• 沒有找到結果。

道路建設綠營建評估指標系統之研究

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "道路建設綠營建評估指標系統之研究"

Copied!
12
0
0

加載中.... (立即查看全文)

全文

(1)

道路建設綠營建評估指標系統之研究

黃榮堯 葉政黌 許維庭

國立中央大學營建管理研究所

公路建設為我國工程建設的主力要項,但過去在著重經濟發展的背景前提 下,其對自然環境產生許多不經意而無法挽回的破壞,如何在進行道路建設時 兼顧地球永續發展,為當前的重要課題。本研究針對影響層面較廣的高速公路 及快速道路,以最大-最小模糊德菲法對綠營建道路所應考量之面向進行評 估,篩選出生態、綠化、資材、減廢、保水等五個面向及十九個評估項目,再 以層級分析法針對篩選後之評估項目探討其重要性程度,最後提出一初步的評 估架構及評分方式,將有助於促進國內道路建設能符合地球永續發展之理念。

關鍵詞:綠營建、永續發展、道路建設、模糊德菲法。

DEVELOPMENT OF AN APPRAISAL SYSTEM FOR GREEN HIGHWAY CONSTRUCTION

Rong-Yau Huang Cheng-Hung Yeh Wei-Ting Hsu Institute of Construction Engineering and Management

National Central University Chungli, Taiwan 320, R.O.C.

Key Words: highway, sustainable, green, construction.

ABSTRACT

The objective of this research is to develop an appraisal system for the assessment of green highway construction. A highway is chosen, among the various infrastructure types, for its broad coverage of areas and its large share of a nation’s infrastructure development. Literature reviews and the Max-Min Fuzzy Delphi method are first employed in this study to identify the major categories and their corresponding items for assessing the

“greenness” of a highway project. The five major categories identified are preservation of eco-systems, plantings to reduce CO2 emission, preserva- tion of material resources, waste reduction, and water conservation. The AHP (Analytical Hierarchy Process) method is then employed to determine the weighting of major categories as well as the sub items in each category.

As a result, this study proposes an appraisal rating system to assess the

“greenness” of a highway construction project.

(2)

一、前 言

最近幾年地球的環境及氣候有了顯著的改變,一連串 的大地反噬、天候異常,讓人類漸漸警覺到其對地球資源 巧取豪奪,任意揮霍而不知珍惜的結果,已經嚴重的危害 了整個地球環境。強調地球發展與環境生態共生共存的「永 續發展(sustainable development)」理念逐漸被世界各國所 接受,並在各產業中以實際制度落實,成為全球性環保工 作的趨勢與重點。

道路建設與民眾的生活息息相關,其銜接鐵路、空運 及海運等其他系統而構成國家完整之運輸網絡,在國家社 會及經濟發展上肩負著不可抹滅的重要角色。據研究統計 [1],2002 年台灣地區道路總長約為 37,299 公里,其中都市 道路總長約為 16,483 公里,公路系統總長約為 20,816 公 里。然過往道路建設多強調以發展民生經濟為主要考量,

在規劃、設計、施工、養護及拆除等生命週期各階段,諸 如路線選定、道路構造型式的設計、工法及材料選用等經 常忽略對自然環境的衝擊,例如山區道路開闢在定線及施 工過程上常對生態產生衝擊;道路坡度及線型設計上未達 到土方平衡,而常有大挖大填的情形發生;道路鋪面大量 使用瀝青混凝土及水泥混凝土等不透水性材料,改變原有 的水滲透模式進而影響大地的水涵養能力;施工過程產生 大量營建廢棄物及污染;道路路基、基底層、面層等施工 材料消耗大量天然土石資源等。

近年來道路工程大量採用橋梁及隧道型式建造,施工 方法日新月異,對環境之衝擊層面亦有別於傳統之路堤式 設計及施工方式,同時為求台灣區域發展平衡,道路建設 未來將著重於過去較少開發之東北部及東部區域,如何兼 顧交通運輸功能之需求及當地景觀、生態維護,避免營建 行為所衍生之後續一連串對環境的破壞及過度之資源耗 費,讓永續發展理念融入道路工程建設之中,已成為未來 道路工程技術之發展新思維。

為減少道路建設對自然環境產生的干擾及破壞,在工 程建設與地球的永續發展間取得一平衡點,本研究將針對

「綠營建道路」所應含括之面向及因子進行探討,並分析 各因子間之相對重要性,最後建立一初步之評估架構,期 能對道路建設之永續發展有所貢獻。

二、文獻回顧

1. 永續發展與綠營建

「綠營建」在國外被稱為「永續營建」(sustainable construction),此概念是由永續發展所衍生出來的。在1987 年聯合國「世界環境與發展委員會」(World Commission on Environment and Development,WCED)所發表的布朗特蘭

報告(The Brundtland Report)中,永續發展被定義為:「既 滿足當代人之需求,又不危及下一代人滿足其需求能力之 發展」[2]。但在此原則性的敘述中並未對營建領域的永續 發展有特別的著墨,一直到1992 年地球高峰會所提出的 21 世紀議程(Agenda 21)中才明白將營建相關範疇分為數個 議題進行討論,如土地的永續利用、居所的能源及交通問 題、廢棄物的減量及回收等。

由於各國國情不同,其在永續營建上所著重的方向亦 不相同,但就定義上來看,各國對永續營建定義的內容雖 有所出入,但仍有其共通性,表一彙整各國綠營建相關之 定義,包括荷蘭、芬蘭、日本及我國等,對綠營建的定義 皆隱含了人體健康舒適的「人本」概念;此外,各國綠營 建亦均提出對「減少環境衝擊」面向的考量,而荷蘭及我 國更是明白以「資源充分利用」為定義中的要項。

行政院公共工程委員會委託研究[3]曾定義綠營建為:

「在規劃、設計、建造及服務年限的過程中與自然環境達 永續共榮,並以最少的能資源利用、環境融和及世代共享 的環境倫理為內涵之環境建設,稱之為綠營建。」本研究 依據此定義,將符合綠營建原則之道路建設稱為「綠營建 道路」,或是「綠道路」。

