摘要

十四廠三期辦公棟創新設計與維護簡介
Keywords / Ecological River And Green Wall,Natural Lighting,Maintenance Management4
十四廠三期辦公棟是目前台積最新穎的辦公區,有多項創新的設計及兼具綠建築的實踐。除了延續十二廠四期辦公棟的設計理念外,也導入許多新的設計概念來讓辦公環境更自然且人性化,本文的主軸以介紹幾項能夠代表這棟建築物的獨特性為主,並將新設計所呈現的效果、功能及維護保養加以說明,這幾項創新的設計分別為: 1. 建築物週圍擁有全公司最長的景觀河道,最大面積的景觀植栽及各式水車與落瀑設計 2. 最佳的自然採光設計 3. 室內設計大型天井並配置最高及最具特色的植生牆 4 地下室汽車停車場設計自然採光、景觀花台與自然通風 當然這些新的設計也讓後續運轉及維護單位帶來挑戰,雖許多設計概念有F12P4辦公棟可以參考,但由於規模及南部氣候的不同,仍需仔細計畫未來的維護管理,讓這些創新設計可以長久的造福台南廠區的所有同仁及來賓與廠商。
景觀及生態河道設計 Landscaping and ecological river design
在景觀規畫的過程中配合南部區域特色,推動環境保護、綠建築與在地人文結合,打造南科廠區成為一個「清潔生產、舒適生活、豐富生態」的綠色園區。
圖一、南科生態、生活、生產區域分析示意圖

圖二、F14P3 OFFICE 景觀設計平面圖

落實在F14P3辦公棟的景觀設計概念,由南側主入口(如圖三所示粉紅區塊)說起,設計概念發想起源於南科此區塊於未開發前為阡陌蔗田之人文背景,結合灌溉渠道意象轉化為生態河道呈現;地景以阡陌分割為主題,點出廠區規劃的整體概念。OFFICE北側入口以及東側腹地(如圖三所示綠色區塊)以生態議題為主軸,在現今的科技廠房呈現前人水車智慧最為此區域畫龍點睛的精神意象;亦呼應遠程活水計畫下之一環,更運用水系及陸系生物廊道連結P4 FAB北側之生態河道,再再呈現出尊重生命的理念,落實生物遷徙行為之無障礙空間。
圖三、F14P3 OFFICE 景觀設計概念分區示意圖

圖四、生物廊道橫向剖面示意圖

照片A、在地人文智慧展現:圓形水車

照片B、在地人文智慧展現:龍骨水車

生態池、河道
F14P3 OFFICE東側以及北側腹地運用生態池以及生態河道串連,營塑點與線的綿延棲地空間。生態池岸部分的緩坡設計,利於昆蟲、爬蟲類上下池岸;亦採用石塊砌疊之方式創造多孔隙環境,提供生物棲息場所。
F14P3 OFFICE生態河道有別於F15生態河道依間歇河概念設計,因應F14基地高程變化不大之特性,創造較為平緩靜謐之河道景觀。
水位控制的設計亦結合廠區筏基之回收水、中水再利用,作為生態池以及河道的補水、綠化區域澆灌等用途。
水生植物亦是生態水域在規劃時重要的一環。池中混植浮葉水生植物及挺水植物,池邊主要栽植落葉喬木(落羽松),部分配以常綠喬木。植物提供草食動物的食物,也可作為生物覓食、築巢、產卵、避難的場所,豐富的水岸及水生植群讓生態池池岸充滿生機。
照片C、生態池

照片D、河道

生物廊道
道路促進產業的發展、廠區的便利,但相對的亦造成生物棲地零碎化現象。因應此現象的對策,廠區亦創新的引入生物廊道的設計,概念在於提供動物橫過道路之替代途徑,降低動物直接穿越道路的必須性。
F14P3 OFFICE北側入口跨水利溝渠之橋體設計融入水系以及陸系生物廊道,串連棲地的延續性,營塑生物友善空間。
圖五、水系陸系生物廊道縱向剖面示意圖

