讓創意具體成型的課程－《FabLife》

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

2 月 24 號，俄羅斯軍隊入侵烏克蘭。當世界開始祭出各項制裁時，各國科學界也正在動作——終止與俄羅斯的科學合作計畫。

停止多項與俄羅斯的科學合作

2 月 27 號，烏克蘭教育和科學部青年科學家委員會呼籲歐盟「緊急暫停與俄羅斯機構的各種國際合作」：包括終止俄羅斯參與全球最大型的科研架構計畫「展望歐洲」（Horizon Europe） ^{[註 1]} ，並督促將俄羅斯從兩個國際研發企業——法國的國際熱核融合實驗反應堆（ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor）和瑞士的歐洲核子研究中心核研究中心（CERN, the European Organization for Nuclear Research）——驅逐。

為期七年的展望歐洲（Horizon 2020, H2020）計劃，目標在投資研究與創新計劃，投資實驗室中具高潛力和前瞻性之技術，協助產業創新與提升市場規模。

歐俄聯合火星任務取消

歐俄聯合火星探測計畫（ExoMars, Exobiology on Mars）是一項調查火星過去居住環境的天體生物學專案計畫。此計畫原定 2020 年啟動，在 COVID-19 疫情影響下延至 2022。如今，俄羅斯的這場軍事行動為這項計畫又添變數。

歐洲太空總署（ESA）於 2 月 28 日宣布，「火星探測器」的發射受西方對俄羅斯的國際制裁及其後續效應影響，將至少再延後兩年。

與此同時，美國麻省理工（MIT）也結束了一項與斯科爾科沃科技學院（Skoltech）長達十年，具爭議的合夥關係。 這項始於 2011 年的計畫旨在莫斯科附近打造另一個矽谷。儘管外界擔心該計畫可能以國家安全及人道主義問題換取經濟利益，麻省理工仍在 2019 年同意與 Skoltech 的合作延長五年。

這是在對俄羅斯政府侵略烏克蘭的行動表示拒絕。

過去，MIT 常被指控以金錢導向，專門與有爭議但富有的對象，例如，中國、新加坡和阿拉伯聯合大公國等專制國家、性犯罪者傑佛瑞．艾普斯汀（Jeffrey Epstein） 建立夥伴關係。麻省理工學院院長拉斐爾．賴夫（Rafael Reif）認為，Skoltech 計畫起源於特定的歷史時刻。當時，美國正致力於重設與俄關係，而俄羅斯也正積極尋求建立創新經濟。

如今，俄羅斯的侵略行為讓西方高等教育機構開始從新審視與俄關係。

對俄羅斯轉讓技術的制裁

除了學術性的計畫受阻，俄羅斯科學事業的附帶損失正在增加。

德國研究部下令暫停與俄羅斯的合作後，馬克斯普朗克地外物理研究所（Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik）關閉了俄羅斯 Spektr-RG 研究衛星上由德國運營的 eRosita X 射線測量望遠鏡。

幾個國家的數學學會也宣布不參加原定於 7 月在俄羅斯聖彼得堡舉行的國際數學家大會，並改以線上方式進行。

俄羅斯科學家的聲援

即使俄羅斯科學家將因為聲援烏克蘭而被指控叛國罪^{[註 2]}，仍有超過 6,150 名俄羅斯科學家和科學記者連署公開信。他們認為發動這場戰爭只會把俄羅斯推入絕境（a step to nowhere）且被國際社會唾棄孤立。

根據 2 月 24 日公開信中所言，俄羅斯對烏克蘭的入侵意味著俄羅斯科學家再也無法正常工作。

畢竟，做科學研究不像走獨木橋，它仰賴著不同國家間的合作。

• 延伸閱讀：俄烏開戰！俄國科學家連署「要求國家和平」

烏克蘭科學家何去何從？

面對俄羅斯的侵略，烏克蘭科學家則面臨了誓守故鄉、或是到鄰國展開新生活的兩難選擇。

在歐洲，部分機構為烏克蘭科學家提供避難所。波蘭科學院下的青年學院（PAN, Polish Academy of Sciences）安排了數十間願意收容難民科學家的研究所及大學。PAN 生物有機化學研究所的雅切克．科拉諾夫斯基（Jacek Kolanowski）表示：「我們希望協助他們在自己的專業領域找到工作。」

到目前為止，波蘭科學院已經協助了一些人到華沙擔任心理學家、到盧布林擔任癌症研究員，和到波茲南擔任法學教授。

很多烏克蘭科學家誓言捍衛自己的國家。

隨著俄羅斯軍隊持續侵入基輔，堅守家鄉的神經生理學家奧列格．克里斯塔爾（Oleg Krishtal）表示：幾乎所有人都拿起了武器。基輔植物研究所所長謝爾蓋．莫西亞金（Sergei Mosyakin）擁有四國國籍，但他並未撤離，他說：

