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1、智慧空間載體設計-以Crystal House為例南亞技術學院陳嘉懿9& 11/09、八、刖言政府政策規劃一連串電子化、資訊化及建築技術的創新服務及應用，並執行 以智慧建築作為載體的策略行動方案，使民眾對未來智慧生活充滿了期待與憧憬，也帶動了建築界智慧住宅的推出。然而，現階段以建築為載體的示範 性智慧居住空間科技研發，多為研究單位以技術展示為導向的實驗雛型 (prototype)與展示屋，對於落實到真實的住居環境，卻仍面臨著許多的瓶頸與挑 戰口：民眾使用需求的明確化、科技產品的人性化、空間配套的標準化等，實 有待透過許多實務建案的佐證來累積群體實戰經驗，因此，本專文嘗試以智慧空間載體設計為主題
2、，接續前次的智慧生活情境設計探討，透過台中CrystalHouse為研究案例，說明載體平台設計應考慮哪些重點，才能滿足各領域專業導 入相關技術的基礎。何謂載體？載體需要承載什麼呢？應該是因應生活情境所規畫的資訊服務及所對應的硬體設備需求吧！以行動學習為例，為達到隨時隨地上網，取用服務進行學習，手機、 PDA、MID行動上網裝置或小筆電等便成為主要的資訊載體1。以動漫遊戲產業為例，透過Play Station, Xbox或Wii等遊戲機平台為載體，提供各式各樣的遊 戲內容，或透過科技化電子寵物、公仔等玩具作為動漫畫形象的終端載體，承載 數位內容、通訊平台、家電控制、社群溝通等服務，透過電子寵物的
3、擬人化互 動提供心靈、休憩、療傷等訴求2。以車載資訊服務為例，道路即時交通資訊服務則是透過車輛為載體，與道路環境整合協調，達到緊急呼叫、防碰撞、個人化行車安全與導航等目的。以此類推，那麼對於居住環境而 言，人一生中有90%以上的時間生活 在建築物當 中，以建築作為各 種系統的載體，相 當符合其稱之為工業火車頭的特性4，如 圖1即為內政部建研所規畫智慧化居住空間政策時，所提出以建築作為載體的產業創新應用整合 架構5。國科會在規劃數位生活科技與應用領域重點議題時，亦強調智慧化生活空間的研究，應以建築環境為載體，包含：基地環境、建築 軀殼體、室內空間等，藉由相關ICT技術、設備、系統之植入，整合建築
4、技術、資 訊科技、微奈米、機電技術、室內環境品質確保、創新健康材料及能源控制系統 等不同專業，以解決及滿足使用 者食、衣、住、行、樂之生活需求，同時確保與 維持優質之室 內音、光、溫熱、空氣、水、電磁波等環境品質及提供使用 者便利、 舒適與健康之生活環境，提 升室內人員之工作效率。營建相關產葉整合弘解決圧滿足使用者食、衣、住ft 幣之生活需求+1以建築環境為載體跨領域產素應用璀保維持室內音r光、溫熱、空氧、水、電磁波等環境品脅X提供使用者便利舒適與健康生活環境扯建集生命迥期&喈段探討、粽證相闖系続之使用性能圖1 智慧化居住空間產業創新整合應用面向與目標（資料來源：內政部建研所）上述政府部門的政
5、策推動，多著 眼於產業發展及環境品 質的提昇，但若以設計角 度來看，究竟建築環境中 適合承載資訊服務的載體 又有哪些呢？由於建築物內的 應用類型包羅萬象，實有必要再細分為更明確的層級範圍來加以探討，本文中嘗 試透過構造層次分類來說明智慧空間的載體設計重點，構造層次即包含：結構體、外殼皮層、設備建材、家具家電、資通訊網路基礎建設等部分。載體層綴vs.構造物生命週期以建築物生 命週期通常設定為50-100年的觀點來看，因應結構體、外牆、管線（空 調、給排水、電力）、設備建材、家具、家電、資通訊設備等各 系統的老化速率 差異性，在設計之初，即應考量各構造層次，在生命週期中，所需的維護、管理、 更新工
