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台灣的科研體系到底出了甚麼問題?

程式人雜誌
・2013/12/06 ・4530字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 542 ・八年級

文 / 陳鍾誠(金門大學資訊工程系助理教授)

前言

在台灣的科研體系當中,中研院負責高等學術研究、工研院負責工業技術研究、中科院負責軍事技術研究、而國科會則負責發錢給各個大學及相關研究單位,讓他們有經費可以進行研究。

在這樣的分工架構中,「中研院工研院中科院」都屬於獨立的研究單位,但是「國科會」則有點不同,它扮演了科研經費的分配角色,但本身卻不參與研究執行的工作。

在過去、工研院曾經在台灣科技發展上,扮演過重要的地位,特別是在「李國鼎潘文淵」成立「電子技術顧問委員會」,透過RCA公司的技術轉移將「第一座晶圓廠」引進台灣,導致後來的「聯電」成立,接著衍生出「新竹科學園區」,然後在「張忠謀」的時代再度引進高階半導體製程,進而創造出台積電的事蹟,是很多台灣科技人都知道的故事。

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竹科是台灣第一個科學園區,有「台灣矽谷」的譽稱。

但是在1990年之後,工研院在台灣科技領域扮演的角色,似乎就沒有那樣重要的影響力了。相反的、國科會透過經費分配對台灣科技產業的影響力,似乎變得比其他單位都來得重要。

筆者註:根據102年中華民國政府總預算支出一兆九千億中,教育科學文化支出佔3599億 (19%),其中教育部主管1976億 (10.4%),國科會主管461億 (2.4%),經濟部主管562億 (3.0%)、另根據工研院與中研院的預算表可查到,工研院約佔189億,中研院約佔136億。

而且、最近國科會將改組為科技部,對台灣科技產業的影響力將更為提升,但筆者卻難以樂觀的看待這件事, 因為現在的國科會,恐怕正是台灣科技實力逐漸衰弱的最重要原因。

國科會計畫

從2003年8月筆者進入金門大學教書以來,我碰過很多大學老師,他們總是為了國科會計畫的申請與結案忙碌著,甚至還聘請一兩位助理幫忙處理研究與行政業務。

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自從2002年,我還在台大擔任博士後研究員的時候,就已經開始觀察這件事情了。相較於金門大學,台灣大學的教授所聘請的研究與行政助理更多,而且有更多的「碩博士」可以協助處理這些工作。

但奇怪的是,這些大學老師往往一面努力接「國科會計劃」,然後卻一面抱怨國科會計畫的行政程序煩瑣,而且資助不公平。

當時、在我心裏,總是有個疑問,既然國科會計劃這麼不好,那為甚麼還要熱衷於接這些計畫呢?而且我看到那些國科會的長官來到學校時,總是受到教授們的前呼後擁,而且剎間教授們彷彿都成了熱情的招待者,並且乖乖的坐下來聽這些長官面授機宜。

事實上、我擔任博士後研究員的經費,當然也是從「國科會計畫」來的。但詭異的是,我的主要工作,正是幫忙寫更多的計畫書,去申請更多的計畫。

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然後、我看到了一幅奇怪的景像,如果國科會聘請的博士後研究員,責任是想辦法寫更多的計畫書,去申請更多的計畫,這樣才能夠有更多的錢,去聘請更多的研究助理與研究員,那麼這些工作到底有甚麼意義呢?

後來我逐漸的瞭解國科會計畫的運作原理時,卻決定不要去申請這些計畫了,因為我覺得這樣的過程,會耗費掉我一生的精力,而且徒勞而無功。

目前、國科會的計畫,幾乎都是採用競爭型的方式,開放大家去申請,接著經過審查之後,決定哪些計畫通過,哪些計畫不通過。然後、國科會就補助經費給通過的計畫,讓他們可以執行,並且在最後繳交結案報告。

但問題是,這些計畫到底對國家與科學人才的培養有多少幫助呢?讓我們先岔開話題,對照一下中國大陸的情況。

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兩岸的比較

2012年9月6日、我在金門鈴聽「兩岸清華大學學術研討會」時,我發現新竹清華大學的教授們,在學術研究上的能力,其實不比北京清華大學的教授們差(應該說是更好)。但兩邊的教授們有個很明顯的不同點,那就是新竹清華教授的補助,幾乎一律都是從國科會來的,而北京清華的教授們,則有從各個不同的政府單位、甚至是民間單位來的研究資金與補助。