2. 綠營建道路考量之面向

目前國內相關研究對綠營建道路考量面向的切入點均 有所不同,邱銘源[4]及沈得縣[5]主要從可行性研究、規劃、

設計、施工、維護管理等工程的生命週期各階段探討環境 面向中應考量之項目,整理如表二所示。謝潮儀[6]則從工 程類型如:邊坡穩定、排水、橋梁、隧道、箱(管)涵、

欄杆、照明交控、服務區、交流道等,探討道路工程之生 態工法實施對策及實例,已具備綠營建概念。黃榮堯及郭 瓊瑩[3]曾以環境、社會、經濟等三個面向及自然保育、節 能、水土保持、減廢、綠化、資材、安全舒適、公平發展、

文化保存、成本效益等十個評估項目,對各種不同的工程 種類做出概括性的評估方式,其考量面向較完整呈現永續 發展之精神,但其並非針對道路工程,且社會面、經濟面 等評估項目因缺乏具體的評量方式,因而評估時並不易執 行。陳韶賜[7]曾就環境、生態、資源等三個評估層面研擬 評估指標,並將工程類別區分為「道路」「軌道」「水岸」、

「坡地」等四大類,在各評估層面下分別訂立共15 項評估 指標作為評估時之依據。

由文獻探討可發現,道路工程所牽涉的環境因子種類 繁多,在生命週期中各階段對環境造成的影響亦不相同。

本研究經整理後將性質類似之評估因子項目加以歸類,以

「簡化」、「易懂」、「技術性考量」為原則,在參考我國已 成功推行的綠建築標章評估架構,並參酌各國綠建築評估 因子中可適用於道路工程之項目,以「生態」「綠化」「資 材」、「減廢」、「保水」、「節能」等六大面向作為道路工程 綠營建評估時之主軸,各面向下再分別建立次因子項目作 為實際評估時之對象,其中包含生態面向下五項評估次因

(3)

表一 綠營建相關定義彙整

國 家 定 義

台灣(綠營建)

‰ 行政院公共工程委員會(2002)

係指公共工程於規劃、設計、施工及完工營運各階段,以生態工法為主軸,考量省能、減量、

減廢、資源有效利用及維護管理等措施之營建行為。

‰ 黃榮堯、郭瓊瑩(2002)

在規劃、設計、建造及服務年限的過程中與自然環境達永續共榮,並以最少的能資源利用、環 境融和及世代共享的環境倫理為內涵之環境建設,稱之為綠營建。

‰ 中華建築中心(2001)

追求環境生態共生共存之永續目標,於營建工程之規劃、設計、施工與養護、使用與管理及拆 除等各階段,降低對自然環境衝擊,促進資源有效利用,確保生態永續發展,並與環境相調和 的工程建設。

台灣(綠建築) ‰ 以人類的健康舒適為基礎,追求與地球環境共生共榮及人類生活環境永續發展的建築設計。

‰ 消耗最少地球資源,製造最少廢棄物的建築物。

第一屆國際永續營建會議 ‰ 在資源有效利用及顧及生態的原則下, 創造並管理健康的建築環境。

芬蘭(永續營建) ‰ 在產品建造及服務年限的過程中,以減少排放最少對人體及環境的有害物質為目標,並充分提 供相關資訊供顧客做決策。

荷蘭(永續營建)

‰ 官方定義:一種建造方法,其目的是減少在建造的過程,或是由建築本身對健康及環境所產生 之衝擊。

‰ 更精確的定義:以維持一定的生活品質為前提,在建造的過程中,減少自然資源的利用並保存 自然環境對生物所提供的涵養功能。

日本(環境共生建築) ‰ 低環境負荷,與自然親和,健康與舒適性 資料來源:參考文獻[3],本研究整理

表二 生命週期各階段環境面向之考量項目

生命週期階段 考量項目

可行性研究 環境現況的調查、道路選線的評估

規劃 自然生態環境、水資源保護區、地形、地質、排水、透水、動物棲地、動物移動路徑、植物群落、

特殊自然與人文景觀

設計

道路構造形式的選擇、動物移動路徑的考量、路權阻隔設施、道路照明對週邊環境的影響、棲地 的遷移與營造、表土的再利用、排水廊道的生態功能、邊坡形式的選擇、生態綠化、綠化、保水、

環境共生、節能、二氧化碳減量、廢棄物減量、自然環境保護、景觀提升、生活環境保護、交通 安全維護、排水、維修、共同管道、附屬設施、資源回收再生利用

施工

道路建設的作業內容與環境干擾、工程施工計畫的環境考量、施工道路的選擇與環境復育、施工 中之排水改道與水污染防治、噪音防治、施工粉塵污染防治、施工中之其他注意事項、噪音、水、

震動、廢棄物、取棄土

維護管理 整體生態考量的維護管理計畫、使用階段的環境監測計畫 資料來源:參考文獻[4, 5],本研究整理

子、綠化面向下五項評估次因子、資材面向下四項評估次 因子、減廢面向下四項評估次因子、保水面向下四項評估 次因子、以及節能面向下三項評估次因子,共25 個評估因 子項目,詳細內容如表三所示。本研究將以此架構作為後 續評估系統建立之雛型。

三、研究方法

本研究所採行之研究方法為模糊德菲法及層級分析 法,並分兩階段進行,第一階段以模糊德菲法進行因子適 宜性之篩選,第二階段則是以層級分析法評估因子間之重

要性權重,說明如后。

1. 模糊德菲法

傳統的德菲法(Delphi method)是專家預測法,也是群體 決策法的一種,其操作方式是以問卷調查方式詢問了解該 問題的專家,請其對問卷事項表示意見專業意見,各專家 間彼此並不知道其他的問卷對象,亦不事先交換意見,而 是由一位協調人歸納各專家回覆之意見,統計專家意見之 分佈情形以求出中位數,即「中間 50%」之意見所在,再 請各專家參考第一次問卷結果進行第二次問卷,以此步驟 重複進行問卷施作,直到各專家意見達到收斂為止。

傳統德菲法具有耗時日久、成本高、專家意見落在某

(4)