6、作，進而降低維護管理成本，達到建築物 延壽、永續發展的目標。如圖 2（左），Charles J.認為建築物 構造的生命週期長短順序依 次為基地（site）、結構2(structure)、外牆(ski n)、設備(services)、內隔間(space卜家具與內裝修(stuff)，而 內田祥哉依日本的建築 構件壽命 調查，建議了構件設計的生 命週期如圖2(右)。 建築構造部份 的生命週期長短依次為:結構工程 庭園景觀 隔間工程裝修工程 門窗工程 油漆工程 防水隔熱工程；而設備部分的生命週期長短則依次為:昇降機視聽設備 電信設備電器照明消防設備 給排水設備 生飲水設備。以鋼筋 混凝土建築物為例，平
7、 均壽命60年來推算，生命週期中約需面臨48次的水電設 備管線汰舊換 新，建築物的維護更新應以不破壞其他構造 體為原則，因此需將不 同生命週期的構造體加以分離設計，並妥善考量維修口及平面、剖面管道空間， 運用可維修式設計，降低建物維修中連帶工程費用。構件頊目Q壽命呼肖薛命填充材料、矽和蠹、證迪3-/4r藍莺配邁、家琏製品、璟紊、熱术条統6-12/8.可數為問、固定式囲櫃乏家具12-35 / 外部門商、前克25-50/30-基礎、主要揉拄50400Longer Life| Site (land)Strvcwne (reinforced concrete, st申曲) SKin (brick ve
8、neer, curtain wall Sen/tCas ;HVAC sysiem. fire prctecton: Space (interior waI；s and partibons- Stuff (fumistiings, interior finishes.!Shorter Life圖2.建築構件的更新順序(Charles, 2002)與生命週期(資料來源：內田祥哉，2002)上列評估結果，在應用到智慧建築的過 程中，尚需加入對資通訊相關設 施及產品 生命週期的考量，以半導體相關產品為例，技術進展 速度與生命週期，可依摩爾 定律(Moores Law)的經驗法則來推估，由於過去30年來
9、，IC性能每18個月就 提升一倍，且成本降低五成，因此與IC技術相關的硬體及網路設備產品 每隔一 年半就推進一個世代。以作業系統軟體為例，根據微軟作業系統產品生命週期客 戶支援與供應規範，產品 支援週期約為510年7。通常佈線系统至少 需具有10 15年的壽命，但網路設備 往往35年就需要進行更換，由此可見，佈線系统的 規畫必須能支持23代網路設備的 汰換更新。8開放式建築一貫穿載體層級的設計手法針對結構體與非結構體間的分離設計，許多文 獻中提出開放式建築架構的概念， 透過支架體(support)與填充體(Infill)作為構造的區別，就建築物實體而言，支架體是屬於群體共同決定的部份，是為建築
10、結構，其中包含柱、樑、版、基 礎、垂直服務管道等部份；填充體則包含外牆、隔間牆、地板、天花、門窗、家具、 水平設備管線等構件。開放式建築主張將構成建築物的支架體與填充體構件層級化、系 統化、規格化。為達到系統間之界面整合設計，透過模矩化的方法，充分協調支架體與 填充體之構件尺寸，發展可變動性較高、可客製化的填充體系統。開放建築的實 踐，需要依本土化構造型式及氣候條件，進行因地制 宜的設計考 量，如圖3,台灣科技大學的台科一 號可作為本地 開放建築實驗的 先驅案例 9。相關研究提出台 灣本土化可行的產品導向 再生構法建議：針對非承重 或裝修類之構件 等填充體部分，可考慮發展成為 可循環再利用產品