照片E、生物廊道水系陸系出口處

照片F、由側邊可見通透性設計之生物廊道

由於台南廠區較其他廠區幅員遼闊而且完整,故有機會作較大規模的生態池及景觀河道設計。不過南部氣候炎熱且雨量集中,如何克服蒸發量及滲透量的補水機制,相較於新竹廠區應有不同的思維來進行,而如何不增加工廠用水量,相對更為重要,畢竟南部的用水仍較為吃緊。首先是開源,雨水回收是重要的來源,目前已有設計但未經實務歷練需持續紀錄觀察;其次為辦公棟的空調冷凝水的收集,這是相對穩定的來源但量較少;再其次是RO飲水機的製作排放水;另外還有近來提及過的滯洪池及園區中水亦是可考慮的選項,但仍要審慎評估其汙染的可能性,畢竟那是無法掌握品質的水,一旦汙染整個台南廠區的土壤或蟲害就一發不可收拾。節流部分則是因應廠區內的地形地物檢討出最低水量的生態存活模式,以因應枯水期限水時的作為。另外還可由景觀澆灌系統做節水的措施,將植栽布置規劃依耗水的程度分布,使用適宜的噴灌或滴灌模式,讓寶貴的水資源合理並有效運用,又兼顧景觀設計。
建築自然採光設計 Natural lighting design
為使同仁在辦公室內有陽光及親近外界的洗禮,又考量節能訴求,在建築物設計時加入了真空雙層強化玻璃外牆且加上隔柵飛簷遮光設計,又加入單元型空調機(Fan Coil Unit, FCU)於窗邊協助隔熱,外牆附近座位上方照明可作調光控制,一連串的相關設計就是為了保有自然採光的優點避免陽光透入時的熱及過亮的缺點。由於整個大片落地窗面東,上午是接受考驗的時段,預計會遇到的可能難題是熱源是否可因FCU的空調隔熱而解決,而FCU的空調冷凝水盛水盤多久會因水垢阻塞,找出維護頻率周期是維護單位中要的課題。另外由於是玻璃外牆,故容易令同仁感到玻璃外牆髒汙不潔,洗外牆的頻率及成本應會增加,洗窗的相關機制及工安考量會是運轉後的重要課題。
圖六、辦公棟外牆遮陽及採光示意圖

為了兼顧良好的自然採光及避免增加室內空調負載,建築整體的自然採光系統包含四個子系統,分別為:
- 東側及南側採大量遮陽格柵降低熱幅射進入室內
- 使用低能量、低幅射玻璃(Low E),可以隔熱透光,節省空調照明的用電
- 屋頂設置大面積採光天井
- 室內在靠近外牆處局部挑高,大量引入自然光
圖七、辦公棟屋頂採光示意圖


建築遮陽設計簡介
設計得宜的遮陽裝置可以有效地降低建築物的空調系統負荷及降低房間內部照度的反差比,從而消除眩光。遮陽裝置的設計取決於太陽在一天和一年中的位置變化,例如在夏季,太陽位於較高的角度,這時在南面的窗戶上使用懸掛遮陽裝置是最有效的。而在冬季,在南面的懸掛遮陽裝置便能讓位於較低角度的陽光進入室內以提供熱能。北面的窗戶因為很少受到太陽光的直射,因此一般都不需要在這方向安裝遮陽裝置。
天然採光的設計
天然採光的設計大致可以分為兩類:側窗採光和頂窗採光。側窗採光是利用建築物周邊的窗戶讓光線透入。 為了使天然採光達到最大的效果、用作採光的玻璃應儘量靠近天花板,使日光能從天花板反射到房間的內部。能引入多少日光很大程度上取決於建築物的朝向。將建築物較長的一面向著南面和北面可加大日光的利用。而減低向東面和向西面的窗戶面積可防止大量陽光直接進入建築物,從而減少眩光的產生。屋頂安裝垂直及傾斜的透明玻璃,而在每塊玻璃之間以傾斜的組件分隔,使屋頂呈鋸齒狀。這種設計可以讓日照平均地照亮整個室內空間。使其採光能力達到最大,同時亦不會增加太陽幅射熱進入室內。
天然採光之功能驗證
關閉四~七樓的所有人工照明,分別在早上及下午針對自然採光區進行照度量測,結果如圖八所示。外牆設置大面積的透明玻璃,在四、五、六樓自然光引入室內的有效距離約五米,各樓層差異不大。七樓最接近採光天井,因此自然採光效果最佳,介於東側玻璃圍幕與採光天井間之區域,約四百平方公尺的區域可以完全不需要人工光源,七樓自然採光測結果如圖九所示。
圖八、辦公棟屋頂採光示意圖