我是烏克蘭人。而我認識的大多烏克蘭人並不怕為自己的祖國而死。

註解

• 註1：截至目前（2/28），俄羅斯仍然是 Horizo​​n Europe 和其它歐洲資助計劃的一部分。
• 註2：俄羅斯總檢察長辦公室宣布，任何向反對俄羅斯聯邦的國家或組織提供援助的人都可能被指控犯有叛國罪。當局逮捕了數百名街頭抗議者，包括著名的演化遺傳學家 Georgii Bazykin，他於 2 月 27 日在莫斯科市中心手舉「今天就停止戰爭」標語後被拘留。現已釋放正等待進一步的審判。

參考資料

1. After invasion, Ukrainian researchers turn into resistance fighters and refugees
2. EU should sever scientific ties with Russia, says leading German MEP
3. Horizon Europe
4. ExoMars2020: how coronavirus played a part in postponement of Mars mission
5. MIT ends Skoltech partnership over Ukraine war
6. An open letter from Russian scientists and science journalists against the war with Ukraine

當現代的自造者遇上千百年歷史的多面體

柏拉圖將古典四元素：火、空氣、水、土對應到四種正多面體，並描述神使用正十二面體來排列整個天空的星座。千百年來人們不停探索多面體背後的規律，懷著對宇宙秩序的嚮往與好奇，現代的自造者則解構多面體的組成，藉由自造工具與身體感將想法化為具體。

沈岳霖老師自創工法完成各式材質創作，以雙手自造形狀近乎完美的多面體，體現古典幾何的純粹理性與極致工藝的堅定細膩，同時在教育現場帶領學生共同自造令人驚歎的大型幾何創作。此外，學生們揮灑創意將多面體裹上繽紛色彩，也充分展現數學在傳統工藝與現代想像的多面美學。

本次展覽透過「多面體自造」、「自造過程」、「關於自造者」、「多面體與建築」、「自造多面」等單元，以「多面」與「自造」為關鍵字，串聯國立後壁高中沈岳霖師生精彩創作，以「多面」向探討「自造」，呈現如何以「自造」實現「多面」。

2015年底《IMAGINARY：Infinity & Beyond 超越無限．數學印象》由德國引進臺灣，在各地掀起了一股數學藝術熱潮，讓許多人看見數學的美；延續先前的Imaginary，這次嘉義大學委託我們自行策劃數學藝術展覽《多面自造 Polyhedron Making》，想讓大家看見數學的多面姿態與自造者的驚人實踐力。

首先來介紹一下頗具巧思的展覽文宣，沿著設計好的摺線與卡榫，只用雙手就可以組出一個相當可愛的正二十面體，就算手拙如我的人也能輕鬆完成，讓人還沒進到展場內就已經體會到動手做的樂趣。

除了讓數學變得很可愛的文宣之外，展場設計也運用了六角柱這個幾何元素，擺放了連國內科學類博物館都不曾完整呈現的四大類型多面體，分別是：

1. 柏拉圖立體（Platonic Solids）：每面皆全等的正多邊形所組成的均勻凸多面體，也就是正多面體，共有5種。
2. 阿基米得立體（Archimedean Solids）：兩種以上的正多邊形為面所組成的凸多面體，可從柏拉圖立體經截角、截半等操作後構成，共有13種。
3. 卡塔蘭立體（Catalan Solids）：阿基米德立體的對偶多面體，每一面均為全等的非正多邊形，共有13種。
4. 克卜勒─龐索多面體（Kepler-Poinsot Polyhedron），由正多邊形或正星形所組成的凹多面體，每個頂點都由相同數目的邊連接。共有4種。

有了這四大類型多面體，可以理解「多面自造」的多面是什麼意思，那自造（making）呢？這樣精緻的展品竟然是自創工法並且用手工製作的，究竟是怎麼做出來的呢？

用雙手自造多面

就以最常見的柏拉圖立體當作例子，現任後壁高中美工科的沈岳霖老師首先解構多面體的幾何原理，將想製作多面體的各邊投影至立方體上再畫線標記，最後再以圓盤式砂磨機將不要的塊體磨掉，就可以得到多面體啦。

這過程聽起來不難，但其實一點也不簡單，畢竟不少多面體只要稍有磨偏或是不對稱，馬上就能夠用肉眼辨識出來，這樣高超的木工技術更是連國內數學藝術大師吳寬瀛都相當驚歎。在自造過程展區中，除了自造正二十面體的實體展品（如上圖），更精美圖解四種多面體的自造步驟，包含正四面體、正八面體、正十二面體以及正二十面體，讓人一看就懂。

除了多面體之外，展場中有一件相當有趣的碎形幾何作品叫做〈YES, I DO〉，其數學原理為謝爾賓斯基四面體（Sierpinski Tetrahedron），除了可以觀察展品的光影之外，在特定的角度還可以分別看到YES和I DO呢。