11、，如乾式 外牆，易拆窗、門之發展等。以規 格化促進產品之開放性再利用。因此填 充構件產品設計要點如 下：（1）外牆：PC預鑄外牆或乾式輕質外牆（帷幕牆）。（2） 樓板：PC預鑄樓板或乾式輕質樓板，發展可拆組（或可鋸斷再植筋）接頭，以利 產品再利用。（3）屋頂：PC預鑄樓牆工法 或乾式輕質屋頂，如木屋架、輕鋼架 屋頂等。（4）裝修:門窗。（5）內牆：系統輕隔間牆。（6）壁面裝修：採壓條式 固定方法，或引進液體壁紙等壁面裝修法。（7）天花、地坪：採乾式系統，如系 統天花、高架地坪或散舖地坪等。（8）衛浴設備：採牆前配管或整體衛浴等系統 衛浴產品，並以明 管配管。（9）其他設備，如熱水器、冷暖氣機、
12、衛生設備、可 分離的水管系統、空調系統與管道、熱交換系統、電錶電器系統等，但各項目 均需注意接頭構件之可拆 組性，以利構件產品循環再利用。104A4B.2FIf- 1 . |f 刊| Url尹.rI am IM 捞豐詛缸智慧化居住空間專屬網站（http:/www.ils.org.tw）版權所有，請勿任意轉載、拷貝或移作他用智慧化居住空間專屬網站（http:/www.ils.org.tw）版權所有，請勿任意轉載、拷貝或移作他用圖3.本土再生系統房屋原型之建構（資料來源：魏浩揚，2006）智慧化居住空間專屬網站（http:/www.ils.org.tw）版權所有，請勿任意轉載、拷貝或移作他用如圖4
13、 11,開放建築的概念也常被引用在智慧空間的設計上，隨著資訊的導入， 所需探討的載體 構造層次也更需細分，並加入介於結構體與資訊基礎網路 之間的 智慧建材、智慧家具與資訊家電，以作為使用者接觸取用資訊服務的 介面。在過去，建築被定義為居住的機 器，或被視為生活的容 器與載體；在走向資訊化與智 慧化的今天，建築更進一步成為資訊服務的載體，因此空間 必須在原有的生活載 體構造上，加入了各樣尺度不一、有形無形的中間層級資訊載體，像是網路傳輸、 感測、運算、通訊、控制等 元件，構材所需嵌入的技術層次亦隨之不斷提高，因 此建築設計 施工將更 需導向系統化、模組化、工業化生產、現 場乾式施工組裝、 具彈性
14、抽換及構材可搬運性佳等特性。1册耶try审黑圖humanA.Context AwarePlug and Play4I填充聘vliv i支架體I圖4.智慧空間載體與 開放式建築概念的對應(資料來源：黃謙盛，2008)中間層級的資訊載體研發美國麻省理工學院的House_n計畫，即是上 述介於主結構與基礎資訊網路 之間的載體 先驅案例，該計畫 結合開放建築產業 聯盟(OSBA)將開放建築的概念 實踐出來，運用底架(Chassis)與填充材(infill)的設計，提出許多 可預製、易抽換、 具環境感應能力的室內裝修元件雛型，此雛型 將配線與家具、隔間結合，實現普 及運算(Ubiquitous Comp
15、uting)中將運算隱於無形的理念。如圖5，即為一個書櫃 的雛型實例，其目的在於展示加入感測網路後的開放式建築基礎 架構，實驗中在 室內各空間建構了20個配備規格類似的櫃體作為隔間，櫃體上部包含處理器、2 組喇叭、光、濕、CC2、氣壓、動作 感測器、偵煙器及紅外線移動感測；櫃體前 側表面具4組紅外線發射器、2組麥克風；櫃體底部包含電源、乙太網路，各組件 均有電源與網路的接 頭與建築物相連。這些櫃體成為進一步記錄、分析使用者行 為與回應使用者相關應用需求的 媒介。12圖5.整合資通訊與 感測科技的室內櫃體填充元件(資料來源：Larson, 2003)如圖6，Debis Building的智慧外層控制元件，就開放建築角度而言，亦屬於填 充體的一種，是介於上述主結構與基礎資訊網路 之間的資訊載體案例， 藉由室內外氣候的感測，透過具有 可動百葉的雙層牆模組單元，來因應日射、風 壓、雨水、通風、換氣、散熱、保溫等各種天候狀況的需求，創 造室內的舒適環 境。13圖 6. Debi
