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刊載券號期數日期等例如林豐博蘇振維「國道 5 號雪山

隧道車流特性之研究」運輸計劃季刊第 38 卷第 1 期2009

年 3 月pp85-120

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9 依工程會「技師執業執照換發辦法」第四條第六款規定技師於

本刊發表論文或翻譯專業文獻可取得積分論文每篇六十分

翻譯每篇二十分作者二人以上者平均分配積分

2

446 目錄 2020 年 3 月 23 日

封面故事

三峽北大特區全齡生活館 與環境友善對話 盧俊廷 4

新聞線上

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰邱暉仁 13

每月專題耐風設計規範面面觀

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向 羅元隆 15

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較 傅仲麟 25

都會捷運

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證 張育嘉徐守青 43

國際瞭望

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 蔡俊鐿 56

合約工程師

天候因素之工期展延分析（上） 藍秉強 63

資訊科技

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳林祐正謝尚賢 69

封面照片三峽北大特區全齡生活館

照片提供盧俊廷建築師事務所

發行人 高宗正 編輯委員

總編輯 呂良正 (管理) 李得璋 王慶煌

副總編輯 徐力平 (施工) 邱昌平 林志棟 沈進發

編 輯 李鴻蘋 (大地) 陳正興 廖洪鈞

顧 問 歐晉德 李建中 林英俊 (結構) 張國鎮 黃世建

陳永祥 陳清泉 陳舜田 (材料) 高健章 張大鵬 黃兆龍

陳堯中 陳振川 梁 樾 (交通) 楊立奇 周家蓓 周義華

葉超雄 顏清連 沈景鵬 (水利) 林國峰 徐年盛

陳生金 王明德 (建築) 林慶元 彭雲宏 戴期甦

(耐震) 蔡益超 陳正誠

發行 財團法人臺灣營建研究院 (電腦) 謝尚賢 張善政 呂守陞

通訊 231 新北市新店區中興路二段 190 號 11 樓 (隧道) 姚錫齡

電話 (02)8919-5007 執行編輯 張嘉峰 黃榮堯 藍秉強

網址 httpwwwtcriorgtwtcriWeb 徐敏晃 黃正翰 廖振程 謝政達

e-mail appleleetcriorgtw 陳育聖 陳姿螢 李孝安

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年 3 月pp85-120

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446 目錄 2020 年 3 月 23 日

封面故事

三峽北大特區全齡生活館 與環境友善對話 盧俊廷 4

新聞線上

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰邱暉仁 13

每月專題耐風設計規範面面觀

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向 羅元隆 15

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較 傅仲麟 25

都會捷運

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證 張育嘉徐守青 43

國際瞭望

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 蔡俊鐿 56

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天候因素之工期展延分析（上） 藍秉強 63

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周敬淳林祐正謝尚賢 69

封面照片三峽北大特區全齡生活館

照片提供盧俊廷建築師事務所

發行人 高宗正 編輯委員

總編輯 呂良正 (管理) 李得璋 王慶煌

副總編輯 徐力平 (施工) 邱昌平 林志棟 沈進發

編 輯 李鴻蘋 (大地) 陳正興 廖洪鈞

顧 問 歐晉德 李建中 林英俊 (結構) 張國鎮 黃世建

陳永祥 陳清泉 陳舜田 (材料) 高健章 張大鵬 黃兆龍

陳堯中 陳振川 梁 樾 (交通) 楊立奇 周家蓓 周義華

葉超雄 顏清連 沈景鵬 (水利) 林國峰 徐年盛

陳生金 王明德 (建築) 林慶元 彭雲宏 戴期甦

(耐震) 蔡益超 陳正誠

發行 財團法人臺灣營建研究院 (電腦) 謝尚賢 張善政 呂守陞

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446 目錄 2020 年 3 月 23 日

封面故事

三峽北大特區全齡生活館 與環境友善對話 盧俊廷 4

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每月專題耐風設計規範面面觀

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向 羅元隆 15

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較 傅仲麟 25

都會捷運

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證 張育嘉徐守青 43

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巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 蔡俊鐿 56

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天候因素之工期展延分析（上） 藍秉強 63

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工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳林祐正謝尚賢 69

封面照片三峽北大特區全齡生活館

照片提供盧俊廷建築師事務所

發行人 高宗正 編輯委員

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副總編輯 徐力平 (施工) 邱昌平 林志棟 沈進發

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顧 問 歐晉德 李建中 林英俊 (結構) 張國鎮 黃世建

陳永祥 陳清泉 陳舜田 (材料) 高健章 張大鵬 黃兆龍

陳堯中 陳振川 梁 樾 (交通) 楊立奇 周家蓓 周義華

葉超雄 顏清連 沈景鵬 (水利) 林國峰 徐年盛

陳生金 王明德 (建築) 林慶元 彭雲宏 戴期甦

(耐震) 蔡益超 陳正誠

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3

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

三峽北大全齡生活館複合型多機能規劃回應當今社會需求

三峽北大特區全齡生活館 與環境友善對話

盧俊廷 盧俊廷建築師事務所 主持建築師

讓全齡擁抱公園綠意的永續大家庭

「三峽北大特區全齡生活館」成立之初新北市政府即以「六合

一」全齡綜合服務為依歸包含守護治安的北大派出所照顧老幼

的公共托老中心及公共托育中心強調親子共讀的圖書館便利民眾

的戶政工作站以及市民活動中心

故整合各類機能與動線創造清晰的辨識系統對於周遭環境的

適切回應便成為本案最基本而重要的課題

基地位於三峽北大特區該特區打破外人對傳統「老三峽」紅磚

老街的印象以年輕家庭為多且高樓林立可謂為「新三峽」另外

本案基地緊鄰著該特區難得一見的綠意瑰寶龍學公園但該公園位

4

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

於本案之西南側若設置大面觀景窗將有嚴重西曬情形故於觀景窗

側輔以深深的景觀陽台將劣勢轉為優勢形成遮陽觀景互動

理念造型的綜合詮釋也強化了內部活動外部環境的連結形塑

出融合於公園整合各族群的綠色永續大家庭

來自環境不同的面向不同的表情

全齡生活館空間設計配置

一「龍學公園側」親切易懂的辨識系統 times 新三峽的活力

基地位於三峽北大特區周遭高樓林立但卻緊鄰該區難得的綠

意瑰寶龍學公園故建築師掌握此環境優勢將本案面對公園綠意

的一側規劃與民眾日常及休閒生活最為貼近的托育中心托老中

心圖書館活動中心戶政工作站等空間並設置大面落地窗收納

公園美景搭配兼具遮陽觀景功能的豐富躍動陽台及綠化形成立

體多層次的綠意聚落與外在綠意及活動來回對話

5

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

鄰近龍學公園側設有托育托老圖書館等空間

二「學成路側」派出所的自明性 times 老三峽的記憶

學成路側為三峽北大派出所作為治安的守護者及社區居民的心

安屏障派出所首重辨識度與自明性故獨自面對學成路採較顯著

而穩重的表情並搭配清水紅磚呼應民眾記憶及老三峽特色且此次

清水磚部分有幸由曾獲得世界冠軍殊榮的「磚家」粘錦成老師團隊

施作精準且溫暖的傳達了新舊交織傳承及創新的工藝精神

學成路一側設置派出所

6

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

清水紅磚為一大特色

三親切易辨識的立面色塊方塊印章式指標

基於本案的複合機能清晰的辨識度及指標系統是基本而必須

的除了建築本身因應不同面向的不同表情外親切易辨識的立面色

塊方塊印章式指標無疑是

本案的重點特色無論大

人小孩遠遠的就可以

感受到公共場域的友善與

親切走近或走進建築後

相同的元素仍會從入口廣

場各層梯廳一直陪伴引

領著人們直到安心到達目

的地為止而內部空間亦延

續了相關元素

方塊印章式指標親切易辨識

7

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

內部空間與外在環境的友善對話

一北大派出所

位於一樓的北大派出所與外在的關係是最為直接也不言可喻的

但基於其機能的特殊除了民眾報案警員出勤的便利性外其餘部

分無論是員警辦公室裝備室會議室住宿區都是不宜具有開

放性的故除派出所門廳打造透明且親民的氛圍之外均安排適度而

有限的開口並佐以大量而複層的植栽群

二新北市立圖書館三峽北大分館

新北市立圖書館三峽北大分館起始於三樓踏入其中馬上可感

受到由木質元素形成的雅緻寧靜氛圍首先映入眼簾的是佐以建築

外觀元素並搭配植生綠牆系統的新書展示牆而指標系統同樣延續著

戶外的方塊印章式指標兼具整體性及辨識度面對新書展示牆向左

手邊一望是逾十米長的觀景閱覽桌這兒的民眾可透過落地窗一

面品味書本內涵一面享受公園綠意閱覽桌後由回字形書櫃圍繞

而成的空間讓人好似被包覆在無盡的書海中在遊走的過程中會

偶然地遇見令人會心一笑的窗外綠意及休憩座椅面對新書展示牆的

右手邊則是更為愜意的一塊天地包含了期刊區閱報區樂齡書

區同樣悠哉地以落地窗面對著公園美景

步上四樓則是強調親子共讀的兒童閱覽室以清爽的木紋純白

色及萌綠色為基調整體空間更是延續建築本身最為鮮明的特色方

塊印章式指標以「知識魔方」為整體概念空間中充滿了大大小小

或平面或立體的方塊元素從藏書格桌子椅子helliphellip到書櫃指

標系統清新活潑同時也蘊含了豐富的童趣及想像力本身既可

藏書也是立方空間的「魔方書櫃」孩子可爬入其中或坐或臥

自在地翻閱書籍並用可愛的身軀體驗空間觀察周遭百態「漂浮

8

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

書桌」則是懸吊在半空中的立體展書架在這書本被活潑自由地

擺放孩子們或內或外地共同品味著書本的知識與趣味

圖書館大片落地窗閱讀時也能享受窗外綠意

而角落的木製溜滑梯是給孩子們的另一項贈禮圍繞著魔方書

櫃漂浮書桌及溜滑梯的則是同為方塊型的親子共讀櫃及各類書櫃

爸爸媽媽可帶著孩子挑一本書塞入共讀櫃中享受閱讀時光也可

隨興在散落於地面的可愛方塊座椅中找到屬於自己的角落當然

綠意盎然的龍學公園仍是最美麗的寶藏一家大小可在面向公園的半

戶外閱讀遊戲區中一面翻閱著書本一面享受著公園的綠意與活

動

9

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

親子共讀兒童閱覽室魔方書櫃及木製溜滑梯充滿童趣

三區民活動中心戶政工作站

四樓除兒童閱讀室外另設有區民活動中心以及戶政工作站由

於北大特區位於三峽及樹林的交界點故新北市政府貼心安排增設此

工作站讓民眾減去來回奔波的辛勞造訪此工作站時也能夠悠閒

欣賞全落地窗的公園綠景甚至到陽台進行「森呼吸」而區民活動

中心除了也擁有綠意景色外安排於最高層亦利於其大跨度挑高構

造而其上的高窗也兼具採光及浮力通風的多重功能

四公共托育中心公共托老中心

基於便利性及安全性公共托育中心公共托老中心安排於二

樓如同其他樓層有著面向龍學公園的大陽台長者可以在陽台上

乘涼談天享受陽光及園藝之樂陽台是可以讓孩子們奔跑嬉戲的

小遊戲場而二樓最特別的地方便是位於托育中心托老中心之間

的中庭是老幼輪流享用或是老幼共享的親切生活場域亦是成就

鑽石級綠建築的關鍵之一

10

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

綠意中庭是老幼共享園地

融入環境綠化節能 造就鑽石級綠建築

承上除了對於龍學公園及學成路兩個「面向」的不同表情外

由於本案機能及空間眾多故設置一中庭以爭取最大通風採光面並

成為二樓幼兒長者安全便利的戶外活動庭園而各方向的開窗則

因應各自不同的座向設置適度的遮陽以兼顧採光與節能再搭配節

能照明變頻節能空調系統太陽能光電板使本案成為優質節能建

築大量而立體的複層綠化高性能混凝土再生面磚及其他綠建材

的配搭則使本案有著顯著的減碳效益在透水鋪面省水衛生設備

雨水回收系統的共同發揮下也使得基地的水資源獲得妥善的保護與

循環而本案亦獲得鑽石級綠建築標章之認證

綠建築節能設計

11

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

複合多機能建築 獲國內外多獎項肯定

本案落成迄今獲得許多榮譽包括 2018 全球卓越建設獎銀獎

第 10 屆優良綠建築獎2019 兩岸四地建築設計大獎卓越獎第 18

屆國家建築金獎公共建設優質首獎（評審團特別肯定）2017 新北市

都市設計大賞2017SDA Taiwan Design BEST 100 最佳建築與空間規

劃特別獎新北市政府105年度公共工程優質獎等由前述說明可知

本案一切的設計構想都是源自於基地來自於環境

逐漸的高齡化忙碌的雙薪家庭地狹人稠形成的複合多合一機

能建築可說是當代台灣社會必然的課題然而真切觀察思考

回應需求與環境的「三峽北大特區全齡生活館」或許可以成為我們

對應這當代課題的一種提示

三峽北大全齡生活館緊鄰公園充滿綠意

12

營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰 臺灣營建研究院 資訊科技組組長

邱暉仁 臺灣營建研究院 資訊科技組專案經理

以互惠承認模式 推動建材循環認證

為促進國內營建產業更進一步邁向循環經濟並與國際認證制度

接軌財團法人臺灣營建研究院呂良正院長同時也是台灣循環經濟

學會理事長於 2 月 20 日與搖籃到搖籃（Cradle to Cradle）之創辦人

麥可布朗嘉博士（Prof Michael Braungart )在經濟部工業局內

政部營建署行政院環保署及多家國內主要建材廠商見證下正式簽

署三方合作協議未來將以認證建材產品之互惠承認模式加速提高

國內建材循環認證數量以利國內循環營建（包括土木工程及建築工

程）之設計與使用

左圖臺灣營建研究院台灣循環經濟學會與 C to C 簽署三方合作協議

右圖臺德雙方循環經濟專家合照

13

營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

14

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

15

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

16

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

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wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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《封面故事》

於本案之西南側若設置大面觀景窗將有嚴重西曬情形故於觀景窗

側輔以深深的景觀陽台將劣勢轉為優勢形成遮陽觀景互動

理念造型的綜合詮釋也強化了內部活動外部環境的連結形塑

出融合於公園整合各族群的綠色永續大家庭

來自環境不同的面向不同的表情

全齡生活館空間設計配置

一「龍學公園側」親切易懂的辨識系統 times 新三峽的活力

基地位於三峽北大特區周遭高樓林立但卻緊鄰該區難得的綠

意瑰寶龍學公園故建築師掌握此環境優勢將本案面對公園綠意

的一側規劃與民眾日常及休閒生活最為貼近的托育中心托老中

心圖書館活動中心戶政工作站等空間並設置大面落地窗收納

公園美景搭配兼具遮陽觀景功能的豐富躍動陽台及綠化形成立

體多層次的綠意聚落與外在綠意及活動來回對話

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

鄰近龍學公園側設有托育托老圖書館等空間

二「學成路側」派出所的自明性 times 老三峽的記憶

學成路側為三峽北大派出所作為治安的守護者及社區居民的心

安屏障派出所首重辨識度與自明性故獨自面對學成路採較顯著

而穩重的表情並搭配清水紅磚呼應民眾記憶及老三峽特色且此次

清水磚部分有幸由曾獲得世界冠軍殊榮的「磚家」粘錦成老師團隊

施作精準且溫暖的傳達了新舊交織傳承及創新的工藝精神

學成路一側設置派出所

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《封面故事》

清水紅磚為一大特色

三親切易辨識的立面色塊方塊印章式指標

基於本案的複合機能清晰的辨識度及指標系統是基本而必須

的除了建築本身因應不同面向的不同表情外親切易辨識的立面色

塊方塊印章式指標無疑是

本案的重點特色無論大

人小孩遠遠的就可以

感受到公共場域的友善與

親切走近或走進建築後

相同的元素仍會從入口廣

場各層梯廳一直陪伴引

領著人們直到安心到達目

的地為止而內部空間亦延

續了相關元素

方塊印章式指標親切易辨識

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

內部空間與外在環境的友善對話

一北大派出所

位於一樓的北大派出所與外在的關係是最為直接也不言可喻的

但基於其機能的特殊除了民眾報案警員出勤的便利性外其餘部

分無論是員警辦公室裝備室會議室住宿區都是不宜具有開

放性的故除派出所門廳打造透明且親民的氛圍之外均安排適度而

有限的開口並佐以大量而複層的植栽群

二新北市立圖書館三峽北大分館

新北市立圖書館三峽北大分館起始於三樓踏入其中馬上可感

受到由木質元素形成的雅緻寧靜氛圍首先映入眼簾的是佐以建築

外觀元素並搭配植生綠牆系統的新書展示牆而指標系統同樣延續著

戶外的方塊印章式指標兼具整體性及辨識度面對新書展示牆向左

手邊一望是逾十米長的觀景閱覽桌這兒的民眾可透過落地窗一

面品味書本內涵一面享受公園綠意閱覽桌後由回字形書櫃圍繞

而成的空間讓人好似被包覆在無盡的書海中在遊走的過程中會

偶然地遇見令人會心一笑的窗外綠意及休憩座椅面對新書展示牆的

右手邊則是更為愜意的一塊天地包含了期刊區閱報區樂齡書

區同樣悠哉地以落地窗面對著公園美景

步上四樓則是強調親子共讀的兒童閱覽室以清爽的木紋純白

色及萌綠色為基調整體空間更是延續建築本身最為鮮明的特色方

塊印章式指標以「知識魔方」為整體概念空間中充滿了大大小小

或平面或立體的方塊元素從藏書格桌子椅子helliphellip到書櫃指

標系統清新活潑同時也蘊含了豐富的童趣及想像力本身既可

藏書也是立方空間的「魔方書櫃」孩子可爬入其中或坐或臥

自在地翻閱書籍並用可愛的身軀體驗空間觀察周遭百態「漂浮

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

書桌」則是懸吊在半空中的立體展書架在這書本被活潑自由地

擺放孩子們或內或外地共同品味著書本的知識與趣味

圖書館大片落地窗閱讀時也能享受窗外綠意

而角落的木製溜滑梯是給孩子們的另一項贈禮圍繞著魔方書

櫃漂浮書桌及溜滑梯的則是同為方塊型的親子共讀櫃及各類書櫃

爸爸媽媽可帶著孩子挑一本書塞入共讀櫃中享受閱讀時光也可

隨興在散落於地面的可愛方塊座椅中找到屬於自己的角落當然

綠意盎然的龍學公園仍是最美麗的寶藏一家大小可在面向公園的半

戶外閱讀遊戲區中一面翻閱著書本一面享受著公園的綠意與活

動

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《封面故事》

親子共讀兒童閱覽室魔方書櫃及木製溜滑梯充滿童趣

三區民活動中心戶政工作站

四樓除兒童閱讀室外另設有區民活動中心以及戶政工作站由

於北大特區位於三峽及樹林的交界點故新北市政府貼心安排增設此

工作站讓民眾減去來回奔波的辛勞造訪此工作站時也能夠悠閒

欣賞全落地窗的公園綠景甚至到陽台進行「森呼吸」而區民活動

中心除了也擁有綠意景色外安排於最高層亦利於其大跨度挑高構

造而其上的高窗也兼具採光及浮力通風的多重功能

四公共托育中心公共托老中心

基於便利性及安全性公共托育中心公共托老中心安排於二

樓如同其他樓層有著面向龍學公園的大陽台長者可以在陽台上

乘涼談天享受陽光及園藝之樂陽台是可以讓孩子們奔跑嬉戲的

小遊戲場而二樓最特別的地方便是位於托育中心托老中心之間

的中庭是老幼輪流享用或是老幼共享的親切生活場域亦是成就

鑽石級綠建築的關鍵之一

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

綠意中庭是老幼共享園地

融入環境綠化節能 造就鑽石級綠建築

承上除了對於龍學公園及學成路兩個「面向」的不同表情外

由於本案機能及空間眾多故設置一中庭以爭取最大通風採光面並

成為二樓幼兒長者安全便利的戶外活動庭園而各方向的開窗則

因應各自不同的座向設置適度的遮陽以兼顧採光與節能再搭配節

能照明變頻節能空調系統太陽能光電板使本案成為優質節能建

築大量而立體的複層綠化高性能混凝土再生面磚及其他綠建材

的配搭則使本案有著顯著的減碳效益在透水鋪面省水衛生設備

雨水回收系統的共同發揮下也使得基地的水資源獲得妥善的保護與

循環而本案亦獲得鑽石級綠建築標章之認證

綠建築節能設計

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《封面故事》

複合多機能建築 獲國內外多獎項肯定

本案落成迄今獲得許多榮譽包括 2018 全球卓越建設獎銀獎

第 10 屆優良綠建築獎2019 兩岸四地建築設計大獎卓越獎第 18

屆國家建築金獎公共建設優質首獎（評審團特別肯定）2017 新北市

都市設計大賞2017SDA Taiwan Design BEST 100 最佳建築與空間規

劃特別獎新北市政府105年度公共工程優質獎等由前述說明可知

本案一切的設計構想都是源自於基地來自於環境

逐漸的高齡化忙碌的雙薪家庭地狹人稠形成的複合多合一機

能建築可說是當代台灣社會必然的課題然而真切觀察思考

回應需求與環境的「三峽北大特區全齡生活館」或許可以成為我們

對應這當代課題的一種提示

三峽北大全齡生活館緊鄰公園充滿綠意

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰 臺灣營建研究院 資訊科技組組長

邱暉仁 臺灣營建研究院 資訊科技組專案經理

以互惠承認模式 推動建材循環認證

為促進國內營建產業更進一步邁向循環經濟並與國際認證制度

接軌財團法人臺灣營建研究院呂良正院長同時也是台灣循環經濟

學會理事長於 2 月 20 日與搖籃到搖籃（Cradle to Cradle）之創辦人

麥可布朗嘉博士（Prof Michael Braungart )在經濟部工業局內

政部營建署行政院環保署及多家國內主要建材廠商見證下正式簽

署三方合作協議未來將以認證建材產品之互惠承認模式加速提高

國內建材循環認證數量以利國內循環營建（包括土木工程及建築工

程）之設計與使用

左圖臺灣營建研究院台灣循環經濟學會與 C to C 簽署三方合作協議

右圖臺德雙方循環經濟專家合照

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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2 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

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中華民國 106 年 11 月

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10 International Standard ISO 10137 2nd

ED Nov 2007

11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

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Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