看了這些有趣的作品，多面體和日常生活有什麼關聯呢？展場中有一個展區為〈多面體與建築〉，介紹正在興建中的臺南市美術館當代館，其遮蔭屋頂採用前面作品提到的謝爾賓斯基四面體；另一個與多面體有關的建築則是伊東豊雄建築博物館，建築外觀是由四種阿基米得立體組合而成。

除了看展之外，展場中設置了「自造多面」體驗區可以動手參與，雖然無法在此體驗木作多面體的減法美學，但可以藉由3D列印的加法堆疊，製作元件感受空間解謎樂趣。此外，自造者使用的材料也在展場中以立方體的型式展示，包括雲杉、酸枝、柚木、檜木、烏心石，以多元面向探討自造。

潛心研究多面體，多做少說的木工國手

身為《多面自造》的策展人之一，我們為了這次展覽專訪後壁高中沈岳霖老師［1］，一到後壁高中木工教室，沈岳霖老師就拿出了朋友種的冷泡烏龍茶請我們喝，實在是這間沒有裝設空調教室的絕佳飲品啊。

沈岳霖老師畢業於公東高工木工科，這可是間在海岸山脈留下教育傳奇的學校［2,3,4］，出產許多在世界技能競賽奪得獎牌的木工國手，沈岳霖老師為其中之一。在那個年代，成為國手是一件比聯考還要難上許多的事情。

從高一不停參加競賽，到全國賽至選拔賽一路過關斬將，終於在20歲的時候成為木工國手，並且在1985年代表台灣參加在日本大阪舉辦的國際技能競賽，獲得門窗木工銅牌也就是世界第三，保送至高雄師範大學工業科技教育系。

不過沈老師的人生也不是全是一帆風順，他也曾經不知道為什麼要念書，考上光武工專電機科後兩個月就休學。某次和朋友去台東玩發現公東高工盛產國手，他們出國比賽拿了許多獎牌回來，便一心嚮往成為能夠保送大學的國手，因此重考進入公東高工就讀，進入公東前也只在國中的工藝課接觸過一點木工。

從公東開始過著選手訓練的生活，加上長期居住在鄉下的緣故，逐漸養成獨自工作、只做不說的習慣，以及低調沉穩的性格。在後壁高中的木工教室內，沈老師不疾不徐地解說木工備料流程；倒是進行採訪工作的我狂冒汗，一直倒冷泡茶來解渴。

訪問過程中提到多面體的時候，沈老師的眼神亮了起來，畢竟這是他順利融入教書工作的多年興趣。一開始的時候是以魯班鎖當作木工課的素材，後來發現多面體易於變化造型適合發展為教材，閒暇時便經常思索多面體構件的尺寸和角度，還曾經在斗南老家夢到菱形三十面體的角度，花費大量時間解開複雜問題獲得的成就感更使他樂此不疲。

沈岳霖老師並不以藝術家自居，只是喜歡動手做的過程，也喜歡設計出可以讓別人玩的玩具，對他來說是人生一大樂趣。更幸福的是，能把興趣融入工作帶到教育現場與學生共同自造；與沈老師經常交流數學的林義強老師認為，這是沈老師做過最有價值與最困難的事情。

像是展場中這一件師生共同完成的作品《截角菱形三十面體》（如上圖），是沈老師看見Philippe Dubois的創作Icosahedron Frequency 2，透過解構多面體、設計卡榫、製作模形的過程，以師生共同自造與組裝的方式重現作品。

每年沈老師皆會更新課程教材，勇於在課堂上挑戰新的大型作品；除了製作木工之外，沈老師讓後壁高中美工科的學生自由創作，讓千百年歷史的多面體加上現代的想像後變得相當可愛。

我們策這一檔展覽，並不是要強調數學有多實用，或是介紹多面體的歐拉公式，而是想讓大家看見數學有趣、令人著迷的一面，也想將沈岳霖老師多年來對於幾何的熱愛以及自造者精神(maker)傳達給大家。

同時在此預告十二月初會有臺灣數學藝術大師吳寬瀛老師的積木幾何創作展，原班策展團隊同樣在嘉義大學，要讓大家看見〈轉幾‧轉積‧轉機〉，請大家拭目以待！

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

《多面自造：沈岳霖師生幾何創作展》展覽資訊

地點：國立嘉義大學蘭潭校區圖書資訊館（嘉義市東區學府路300號）

展期：2017/10/23─11/24 週一至週六 09:00 ~ 17:00 週日 14:00 ~ 17:00

臉書粉絲頁：多面自造：沈岳霖師生幾何創作展

策展人：余歡庭、林家妤

聯絡人：國立嘉義大學應用數學系嚴志弘主任

參考資料

1. 沈岳霖老師部落格與臉書
2. 范毅舜，公東的教堂：海岸山脈的一頁教育傳奇，2012
3. 黃清泰，瑞士學徒制教育在公東：一位老校長引導的學習革命，2017
4. 莊文毅，台東木工發展史卷一：東海岸木工傳奇，2017