表三 本研究歸納之道路建設環境影響面向與因子

面向 評估因子 評估因子內容說明

現況之環境調查 ‰ 道路建設前的環境調查、路廊研選

動物棲地與移動路徑之破壞 ‰ 對原居住地動物之棲地調查及相關防護補償措施 表土之保存與再利用 ‰ 開發過程中對於表土的保存與再利用措施

排水廊道的生態功能 ‰ 排水廊道在兼顧排水功能同時應同時營造多孔隙之草溝設計,以兼顧生態功能 生態

完工後的環境監測措施 ‰ 工程完畢後應採取環境監控措施以監督工程對環境生態產生之實質影響及所 採取生態保護措施發揮之效用

多樣化及多層次綠化 ‰ 植生應採生態綠化方式進行,樹種之選擇應考慮多樣性,避免形成單一族群,

喬木下方應保有裸露土壤以多種植灌木

綠覆率 ‰ 於可植栽的土地面積上,植栽面積應達一定比例

二氧化碳固定量 ‰ 以二氧化碳固定量大之植物種類為優先栽種之原則,減少二氧化碳固定量低之 物種如草皮花圃之栽種

原生及誘鳥誘蝶植物 ‰ 植生之植物種類應以基地環境調查之原生物種為優先,並以可誘鳥誘蝶之植物 物種為優先栽種原則,以提供生物充足之覓食環境

綠化

潛在植被的復育 ‰ 依基地環境調查結果針對可能之潛在植被進行復育 再生建材的利用 ‰ 設計時應採資源回收再利用之材料做為優先考量

環保材料的利用 ‰ 設計時應以木材或對環境負荷較小之資源化產品為優先考量

易於維護管理之措施及設備 ‰ 採用易於拆卸或維護管理之措施及設備,減少維護管理階段所需耗費之人工及 資源

資材

耐久性材料的應用 ‰ 採用耐久性高材料,以降低其生命週期中更換維修之頻率 對原地表景觀干擾較小的構

造形式

‰ 路廊確定後應檢討道路構造形式的佈設,應採對地表及原景觀干擾最小之構造 形式

自動化工法的選擇 ‰ 工法之選擇應以預鑄、系統模版、非場撐橋梁工法等自動化工法為優先選擇 施工過程中之污染防治 ‰ 施工過程所產生之各類廢棄物(廢水、粉塵等)應採取防治或回收利用措施 減廢

最小土方開挖量 ‰ 避免大規模之土方挖填作業,如無法避免則應檢討區域內最小開挖面積及最短 運距之挖填平衡

採用透水性佳之邊坡形式 ‰ 邊坡形式應以路堤填築及人造土丘為優先考量;路塹邊坡保護工以自由型格框 及RC格框為主,以增加其透水性,同時避免噴凝土之使用

透水鋪面設計 ‰ 瀝青路面應以透水鋪面設計為優先,降低地表之逕流

直接滲透設計 ‰ 採地滲透排水管、滲透陰井等直接滲透設計,增加路廊之保水能力 保水

貯流滲透設計 ‰ 採地面貯流滲透設計或地下礫石滲透設計,增加路廊之保水能力 坡度對車輛之省能考量 ‰ 道路設計時應採取平滑之坡面

省能設施的採用 ‰ 採用省能設施,避免不必要之能源耗費 節能

自然能源或廢熱之再利用 ‰ 採用自然能源如風力及焚化廠之廢熱進行能源之再利用 資料來源:本研究整理

一範圍等缺點[8],1993 年 Ishikawa 等人[9]以次數累積及模 糊積分的觀念,整合專家的意見成模糊數,稱為模糊德菲 法,較傳統的德菲法具備以下優點:(1)降低調查次數、

專家意見可完整表達;(2)可將訪查過程中無可避免的模 糊性納入考量。因此本研究即採用Ishikawa 所提出之最大 值-最小值模糊德菲法(max-min fuzzy delphi method)進行 第一階段之評估因子篩選,以作為第二階段權重評估之基 礎。

Ishikawa 所提出的最大值-最小值模糊德菲法,其操作 步驟如下[9]:

步驟一:建立認同程度最大值之累積次數分佈函數F1(x),

以及認同程度最小值之累積次數分佈函數F2(x)。

步驟二:計算F1(x)及 F2(x)的「第一四分位數」、「中位數」

及「第三四分位數」,以(C1,M1,D1)及(D2,M2,C2) 代表之。

步驟三:連結(C1,M1,D1)與(D2,M2,C2)所產生之交點即為目 標之重要性程度值X*。

如圖1 所示,在認同程度最大值累積次數分佈函數 F1(x) 與認同程度最小值累積次數分佈函數F2(x)中,其由各自的 第 一 四 分 位 數 、 中 位 數 及 第 三 四 分 位 數 相 重 疊 的 部 分 (C1,X*,D2)稱之為灰色區域,其中的交點 X*即為目標值。

在經由上述模糊德菲法計算出評估因子Ai 之預測值 Xi 後,經由門檻值 S 之界定,篩選出符合研究需求之評估因 子,即:

(一) Xi≧S,則接受 Ai 為評估因子。

(二) Xi < S,則排除 Ai 為評估因子。

(5)

表四 影響程度尺度之意義

評估尺度 定義 說明 定義 相對評估尺度

1 同等重要 兩比較因素間之影響程度具同等嚴重性 同等重要 1 3 稍微重要 經驗與判斷稍微傾向另一因素 稍不重要 1/3 5 頗為重要 經驗與判斷強烈傾向另一因素 頗不重要 1/5 7 相當重要 實際顯示非常強烈傾向另一因素 相當不重要 1/7 9 絕對重要 有足夠證據肯定絕對傾向另一因素 絕對不重要 1/9 資料來源:[10]

表五 隨機指標

階數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 R.I. 0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.51 1.48 1.56 1.57 1.58 資料來源:[10]

1 Max-min 預測表值[9]

而門檻值之設定則視不同的需求而各別決定。

2. 層級分析法

Saaty 在 1971 年提出層級分析法(analytic hierarchy process,AHP),為一常用的決策方法,可將一複雜問題依 不同層面加以分解成為一簡單的層級架構,使問題層級 化、數量化及結構化。本研究以層級分析法之層級架構、

