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工業廠房綠屋頂之推行策略─以南部科學園區為例

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Academic year: 2022

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國立臺灣大學生物資源暨農學院園藝暨景觀學系 碩士論文

Department of Horticulture and Landscape Architecture College of Bioresources and Agriculture

National Taiwan University Master Thesis

工業廠房綠屋頂之推行策略─以南部科學園區為例 Strategies of implementation of greenroof in Southern

Taiwan Science Park

張靖驩

Ching-Huang Chang

指導教授:蔡厚男 博士 Advisor: Hou-Nan Tsai, Ph.D.

中華民國 102 年 6 月

June, 2013

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i

口試委員審定書

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ii

誌謝

這本論文的完成感謝指導老師蔡厚男老師,三位口試委員陳亮全老師、白仁 德老師和林沂品老師。感謝蔡老師在研究所求學期間的指點與教誨,老師亦師亦 友的開放式教學方法至今仍對我有很大的影響,對此銘記於心。三位口試委員在 口試時的教誨、批評與指教至今仍歷歷在目,卻是最好的建言,在這邊衷心感謝 三位老師。尤其是陳亮全老師,感謝您在繁忙之餘還要抽空在這本並不健全良好 的論文上。特別感謝屋頂綠化協會的李有田理事長,南科管理局的賴柍錤科長,

感謝你們抽空接受我的拜訪,並給予許多寶貴意見。

在此給所有閱讀這本論文的人一個閱讀指南,本論文有很多的缺陷不足補完,

最初的論文題目是以可行性評估與推動策略為題,然而我自己在論文寫作過程有 所迷失,也因此偏離題目,即便論文題目有所更動。簡述本論文有三大缺點:1.

研究架構的不明確 2.基地選址的不精確 3.研究方法不完善,希望不致造成論文閱 讀的人有所誤解,因此若有任何人翻開了這本論文,我希望你會先看到謝誌,我 會建議你:不要閱讀它,這裡沒有你要的答案。但是整本論文仍在資料蒐集與統 整上有所貢獻,從參考文獻中也可以搜索到世界上大多數的綠屋頂相關城市案例 經驗,希望這部分有所幫助。

最後感謝我的家人,在研究所求學期間打理家務讓我無須操心享盡福氣。感 謝 R201 的學長姐、同學、學弟妹們。

這本論文是不完善的、不好的,也讓我在這跌了跤,但是卻讓我學到許多。

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iii

中文摘要

二十一世紀因應氣候暖化衝擊的減緩對策之一,是發展建築節能的屋頂退燒 技術,也就是綠屋頂。而綠屋頂作為屋頂薄膜結構可以有效減緩暴雨逕流、減少 空調能源使用並提供基本的生態機能,無論是作為建築節能的手段或是公園綠地 的一部份都具有舉足輕重的份量。國外綠屋頂長年發展歷史悠久,台灣的綠屋頂 產業如今也開始萌芽發展,而台灣尚缺乏相關研究探討該如何有系統的推行綠屋 頂,是故為本研究的研究動機。由於綠屋頂的設置涉及土地使用分區與建築類型,

考量可以提供屋頂面積大且建築類型統一,因此選擇工業區作為探討綠屋頂推行 的目標,並以台南科學工業園區為案例分析對象,分析其廠房類型與成本效益並 佐以德國柏林、日本東京與韓國首爾三個城市綠屋頂政策的案例經驗,提出南科 綠屋頂的推行策略。研究方法使用訪談、文獻分析法。

研究結果指出工業廠辦符合設置綠屋頂的要求,但屋頂空間有限。現行階段 於南科園區推行綠屋頂會受到極端暴雨的影響而有植栽選用的問題。南科推行綠 屋頂的政策應將綠屋頂技術規範納入土地使用管制中,並透過最低綠化率、補助 金、減稅和維護管理審查作為主要推行手段。南科園區的案例發想提供我們對於 綠屋頂政策的正面想像,其中透過這些技術規範與獎勵配套措施,可作為政府單 位和專家學者思考綠屋頂政策設計的架構。而科學園區隸屬於國科會管轄,作為 中央政府推行綠屋頂的示範案例再適合不過。並建議後續研究可以朝在地植物材 料研究與綠屋頂環境效益研究兩個方向發展。

關鍵字:屋頂綠化、薄層型綠屋頂、粗放式綠屋頂、綠屋頂政策、廠房、廠辦建 築

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iv

英文摘要

In response to the impact of global warming in twenty-first century, a roof cooling technique of building energy saving, which is the green roof. As the roof membrane structure, green roof can effectively reduce stormwater runoff, saving energy from air condition and provide basic ecological function. Either as a means of building energy saving or as a part of park and green space system, green roof plays a decisive role.

