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騙人的誠實數字:談談《歐盟動物園報告2011》於對比圈養及野生海豚死亡率數據時所做的誤導

Heiman
・2012/08/25 ・4679字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 578 ・九年級

這陣子香港因為一間遊樂園兼海洋動物機構增加海豚表演場數,引起動物權益人士及保育團體不滿,令圈養海豚的議題一下子又變得鬧哄哄的。報章也不乏針對圈養海豚的批判報道。不管在圈養海豚問題上的立場如何,這波話題能令社會大眾對此有所認識、願意關心並以公眾身份監察海洋動物圈養機構,不論對增進社會的動物倫理討論及動物機構內的動物福利,都是好事一樁。

一段針對圈養海豚的報道指出:「國際組織鯨豚保育協會的《歐盟動物園調查2011》報告指出,野生樽鼻海豚的死亡率是3.9%,但若然是圈養的樽鼻海豚,則升高至5.6至7.4%。」(引述自2012年8月14日的香港經濟日報)。另一則報道又說:「Courtney引述 WDCS的《歐盟動物園調查2011》指出,野生樽鼻海豚的死亡率是3.9%,人工飼養則短命得多,死亡率最高達7.4%,死因多涉及壓力症狀,如肺炎、敗血症等。」(引述自2012年08月25日的香港蘋果日報)。然而,我搜尋《歐盟動物園調查2011》後,並閱覽調查報告所引述的死亡率研究原論文,則發覺此報告方式於科學上大有問題,實有誤導公眾之嫌。故此我認為有必要撰文澄清,藉此推廣一下和科學統計有關的科普知識。希望讀者能先放下對圈養海豚這敏感話題的立場,單純地以實事求是的科學精神去審視《歐盟動物園調查2011》及兩則報道中比較死亡率的方式的問題。若有了解統計學的讀者認為我的內容有誤,也歡迎提出指正。

《歐盟動物園調查2011》(EU ZOO INQUIRY 2011)中有關圈養及野生海豚死亡率的報告,分別引用了DeMaster and Drevenak (1988)、Duffield and Wells (1991)、Small and De Master (1995)、Woodley et al. (1997)這四份圈養海豚生存率研究報告,以及Wells and Scott (1990)這野生海豚死亡率研究報告。當中我能閱及的論文只有DeMaster and Drevenak (1988)及Small and De Master (1995),至於Wells and Scott (1990)則只看過摘要,不過這篇野外研究也在Small and De Master (1995)有論及並有作出正式的比較(後述)。雖然未能閱及所有論文,但我相信我已能作出公正的批判。

根據《歐盟動物園調查2011》所列的比較表(P.20),圈養海豚死亡率分別是7.0%( DeMaster and Drevenak, 1988)、7.4%(Duffield and Wells, 1991)、5.6%(Small and De Master, 1995)及5.7%(Woodley et al., 1997) ,而野生海豚死亡率是3.9%(Wells and Scott, 1990)。《歐盟動物園調查2011》又說:「野生的幼豚及成豚的每年生存率都要比圈養的高(Small and DeMaster, 1995a)。

(原文:“…annual survival rates for both calves and adults in wild bottlenose dolphin populations are higher than those for captives (Small and DeMaster, 1995a)”)」 (P.19) 。

但事實是怎樣的呢?

首先,讓我們看看DeMaster and Drevenak (1988)。DeMaster and Drevenak所計算的其實不是死亡率,而是生存率。他們先計算出每日生存率(Daily survival rate)。計算方法是:觀察期內死去的個體數總和,除以每隻個體的觀察期的日數總和(又稱動物日數(Animal-days),最後以一減去兩數相除所得的商。然後他們再將每日生存率轉換成每年生存率(Annual survival rate)。每年生存率就是每日生存率的365.25次方(一年的平均日數)。舉例說:若於10000個動物日數中發生了六宗死亡事件,每日生存率就是1-0.0006=0.9994,每年生存率則是0.9994的365.25次方=0.80。Small and De Master (1995)也用了相同的計算方式。而《歐盟動物園調查2011》的每年死亡率就是算自:1-每年生存率。