13 National Building Code of Canada 2015 Canadian Commission of

Building and Fire Codes National Research Council of Canada

2015

14 Recommendations for Loads and Buildings 2015 Architecture

Institute of Japan 2015

15 Zhou Y Kareem A 2001 Gust loading factor new model J Struct

Eng ASCE 127 168ndash175

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

29

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

鄰近龍學公園側設有托育托老圖書館等空間

二「學成路側」派出所的自明性 times 老三峽的記憶

學成路側為三峽北大派出所作為治安的守護者及社區居民的心

安屏障派出所首重辨識度與自明性故獨自面對學成路採較顯著

而穩重的表情並搭配清水紅磚呼應民眾記憶及老三峽特色且此次

清水磚部分有幸由曾獲得世界冠軍殊榮的「磚家」粘錦成老師團隊

施作精準且溫暖的傳達了新舊交織傳承及創新的工藝精神

學成路一側設置派出所

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

清水紅磚為一大特色

三親切易辨識的立面色塊方塊印章式指標

基於本案的複合機能清晰的辨識度及指標系統是基本而必須

的除了建築本身因應不同面向的不同表情外親切易辨識的立面色

塊方塊印章式指標無疑是

本案的重點特色無論大

人小孩遠遠的就可以

感受到公共場域的友善與

親切走近或走進建築後

相同的元素仍會從入口廣

場各層梯廳一直陪伴引

領著人們直到安心到達目

的地為止而內部空間亦延

續了相關元素

方塊印章式指標親切易辨識

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

內部空間與外在環境的友善對話

一北大派出所

位於一樓的北大派出所與外在的關係是最為直接也不言可喻的

但基於其機能的特殊除了民眾報案警員出勤的便利性外其餘部

分無論是員警辦公室裝備室會議室住宿區都是不宜具有開

放性的故除派出所門廳打造透明且親民的氛圍之外均安排適度而

有限的開口並佐以大量而複層的植栽群

二新北市立圖書館三峽北大分館

新北市立圖書館三峽北大分館起始於三樓踏入其中馬上可感

受到由木質元素形成的雅緻寧靜氛圍首先映入眼簾的是佐以建築

外觀元素並搭配植生綠牆系統的新書展示牆而指標系統同樣延續著

戶外的方塊印章式指標兼具整體性及辨識度面對新書展示牆向左

手邊一望是逾十米長的觀景閱覽桌這兒的民眾可透過落地窗一

面品味書本內涵一面享受公園綠意閱覽桌後由回字形書櫃圍繞

而成的空間讓人好似被包覆在無盡的書海中在遊走的過程中會

偶然地遇見令人會心一笑的窗外綠意及休憩座椅面對新書展示牆的

右手邊則是更為愜意的一塊天地包含了期刊區閱報區樂齡書

區同樣悠哉地以落地窗面對著公園美景

步上四樓則是強調親子共讀的兒童閱覽室以清爽的木紋純白

色及萌綠色為基調整體空間更是延續建築本身最為鮮明的特色方

塊印章式指標以「知識魔方」為整體概念空間中充滿了大大小小

或平面或立體的方塊元素從藏書格桌子椅子helliphellip到書櫃指

標系統清新活潑同時也蘊含了豐富的童趣及想像力本身既可

藏書也是立方空間的「魔方書櫃」孩子可爬入其中或坐或臥

自在地翻閱書籍並用可愛的身軀體驗空間觀察周遭百態「漂浮

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

書桌」則是懸吊在半空中的立體展書架在這書本被活潑自由地

擺放孩子們或內或外地共同品味著書本的知識與趣味

圖書館大片落地窗閱讀時也能享受窗外綠意

而角落的木製溜滑梯是給孩子們的另一項贈禮圍繞著魔方書

櫃漂浮書桌及溜滑梯的則是同為方塊型的親子共讀櫃及各類書櫃

爸爸媽媽可帶著孩子挑一本書塞入共讀櫃中享受閱讀時光也可

隨興在散落於地面的可愛方塊座椅中找到屬於自己的角落當然

綠意盎然的龍學公園仍是最美麗的寶藏一家大小可在面向公園的半

戶外閱讀遊戲區中一面翻閱著書本一面享受著公園的綠意與活

動

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

親子共讀兒童閱覽室魔方書櫃及木製溜滑梯充滿童趣

三區民活動中心戶政工作站

四樓除兒童閱讀室外另設有區民活動中心以及戶政工作站由

於北大特區位於三峽及樹林的交界點故新北市政府貼心安排增設此

工作站讓民眾減去來回奔波的辛勞造訪此工作站時也能夠悠閒

欣賞全落地窗的公園綠景甚至到陽台進行「森呼吸」而區民活動

中心除了也擁有綠意景色外安排於最高層亦利於其大跨度挑高構

造而其上的高窗也兼具採光及浮力通風的多重功能

四公共托育中心公共托老中心

基於便利性及安全性公共托育中心公共托老中心安排於二

樓如同其他樓層有著面向龍學公園的大陽台長者可以在陽台上

乘涼談天享受陽光及園藝之樂陽台是可以讓孩子們奔跑嬉戲的

小遊戲場而二樓最特別的地方便是位於托育中心托老中心之間

的中庭是老幼輪流享用或是老幼共享的親切生活場域亦是成就

鑽石級綠建築的關鍵之一

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

綠意中庭是老幼共享園地

融入環境綠化節能 造就鑽石級綠建築

承上除了對於龍學公園及學成路兩個「面向」的不同表情外

由於本案機能及空間眾多故設置一中庭以爭取最大通風採光面並

成為二樓幼兒長者安全便利的戶外活動庭園而各方向的開窗則

因應各自不同的座向設置適度的遮陽以兼顧採光與節能再搭配節

能照明變頻節能空調系統太陽能光電板使本案成為優質節能建

築大量而立體的複層綠化高性能混凝土再生面磚及其他綠建材

的配搭則使本案有著顯著的減碳效益在透水鋪面省水衛生設備

雨水回收系統的共同發揮下也使得基地的水資源獲得妥善的保護與

循環而本案亦獲得鑽石級綠建築標章之認證

綠建築節能設計

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《封面故事》

複合多機能建築 獲國內外多獎項肯定

本案落成迄今獲得許多榮譽包括 2018 全球卓越建設獎銀獎

第 10 屆優良綠建築獎2019 兩岸四地建築設計大獎卓越獎第 18

屆國家建築金獎公共建設優質首獎（評審團特別肯定）2017 新北市

都市設計大賞2017SDA Taiwan Design BEST 100 最佳建築與空間規

劃特別獎新北市政府105年度公共工程優質獎等由前述說明可知

本案一切的設計構想都是源自於基地來自於環境

逐漸的高齡化忙碌的雙薪家庭地狹人稠形成的複合多合一機

能建築可說是當代台灣社會必然的課題然而真切觀察思考

回應需求與環境的「三峽北大特區全齡生活館」或許可以成為我們

對應這當代課題的一種提示

三峽北大全齡生活館緊鄰公園充滿綠意

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰 臺灣營建研究院 資訊科技組組長

邱暉仁 臺灣營建研究院 資訊科技組專案經理

以互惠承認模式 推動建材循環認證

為促進國內營建產業更進一步邁向循環經濟並與國際認證制度

接軌財團法人臺灣營建研究院呂良正院長同時也是台灣循環經濟

學會理事長於 2 月 20 日與搖籃到搖籃（Cradle to Cradle）之創辦人

麥可布朗嘉博士（Prof Michael Braungart )在經濟部工業局內

政部營建署行政院環保署及多家國內主要建材廠商見證下正式簽

署三方合作協議未來將以認證建材產品之互惠承認模式加速提高

國內建材循環認證數量以利國內循環營建（包括土木工程及建築工

程）之設計與使用

左圖臺灣營建研究院台灣循環經濟學會與 C to C 簽署三方合作協議

右圖臺德雙方循環經濟專家合照

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《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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ED Nov 2007

11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

12 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

13 National Building Code of Canada 2015 Canadian Commission of

Building and Fire Codes National Research Council of Canada

2015

14 Recommendations for Loads and Buildings 2015 Architecture

Institute of Japan 2015

15 Zhou Y Kareem A 2001 Gust loading factor new model J Struct

Eng ASCE 127 168ndash175

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

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1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

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6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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《封面故事》

清水紅磚為一大特色

三親切易辨識的立面色塊方塊印章式指標

基於本案的複合機能清晰的辨識度及指標系統是基本而必須

的除了建築本身因應不同面向的不同表情外親切易辨識的立面色

塊方塊印章式指標無疑是

本案的重點特色無論大

人小孩遠遠的就可以

感受到公共場域的友善與

親切走近或走進建築後

相同的元素仍會從入口廣

場各層梯廳一直陪伴引

領著人們直到安心到達目

的地為止而內部空間亦延

續了相關元素

方塊印章式指標親切易辨識

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《封面故事》

內部空間與外在環境的友善對話

一北大派出所

位於一樓的北大派出所與外在的關係是最為直接也不言可喻的

但基於其機能的特殊除了民眾報案警員出勤的便利性外其餘部

分無論是員警辦公室裝備室會議室住宿區都是不宜具有開

放性的故除派出所門廳打造透明且親民的氛圍之外均安排適度而

有限的開口並佐以大量而複層的植栽群

二新北市立圖書館三峽北大分館

新北市立圖書館三峽北大分館起始於三樓踏入其中馬上可感

受到由木質元素形成的雅緻寧靜氛圍首先映入眼簾的是佐以建築

外觀元素並搭配植生綠牆系統的新書展示牆而指標系統同樣延續著

戶外的方塊印章式指標兼具整體性及辨識度面對新書展示牆向左

手邊一望是逾十米長的觀景閱覽桌這兒的民眾可透過落地窗一

面品味書本內涵一面享受公園綠意閱覽桌後由回字形書櫃圍繞

而成的空間讓人好似被包覆在無盡的書海中在遊走的過程中會

偶然地遇見令人會心一笑的窗外綠意及休憩座椅面對新書展示牆的

右手邊則是更為愜意的一塊天地包含了期刊區閱報區樂齡書

區同樣悠哉地以落地窗面對著公園美景

步上四樓則是強調親子共讀的兒童閱覽室以清爽的木紋純白

色及萌綠色為基調整體空間更是延續建築本身最為鮮明的特色方

塊印章式指標以「知識魔方」為整體概念空間中充滿了大大小小

或平面或立體的方塊元素從藏書格桌子椅子helliphellip到書櫃指

標系統清新活潑同時也蘊含了豐富的童趣及想像力本身既可

藏書也是立方空間的「魔方書櫃」孩子可爬入其中或坐或臥

自在地翻閱書籍並用可愛的身軀體驗空間觀察周遭百態「漂浮

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

書桌」則是懸吊在半空中的立體展書架在這書本被活潑自由地

擺放孩子們或內或外地共同品味著書本的知識與趣味

圖書館大片落地窗閱讀時也能享受窗外綠意

而角落的木製溜滑梯是給孩子們的另一項贈禮圍繞著魔方書

櫃漂浮書桌及溜滑梯的則是同為方塊型的親子共讀櫃及各類書櫃

爸爸媽媽可帶著孩子挑一本書塞入共讀櫃中享受閱讀時光也可

隨興在散落於地面的可愛方塊座椅中找到屬於自己的角落當然

綠意盎然的龍學公園仍是最美麗的寶藏一家大小可在面向公園的半

戶外閱讀遊戲區中一面翻閱著書本一面享受著公園的綠意與活

動

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《封面故事》

親子共讀兒童閱覽室魔方書櫃及木製溜滑梯充滿童趣

三區民活動中心戶政工作站

四樓除兒童閱讀室外另設有區民活動中心以及戶政工作站由

於北大特區位於三峽及樹林的交界點故新北市政府貼心安排增設此

工作站讓民眾減去來回奔波的辛勞造訪此工作站時也能夠悠閒

欣賞全落地窗的公園綠景甚至到陽台進行「森呼吸」而區民活動

中心除了也擁有綠意景色外安排於最高層亦利於其大跨度挑高構

造而其上的高窗也兼具採光及浮力通風的多重功能

四公共托育中心公共托老中心

基於便利性及安全性公共托育中心公共托老中心安排於二

樓如同其他樓層有著面向龍學公園的大陽台長者可以在陽台上

乘涼談天享受陽光及園藝之樂陽台是可以讓孩子們奔跑嬉戲的

小遊戲場而二樓最特別的地方便是位於托育中心托老中心之間

的中庭是老幼輪流享用或是老幼共享的親切生活場域亦是成就

鑽石級綠建築的關鍵之一

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《封面故事》

綠意中庭是老幼共享園地

融入環境綠化節能 造就鑽石級綠建築

承上除了對於龍學公園及學成路兩個「面向」的不同表情外

由於本案機能及空間眾多故設置一中庭以爭取最大通風採光面並

成為二樓幼兒長者安全便利的戶外活動庭園而各方向的開窗則

因應各自不同的座向設置適度的遮陽以兼顧採光與節能再搭配節

能照明變頻節能空調系統太陽能光電板使本案成為優質節能建

築大量而立體的複層綠化高性能混凝土再生面磚及其他綠建材

的配搭則使本案有著顯著的減碳效益在透水鋪面省水衛生設備

雨水回收系統的共同發揮下也使得基地的水資源獲得妥善的保護與

循環而本案亦獲得鑽石級綠建築標章之認證

綠建築節能設計

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《封面故事》

複合多機能建築 獲國內外多獎項肯定

本案落成迄今獲得許多榮譽包括 2018 全球卓越建設獎銀獎

第 10 屆優良綠建築獎2019 兩岸四地建築設計大獎卓越獎第 18

屆國家建築金獎公共建設優質首獎（評審團特別肯定）2017 新北市

都市設計大賞2017SDA Taiwan Design BEST 100 最佳建築與空間規

劃特別獎新北市政府105年度公共工程優質獎等由前述說明可知

本案一切的設計構想都是源自於基地來自於環境

逐漸的高齡化忙碌的雙薪家庭地狹人稠形成的複合多合一機

能建築可說是當代台灣社會必然的課題然而真切觀察思考

回應需求與環境的「三峽北大特區全齡生活館」或許可以成為我們

對應這當代課題的一種提示

三峽北大全齡生活館緊鄰公園充滿綠意

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰 臺灣營建研究院 資訊科技組組長

邱暉仁 臺灣營建研究院 資訊科技組專案經理

以互惠承認模式 推動建材循環認證

為促進國內營建產業更進一步邁向循環經濟並與國際認證制度

接軌財團法人臺灣營建研究院呂良正院長同時也是台灣循環經濟

學會理事長於 2 月 20 日與搖籃到搖籃（Cradle to Cradle）之創辦人

麥可布朗嘉博士（Prof Michael Braungart )在經濟部工業局內

政部營建署行政院環保署及多家國內主要建材廠商見證下正式簽

署三方合作協議未來將以認證建材產品之互惠承認模式加速提高

國內建材循環認證數量以利國內循環營建（包括土木工程及建築工

程）之設計與使用

左圖臺灣營建研究院台灣循環經濟學會與 C to C 簽署三方合作協議

右圖臺德雙方循環經濟專家合照

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《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

20

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

21

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

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3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

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4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

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Nederlands Normalisatie-instituut 2011

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wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

內部空間與外在環境的友善對話

一北大派出所

位於一樓的北大派出所與外在的關係是最為直接也不言可喻的

但基於其機能的特殊除了民眾報案警員出勤的便利性外其餘部

分無論是員警辦公室裝備室會議室住宿區都是不宜具有開

放性的故除派出所門廳打造透明且親民的氛圍之外均安排適度而

有限的開口並佐以大量而複層的植栽群

二新北市立圖書館三峽北大分館

新北市立圖書館三峽北大分館起始於三樓踏入其中馬上可感

受到由木質元素形成的雅緻寧靜氛圍首先映入眼簾的是佐以建築

外觀元素並搭配植生綠牆系統的新書展示牆而指標系統同樣延續著

戶外的方塊印章式指標兼具整體性及辨識度面對新書展示牆向左

手邊一望是逾十米長的觀景閱覽桌這兒的民眾可透過落地窗一

面品味書本內涵一面享受公園綠意閱覽桌後由回字形書櫃圍繞

而成的空間讓人好似被包覆在無盡的書海中在遊走的過程中會

偶然地遇見令人會心一笑的窗外綠意及休憩座椅面對新書展示牆的

右手邊則是更為愜意的一塊天地包含了期刊區閱報區樂齡書

區同樣悠哉地以落地窗面對著公園美景

步上四樓則是強調親子共讀的兒童閱覽室以清爽的木紋純白

色及萌綠色為基調整體空間更是延續建築本身最為鮮明的特色方

塊印章式指標以「知識魔方」為整體概念空間中充滿了大大小小

或平面或立體的方塊元素從藏書格桌子椅子helliphellip到書櫃指

標系統清新活潑同時也蘊含了豐富的童趣及想像力本身既可

藏書也是立方空間的「魔方書櫃」孩子可爬入其中或坐或臥

自在地翻閱書籍並用可愛的身軀體驗空間觀察周遭百態「漂浮

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

書桌」則是懸吊在半空中的立體展書架在這書本被活潑自由地

擺放孩子們或內或外地共同品味著書本的知識與趣味

圖書館大片落地窗閱讀時也能享受窗外綠意

而角落的木製溜滑梯是給孩子們的另一項贈禮圍繞著魔方書

櫃漂浮書桌及溜滑梯的則是同為方塊型的親子共讀櫃及各類書櫃

爸爸媽媽可帶著孩子挑一本書塞入共讀櫃中享受閱讀時光也可

隨興在散落於地面的可愛方塊座椅中找到屬於自己的角落當然

綠意盎然的龍學公園仍是最美麗的寶藏一家大小可在面向公園的半

戶外閱讀遊戲區中一面翻閱著書本一面享受著公園的綠意與活

動

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

親子共讀兒童閱覽室魔方書櫃及木製溜滑梯充滿童趣

三區民活動中心戶政工作站

四樓除兒童閱讀室外另設有區民活動中心以及戶政工作站由

於北大特區位於三峽及樹林的交界點故新北市政府貼心安排增設此

工作站讓民眾減去來回奔波的辛勞造訪此工作站時也能夠悠閒

欣賞全落地窗的公園綠景甚至到陽台進行「森呼吸」而區民活動

中心除了也擁有綠意景色外安排於最高層亦利於其大跨度挑高構

造而其上的高窗也兼具採光及浮力通風的多重功能

四公共托育中心公共托老中心

基於便利性及安全性公共托育中心公共托老中心安排於二

樓如同其他樓層有著面向龍學公園的大陽台長者可以在陽台上

乘涼談天享受陽光及園藝之樂陽台是可以讓孩子們奔跑嬉戲的

小遊戲場而二樓最特別的地方便是位於托育中心托老中心之間

的中庭是老幼輪流享用或是老幼共享的親切生活場域亦是成就

鑽石級綠建築的關鍵之一

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

綠意中庭是老幼共享園地

融入環境綠化節能 造就鑽石級綠建築

承上除了對於龍學公園及學成路兩個「面向」的不同表情外

由於本案機能及空間眾多故設置一中庭以爭取最大通風採光面並

成為二樓幼兒長者安全便利的戶外活動庭園而各方向的開窗則

因應各自不同的座向設置適度的遮陽以兼顧採光與節能再搭配節

能照明變頻節能空調系統太陽能光電板使本案成為優質節能建

築大量而立體的複層綠化高性能混凝土再生面磚及其他綠建材

的配搭則使本案有著顯著的減碳效益在透水鋪面省水衛生設備

雨水回收系統的共同發揮下也使得基地的水資源獲得妥善的保護與

循環而本案亦獲得鑽石級綠建築標章之認證

綠建築節能設計

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

複合多機能建築 獲國內外多獎項肯定

本案落成迄今獲得許多榮譽包括 2018 全球卓越建設獎銀獎

第 10 屆優良綠建築獎2019 兩岸四地建築設計大獎卓越獎第 18

屆國家建築金獎公共建設優質首獎（評審團特別肯定）2017 新北市

都市設計大賞2017SDA Taiwan Design BEST 100 最佳建築與空間規

劃特別獎新北市政府105年度公共工程優質獎等由前述說明可知

本案一切的設計構想都是源自於基地來自於環境

逐漸的高齡化忙碌的雙薪家庭地狹人稠形成的複合多合一機

能建築可說是當代台灣社會必然的課題然而真切觀察思考

回應需求與環境的「三峽北大特區全齡生活館」或許可以成為我們

對應這當代課題的一種提示

三峽北大全齡生活館緊鄰公園充滿綠意

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰 臺灣營建研究院 資訊科技組組長

邱暉仁 臺灣營建研究院 資訊科技組專案經理

以互惠承認模式 推動建材循環認證

為促進國內營建產業更進一步邁向循環經濟並與國際認證制度

接軌財團法人臺灣營建研究院呂良正院長同時也是台灣循環經濟

學會理事長於 2 月 20 日與搖籃到搖籃（Cradle to Cradle）之創辦人

麥可布朗嘉博士（Prof Michael Braungart )在經濟部工業局內

政部營建署行政院環保署及多家國內主要建材廠商見證下正式簽

署三方合作協議未來將以認證建材產品之互惠承認模式加速提高

國內建材循環認證數量以利國內循環營建（包括土木工程及建築工

程）之設計與使用

左圖臺灣營建研究院台灣循環經濟學會與 C to C 簽署三方合作協議

右圖臺德雙方循環經濟專家合照

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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2 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

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10 International Standard ISO 10137 2nd

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11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

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15 Zhou Y Kareem A 2001 Gust loading factor new model J Struct

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

書桌」則是懸吊在半空中的立體展書架在這書本被活潑自由地

擺放孩子們或內或外地共同品味著書本的知識與趣味

圖書館大片落地窗閱讀時也能享受窗外綠意

而角落的木製溜滑梯是給孩子們的另一項贈禮圍繞著魔方書

櫃漂浮書桌及溜滑梯的則是同為方塊型的親子共讀櫃及各類書櫃

爸爸媽媽可帶著孩子挑一本書塞入共讀櫃中享受閱讀時光也可

隨興在散落於地面的可愛方塊座椅中找到屬於自己的角落當然

綠意盎然的龍學公園仍是最美麗的寶藏一家大小可在面向公園的半

戶外閱讀遊戲區中一面翻閱著書本一面享受著公園的綠意與活

動

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

親子共讀兒童閱覽室魔方書櫃及木製溜滑梯充滿童趣

三區民活動中心戶政工作站

四樓除兒童閱讀室外另設有區民活動中心以及戶政工作站由

於北大特區位於三峽及樹林的交界點故新北市政府貼心安排增設此

工作站讓民眾減去來回奔波的辛勞造訪此工作站時也能夠悠閒

欣賞全落地窗的公園綠景甚至到陽台進行「森呼吸」而區民活動

中心除了也擁有綠意景色外安排於最高層亦利於其大跨度挑高構

造而其上的高窗也兼具採光及浮力通風的多重功能

四公共托育中心公共托老中心

基於便利性及安全性公共托育中心公共托老中心安排於二

樓如同其他樓層有著面向龍學公園的大陽台長者可以在陽台上

乘涼談天享受陽光及園藝之樂陽台是可以讓孩子們奔跑嬉戲的

小遊戲場而二樓最特別的地方便是位於托育中心托老中心之間

的中庭是老幼輪流享用或是老幼共享的親切生活場域亦是成就

鑽石級綠建築的關鍵之一

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

綠意中庭是老幼共享園地

融入環境綠化節能 造就鑽石級綠建築

承上除了對於龍學公園及學成路兩個「面向」的不同表情外

由於本案機能及空間眾多故設置一中庭以爭取最大通風採光面並

成為二樓幼兒長者安全便利的戶外活動庭園而各方向的開窗則

因應各自不同的座向設置適度的遮陽以兼顧採光與節能再搭配節

能照明變頻節能空調系統太陽能光電板使本案成為優質節能建

築大量而立體的複層綠化高性能混凝土再生面磚及其他綠建材

的配搭則使本案有著顯著的減碳效益在透水鋪面省水衛生設備

雨水回收系統的共同發揮下也使得基地的水資源獲得妥善的保護與

循環而本案亦獲得鑽石級綠建築標章之認證

綠建築節能設計

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

複合多機能建築 獲國內外多獎項肯定

本案落成迄今獲得許多榮譽包括 2018 全球卓越建設獎銀獎

第 10 屆優良綠建築獎2019 兩岸四地建築設計大獎卓越獎第 18

屆國家建築金獎公共建設優質首獎（評審團特別肯定）2017 新北市

都市設計大賞2017SDA Taiwan Design BEST 100 最佳建築與空間規

劃特別獎新北市政府105年度公共工程優質獎等由前述說明可知

本案一切的設計構想都是源自於基地來自於環境

逐漸的高齡化忙碌的雙薪家庭地狹人稠形成的複合多合一機

能建築可說是當代台灣社會必然的課題然而真切觀察思考

回應需求與環境的「三峽北大特區全齡生活館」或許可以成為我們

對應這當代課題的一種提示

三峽北大全齡生活館緊鄰公園充滿綠意

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰 臺灣營建研究院 資訊科技組組長

邱暉仁 臺灣營建研究院 資訊科技組專案經理

以互惠承認模式 推動建材循環認證

為促進國內營建產業更進一步邁向循環經濟並與國際認證制度

接軌財團法人臺灣營建研究院呂良正院長同時也是台灣循環經濟

學會理事長於 2 月 20 日與搖籃到搖籃（Cradle to Cradle）之創辦人

麥可布朗嘉博士（Prof Michael Braungart )在經濟部工業局內

政部營建署行政院環保署及多家國內主要建材廠商見證下正式簽

署三方合作協議未來將以認證建材產品之互惠承認模式加速提高

國內建材循環認證數量以利國內循環營建（包括土木工程及建築工

程）之設計與使用

左圖臺灣營建研究院台灣循環經濟學會與 C to C 簽署三方合作協議

右圖臺德雙方循環經濟專家合照

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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2 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

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10 International Standard ISO 10137 2nd