Green roof develops for decades in the whole world, and now the industry of green roof in Taiwan is now began to sprout. But Taiwan is still in lack of study to investigate how to implement green roof in a systematic way. Therefore is the motivation of this study.

Setting of green roofs involving land use zones and building types, consider the larger roof area and unified building type will be better condition for case study. The study chosen the industrial zone as the objective discussed, and Southern Taiwan Science Park(STSP) is the case study objective. Through the analysis of factory buildings, green roof whole-life cost analysis, and case analysis of green roof policy experiment of Berlin and Tokyo to propose the implementation strategies of green roof in STSP. The study use qualitative method, included interview, literature analysis and Case analysis.

Research results have three, first, indicate that industrial plant comply the requirements of setting of green roof, but the roof space is limited. Second, current stage of the implementation of green roofs in STSP will influenced by the impact of extreme stormwater and has the problem in choosing plant materials. Third, implementing green roof policies in STSP should combine the green roof technical

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v

specifications into the land use regulation, and through the minimum greening rate, grants, tax reduction, and maintenance management examine as the main policy tool.

Case of STSP provide us a positive imagination of green roof policy, and these technical specifications and incentives measures can be the frame of green roof design for those government agencies, experts and scholars. The Science Park is under the jurisdiction of the National Science Council, it’s the perfect objective to be the model case of implementation of green roof policy of central government. Suggested future research can move on to focus on local plant material research and environmental benefits.

Key words: Roof Greening, Extensive Green Roof, Green Roof Policy, Plant, Plant and Office Complex building

(7)

vi

目錄

口試委員審定書 ... i

誌謝 ... ii

中文摘要 ... iii

英文摘要 ... iv

表目錄 ... x

圖目錄 ... xi

第一章、 緒論 ... 1

第一節、 研究動機、課題與目的 ... 1

一、 研究動機 ... 1

二、 研究課題與目的 ... 2

第二節、 研究方法、範圍與限制 ... 3

一、 研究方法 ... 3

二、 研究範圍 ... 3

第三節、 研究架構 ... 5

第四節、 名詞解釋 ... 6

一、 綠屋頂 ... 6

二、 屋突 ... 6

三、 科學工業園區 ... 6

四、 工業廠房 ... 7

第二章、 工業廠房的建築型態與綠屋頂設置之分析 ... 8

第一節、 工業廠房的建築型態與特徵分析 ... 8

一、 廠房建築類型 ... 8

二、 廠房建築特徵 ... 9

第二節、 廠房設置綠屋頂的問題及可能效益分析 ... 10

一、 工業廠房設置綠屋頂的問題 ... 10

二、 對廠房之可能效益 ... 15

第三節、 工業廠房設置綠屋頂的可行性綜合分析 ... 18

(8)

vii

第三章、 都市綠屋頂政策的推行與德日經驗的啟示 ... 19

第一節、 綠屋頂政策的發展與推行 ... 19

一、 綠屋頂的政策背景、法制架構與推行現況 ... 19

二、 綠屋頂的政策目標、推行策略和歷程 ... 33

三、 配合措施 ... 49

第二節、 德國柏林綠屋頂政策的發展與推行 ... 55

一、 綠屋頂政策發展歷程 ... 55

二、 針對德國綠屋頂推行的調查結果 ... 58

三、 政策成效與經驗教訓 ... 59

第三節、 日本東京綠屋頂政策發展與推行 ... 61

一、 管制策略 ... 64

二、 誘導策略 ... 66

三、 配套措施 ... 67

第四節、 韓國綠屋頂政策發展與推行 ... 69

一、 韓國綠屋頂法規與獎勵措施 ... 70

二、 綠屋頂分類系統 ... 72

第五節、 都市綠屋頂政策先例經驗對工業區廠房推行綠屋頂的啟示 . 74 一、 透過中央部會政策推行,指導地方政府制定相關條例 ... 74

二、 政府具有明確的政策目標和期望達成的環境效益 ... 74

三、 有多樣化的政策工具輔助,而非單一的政策工具 ... 74

第四章、 南科工業廠房設置綠屋頂之成本效益分析 ... 76

第一節、 南科園區案例選擇的背景和理由 ... 76

第二節、 南科園區的發展概述與管理現況 ... 78

一、 南科園區的發展概述 ... 78

二、 規劃目標與構想 ... 81

三、 南科園區的管理現況 ... 84

第三節、 南科工業廠房的建築類型與特徵分析 ... 89

一、 南科工業廠房的產業與建築類型 ... 89

(9)