DeMaster and Drevenak指出,這種計算方式背後有兩個前設(assumption),若無法滿足則可能導致結果出現偏差。一:一隻個體的死亡不可以影響另一個體的生存機率。二:每天的生存機率必須保持不變。DeMaster and Drevenak說他們的研究大概符合了以上假設,只是有一點可能有偏差:假若年齡會影響生存機率的話。DeMaster and Drevenak提到因為樣本數不足,他們無法得知十歲以上的圈養海豚生存率,故無法比較年老和年青海豚的生存率差異。他們提到年齡效應於比較圈養和野外生存率的重要性:「直至有更多研究前,比較這些物種的野外和圈養生存率是不可能的。有一位評論者指出圈養動物的平均年齡通常比野外的低。因此,在比較野外和圈養動物生存率時,年齡構成對平均生存的影響可能很重要。

(“Until additional studies are completed, it will not be possible to compare the survivability of free-ranging animals for these three species with captive animals. One reviewer noted that the average age of captured animals is generally less than the average age of free-ranging animals. Therefore, in comparing survival of captive and free-ranging animals, the effect of age composition on average survival may be important.”) 」(P.308)。

雖然在DeMaster and Drevenak寫成論文的時期還不可能做出有意義的比較,但DeMaster and Drevenak還是嘗試利用當時僅有的數據去作粗略的對照。他們引述Reilly and Barlow (1986) 使用估算生產率和死亡率所推算的野外海豚生存率(約0.94至0.95),評述為「跟圈養海豚的估算生存率一致」(P.308)。又引述Ohsumi (1979) 預測的海豚每年死亡率(0.13),對比本研究的圈養海豚每年死亡率0.07,指出也許圈養海豚的生存率跟野外相比一樣,甚至更高(P.308)。當然,DeMaster and Drevenak的研究數據不足,也有點過時,更缺乏統計上的有意義比較(後述),因此我們稍為參考一下就好。

讓我們看看後來的新研究。Small and De Master (1995)計算圈養海豚每年生存率為0.944(非幼豚)及0.666(幼豚)。他們更正式跟Wells and Scott (1990) 的野外數據(每年生存率:0.961(非幼豚)及0.803(幼豚))作出統計學上的有意義比較。比較發現,兩個統計分析的P值分別是0.07及0.12。也就是說,兩個統計差異都並非有效,差異並不顯著。更確切來說是甚麼意思呢?P值就是發生假陽性錯誤(False positive error)的機會率,傳統上P值要小於0.05才算統計有效、差異顯著(有些學科如醫學的有效門檻會更低,但生物學傳統是用0.05作門檻的)。

為甚麼要強調統計有效性和差異顯著性呢?首先,不論DeMaster and Drevenak (1988)、Small and De Master (1995),還是Wells and Scott (1990),他們所估算的每年生存率全都是平均數,是記錄一大堆樣本(海豚個體)的數據後再取其平均值。事實上每個樣本之間的數字偏差可能是非常大的,因為所有樣本並不是所有條件(身處環境、內在狀態)都相同的。以圈養海豚為例,就算同是圈養,不同機構內的細微環境都不會一樣,海豚的體質狀況都不會一樣,這會使得計算出來的數據有所差異。當樣本間數據差異極大,不同數據跟事實的接近性就會不穩定,有強烈波動,誤差也會大。

由於DeMaster and Drevenak (1988)及Small and De Master (1995) 均指出不同圈養機構的海豚有顯著的每年生存率差異(P值小於0.005),我們可以設想平均圈養數據是非常波動、誤差極大的。當研究員用誤差大的圈養數據和野外數據作比較,他們需要根據數據波動的誤差,計算出圈養和野外的生存率的差別有多少可能性是出於非圈養因素(例如不同圈養環境內的不同設定、海豚體質不同等等)所造成的誤差 (Error),這個可能性就是P值。研究員再根據P值是否小於0.05,判斷生存率的差異是否由單純地由圈養及野外的環境差異所造成(即所謂統計是否有效、差異是否顯著)。

因此,有時即使數字上看來差得遠(如野外幼豚8成生存率對比圈養幼豚6成7生存率),實際上還是沒有差異存在(即是說差異是統計誤差造成,不是圈養和野外的單純環境分別造成)。統計分析的P值是非常重要,任何從事科學研究的人都必須依賴P值,去判斷研究結果是否有效。若有人提出數據比較,卻沒有提供p值,又或者沒有宣稱過統計是否有效,就要小心他是否只是玩數字遊戲,誤導公眾。

我已說明了統計分析對於比較野生及圈養海豚生存/死亡率的重要性。像《歐盟動物園調查2011》及其相關報章報道這樣,斷章取義地抽出不同研究報告計算出來的生存/死亡率,未進行統計分析就直接作出比較,是沒有意義的。就算數字上不同,也不代表統計上有顯著差異。這一點是非常重要的科學常識。