成對比較矩陣及特徵值、特徵向量的計算求取評估面向及 各評估因子間之權重,以建立評估模式。層級分析法須由 多位專家提供對各影響因素權重之綜合意見,以了解各影 響因素對總指標之影響程度,並運用群體決策的分析方法

彙整所有專家的意見,其分析步驟說明如下:

(一) 問卷填寫

請專家對各影響因素做兩兩比較,以求得各因素對綠 營建道路評估總指標之影響程度。為使專家對影響程 度之認知標準化,將影響程度劃分九個尺度,意義如 表四。

(二) 建立各層級成對比較矩陣

在彙整專家群體決策時,須將群體成員之偏好加以整 合。整合之方式一般以算術平均數、幾何平均數較為 常用。Saaty [11]在一些合理的假設下,建議使用幾何 平均數作為整合的函數較適當。

(6)

表六 第一階段模糊德菲問卷專家背景

專家分類 任職單位 職務 人數 平均工作年資

學術界 逢甲大學、文化大學、中央大學、台北科技大 學、台灣科技大學

教授、副教授

8 公務機關 台南縣政府、苗栗縣政府、國道高速公路新建

工程局

幫 工 程 司 、 技 正 、 技

士、顧問 4

產業界

中興工程顧問公司、日月辰工程顧問公司、鼎 將工程顧問公司、創世紀工程顧問公司、當代 景觀開發公司

工程師、規劃師、建築 師、景觀設計師、環境 規劃師

23

10

表七 「生態」主因子之評估值最大最小累計出現次數表

評估值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

最大值(max)出現次數 0 0 0 1 0 2 3 6 9 14 F1:最大值累計出現次數 0 0 0 1 1 3 6 12 21 35 最小值(min)出現次數 0 0 2 2 4 4 7 7 8 1 F2:最小值累計出現次數 35 35 33 31 27 23 16 9 1 0

(三) 各層級特徵向量計算

此步驟將評估因素相對重要性轉換成相對權重,先將 成對比較矩陣中各元素除以所在行元素之總和,再將 計算完成之矩陣中每一列元素相加並求平均值,即為 該成對比較矩陣之特徵向量。

(四) 計算成對比較矩陣的最大特徵值 λmax

λmax 值之計算為原矩陣乘以特徵向量,然後將所得之 乘積向量中各元素除以特徵向量中之相對元素值,並 求其平均值,此即為λmax 值。

(五) 各層級一致性檢定

一致性檢定可利用一致性指標(consistency index,

C.I.)及一致性比率(consistency ratio,C.R.)計算。

依據Saaty 之建議,C.I.及 C.R.宜小於 0.1,值越小一 致性越高。

C.I.=(λmax-n)/(n-1) (1)

C.R.=C.I./R.I.=(λmax-n)/[(n-1)R.I.] (2)

式中,n=元素個數,λmax=最大特徵值,R.I.=隨機指標,

如表五所示。

(六) 獲得各層級影響因素之權重

如一致性指標C.I.及一致性比率 C.R.皆小於 Saaty 建 議值 0.1,則矩陣之一致性令人滿意,可將該成對比 較矩陣所計算之特徵向量作為權重值。

(七) 整體層級一致性檢定

係以整體層級之一致性比率(consistency ratio of the hierarchy,C.R.H.)來判定整體層級架構中各主、次因素 相對重要性是否一致。C.R.H.為整體層級一致性指標除以 隨機指標,若C.R.H.<0.1,則整體一致性可接受,各因素 權重應屬合理。

C.R.H.=C.I.H./R.I.H. (3)

C.I.H.=∑∑

= = +

h j

n i

j , i ijU W

1 1

1 (4)

R.I.H.=∑∑

= = +

h j

n i WijVi,j

1 1 1 (5)

式中

Wij=第 j 層級第 i 個因素之優先向量,i=1~n,j=1~h Ui,j+1=第 j+1 層級對第 j 層級之 i 因素之一致性指標 向量

Vi,j+1=第 j+1層級對第 j 層級之 i 因素之隨機指標向量 (八) 整合各影響因素之絕對權重

由上述步驟一至步驟六所求得之權重僅為該因素於 該層級之相對權重,須再將各因素之絕對權重進行整 合。

四、問卷施作及分析

1. 第一階段模糊德菲問卷

經由文獻回顧,本研究將道路工程之綠營建評估因子 歸納為「生態」「綠化」「資材」「減廢」「保水」「節 能」等6 大面向(主因子)及 25 個評估項目(次因子)(表 三),並據以建立初步之層級架構,以進行第一階段模糊 德菲問卷,且在篩選出重要性達一定程度以上之因子項目

(7)

表八 各層級因子之模糊德菲法重要性程度值

主因子 次因子 C1 C2 D1 D2 X*

生態 8 5 10 8 8

現況之環境調查 8 6 10 8 8

動物棲地與移動路徑之破壞 8 5 9.5 7 7.5

表土的保存與再利用 8 4.5 10 7 7.5

排水廊道的生態功能 8 5 9 7 7.5

完工後的環境監測措施 8 5 9.5 7 7.5

綠化 8 5 10 8 8

多樣化及多層次綠化 8 5 10 7 7.5

綠覆率 8 5.5 10 8 8

二氧化碳固定量 7 4 9 7 7

原生及誘鳥誘蝶植物 7 4 9 7 7

潛在植被的復育 8 5 9 7 7.5

資材 7 5 9 7 7

再生建材的利用 7 5 10 7.5 7.25

環保材料的利用 7.5 5.5 9 7 7.25

耐久性材料的利用 6 5 9.5 7 6.5

易於維護管理的材料或設施 6 5 9 7 6.5

減廢 7 4.5 9 7 7

對原地表景觀干擾較小之道路構造型式 8.5 5.5 10 7 7.75

自動化工法的選擇 7 4 8 7 7

施工過程之污染防治 7 5 9 7 7

最小土方開挖量 8 6 9.5 7 7.5

保水 7 4 9 7 7

採用透水性佳之邊坡形式 8 5.5 10 8 8

透水鋪面設計 8 6 10 7.5 7.75

貯流滲透設計 7 4 10 7.5 7.25

直接滲透設計 7 4 9 6 6.5

節能 6 3 8 5 5.5

坡度對車輛之省能考量 7 4 9 6 6.5

省能設施的採用 7 4 9 6 6.5

自然能源或廢熱之再利用 7 4 9 6 6.5

後,建立本研究之評估指標架構。第一階段參與模糊德菲 問卷的專家共35 位,其中學術界專家 8 位、公務機關專 4 位、產業界專家 23 位,平均工作年資 10 年,其背景 如表六所示。