另外、還有一個明顯的差異是,北京清華的教授們,大部分都有個政府或業界委託的實務專案在執行,但是新竹清華的教授們,卻都是以發表論文為主,通常沒有明顯的實務應用。

從這裡我開始感覺到,台灣的科研體系,其實出了不小的問題,而且這些問題的根源,正是國科會以及大學教授的評鑑制度。

問題的根源

在台灣,教授們之所以熱衷於論文研究與投稿,有幾個重要的原因,第一個是教育部的升等與續聘壓力,第二個就是論文被用來當作國科會的研究成果。

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於是、我們的大學創造出了一群與產業無關的研究者,他們所做的研究可以發表很多的論文,但是卻難以對產業有明顯的幫助,這種情況讓台灣的科學研究幾乎完全脫離產業,哪裡可以發表論文就往那個方向做研究。

然後、這些擅長發表論文的教授也在課堂上講授這些最新的研究內容,但是卻不瞭解到底產業界需要什麼樣的能力,於是我們的學生學到了很多最新的論文技術,但總是學不會產業所需要的那些基礎能力。

所以、我們的產業界只能大喊,找不到需要的人才,但是大學的老師,卻無法培養出業界所需要的人才。而培養出來的學術界人才,也總是好高騖遠,無法腳踏實地,沒有深厚的基礎實力。

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科學與工業之間的相互促進關係

 台灣需要甚麼人才

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那麼、到底台灣產業界需要什麼樣的人才呢?

我沒有明確的答案!

不過、經過這些年的觀察,我發現學校若要培養「特定職務」上的人才,那麼非得透過建教合作,甚至是直接到公司上班才能讓學生得到這些能力。

但是很多產業界所要求的,其實是「基本的實務能力」,例如在資訊領域的學生要具備「良好的程式設計能力、與電腦軟硬體設計的實務能力」,而電子領域的學生則要具備「電子電路設計與生產的實務能力」等等。

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對於這類的要求,或許有些較優秀的大學生可以具備這方面的能力,但事實上仍然會有不小的落差,而對於那些心思並不用在專業上的同學而言,則會有很大的落差。

基礎實務能力的問題

舉例而言,我自己在交大資訊科學系與台大資訊工程所念書的時候,雖然學會了某種程度的「程式設計能力」,然後就開始進入老師研究上的專長領域,進行學術的探索,並且花費了十年的時間進行這方面的研究。

但是我卻對產業的現況毫無概念,像是我雖然會「程式設計」,但是卻不瞭解產業界會使用哪些程式工具?我雖然學過「數位邏輯」這類的理論課,但是卻從來沒有實作過任何一個數位電路。我雖然學過「計算機結構」這樣的課程,但是卻完全沒有自己設計製造過一台電腦。我雖然學過作業系統課程,但卻只看到一堆課本與黑板的描述,從來沒有看過一個真正的作業系統原始碼倒底長甚麼樣子。

令人驚訝的是,這些問題往往老師也不會,甚至不認為這些問題有甚麼重要性,因為在他們看來,這些都是已知的技術,而不是研究的題目,所以並不需要花時間去研究它!

而且、這些已知的技術並不能發表論文,因為論文的重點在創造新知識,而非舊的技術!

我們的大學教師所熱衷的論文領域新知識,透過課堂傳送倒了學生身上,但是那些重要的已知技術卻被忽略了。

這讓我們的大學生無法擁有紮實的基礎訓練,而這些基礎訓練,卻是產業界認為該領域的大學畢業生應該具備的基本能力。

於是、我們的學術與產業脫節了,大學發表的論文數量很多,但是卻對產業沒什麼幫助,大學培養出來的畢業生,難以具備產業所需要的基礎能力。

學習並傳承已知的技術

當然、有些資訊工程專業的讀者必然會有個問題,像是「設計一台電腦」與「設計作業系統」等等能力,連老師都不太會了,又如何能夠讓老師們學會之後教給學生呢?

但我所看到的是,這些問題雖然不容易,但卻對整個產業有深厚的影響力。特別是近年來在EDA(電子自動化設計)開放原始碼(Open Source)軟硬體的發展下,要自己設計一台電腦已經不是那麼困難了,而要設計一個作業系統則有很多大大小小的開放原始碼程式可以參考。

只要有心,老師們應該不難學會這些技術,然後就能將這些技術傳授給學生們。雖然一開始會有點難,自己一個人做會有點難,但是大家一起學習、一起努力的話,我相信是不會太難的。

為了讓傳播這些已知的技術,並且提供一個交流的平台,我在2012年底與網友們創辦了「程式人雜誌 」,並在2013年1月開始出刊了。另外、為了有系統的建構出這些已知的技術,我在沒有申請任何計畫與補助經費的情況下,執行了一個「開放電腦計畫」,希望能透過這個計畫將「設計一台電腦」的經驗,傳授給學生,讓他們不只懂得理論,也能具備實務能力。