viii

二、 南科工業廠房的建築特徵 ... 92

第四節、 南科工業廠房設置各式綠屋頂之成本效益分析 ... 94

一、 成本效益資料建構 ... 94

二、 淨現值計算 ... 97

第五節、 日後科學園區廠房提升綠建築景觀的具體措施 ... 99

一、 將設置綠屋頂納入科學園區土地使用管制要點 ... 99

二、 鼓勵設置綠能屋頂 ... 99

三、 補助金制度 ... 100

四、 綠建築標章 ... 101

第五章、 工業廠房設置綠屋頂的推行策略探討 ... 102

第一節、 工業廠房設置綠屋頂的種類和範疇 ... 102

第二節、 技術規範與標準 ... 103

一、 最低綠化率 ... 103

二、 屋突載重 ... 103

三、 供水系統 ... 104

四、 介質種類 ... 105

五、 植物材料的使用 ... 106

第三節、 獎勵誘因與配套措施 ... 107

一、 獎勵誘因 ... 107

二、 配套措施 ... 109

第六章、 結論與建議 ... 111

第一節、 結論 ... 111

一、 綠屋頂設置可行性、實施策略與工具 ... 111

二、 廣義綠屋頂 ... 113

三、 綠建築標章的曖昧與相離 ... 114

第二節、 建議與後續研究方向 ... 115

一、 我國推行綠屋頂的建議 ... 115

二、 後續研究方向 ... 116

(10)

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參考文獻 ... 117 附錄一 訪談內容 ... 122

(11)

x

表目錄

表 1 工業廠房建築分類 ... 8

表 2 屋頂斜度與導流樁距離參考 ... 12

表 3 不作用途之屋頂載重 ... 13

表 4 二氧化碳固定量基準值 ... 28

表 5 生態補償的概念 ... 40

表 6 各城市與地區的綠屋頂政策一覽 ... 44

表 7 納入綠屋頂的開發計劃 ... 50

表 8 地方發展計畫的綠化要求 ... 51

表 9 實際的整建計畫 ... 51

表 10 補償後的計算 ... 52

表 11 Karlsruhe 綠屋頂效益評量系統 ... 53

表 12 1994 年到 2003 年的德國綠屋頂面積 ... 57

表 13 東京逐年綠屋頂增加面積 ... 62

表 14 東京屋頂綠化指導成績 ... 63

表 15 屋頂綠化義務規定 ... 65

表 16 東京都自然保護與回復條例施行規則 ... 66

表 17 南科土地使用分區面積 ... 80

表 18 南科各自建廠房 ... 93

表 19 成本效益計算資訊 ... 96

表 20 三種方案的淨現值計算結果 ... 98

表 21 台南各鄉鎮所屬降雨區及對應降雨量 ... 104

表 22 補助金比例 ... 108

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圖目錄

圖 1 研究流程圖 ... 5

圖 2 廠房結構系統示意圖 ... 10

圖 3 廠房內部構造圖 ... 10

圖 4 新莊體育館 ... 12

圖 5 防水層施作 ... 15

圖 6 傳統屋頂(黑線)和綠屋頂(虛線)暴雨洪峰的關係 ... 16

圖 7 成功市場的綠屋頂 ... 20

圖 8 德國綠屋頂政策架構示意圖(本研究繪製) ... 22

圖 9 德國行政架構示意圖(本研究繪製) ... 23

圖 10 綠屋頂政策和計畫發展的六個階段 ... 45

圖 11 各城市發展綠屋頂的政策階段 ... 48

圖 12 都市綠地法架構(本研究自行繪製) ... 64

圖 13 東京綠屋頂政策工具架構(本研究繪製) ... 錯誤! 尚未定義書籤。 圖 14 南科土地使用分區(資料來源:南部科學工業園區網站) ... 79

圖 15 基地配置圖 ... 82

圖 16 園區大道示意圖 ... 82

圖 17 滯洪池公園示意圖 ... 82

圖 18 園區住宅區示意圖 ... 83

圖 19 南科管理局的組織職掌 ... 87

圖 20 全區配置圖 ... 90

圖 21 標準廠房樓層平面圖 ... 91

圖 22 標準廠房 A.B 廠房全景 ... 91

圖 23 南面戶外管道空間 ... 92

圖 24 機電設備及空調系統說明圖 ... 92

圖 25 連結 A、B 廠房之中庭 ... 92

圖 26 南科管理局屋突空間位置 ... 95

(13)