除此之外,據Small and De Master (1995)引述,Wells and Scott (1990)也有言明自己有可能低估野外海豚的每年死亡率(0.39,是最低死亡率0.10和每年因其他事故喪失率0.29的總和)。Wells and Scott的研究方法採用捕捉及放回技術(如檢查人工或自然記號、生物樣本和電子追蹤)、觀測並區辨自然個體記號等等。他們相信這方法會有潛在的偏差,因為有些死亡個案很可能是觀察不到,而有些屍體則過份腐爛而無法辨識。

《歐盟動物園調查2011》所做的誤導是,將Small and De Master (1995) 及Wells and Scott (1990) 的數據並列出來對比,卻隻字不提Small and De Master (1995) 的論文中,Small and De Master使用Wells and Scott (1990) 的數據作出的具統計意義的比較(以及其沒有實際差異的比較結果)。另外,《歐盟動物園調查2011》於引述不同研究報告的數據時,也沒有提醒讀者數據計算的潛在偏差,尤其是對Wells and Scott (1990) 親自承認可能低估野外死亡率一事居然隻字不提。在這裡,因為負責報告的鯨豚保育協會(Whale and Dolphin Conservation Society) Born Free Foundation都是立場鮮明的反圈養機構,《歐盟動物園調查2011》絕對有隱瞞不利事實之嫌。

而且,《歐盟動物園調查2011》並非只在引用數據時隱瞞對自己立場不利的部分,更於「野生的幼豚及成豚的每年生存率都要比圈養的高(Small and DeMaster, 1995a)」一句,明顯地扭曲Small and De Master (1995)使用Wells and Scott (1990)數據所比較出來的統計分析結果,將沒有顯著差異講成有差異。Small and De Master的原文清楚講明:「他們(Wells and Scott)估算的野生海豚生存率較我們估算的圈養生存率高,但差異並不顯著[…] 假設兩組樣本數能增加約20%,野生及圈養成豚的生存率差異將變成顯著。」

(“Their estimates of dolphin survival in the wild were higher than our estimates of captive survival, but the difference was not significant […] The difference in survival between wild and captive non-calves would be significant if the number of days in both samples was approximately 20% larger.”)(P.220)。

Small and De Master更於總結時提出顯著統計差異能否代表顯著生物/生態差異的詮釋難題。舉例說:圈養及野生族群的P=0.008顯著統計差異是否代表一個重要的生態差異?Small and De Master認為這個問題雖然難以解答,但為了解決圈養海洋哺乳類動物的爭議,這個難題是有必要解答的(P.225)。

圈養海豚是一個複雜的動物倫理議題。我絕對贊同正反雙方拿出堅實的科學數據投入討論。我甚至認同反方有些論據是有力的,例如圈養海豚未能以圈養繁殖維持族群,必須從野外捕捉新血,而野外捕捉則可能影響野外族群的存續。但是,假若為了反對圈養海豚,就於比較圈養及野生海豚死亡率時,偏頗地引用其他研究數據,以求隱瞞不利自己立場的資訊,甚至扭曲他人的研究原文,以誤導公眾,這種反對方式則叫人不敢恭維了。所幸的是,這份報告引用研究數據時,有提到原文出處。這做法好讓有心的讀者能夠追溯原文,監察引用是否正當,有否扭曲研究結果。這份敢於接受讀者監察的勇氣還是值得讚賞的。也因此,報道科學時引用原論文是非常重要的。因為這讓讀者有判斷報道內容是否可信的機會,也讓資訊能夠被公眾批判、資訊的正確性能被討論。這對正確的知識的傳播、培養公眾的科學批判思維實在是非常重要。

最後,我想說的是,我們不應因為《歐盟動物園調查2011》在死亡率的數據上有誤導之嫌就無視這份報告、將所有內容統統當為錯誤。動物福利的指標不只有生存/死亡率,也有其他更值得關注的要素如心理生活質素,人們毋須只執著於生存/死亡率一項指標去爭論。因此,這份檢討範圍廣泛的報告仍有可觀的參考價值。《歐盟動物園調查2011》比坊間一些對圈養的無理取鬧式批評相比,實不失為一份有力、正當的批判文獻,對於提高大眾對圈養動物福利關注及施壓改善圈養動物福利仍有相當大助益。對於廢除圈養動物派別當然也能提供有用的論據。其結果是可以深化圈養動物倫理的討論,提供動物福利派和動物權利派的一個共同的理論平台,讓討論變得有意義,不再流於無意義的訴諸情緒、動物擬人化、天賦權利與否之爭。