ED Nov 2007

11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

12 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

13 National Building Code of Canada 2015 Canadian Commission of

Building and Fire Codes National Research Council of Canada

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

親子共讀兒童閱覽室魔方書櫃及木製溜滑梯充滿童趣

三區民活動中心戶政工作站

四樓除兒童閱讀室外另設有區民活動中心以及戶政工作站由

於北大特區位於三峽及樹林的交界點故新北市政府貼心安排增設此

工作站讓民眾減去來回奔波的辛勞造訪此工作站時也能夠悠閒

欣賞全落地窗的公園綠景甚至到陽台進行「森呼吸」而區民活動

中心除了也擁有綠意景色外安排於最高層亦利於其大跨度挑高構

造而其上的高窗也兼具採光及浮力通風的多重功能

四公共托育中心公共托老中心

基於便利性及安全性公共托育中心公共托老中心安排於二

樓如同其他樓層有著面向龍學公園的大陽台長者可以在陽台上

乘涼談天享受陽光及園藝之樂陽台是可以讓孩子們奔跑嬉戲的

小遊戲場而二樓最特別的地方便是位於托育中心托老中心之間

的中庭是老幼輪流享用或是老幼共享的親切生活場域亦是成就

鑽石級綠建築的關鍵之一

10

營建知訊 446 期202003

《封面故事》

綠意中庭是老幼共享園地

融入環境綠化節能 造就鑽石級綠建築

承上除了對於龍學公園及學成路兩個「面向」的不同表情外

由於本案機能及空間眾多故設置一中庭以爭取最大通風採光面並

成為二樓幼兒長者安全便利的戶外活動庭園而各方向的開窗則

因應各自不同的座向設置適度的遮陽以兼顧採光與節能再搭配節

能照明變頻節能空調系統太陽能光電板使本案成為優質節能建

築大量而立體的複層綠化高性能混凝土再生面磚及其他綠建材

的配搭則使本案有著顯著的減碳效益在透水鋪面省水衛生設備

雨水回收系統的共同發揮下也使得基地的水資源獲得妥善的保護與

循環而本案亦獲得鑽石級綠建築標章之認證

綠建築節能設計

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

複合多機能建築 獲國內外多獎項肯定

本案落成迄今獲得許多榮譽包括 2018 全球卓越建設獎銀獎

第 10 屆優良綠建築獎2019 兩岸四地建築設計大獎卓越獎第 18

屆國家建築金獎公共建設優質首獎（評審團特別肯定）2017 新北市

都市設計大賞2017SDA Taiwan Design BEST 100 最佳建築與空間規

劃特別獎新北市政府105年度公共工程優質獎等由前述說明可知

本案一切的設計構想都是源自於基地來自於環境

逐漸的高齡化忙碌的雙薪家庭地狹人稠形成的複合多合一機

能建築可說是當代台灣社會必然的課題然而真切觀察思考

回應需求與環境的「三峽北大特區全齡生活館」或許可以成為我們

對應這當代課題的一種提示

三峽北大全齡生活館緊鄰公園充滿綠意

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰 臺灣營建研究院 資訊科技組組長

邱暉仁 臺灣營建研究院 資訊科技組專案經理

以互惠承認模式 推動建材循環認證

為促進國內營建產業更進一步邁向循環經濟並與國際認證制度

接軌財團法人臺灣營建研究院呂良正院長同時也是台灣循環經濟

學會理事長於 2 月 20 日與搖籃到搖籃（Cradle to Cradle）之創辦人

麥可布朗嘉博士（Prof Michael Braungart )在經濟部工業局內

政部營建署行政院環保署及多家國內主要建材廠商見證下正式簽

署三方合作協議未來將以認證建材產品之互惠承認模式加速提高

國內建材循環認證數量以利國內循環營建（包括土木工程及建築工

程）之設計與使用

左圖臺灣營建研究院台灣循環經濟學會與 C to C 簽署三方合作協議

右圖臺德雙方循環經濟專家合照

13

營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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10 International Standard ISO 10137 2nd

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11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

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13 National Building Code of Canada 2015 Canadian Commission of

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Institute of Japan 2015

15 Zhou Y Kareem A 2001 Gust loading factor new model J Struct

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

綠意中庭是老幼共享園地

融入環境綠化節能 造就鑽石級綠建築

承上除了對於龍學公園及學成路兩個「面向」的不同表情外

由於本案機能及空間眾多故設置一中庭以爭取最大通風採光面並

成為二樓幼兒長者安全便利的戶外活動庭園而各方向的開窗則

因應各自不同的座向設置適度的遮陽以兼顧採光與節能再搭配節

能照明變頻節能空調系統太陽能光電板使本案成為優質節能建

築大量而立體的複層綠化高性能混凝土再生面磚及其他綠建材

的配搭則使本案有著顯著的減碳效益在透水鋪面省水衛生設備

雨水回收系統的共同發揮下也使得基地的水資源獲得妥善的保護與

循環而本案亦獲得鑽石級綠建築標章之認證

綠建築節能設計

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

複合多機能建築 獲國內外多獎項肯定

本案落成迄今獲得許多榮譽包括 2018 全球卓越建設獎銀獎

第 10 屆優良綠建築獎2019 兩岸四地建築設計大獎卓越獎第 18

屆國家建築金獎公共建設優質首獎（評審團特別肯定）2017 新北市

都市設計大賞2017SDA Taiwan Design BEST 100 最佳建築與空間規

劃特別獎新北市政府105年度公共工程優質獎等由前述說明可知

本案一切的設計構想都是源自於基地來自於環境

逐漸的高齡化忙碌的雙薪家庭地狹人稠形成的複合多合一機

能建築可說是當代台灣社會必然的課題然而真切觀察思考

回應需求與環境的「三峽北大特區全齡生活館」或許可以成為我們

對應這當代課題的一種提示

三峽北大全齡生活館緊鄰公園充滿綠意

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰 臺灣營建研究院 資訊科技組組長

邱暉仁 臺灣營建研究院 資訊科技組專案經理

以互惠承認模式 推動建材循環認證

為促進國內營建產業更進一步邁向循環經濟並與國際認證制度

接軌財團法人臺灣營建研究院呂良正院長同時也是台灣循環經濟

學會理事長於 2 月 20 日與搖籃到搖籃（Cradle to Cradle）之創辦人

麥可布朗嘉博士（Prof Michael Braungart )在經濟部工業局內

政部營建署行政院環保署及多家國內主要建材廠商見證下正式簽

署三方合作協議未來將以認證建材產品之互惠承認模式加速提高

國內建材循環認證數量以利國內循環營建（包括土木工程及建築工

程）之設計與使用

左圖臺灣營建研究院台灣循環經濟學會與 C to C 簽署三方合作協議

右圖臺德雙方循環經濟專家合照

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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2 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

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10 International Standard ISO 10137 2nd

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11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

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13 National Building Code of Canada 2015 Canadian Commission of

Building and Fire Codes National Research Council of Canada

2015

14 Recommendations for Loads and Buildings 2015 Architecture

Institute of Japan 2015

15 Zhou Y Kareem A 2001 Gust loading factor new model J Struct

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

29

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《封面故事》

複合多機能建築 獲國內外多獎項肯定

本案落成迄今獲得許多榮譽包括 2018 全球卓越建設獎銀獎

第 10 屆優良綠建築獎2019 兩岸四地建築設計大獎卓越獎第 18

屆國家建築金獎公共建設優質首獎（評審團特別肯定）2017 新北市

都市設計大賞2017SDA Taiwan Design BEST 100 最佳建築與空間規

劃特別獎新北市政府105年度公共工程優質獎等由前述說明可知

本案一切的設計構想都是源自於基地來自於環境

逐漸的高齡化忙碌的雙薪家庭地狹人稠形成的複合多合一機

能建築可說是當代台灣社會必然的課題然而真切觀察思考

回應需求與環境的「三峽北大特區全齡生活館」或許可以成為我們

對應這當代課題的一種提示

三峽北大全齡生活館緊鄰公園充滿綠意

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰 臺灣營建研究院 資訊科技組組長

邱暉仁 臺灣營建研究院 資訊科技組專案經理

以互惠承認模式 推動建材循環認證

為促進國內營建產業更進一步邁向循環經濟並與國際認證制度

接軌財團法人臺灣營建研究院呂良正院長同時也是台灣循環經濟

學會理事長於 2 月 20 日與搖籃到搖籃（Cradle to Cradle）之創辦人

麥可布朗嘉博士（Prof Michael Braungart )在經濟部工業局內

政部營建署行政院環保署及多家國內主要建材廠商見證下正式簽

署三方合作協議未來將以認證建材產品之互惠承認模式加速提高

國內建材循環認證數量以利國內循環營建（包括土木工程及建築工

程）之設計與使用

左圖臺灣營建研究院台灣循環經濟學會與 C to C 簽署三方合作協議

右圖臺德雙方循環經濟專家合照

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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2 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

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7 月

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中華民國 106 年 11 月

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107 年 10 月

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10 International Standard ISO 10137 2nd

ED Nov 2007

11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

12 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

13 National Building Code of Canada 2015 Canadian Commission of

Building and Fire Codes National Research Council of Canada

2015

14 Recommendations for Loads and Buildings 2015 Architecture

Institute of Japan 2015

15 Zhou Y Kareem A 2001 Gust loading factor new model J Struct

Eng ASCE 127 168ndash175

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

29

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

30

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

營建院台灣循環經濟學會與德商「搖籃到搖籃」簽署 MOU

黃正翰 臺灣營建研究院 資訊科技組組長

邱暉仁 臺灣營建研究院 資訊科技組專案經理

以互惠承認模式 推動建材循環認證

為促進國內營建產業更進一步邁向循環經濟並與國際認證制度

接軌財團法人臺灣營建研究院呂良正院長同時也是台灣循環經濟

學會理事長於 2 月 20 日與搖籃到搖籃（Cradle to Cradle）之創辦人

麥可布朗嘉博士（Prof Michael Braungart )在經濟部工業局內

政部營建署行政院環保署及多家國內主要建材廠商見證下正式簽

署三方合作協議未來將以認證建材產品之互惠承認模式加速提高

國內建材循環認證數量以利國內循環營建（包括土木工程及建築工

程）之設計與使用

左圖臺灣營建研究院台灣循環經濟學會與 C to C 簽署三方合作協議

右圖臺德雙方循環經濟專家合照

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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2 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

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10 International Standard ISO 10137 2nd

ED Nov 2007

11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

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Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

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13 National Building Code of Canada 2015 Canadian Commission of

Building and Fire Codes National Research Council of Canada

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14 Recommendations for Loads and Buildings 2015 Architecture

Institute of Japan 2015

15 Zhou Y Kareem A 2001 Gust loading factor new model J Struct

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

29

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

30

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《新聞線上》

自 1987 年麥可布朗嘉博士和麥唐諾建築師（Michael Braungart

與 William Mcdonough）開始推廣搖籃到搖籃概念期望各項產品皆

可向大自然學習最終以生物循環或工業循環方式成為下一世代產

品之養份該理念即亦循環經濟的主要核心

C to C 創辦人麥可布朗嘉博士分享 營建院呂良正院長分享循環經濟推動

搖籃到搖籃設計之精神與未來發展 藍圖

配合資料庫循環度計算平台 發展循環營建產業鏈

臺灣營建研究院既往已推動國內許多營建領域之認證驗證制

度近年在參與台中花博荷蘭國家館與南港社會住宅循環建築推動

時有鑑於國內營建產品循環度認證匱乏將可能阻礙循環經濟發展

浪潮遂著手籌劃營建產品循環經濟認證制度

然而如是認證執行相較歐洲之推動進程上實已遠遠落後因此

協商循環經濟最具代表性之認證制度mdash搖籃到搖籃期望以互惠承認

模式加速國內營建產品循環認證及國外循環建材導入國內使用並

配合臺灣營建研究院發展中之循環建材資料庫營建循環度計算平

台以塑造國內循環營建之環境與相關產業鏈之發展

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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2 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

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7 月

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10 International Standard ISO 10137 2nd

ED Nov 2007

11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

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Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

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13 National Building Code of Canada 2015 Canadian Commission of

Building and Fire Codes National Research Council of Canada

2015

14 Recommendations for Loads and Buildings 2015 Architecture

Institute of Japan 2015

15 Zhou Y Kareem A 2001 Gust loading factor new model J Struct

Eng ASCE 127 168ndash175

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

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荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

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表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國建築物耐風設計規範沿革與未來方向

羅元隆 淡江大學 風工程研究中心主任

風災防範 亟待重視

我國台灣本島及周圍離島的地理位置位於西太平洋島鏈中心處

於東亞地區十分重要的戰略位置然而由於恰好位在歐亞板塊和菲律

賓海板塊的邊界上因此經常受到強烈地震的侵襲造成經濟與人命

的重大損失另一方面在菲律賓海域形成的熱帶低氣壓挾帶著水氣

而上經過海洋吸收能量而逐漸轉變成強烈的颱風進而登陸台灣本

島或離島造成難以估算的經濟損失甚或引起水災導致房屋傾倒死

亡人數亦十分慘重根據中央氣象局 1949 年至 2013 年的侵台強風紀

錄大約每年有 49 次颱風登陸十分頻繁若我們考量風災及後續

水災的綜合影響十年下來所累積的經濟損失將等同於數十年發生一

次強大地震的影響十分驚人然而由於國人對於強震的感受遠較強

風來得印象深刻時常忽略了強風所帶來的影響即便已具備發展十

分成熟的專業氣象預測但對強風所造成的損失在今日仍未見有良

好的預防效果及改進由此可見風工程在我國實具有相當的重要性

需要在未來投入更多的人力及資源加速各種風工程範疇內的研究並

納入實際設計中

本文簡述我國建築物耐風設計規範之沿革及主要分章內容探討

近年來我國風工程學術的發展進展並針對未來可能的修訂或新增發

展方向作概要性的重點說明期許閱讀本文的讀者們對於我國風工程

有初步的認識並在未來一同為更好的居住環境努力

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

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10 International Standard ISO 10137 2nd

ED Nov 2007

11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

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13 National Building Code of Canada 2015 Canadian Commission of

Building and Fire Codes National Research Council of Canada

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

我國首版的「建築物耐風設計規範暨解說」係於 2005 年由內政

部建築研究所審訂後內政部於 2006 年公告實施該版本綜合了美

國 ASCE 7-02 以及日本 AIJ-1996 的耐風設計相關條文修訂而成訂

定首版規範條文時少數條文考慮未臻周詳致使應用於建築物耐風

設計時有不足之處再加以風工程研究逐年進展美國 ASCE 7-10

以及日本 AIJ-2004 均已作出若干修訂因此有必要對首版內容做進

一步的探討與修訂俾使規範更為完善

「建築物耐風設計技術手冊」 提供範例計算

內政部建築研究所於 2012 年 5 月委由中華民國風工程學會召

集大學院校相關科系及工程界之專家學者籌組規範審查小組進行

「建築物耐風設計風載重」條文之增訂研議工作經過 11 次審查會

議規範審查小組於 2012 年 12 月完成增（修）訂條文之研議提出

第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」修訂草案並於 2014 年

1 月經由營建署專家會議逐條審議後修訂通過內政部公告於 2015

年 1 月 1 日生效實施

除此之外內政部建築研究所亦於 2016 年出版「建築物耐風設

計技術手冊」針對第二版本的「建築物耐風設計規範及解說」內容

提供範例計算確保國內業者依循正確的耐風設計規範精神俾利提

升國內建築技術

在國內發展耐風設計的近數十年中於 2004 年成立的「中華民

國風工程學會」扮演了十足重要的角色不僅串聯起國內相關科系的

專家學者及業界技師同時亦扮演了產官學界的橋梁成為我國

耐風設計發展的重要智庫學會於 2016 年出版的「風工程理論與應

用」亦提供了基礎的風工程學理知識作為各界參考

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「建築物耐風設計規範及解說」第二版

現行的第二版「建築物耐風設計規範及解說」依據「建築技術規

則」中的建築構造編第 32 條第 2 項規定訂定在內容上分為第一章

的「總則」第二章的「建築物設計風力之計算」第三章的「局部構

材及外部被覆物之設計風壓」第四章的「建築物層間變位角與最高

居室樓層側向加速度之控制」第五章的「風洞試驗」以及第六章的

「其他風力有關規定」

第一章「總則」

首先定義規範適用於封閉式部分封閉式與開放式建築物結構或

地上獨立結構物局部構材及外部被覆物設計風力之計算並提供耐

風設計之其他相關規定接著定義規範中所使用的符號定義以及專有

名詞定義過去在未訂定耐風設計規範前我國 CNS 標準中亦有風

力或風場相關的名詞出現然而與建築物耐風設計規範的用法不盡相

同土木水利領域的專家學者以及業界技師多半能遵循規範的專門

用語而不致發生誤解的情事然而其他如機電航空領域則可能

在專有名詞上用法不同而導致誤解

最具代表性的例子便是近年來我國發佈的第一版「台灣離岸風機

支撐結構設計準則」其相關的風力風場內容中多半使用我國既有

CNS 標準及 IEC 國際規範的專有名詞直譯為主專有名詞用法的不

同對於後續進行的耐風設計不致發生問題然而對於非英語系國家的

我國來說援引國外標準規範再轉譯為國內業界使用為常態作法

應考量進行各規範間的專有名詞一致性的修正

通則中亦針對建築物分類為開放式建築物封閉式建築物以及

部分封閉式建築物主要原因在於風載重型態受建築物外型影響甚

鉅其中若建築物具有開孔則作用於建築物牆壁的內外壓不同將導

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

20

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

21

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

致設計風力不同因此有必要針對建築物進行開孔面積大小為依據的

分類方法對於業界來說決定是否屬於開放式建築物較為容易然

而決定是否屬於封閉式或部分封閉式建築物卻經常造成設計者的困

擾一般來說對於可能由風力控制（或具有大型室內空間的大跨度

屋蓋）建築物來說採取較為保守的部分封閉式建築物分類來進行設

計或許較佳此外若當考慮建築物帷幕牆可能破損的情境下則應

當直接採用部分封閉式建築物分類提高設計風壓值

第二章「建築物設計風力之計算」

主要針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立

結構物的主要風力抵抗系統來計算所應承受之設計風力在內容上

細分為風力基本計算式風速特性及基本設計風速值用途係數風

速壓計算式陣風反應因子風壓係數與風力係數內風壓係數橫

風向風力扭矩風力載重組合以及低矮建築物之簡易計算式

觀念上風速特性及基本設計風速值並不專屬於第二章而是普

遍適用於本規範所涉及之範圍現行的第二版規範中對於基本設計風

速值並未做出與第一版有較大幅度的修正所採用的資料係依據中

央氣象局所屬 24 個測站 1947 年至 1991 年間所發生之 128 個侵台颱

風最大十分鐘平均風速資料進行極值分析後取出相對應於 50 年

回歸期非超越機率下的風速值作為設計值亦無風向性的考量納入

再者用以分類建築物使用性能的用途係數以及針對地形單調起伏的

地形因子（風速壓計算式一節中）亦屬於決定基本設計風速值的範

疇不專屬於第二章

風速值設計及風速壓 應單獨專章闡述

比較國外各規範如 ISO 4354美國 ASCE 7-16日本 AIJ-2015

可以發現針對建築物使用性能分類的用途係數應配合國內其他規範

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

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6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

如耐震規範等一致使用與風場特性相關決定風速及風速壓的相關

內容亦應獨立於一章進行闡述此外筆者想要強調的是決定風速

及風速壓根本上應取決於設計者所採用的設計法（如 ASD 或

LRFD）以及相對應的使用年限

搭配氣象資料 定期修正風速設計

最後定期性地利用累積的氣象資料進行基本設計風速的修正

亦是十分重要的工作若能搭配目前中央氣象局已廣設的數百座無人

測站進行大數據分析蒙地卡羅模擬則可能大幅度地合理修正目前

現有的基本設計值甚至具備風向性的考量

現行規範第二章中針對主要風力抵抗系統來計算之設計風力主

要是參考美國 ASCE 的順風向風力（陣風反應因子風壓係數與風力

係數內風壓係數）參考日本 AIJ 的橫風向風力以及扭矩最後則

將這三種設計風力依機率方式組合而成一具代表性的整體設計風力

分布

順風向風力採用最早由 Alan G Davenport（1967）所提出的「陣

風反應因子法」概念考量高層建築物受風力作用下的動態反應推

算出可產生相等於最大動態反應的等值靜態風力（Equivalent Static

Wind Load）方法與結構的靜載重活載重組合註然而「陣風反

應因子法」的使用必須首先假設結構物的第一振態與平均風速剖面近

似因此若是大跨度屋蓋等平均風力接近零但擾動風力劇烈的結構

物就不適用於此法目前最新版的 ISO 4354 中已經將載重反應相

關法（Load Response Correlation MethodLRC）納入附錄作為參

考方法而在歐洲各國也多以 LRC 作為風載重計算的依據

從另一方面來看高層建築物原本相較於低矮建築物就對風力敏

感因此大部分的國際規範亦採用了類似的作法橫風向風力及扭矩

則是考量了建築物外型不同時極有可能在受到風力作用後發生分

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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2 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

離流的渦致振動現象因此必須保守考量其中可從相關的規範內容

中看出決定橫風向風力及扭矩的風力頻譜多半由經驗式定義在不

發生渦致振動不穩定的條件下進行計算若有產生氣彈力不穩定現象

的疑慮時應由風洞試驗結果探討之

第三章「局部構材及外部被覆物之設計風壓」

針對規則性封閉式部分封閉式與開放式建築物或地上獨立結構

物之局部構材及外部被覆物計算其所應承受之設計風壓對於初次

使用耐風設計規範進行設計的工程師來說誤解第二三章的內容而

錯誤使用公式是很常見的簡單來說第二章考慮的是主要結構系統

抗風的能力第三章則在視附屬結構物為剛性下考量附屬於主要結

構系統上次要結構物的抗風能力換另一個角度來說亦可以解釋成

附屬結構物擔負起傳遞外來的風載重進入主要抗風系統的角色以一

棟高層建築物來說工程師可以利用第三章的內容來計算帷幕牆的設

計風壓在假設帷幕牆可以完整傳遞風力進入主要抗風系統後利用

第二章的內容計算該高層建築物的風載重及進行結構反應分析

跟第二章內容有很大不同的地方是附屬結構物的設計風壓應當

根據其有效面積來決定風壓大小並且將附屬結構物視為剛性求取其

所受之極限風壓規範中以（GCp）及 GCp 表現出兩種不同的含意

前者為第三章中的附屬結構物用以設計的極值風壓係數後者則為第

二章中以陣風反應因子 G 乘上平均風壓係數 Cp 所得之最大風壓係

數雖然兩者均代表著風壓最大值但形成過程及意義並不相同

第四章「建築物層間變位角與最高居室樓層側向加速度之

控制」

分別闡述規範中針對非結構體損害的位移控制以及保障居住舒

適性的加速度控制其中對於「加速度控制」一項可說是建築技術品

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

質評估的指標之一我國建築技術近年來逐漸由注重結構安全減少

人命損傷向上提升為注重居住舒適品質重視環境影響的方向若

滿足了結構安全卻無法充分發揮該建築物所預定的性能表現那麼不

啻於失敗的設計我國規範目前採用的半年回歸期風力下結構反應

不超過 005 ms2的限制此門檻值與目前各國規範稍有不同

以 ISO 與加拿大 NBC 規範來說均採用一年回歸期作為風力的

計算要求而且均依照建築物的使用用途來定出不同的門檻值例如

以辦公大樓而言由於人們在其中停留的時間較短因此應當可以忍

受較高的加速度相反地以長時間停留的住宅大樓則必須要降低加

速度門檻值提高對於大樓受風振動的控制以發展營建技術層面來

看針對不同建築種類來設定不同的加速度控制可以進一步刺激國

內研發新型阻尼器的技術發展目前規範中雖然亦有提出可以採用阻

尼器等作法降低加速度值但並未細分建築物使用用途種類

第五章「風洞試驗」

此章規定了當規範無法滿足設計者對於建築物的風力設計條件

時所採取的手段依據然而很可惜的是規範本文以及解說部分均

提供了相當程度的「質性」說明但因為風洞試驗類型眾多且須注

意之試驗條件十分繁雜因此未能在目前之規範內提供明確「量化」

的參考條文依筆者意見若規範中未能給出可量化的數值範圍作為

結構審查委員諮詢的依據則極有可能發生風洞試驗設計錯誤導致

設計風力錯估而未能察覺的重大疏失

筆者建議應可由國內相關官方單位委託專家學者成立小組制

定風洞試驗技術手冊經過審查後公布提供國內各單位作為參考更

為重要的是當我國工程單位具備了風洞試驗的基本知識後委託國

外單位進行風洞試驗時將可作為有效的諮詢依據要求國外單位提供

更為詳細的風洞試驗數據資料作為國內業界日後重要的查詢文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

第六章「其他風力有關規定」

此章提及風速的風向性問題以及建築物施工期間所需要的臨時

性支撐鷹架等結構體的風力設計考量目前在各國規範中多半提供風

向折減因子作為有效降低設計風力的作法然而我國目前仍採取全風

向的考量因此經常導致風力過於保守的爭議從台灣多元的九種颱

風路徑模式加上建築物之間相互干擾影響嚴重的建物環境對於低

矮建築物來說採取全風向的設計確實是較為合理的作法然而對

於高層建築物來說部分風向的設計風力值若可依據合理方式降低

則有益於設計者發揮創意長遠來說將台灣複雜的風向性問題納入

規範修訂考量以求有效且合理地降低設計風力應是正確的方向

另一方面前國際風工程學會會長田村幸雄教授曾經針對此類

臨時結構物提出延長回歸期年限的看法認為臨時性鷹架雖然使用時

間很短但相對於建築物本體結構脆弱理應提高目前 25 年回歸期

的設定才對目前針對此議題有許多專家學者尚在討論中亦可供為

我國未來修訂規範時的參考

建議加入「數值流體力學模擬分析」輔助

除上述規範六個章節內容外尚有業界人士採用「數值流體力學

模擬（CFD）」來取代風洞試驗進行流場特性及建築物受風作用

周圍行人風場舒適度的實際案例然而採用數值模擬技術來取代風洞

試驗時對於影響模擬的許多重要參數需要專家學者評估是否適當

方能視模擬結果具代表性依筆者參與多年國際研討會（Symposium

of Computational Wind Engineering）的經驗目前數值模擬的方式尚

未能完全取代風洞試驗主要被認為在設計風力或風壓上對於極值的

精準度尚欠努力而且模擬時間過長導致無法進行極值分析獲得合理

的設計值

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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2 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