1

第一章、 緒論

第一節、 研究動機、課題與目的

一、 研究動機

人類社會邁入二十一世紀後,已將氣候變遷此一難題列為本世紀最大的考驗,

也因此近年來氣候變遷議題逐漸被廣為討論,各專業領域的專業者們皆開始思考 如何因應此迫切難題。然而其全面性的影響人居環境,包含季節的變化、暴雨的 來襲等日常生活可以確切感受之改變,此一改變直接的影響建築物內部環境,造 成建築耗能的增加以維持適居的室內微氣候,反而消耗更多的能源並排出更多的 溫室氣體造成惡性循環,為改善此種狀況,應積極改良建築性能以達到建築節能 設計之目標,其中可以改善的第一步就是提升建築外殼性能,讓建物達到可以冬 暖夏涼的適居條件。現在社會中已有許多進步的建築節能技術,包含綠屋頂、建 材一體化太陽能板、綠牆和隔熱遮陽板等,其中又以綠屋頂具備較多的環境效益 且門檻較低,而世界各國早已推行多年,國內市場需求也逐漸開始提升。

台灣關於綠屋頂的研究已有許多領域的前人研究(林寶秀,2010;李京澄,

2010;蕭金榜,2010;廖朝軒,2009;石佳玉,2009;陳慶安,2008;石婉瑜,

2004),然而針對綠屋頂的論述在質與量上仍須努力,尤其在政策推行及法規制訂 的層面。石佳玉(2009)指出台灣尚缺乏良好的政策環境、政策方案以及適當的 配套措施與管理辦法,使綠屋頂技術的推行無所適從。該文獻未深入討論台灣推 行綠屋頂的技術可行性、產業發展與成本效益,僅就政策環境上的瓶頸指出問題,

針對我國推行綠屋頂的架構仍嫌不足,因此筆者認為應針對綠屋頂法制化有更深 入的研究討論。

(14)

2

二、 研究課題與目的

綠屋頂作為建築屋頂的綠化措施,其和建築物的類型與使用型態之間的關係 密不可分,且建築屋頂會受到建築設計標準與土地使用強度之影響,而有不同的 屋頂面積與型態的產生。國內土地使用分區主要以住宅區、商業區和工業區為主,

其中工業區長期對周邊環境造成諸多環境負擔,本就應該有足夠的綠化空間來減 少空氣汙染和暴雨逕流。除了工業廠房應有綠化空間以避免將環境汙染成本外部 化,綠屋頂的設置也可作為廠房節能降溫的手段,因此法制化和策略化的推行綠 屋頂有其必要性。然而該從甚麼法規切入、如何制定和修正,以及整體的推行策 略該如何擬定為本研究的課題與目的,其應透過論述的方式指認,作為台灣系統 性推行綠屋頂的參考。

(15)

3

第二節、 研究方法、範圍與限制

一、 研究方法

本研究之研究方法,採用訪談法與文獻分析法。選擇台南科學工業園區為個 案研究之對象,以二手文獻和網路資料蒐集案例背景資料及特性,並佐以訪談的 方式進一步了解科管局管理的狀況與可能潛在的瓶頸。資料收集以 Robert K. Y.