註:本文提及的海豚均為瓶鼻海豚(Tursiops truncatus)

相關報告及報道:
EU ZOO INQUIRY 2011:DOLPHINARIAA review of the keeping of whales and
dolphins in captivity in the European Union and EC Directive 1999/22, relating to the keeping of wild animals in zoos
被迫表演海豚會自殺 專家促海洋公園停止圈養—蘋果日報:要聞港聞-2012年08月25日
海豚表演討好觀眾 牠真的快樂嗎?—香港經濟日報—2012年8月14日

參考論文:
DeMaster, D. P. and Drevenak, J.K., 1988, Survivorship patterns in three species of captive cetaceans, Marine Mammal Science, 4(4), 297-311
Small, R.J. and De Master, D.P., 1995, Survival of five species of captive marine mammals, Marine Mammal Science, 11(2), 209-226
Wells, R.S. and Scott, M.D., 1990, Estimating bottlenose dolphin population parameters from individual identification and capture-release techniques, Report of the International Whaling Commission, Special Issue 12.

延伸閱讀:
不談錯誤 哪來準確—創新發現誌:第 15期
數字盲與統計之必要—泛科學:2012 一月 5日:潘震澤|生理人生
民調可靠嗎?—泛科學:2011 十二月 23日:潘震澤|生理人生

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Heiman
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動物科學碩士,主修動物行為及動物福利,喜歡動物行為訓練,亦對動物演化及自然生態互動充滿興趣。學士時代主修動物學及生態學。

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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

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

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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性別檢測的荒謬案例:當運動賽場上的「她」被迫成為「他」——《運動基因》
行路出版_96
・2024/08/08 ・2380字 ・閱讀時間約 4 分鐘

性別檢測的歷史與爭議:從脫衣服到口腔擦拭

當然,瑪麗亞.荷塞.馬丁內茲-帕提尼奧(Mar.a Jos. Mart.nez-Pati.o)毫無理由懷疑自己不是女兒身。她的臉瘦長又高貴,有高高的顴骨,肌膚吹彈可破。她是在西班牙北部長大的普通女孩,除了跑跳方面比同齡的女表現還要好之外。

1985 年,具國際水準的二十四歲跨欄選手馬丁內茲-帕提尼奧,抵達日本神戶主辦的世界大學運動會之後,才發覺自己忘了那份聲明她是女性、可參加女子組競賽的醫生證明書。結果,她不得不在神戶按慣例做賽前口腔擦拭取樣,證明她的生物性別。

性別檢測從 1960 年代就開始實行,當時國際田徑總會看夠了肌肉結實的中東歐國家女子選手(其中有很多人參與了煞費心機的禁藥計畫),於是國際田徑總會制定管制辦法,確保沒有男子選手假冒成女性。(從未證實有這樣的情況發生。)剛開始實施的檢測方式很粗暴,女選手被迫在醫生面前脫下褲子,到 1968 年的墨西哥城奧運,這種丟臉的手續就由令人滿意的客觀技術取代了:用採樣棒擦拭口腔組織取樣,再檢驗染色體。女性有 XX 性染色體,男性為 XY。

從基因上來辨別性別,其實沒有那麼簡單。 圖/envato

只不過,有時情況沒那麼簡單。

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1985 年 8 月那天很晚的時候,西班牙代表隊的隊醫準備告訴馬丁內茲-帕提尼奧壞消息。她的檢測結果出了問題,沒辦法上場比賽。馬丁內茲-帕提尼奧想知道自己是不是得了愛滋病還是白血病(白血病才剛奪走了她哥哥的生命),但醫生沒再說什麼。

她非常焦慮地熬了兩個月,自己去看醫生,以免麻煩仍未走出喪子之痛的父母。接著,通知信來了,不是愛滋病,也不是白血病,但這個診斷將改變她的一生。信上寫著,分析五十個她的口腔組織細胞後發現,每個都帶有 XY 染色體。你是男人,想不到吧!國家代表隊官員力勸馬丁內茲-帕提尼奧假裝受傷,悄悄退役。