本節以主因子「生態」之評估為例,說明模糊德菲法 操作步驟:

(一) 建立認同程度最大值之累積次數分佈函數F1(x),以及 認同程度最小值之累積次數分佈函數F2(x)

根據回收之問卷統計,可得各專家對「生態」主因子 之重要性程度評估值,其中包含「可接受之最小值」

與「可接受之最大值」,茲以「生態」主因子為例統 計評估值如表七所示。

(二) 計算 F1(x)及 F2(x)的「第一四分位數」、「中位數」及

「第三四分位數」,以(C1,M1,D1)及(D2,M2,C2)代表之 根據表七之 F1(x)及 F2(x)之最大最小值累計出現次

數,可得 F1(x)及 F2(x)之第一四分位數、中位數及第 三四分位數分別為 F1 (C1,M1,D1) = (8, 9, 10)及 F2 (D2,M2,C2) = (8, 6, 5)。

(三) 連結(C1,M1,D1) 與(D2,M2,C2)所產生之交點即為目 標之重要性程度值X*

在操作上,以C1 及 D2 之算數平均數作為函數 F1(x) F2(x)之交點即 X* [12],因此「生態」因子之 X*=

(C1+D2) / 2=(8 + 8) / 2=8,表示其重要性程度為 8。

依相同步驟可計算各因子之重要性程度值如表八所 示。

接著本研究綜合過去文獻多位學者之研究[13,14,15],

採各評估值之中位數「7」為因子篩選之門檻值,亦即X*

7 以上之因子將通過篩選,作為第二階段層級分析法權 重計算之衡量因子。表八中灰底部分之因子表示未通過第 一階段因子篩選。

(8)

表九 第二階段層級分析問卷專家背景

專家分類 任職單位 職務 人數 平均工作年資

學術界 成功大學、文化大學、中央大學、

台北科技大學、台灣科技大學

教授、副教授

5

產業界

中興工程顧問公司、創世紀工程顧 問公司、台北市水利技師公會、鼎 將工程顧問公司、萇圓景觀開發公 司、當代景觀開發公司

工程師、規劃師、建築 師、景觀設計師、環境規 劃師、總幹事 20

11

表十 各主因子之成對比較矩陣及特徵向量計算

生態 綠化 資材 減廢 保水 特徵向量(正規化)

生態 1.0000 2.2914 2.8624 1.4318 1.3454 0.3138 綠化 0.4364 1.0000 1.3976 1.1453 1.0972 0.1810 資材 0.3494 0.7155 1.0000 0.4365 0.6424 0.1111 減廢 0.6984 0.8731 2.2911 1.0000 0.8919 0.1985 保水 0.7433 0.9114 1.5566 1.1213 1.0000 0.1956 Σ 3.2275 5.7914 9.1077 5.1348 4.9769 1.0000

2. 模糊德菲問卷結果分析

第一階段問卷結果各因子X*分佈在 5.5~8 之間,主因 子中以「生態」及「綠化」為8 最高,「資材」、「減廢」、

「保水」之值為7,均在門檻值 7 以上,僅「節能」之X*

值為5.5 最低,且未達門檻。而次因子中則以「現況之環 境調查」「綠覆率」「透水性佳之邊坡形式」等3 項之X*

值為8 最高,未達門檻值之次因子則有資材面向中的「耐 久性材料的利用」及「易於維護管理的材料或設施」,保 水面向中的「直接滲透設計」,及節能面向中的「坡度對 車輛之省能考量」「省能設施的採用」「自然能源或廢熱 之回收再利用」等6 項。

綜合分析以上結果可發現,「節能」主因子及其下之3 項次因子:「坡度對車輛之省能考量」、「省能設施的採 用」、「自然能源或廢熱之回收再利用」,其重要性程度值 均未達本研究所設定之門檻值 7,顯示「節能」在道路建 設之綠營建評估上其重要性較其他因子為低。探究原因,

國內目前對於道路節能的觀念及工程技術較缺乏,不像建 築的節能概念可經由建築設計減少照明及空調的需求而 達具體成果,道路工程人員對此面向較不熟悉,不易在「道 路工程」的「節能」上有具體的概念。另未達門檻值之次 因子如「耐久性材料的應用」「易於維護管理的材料或設 施」,與道路的養護階段有關,以國內高頻率的養護模式,

其原因主要與高交通量、超載及地下管線經常開挖有關,

材料的耐久性似也就無法突顯其重要性。另「直接滲透設 計」讓人很快聯想到道路結構安全上,為目前國內較不成 熟的工程技術,故亦可能是該次因子之重要性偏低的原因。

而主因子中以「生態」及「綠化」兩項重要性最高,

顯示受訪專家認為過去道路工程對環境生態的影響以及 道路綠化不足的印象,為未來綠營建道路所必須優先重視 的項目。在經由第一階段之因子篩選後,原來的6 大主因 子及25 項次因子縮減為 5 大主因子及 19 項次因子,本研 究以篩選後之層級架構作為第二階段層級分析求取權重 時之依據。

3. 第二階段層級分析問卷

本階段參與問卷訪談之專家共計 25 位,其中學術界 專家共5 位,產業界專家共 20 位,其平均工作年資為 11 年,專家背景詳表九。由專家問卷結果,依5 大主因子及 19 項次因子建立之綠營建評估層級架構建立成對比較矩 陣及特徵向量計算,茲以各主因子對於評估總指標之影響 為例計算成對比較矩陣及特徵向量如表十。經計算得到各 主因子對綠營建評估總指標之影響的最大特徵值λmax = 5.0636。