圖九、辦公棟七樓自然採光量測圖

人工照明和天然採光設計是需要互相配合
善用天然光不但可為建築物節省能源,而且能使室內有更舒適的光度。若與人工照明系統配合得宜,採用天然光還可創造一個舒適的視覺環境,從而增加員工的生產力。一個成功的天然採光系統不僅是倚靠建築上的設計,而且還需要適當地配合人工照明系統才可達到有效的節能效果。因此上述之量測結果可搭配光敏電阻達到自動調光之功能。
大型天井及最具特色的植生牆 Large patio and unique vegetation walls

在建築物內設計一座綠意盎然的生態中庭,並設置光亮輕巧的樓梯及七座13.5米高的植生牆,植栽意象為綠草、藍圳及彩蝶,讓員工可以穿梭在綠意之中。上下樓層時喜歡走樓梯,代替非人性化的電梯,創造更健康活潑的工作環境。此外,植物會進行光合作用,能吸收二氧化碳並排放新鮮的氧氣,可以改善室內的空氣品質。
圖十、辦公棟植生牆設計圖

圖十一、辦公棟植生牆人工照明設計圖

天井及植生牆是延續F12P4的設計,期望提供同仁有個較柔和的辦公環境,F14P3辦公室設計了比F12P4更大面積的植生牆,天井間交錯的樓梯設計提供給同仁方便溝通的動線,未來的挑戰應是植生牆的維護工作,尤其是澆灌系統的施作品質的確認及日後維護工作,其次是植生牆的植栽更替作業,將向F12P4維護的夥伴及廠商取經,利用他們一年來的經驗做基礎,加上現地維護累積經驗,也為未來台中廠區提供經驗分享。正式運轉後高空作業平台的相關保養及維護也是另一項注意重點。
在植栽選種上挑選適合室內生長的品種,配置的原則以質感、色彩搭配立面圖騰呈現出高低層次的變化,並且符合植栽生長的水分需求,由上至下以耐旱到耐水的植栽特性配置。搭配燈具以補足室內植栽所需的照度。
地下室汽車停車場設計特色 Parking design features
停車場的主要設計特色在於兼具自然通風、採光與植栽綠化。於停車場東側設置通風採光天井,提供自然通風及車道採光,白天不用點燈即十分明亮,減少了照明耗電,更提供一個低能源、高空氣品質的健康環境。西側採半開放式設計,開放空間從地面延伸至地下二樓,搭配景觀植栽花台,提供了人性化的停車空間。目前實際運轉兩個月,在不必啟動排氣風車及誘導式風車的條件下,仍可將B1停車場的一氧化碳濃度,持續維持在3ppm以下(遠低於法規標準<10 ppm)。
地下室汽車停車場設計自然採光、景觀花台與自然通風是公司內首創的設施,這項設施設計簡單維護容易,未來需要注意的是找出排氣風車及軸流式風車合理且節能的運作模式、採光處的點滅器安裝或光線照度調控、由於自然通風伴隨容易髒汙需不同以往的清潔模式調整出適宜的清潔頻率。
圖十二、地下汽車停車場自然通風及採光示意圖

設計與維護總結 Conclusion
所有的系統是必須經歷運轉的淬煉才會更有效率,所有的設施也是要經歷運轉的挑戰才會更有感覺,所有的維護也是要經歷運轉的洗禮才會更令人感動。如何結合設計、發包、施工、驗收及維護的辦公室工程,將會是未來相當重要的關鍵。
辦公棟系統的維護著重在監控及各項維護頻率的追蹤與拿捏,其次是新的開始必須堅持竣工圖的正確性及日後更新的機制,如此才有利於持續與傳承,再則當人員進駐之後必然產生必須微調或更改的情事發生,考量必要性及安全性再做更動,將這些變更回饋至建廠設計單位作為未來設計參考,才能持續進步,讓日後新的辦公室近乎完美,兼具功能與美感。
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