39

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

40

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

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Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

不可諱言地在了解流體與鈍體間的流場特性上CFD 較具有

優勢而可被用以解釋氣動力現象行為筆者建議在未來修訂規範時

應加入適當的「數值流體力學模擬分析」的規範文字導引國內有能

力進行模擬分析但卻未具有風工程基本知識的使用者正確地提供有

效正確的輔助資訊

綜合以上內容我們可以歸納出針對現行規範的各章節內容皆

有需要在未來進一步修訂目標與方向另一方面也可以體會到將耐

風設計教育推廣普及到各界的急迫性2019 年由財團法人臺灣營建

研究院主辦中華民國風工程學會協辦的「建築耐風設計講習座談」

成功地吸引了各界人士參與不僅僅是學員講師本身也從學員所遭

遇到的實際工程問題獲得許多回饋意見2020 年同樣將舉辦至少兩

場講習會為相關領域各界人士提供一個討論建築耐風設計的知識平

台分享所學刺激相互成長讓我們結合產官學三方力量一

同為提升我國風工程技術及教育而努力

註等值靜態風載重（Equivalent Static Wind Load）一詞為國際上常

用之名詞（大陸地區稱之為等值靜態風荷載）並非誤指風力為靜力

亦非錯認其屬於結構的靜載重（Dead Load）

參考文獻

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2 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

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營建知訊 446 期202003

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24

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

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Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

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4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

5 結構工程系列建築物耐風設計規範講習（講義）財團法人臺

灣營建研究院中華民國 109 年 1 月

6 台灣離岸風力機支撐結構設計準則研擬對策國家地震研究中心

中華民國 106 年 11 月

7 中華民國國家標準 CNS 15176-1經濟部標準檢驗局中華民國

107 年 10 月

8 Davenport A G (1967) lsquolsquoGust loading factorsrsquorsquo J Struct Div

ASCE 93(3) 11ndash34

9 International Standard ISO 4353 2nd

ED Jun 2009

10 International Standard ISO 10137 2nd

ED Nov 2007

11 International Standard IEC 61400-3-1 1st ED Apr 2019

12 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

13 National Building Code of Canada 2015 Canadian Commission of

Building and Fire Codes National Research Council of Canada

2015

14 Recommendations for Loads and Buildings 2015 Architecture

Institute of Japan 2015

15 Zhou Y Kareem A 2001 Gust loading factor new model J Struct

Eng ASCE 127 168ndash175

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

30

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

太陽能光電板支撐架受風特性及各國規範比較

傅仲麟 祺昌工程科技有限公司 總經理

太陽能光電系統類型

目前政府正積極推動綠色能源發展綠色能源之一的太陽光電系

統是相當重要的綠能來源國內預計於 2025 年太陽能發電須達到

20GW因此在可預見的未來各式太陽光電系統數量將愈趨普及

而目前國內太陽能光電板的類型非常繁多依架設的位置可以區分

為「地面型」「屋頂型」「水上型」（如圖一）但若以數量來區分

可分為「單一型」及「陣列型」太陽光電系統

圖一 各類型太陽能光電系統

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

設置於地面水上及大型廠房屋頂處之太陽光電系統因可用空

間較廣通常採用「陣列型」以獲得較大發電量若是一般住家屋

頂因空間較小可能採用「屋頂單一型」太陽能光電系統此外

也有些校園內結合球場遮陽及防雨的功能在球場上方搭建頂棚並結

合太陽光電系統架設大型地面單一型太陽光電系統目前各界皆

配合政府的宣導在各可使用空間處架設太陽光電系統來加強推

動綠能的發展

太陽能光電系統受風破壞形式

然而我國颱風盛行在 2015 及 2016 年發生的颱風造成許多太

陽能光電設施的損壞設備損壞的型態包含有支撐架斷裂變形

太陽能板模組固定扣件變形太陽能板模組鋁框架原有安裝孔洞變

形太陽能板模組脫離支架後相互撞擊造成破損支架基礎座斷裂或

水泥基礎脫落等（如圖二）

圖二 太陽能光電設施因風災受損

探究其破壞原因皆是支撐元件強度不足所致而支撐元件強度

應該提高到多少才能避免在颱風來臨時無法承受強風吹襲而破

壞這就取決於設計時是否適當的考量太陽光電系統的風載重而

太陽光電系統的風載重依據架設的位置高度光電板支撐架形式

光電板的配置方式等特性皆有所不同因此太陽光電系統的風力

計算的確相當複雜

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

目前現有太陽能光電設施支撐架之設計大多依據「建築物耐風

設計規範」中開放式建築物之單斜式屋頂的風力係數或風壓係數來

進行設計但是該條件較符合位於地面且為單一座太陽能光電系

統之設計位於屋頂上或是陣列式的太陽光電系統在面對強烈的氣

流作用下其受風特性與位於地面單一座太陽光電系統有存在差異

然而現行「建築物耐風設計規範」中對於屋頂上或陣列型的太陽光

電系統並無明確的設計依據

太陽能光電系統受風特性

地面型

圖 3(a) 太陽能板下壓力受風特性

圖 3 (b) 太陽能板上揚力受風特性

在此先針對太陽能板之受風特性進行簡單介紹太陽能板如圖

3(a)所示當風從左側吹入即氣流從太陽能板低端往高端處吹太

陽能板上方會受到正風壓（壓力）而太陽能板下端會因為氣流分離

產生渦流造成負風壓（吸力）這兩個力量相加會使太陽能板整體

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

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4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

受到下壓力當風從右側往左側吹入如圖 3(b)所示即氣流從太陽能

板高端往低端處吹太陽能板下方會受到正風壓而氣流通過太陽能

板高端邊緣時會產生氣流分離形成渦流而在太陽能板上表面形成

負風壓這兩個力量相加會使太陽能板整體受到一個上揚力此上

揚力或下壓力會隨著太陽能板傾角（太陽能板平面與地面之夾角）

變大而增加若支撐桿件強度無法支撐此上揚力或下壓力太陽光電

系統就會產生破壞上述主要是地面單一型太陽能板之受風特性

屋頂型

但若太陽能板放置的地點是在建築物屋頂其受風特性就比較複

雜因為在地面上氣流會沿著地表流動氣流流動方向較固定但

是在建築物的屋頂如圖四所示氣流流向建築物時受到建築物阻

擋氣流會向上翻越屋頂在這個過程氣流會在建築物屋頂邊緣產生

分離流進而在屋頂邊緣區域產生強烈的渦流這個渦流除了會在建

築物邊緣產生強烈吸力外此處氣流的擾動也相當劇烈也就是說

在此局部區域氣流的風向及大小會急遽往復變化換言之會讓位於

此處的構件承受忽上忽下忽大忽小不穩定的風力而容易造成構

件損壞

圖四 屋頂亂流示意圖

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

此外有些安裝在建築物屋頂上的太陽能板會貼近於屋頂面

上其與屋頂面平行無夾角且距屋頂的距離會小於 30cm 內稱之

為「屋頂平貼型」太陽光電系統此類型之太陽能板因下方距屋頂

距離短氣流較難灌入因此其上揚力會較低

陣列式

除了安裝位置會造成太陽能板受風特性不同外「陣列式」太陽

能光電系統與「單一型」太陽能板受風特性也有所不同因為「陣

列式」太陽光電系統是由許多「單一型」太陽能板組合而成因此

在此陣列最外側太陽能板之受風強度與設置於內側之太陽能板其

受風強度就有明顯差異對於內側之太陽能板而言最外側之太陽能

板就如同擋風牆的效果一般可阻擋氣流直接侵襲而最外側之太陽

能板則因直接受強風侵襲受風力較大約與「單一型」太陽能板接

近而內側之太陽光電板受風力約僅為外側之 60~70因此對

於「陣列式」太陽能光電系統而言若所有太陽能板皆採同樣風力

對於內側之太陽能板會有過於保守之設計

另外對於最外側之太陽能板除了上揚力與下壓力之考量外

若太陽能之支撐架位於太陽能板中央（部分「追日型」太陽光電系統

採此設計）也需考量其扭力之效應一般而言上揚力與下壓力會

隨著太陽能板傾角變大而增加因此颱風來襲前「追日型」太陽光

電系統業者通常會將太陽能板調整至水平以降低受風力但是作

者進行研究時曾經發現對於最外側之太陽能板（通常是迎風面第一

排）若調整至水平時雖然會降低整體上揚力與下壓力但是卻使得

太陽能板扭力提高因此針對「追日型」太陽光電系統在調整至水

平以抵抗颱風來襲時要同時增加抗扭桿件之強度或增加抗扭臨時

支撐桿件方能避免因強風而導致設備損壞

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

各國太陽能光電系統規範之分類及風力計算

目前國際上已有許多國家針對該國內較常見的太陽光電系統提

出相關規範或設計指南本文將提出荷蘭日本美國等三個國家太

陽光電系統規範之分類及風力計算進行簡單介紹與比較

在比較各國風力計算前先簡述一下風力計算的流程在計算建

築物或附屬設施受風力時大致分為三個階段第一階段要先計算建

築物或附屬設施所在地點與位置的「平均風速」及「平均風速壓」

第二階段是計算該地點與位置的「陣風因子」代表該處亂流產生的

效應第三階段會依據建築物或附屬設施之外型決定「風力係數」或

「風壓係數」所以物體設計風力(F)即為平均風速壓(q)陣風因子

(G)風力(壓)係數(Cp)及物體受風面積(A)的乘積

F = q(h)GCpA

物體所在地點平均風速與地點所在國家地區地況（位於都市

鄉鎮或海邊）高度有關各國依據其氣象統計資料及地況分類會

描述其風速計算方法與計算參數因各國氣候不同所以基本設計風

速不同但除此之外風速計算原則各國相去不遠「陣風因子」是

考慮風速具有時間變動性（或稱之為亂流特性）對於受風物體的影響

依地況（位於都市鄉鎮或海邊）及高度而有所不同考量方式各國

亦相近而「風力係數」代表各種形狀物體在相同風速條件下所呈

現的風力特性譬如圓柱與方柱在相同風速條件下方柱受風力會大

於圓柱因此方柱風力係數則會大於圓柱而風力係數主要與受風物

體外型有關大多是透過大量風洞試驗所取得

本文主要目的在於說明各國對於太陽光電系統依據其配置位置

及位置條件如何進行分類及比較各類別太陽光電系統之光電板淨風

壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

荷蘭太陽光電系統風力規範

在此介紹的荷蘭太陽光電系統風力相關規範是摘自荷蘭皇家標

準化學院 NEN 所制訂編號為 NEN7250 的建築屋頂與立面整合太陽

光電系統（Solar energy systems - Integration in roofs and facades -

Building aspects）規範中其內容包含「建築整合型太陽光電系統」

「屋頂及牆面外貼型太陽光電系統」「平屋頂開放式陣列型太陽光電

系統」「薄膜太陽光電系統」「太陽能熱水系統」等有關結構防

火耐熱防潮等相關規定與台灣較有關的是「屋頂外貼型太陽光

電系統」與「平屋頂開放式陣列型太陽光電系統」之結構受風力計算

部分我們在此簡述該規範考量「屋頂外貼型太陽光電系統」與「平

屋頂開放式陣列型太陽光電系統」淨風壓係數之分類方式

FGJ 區正壓 Cpnet=+10

負壓 Cpnet= -20

HJ 區

d le300mm 正壓 Cpnet= +07

負壓 Cpnet= -05

d gt300mm 正壓 Cpnet= +10

負壓 Cpnet= -13

附註1屋頂的傾斜角 α 之限制 5degleαle75deg

2 太陽能板與屋頂的夾角 β 小於 5deg(近乎平行)

圖五 斜屋頂平貼型太陽能板風壓係數

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

「屋頂外貼型太陽光電系統」之淨風壓係數較單純與屋頂外風

壓係數類似其風壓係數依據荷蘭建築物風力規範 NEN EN1991-1-4

之屋頂分區定義各分區之淨風壓係數但「屋頂外貼型太陽光電系統」

依據其外貼太陽能板之固定方式（與內層牆平行或呈現角度兩太陽

能板間是否密合等）及與內層牆間之有無拉開距離等類別亦分為多

種形式各有不同的淨風壓係數在此僅介紹斜屋頂且太陽能板間有

縫隙之「平貼太陽能板」風壓係數其風壓係數如圖五所示其中正

壓代表下壓力負壓代表上揚力其他類別之「斜屋頂太陽光電系統」

風壓係數及相關參數可參閱 NEN EN1991-1-4 及 NEN7250

「平屋頂太陽光電系統」也是先定義出屋頂分區方式並訂定太

陽光電系統位於屋頂各分區位置時須採用之風壓係數只是其分區方

式不是採用 EN1991-1-4 之分區方式其分區方式分為兩類第一類

是以整個屋頂面為分區範圍（如圖六）在接近屋頂邊緣角隅區受

太陽能板受風壓最大為 F 區其他邊緣區風壓稍弱為 G 區中央

區風壓另視太陽能板範圍來分區另外位於屋突周邊另訂為 P 區確

定太陽能板放置位置後還需考量第二類分區以整個太陽能板範圍

來分區亦區分為邊緣區及中央區而邊緣區亦視其太陽能板高低端

坐向而定分為 Z1Z2Z3Z4Z5 區若太陽能板位於重疊分區

處則以風壓較大者設計另外太陽能板傾斜角 β 越大通常其風

壓係數也越大規範中提供 5 degleβle10degβ=25deg及 β=35deg之風壓係數

此外荷蘭規範亦有考量女兒牆之效應並針對部分傾斜角提出

女兒牆高於或低於太陽能光電板時的效應另外若於太陽能板後方

裝設導流板（deflector）則可降低太陽能板之風壓係數但就整體系

統而言裝設導流板亦會增加受風面亦須考量導流板之受風壓而

規範中亦提供導流板之風壓參考此外上述風壓係數適用於有效受

風面積 1m2若有效受風面積大於 10m

2則視受風分區位置可再

予以折減

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

38

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

若以上方為北太陽能板高端位於北側低端位於南側

分區

無女兒牆或女兒牆高度

低於太陽能光電板

女兒牆高度

高於太陽能光電板

負壓(上揚力) 正壓(上揚力) 負壓(上揚力) 正壓(上揚力)

F 北側 ndash24 09 ndash12 11

F 南側 ndash11 09 ndash14 11

G ndash08 07 ndash07 07

P ndash08 07 ndash07 06

Z1 ndash15 12 ndash15 12

Z2 ndash11 10 ndash11 10

Z3 ndash11 14 ndash11 14

Z4 ndash08 07 ndash08 07

Z5 ndash06 05 ndash06 05

圖六 傾斜角為 25 度之太陽能板各分區之風壓係數

日本太陽光電系統風力規範

在此介紹的日本太陽光電系統風力相關規範是摘自 2017 年日

本標準協會（Japanese Standards Association）所修訂編號 JIS C

89552017 的「太陽能光電陣列之結構載重設計指南」

該設計指南建議太陽能板風壓係數可由風洞試驗取得但若太陽

能板型式符合下列「地面陣列型」「平屋頂陣列型」及「斜屋頂平

貼型」等三種類型（如表一）則可依據指南之近似公式進行計算

N

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

38

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

40

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

表一 日本太陽光電系統風力係數表

類別 順風（正壓） 逆風（負壓） 風力係數（Ca）

地面型

適用條件5 60

正壓2035 0055 00005aC

負壓2085 0048 00005aC

陣列中心部位其值可用上述公式計算數值再乘

以 06

斜屋頂平貼型

適用條件10 40 且太陽能板與屋頂

面平行

正壓Ca=114 (中央與邊角皆相同)

負壓Ca=15-0015θ (中央與邊角皆相同)

若是屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d大於

50mm則圖 3-1 類型邊角部位負壓係數

Ca=23-0033θ

平屋頂型

正壓邊角部分

θle10deg 10degleθle50deg 50degleθle60deg

Ca=075 Ca=049+0026θ Ca=18

正壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

負壓邊角部分

θle10deg 10degleθle35deg 35degleθle60deg

Ca=06 Ca=004+0056θ Ca=20

負壓中央部分

θle10deg 10degleθle30deg 30degleθle60deg

Ca=06 Ca=04+002θ Ca=10

註 風向 風力方向

而其太陽能板風壓係數會區分為1順風太陽能板受到下壓力

（風由低端吹向高端）及 2逆風太陽能板受到上揚力（風由高端吹

向低端）兩種其風力係數與太陽能板傾角有關此外對於太陽能

板陣列亦區分為邊角區域及中央區域如圖七所示（陰影區定義為邊

角區域）

34

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

36

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

38

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

40

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

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《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖七-一 斜屋頂平貼型邊角定義

圖七-二 平屋頂陣列型邊角定義

另外針對屋頂太陽能板裝設還有很重要的一點須注意如前

節所說在屋頂邊緣區風壓會特別大所以日本規範有訂出在屋頂

邊緣區一定範圍內建議不適合安裝太陽能板「斜屋頂平貼型」建

議在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內區域不適合安裝而「平屋頂型」

順風(正壓)

逆風(負壓)

35

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

36

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

37

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

38

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

40

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

建議靠屋簷的周圍在建築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）

以內不適合安裝太陽能板

美國太陽光電系統風力計算規範

美國土木工程協會（ASCE）也於 2016 年修訂的「建築物和其他

結構最小設計荷載與相關標準」（Minimum Design Loads and

Associated Criteria for Buildings and Other Structures）中新增有關建

築物「斜屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統的風壓係數

計算公式

「斜屋頂平貼型」太陽光電系統之風壓係數是以原有封閉式建

築物屋頂各分區之外風壓係數（GCp）為基準再乘上風壓平衡因子

120574119886該因子小於 1其值與太陽能板面積 A 有關另外對於太陽能

板邊緣區域（太陽能板陣列最外緣區域）另外定義角隅修正因子

120574119864=15也就代表太陽能板陣列最外緣區域之太陽能板風壓會是中

央區域之 15 倍而風壓平衡因子公式如下

圖八 平屋頂位置分區

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

37

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

38

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

40

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

圖九 標稱淨風壓係數查詢表

另外「平屋頂陣列型」太陽光電系統其考量類別較多因此

計算參數也較多其淨風壓係數之計算包含四個計算參數分別為

對應於標稱有效受風面積119860119899之淨風壓係數(119866119862119903119899)119899119900119898女兒牆修正因子

120574p面板弦長修正因子120574119888角隅修正因子120574119864(119866119862119903119899)119899119900119898計算公式如下

(119866119862119903119899) = (119866119862119903119899)119899119900119898120574119901120574119888120574119864

其中(119866119862119903119899)119899119900119898需先依圖八判斷太陽能光電板在屋頂所在位置分

區繼而計算標稱有效受風面積119860119899最後再可透過圖表（如圖九）

查詢119860119899及分區所對應之(119866119862119903119899)119899119900119898而後再依據女兒牆高度及太陽能板

弦長計算女兒牆修正因子120574p面板弦長修正因子120574119888最後若位於太

陽能板邊緣區域者再乘上角隅修正因子120574119864=15

上述參數公式如下所示

119860119899=(1000[119898119886119909(15 119871119887)2] )119860

其中119871119887=min (04radic(h119882119871)ℎ119882S) (m)119882119871為建築物長邊尺寸119882119878

為建築物短邊尺寸A為太陽能板有效受風面積在此 h為建築物高

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

38

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

39

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

40

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

120574119901 = 119898119894119899 (12 09 + ℎ119901119905 ℎ )ℎ119901119905為女兒牆高

120574119888 = max(06 + 006119871119901 08) 119871119901為面板弦長

以上參數計算須以英吋為長度單位

美國太陽能光電系統之規範在條文中針對上述公式之應用提

出了一些限制條件在「斜屋頂平貼型」部分其規定（1）面板

與屋頂面之夾角ω小或等於2度（2）面板與屋頂面之最大距離小或

等於025m（3）模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等

於2m（4）屋頂邊緣2h內及屋脊任一側2h內不得設置模組此處h

為面板與屋頂面之最大距離

在「平屋頂陣列型」部分其規定（1）面板弦長小或等於2m

（2）面板傾角小或等於35度（3）面板與屋頂面最小距離（低端高

度）h1小或等於06m最大距離（高端高度）h2小或等於12m（4）

模組間隙大或等於64mm模組長（或寬）小或等於2m（5）距離

屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得設置面板其中h119901119905為女兒牆

高度(m)

各國太陽能光電系統風力計算之比較

綜合上述三個國家之風力規範在此針對幾個差異進行比較

1 光電系統類型目前各國太陽能光電系統風力規範主要是以「斜

屋頂平貼型」及「平屋頂陣列型」太陽光電系統為主但日本規

範則有提供「地面陣列型」太陽光電系統之設計風壓

2 斜屋頂平貼型太陽能光電系統

i 光電系統風壓計算荷蘭與美國皆採用原有封閉式建築物屋頂

分區為基準另定義「淨風壓」係數或將原有「外風壓」係數

乘上平衡因子來計算兩者屋頂之分區較細而日本規範則只

38

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

39

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

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《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

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營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

有屋頂表面與太陽能板底面的最大距離 d 大於 50mm 時針對

部分屋頂邊角部位另外定義負壓係數其他部位則無分區所

以其分區方式較簡單

ii 而針對屋頂表面與太陽能板底面的最大距離限制美國是採 25

公分而荷蘭針對該距離 30 公分以上或以下採不同係數基本

上距離越大風壓越大而日本則無特別規定

iii 另外針對太陽能板距屋頂邊緣之限制荷蘭規定不得超過屋

簷或高於屋脊日本規定在屋頂邊緣距離屋簷 30 公分以內的區

域不適合安裝而美國規定在屋頂邊緣 2h2 內及屋脊任一側

2h2內不適合設置其中 h2為面板與屋頂面之最大距離

3 平屋頂陣列型太陽能光電系統

i 在屋頂分區形式部分日本之分區方式最簡單僅分為中央區

與邊緣區美國是以屋頂範圍進行分區另太陽光電系統範圍

再分為邊緣及非邊緣區以角隅修正因子進行修正而荷蘭與

美國類似也是就此兩範圍進行分區只是荷蘭分區方式更仔

細屋頂包含邊緣中央屋突周圍太陽光電系統範圍亦

分為多個區域

ii 淨風壓係數受太陽能板傾角之影響部分日本的淨風壓係數

在部分傾斜角範圍是採用公式計算淨風壓係數是傾角的函

數而美國是區分為兩個角度範圍定義不同淨風壓係數而

荷蘭是有三個角度範圍定義不同淨風壓係數

iii 針對太陽能板距屋頂邊緣之限制部分荷蘭規範並無限制但

位於角隅之風壓係數明顯很高日本建議靠屋簷的周圍在建

築物每邊長度的 10（最長不超過 2 公尺）以內不適合安裝

太陽能板美國則距離屋頂邊緣119898119886119909(2(ℎ2 minus ℎ119901119905) 12) (m)內不得

設置太陽能板其中 ℎ119901119905為女兒牆高度(m)

