〔實力文教機構 贊助〕
《建築攝取網》主題網頁
TWARCHINDEX：
115年建築師高考試題與答案：建築環境控制
建築環境控制 AI 解題示例
114年
某校園室內體育館採用大瓦數燈具之直接照明方式，為避免球賽時常產生眩光的現象，試提出照明設計之具體改善對策。（10 分）
針對校園室內體育館採用大瓦數燈具所產生的眩光（Glare）問題，具體的照明設計改善對策可從燈具光學改造、佈燈方式調整、光線控制與環境優化四大面向著手：
1. 燈具與光學元件之改善
- 更換防眩光燈具與透鏡：改用具備深格柵（Deep-cell）、蜂巢網、或霧面/微稜鏡防眩透鏡的燈具，增加光源的遮光角，避免直射球員視線。
- 降低UGR（統一眩光值）：選用符合體育場館規範、低UGR值的LED專用運動照明燈具，將眩光指數控制在標準範圍內。
- 改採半間接或間接照明：將原本的大瓦數直接投射燈改為反射式照明（將光線打向天花板或反光板再反射下來），大幅降低高亮度光源對人眼的直接刺激。
2. 佈燈方式與投射角度之調整
- 優化燈具安裝高度與位置：
- 將燈具適度提高，或調整其水平與垂直投射角度。
- 避免將燈具安裝在球員常用視線的正上方或球路軌跡交會處（例如排球、羽球或籃球投籃時常仰頭的區域）。
- 採用多點式、小瓦數分散佈置：
- 屏棄少數幾盞「超大瓦數」的集中式直射燈，改為採用多盞中低瓦數的燈具進行均勻佈光。
- 運用非對稱配光曲線（Asymmetric Optics），將光線側向斜射入球場，而非垂直往下照。
3. 光源與照度品質之優化
- 適度調整色溫與演色性：
- 建議採用 4000K
至 5000K 的中性白光，既能維持良好的球體清晰度與對比度，又能減少過高色溫帶來的視覺疲勞。
- 確保演色性（CRI）達到 \(Ra \ge 80\) 或以上，提升球員對球路的判斷力。
- 增加背景光與光線均勻度：
- 改善場地周邊與天花板、牆面的明暗對比，避免「球場極亮、背景極暗」而加劇明暗適應不良的對比眩光。
4. 導入智慧控制系統
- 設置調光與分區控制：
- 導入智慧調光系統（如 DMX512 或 DALI），可依據不同活動類型（如正式比賽、體育課、或一般集會）彈性調整亮度與開啟區域，避免平時使用造成過度亮與眩光。
試問人工濕地污水處理的原理與優點為何？（10 分）規劃設計上應考量的事項為何？（10 分）
人工濕地（Constructed Wetlands）是一種模仿自然濕地生態系統的「綠色工法」，利用土壤、植物與微生物的協同作用來淨化污水。其核心原理主要透過物理、化學及生物反應的交織作用，將污染物去除：
- 物理沉降與過濾： 污水流經濕地時，由於流速變慢，大顆粒的懸浮固體（SS）會自然沉降。植物的根莖則如同天然濾網，能攔截微小顆粒。
- 植物吸收： 水生植物（如香蒲、蘆葦、布袋蓮等）在生長過程中，會直接吸收水中的氮、磷等營養鹽，將其轉化為自身的生物量。
- 微生物分解： 這是最重要的去污機制。植物根系會釋放氧氣，在根區周圍形成「微環境」（兼具好氧、缺氧與厭氧區）。好氧細菌可將有機物分解並進行硝化反應；厭氧細菌則進行反硝化反應，將氮素轉化為氮氣釋放。
- 吸附與化學沉澱： 水中部分重金屬或磷酸鹽，會與濕地底泥、介質（如礫石、土壤）進行離子交換、吸附，或發生化學反應而沉澱固鎖。
主要優點
- 低能耗與低維護成本： 主要依賴自然重力流及生態操作，不需大量電力與昂貴的化學藥劑。
- 生態景觀與環境教育： 能創造多樣化的生物棲地（吸引鳥類、昆蟲），同時兼具綠美化與環境教育功能。
- 操作與抗衝擊能力強： 對於水質與水量的波動（如暴雨帶來的初期雨水）具有較高的緩衝與耐受能力。
- 碳匯功能： 濕地植物與底泥具備固碳能力，符合現代減碳與永續發展的趨勢。
規劃設計上應考量的事項
確保系統長期穩定運作
1. 水理與水質條件
- 進流水質與水量： 必須掌握污水的來源、水量變化（峰值流量）與污染物濃度。若污水濃度過高（如高 BOD 或有毒化學物質），須先經過前處理（如沉砂池、截流井），避免濕地負荷過重或植物死亡。
- 水力停留時間（HRT）：
污水在濕地內停留的時間必須足夠，才能讓微生物與植物充分發揮淨化作用。
- 水力負荷率與流向： 需精密計算表面負荷率。設計上可選擇表面流（FWS）或地下流（SSF），地下流可避免孳生蚊蟲與產生異味，但成本較高且易堵塞。
2. 場址與地形選擇
- 土地面積需求： 人工濕地屬於「非密集型」處理系統，需要較大的土地面積，規劃時須確認用地取得與地價成本。
- 地形與重力流設計： 應儘量利用現有地形坡度，設計成「重力自流」形式，減少抽水泵浦的使用，以降低營運能耗。
- 防滲漏措施： 若場址地下水位較高或位於水源保護區，底層須鋪設不透水層（如高密度聚乙烯 HDPE 或黏土層），防止未經完全淨化的污水滲入污染地下水。
3. 生態與生物因子
- 植物物種選擇： 應優先選用在地原生種、抗污染能力強、根系發達且耐水淹的水生植物（如蘆葦、香蒲、大安水蓑衣等），避免引進外來有害物種（如布袋蓮若未妥善管理易造成阻塞）。
- 介質（填料）篩選： 若為地下流濕地，需選擇合適孔隙率與粒徑的礫石、碎石或沙子，既要提供足夠的微生物附著表面積，又要防止長期運作後的介質堵塞（Clogging）。
4. 後續維護與管理
- 植栽收割與管理： 植物枯死後若任其腐爛，營養鹽會再度釋回水中。因此，必須定期收割老化的植株並移出系統，才能真正達到「移除氮磷」的效果。
- 底泥與堵塞清理： 需規劃定期的排砂與底泥清淤機制，以維持系統的有效容積與通水性。
試述定溫型、差動型、偵煙型三種自動火警探測設備的機制原理。（10 分）
定溫型（定溫式探測器）機制原理：採用雙金屬片熱膨脹係數不同或低熔點金屬/感溫元件原理。當環境溫度達到或超過預設臨界值（通常約 57°C 至 65°C）時，雙金屬片因受熱彎曲翻轉，或是感應元件熔斷/導通，使開關閉合並傳遞火警信號至受信總機。
差動型（差動式探測器）機制原理：利用空氣受熱膨脹或氣體熱電偶/半導體原理。當火災發生、周圍溫度在短時間內急遽上升時，探測器內的空氣膨脹並推動膜片（或觸發感應元件）使電氣接點導通，發出警報。
偵煙型（偵煙式探測器）機制原理：利用光電效應或離子化原理來偵測空氣中的微細煙霧粒子：
離子式：利用微量放射源使空氣離子化產生微弱電流，當煙霧粒子進入時會吸附離子、造成電流變化，進而發出警報。
沒有留言:
張貼留言