由前章研究可歸納出十一項權重占5以上的影響造價關鍵評估項目如下:(1) 柱 位、柱距、(2) 結構系統、(3) 地震係數、(4) 各棟樓層數、樓高/淨高、(5) 各棟 建築物尺寸(長×寬)、(6) 土地使用強度、(7) TRUSS中間柱位置(跨距)、(8) 微振需 求、(9) 基礎底版、(10) 結構系統(格子樑洞洞板或密集鋼樑)、(11) 無塵室位置及 範圍。另從訪談調查中可知,在規劃設計階段於成本管理上以(1)結構系統、(2)柱位 柱距、(3)潔淨室微振系統三大系統內之主要管理因子,較受業主、營造廠與設計單 位、顧問公司所重視。
結合相關訪談案例與結果,與本研究歸納已往TFT與晶圓廠之案例分析結果上的 經驗,經整理進一步依序分述說明如下十一項成本影響因子:(1) 柱距與微振需求比 較、(2) 主結構系統方面、(3) 建築物之用途係數與地震系數、(4) 結構體型式、(5) 桁架中間柱比較、(6) TRUSS系統方面、(7) 桁架與回風層規劃模式、(8) 桁架規劃 模式比較、(9) 格子樑型式與微振關係之比較、(10) 回風層規劃模式、(11) 格子樑 模具需求比較。估算造價的方式採用已有的工程經驗來訂定,以單位面積法的工程概 算方式,做不同的規劃的初估比較說明。
經由下列具有影響建廠造價成本之主要因子管理要點與歸納說明,可以讓參與 建廠專案管理者能了解規劃初期造價成本管控的重要與方向性。但土地使用強度與無 塵室位置與範圍,此兩項關鍵項目皆受限法規與使用設定範圍無法多樣性具體檢討,
故在此章省略不檢討。
4.1.1 柱距與微振需求比較
(1)柱位、柱距系統
廠房潔淨室樓層結構柱之尺寸及配置問題影響營建成本。柱距、大小樑配置及版 厚選擇等,均應與生產設備配置與生產能量做最佳化的比較檢討。通常科技廠房之柱 間距約在60cm的倍數如4.8m~7.8m~9.6m間,亦較符合RC結構成本的合理性範圍,如果 因微振考量需要全面縮短柱間距,則回風層樓版厚將增加,最後成本亦會增加。故如
訪談所述能與製程工程師配合檢討適切的柱距是很重要的。考量因素為製程規劃與生 產能量、微振需求、柱位、柱距、回風層樓版型式與厚度、樓層高度等相關配合因素 一起規劃考量。
(2)潔淨室下之回風層(Clean SUB)柱距與微振比較
以晶圓廠為例,為有效利用潔淨室下之回風層CLEAN SUB 空間,將其柱距最大化,
在微振需求皆為VC-D+條件下,若回風樓版為WAFFLE型式則下方回風層柱距、版厚及結 構造價比較。如下表所說明其因柱距與版厚調整所造成結構體造價的影響性:
表4.1 柱距與版厚對造價影響性比較表
柱距 4.8m * 4.8m 5.4m * 5.4m 6.0m * 6.0m
柱尺寸 78cm 88cm 98cm
WAFFLE版厚 1.0m 1.1m 1.2m 結構單位造價 基準造價 約增加5% 約增加12.5%
資料來源:潘冀聯合建築師事務所、本研究整理
4.1.2 主結構系統方面
本研究統計於半導體與TFT廠房之建築造價中其主要總造價所佔比如下表所示,
比照本次訪談結果,皆與主要結構工程中之項目有關,故降低建築物造價之主要探討 部仍應為結構工程與配合廠房之結構項目為主。TFT廠房因產品製程的關係較為大,故 所需要的建築容積與結構體造價比重高於晶圓廠。
表4.2 主要項目造價百分比例表 主要項目造價百分比例表
項次 一 二 三 四 五 六
施工項目 假設及地
工工程 結構工程 外牆工程 裝修及防 水工程
外構及植
栽工程等 總計 半導體廠 7% 70% 6% 13% 4% 100%
