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智能綠建築大樓的建築規劃與設計整合
以中鼎集團第二總部大樓為例

— 工程事業群 中鼎 專案設計經理部 設計經理 林文欽
中鼎集團因應國際化與智能化發展,於成立40週年之際,由同仁親自打造了集團第二總部大樓。此棟大樓導入綠建築設計,並透過雲端、物聯網、大數據及人工智慧等新科技,開發出涵括智慧空調、照明、安防、能管、維運等智慧監控及應用技術,為一棟兼具節能、永續與環境共生的綠色總部大樓,預計於2021年完工,除將取得台灣鑽石級、美國黃金級綠建築與台灣鑽石級智慧建築三大標章外,並將成為台北市智慧創新的建築典範新地標。

結合智能與綠能 實現人與環境及設施對話的智慧大樓

本大樓為座北朝南、地上12層鋼骨(+BRB制震斜撐)、地下2層鋼筋混凝土結構,結合綠能及智能整合應用的建築大樓。座落於「北投士林智慧生態示範科技園區」,地處双藍帶外雙溪與基隆河兩河交匯之綠帶運動公園旁,鄰近洲美蜆仔港生態公園,環境優美、公共交通四通八達,地理條件十分優越。基地1567坪(5180.47m²)僅建築583坪(37.21%),餘廣達984坪全數保留為中鼎專屬開放空間,並滿植楓香、山櫻花等喬木及長紅木等灌木,綠覆率高達266.15%。

本大樓已取得台灣綠建築(EEWH)鑽石級標章候選證書,台灣智慧建築(IGB)鑽石級標章和美國綠建築(LEED)黃金級標章亦在申請中。此外,本大樓也是全國第一棟依據最新最嚴的LEED-NC V4.0申請的黃金級認證大樓,根據節能分析,節能量高達24%左右 (一般智慧大樓節能量約16%左右)。為滿足同仁健康環境及綠建築、LEED之最高等級要求,創造一棟節能、永續及與環境共生的綠色總部大樓,其設計涵蓋四大面向:
一、生態
屋頂綠化、綠覆率高達266.15%之樹海廣場/藝文陽光草坪、誘蝶誘鳥原生喬灌木、花園綠地保水積磚、連鎖磚透水鋪面、雨水截留滲透側溝、滲透管滲透陰井、中水/雨水回收池…等。
二、健康
自然通風採光、外牆隔音、全棟使用智能燈控高效率防眩光護眼LED照明燈具(符合光源光生物安全性及防藍光危害評估標準)、100%新鮮外氣預冷通風換氣引入中央空調、影印室/廁所負壓排氣、CO₂濃度控制、全棟超過60%以上裝潢採低逸散綠建材、資源分類回收箱、冷凍空調廚餘桶、密閉式垃圾子車…等。
三、節能
屋頂隔熱、外殼垂直遮陽、Low-E複層玻璃、電動遮陽捲簾、漸層捲簾晝光利用、感應調光照明、乾淨雨水轉化景觀噴泉水池用水、配合雨水感知器景觀滴灌再利用、中水回收再利用沖廁、太陽能板、太陽能儲電路燈/景觀崁燈、空調能源效率最佳化、高效率節能磁浮冰水機、高溫差FCU、節水型冷卻水塔、冷凝水冷能回收、數位電錶/水錶、自動沖廁/感應水龍頭、UT省水標章衛生設備、綠色IT機房、位能回收電梯…等。
四、減廢
輕量化鋼構造、鋼承版系統、輕量化隔間、輕量化帷幕牆、高性能混凝土、明管/管道間、管線組立模組化、生活雜排/雨污水分流、環保車位、電動車充電站…等。

節能、永續與環境共生的綠色建築

為整合人工智慧,本大樓同時應用最新智慧節能科技與前瞻大數據整合控制模組,滿足台灣最高等級(鑽石級)智慧建築 標章的嚴格申請規定,並運用大數據演算法串接機電基礎設施及其子系統,以內外環境溫濕感知與調控 (智能空調)、內外環境光照感知與調控 (智能照明)、智慧安防強化門禁管理 (智能安防)、智慧能耗績效管理 (智能能管)、智慧監控優化管理操作 (智能維運)等五大設計手法,串接智慧監控並與高效節能設備對應,創造出一棟能與人、環境及設施對話的智能綠建築總部大樓 。

