、多元紛陳。有理科背景同學想運用人工智慧優化飛航管制流程、也有文科背景同學比較台日兩地的航空社群知識推廣作法,更有幾位針對機場在疫情下的困境,提出了大改造的新想法。

最後,在交通部王國材次長、民航局林國顯局長、航發會主任秘書鄭賜榮等多位貴賓的見證下,獲得了結業證明,從菜鳥勇者進階為……沒那麼菜的勇者。每位航發勇者的未來肯定還有波折,就像航空產業本身一樣,但內心的熱情跟大腦的知識是沒人能奪走的寶貝。

Lesson 7:飛向台東!20 位優秀學員前往台東安捷飛行訓練中心

經過短短三天的異世界航空王國之旅,每一位航發勇者已脫胎換骨,躍躍欲試。不過時辰已到……什麼?還有?透過嚴格評分選出的 20 名勇者們在休息了幾天後,正式搭上飛機踏上新的旅程。一行人這次的目的地是位於台東的安捷飛航訓練中心,成立六年的安捷是台灣第一所飛行學校,配有單、雙引擎教練機,也有對應的飛行模擬機;他們也有不少的學員考到商用駕駛員執照,而後成為被航空公司聘雇的飛行員。9 月 12 日的重頭戲便是實際登上固態模擬機,面對擬真的機場跑道場景螢幕,並在副駕駛座上教官的陪同下,每位勇者練習至少兩次降落,增加了駕駛飛機的身體記憶!未來若再到機場看著飛機起降,想必會對飛航人員多敬佩了幾分啊。

登上模擬機試飛吧!

恭喜你,學到了許多奇妙的新知識

在疫情當頭下,初探航空產業,真的是難得的體驗。雖然我只是跟著勇者踏上旅程的路人,但這一趟下來也大有斬獲。在閃電短講結束後,許多位同學都強烈表示未來一定會推薦給學弟妹來參加,看著這群原本陌生的年輕人在三天內因為航空的愛形成的牽絆,讓我都羨慕了起來。我心想,若能持續每年舉辦,幾年後讓之前參加過且如願進入航空產業的勇者,來與新人交流,絕對讓人感動。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

對航空產業而言,這是最壞的時代,也是最好的時代,是信仰的時期,也是懷疑的時期。但若你跟我一樣走過這一遭,信仰肯定加值到滿啊!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
PanSci_96
1256 篇文章 ・ 2383 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

0

1
0

文字

分享

0
1
0
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

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
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

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

1
0

文字

分享

0
1
0
美國將玉米乙醇列入 SAF 前瞻政策,它真的能拯救燃料業的高碳排處境嗎?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/06 ・2633字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 美國穀物協會 委託,泛科學企劃執行。

你加過「酒精汽油」嗎?

2007 年,從台北的八座加油站開始,民眾可以在特定加油站選加「E3 酒精汽油」。

所謂的 E3,指的是汽油中有百分之 3 改為酒精。如果你在其他國家的加油站看到 E10、E27、E100 等等的標示,則代表不同濃度,最高到百分之百的酒精。例如美國、英國、印度、菲律賓等國家已經開放到 E10,巴西則有 E27 和百分之百酒精的 E100 選項可以選擇。

圖片來源:Hanskeuken / Wikipedia

為什麼要加酒精呢?

單論玉米乙醇來說,碳排放趨近於零。為什麼呢?因為從玉米吸收二氧化碳與水進行光合作、生長、成熟,接著被採收,發酵成為玉米乙醇,最後燃燒成二氧化碳與水蒸氣回到大氣中。這一整趟碳循環與水循環,淨排放都是 0,是個零碳的好燃料來源。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖片來源:shutterstock

當然,我們無法忽略的是燃料運輸、儲藏、以及製造生產設備時產生的碳足跡。即使如此,美國農業部經過評估分析,2017 發表的報告指出,玉米乙醇生命週期的碳排放量比汽油少了 43%。

「玉米乙醇」納入 SAF(永續航空燃料)前瞻性指引的選項之一

航空業占了全球碳排的 2.5%,而根據國際民用航空組織(ICAO)的預測,這個數字還會成長,2050 年全球航空碳排放量將會來到 2015 年的兩倍。這也使得以生質原料為首的「永續航空燃料」SAF,開始成為航空業減碳的關鍵,及投資者關注的新興科技。