(2001)所提出之六種證據來源:文件、檔案紀錄、訪談、直接觀察、參與觀察 以及實體的人造物,其中的「文件」、「訪談」和「直接觀察」為主。訪談對象有 綠屋頂暨立體綠化協會李 X 田理事長、南科管理局建管組陳 X 環組長。透過公部 門科管局,以及私部門與學者所組成的協會的深入訪談,較能較快且精準的了解 公部門執行相關計畫的經驗與箇中難題,因此藉著輔助推行策略的制定及了解擬 訂策略過程中將會遇到的瓶頸,作為後續討論的基礎。

二、 研究範圍

(一)、 研究項目

綠屋頂的效益會受建築物可施作的屋頂面積及屋突形式的影響,而綠屋頂施 作在住宅區、商業區、工業區或機關用地的成效皆有所不同。住商大樓的綠屋頂 效益多以提供人們休閒娛樂的公共空間為主。機關用地與工業廠房的屋頂面積都 較大,且屋頂形式多以平屋頂為主,與住商大樓比起來更能發揮綠屋頂節能減碳、

暴雨管理和生態棲地等效益。

本研究選擇工業廠房作為個案研究的對象,因為工業廠房過去長期製造許多 環境汙染並讓這些環境成本外部化,在現今逐漸重視環境保護的社會思潮下,工 業區的綠化及園區改善也受到重視,而工業廠房也應有更高的環境設計標準,過

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4

去的工業區綠化多以園區平面綠化為主,而忽略建築綠化的可能性,因此在工業 廠房上設置綠屋頂仍有許多可能性值得探討。

(二)、 研究基地選擇

科學園區為科學工業或相關的商業用途而特別劃定的土地使用分區,其與一 般工業用地不同之處在於其發展是以整體園區為一開發單元。設有科學園區管理 局,為使用者提供統籌設計的廠房、一般公共設施、整體性的服務等,因此公部 門可透過科管局從中引導園區發展,有較多的影響力,因此選擇科學園區作為探 討公部門系統性推行綠屋頂的基地較為適合。

台灣的科學園區有新竹科學園區、中部科學園區及南部科學園區,本研究選 擇南部科學園區的台南園區作為研究基地。因為台灣南北氣候差異大,南部地區 天氣炎熱且乾燥,工業廠房多須仰賴空調設備,在南部地區設置綠屋頂有別於北 部屋頂花園式的綠屋頂,更強調其隔熱節能的效能,因此探討台南科學園區設置 綠屋頂有其重要性及代表性。

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5

第三節、 研究架構

圖 1 研究流程圖

(18)

6

第四節、 名詞解釋

一、 綠屋頂

綠屋頂(green roof)是指建築物的屋頂,部分或全部以植栽與土壤覆蓋,或以 生長媒介與植栽覆蓋在屋頂防水層上,形成有系統結構的綠化屋頂,也稱為屋頂 綠化或生態屋頂(eco-roof)。綠屋頂經常被用來作為一個總稱,意指建造於結構體 上方的永續系統(Weiler and Scholz-Barth, 2009)。其是一種屋頂、露臺或其他結構 上方栽培植物或刻意提供給野生生物做為棲地的設施(GRO, 2011)。綠屋頂在常見 的平或斜屋頂上,設置部分或全部的構造層,而綠屋頂基本構造包括:植栽層(plant layer) 、 栽 培 層 (vegetation layer) 、 排 水 層 (drainage layer) 和 保 護 層 (protection layer)(Lawlor et al., 2006; Moran et al., 2003)。

二、 屋突

三、 科學工業園區

科學園區為科學工業或相關的商業用途而特別劃定的土地使用分區。其與一 般工業用地不同之處在於其發展是以整體園區為一開發單元。通常設有管理部門,

為使用者提供統籌設計的廠房、一般公共設施、整體性的服務等,通常位於都市 外圍之主要運輸幹道沿線,以解決土地獲得及運輸需求問題。

台灣地區的科學園區係指由行政院國科會主導開發的「新竹科學園區一、二、

三期」、「中部科學園區」、「南部科學園區」等處,適用法令為民國 68 年通過之「科

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7

學工業園區管理條例」,於各個園區設置管理局,掌理廠商設廠、通關、設資、營 建等事項,管理局直屬行政院國科會而不受地方政府管轄。

科學工業園區也可簡稱為科學園區、科工園區等名字,在本研究中以上兩者 皆有使用。

四、 工業廠房

工業廠房指的是於工業用地內提供工業生產、使用之建築物,然而本研究以 能施作綠屋頂的工業廠房建築為主,不包含環保事業、鋼鐵冶煉、石化煉解廠等 以戶外作業為主的廠房。綠建築評估手冊指出廠房因組成部分複雜,主要依照建 照將廠房類建築分為作業廠房和廠辦複合兩種類型,其他支援設備設施則不考量 在內。