39

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

40

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

iv 女兒牆之效應美國與荷蘭的規範均有提及女兒牆造成的效應

如何進行修正但是日本則無提及

v 受風面積效應美國與荷蘭的規範均有提及依受風面積修正風

壓係數的內容但是日本則無提及

vi 美國所列出的風壓係數為（GCp）與其他國家不同處是美國

所提出之風壓係數已包含陣風因子其他國家陣風因子則是另

外獨立出來

因為太陽光電系統風力計算之目的不僅在檢核主抗風系統（如

主要鋼架基礎等）之強度亦須檢核局部構件（如螺栓面板扣件）

等之強度因此考量受風面積效應之計算方法較有助於檢核局部

構件之強度否則可能會低估局部構件之受風力

此外各國採用之設計風速特性各有不同（如美國是採 3 秒鐘平

均風速而日本荷蘭與我國是採十分鐘平均風速）因此若是要參

考其他國家相關規範進行設計需了解該規範之設計風速特性並與

我國之設計風速條件進行參數轉換方能正確採用

我國太陽能光電系統風力規範之發展

目前我國並尚未訂定有關太陽能光電系統之風力規範所以目前

大部分設計均參考「建築物耐風設計規範」中開放式建築物之單斜

式屋頂設計風力及開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部被覆

物淨風壓係數作為設計依據但是如前節所述此規範較適用於單

一且位於地面之太陽光電系統由於目前國內發展許多其他形式之太

陽光電系統急需相關設計參考因此工研院於 106 年起委託淡

江大學「風工程研究中心」進行太陽光電系統抗風研究而標檢局亦

於 107 年委請台灣科技大學陳瑞華教授協助制訂「CNS 太陽光電系

統結構耐風設計標準」另外於 108 年由內政部建築研究所委託中

40

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

華民國風工程學會進行「太陽光電系統之耐風設計規範研擬」我國

目前之「建築物耐風設計規範」是參考並綜合了美國 ASCE 7 以及日

本 AIJ 的耐風設計相關條文修訂而成因此目前太陽光電系統耐風

設計規範修訂方向將參考美國 ASCE 7並加入國內常見之太陽光電

系統類型進行條文修訂主要提供之太陽光電系統類型包含「斜

屋頂平貼型」「平屋頂距置（陣列）型」「地面距置（陣列）型」「地

面單斜式單一棚架型」及「平屋頂單斜式單一棚架型」因為部分形

式如「平屋頂單斜式單一棚架型」在國外規範並無此類型因此會透

過在國內進行風洞試驗研究來進行研擬

太陽光電系統之受風特性依據架設的位置高度光電板支撐架

形式光電板的配置方式等特性皆有所不同因此要制定太陽光

電系統的風力規範需進行許多試驗方能了解其受風特性目前國

內相關學者亦投入許多時間進行研究相信很快就會提出適用於我國

太陽能光電系統之風力規範讓國內太陽能光電系統設計更能符合實

際需求降低風災帶來的破壞風險以期達到國內大幅發展綠色能源

減低環境衝擊的目標

致謝

感謝工業技術研究院綠能與環境研究所提供太陽能光電系統相關參

考資料特此致謝

41

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

營建知訊 446 期202003

《每月專題耐風設計規範面面觀》

參考文獻

1 建築物耐風設計及解說（中華民國 103 年 12 月 3 日台內營字第

1030813291 號）詹氏書局中華民國 106 年 12 月

2 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and

Other Structures 7-16 American Society of Civil Engineers

Standards 2016

3 Solar energy systems - Integration in roofs and facades - Building

aspects Nederlands Normalisatie-instituut2014

4 National Annex to NEN-EN 1991-1-4+A1+C1 Eurocode 1

Actions on structures - Part 1-4 General actions - Wind actions

Nederlands Normalisatie-instituut 2011

5 Chris PW Geurts Carine A van Bentum A novel guideline for

wind loads on solar energy systems ICBEST 2014 Aachen

Germany 2014

6 JIS C 8955 Load design guide on structures for photovoltaic array

Japanese Standards Association2017

42

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

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《都會捷運》

捷運環狀線機電系統概述與穩定性測試驗證

張育嘉 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處幫工程司

徐守青 臺北市政府捷運工程局 機電系統工程處正工程司兼主任

臺北捷運環狀線第一階段路線全長 154 公里串聯新店線中

和線板南線新莊線機場捷運線為第一條連接新北市各地的捷

運系統（圖一）並可於板橋站轉乘臺鐵與高鐵環狀線機電系統共

分為電聯車行車監控系統供電系統及通訊系統各系統概要於下

列說明

圖一 環狀線第一階段路網圖

43

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

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計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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機電系統電聯車

電聯車為載運乘客之工具環狀線第一階段共採購 17 列電聯車

（圖二）屬於鋼軌鋼輪型式電聯車列車採全自動無人駕駛以 4

車固定編組方式營運編組方式為「A-C-D-B」其中 A 及 B 車為頭

尾車具有手動駕駛操控面板C 及 D 車則為中間車每節車廂尺寸

車長約 1745m（AB）1676m（CD）車寬 265m車高 36m

列車總長約 6843m每列車座位 98 人立位 552 人最大車輛載客

量為 650 人

圖二 環狀線第一階段鋼軌鋼輪型式電聯車

車廂間走道連通 外觀為海豚流線造型

本局考量捷運文湖線辦理經驗予以精進改善不同於以往文湖

線無車間走道環狀線第一階段採購之電聯車各節車廂間特別設立

車間走道連通以方便乘客移動及通行而車廂內部座位採縱向設

44

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

45

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《都會捷運》

計通道寬度變寬活動空間更加寬敞座椅設計符合人體工學座

位下方淨空車內安全器具採用嵌入式設計列車空間增加不同於

文湖線僅有行李架環狀線特別於車廂連通道附近設置嵌入式行李放

置區櫃車頭與車尾亦新增設置無障礙區以方便身心障礙乘客搭

乘車輛外型參考海豚外型採傾斜式 20 度流線造型車頭及車側

採用大型觀景玻璃窗採光良好大幅提升民眾搭乘的舒適性其中

5 列電聯車外觀亦有法國設計師艾曼紐莫侯（Emmanuelle Moureaux）

設計公共藝術塗裝將車廂幻化為穿梭時空遊龍以金黃色為主色

調馬賽克方式彩繪利用電聯車速度搭配隔音牆等視覺串連「龍

遊千里」的公共藝術主題

動力設計上每節（Car）為 4 車軸每 1 車軸皆配置 1 組推進

馬達及齒輪箱1 列車組（4 Cars）共計有 16 個車軸16 個馬達及齒

輪箱如此推進動力設計馬力大並可因應長坡道小轉彎半徑彎道

等區段之動力需求

安全設計上電聯車採較短之轉向架間距及有承梁設計可使電

聯車行駛在小轉彎半徑彎道時減少對軌道內側側向力有較佳的循

彎能力表現轉彎半徑可僅 35M

鋼軌鋼輪系統 減少軌道摩擦耗損

有別於文湖線為膠輪系統環狀線採用鋼軌鋼輪系統此鋼軌鋼

輪系統與軌道面所造成之摩擦耗損遠低於文湖線膠輪系統達到節能

減碳之設計考量另目前國際上通用軌道系統輪軌型式係以鋼軌鋼輪

為主維修備品取得多樣性

電聯車噪音防制上除轉向架採有承梁及固態式車輪輪緣與踏面

潤滑設計以減少轉彎時的軌道橫向摩擦噪音外也首次採用減噪鋼

輪以減少輪軌噪音的傳遞與擴大達到電聯車噪音防制效果

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每節車廂設有 2 具監視器（CCTV）攝影機鏡頭採 360 度可旋

轉緊急狀況發生時乘客可使用車廂內對講機與行控中心聯繫此

時行控中心可經由監視螢幕全面瞭解車廂內狀況

每節車廂兩車門間中央立柱及回風口處上方共同設置 7 個煙霧

偵測器以利偵測車廂內火警在每個動力機箱空調系統（VAC）

及高速斷路器（HSCB）模組中亦安裝 4 個熱偵測設備以偵測此

空間中的火災及環境溫度變化

每節車廂內 6 具車門上方皆設置旅客資訊顯示器旅客資訊顯示

系統將行車控制中心與列車控制器傳遞之資訊改為文字訊息顯示於

旅客資訊顯示器螢幕

機電系統行車監控系統

環狀線行車監控系統（圖三）共包含 14 個車站之機房設備月

臺門站間道旁號誌設備行控中心及備援行控中心之電腦設備17

列電聯車車載號誌設備以及南機廠號誌系統機房與道旁設備

列車採無人駕駛系統 自動列車保護自動列車監督

環狀線行車監控系統以自動列車保護（ATP）自動列車駕駛

（ATO）自動列車監督（ATS）等子系統組成為一先進通訊式列

車控制無人駕駛系統（CBTCCommunication Based Train Control）

其系統特性如下

（一）軌旁與車輛間持續高速雙向溝通

（二）精確的列車位置定位

（三）列車自動依照系統給予行駛權限安全速度運行

（四）列車資料集中管理

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《都會捷運》

圖三 行車監控系統架構

為確保環狀線行車安全及系統穩定性車站道旁行控中心及

機廠之自動列車保護設備及列車車載號誌設備（自動列車駕駛及自動

列車保護）均為複置（Redundency）設計而軟硬體均採熱機自動

備援方式設計並具故障自趨安全之考量以下就號誌系統各主要設

備予以簡略說明

（一）區域控制器

1 屬 ATP 設備分別設置於新北產業園區站及南機廠

2 主要功能為確保使用 CBTC 系統之車輛的安全行駛依據控

制區域內已知的障礙物位置和列車的位置決定CBTC列車的

授權移動位置設定與解除暫時速限及處理與連鎖系統的界

面

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

（二）車載控制器

1 屬 ATP 及 ATO 設備

2 主要功能為在軌道路網中定位列車位置依照 ATS 要求的駕

駛模式及列車於軌道上定位點位來決定 CBTC 列車行駛速

度並管理車門與月臺門開啟關閉功能

（三）連鎖系統

1 屬 ATP 設備主電腦設置於南機廠另各站均設置有週邊設

備

2 主要功能為行車路徑設定管理軌道電路軌道轉轍器路

徑鎖定燈及防洪閘門（地下隧道出土段）連鎖系統所管控

資料將提供給予區域控制器以利行車管理

獨立伺服器監控 熱機備援設置

行控中心 OCC（Operation Control Center）即為 ATS 系統主

要功能在監督及控制全線系統的運作藉由背投式大型螢幕面板（70

吋 5 片）及工作站提供影像聲音顯示全系統的狀態行控中心操作人

員可即時掌握全線系統狀況且可採取必要措施以確保安全及有效運

作環狀線為無人駕駛系統行控中心功能完備及穩定至為重要不

同於文湖線中運量系統為強化系統穩定性環狀線行控中心就其監

控項目如自動列車監視列車資訊供電及環境控制採獨立伺服器

監控（SCADASupervisory Control And Data Acquisition）並為熱

機備援設置另為避免於特殊情事發生時中斷營運載客服務除南

機廠設置主行控中心外並於頭前庄站設置備援行控中心伺服器設

置與主行控中心完全相同

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為確保月台層候車乘客安全全線各車站均有裝設月臺門除大

坪林站為地下車站採全高氣密式其餘高架車站均採全高鏤空式

各車站上下行月台各配置 12 組滑門並設置緊急門發生緊急情

況時乘客可自行由軌道側以手推開進入月台另車站頭尾端牆門

亦提供站間軌道供緊急疏散之乘客以手推方式進入月台或供維修人

員以鑰匙開啟進入軌道區內進行維護保養作業若月臺門關閉或鎖

定信號未被偵測到則靠近車站之列車禁止進入月台各月台上須提

供 2 座手動旁路開關控制設備箱當閉鎖信號功能故障時可就地操作

使用當站務人員啟動此旁路開關前須檢查所有門是在關閉狀態

以確保乘客及設備安全

機電系統供電系統

全線設置 2 座主變電站14 座車站設備變電站1 座機廠設備變

電站13 座牽引動力變電站大坪林站至新北產業園區站（包含南

機廠）之軌旁相關設備及電力遙控系統

供電系統架構（圖四）以電壓等級可分為四個等級即 161kV 特

高壓系統22kV 高壓系統750VDC 牽引電力及 380VAC 車站電

力低壓系統主要供電設備包括 161kV 氣體絕緣開關（161kV GIS）

161kV GIS 保護電驛盤161kV228kV 油浸式絕緣主變壓器22kV

配電盤（22kV C-GIS）整流變壓器750V 直流配電盤直流隔離

開關環路開關組22kV380V 變壓器110V 電池與充電器不斷

電系統緊急跳脫站直流分電盤及電力遙控系統

其設計不同於文湖線 11 路型供電模式而改採 H 型供電模式備

援方案設計俾便確保供電品質及可靠度若系統發生單一設備故障

時均可由主後衛電驛提供保護機制可縮短事故造成之停電範圍

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《都會捷運》

圖四 供電系統架構

機電系統通訊系統

通訊系統（圖五）在捷運路網中所擔任的角色有如人的神經系

統提供捷運路網之數據傳送視訊影像及語音通話之服務並藉由

光纖網路傳輸系統將各系統所有訊息傳送至行控中心處理以便行

控中心控制員能即時有效監控全線路網各車站及列車運行狀況

圖五 通訊系統架構

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通訊系統內容包括公共廣播系統直線電話系統自動電話系

統旅客資訊顯示系統電子郵件系統子母鐘系統通訊多功能操

作台通訊光纖傳輸系統閉路電視系統列車通訊系統數位無線

電系統等

通訊光纖傳輸系統之同步光纖網路（SDHSynchronous Digital

Hierarchy）數據通訊系統（DCSDate Communication System）及

超高速網路（GEGigabit Ethernet）提供自動迴路保護確保捷運系

統內之自動電話直線電話閉路電視數位無線電公共廣播控制

電力遙控等訊號傳輸暢通無阻以提供捷運行控中心與所有列車車

站機廠間所有資訊來往的服務確保列車之行車安全並透過公共

廣播系統和旅客資訊顯示器提供乘客行車訊息

系統穩定性測試驗證依據

捷運工程的系統穩定性測試係依據「大眾捷運法」第 15 條第 2

項「路網全部或一部工程完竣應報請中央主管機關履勘非經核准

不得營運」並依交通部 99 年 7 月 23 日訂定「大眾捷運系統履勘作

業要點」第 6 條第 1 項「初勘通過之依據除應完成履勘前須改善事

項外地方主管機關須已完成營運中斷交通緊急應變計畫並應提出

依未來通車初期營運班表連續 7 天以上之試營運報告且須符合下

列要件

（一）系統可用度達 99以上且延誤 5 分鐘以上事件不得超過 2

件

（二）平均列車妥善率 90以上

（三）系統啟動正常且不得有發車失敗之情形

（四）不得發生造成全線或區間單雙向營運中斷之系統性故障事

件

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

（五）如為無人駕駛系統不得於正線發生改採手動駕駛列車模式之

情形」

以上 5 項要件與大眾捷運系統的營運服務指標息息相關系統可

用度愈高表示系統延誤時間愈短有效運轉時間愈長平均列車妥

善率愈高表示每日故障及維修中的列車數愈少可供上線營運的列

車數愈多可以達到尖峰時段所必需的列車營運班距以確保乘客輸

運量如何提高「系統可用度」及「列車妥善率」及避免「延誤 5

分鐘以上事件」「發車失敗」「發生營運中斷之系統性故障事件」及

「無人駕駛系統於正線發生改採手動駕駛」等系統故障發生必須確

保捷運施工品質目的是為了提供社會大眾更舒適安全的大眾捷運

系統

系統穩定性測試驗證過程

本次環狀線系統穩定性測試範圍為新店大坪林站至五股新北產

業園區站間包含大坪林站十四張站秀朗橋站景平站景安站

中和站橋和站中原站板新站板橋站新埔民生站頭前庄站

幸福站新北產業園區站以及一座南機廠路線全長 154 公里（地下

1 站高架 13 站）地下段長約 112 公里（大坪林站至十四張站）

地面漸變段 018 公里其餘為約 141 公里長高架段

為了達到系統穩定性測試的規定標準在開始測試前會先進行前

置作業測試分階段先針對個別設備系統進行功能驗證確認功能

正常後再以少數列車進行子系統間之界面功能測試最後階段以未來

營運車隊進行全線全系統試運轉在進行前置作業測試的同時持續

對系統及設備執行清潔保養維護及調整的工作以使整體系統更

趨穩定

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《都會捷運》

參與單位有臺北大眾捷運股份公司環運處（測試期間之操作及資

料提供）臺北市政府捷運工程局（測試期間之監督）臺北市政府捷

運工程局機電系統工程處（測試期間之執行缺失改善協調與會議

召開）環狀線系統標廠商（義大利商日立軌道車輛及日立軌道交通

號誌共同承攬 Hitachi Rail Italy SpA ndash Hitachi Rail STS SpA

Consortium提供技術支援故障處理排除及測試期間發生缺失項

目之改善）

系統穩定性測試驗證方式

捷運環狀線第一階段機電系統工程已於 108 年 8 月 21 日至 108

年 8 月 27 日進行系統穩定性測試（圖六）模擬每日正常全自動無人

駕駛營運模式（上午 0600 至晚上 2430）按時刻表以尖峰（班距

4 分鐘 50 秒）離峰（班距 8 分鐘）於「大坪林站至新北產業園區站」

區段行駛進行依營運班表連續 7 天之全路段系統穩定性測試並依

運轉實際狀況發佈系統穩定性測試報告並做為達成指標之重要參考

依據

圖六 測試期間行控中心列車運轉情形

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《都會捷運》

依交通部頒定之「大眾捷運系統履勘作業要點」規定依通車初

期營運班表模擬運轉實際狀況連續 7 天並發佈系統穩定性測試報

告作為達成指標之重要參考依據完成本案之穩定性測試各項數

據綜整如下表一

表一 環狀線穩定性測試相關數據一覽表

日 期 1080821~1080827

測試時間 1295 小時

每天使用車數

平日 14 列(尖峰)9 列(離峰)