只要燃料的生產符合永續,都可被歸類為 SAF。目前美國材料和試驗協會規範的 SAF 包含以合成方式製造的合成石蠟煤油 FT-SPK、透過發酵與合成製造的異鏈烷烴 SIP。以及近年討論度很高,以食用油為原料進行氫化的 HEFA,以及酒精航空燃料 ATJ(alcohol-to-jet)。

圖片來源:shutterstock

每種燃料的原料都不相同,因此需要的技術突破也不同。例如 HEFA 是將食用油重新再造成可用的航空燃料,因此製造商會從百萬間餐廳蒐集廢棄食用油,再進行「氫化」。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

就引擎來說,我們當然也希望用到穩定的油。因此需要氫化來將植物油轉化為如同動物油般的飽和脂肪酸。氫化會打斷雙鍵,以氫原子佔據這些鍵結,讓氫在脂肪酸上「飽和」。此時因為穩定性提高,不易氧化,適合保存並減少對引擎的負擔。

至於酒精加工為酒精航空燃料 ATJ 的流程。乙醇會先進行脫水為乙烯,接著聚合成約 6~16 碳原子長度的長鏈烯烴。最後一樣進行氫化打斷雙鍵,成為長鏈烷烴,性質幾乎與傳統航空燃料一模一樣。

ATJ 和 HEFA 雖然都會經過氫化,但 ATJ 的反應中所需要的氫氣大約只有一半。另外,HEFA 取用的油品來源來自餐廳,雖然是幫助廢油循環使用的好方法,但供應多少比較不穩定。相對的,因為 ATJ 來源是玉米等穀物,通常農地會種植專門的玉米品種進行生質乙醇的生產,因此來源相對穩定。

但不論是哪一種 SAF,都有積極發展的價值。而航空業也不斷有新消息,例如阿聯酋航空在 2023 年也成功讓波音 777 以 100% 的 SAF 燃料完成飛行,締下創舉。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖片來源:shutterstock

汽車業也需要作出重要改變

根據長年推動低碳交通的國際組織 SLoCaT 分析,在所有交通工具的碳排放中,航空業佔了其中的 12%,而公路交通則占了 77%。沒錯,航空業雖然佔了全球碳排的 2.5%,但真正最大宗的碳排來源,還是我們的汽車載具。

但是這個新燃料會不會傷害我們的引擎呢?有人擔心,酒精可能會吸收空氣中的水氣,對機械設備造成影響?

其實也不用那麼擔心,畢竟酒精汽油已經不只是使用一、二十年的東西了。美國聯邦政府早在 1978 就透過免除 E10 的汽油燃料稅,來推廣添加百分之 10 酒精的低碳汽油。也就是說,酒精汽油的上路試驗已經快要 50 年。

有那麼多的研究數據在路上跑,當然不能錯過這個機會。美國國家可再生能源實驗室也持續進行調查,結果發現,由於 E10 汽油摻雜的比例非常低,和傳統汽油的化學性質差異非常小,這 50 年來的車輛,只要符合國際標準製造,都與 E10 汽油完全相容。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

解惑:這些生質酒精的來源原料是否符合永續的精神嗎?

在環保議題裡,這種原本以為是一片好心,最後卻是環境災難的案例還不少。玉米乙醇也一樣有相關規範,例如歐盟在再生能源指令 RED II 明確說明,生質乙醇等生物燃料確實有持續性,但必須符合「永續」的標準,並且因為使用的原料是穀物,因此需要確保不會影響糧食供應。

好消息是,隨著目標變明確,專門生產生質酒精的玉米需求增加,這也帶動品種的改良。在美國,玉米產量連年提高,種植總面積卻緩步下降,避開了與糧爭地的問題。

另外,單位面積產量增加,也進一步降低收穫與運輸的複雜度,總碳排量也觀察到下降的趨勢,讓低碳汽油真正名實相符。

隨著航空業對永續航空燃料的需求抬頭,低碳汽油等生質燃料或許值得我們再次審視。看看除了鋰電池車、氫能車以外,生質燃料車,是否也是個值得加碼投資的方向?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

參考資料

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。