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8

第二章、 工業廠房的建築型態與綠屋頂設置之分析

如同緒論所言,欲在工業區推行綠屋頂必須先針對工業廠房的建築型態分析,

以找出適合或不適合設置綠屋頂的建築型態,並討論工業廠房設置綠屋頂的可能 問題及效益,以進一步的指出廠房設置綠屋頂的可行性。藉由本章分析結果,清 楚指出工業廠房設置綠屋頂的可行性,以作為後續政策分析、成本效益分析等研 究討論的基礎。

第一節、 工業廠房的建築型態與特徵分析

一、 廠房建築類型

工業廠房可以泛指所有工業生產活動,包含生技、電子、機械、食品加工等 等,其使用項目包羅萬象,然而大抵而言,可以依照作業模式分為室內作業環境 與戶外作業環境,室內作業環境包含上述的生技、光電、機體電路、通訊、電腦 等目前台灣轉型後的高科技產業,戶外作業環境則包含環保事業、鋼鐵冶煉、石 化煉解廠等等。而依照「建築技術規則」建築設計施工編的分類,基本上可以區 分為作業廠房和廠辦複合兩種類型。

表 1 工業廠房建築分類

作業廠房 依「建築技術規則」建築設計施工編,第 272 條:

一、辦公室(含守衛室、接待室及會議室)及研究室之合計面積 不得超過作業廠房面積五分之一。

二、作業廠房面積在三百平方公尺以上之廠房,得附設單身員工 宿舍,其合計面積不得超過作業廠房面積三分之一。

三、員工餐廳(含廚房)及其他相關勞工福利設施之合計面積不 得超過作業廠房面積四分之一。

前項附屬空間合計樓地板面積不得超過作業廠房面積之五分之 二。

廠辦複合類型 廠房內附屬空間面積超過上述規定者,依建照申請類別規範之。

資料來源:「建築技術規則」建築設計施工編。

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9

以竹科為例,竹科之廠房類型分為標準廠房、公商創業大樓、高層廠房及聯 合服務中心,大抵上仍屬於作業廠房和廠辦複合此兩種類型。南科則提供園區事 業廠商承租土地並自行建築廠房,或由政府部門興建標準廠房供園區事業廠商承 租使用,並於高速公路匝道入口處設置運輸倉儲中心,因此除標準作業廠房與廠 辦複合建築外,尚包含運輸倉儲使用。

而陳純森(2002)在「建築結構設計」一書中則清楚指出廠房建築的類型:

對於供重型機器設備使用之廠房建築,因為機器重量太重,設備擺設配置不均且 必須設置架空吊車,一般之架空吊車其吊重能力約在 10 公噸至 50 公噸之間。廠 房以採用單層單跨設計比較多,跨距約在 20 公尺至 35 公尺之間,如面積太大時,

則採用多跨連棟式構造,例如金屬冶煉工廠及機械加工工廠等。過去有部分輕型 加工廠為了節省廠房用地,也有採用多層建築,如電子加工廠。(頁 1-1)而這邊指 的廠房建築,也就是前述的作業廠房,是工業生產的生產空間。

二、 廠房建築特徵

工業生產是藉由機械手段將低價值原料提煉成高附加價值的產品,其過程與 結果是極度理性的規則,因應生產線的要求,決定出空間大小、模矩、樓高、荷 重物理條件。於科技掛帥的台灣,高科技工業建築也具有傲視群倫以塑立企業形 象的訴求,台灣的工業建築就秉持了這些特殊的條件:土地高度利用下的緊湊配 置、高度壓縮建廠時程及經費、量體龐大人員眾多、象徵性訴求。1因此工業廠房 的建築特徵在於最大化的使用廠房內部空間。

廠房建築大部分均採用鋼構材料,其系統分為山牆主結構系統、側牆斜稱結 構系統、屋面斜稱系統、吊車軌道系統及山牆擋風柱系統等。廠房結構系統及內

1資料來源:張璠,台灣地區工業區開發之問題與對策

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部構造示意圖請參考圖 1 及圖 2。廠房內部吊車負載能力超過 20 公噸時,必須設 計如圖 2 所示之吊車專用柱;小於 20 公噸時可以拖架方式設計(陳純森,2002,