假日 9 列

平均班距

尖峰 4 分 50 秒

離峰 8 分整

最小班距 4 分 50 秒

穩定性

測試結果

累計

延誤時間 26 分 40 秒

系統

可用度 9966

列車

妥善率 9286

「系統可用度」是以「（系統試運轉時間系統延誤影響時間）

系統試運轉時間」的比值來表示「平均列車妥善率」是以「平均

每日尖峰可用車組數平均每日全車隊車組數」的比值來表示前述

系統延誤影響時間係指系統或列車延誤超過 90 秒之異常事件或事

故

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

系統穩定性測試正常

本次環狀線第一階段大坪林站（Y06）至新北產業園區站（Y19）

驗證結果如下

1 系統可用度本次系統穩定性測試期間因故障所造成 5

分鐘以上之延誤共 1 次90 秒以上 5 分鐘以下之延誤共 7

次系統可用度達 9966

2 平均列車妥善率本次系統穩定性測試期間累計每日車輛

總數（應出車數）為 112 列車累計每日全車隊可用車（實

出車數）為 104 列車平均列車妥善率達 9286

3 系統穩定性測試期間系統啟動正常且沒有發車失敗之情

形

4 系統穩定性測試期間沒有發生造成全線或區間單雙向營

運中斷之系統性故障事件

5 本專案為無人駕駛系統未於正線發生改採手動駕駛列車模

式之情形

系統穩定性測試所達成之數據系統可用度 9966平均列車

妥善率 9286已符合交通部「大眾捷運系統履勘作業要點」規定

顯示整體系統趨於穩定達成通車前執行系統穩定性測試預期目標

確保通車後提供大眾安全舒適穩定的捷運系統

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

圖三 行車監控系統架構

為確保環狀線行車安全及系統穩定性車站道旁行控中心及

機廠之自動列車保護設備及列車車載號誌設備（自動列車駕駛及自動

列車保護）均為複置（Redundency）設計而軟硬體均採熱機自動

備援方式設計並具故障自趨安全之考量以下就號誌系統各主要設

備予以簡略說明

（一）區域控制器

1 屬 ATP 設備分別設置於新北產業園區站及南機廠

2 主要功能為確保使用 CBTC 系統之車輛的安全行駛依據控

制區域內已知的障礙物位置和列車的位置決定CBTC列車的

授權移動位置設定與解除暫時速限及處理與連鎖系統的界

面

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

（二）車載控制器

1 屬 ATP 及 ATO 設備

2 主要功能為在軌道路網中定位列車位置依照 ATS 要求的駕

駛模式及列車於軌道上定位點位來決定 CBTC 列車行駛速

度並管理車門與月臺門開啟關閉功能

（三）連鎖系統

1 屬 ATP 設備主電腦設置於南機廠另各站均設置有週邊設

備

2 主要功能為行車路徑設定管理軌道電路軌道轉轍器路

徑鎖定燈及防洪閘門（地下隧道出土段）連鎖系統所管控

資料將提供給予區域控制器以利行車管理

獨立伺服器監控 熱機備援設置

行控中心 OCC（Operation Control Center）即為 ATS 系統主

要功能在監督及控制全線系統的運作藉由背投式大型螢幕面板（70

吋 5 片）及工作站提供影像聲音顯示全系統的狀態行控中心操作人

員可即時掌握全線系統狀況且可採取必要措施以確保安全及有效運

作環狀線為無人駕駛系統行控中心功能完備及穩定至為重要不

同於文湖線中運量系統為強化系統穩定性環狀線行控中心就其監

控項目如自動列車監視列車資訊供電及環境控制採獨立伺服器

監控（SCADASupervisory Control And Data Acquisition）並為熱

機備援設置另為避免於特殊情事發生時中斷營運載客服務除南

機廠設置主行控中心外並於頭前庄站設置備援行控中心伺服器設

置與主行控中心完全相同

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

為確保月台層候車乘客安全全線各車站均有裝設月臺門除大

坪林站為地下車站採全高氣密式其餘高架車站均採全高鏤空式

各車站上下行月台各配置 12 組滑門並設置緊急門發生緊急情

況時乘客可自行由軌道側以手推開進入月台另車站頭尾端牆門

亦提供站間軌道供緊急疏散之乘客以手推方式進入月台或供維修人

員以鑰匙開啟進入軌道區內進行維護保養作業若月臺門關閉或鎖

定信號未被偵測到則靠近車站之列車禁止進入月台各月台上須提

供 2 座手動旁路開關控制設備箱當閉鎖信號功能故障時可就地操作

使用當站務人員啟動此旁路開關前須檢查所有門是在關閉狀態

以確保乘客及設備安全

機電系統供電系統

全線設置 2 座主變電站14 座車站設備變電站1 座機廠設備變

電站13 座牽引動力變電站大坪林站至新北產業園區站（包含南

機廠）之軌旁相關設備及電力遙控系統

供電系統架構（圖四）以電壓等級可分為四個等級即 161kV 特

高壓系統22kV 高壓系統750VDC 牽引電力及 380VAC 車站電

力低壓系統主要供電設備包括 161kV 氣體絕緣開關（161kV GIS）

161kV GIS 保護電驛盤161kV228kV 油浸式絕緣主變壓器22kV

配電盤（22kV C-GIS）整流變壓器750V 直流配電盤直流隔離

開關環路開關組22kV380V 變壓器110V 電池與充電器不斷

電系統緊急跳脫站直流分電盤及電力遙控系統

其設計不同於文湖線 11 路型供電模式而改採 H 型供電模式備

援方案設計俾便確保供電品質及可靠度若系統發生單一設備故障

時均可由主後衛電驛提供保護機制可縮短事故造成之停電範圍

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

圖四 供電系統架構

機電系統通訊系統

通訊系統（圖五）在捷運路網中所擔任的角色有如人的神經系

統提供捷運路網之數據傳送視訊影像及語音通話之服務並藉由

光纖網路傳輸系統將各系統所有訊息傳送至行控中心處理以便行

控中心控制員能即時有效監控全線路網各車站及列車運行狀況

圖五 通訊系統架構

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

通訊系統內容包括公共廣播系統直線電話系統自動電話系

統旅客資訊顯示系統電子郵件系統子母鐘系統通訊多功能操

作台通訊光纖傳輸系統閉路電視系統列車通訊系統數位無線

電系統等

通訊光纖傳輸系統之同步光纖網路（SDHSynchronous Digital

Hierarchy）數據通訊系統（DCSDate Communication System）及

超高速網路（GEGigabit Ethernet）提供自動迴路保護確保捷運系

統內之自動電話直線電話閉路電視數位無線電公共廣播控制

電力遙控等訊號傳輸暢通無阻以提供捷運行控中心與所有列車車

站機廠間所有資訊來往的服務確保列車之行車安全並透過公共

廣播系統和旅客資訊顯示器提供乘客行車訊息

系統穩定性測試驗證依據

捷運工程的系統穩定性測試係依據「大眾捷運法」第 15 條第 2

項「路網全部或一部工程完竣應報請中央主管機關履勘非經核准

不得營運」並依交通部 99 年 7 月 23 日訂定「大眾捷運系統履勘作

業要點」第 6 條第 1 項「初勘通過之依據除應完成履勘前須改善事

項外地方主管機關須已完成營運中斷交通緊急應變計畫並應提出

依未來通車初期營運班表連續 7 天以上之試營運報告且須符合下

列要件

（一）系統可用度達 99以上且延誤 5 分鐘以上事件不得超過 2

件

（二）平均列車妥善率 90以上

（三）系統啟動正常且不得有發車失敗之情形

（四）不得發生造成全線或區間單雙向營運中斷之系統性故障事

件

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

（五）如為無人駕駛系統不得於正線發生改採手動駕駛列車模式之

情形」

以上 5 項要件與大眾捷運系統的營運服務指標息息相關系統可

用度愈高表示系統延誤時間愈短有效運轉時間愈長平均列車妥

善率愈高表示每日故障及維修中的列車數愈少可供上線營運的列

車數愈多可以達到尖峰時段所必需的列車營運班距以確保乘客輸

運量如何提高「系統可用度」及「列車妥善率」及避免「延誤 5

分鐘以上事件」「發車失敗」「發生營運中斷之系統性故障事件」及

「無人駕駛系統於正線發生改採手動駕駛」等系統故障發生必須確

保捷運施工品質目的是為了提供社會大眾更舒適安全的大眾捷運

系統

系統穩定性測試驗證過程

本次環狀線系統穩定性測試範圍為新店大坪林站至五股新北產

業園區站間包含大坪林站十四張站秀朗橋站景平站景安站

中和站橋和站中原站板新站板橋站新埔民生站頭前庄站

幸福站新北產業園區站以及一座南機廠路線全長 154 公里（地下

1 站高架 13 站）地下段長約 112 公里（大坪林站至十四張站）

地面漸變段 018 公里其餘為約 141 公里長高架段

為了達到系統穩定性測試的規定標準在開始測試前會先進行前

置作業測試分階段先針對個別設備系統進行功能驗證確認功能

正常後再以少數列車進行子系統間之界面功能測試最後階段以未來

營運車隊進行全線全系統試運轉在進行前置作業測試的同時持續

對系統及設備執行清潔保養維護及調整的工作以使整體系統更

趨穩定

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

參與單位有臺北大眾捷運股份公司環運處（測試期間之操作及資

料提供）臺北市政府捷運工程局（測試期間之監督）臺北市政府捷

運工程局機電系統工程處（測試期間之執行缺失改善協調與會議

召開）環狀線系統標廠商（義大利商日立軌道車輛及日立軌道交通

號誌共同承攬 Hitachi Rail Italy SpA ndash Hitachi Rail STS SpA

Consortium提供技術支援故障處理排除及測試期間發生缺失項

目之改善）

系統穩定性測試驗證方式

捷運環狀線第一階段機電系統工程已於 108 年 8 月 21 日至 108

年 8 月 27 日進行系統穩定性測試（圖六）模擬每日正常全自動無人

駕駛營運模式（上午 0600 至晚上 2430）按時刻表以尖峰（班距

4 分鐘 50 秒）離峰（班距 8 分鐘）於「大坪林站至新北產業園區站」

區段行駛進行依營運班表連續 7 天之全路段系統穩定性測試並依

運轉實際狀況發佈系統穩定性測試報告並做為達成指標之重要參考

依據

圖六 測試期間行控中心列車運轉情形

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

依交通部頒定之「大眾捷運系統履勘作業要點」規定依通車初

期營運班表模擬運轉實際狀況連續 7 天並發佈系統穩定性測試報

告作為達成指標之重要參考依據完成本案之穩定性測試各項數

據綜整如下表一

表一 環狀線穩定性測試相關數據一覽表

日 期 1080821~1080827

測試時間 1295 小時

每天使用車數

平日 14 列(尖峰)9 列(離峰)

假日 9 列

平均班距

尖峰 4 分 50 秒

離峰 8 分整

最小班距 4 分 50 秒

穩定性

測試結果

累計

延誤時間 26 分 40 秒

系統

可用度 9966

列車

妥善率 9286

「系統可用度」是以「（系統試運轉時間系統延誤影響時間）

系統試運轉時間」的比值來表示「平均列車妥善率」是以「平均

每日尖峰可用車組數平均每日全車隊車組數」的比值來表示前述

系統延誤影響時間係指系統或列車延誤超過 90 秒之異常事件或事

故

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

系統穩定性測試正常

本次環狀線第一階段大坪林站（Y06）至新北產業園區站（Y19）

驗證結果如下

1 系統可用度本次系統穩定性測試期間因故障所造成 5

分鐘以上之延誤共 1 次90 秒以上 5 分鐘以下之延誤共 7

次系統可用度達 9966

2 平均列車妥善率本次系統穩定性測試期間累計每日車輛

總數（應出車數）為 112 列車累計每日全車隊可用車（實

出車數）為 104 列車平均列車妥善率達 9286

3 系統穩定性測試期間系統啟動正常且沒有發車失敗之情

形

4 系統穩定性測試期間沒有發生造成全線或區間單雙向營

運中斷之系統性故障事件

5 本專案為無人駕駛系統未於正線發生改採手動駕駛列車模

式之情形

系統穩定性測試所達成之數據系統可用度 9966平均列車

妥善率 9286已符合交通部「大眾捷運系統履勘作業要點」規定

顯示整體系統趨於穩定達成通車前執行系統穩定性測試預期目標

確保通車後提供大眾安全舒適穩定的捷運系統

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《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

（二）車載控制器

1 屬 ATP 及 ATO 設備

2 主要功能為在軌道路網中定位列車位置依照 ATS 要求的駕

駛模式及列車於軌道上定位點位來決定 CBTC 列車行駛速

度並管理車門與月臺門開啟關閉功能

（三）連鎖系統

1 屬 ATP 設備主電腦設置於南機廠另各站均設置有週邊設

備

2 主要功能為行車路徑設定管理軌道電路軌道轉轍器路

徑鎖定燈及防洪閘門（地下隧道出土段）連鎖系統所管控

資料將提供給予區域控制器以利行車管理

獨立伺服器監控 熱機備援設置

行控中心 OCC（Operation Control Center）即為 ATS 系統主

要功能在監督及控制全線系統的運作藉由背投式大型螢幕面板（70

吋 5 片）及工作站提供影像聲音顯示全系統的狀態行控中心操作人

員可即時掌握全線系統狀況且可採取必要措施以確保安全及有效運

作環狀線為無人駕駛系統行控中心功能完備及穩定至為重要不

同於文湖線中運量系統為強化系統穩定性環狀線行控中心就其監

控項目如自動列車監視列車資訊供電及環境控制採獨立伺服器

監控（SCADASupervisory Control And Data Acquisition）並為熱

機備援設置另為避免於特殊情事發生時中斷營運載客服務除南

機廠設置主行控中心外並於頭前庄站設置備援行控中心伺服器設

置與主行控中心完全相同

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為確保月台層候車乘客安全全線各車站均有裝設月臺門除大

坪林站為地下車站採全高氣密式其餘高架車站均採全高鏤空式

各車站上下行月台各配置 12 組滑門並設置緊急門發生緊急情

況時乘客可自行由軌道側以手推開進入月台另車站頭尾端牆門

亦提供站間軌道供緊急疏散之乘客以手推方式進入月台或供維修人

員以鑰匙開啟進入軌道區內進行維護保養作業若月臺門關閉或鎖

定信號未被偵測到則靠近車站之列車禁止進入月台各月台上須提

供 2 座手動旁路開關控制設備箱當閉鎖信號功能故障時可就地操作

使用當站務人員啟動此旁路開關前須檢查所有門是在關閉狀態

以確保乘客及設備安全

機電系統供電系統

全線設置 2 座主變電站14 座車站設備變電站1 座機廠設備變

電站13 座牽引動力變電站大坪林站至新北產業園區站（包含南

機廠）之軌旁相關設備及電力遙控系統

供電系統架構（圖四）以電壓等級可分為四個等級即 161kV 特

高壓系統22kV 高壓系統750VDC 牽引電力及 380VAC 車站電

力低壓系統主要供電設備包括 161kV 氣體絕緣開關（161kV GIS）

161kV GIS 保護電驛盤161kV228kV 油浸式絕緣主變壓器22kV

配電盤（22kV C-GIS）整流變壓器750V 直流配電盤直流隔離

開關環路開關組22kV380V 變壓器110V 電池與充電器不斷

電系統緊急跳脫站直流分電盤及電力遙控系統

其設計不同於文湖線 11 路型供電模式而改採 H 型供電模式備

援方案設計俾便確保供電品質及可靠度若系統發生單一設備故障

時均可由主後衛電驛提供保護機制可縮短事故造成之停電範圍

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《都會捷運》

圖四 供電系統架構

機電系統通訊系統

通訊系統（圖五）在捷運路網中所擔任的角色有如人的神經系

統提供捷運路網之數據傳送視訊影像及語音通話之服務並藉由

光纖網路傳輸系統將各系統所有訊息傳送至行控中心處理以便行

控中心控制員能即時有效監控全線路網各車站及列車運行狀況

圖五 通訊系統架構

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《都會捷運》

通訊系統內容包括公共廣播系統直線電話系統自動電話系

統旅客資訊顯示系統電子郵件系統子母鐘系統通訊多功能操

作台通訊光纖傳輸系統閉路電視系統列車通訊系統數位無線

電系統等

通訊光纖傳輸系統之同步光纖網路（SDHSynchronous Digital

Hierarchy）數據通訊系統（DCSDate Communication System）及

超高速網路（GEGigabit Ethernet）提供自動迴路保護確保捷運系

統內之自動電話直線電話閉路電視數位無線電公共廣播控制

電力遙控等訊號傳輸暢通無阻以提供捷運行控中心與所有列車車

站機廠間所有資訊來往的服務確保列車之行車安全並透過公共

廣播系統和旅客資訊顯示器提供乘客行車訊息

系統穩定性測試驗證依據

捷運工程的系統穩定性測試係依據「大眾捷運法」第 15 條第 2

項「路網全部或一部工程完竣應報請中央主管機關履勘非經核准

不得營運」並依交通部 99 年 7 月 23 日訂定「大眾捷運系統履勘作

業要點」第 6 條第 1 項「初勘通過之依據除應完成履勘前須改善事

項外地方主管機關須已完成營運中斷交通緊急應變計畫並應提出

依未來通車初期營運班表連續 7 天以上之試營運報告且須符合下

列要件

（一）系統可用度達 99以上且延誤 5 分鐘以上事件不得超過 2

件

（二）平均列車妥善率 90以上

（三）系統啟動正常且不得有發車失敗之情形

（四）不得發生造成全線或區間單雙向營運中斷之系統性故障事

件

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《都會捷運》

（五）如為無人駕駛系統不得於正線發生改採手動駕駛列車模式之

情形」

以上 5 項要件與大眾捷運系統的營運服務指標息息相關系統可

用度愈高表示系統延誤時間愈短有效運轉時間愈長平均列車妥

善率愈高表示每日故障及維修中的列車數愈少可供上線營運的列

車數愈多可以達到尖峰時段所必需的列車營運班距以確保乘客輸

運量如何提高「系統可用度」及「列車妥善率」及避免「延誤 5

分鐘以上事件」「發車失敗」「發生營運中斷之系統性故障事件」及

「無人駕駛系統於正線發生改採手動駕駛」等系統故障發生必須確

保捷運施工品質目的是為了提供社會大眾更舒適安全的大眾捷運

系統

系統穩定性測試驗證過程

本次環狀線系統穩定性測試範圍為新店大坪林站至五股新北產

業園區站間包含大坪林站十四張站秀朗橋站景平站景安站

中和站橋和站中原站板新站板橋站新埔民生站頭前庄站

幸福站新北產業園區站以及一座南機廠路線全長 154 公里（地下

1 站高架 13 站）地下段長約 112 公里（大坪林站至十四張站）

地面漸變段 018 公里其餘為約 141 公里長高架段

為了達到系統穩定性測試的規定標準在開始測試前會先進行前

置作業測試分階段先針對個別設備系統進行功能驗證確認功能

正常後再以少數列車進行子系統間之界面功能測試最後階段以未來

營運車隊進行全線全系統試運轉在進行前置作業測試的同時持續

對系統及設備執行清潔保養維護及調整的工作以使整體系統更

趨穩定

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

參與單位有臺北大眾捷運股份公司環運處（測試期間之操作及資

料提供）臺北市政府捷運工程局（測試期間之監督）臺北市政府捷

運工程局機電系統工程處（測試期間之執行缺失改善協調與會議

召開）環狀線系統標廠商（義大利商日立軌道車輛及日立軌道交通

號誌共同承攬 Hitachi Rail Italy SpA ndash Hitachi Rail STS SpA

Consortium提供技術支援故障處理排除及測試期間發生缺失項

目之改善）

系統穩定性測試驗證方式

捷運環狀線第一階段機電系統工程已於 108 年 8 月 21 日至 108

年 8 月 27 日進行系統穩定性測試（圖六）模擬每日正常全自動無人

駕駛營運模式（上午 0600 至晚上 2430）按時刻表以尖峰（班距

4 分鐘 50 秒）離峰（班距 8 分鐘）於「大坪林站至新北產業園區站」

區段行駛進行依營運班表連續 7 天之全路段系統穩定性測試並依

運轉實際狀況發佈系統穩定性測試報告並做為達成指標之重要參考

依據

圖六 測試期間行控中心列車運轉情形

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

依交通部頒定之「大眾捷運系統履勘作業要點」規定依通車初

期營運班表模擬運轉實際狀況連續 7 天並發佈系統穩定性測試報

告作為達成指標之重要參考依據完成本案之穩定性測試各項數

據綜整如下表一

表一 環狀線穩定性測試相關數據一覽表

日 期 1080821~1080827

測試時間 1295 小時

每天使用車數

平日 14 列(尖峰)9 列(離峰)

假日 9 列

平均班距

尖峰 4 分 50 秒

離峰 8 分整

最小班距 4 分 50 秒

穩定性

測試結果

累計

延誤時間 26 分 40 秒

系統

可用度 9966

列車

妥善率 9286

「系統可用度」是以「（系統試運轉時間系統延誤影響時間）

系統試運轉時間」的比值來表示「平均列車妥善率」是以「平均

每日尖峰可用車組數平均每日全車隊車組數」的比值來表示前述

系統延誤影響時間係指系統或列車延誤超過 90 秒之異常事件或事

故

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

系統穩定性測試正常

本次環狀線第一階段大坪林站（Y06）至新北產業園區站（Y19）

驗證結果如下

1 系統可用度本次系統穩定性測試期間因故障所造成 5

分鐘以上之延誤共 1 次90 秒以上 5 分鐘以下之延誤共 7

次系統可用度達 9966

2 平均列車妥善率本次系統穩定性測試期間累計每日車輛

總數（應出車數）為 112 列車累計每日全車隊可用車（實

出車數）為 104 列車平均列車妥善率達 9286

3 系統穩定性測試期間系統啟動正常且沒有發車失敗之情

形

4 系統穩定性測試期間沒有發生造成全線或區間單雙向營

運中斷之系統性故障事件

5 本專案為無人駕駛系統未於正線發生改採手動駕駛列車模

式之情形

系統穩定性測試所達成之數據系統可用度 9966平均列車

妥善率 9286已符合交通部「大眾捷運系統履勘作業要點」規定

顯示整體系統趨於穩定達成通車前執行系統穩定性測試預期目標

確保通車後提供大眾安全舒適穩定的捷運系統

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

63

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

64

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

為確保月台層候車乘客安全全線各車站均有裝設月臺門除大

坪林站為地下車站採全高氣密式其餘高架車站均採全高鏤空式

各車站上下行月台各配置 12 組滑門並設置緊急門發生緊急情

況時乘客可自行由軌道側以手推開進入月台另車站頭尾端牆門

亦提供站間軌道供緊急疏散之乘客以手推方式進入月台或供維修人

員以鑰匙開啟進入軌道區內進行維護保養作業若月臺門關閉或鎖

定信號未被偵測到則靠近車站之列車禁止進入月台各月台上須提

供 2 座手動旁路開關控制設備箱當閉鎖信號功能故障時可就地操作

使用當站務人員啟動此旁路開關前須檢查所有門是在關閉狀態

以確保乘客及設備安全

機電系統供電系統

全線設置 2 座主變電站14 座車站設備變電站1 座機廠設備變

電站13 座牽引動力變電站大坪林站至新北產業園區站（包含南

機廠）之軌旁相關設備及電力遙控系統

供電系統架構（圖四）以電壓等級可分為四個等級即 161kV 特

高壓系統22kV 高壓系統750VDC 牽引電力及 380VAC 車站電

力低壓系統主要供電設備包括 161kV 氣體絕緣開關（161kV GIS）

161kV GIS 保護電驛盤161kV228kV 油浸式絕緣主變壓器22kV

配電盤（22kV C-GIS）整流變壓器750V 直流配電盤直流隔離

開關環路開關組22kV380V 變壓器110V 電池與充電器不斷

電系統緊急跳脫站直流分電盤及電力遙控系統

其設計不同於文湖線 11 路型供電模式而改採 H 型供電模式備

援方案設計俾便確保供電品質及可靠度若系統發生單一設備故障

時均可由主後衛電驛提供保護機制可縮短事故造成之停電範圍

49

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

圖四 供電系統架構

機電系統通訊系統

通訊系統（圖五）在捷運路網中所擔任的角色有如人的神經系

統提供捷運路網之數據傳送視訊影像及語音通話之服務並藉由

光纖網路傳輸系統將各系統所有訊息傳送至行控中心處理以便行

控中心控制員能即時有效監控全線路網各車站及列車運行狀況

圖五 通訊系統架構

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

通訊系統內容包括公共廣播系統直線電話系統自動電話系

統旅客資訊顯示系統電子郵件系統子母鐘系統通訊多功能操

作台通訊光纖傳輸系統閉路電視系統列車通訊系統數位無線

電系統等

通訊光纖傳輸系統之同步光纖網路（SDHSynchronous Digital

Hierarchy）數據通訊系統（DCSDate Communication System）及

超高速網路（GEGigabit Ethernet）提供自動迴路保護確保捷運系

統內之自動電話直線電話閉路電視數位無線電公共廣播控制

電力遙控等訊號傳輸暢通無阻以提供捷運行控中心與所有列車車

站機廠間所有資訊來往的服務確保列車之行車安全並透過公共

廣播系統和旅客資訊顯示器提供乘客行車訊息

系統穩定性測試驗證依據

捷運工程的系統穩定性測試係依據「大眾捷運法」第 15 條第 2

項「路網全部或一部工程完竣應報請中央主管機關履勘非經核准

不得營運」並依交通部 99 年 7 月 23 日訂定「大眾捷運系統履勘作

業要點」第 6 條第 1 項「初勘通過之依據除應完成履勘前須改善事

項外地方主管機關須已完成營運中斷交通緊急應變計畫並應提出

依未來通車初期營運班表連續 7 天以上之試營運報告且須符合下

列要件

（一）系統可用度達 99以上且延誤 5 分鐘以上事件不得超過 2

件

（二）平均列車妥善率 90以上

（三）系統啟動正常且不得有發車失敗之情形

（四）不得發生造成全線或區間單雙向營運中斷之系統性故障事

件

51

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

（五）如為無人駕駛系統不得於正線發生改採手動駕駛列車模式之

情形」

以上 5 項要件與大眾捷運系統的營運服務指標息息相關系統可

用度愈高表示系統延誤時間愈短有效運轉時間愈長平均列車妥

善率愈高表示每日故障及維修中的列車數愈少可供上線營運的列

車數愈多可以達到尖峰時段所必需的列車營運班距以確保乘客輸

運量如何提高「系統可用度」及「列車妥善率」及避免「延誤 5

分鐘以上事件」「發車失敗」「發生營運中斷之系統性故障事件」及

「無人駕駛系統於正線發生改採手動駕駛」等系統故障發生必須確

保捷運施工品質目的是為了提供社會大眾更舒適安全的大眾捷運

系統

系統穩定性測試驗證過程

本次環狀線系統穩定性測試範圍為新店大坪林站至五股新北產

業園區站間包含大坪林站十四張站秀朗橋站景平站景安站

中和站橋和站中原站板新站板橋站新埔民生站頭前庄站

幸福站新北產業園區站以及一座南機廠路線全長 154 公里（地下

1 站高架 13 站）地下段長約 112 公里（大坪林站至十四張站）

地面漸變段 018 公里其餘為約 141 公里長高架段

為了達到系統穩定性測試的規定標準在開始測試前會先進行前

置作業測試分階段先針對個別設備系統進行功能驗證確認功能

正常後再以少數列車進行子系統間之界面功能測試最後階段以未來

營運車隊進行全線全系統試運轉在進行前置作業測試的同時持續

對系統及設備執行清潔保養維護及調整的工作以使整體系統更

趨穩定

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

參與單位有臺北大眾捷運股份公司環運處（測試期間之操作及資

料提供）臺北市政府捷運工程局（測試期間之監督）臺北市政府捷

運工程局機電系統工程處（測試期間之執行缺失改善協調與會議

召開）環狀線系統標廠商（義大利商日立軌道車輛及日立軌道交通

號誌共同承攬 Hitachi Rail Italy SpA ndash Hitachi Rail STS SpA

Consortium提供技術支援故障處理排除及測試期間發生缺失項

目之改善）

系統穩定性測試驗證方式

捷運環狀線第一階段機電系統工程已於 108 年 8 月 21 日至 108

年 8 月 27 日進行系統穩定性測試（圖六）模擬每日正常全自動無人

駕駛營運模式（上午 0600 至晚上 2430）按時刻表以尖峰（班距

4 分鐘 50 秒）離峰（班距 8 分鐘）於「大坪林站至新北產業園區站」

區段行駛進行依營運班表連續 7 天之全路段系統穩定性測試並依

運轉實際狀況發佈系統穩定性測試報告並做為達成指標之重要參考

依據

圖六 測試期間行控中心列車運轉情形

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

依交通部頒定之「大眾捷運系統履勘作業要點」規定依通車初

期營運班表模擬運轉實際狀況連續 7 天並發佈系統穩定性測試報

告作為達成指標之重要參考依據完成本案之穩定性測試各項數

據綜整如下表一

表一 環狀線穩定性測試相關數據一覽表

日 期 1080821~1080827

測試時間 1295 小時

每天使用車數

平日 14 列(尖峰)9 列(離峰)