在各層級之一致性檢定上,本研究以群體層級之成對 比較矩陣為例說明如后,主因子群體層之階數n 值為 5,

由表五可查得R.I.值為 1.12。

由式(1) C.I. = (λmax-n) / (n-1) =(5.0636-5) / (5-

1)= 0.0159<0.1

(9)

表十一 各影響因子權重計算結果總表

主因子 相對權重 次因子 相對權重 絕對權重 排序

現況之環境調查 0.1790 0.0562 9

表土的保存與再利用 0.2398 0.0752 3 排水廊道的生態功能 0.2259 0.0709 4 動物棲地與移動路徑之破壞 0.2494 0.0783 2 生態 0.3138

完工後的環境監測措施 0.1059 0.0332 15 多樣化及多層次綠化 0.3170 0.0574 7

綠覆率 0.1936 0.0350 14

二氧化碳固定量 0.1519 0.0275 19 原生及誘鳥誘蝶植物 0.1660 0.0300 18 綠化 0.1810

潛在植被的復育 0.1715 0.0310 16

再生建材的利用 0.5627 0.0625 6

資材 0.1111

環保材料的利用 0.4373 0.0486 12 對原地表景觀干擾較小之道路構造型式 0.1548 0.0307 17 自動化工法的選擇 0.2838 0.0563 8 施工過程之污染防治 0.2191 0.0435 13 減廢 0.1985

最小土方開挖量 0.3424 0.0680 5

採用透水性佳之邊坡形式 0.4748 0.0929 1

透水鋪面設計 0.2734 0.0535 10

保水 0.1956

貯流滲透設計 0.2518 0.0493 11

由式(2) C.R.= C.I. / R.I. = 0.0159 / 1.12= 0.0142<0.1 由以上計算可得群體層級之一致性指標C.I.=0.0159,一 致性比率C.R.=0.0142,皆小於Saaty之建議值0.1,符合一致 性,因此由成對比較矩陣計算所得之特徵向量可作為綠營 建評估總指標之第一層級權重值 βT

βT = (0.3138,0.1810,0.1111,0.1985,0.1956) 本研究中各因子對綠營建總指標之整體層級一致性檢 定計算如下:

( ) 0.014631

0436 . 0

0010 . 0

0000 . 0

0217 . 0

0063 . 0 1956 . 0 , 1985 . 0 , 1111 . 0 , 1810 . 0 , 3138 . 0 0 .

. =

+

= H I C

( ) 0.846274

9000 . 0

9000 . 0

0000 . 0

1200 . 1

1200 . 1 1956 . 0 , 1985 . 0 , 1111 . 0 , 1810 . 0 , 3138 . 0 0 . .

. =

+

= H I R

C.R.H.=C.I.H. / R.I.H.=0.014631 / 0.846274 = 0.017289

< 0.1

結果顯示整體層級一致性可接受,專家意見間無重大 衝突。依據前述步驟計算結果,表十一整理綠營建道路影 響因子之權重。

4. 層級分析問卷分析

如表十一所示,主因子之權重分析結果以「生態」所 佔之權重最高,在總權重為1 的評估架構中約佔 0.3,「綠 化」、「減廢」、「保水」之權重相當,各約 0.2,「資材」之 權重較低,約佔0.1。此分析結果顯示在綠營建道路的各評 估面向中,「生態」是最受重視的課題,與近年來國人生態 保育觀念提昇,及積極推動生態工法,強調生態的重要性 有關,因此受訪人員普遍對「生態」有較深的印象,也認 同其重要性。而「資材」在所有主因子中所佔權重較低,

僅為0.1,雖然國內在再生材料及環保材料的研究上已有相 當的發展及實務應用,但其權重偏低,顯示再生材料及環 保材料的利用雖為受訪專家所認同,但尚未深刻感受到道 路工程採用再生材料及環保材料對解決天然資源不足及環 境衝擊等課題的貢獻。

在次因子的權重分析方面,「生態」面向下,以「動物 棲地與移動路徑之破壞」、「表土的保存與再利用」及「排 水廊道的生態功能」三項次因子權重較高,均在0.07 以上,

「現況之環境調查」次因子及「完工後的環境監測措施」

次因子的權重較低,分別為0.0562 及 0.0332,顯示綠營建 道路在生態面向最重視施工階段的生態保護,其次為施工 前的現況調查,最後為完工後的持續監測。

「綠化」面向下,以「多樣化及多層次綠化」次因子 權重0.0574 為最高,「綠覆率」次因子權重0.035 為第二高,

其次為「原生及誘鳥誘蝶植物」、「潛在植被的復育」二項 次因子權重均在0.03 左右,「二氧化碳固定量」次因子權重

(10)

表十二 綠營建道路評估架構評分表 主因子 主因子

所佔分數 次因子 絕對權重 次因子

所佔分數

現況之環境調查 0.0562 6

動物棲地與移動路徑之破壞 0.0783 8

表土的保存與再利用 0.0752 7

排水廊道的生態功能 0.0709 7

生態 31

完工後的環境監測措施 0.0332 3

多樣化及多層次綠化 0.0574 6

綠覆率 0.0350 4

二氧化碳固定量 0.0275 3

原生及誘鳥誘蝶植物 0.0300 3

綠化 19

潛在植被的復育 0.0310 3

再生建材的利用 0.0625 6

資材 11

環保材料的利用 0.0486 5

對原地表景觀干擾較小之道路構造型式 0.0307 3

自動化工法的選擇 0.0563 6

施工過程之污染防治 0.0435 4

減廢 20

最小土方開挖量 0.0680 7

採用透水性佳之邊坡形式 0.0929 9

透水鋪面設計 0.0535 5

保水 19

貯流滲透設計 0.0493 5

0.0275 為最低,顯示綠營建道路在綠化面向最重視兼具生 態功能及景觀視覺效果的多樣化及多層次綠化方式,綠地 面積比率為其次,而「二氧化碳固定量」權重最低的原因,