TFT-LCD廠 5% 80% 4% 9% 2% 100%
資料來源:潘冀聯合建築師事務所、本研究整理
4.1.3 建築用途係數I值與地震係數
建築用途係數之類型依規範規定概分如下:
(2)第二類: I = 1.5 如地震災害發生後,儲存多量具有毒物、爆炸性等危險物品之 建築物。
(3)第三類: I = 1.25 如地震災害發生後,供公眾使用之建築物。
(4)第四類: I = 1.0 如地震災害發生後,其他一般建築物。
依法規規定,各案可依需求自行設定超過法規規定之該建築物係數值。惟係數值 越高,結構造價亦相對提高,此部份因對造價影響甚大,值得進行更深入的分析與探 討。用途係數I值與增加結構體造價成本之比例如下表(下列所列數值為粗估概算值,
依建築物結構系統及規模而有所不同):
表4.3 用途係數I值與增加結構體造價成本之比例表 法定基準
值
部份主廠 房設計值 用途係數 I
值
1.0 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 增加結構
成本
基準值 1.5% 3% 4.5% 6% 7.5%
資料來源:潘冀聯合建築師事務所、本研究整理
依中央地震主管機關公告之震區劃分,台灣地區震區劃分為二個震區:地震甲區及 地震乙區,例如:桃園縣屬於乙區震區,地震水平加速度係數Z值為 0.23; 台中縣市屬 於甲區震區,地震水平加速度係數Z值為 0.33。同時於結構規劃中,國內建築技術規則 因應921後已重新規定地震係數中的用途係數。因為結構用量其為加乘的效果,故對於 整體造價上會增加不少影響,尤以中部科學園區與南部科學園區影響較大。目前也許是 考量造價增加的因素,大多數科技廠房的業主都傾向於符合規定值的最下限做為結構規 劃的依據。
依訪談中在大陸建廠經驗中,基本地震加速度值每G值減少0.05,結構造價減少 約5%。在台灣則提昇至0.5 G值較0.2875G結構造價約增加20%。結構地震設計系數值G 值與造價相關之檢討如下表示:
表4.4 地震設計系數值G值與造價相關比較表
結構地震設計系數 0.5G 0.2875G 備註 結構斷面尺寸(樑/柱) 120cm/100cm 110cm/90cm
柱距 9.6m*9.6m 9.6m*9.6m
造價 工程概算120% 工程概算100% 0.5G較高約20%
耐震級數 7級烈震 6級烈震
註:1.結構地震設計係數與微振有相互作用之關係,但非絕對之影響。
2.依中央氣象局制定之震度分為 0 ~ 7 級 (共八級)。
資料來源:潘冀聯合建築師事務所、本研究整理
4.1.4 結構體型式
主結構系統方面依結構系統的規劃可分為:(1)構成材料的不同、(2)各種生產區 使用需求不同而組合的結構型態。如前所言,廠房本身結構體主要結構系統設計採用 RC、SRC、純鋼構或是預鑄等不同之結構型式。
替代結構系統部份本研究歸納與探討則分為三種,為剪力牆、斜撐系統、耐震間 柱。剪力牆系統為抵抗側力最佳,屬對於鋼構斜撐兼具勁度與韌性為極經濟有效之抗 側力方法,惟應注意外側立面開口設計設備管線等影響。
另一項最常被討論的是基礎底版的檢討,基礎形式又要配合地質做規劃設計,以 竹科較常用明挖至卵礫石層。中科因部分區域之地質因素與減少運棄土之考量,而採 用墩基礎之模式。南科因為多為嘉南平原沉積層土壤,多採用PC樁或預力樁等之樁基 礎工程。此部份應透過結構與微振顧問的建議降低基礎版的鋼筋量與厚度。