能與人、環境、設施對話的智慧大樓

以BIM整合專案各階段工程執行 進行建物全生命周期管理

BIM建築資訊模型 (Building Information Modeling),為建築全生命週期各界面溝通協調的主要平台工具和資訊載體,各參與者在專案不同階段,可經由此模型中建立、提取、更新和修改資料,以支持與反應各自職責的協同作業,是發展智慧建築的重要配套工具。本大樓於申請 鑽石級智慧建築標章時,便是以「BIM模型應用」於「管路碰撞檢討」及「設施管理系統應用」項目獲得滿分。

本案設計整合,利用BIM作為提升設計、施工及後續維護管理功效的工具,於施工前就能有效檢核設計圖及提早解決施工衝突問題、預先模擬工地及進行施工順序檢討,減少未來實際施工階段設計圖及人為的工作失誤、預備交付BIM竣工模型作為智慧建築載具及促進營運管理的應用,以提昇智能綠建築大樓管理空間、設施的整體效益及能效。

BIM建置準則配合達成目的及工程進度期程,可分三階段:
一、設計圖階段:使設計各項圖說、透視、動畫整合,達一致性
依照預定進度表,訂定各階段建築資訊模型詳細度 (如LOD300+Piping>2")及建模資訊管制表,據以執行。詳細度須滿足並提供各階段檢討設計/施工之用,如門窗開口,設備/管線留設、開關插座等的大小、規格、定位;透過模型建置整合建築/結構設計並進行各項需求及法規檢討,提供圖說送審及報告書圖使用;透過各專業整合模型與相關單位進行設計溝通協調,以3D視覺化方式進行各式會議及說明,降低設計圖說解讀上的認知差異。透過碰撞檢討查驗設計品質,進行各專業設計介面檢討,並優化設計,減少日後施工介面衝突。

設計圖階段即依BIM建置準則,使設計各項圖說、透視、動畫整合達一致性

二、施工圖階段:4D工程進度模擬,擬訂施工計畫/控制工序、期程
3D數位模型須配合工程進度建立4D工程進度模擬,以3D視覺化模型導引檢討工法/工序,產出施工圖做為施工圖送審及施工品管依據,編定送審進度表以管制進度,並於澆置前完成圖說送審,透過施工放樣及檢驗停留點進行施工查驗,以確認模型品質和施工品質、4D進度模擬導引各式會議討論,減少圖面理解錯誤造成的重複作業,協助施工現場的各項溝通、查驗、有效協助工程順利進行 。

施工圖階段即建立4D工程進度模擬,擬訂施工計畫/控制工序、期程

三、竣工圖保固階段:驗收依據、促進後續維管使用及營運能效
依據施工圖說修正建築結構施工模型,成為竣工模型,產出竣工圖說,作為竣工驗收之依據。各項竣工驗收移交的操作維護資料,需以明細表方式完整建置於竣工模型中,供BIM系統未來包含軟、硬體及各項設備維護保養時的規格資料調閱之用,於竣工後點交予管理者,並給予適當的教育訓練,以利管理者進行後續使用。BIM應用於設施管理系統,作為智慧建築載具及營運管理使用,可大幅促進智能綠建築大樓的空間及設施維護管理能效。

竣工圖保固階段應用BIM可大幅促進智能綠建築大樓的空間及設施維護管理能效

結 語

中鼎集團第二總部大樓為北市府在「北投士林智慧生態示範科技園區」所發出的第一張建築執照,整體規劃除擁有人性化、實用及舒適的彈性辦公空間,同時融入先進綠建築及智慧建築設計手法,實現一座能與人、設施、環境對話及節能、永續與環境共生之智能綠建築大樓,相信本大樓在完工後,將為中鼎集團進軍智能新藍海再添助力。
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