可能與其複雜的計算方式有關。

「資材」面向下只有兩個次因子,以「再生建材的利 用」權重0.0625 為最高,其次為「環保材料的利用」權重 0.0486。顯示近年來資源回收再利用的觀念逐漸為各界所 重視,而環保標章制度在國內已推動多年,但環保產品在 道路工程上的應用仍待持續的推廣。

「減廢」面向下,以「最小土方開挖量」次因子權重 0.068 為最高,與道路工程常遭遇土方挖填平衡問題及近 年來國內大量剩餘土石方處理問題有關。其次為「自動化 工法的選擇」次因子權重0.0563,及「施工過程之污染防 治」次因子權重0.0435,並以「對原地表景觀干擾較小之 道路構造型式」次因子權重0.0307 為最低,顯示綠營建道 路在減廢面向係以施工階段的減廢為主,設計階段的減廢 觀念為輔。

「保水」面向下,以「採用透水性佳之邊坡形式」次 因子權重0.0929 為最高,並為 19 項次因子中權重最高者,

主要乃與過去道路工程大量使用噴凝土護坡,嚴重破壞生 態及景觀為人詬病有關。其次分別為「透水鋪面設計」權 0.0535 及「貯流滲透設計」權重 0.0493,顯示近年來道 路工程界已逐漸重視鋪面的透水性及相關設施的滲透性 問題。

五、道路建設綠營建評估系統架構

在評估因子項目及各因子權重建立之後,本研究希望 以一具體化之評估系統針對道路工程之各面向進行評 估,以衡量其是否達到「綠營建道路」之標準。本節以前 節權重分析為基礎,將其轉換成具體的評估架構,以一總 指標來代表受評道路工程達到永續發展之程度。

首先依據第二階段層級分析問卷計算所得之權重,將 各評估項目之絕對權重以百分比計算四捨五入,得到各評 估項目之分數,各主因子下之次因子得分總和則為該面向 之總得分,而各面向主因子之評分總和則為滿分100。

以生態主因子為例,「現況之環境調查」之絕對權重 0.0562,四捨五入後依百分比計算其所佔分數為 6 分,

生態主因子下之其他次因子經此方式計算後,可得其所佔 分數分別為3 分、7 分、7 分及 8 分,總和為 31 分,亦即 生態面向之總分為 31 分,以相同方法計算,可得綠化、

資材、減廢及保水各面向之分數分別為19 分、11 分、20 分及19 分,如表十二所示。

此外,國內近幾年推動綠建築,有關美國綠建築LEED (Leadership in Energy and Environmental Design)相關資料 較為完備詳細,大部分人也較為熟習,故本研究進一步仿 LEED 的分級制度及分數級距,將受評工程依其所達成 之得分分為通過綠道路認證(certificated)、銀級(silver)綠道

(11)

路、黃金級(gold) 綠道路以及白金級(platinum) 綠道路等 四個等級,但將其評分尺度(LEED 滿分 69 分)放大為滿 100 分之比例尺度,再依此計算出本評估架構所建議之 得分等級如下,可做為未來國內綠營建道路認證制度建立 與推行時參考。

得分38~46 為通過綠道路認證之工程 得分47~55 為銀級綠道路工程 得分56~74 為黃金級綠道路工程 得分75~100 為白金級綠道路工程

本研究評估系統架構主要針對新建道路綠營建評估 所設計,雖然大部分評估項目亦適用於既有道路綠營建之 評估,但評估項目及其內容與權重恐皆須有所調整,因此 對於既有道路綠營建之評估,應可參考本研究成果另建立 評估系統架構。

六、結論與建議

1. 結論

本研究以對環境影響層面較廣之高、快速公路為研究 範圍,探討道路工程在進行建設開發時對環境各層面造成 之影響,同時並建立一評估模式評估道路工程是否符合永 續發展的原則,彙整研究成果如下:

(一) 本研究經由文獻回顧之整理分析,將道路建設綠營建 評估要素歸納成「生態」「綠化」「資材」「減廢」、

「保水」「節能」6 大面向及 25 個評估因子項目,並 以模糊德菲法專家問卷進行評估因子篩選,其中「節 能」在各主因子中之相對重要性偏低,未達門檻值故 予以剔除,因此篩選後之評估架構成為5 大面向及 19 個評估項目。

(二) 本研究藉由層級分析法對各因子之相對重要性進行 權重分析,經問卷分析發現,在「生態」「綠化」「資 材」「減廢」「保水」5 項主因子中,以「生態」所 佔之權數最高,約佔 0.3,而「綠化」、「減廢」、「保 水」之權重相當,各約佔0.2,「資材」之重要性最低,

約佔 0.1,顯示道路建設時對「生態」造成的影響為 最受重視的課題。

(三) 針對次因子絕對權重分析顯示:

(1) 生態面向最重視施工階段的生態保護,其次為施 工前的現況調查,最後為完工後的持續監測。

(2) 綠化面向最重視兼具生態功能及景觀視覺效果的 多樣化及多層次綠化方式。

(3) 資材面向顯示資源回收再利用的觀念逐漸為各界 所重視,而環保產品在道路工程上的應用仍待持 續的推廣。

(4) 減廢面向係以施工階段的減廢為主,設計階段的 減廢觀念為輔。

(5) 保水面向以「採用透水性佳之邊坡形式」次因子 權重0.0929 為最高,並為 19 項次因子中權重最 高者,與過去道路工程大量使用噴凝土護坡,嚴 重破壞生態及景觀為人詬病有關。近年來道路工 程界已逐漸重視鋪面的透水性及相關設施的滲透 性問題。

(四) 本研究根據權重分析之結果將各指標之權重轉換成 分數,依此建立評估架構,設定以100 分為綠營建道 路評估系統之總分,同時並參考美國綠建築LEED 評 估制度,以等比例尺度放大的方式,建立「綠營建道 路」之評分等級,將綠營建道路評估分為初步認證 (38~46 分)、銀級(47~55 分)、黃金級(56~74 分)及白金 級(75~100 分)四個等級。