假設工程中地工及開挖擋土措施多為臨時措施,只會提高造價不會產生其他使用 利益,故開挖深度與土方運棄量應做最佳化的考量與評估。因為科技廠房多有較開闊 的基地,故採明挖而不做較耗成本的擋土措施是此階段必要的考量。
另外,廠房樓層的高度在多數廠房的業主因為考量取得最大的建築容積及使用空 間,多將建築物高度訂在接近上限值。惟若能於各樓層高度之檢討妥善規劃應可以於 造價上再予以降低。因為高度降低後所需要的柱斷面及樑柱斷面、配筋量或單位用鋼 量可降下來。前面亦於訪談中提及水箱設置的位置與整體結構而言,因樓版荷重需求 增加造成單位鋼筋重與樓版厚度與檢討地震力的影響,確實造成造價上的增加。本人 最早參與的專案中是將水箱設置於其他平面位置獨立設置。惟其全區之建蔽率應配合 考量全面檢討。
高科技廠房中,結構體因整體造價之考量,採用不同結構材料如混凝土構造與鋼 結構,因為混凝土構造較鋼結構造價低施工、速度慢,故建廠專案若工期時間允許下,
可分別將其施做鋼結構部份之樓層往上調整移動。所做的概算造價影響性評估舉例說 明如下表與圖例:
表4.5 鋼結構組立位置比較表
作法 結構
造價比例
A 案 從筏基開始組立鋼柱 基準值
B 案 地下室用 R.C.造自 1FL 起使用鋼構 造價節省 7%
C 案 3FL 以下用 R.C.造以上用鋼構造 造價節省 15%
資料來源:潘冀聯合建築師事務所、本研究整理
圖4-1 鋼結構組立位置比較圖
4.1.5 潔淨室之桁架中間柱比較
整個科技廠房內部以生產區為主要空間,一般規劃階段因製程尚未完全確定或機台 尺寸的使用變更不明確,往往業主會希望廠房中間不需要有中間柱,TRUSS跨距越大越 佳,對於使用上具有彈性。惟如此結構設計時TRUSS之深度會較深及斷面尺寸會加大及 加重,也會造成單位造價成本的提升。若能與業主協商出在廠房中間加中間柱,則對 TRUSS的設計可以較淺,鋼材斷面可以減輕。亦有部份晶圓廠製程較固定,若 不 考 量 未 來 設 備 生 產 配 置 之 靈 活 性 可 將 Truss跨 度 縮 小 , 減 少 Truss規 劃 設 計 時 之 深 度 與 單 位 用 鋼 量 , 整 體 結 構 造 價 亦 可 降 低 。 以 圖 示 說 明 如 下 :
資料來源:潘冀聯合建築師事務所
圖4-2 桁架中間柱比較圖
有中間柱,Truss深度較淺 無中間柱,Truss深度較深
≒ 5M
≒6~7M
≒ 5M 無中
間柱
有中 間柱
1F 3F TRUSS
A案 BF
B案 C案 D案
4.1.6 TRUSS系統方面
表4.7 利用TRUSS回風層說明表單
項目 說明 效益
建築工程 造價(含防火漆) 主要為回風層下之小柱取消故較節省造價
樓高 減少 增加樓層高度
高度 增加樓層高度
維修 困難
管線 密度高
造價 管線部份會增加
無塵室工程
回風層 限制於TRUSS下方
桁 架 層 貫 穿 下 部 回 風 層,以 增 加 結 構 勁 度 並 節 省 小 柱 鋼 材
資料來源:潘冀聯合建築師事務所、本研究整理
圖4-3 桁架與回風層規劃模式比較圖 作業層
TRUSS區
以桁架斜撐代替小柱
下部回風層
小柱 作業層
TRUSS區
下部回風層
4.1.8 潔淨室之桁架規劃模式比較
(1) 桁 架 (Truss) 跨 度
潔淨室區域的桁架規劃若採雙向桁架配置,對設備管線空間之使用及安排較具彈 性,又可提供後續吊掛與固定潔淨室平頂的管架及設備。A案跨度約為7.2*56M、B案跨 度約為20*29M、討論方案建議為約9.6*29M。
資料來源:潘冀聯合建築師事務所
圖4-4 潔淨室之桁架規劃模式比較圖
圖4-4 潔淨室之桁架規劃模式比較圖