假日 9 列

平均班距

尖峰 4 分 50 秒

離峰 8 分整

最小班距 4 分 50 秒

穩定性

測試結果

累計

延誤時間 26 分 40 秒

系統

可用度 9966

列車

妥善率 9286

「系統可用度」是以「（系統試運轉時間系統延誤影響時間）

系統試運轉時間」的比值來表示「平均列車妥善率」是以「平均

每日尖峰可用車組數平均每日全車隊車組數」的比值來表示前述

系統延誤影響時間係指系統或列車延誤超過 90 秒之異常事件或事

故

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

系統穩定性測試正常

本次環狀線第一階段大坪林站（Y06）至新北產業園區站（Y19）

驗證結果如下

1 系統可用度本次系統穩定性測試期間因故障所造成 5

分鐘以上之延誤共 1 次90 秒以上 5 分鐘以下之延誤共 7

次系統可用度達 9966

2 平均列車妥善率本次系統穩定性測試期間累計每日車輛

總數（應出車數）為 112 列車累計每日全車隊可用車（實

出車數）為 104 列車平均列車妥善率達 9286

3 系統穩定性測試期間系統啟動正常且沒有發車失敗之情

形

4 系統穩定性測試期間沒有發生造成全線或區間單雙向營

運中斷之系統性故障事件

5 本專案為無人駕駛系統未於正線發生改採手動駕駛列車模

式之情形

系統穩定性測試所達成之數據系統可用度 9966平均列車

妥善率 9286已符合交通部「大眾捷運系統履勘作業要點」規定

顯示整體系統趨於穩定達成通車前執行系統穩定性測試預期目標

確保通車後提供大眾安全舒適穩定的捷運系統

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

圖四 供電系統架構

機電系統通訊系統

通訊系統（圖五）在捷運路網中所擔任的角色有如人的神經系

統提供捷運路網之數據傳送視訊影像及語音通話之服務並藉由

光纖網路傳輸系統將各系統所有訊息傳送至行控中心處理以便行

控中心控制員能即時有效監控全線路網各車站及列車運行狀況

圖五 通訊系統架構

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《都會捷運》

通訊系統內容包括公共廣播系統直線電話系統自動電話系

統旅客資訊顯示系統電子郵件系統子母鐘系統通訊多功能操

作台通訊光纖傳輸系統閉路電視系統列車通訊系統數位無線

電系統等

通訊光纖傳輸系統之同步光纖網路（SDHSynchronous Digital

Hierarchy）數據通訊系統（DCSDate Communication System）及

超高速網路（GEGigabit Ethernet）提供自動迴路保護確保捷運系

統內之自動電話直線電話閉路電視數位無線電公共廣播控制

電力遙控等訊號傳輸暢通無阻以提供捷運行控中心與所有列車車

站機廠間所有資訊來往的服務確保列車之行車安全並透過公共

廣播系統和旅客資訊顯示器提供乘客行車訊息

系統穩定性測試驗證依據

捷運工程的系統穩定性測試係依據「大眾捷運法」第 15 條第 2

項「路網全部或一部工程完竣應報請中央主管機關履勘非經核准

不得營運」並依交通部 99 年 7 月 23 日訂定「大眾捷運系統履勘作

業要點」第 6 條第 1 項「初勘通過之依據除應完成履勘前須改善事

項外地方主管機關須已完成營運中斷交通緊急應變計畫並應提出

依未來通車初期營運班表連續 7 天以上之試營運報告且須符合下

列要件

（一）系統可用度達 99以上且延誤 5 分鐘以上事件不得超過 2

件

（二）平均列車妥善率 90以上

（三）系統啟動正常且不得有發車失敗之情形

（四）不得發生造成全線或區間單雙向營運中斷之系統性故障事

件

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

（五）如為無人駕駛系統不得於正線發生改採手動駕駛列車模式之

情形」

以上 5 項要件與大眾捷運系統的營運服務指標息息相關系統可

用度愈高表示系統延誤時間愈短有效運轉時間愈長平均列車妥

善率愈高表示每日故障及維修中的列車數愈少可供上線營運的列

車數愈多可以達到尖峰時段所必需的列車營運班距以確保乘客輸

運量如何提高「系統可用度」及「列車妥善率」及避免「延誤 5

分鐘以上事件」「發車失敗」「發生營運中斷之系統性故障事件」及

「無人駕駛系統於正線發生改採手動駕駛」等系統故障發生必須確

保捷運施工品質目的是為了提供社會大眾更舒適安全的大眾捷運

系統

系統穩定性測試驗證過程

本次環狀線系統穩定性測試範圍為新店大坪林站至五股新北產

業園區站間包含大坪林站十四張站秀朗橋站景平站景安站

中和站橋和站中原站板新站板橋站新埔民生站頭前庄站

幸福站新北產業園區站以及一座南機廠路線全長 154 公里（地下

1 站高架 13 站）地下段長約 112 公里（大坪林站至十四張站）

地面漸變段 018 公里其餘為約 141 公里長高架段

為了達到系統穩定性測試的規定標準在開始測試前會先進行前

置作業測試分階段先針對個別設備系統進行功能驗證確認功能

正常後再以少數列車進行子系統間之界面功能測試最後階段以未來

營運車隊進行全線全系統試運轉在進行前置作業測試的同時持續

對系統及設備執行清潔保養維護及調整的工作以使整體系統更

趨穩定

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《都會捷運》

參與單位有臺北大眾捷運股份公司環運處（測試期間之操作及資

料提供）臺北市政府捷運工程局（測試期間之監督）臺北市政府捷

運工程局機電系統工程處（測試期間之執行缺失改善協調與會議

召開）環狀線系統標廠商（義大利商日立軌道車輛及日立軌道交通

號誌共同承攬 Hitachi Rail Italy SpA ndash Hitachi Rail STS SpA

Consortium提供技術支援故障處理排除及測試期間發生缺失項

目之改善）

系統穩定性測試驗證方式

捷運環狀線第一階段機電系統工程已於 108 年 8 月 21 日至 108

年 8 月 27 日進行系統穩定性測試（圖六）模擬每日正常全自動無人

駕駛營運模式（上午 0600 至晚上 2430）按時刻表以尖峰（班距

4 分鐘 50 秒）離峰（班距 8 分鐘）於「大坪林站至新北產業園區站」

區段行駛進行依營運班表連續 7 天之全路段系統穩定性測試並依

運轉實際狀況發佈系統穩定性測試報告並做為達成指標之重要參考

依據

圖六 測試期間行控中心列車運轉情形

53

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

依交通部頒定之「大眾捷運系統履勘作業要點」規定依通車初

期營運班表模擬運轉實際狀況連續 7 天並發佈系統穩定性測試報

告作為達成指標之重要參考依據完成本案之穩定性測試各項數

據綜整如下表一

表一 環狀線穩定性測試相關數據一覽表

日 期 1080821~1080827

測試時間 1295 小時

每天使用車數

平日 14 列(尖峰)9 列(離峰)

假日 9 列

平均班距

尖峰 4 分 50 秒

離峰 8 分整

最小班距 4 分 50 秒

穩定性

測試結果

累計

延誤時間 26 分 40 秒

系統

可用度 9966

列車

妥善率 9286

「系統可用度」是以「（系統試運轉時間系統延誤影響時間）

系統試運轉時間」的比值來表示「平均列車妥善率」是以「平均

每日尖峰可用車組數平均每日全車隊車組數」的比值來表示前述

系統延誤影響時間係指系統或列車延誤超過 90 秒之異常事件或事

故

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

系統穩定性測試正常

本次環狀線第一階段大坪林站（Y06）至新北產業園區站（Y19）

驗證結果如下

1 系統可用度本次系統穩定性測試期間因故障所造成 5

分鐘以上之延誤共 1 次90 秒以上 5 分鐘以下之延誤共 7

次系統可用度達 9966

2 平均列車妥善率本次系統穩定性測試期間累計每日車輛

總數（應出車數）為 112 列車累計每日全車隊可用車（實

出車數）為 104 列車平均列車妥善率達 9286

3 系統穩定性測試期間系統啟動正常且沒有發車失敗之情

形

4 系統穩定性測試期間沒有發生造成全線或區間單雙向營

運中斷之系統性故障事件

5 本專案為無人駕駛系統未於正線發生改採手動駕駛列車模

式之情形

系統穩定性測試所達成之數據系統可用度 9966平均列車

妥善率 9286已符合交通部「大眾捷運系統履勘作業要點」規定

顯示整體系統趨於穩定達成通車前執行系統穩定性測試預期目標

確保通車後提供大眾安全舒適穩定的捷運系統

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

63

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

通訊系統內容包括公共廣播系統直線電話系統自動電話系

統旅客資訊顯示系統電子郵件系統子母鐘系統通訊多功能操

作台通訊光纖傳輸系統閉路電視系統列車通訊系統數位無線

電系統等

通訊光纖傳輸系統之同步光纖網路（SDHSynchronous Digital

Hierarchy）數據通訊系統（DCSDate Communication System）及

超高速網路（GEGigabit Ethernet）提供自動迴路保護確保捷運系

統內之自動電話直線電話閉路電視數位無線電公共廣播控制

電力遙控等訊號傳輸暢通無阻以提供捷運行控中心與所有列車車

站機廠間所有資訊來往的服務確保列車之行車安全並透過公共

廣播系統和旅客資訊顯示器提供乘客行車訊息

系統穩定性測試驗證依據

捷運工程的系統穩定性測試係依據「大眾捷運法」第 15 條第 2

項「路網全部或一部工程完竣應報請中央主管機關履勘非經核准

不得營運」並依交通部 99 年 7 月 23 日訂定「大眾捷運系統履勘作

業要點」第 6 條第 1 項「初勘通過之依據除應完成履勘前須改善事

項外地方主管機關須已完成營運中斷交通緊急應變計畫並應提出

依未來通車初期營運班表連續 7 天以上之試營運報告且須符合下

列要件

（一）系統可用度達 99以上且延誤 5 分鐘以上事件不得超過 2

件

（二）平均列車妥善率 90以上

（三）系統啟動正常且不得有發車失敗之情形

（四）不得發生造成全線或區間單雙向營運中斷之系統性故障事

件

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

（五）如為無人駕駛系統不得於正線發生改採手動駕駛列車模式之

情形」

以上 5 項要件與大眾捷運系統的營運服務指標息息相關系統可

用度愈高表示系統延誤時間愈短有效運轉時間愈長平均列車妥

善率愈高表示每日故障及維修中的列車數愈少可供上線營運的列

車數愈多可以達到尖峰時段所必需的列車營運班距以確保乘客輸

運量如何提高「系統可用度」及「列車妥善率」及避免「延誤 5

分鐘以上事件」「發車失敗」「發生營運中斷之系統性故障事件」及

「無人駕駛系統於正線發生改採手動駕駛」等系統故障發生必須確

保捷運施工品質目的是為了提供社會大眾更舒適安全的大眾捷運

系統

系統穩定性測試驗證過程

本次環狀線系統穩定性測試範圍為新店大坪林站至五股新北產

業園區站間包含大坪林站十四張站秀朗橋站景平站景安站

中和站橋和站中原站板新站板橋站新埔民生站頭前庄站

幸福站新北產業園區站以及一座南機廠路線全長 154 公里（地下

1 站高架 13 站）地下段長約 112 公里（大坪林站至十四張站）

地面漸變段 018 公里其餘為約 141 公里長高架段

為了達到系統穩定性測試的規定標準在開始測試前會先進行前

置作業測試分階段先針對個別設備系統進行功能驗證確認功能

正常後再以少數列車進行子系統間之界面功能測試最後階段以未來

營運車隊進行全線全系統試運轉在進行前置作業測試的同時持續

對系統及設備執行清潔保養維護及調整的工作以使整體系統更

趨穩定

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

參與單位有臺北大眾捷運股份公司環運處（測試期間之操作及資

料提供）臺北市政府捷運工程局（測試期間之監督）臺北市政府捷

運工程局機電系統工程處（測試期間之執行缺失改善協調與會議

召開）環狀線系統標廠商（義大利商日立軌道車輛及日立軌道交通

號誌共同承攬 Hitachi Rail Italy SpA ndash Hitachi Rail STS SpA

Consortium提供技術支援故障處理排除及測試期間發生缺失項

目之改善）

系統穩定性測試驗證方式

捷運環狀線第一階段機電系統工程已於 108 年 8 月 21 日至 108

年 8 月 27 日進行系統穩定性測試（圖六）模擬每日正常全自動無人

駕駛營運模式（上午 0600 至晚上 2430）按時刻表以尖峰（班距

4 分鐘 50 秒）離峰（班距 8 分鐘）於「大坪林站至新北產業園區站」

區段行駛進行依營運班表連續 7 天之全路段系統穩定性測試並依

運轉實際狀況發佈系統穩定性測試報告並做為達成指標之重要參考

依據

圖六 測試期間行控中心列車運轉情形

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

依交通部頒定之「大眾捷運系統履勘作業要點」規定依通車初

期營運班表模擬運轉實際狀況連續 7 天並發佈系統穩定性測試報

告作為達成指標之重要參考依據完成本案之穩定性測試各項數

據綜整如下表一

表一 環狀線穩定性測試相關數據一覽表

日 期 1080821~1080827

測試時間 1295 小時

每天使用車數

平日 14 列(尖峰)9 列(離峰)

假日 9 列

平均班距

尖峰 4 分 50 秒

離峰 8 分整

最小班距 4 分 50 秒

穩定性

測試結果

累計

延誤時間 26 分 40 秒

系統

可用度 9966

列車

妥善率 9286

「系統可用度」是以「（系統試運轉時間系統延誤影響時間）

系統試運轉時間」的比值來表示「平均列車妥善率」是以「平均

每日尖峰可用車組數平均每日全車隊車組數」的比值來表示前述

系統延誤影響時間係指系統或列車延誤超過 90 秒之異常事件或事

故

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

系統穩定性測試正常

本次環狀線第一階段大坪林站（Y06）至新北產業園區站（Y19）

驗證結果如下

1 系統可用度本次系統穩定性測試期間因故障所造成 5

分鐘以上之延誤共 1 次90 秒以上 5 分鐘以下之延誤共 7

次系統可用度達 9966

2 平均列車妥善率本次系統穩定性測試期間累計每日車輛

總數（應出車數）為 112 列車累計每日全車隊可用車（實

出車數）為 104 列車平均列車妥善率達 9286

3 系統穩定性測試期間系統啟動正常且沒有發車失敗之情

形

4 系統穩定性測試期間沒有發生造成全線或區間單雙向營

運中斷之系統性故障事件

5 本專案為無人駕駛系統未於正線發生改採手動駕駛列車模

式之情形

系統穩定性測試所達成之數據系統可用度 9966平均列車

妥善率 9286已符合交通部「大眾捷運系統履勘作業要點」規定

顯示整體系統趨於穩定達成通車前執行系統穩定性測試預期目標

確保通車後提供大眾安全舒適穩定的捷運系統

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

（五）如為無人駕駛系統不得於正線發生改採手動駕駛列車模式之

情形」

以上 5 項要件與大眾捷運系統的營運服務指標息息相關系統可

用度愈高表示系統延誤時間愈短有效運轉時間愈長平均列車妥

善率愈高表示每日故障及維修中的列車數愈少可供上線營運的列

車數愈多可以達到尖峰時段所必需的列車營運班距以確保乘客輸

運量如何提高「系統可用度」及「列車妥善率」及避免「延誤 5

分鐘以上事件」「發車失敗」「發生營運中斷之系統性故障事件」及

「無人駕駛系統於正線發生改採手動駕駛」等系統故障發生必須確

保捷運施工品質目的是為了提供社會大眾更舒適安全的大眾捷運

系統

系統穩定性測試驗證過程

本次環狀線系統穩定性測試範圍為新店大坪林站至五股新北產

業園區站間包含大坪林站十四張站秀朗橋站景平站景安站

中和站橋和站中原站板新站板橋站新埔民生站頭前庄站

幸福站新北產業園區站以及一座南機廠路線全長 154 公里（地下

1 站高架 13 站）地下段長約 112 公里（大坪林站至十四張站）

地面漸變段 018 公里其餘為約 141 公里長高架段

為了達到系統穩定性測試的規定標準在開始測試前會先進行前

置作業測試分階段先針對個別設備系統進行功能驗證確認功能

正常後再以少數列車進行子系統間之界面功能測試最後階段以未來

營運車隊進行全線全系統試運轉在進行前置作業測試的同時持續

對系統及設備執行清潔保養維護及調整的工作以使整體系統更

趨穩定

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

參與單位有臺北大眾捷運股份公司環運處（測試期間之操作及資

料提供）臺北市政府捷運工程局（測試期間之監督）臺北市政府捷

運工程局機電系統工程處（測試期間之執行缺失改善協調與會議

召開）環狀線系統標廠商（義大利商日立軌道車輛及日立軌道交通

號誌共同承攬 Hitachi Rail Italy SpA ndash Hitachi Rail STS SpA

Consortium提供技術支援故障處理排除及測試期間發生缺失項

目之改善）

系統穩定性測試驗證方式

捷運環狀線第一階段機電系統工程已於 108 年 8 月 21 日至 108

年 8 月 27 日進行系統穩定性測試（圖六）模擬每日正常全自動無人

駕駛營運模式（上午 0600 至晚上 2430）按時刻表以尖峰（班距

4 分鐘 50 秒）離峰（班距 8 分鐘）於「大坪林站至新北產業園區站」

區段行駛進行依營運班表連續 7 天之全路段系統穩定性測試並依

運轉實際狀況發佈系統穩定性測試報告並做為達成指標之重要參考

依據

圖六 測試期間行控中心列車運轉情形

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

依交通部頒定之「大眾捷運系統履勘作業要點」規定依通車初

期營運班表模擬運轉實際狀況連續 7 天並發佈系統穩定性測試報

告作為達成指標之重要參考依據完成本案之穩定性測試各項數

據綜整如下表一

表一 環狀線穩定性測試相關數據一覽表

日 期 1080821~1080827

測試時間 1295 小時

每天使用車數

平日 14 列(尖峰)9 列(離峰)

假日 9 列

平均班距

尖峰 4 分 50 秒

離峰 8 分整

最小班距 4 分 50 秒

穩定性

測試結果

累計

延誤時間 26 分 40 秒

系統

可用度 9966

列車

妥善率 9286

「系統可用度」是以「（系統試運轉時間系統延誤影響時間）

系統試運轉時間」的比值來表示「平均列車妥善率」是以「平均

每日尖峰可用車組數平均每日全車隊車組數」的比值來表示前述

系統延誤影響時間係指系統或列車延誤超過 90 秒之異常事件或事

故

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

系統穩定性測試正常

本次環狀線第一階段大坪林站（Y06）至新北產業園區站（Y19）

驗證結果如下

1 系統可用度本次系統穩定性測試期間因故障所造成 5

分鐘以上之延誤共 1 次90 秒以上 5 分鐘以下之延誤共 7

次系統可用度達 9966

2 平均列車妥善率本次系統穩定性測試期間累計每日車輛

總數（應出車數）為 112 列車累計每日全車隊可用車（實

出車數）為 104 列車平均列車妥善率達 9286

3 系統穩定性測試期間系統啟動正常且沒有發車失敗之情

形

4 系統穩定性測試期間沒有發生造成全線或區間單雙向營

運中斷之系統性故障事件

5 本專案為無人駕駛系統未於正線發生改採手動駕駛列車模

式之情形

系統穩定性測試所達成之數據系統可用度 9966平均列車

妥善率 9286已符合交通部「大眾捷運系統履勘作業要點」規定

顯示整體系統趨於穩定達成通車前執行系統穩定性測試預期目標

確保通車後提供大眾安全舒適穩定的捷運系統

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

參與單位有臺北大眾捷運股份公司環運處（測試期間之操作及資

料提供）臺北市政府捷運工程局（測試期間之監督）臺北市政府捷

運工程局機電系統工程處（測試期間之執行缺失改善協調與會議

召開）環狀線系統標廠商（義大利商日立軌道車輛及日立軌道交通

號誌共同承攬 Hitachi Rail Italy SpA ndash Hitachi Rail STS SpA

Consortium提供技術支援故障處理排除及測試期間發生缺失項

目之改善）

系統穩定性測試驗證方式

捷運環狀線第一階段機電系統工程已於 108 年 8 月 21 日至 108

年 8 月 27 日進行系統穩定性測試（圖六）模擬每日正常全自動無人

駕駛營運模式（上午 0600 至晚上 2430）按時刻表以尖峰（班距

4 分鐘 50 秒）離峰（班距 8 分鐘）於「大坪林站至新北產業園區站」

區段行駛進行依營運班表連續 7 天之全路段系統穩定性測試並依

運轉實際狀況發佈系統穩定性測試報告並做為達成指標之重要參考

依據

圖六 測試期間行控中心列車運轉情形

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

依交通部頒定之「大眾捷運系統履勘作業要點」規定依通車初

期營運班表模擬運轉實際狀況連續 7 天並發佈系統穩定性測試報

告作為達成指標之重要參考依據完成本案之穩定性測試各項數

據綜整如下表一

表一 環狀線穩定性測試相關數據一覽表

日 期 1080821~1080827

測試時間 1295 小時

每天使用車數

平日 14 列(尖峰)9 列(離峰)

假日 9 列

平均班距

尖峰 4 分 50 秒

離峰 8 分整

最小班距 4 分 50 秒

穩定性

測試結果

累計

延誤時間 26 分 40 秒

系統

可用度 9966

列車

妥善率 9286

「系統可用度」是以「（系統試運轉時間系統延誤影響時間）

系統試運轉時間」的比值來表示「平均列車妥善率」是以「平均

每日尖峰可用車組數平均每日全車隊車組數」的比值來表示前述

系統延誤影響時間係指系統或列車延誤超過 90 秒之異常事件或事

故

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

系統穩定性測試正常

本次環狀線第一階段大坪林站（Y06）至新北產業園區站（Y19）

驗證結果如下

1 系統可用度本次系統穩定性測試期間因故障所造成 5

分鐘以上之延誤共 1 次90 秒以上 5 分鐘以下之延誤共 7

次系統可用度達 9966

2 平均列車妥善率本次系統穩定性測試期間累計每日車輛

總數（應出車數）為 112 列車累計每日全車隊可用車（實

出車數）為 104 列車平均列車妥善率達 9286

3 系統穩定性測試期間系統啟動正常且沒有發車失敗之情

形

4 系統穩定性測試期間沒有發生造成全線或區間單雙向營

運中斷之系統性故障事件

5 本專案為無人駕駛系統未於正線發生改採手動駕駛列車模

式之情形

系統穩定性測試所達成之數據系統可用度 9966平均列車

妥善率 9286已符合交通部「大眾捷運系統履勘作業要點」規定

顯示整體系統趨於穩定達成通車前執行系統穩定性測試預期目標

確保通車後提供大眾安全舒適穩定的捷運系統

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

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營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

依交通部頒定之「大眾捷運系統履勘作業要點」規定依通車初

期營運班表模擬運轉實際狀況連續 7 天並發佈系統穩定性測試報

告作為達成指標之重要參考依據完成本案之穩定性測試各項數

據綜整如下表一

表一 環狀線穩定性測試相關數據一覽表

日 期 1080821~1080827

測試時間 1295 小時

每天使用車數

平日 14 列(尖峰)9 列(離峰)

假日 9 列

平均班距

尖峰 4 分 50 秒

離峰 8 分整

最小班距 4 分 50 秒

穩定性

測試結果

累計

延誤時間 26 分 40 秒

系統

可用度 9966

列車

妥善率 9286

「系統可用度」是以「（系統試運轉時間系統延誤影響時間）

系統試運轉時間」的比值來表示「平均列車妥善率」是以「平均

每日尖峰可用車組數平均每日全車隊車組數」的比值來表示前述

系統延誤影響時間係指系統或列車延誤超過 90 秒之異常事件或事

故

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《都會捷運》

系統穩定性測試正常

本次環狀線第一階段大坪林站（Y06）至新北產業園區站（Y19）

驗證結果如下

1 系統可用度本次系統穩定性測試期間因故障所造成 5

分鐘以上之延誤共 1 次90 秒以上 5 分鐘以下之延誤共 7

次系統可用度達 9966

2 平均列車妥善率本次系統穩定性測試期間累計每日車輛

總數（應出車數）為 112 列車累計每日全車隊可用車（實

出車數）為 104 列車平均列車妥善率達 9286

3 系統穩定性測試期間系統啟動正常且沒有發車失敗之情

形

4 系統穩定性測試期間沒有發生造成全線或區間單雙向營

運中斷之系統性故障事件

5 本專案為無人駕駛系統未於正線發生改採手動駕駛列車模

式之情形

系統穩定性測試所達成之數據系統可用度 9966平均列車

妥善率 9286已符合交通部「大眾捷運系統履勘作業要點」規定

顯示整體系統趨於穩定達成通車前執行系統穩定性測試預期目標

確保通車後提供大眾安全舒適穩定的捷運系統

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《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《都會捷運》