2. 建議

(一) 本研究進行因子評選時主要針對技術性指標加以篩 選,對於不易評量之人文社會性指標,例如景觀造成 之影響,行車舒適性等予以排除,建議後續研究可對 此方面進行進一步之探討,加強「綠營建道路評估架 構」之完整性。

(二) 後續可進行綠營建道路評估系統之實例研究,以使該 系統更為完備實用。

(三) 後續研究可針對個別評估因子之評分方式進行深入 的探討研究,使綠營建道路之評估能更為客觀完備。

(四) 本研究評估系統架構主要針對新建道路綠營建評估 所設計,後續可針對既有道路特性,參考本研究成果 另建立綠營建評估系統。

(五) 本研究係以高速公路及快速道路為主體進行模糊德 菲法及層級分析法專家問卷,並獲得相關評估因子及 權重。建議後續可針對市區道路系統及其他營建工程 進行評估,將綠營建概念逐步推廣。

符號索引

Ai i 項評估因子

C1 認同程度最大值之累積次數分佈函數的第一四 分位數

C2 認同程度最小值之累積次數分佈函數的第三四 分位數

C.I. 一致性指標

C.I.H. 整體層級之一致性指標 C.R. 一致性比率

C.R.H. 整體層級之一致性比率

D1 認同程度最大值之累積次數分佈函數的第三四 分位數

(12)

分位數

D2 認同程度最小值之累積次數分佈函數的第一四 分位數

F1(x) 認同程度最大值之累積次數分佈函數 F2(x) 認同程度最小值之累積次數分佈函數

h 層級數

M1 認同程度最大值之累積次數分佈函數的中位數 M2 認同程度最小值之累積次數分佈函數的中位數 n 元素個數

R.I. 隨機指標

R.I.H. 整體層級之隨機指標

S 判斷是否接受Ai 為評估因子的門檻值 Ui,j+1 j+1 層級對第 j 層級之 i 因素之一致性指

標向量

Vi,j+1 j+1 層級對第 j 層級之 i 因素之隨機指標 向量

Wij j 層級第 i 個因素之優先向量 X* 重要性程度值

Xi i 項因子的重要性程度值 βT 第一層級權重值

λmax 成對比較矩陣的最大特徵值 Σ 總和計算數學符號

參考文獻

1. 林陵三,「推動交通運輸建設現況與展望」,土木水利,

第三十卷,第六期,第3-6 頁(2003)。

2. 張益誠,「應用因子分析方法為臺灣地區建構永續發展 趨勢評估指標系統」,博士論文,國立臺灣大學,台北

2001)。

3. 黃榮堯、郭瓊瑩,「綠營建政策推動策略及藍圖之研 究」,行政院公共工程委員會委託研究報告,台北

2002)。

4. 邱銘源,「國道建設應用生態工法準則之研究」,碩士 論文,國立台灣大學,台北(2002)。

5. 沈得縣,「綠營建工程方案-道路工程建立綠營建工程 設計規範及設計準則之研究」,行政院公共工程委員會 委託研究報告,台北(2001)。

6. 謝潮儀,林孟立,「道路工程生態工法推動策略之芻 議」,2004 年國際生態工法研討會,台北(2004)。

7. 陳韶賜等,「綠營建工程方案-推動綠營建工程評估審 議制度及評估指標之研究」,行政院公共工程委員會委 託研究報告,台北(2001)。

8. 徐村和,「模糊德菲層級分析法」,模糊系統學刊,第 四卷,第一期,59-72 頁,台北(1998)。

9. Ishikawa, A., Amagasa, M., Shiga, T., Tomizawa, G., Tat- suta, R., and Mieno, H., "The Max-Min Delphi Method and Fuzzy Delphi Method via Fuzzy Integration," Fuzzy Sets and Systems, Vol. 55, No. 2, pp. 241-253 (1993).

10. 鄧振源、曾國雄,「層級分析法(AHP)的內涵特性與應 用(上)(下)」,中國統計學報,第六卷,第二十七期,

5-22 頁;第七卷,第二十七期,第 1-15 頁,台北

(1989)。

11. Saaty, T. L., The Analytic Hierarchy Process, McGraw-Hill, New York, USA (1980).

12. 劉若瑜,「由生態設計觀點評估都市基質之研究—以台 中市東區及南屯區為例」,碩士論文,東海大學,台中

2000)。

13. Bass, S. M., and Kwakernaak, H, “Rating and Ranking of Multiple-Aspect Alternatives Using Fuzzy Sets,” Auto- matica, Vol. 13, pp. 47-58 (1977).

14. Chen, S. H., “Ranking Fuzzy Numbers with Maximizing Set and Minimizing Set,” Fuzzy Sets and Systems, Vol. 17, pp. 113-129 (1985).

15. Tong, R. M., and Bonissone, P. P, “Linguistic Solutions to Fuzzy Decision Problems,” In: IMS/Studies in the Man- agement Science, Vol. 20, pp. 323-334 (1984).

2005 年 09 月 19 日 收稿 2005 年 10 月 07 日 初審 2005 年 12 月 19 日 接受

參考文獻

相關文件

implementation of public safety for the buildings under comprehensive reviews on fire prevention and evacuation and compares with related literature to establish the check items

This study first uses the nine indicators of current domestic green architecture to examine those items needed to be considered in the air force base.. Then this study,

In order to improve the aforementioned problems, this research proposes a conceptual cost estimation method that integrates a neuro-fuzzy system with the Principal Items

Thus, both of two-dimensional Kano model and IPGA mode are utilized to identify the service quality of auto repair and maintenance plants in this study, furthermore,

In this study the GPS and WiFi are used to construct Space Guidance System for visitors to easily navigate to target.. This study will use 3D technology to

Finally, the Delphi method is used to verify and finalize the assessing framework.. Furthermore, the AHP method is used to determine the relative weights of factors in the

Hence this study uses a systematic method to develop safety evaluation indices and their weights to evaluate the walking environment of way to school for

The objective of this research was to investigate the major factors for choose Vocational College from Taiwanese Vocational High School students, and to identify any differences