雖然已經做了這些事情、而且「程式人雜誌」的社團也已經有了四千多人加入,但是大部分都是業界工程師與學生,很少大學教師參與並投稿給「程式人雜誌」,我想或許是因為這種雜誌並不能在SCI/EI論文指標上面計點,對老師們升等並沒有幫助的緣故吧!但是很高興的是有很多業界工程師與學生們的加入,我相信還是多少對「產學間的技術交流」會有所幫助的。

另外、目前執行「開放電腦計畫」的,大概也就是我自己了,很希望學術界能夠有更多人一同來進行「已知技術傳承」的計畫,而不是只有那些「可以發表論文的創新研究計畫」,我相信只有讓學生們學會這些已知的技術之後,才能夠「站在前人的肩膀上、看得更高且更遠」,這樣我們的下一代才會變成真正有用的人才!

結語

雖然國科會的任務是「科學研究」,而「培育人才」感覺好像是教育部的事,但是在大學的角色看來,這兩者是難以區分的。

台灣的大學教育目前正走向「好高騖遠」,但是「基礎薄弱」的情況,因為我們的「國科會計畫」與「教育部的大學教師評鑑升等機制」正不斷的鼓勵這樣的走向。這種政策造成大學教育的扭曲,讓我們的大學很難培養出「基礎能力扎實」的人才,於是整個學術與科技體系逐漸的崩塌。

雖然筆者在學術上根本就無足輕重,但身為一個大學教師,還是希望呼籲國科會與教育部,能夠正視這種扭曲的情況,否則在全球科技與人才的競爭上,我們將不只輸在現在,也將輸在未來。

參考資料

原刊載於UDN專欄

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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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2024 臺灣科普環島列車啟程 催生科學傳播新力量
PanSci_96
・2024/10/21 ・915字 ・閱讀時間約 1 分鐘

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「2024 臺灣科普環島列車」今(21)日自臺北火車站啟程,沿著西部幹線南下,將於 10 月 21 日至 26 日搭載全臺 202 所國小學生,展開 6 天的科普環島之旅。前副總統陳建仁、國科會主委吳誠文、數位發展部部長黃彥男、交通部臺灣鐵路公司副總經理賴興隆,美、荷、法、德、英國等駐臺代表、9 家車廂參與單位代表及師生們均蒞臨開幕式。

高中生成為科學傳播新力量 助力全臺科普教育

吳主委表示,自 2016 年以來,已連續 9 年舉辦科普環島列車活動,持續推動科學教育。今年活動規模擴大,火車將在 6 天內行經 17 個縣市、32 個站點,提供超過 300 項科學實驗,讓全臺學童能從小接觸科學。

更值得一提的是,近年來國科會積極邀請全臺高中學生,透過科學培訓後上車擔任「車廂關主」,帶領國小學童玩科普;高中生們由「知識接收者」轉為「科學傳播者」的角色,不僅加深其擔任小老師的使命感,也提升科學傳播、知識轉譯及組織規劃能力。

今年有 391 位來自全臺 18 所高中的學生參與培訓,其中 162 位為女學生,突破科技領域的性別刻板印象,展現女性在科學界的力量。這些科普小老師們將於 10 月 21 日至 26 日帶著全臺各縣市、鄉鎮國小學童學習更多有趣的科學實驗,為科普教育展開多面向的正循環。

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2024 年的科普環島列車很不一樣! 全民一起上列車、長知識

「2024 年臺灣科普環島列車」停靠站點及時刻表

今年臺灣科普環島列車首度開放全民上車體驗,活動開放報名迅速額滿,共有360位民眾參加,8節車廂搭載不同科技主題的特色實驗,包含今年最發燒的 AI 人工智慧、半導體、衛星通訊、以及與我們生活息息相關的隔震減震知識,都設計在車廂的科學實驗活動中,讓參與活動的學生、民眾能獲得最新最熱的科技知識。各車廂活動由台灣默克集團、友達永續基金會、瑞健醫療、ASM 台灣先藝科技、國家地震工程研究中心、數位發展部、緯創資通、聯華電子科技文教基金會和上銀科技等單位規劃設計。

國科會特別感謝各參與單位的支持與合作,讓此次活動更豐富多元。科普列車活動期間,在全國各地火車站及周邊地區也同時舉辦科學市集,歡迎各地民眾經過火車站時不要錯過難得的科學體驗機會!

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