系統穩定性測試正常

本次環狀線第一階段大坪林站（Y06）至新北產業園區站（Y19）

驗證結果如下

1 系統可用度本次系統穩定性測試期間因故障所造成 5

分鐘以上之延誤共 1 次90 秒以上 5 分鐘以下之延誤共 7

次系統可用度達 9966

2 平均列車妥善率本次系統穩定性測試期間累計每日車輛

總數（應出車數）為 112 列車累計每日全車隊可用車（實

出車數）為 104 列車平均列車妥善率達 9286

3 系統穩定性測試期間系統啟動正常且沒有發車失敗之情

形

4 系統穩定性測試期間沒有發生造成全線或區間單雙向營

運中斷之系統性故障事件

5 本專案為無人駕駛系統未於正線發生改採手動駕駛列車模

式之情形

系統穩定性測試所達成之數據系統可用度 9966平均列車

妥善率 9286已符合交通部「大眾捷運系統履勘作業要點」規定

顯示整體系統趨於穩定達成通車前執行系統穩定性測試預期目標

確保通車後提供大眾安全舒適穩定的捷運系統

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

63

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

65

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

巴塞隆納 克拉特拉瓦的橋 ~ Bach De Roda-Felipe II Bridge

蔡俊鐿 博士

60ordm傾斜式鋼拱 如同雙魚優游橋面

西班牙巴塞隆納巴赫德羅達或稱菲利佩二世橋（Bach De

Roda-Felipe II Bridge）由國際橋梁大師克拉特拉瓦（ Santiago

Calatrava）設計本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁當地人稱為

克拉特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）採配對外側雙傾斜式之鋼拱

橋每側垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱兩側鋼拱主要提供行人使

用橋面並向外側擴張類似魚肚以擴大行人的使用空間從上俯視

像兩條魚（圖一）側視交織弦索似提籃

圖一 巴赫德羅達菲利佩二世橋由橋梁大師克拉特拉瓦設計

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

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《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋 名巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

地 點巴塞隆納西班牙

用 途公路橋+人行橋

建造年代1987年

設 計克拉特拉瓦（Santiago Calatrava）建築師（西班牙）

平面線形直橋

結構型式雙弦傾斜式之鋼拱橋

全長主跨128公尺46公尺

橋下淨空 8公尺

結構系統中承式拱橋（外）＋下承式拱橋（內）

墩 柱單柱型橋墩

景 觀造型燈座照明欄杆橋面板鋪面墩柱面線條

圖二 巴赫德羅達菲利佩二世橋側視圖

57

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

58

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

59

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

60

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

61

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

62

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

63

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

64

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

65

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

66

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

67

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

68

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橫跨鐵路 聯結兩個新生區域

巴塞隆納最出名的是高第建築師及聖家堂建築為迎接 1992 年

舉辦的奧林匹克運動會巴塞隆納市政府於 1984 年請建築師克拉特

拉瓦（Santiago Calatrava）設計一座代表城市地標及新意象的橋橋

址選在北邊區域聯結 Saint Marti 及 Saint Andreu 兩個新生區域克

拉特拉瓦構想利用該橋聯結周遭公園及都市地景營造巴塞隆納新生

市區特色巴赫德羅達菲利佩二世橋（Bach De Roda-Felipe II Bridge）

跨過鐵路聯結兩側的巴赫德羅及菲利佩二世兩條平行道路（圖二）

最特別的是提供兩處外側斜拱橋空間給行人專用汽車則行駛中間垂

直拱的橋面每側利用雙拱結合兩側吊索讓行人享受行走如同穿越

隧道的趣味兩端並有階梯可走到橋下公園當地人特別稱之為克拉

特拉瓦的橋（Calatravarsquos Bridge）不僅作為城市的基礎建設也代表

巴塞隆納市居民的感情及新標誌

俯視像魚 仰視像恐龍肋骨 不同角度不同意象

本橋為克拉特拉瓦設計的第一座橋梁設計意象與自然及環境相

融合橋型不論從側視及下俯視都有魚的意象（圖三）象徵巴塞隆

納臨海特色傾斜式鋼拱雕塑造型橋墩及燈塔造型橋頭燈構成本

橋多樣性景觀任何角度看橋都有不同視覺感受側看全橋像中承式

提籃形拱橋搭配 V 型橋墩兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（圖四）

圖三 橋型設計意象如魚一般（參考 Santiago Calatrava）

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《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

59

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

60

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

61

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

62

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

63

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

64

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

65

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

66

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖四 兩條拱肋交叉仰視像恐龍肋骨（參考 Santiago Calatrava）

克拉特拉瓦本身專業結合建築師及工程師為一體設計理念結合

「建築」與「工程」設計作品不僅展現最高水準「state of the art」

之作品特性而且兼具未來性可稱為近代橋梁及建築美學的大師他

認為建築（architecture）即是藝術（art）而工程是建築的一部份

也是藝術的一部份其實是出自同一脈絡的克拉特拉瓦所創造的結

構元件只要喜歡都可當作雕塑作品作品中橋梁型式主要設計元素

常為拱及吊索結構之混合體（圖五）其中拱為抗壓構件吊索為抗

張構件

圖五 拱及吊索為克拉特拉瓦設計橋梁常見元素

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《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

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《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

63

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《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

65

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

66

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

67

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

68

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

內側垂直拱及外側傾斜拱 形成穩定三角形結構

巴赫德羅達菲利佩二世橋建於 1984 至 1987 年總長 128 公尺

橋下跨鐵路的淨空 8 公尺橋梁力學系統選擇拋物線拱橋（圖六）

除滿足設計載重功能需求更展現力與美壓低拱高對周遭建築天際

線影響最小全橋包含 3 大段其中主跨段長 46 公尺採配對雙弦

傾斜式之鋼拱橋垂直鋼拱搭配 60ordm之傾斜式鋼拱以形成三角形的

穩定結構（圖七）連拱肋都是三角形中空鋼梁兩側跨段長 25 公尺

配置人行階梯以銜接公園側視交織弦索似提籃垂直吊索處之基座

亦可提供行人休息座椅兩鋼拱間之橋面則提供汽車行駛橋面結構

以鋼橫梁托在兩側鋼拱橋主梁上鋼橋採取白色塗裝融合混凝土橋

墩亦呼應巴塞隆納藍天白雲背景橋下外挑懸臂板陰影讓主梁構造

顯得纖細

圖六 立面圖（參考 Santiago Calatrava）

圖七 斷面圖（參考 Santiago Calatrava）

本橋設計壽命 120 年鋼及混凝土材料均考慮耐久性結構系統

主要為繫拉式拱橋結合拱抗壓及主梁抗拉特性全橋兩側由兩種拱

60

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

63

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

65

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

橋系統組成外側斜鋼拱為中承式拱橋承受行人載重及增加穩定性

內側垂直鋼拱為下承式拱橋承受車輛載重兩外側傾斜及垂直拱外

形成穩定三角（圖八）以抵抗側向外力

圖八 內側垂直拱及外側傾斜拱

為減小梁深利用密佈吊索懸吊主梁承受載重（圖九）每處採

2 根吊索增加安全性及更換保障鋼梁搭配混凝土橋面板構成複

合式結構所有鋼梁接頭及加勁板外露不隱藏凸顯功能性設計特色

直徑 800mm 樁作為主要基礎構件設立地梁聯結兩外側基礎以抵抗

傾斜拱傳遞的水平力BS5400 對人行振動服務需求規定垂直自振頻

率超過 5Hz以滿足人行振動服務需求本橋採鋼拱懸吊系統主要

是質輕的鋼構材料垂直自振頻率低於 5Hz勁度需求稍顯不足

圖九 外主梁吊索錨定

61

營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

62

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

63

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

64

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

65

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

66

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

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《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

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營建知訊 446 期202003

《國際瞭望》

圖十 內主梁及拱肋吊索錨定 圖十一 拱肋及主梁角隅

結合建築工程與雕塑 獲巴塞隆納市藝術獎

本橋引導用路人漫遊在兩端公園及跨越鐵路並與兩端步道及自

行車道串連形成便利的行人遊憩空間克拉特拉瓦結合建築工程

與雕塑橋型的研擬以景觀橋塑造地景方式配合橋頭燈塔造型燈

座特殊鋪面造型欄杆照明及墩柱表面水平線條提供空間視覺

聚焦之所在（圖十十一）創造出巴塞隆納城市美學巴赫德羅達

菲利佩二世橋已成為巴塞隆納的地標及建築象徵獲頒巴塞隆納市藝

術獎實至名歸

62

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

64

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

65

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

66

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

67

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

68

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

天候因素之工期展延分析（上）

藍秉強 臺灣營建研究院 工程法務與鑑識中心主任

展延工期常出現爭議及訴訟

專案工程的施工多數於室外進行因工作項目不同受不良氣候

的影響也有所不同影響嚴重者例如填土或路基的滾壓鋼構的電

焊雨天將影響成品的品質規範常規定一定雨量或濕度不得施工的

情形影響輕微者例如植栽油漆模板組立（有廠商主張組立需

採用電焊雨天難以施做）鋼筋彎紮等無影響者例如室內油漆

粉刷等合約如規定工期以工作天計算可依不良天候是否具體影響

工作來認定是否為工作天而免計入工期現代工程合約多採用日曆

天計算工期當日是否為可工作的狀態對工期計算原則上不影響

得否以不良天候為事由主張展延工期仍須以符合契約展延工期規定

為主要認定依據實務上當事人常發生爭議進入訴訟後也常需專業

單位鑑定

不良天候得否展延工期應考慮之基本因素及常見契約

規定

特定事由得否展延工期有一般要件及相當於該特定事由之特殊

要件（例如契約對展延事由有特別約定或屬公共工程而官方機關已

訂定可參酌行政規定）分述如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

64

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

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營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

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營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

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《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（一） 一般要件以行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 1

款為例1履約期限內有下列情形之一（且非可歸責於廠

商）致影響進度網圖要徑作業之進行而需展延工期者廠

商應於事故發生或消滅後＿日內（由機關於招標時載明未

載明者為 7 日）通知機關並於＿日內（由機關於招標時

載明未載明者為 45 日）檢具事證以書面向機關申請展

延工期hellip可見得展延事由之要件包括（1）履約期限內

發生展延事由（2）展延事由非可歸責於廠商（3）展延事

由影響進度網圖要徑作業（展延事由與要徑作業受影響彼此

有因果關係）

（二） 特殊要件下列契約條款就不良天候得否展延工期有不同約

定分述如下

（1）行政院工程會工程契約範本第 17 條第 5 項第 2 款因下

列天災或事變等不可抗力或不可歸責於契約當事人之事

由致未能依時履約者廠商得依第 7 條第 3 款規定申

請延長履約期限不能履約者得免除契約責任

2山崩地震海嘯火山爆發颱風豪雨冰雹惡

劣天候水災土石流土崩地層滑動雷擊或其他天

然災害

本款列舉颱風豪雨冰雹惡劣天候水災為展延事由

但豪雨之雨量大小及惡劣天候之程度為何仍須個案釐

清

（2）行政院工程會工程契約範本第 7 條第 3 項第 2 款因天候

影響無法施工

廠商應舉證不良天候發生時依據網圖工地應施作之要徑工項

受影響而無法施工

64

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

65

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

66

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

67

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

68

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

（3）某公共工程契約第 7 條第 1 項第 1 款第 2 目契約履約期

間有下列情形之一確非可歸責於廠商者得不計工期

(1)發生不可抗力之事故

不計工期事由以不可抗力為要件甚為嚴格同條第 2項第 1款

第 1 目（展延工期事由）發生天災或事變等不可抗力之事故條文

內容似乎有放寬一些但也包括不可抗力事件則發生不可抗力事

件時廠商似乎可以選擇申請不計或展延工期

（4）2017 FIDIC Conditions 第 85（C） The Contractor shall be

entitled subject to Sub-Clause 202 to Extension of Time if and to

the extent that completion for the purposes of Sub-Clause 101 is

or will be delayed by any of the following causes

(c) exceptionally adverse climatic conditions which for the

purpose of these Conditions shall mean adverse climatic conditions

at the Site which are Unforeseeable having regard to climatic data

made available by the Employer under Sub-Clause 25 andor

climatic data published in the Country for the geographical location

of the Site

依本條規定不良氣候應達嚴重程度（exceptionally）且於比對

已取得之投標文件或當地氣象資料達不可預見程度時方能請求

展延工期另於第 181（f）對不可抗力事件之展延如下(f) natural

catastrophes such as earthquake tsunami volcanic activityhurricane or

typhoon

展延事由以發生颶風或颱風為條件

65

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

66

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

67

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

68

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

得展延之佐證資料

廠商擬申請或於訴訟仲裁調解程序中取得工期展延對有非

可歸責於廠商之正當展延事由及得展延天數有舉證責任常見佐證資

料如下

（1） 來往函件發生不良天候影響工期事件後廠商發文或於

專案會議向業主報備之文件以證明展延事由確實存在

非可歸責於廠商

（2） 進度網圖指出受影響之工作為要徑作業及受影響之期間

及天數如果要徑作業改變也要說明新要徑為何及要

徑改變原因不良氣候如造成工地全面停工則要徑作業

當然受到影響此項舉證工作或許可免除例如當地政

府已公布因颱風停止上班上學

（3） 施工日誌及工地照片證明不良天候發生之期間工地發

生停工或只能進行搶救或施作非要徑之工作

（4） 官方氣候資料證明不良天候存在期間及雨量大小不同

氣象測站累計雨量會有差異一般會採用較靠近工地之測

站數據

（5） 鑑定報告委託專業機構技師對該不良天候影響工進提

出分析報告

（6） 施工規範特定作業可能規範註明不得於雨天施工（例如

道路面層之滾壓）或潮濕氣候不得施作（例如鋼構電焊作

業）

（7） 其他行政規定或補強文件以台北市政府及經濟部水利署

訂頒之行政規定為例說明如下

66

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

67

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

68

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

1 臺北市政府工程契約訂約後工期核算要點第 6 條第 6 項

六不論所訂工期為「日曆天」或「工作天」有下列因素之

一者廠商得向機關申請檢討工期但其與前二點重疊者只

計其一

（六）各項工程於施築下列項目因天雨影響無法施工且屬預

定進度表之主要工作項目或預定進度網狀圖主要徑之工程項

目時得提報停工或展延工期並於提報工期檢討時檢附氣

象資料佐證

1需分層夯（壓）實並作壓密試驗者如土堤路床路基

管溝回填整地工程等

2各類面層如人行道露天混凝土地坪面磚外牆或表層

粉飾油漆屋頂防水瀝青混凝土鋪築環氧樹脂地坪等

3鋼構之工地現場組裝焊接護坡或邊坡工程伸縮縫處理等

本要點具體列舉受不良天候影響之工項

2 經濟部水利署辦理工程工期核算注意事項第 7 條

凡有附表一所列「無法施工原因」致全部工程或要徑作業無法

進行且不可歸責於廠商者廠商得依該表「分析計算原則」

申請核算所需展延天數後辦理工期之展延

附表一第（十五）項施工期間之降雨日數（日降雨量超過五

公厘者）超出轄區內預估降雨日數經認可者第（十六）項

颱風水位暴漲大浪或地震致全部工程或要徑作業不能進行

者第（十七）項填方工程因雨受濕致含水量過高須翻曬

風乾或土方置換者第（十八）項路面工程噴灑透層粘層

或鋪設瀝青面層因雨後潮濕不能施工者第（十九）項建

築工程從事室外粉刷裝修油漆等工作因雨後潮濕不能施

67

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

68

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《合約工程師》

工者第（二十）項降雨後工地泥濘施工機具無法進入施

工者

本注意事項相當詳細其中第十五項提到轄區內預估降雨日

數在本注意事項中也列舉各水系預估降雨日數作為計算依

據

（下篇討論實務上之參考案例）

68

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

工程專案 BIM 模型沿用與深化之構想初探

周敬淳 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案經理

林祐正 國立臺北科技大學土木工程系 教授兼工程學院副院長

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼系主任

BIM 政策指引不明確 致效益無法充分發揮

BIM（Building Information Modeling）模型作為資訊的載體為

實現資訊整合隨著專案推進持續地沿用與深化模型應是最理想的

方式然而實際應用上模型的沿用與深化並非僅是線性累積資訊的

過程由於工程專案參與者眾多設計與規劃階段可能包含數十家受

委任方倘若業主在契約書中未明定交付標準或資產資訊需求各受

委任方難以達成一致的資訊傳遞介面除此之外政策與工作流程亦

深深地影響 BIM 模型的演進關係國內有許多單位已導入 BIM在

專業領域頗有收獲但仍面臨政策上貫徹 BIM 的指引或辦法不明朗

的情況導致資訊斷鍊及重複工作無法充分發揮 BIM 應用的效益

適逢 ISO 19650 推出一年多國內已有應用 BIM 不遺餘力的

單位獲得認證筆者想藉此機會以 BIM 模型作為資訊載體貫穿建

築全生命週期的工程專案為目標就現行設計與施工階段 BIM 模型

沿用與深化所面臨的議題提出一些觀察與看法並期盼與業界先進

探討與交流

打造資產資訊模型

ISO 19650 描述了專案生命週期資訊交付的基本原則與概念並

將重點放在資產資訊（Asset Information）（International Organization

69

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

for Standardization 2018）因維運階段是建築生命週期最長的時期

資產持有人為維持建物服務品質或調整建物用途需持續投入資金

對大部分的專案來說投入於維運階段的資金往往高過興建建物本身

的費用因此完整且正確的資產資訊顯得至關重要

目前許多專案的資產資訊仰賴竣工點交時建立但部分重要資訊

若未能於設計施工階段留存後續需花費更多人力資源來建立資訊

甚至可能根本無法再取得資訊許多曾嘗試導入 BIM 的業主從過去

幾年的經驗中逐漸意識到資產資訊模型建立的工作不應在竣工點交

才開始而應在設計施工階段逐漸建立起來

然而若要將資產資訊模型建立的時間點往前延伸到施工階段甚

至是規劃設計階段其中有幾個議題需要被探討例如 BIM 模型在

生命週期各階段要留存哪些資訊由誰留存於何時留存與現行

的工作流程的關係是什麼如何確保資訊的品質BIM 模型在不同

委任方之間的關係是什麼如何維護這些模型以及如何避免工作

重複

資訊傳遞的瓶頸

前述幾個問題都是以受委任方的視角出發考量臺灣已有部分地

方政府應用 BIM 於建築管理流程輔助建築執照審核使用我們應

該也將這條軸線納入 BIM 模型演進的整體考量換句話說BIM 模

型的演進沿著兩條軸線發展一條是由建築師產出的建築管理資訊模

型群另一條是由營造單位產出的專案資訊模型群圖一為筆者基於

現行專案執行流程對 BIM 模型演進提出的初步構想

70

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

Retrieved March 16 2020 from httpswwwisoorgstandard68078html

74

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

圖一 BIM 模型演進的初步構想 (本文作者製作)

建築管理 BIM 建模流程

圖一中第一條軸線由建築管理透過建造執照使用執照等制

度確保建築物的空間尺寸材料用途等合乎相關建築法規與都

市計畫法規現行建築管理單位主要審閱位置圖立剖面圖配置

圖等資訊對 BIM 模型資訊需求相對單純初步設計模型即可滿足

建築師完成初步設計後交付建照模型（及圖說）予建管單位以申

請建造執照建照模型應包含基本的結構尺寸樓地板面積開口尺

寸等資訊取得建造執照後專案進入施工階段建管單位在指定的

施工進度點前往施工現場勘驗

勘驗的目的在確保營造單位按核准的圖說施工若無設計變更

建管單位應能以建照模型（及圖說）作為勘驗的依據若有設計變更

則建築師須在申請設計變更時交付新的建照模型（及圖說）之後

71

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

營建知訊 446 期202003

《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

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建管單位以設計變更後的建照模型作為勘驗施工現場的依據施工完

成後由建築師或營造單位向建管單位申請使用執照並交付使照模

型（及圖說）予建管單位使用執照主要有兩個目的一為確保施工

現場是與使照模型（及圖說）相符二為確保使照模型與建照模型相

符那麼對建管單位而言若使照模型與建照模型有沿用或深化的

關係便能提供較佳的資訊一致性

而圖一中第二條軸線建築師完成建造執照申請通過後建置細

部設計（細設）模型並將細設模型交予營造單位若專案為統包

設計單位與營造單位皆由統包商管轄那麼統包商在設計初期可律定

一致的模型編碼元件屬性元件對應關係等規範則施工模型或有

可能沿用細設模型繼續深化然倘若設計單位與營造單位為不同廠

商又未律定一致的模型規範營造單位常常因為自身的施工管理需

求而會另外建置施工模型導致細設模型與施工模型的演進是斷開

的

然而對業主而言為了避免竣工點交時設備資訊不完整或品質不

佳的情況出現應盡量提前在施工過程中建置與確認設備資訊但施

工過程中有眾多的承包商進場施作的時間不同模型發展的進程也

不同因此衍生出營造廠如何整合不同廠商的資訊並在約定的時間

點將設備資訊交付給業主等議題

營造單位竣工模型常見作法

在圖一中的第一條軸線施工完成後建築師或營造單位須提供

使照模型（及圖說）予建管單位以申請使用執照一種可能是由建

築師製作使照模型營造單位製作施工模型另一種可能是統一由營

造單位製作這兩套模型其中的權責與成本效益需近一步討論與分

析雖然表面上使照模型不見得由營造單位建置但目前營造單位被

72

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《資訊科技》

要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

73

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《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

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Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

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要求負責建置是常態除了使照模型外施工完成後營造單位通常

還須負責建置竣工模型以及維運模型竣工模型交付給業主維運模

型交付給維運單位竣工模型的主要任務為提供業主與完工現場一致

的資訊以利完工驗收而維運模型主要任務為提供維運單位充足的

資產資訊進行管理維護及更新設備使用由於竣工模型與維運模

型皆由營造單位製作且維運單位一般是由業主委任目前常見營造

廠將維運所需的資訊一同建置於竣工模型中交付給業主業主再直接

將竣工模型作為維運模型供維運單位使用

以營造單位的角度來看竣工模型可以透過簡化施工模型或沿用

設計模型再加工後得到而沿用設計模型再加工應是比較容易的方

式一方面因為竣工模型理論上應與使照模型共同具備的資訊一致

沿用設計模型可降低兩者不一致的機率另一方面則考量施工模型可

能包含過多非必要的資訊（例如營造單位為了滿足施工計畫吊裝

計畫澆置計畫等在模型中加入工法工序等資訊）營造單位需

額外耗費人力移除這些資訊若不移除則可能會增加業主瀏覽維護

及更新資訊的難度且有暴露公司內部商業機密的風險

而不論營造單位採取簡化施工模型或沿用設計模型都需額外加

入維運資訊而營造單位採沿用設計模型再加工成為竣工模型的模

式則考驗業主如何確保竣工模型與現場一致

建築管理與營造專案 兩軸線資訊模型互動待探究

綜上所述第二條軸線的受委任方眾多各受委任方通常依照自

身或業主的資訊需求來打造模型有些資訊僅供自身使用不見得需

要傳遞給其他專業除此許多導入 BIM 技術多年的設計或營造單

位已發展出獨特的元件命名原則深化程度以及版本控制機制這

些獨特之處不僅是因為公司制度與習慣的不同還攸關商業上的競爭

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優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

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Concepts and principles

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《資訊科技》

優勢這同時增加了各受委任方之間的模型整合與品質確保的難度

以 BIM 模型於生命週期演進的全貌來看建築管理資訊與專案資訊

兩條軸線的互動模式值得我們更深入的探討

業主如何將所需的資產資訊保留到維運階段降低資訊斷鍊的情

形減少重複工作維持或增加受委任方的效益以促進市場合作與

競爭的活力將是未來政府執行 BIM 策略規劃之重要議題

參考文獻

1 International Organization for Standardization(2018)ISO 19650-12018

Organization and digitization of information about buildings and civil

engineering works including building information modelling (BIM) mdash

Information management using building information modelling mdash Part 1

Concepts and principles

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