馬丁內茲-帕提尼奧不但拒絕退役,三個月後還在西班牙國內 60 公尺跨欄賽奪冠。然而勝利的榮耀,卻讓她成為公眾的笑柄。馬丁內茲-帕提尼奧的性別檢測結果在媒體上曝光了,她的名聲一落千丈,受到極其殘酷的對待。

能拿走的都被拿走了。西班牙官員取消了馬丁內茲-帕提尼奧的全國冠軍頭銜,把她踢出西班牙運動選手的宿舍,還撤回她的獎學金。他們刪除她的運動成績紀錄,彷彿她不存在似的。她的友人分成兩類,一種是留下來的,一種是離去的。她的未婚夫屬於後者。

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馬丁內茲-帕提尼奧感到羞愧,喪失了活力,不過很快就展現出韌性。她在媒體上堅稱她確信自己是女性,誓言要反擊,而隨後她獲得遠道而來的援手。

生物學的複雜性:當染色體不再是判定性別的唯一標準

芬蘭遺傳學家亞伯特.德拉夏培爾(Albert de la Chapelle)看到報導馬丁內茲-帕提尼奧爭取權益的新聞之後,公開發表意見。德拉夏培爾十分清楚,染色體不一定能判定一個人是男性或女性。他最先研究了帶有 XX 染色體的男性。當父母的 X 和 Y 染色體在交換資訊時沒有排列整齊,來自 Y 染色體尖端的基因斷開,最後跑到 X 染色體上,這時就有可能發生「德拉夏培爾症候群」(De la Chapelle syndrome)。

馬丁內茲-帕提尼奧花很多錢找醫生檢查,他們告訴她,她有睪丸,藏在陰唇內的隱密處,而且她沒有子宮,也沒有卵巢。不過這些醫生還發現,馬丁內茲-帕提尼奧的睪丸雖然會產生跟男性同樣高的睪固酮濃度,但她有雄性素不敏感症候群(androgen insensitivity syndrome,簡稱AIS),也就是說,她的身體對睪固酮的需求充耳不聞,因此她完全發育成女性。大多數女性可以善用體內分泌的少量睪固酮在運動方面帶來的好處,但馬丁內茲-帕提尼奧根本無法利用。

馬丁內茲-帕提尼奧事件讓運動賽事的性別檢測打上問號。 圖/envato

性別檢測結果公開後差不多三年,奧會醫學委員會在 1988 年首爾奧運開會,裁定應該恢復馬丁內茲-帕提尼奧的資格。只不過,她的運動生涯那時已經受到阻撓,以十分之一秒的差距失去 1992 年奧運的參賽資格。

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受到馬丁內茲-帕提尼奧事件的鞭策,國際田徑總會在 1990 年從各國召集了一群科學家,想要決定如何一勞永逸地辨別女性選手當中的男性,以求競賽公平。專家們的回應是:別問我們!這群科學家反而建議徹底廢除性別鑑定檢測。到 1999 年,國際奧林匹克委員會(簡稱國際奧會)終於決定,只在遇有質疑聲浪時才對女性運動員進行檢測,儘管如此,他們還是沒有明確標準可用來判定何謂合格女性。

問題在於,人類生物學就是不會像體育主管機關希望的那樣,客氣地把人分成男性和女性,而且過去二十年的技術進展完全沒有帶來絲毫改變,未來也不會有任何改變。耶魯大學榮譽教授米隆.吉內爾(Myron Genel)說:「我看不出我們要怎麼提出不同於二十年前所做的結果。」吉內爾也是建議國際田徑總會廢除性別檢測的一員。

醫生群最後判定,馬丁內茲-帕提尼奧受到不公平的對待。他們確定,就競技目的來說她是女性──是個既有陰道也有隱睪,有乳房、但沒有卵巢或子宮,而且體內雖有跟男性等量的睪固酮卻遲緩流著的女性。

不管是身體部位還是體內的染色體,都無法明確辨別男女運動員。那麼究竟有什麼遺傳學上的理由,要把男女分開考慮?

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——本文摘自 大衛・艾普斯坦(David Epstein)運動基因:頂尖運動表現背後的科學》,2020 年 12 月,行路出版,未經同意請勿轉載

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行路出版_96
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行路為「讀書共和國」出版集團旗下新創的出版社,出版知識類且富科普或哲普內涵的書籍,科學類中尤其將長期耕耘「心理學+腦科學」領域重要、具時代意義,足以當教材的出版品。 行路臉書專頁:https://www.facebook.com/WalkPublishing