頁 1-9)。

圖 2 廠房結構系統示意圖 圖 3 廠房內部構造圖

資料來源:引自陳純森(2002)。建築結構設計(頁 1-9)。台北:科技圖書

第二節、 廠房設置綠屋頂的問題及可能效益分析

由於工業區廠房為產業的生產空間,建築也多歸類為產業建築,因此過去的 工業園區和廠房皆以生產空間為優先考量。然而園區綠化的概念仍停留在公共設 施綠帶與隔離綠帶的設置,廠辦建築綠化則尚未有諸多討論。既然現在的立體綠 化技術如此進步,更應該深入討論廠房建築設置綠屋頂的可行性,因此本節將分 析廠房設置綠屋頂的可能問題及效益。

一、 工業廠房設置綠屋頂的問題

欲在工業廠房屋頂設置綠屋頂,作為人工地盤的屋突空間綠化需知道其使用 型態及設施型態,像廠房這樣的產業建築的屋頂空間多為設備安置機能為主的人 工地盤,多為大樓出風、排風及各種管線、設備機組的放置空間,並未將景觀規 畫納入考量,但注重大樓防水層及隔熱層的施作。由於原始使用目的並未考量景

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觀綠化之用,因此難以加入多元化的使用型態。2

工業廠房設置綠屋頂的問題在於廠房類型、屋突類型是否適合,屋頂結構是 否可以承擔薄層綠化的載重,屋突空間是否需設置出風、排風口、各種管線或設 備機組,廠商的財務計畫是否具備可增加成本的空間,以及設置後的屋頂防水問 題。而各種的工廠綠化應依照其規模大小、環境條件與產業別的不同,進行不同 的綠化計畫。同樣的,綠屋頂也需評估不同產業別的廠房,是否適合施作綠屋頂。

然而綠屋頂可以在各種經適當設計的屋頂上設置,包括鋼質、木質、混凝土、塑 膠或複合材料,只需要符合必要的結構要求即可。

(一)、 廠房類型

由於依照不同產業別,工業廠房的建築類型也會有所不同,可以將廠房建築 類型可以分成單層廠房、高科技廠辦的高層辦公空間與多層廠房的廠辦複合建築,

以及戶外作業廠房。以設置綠屋頂來說,廠房類型主要涉及到屋突類型、屋頂空 間的使用,舉例來說,單層廠房來說多以斜屋頂居多;廠辦複合建築則可能有斜、

平屋頂共存,平屋頂用以放置機電、冷氣和管線設備等;而戶外作業廠房則多以 設備為主,如化工業多為輕油分餾爐等室外作業環境。

(二)、 屋突類型

廠房的屋突類型可簡單分為平屋頂與斜屋頂,依照平屋頂與斜屋頂,綠屋頂 工法也會有所不同,即便屋突類型為鐵皮屋頂,只要是具有結構強度之鐵皮屋頂,

仍然可以植栽毯的方式設置綠屋頂。斜屋頂和平屋頂兩種設置工法最大的差異在 於保水板的有無,保水板可儲蓄水分、增加介質空氣濕度之外,尚可以減緩暴雨 來臨時的洪峰流量與延遲洪峰時間。若屋突類型為斜屋頂且有諸多外觀結構的變

2資料來源:吳靜宜,住宅大樓人工地盤綠化的設計思維

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化,會增加綠屋頂施作的困難度,相較之下,平屋頂的綠屋頂施作會相對簡單。

斜屋頂最大設計特徵在於防止滑落、採取輕量介質、保持水分均勻和迅速排水、

防止沖刷需達成立即綠化。因此為避免斜度增加而造成下滑,依照屋頂斜度必須 要設置導流樁。唯獨屋頂斜度 5-15 度時不需導流樁,屋頂斜度 15 度以上時則需 於固定距離內設置導流樁。國內目前的最佳案例為新莊體育館的大跨距斜屋頂構 造。

表 2 屋頂斜度與導流樁距離參考3 屋頂斜度 導流樁距離

10-20 度 8-10 公尺 20-30 度 6-8 公尺 30-40 度 3-6 公尺 40-50 度 0.5-3 公尺

圖 4 新莊體育館

資料來源:http://s1.djyimg.com/i6/1201090720261849.jpg (三)、 屋頂載重

屋頂結構決定屋頂載重的負重量,載重的多寡決定綠屋頂介質的厚度,介質

3資料來源:樹花園網頁,http://www.treegarden.com.tw/greenroof05.html

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越厚則可使用的植栽種類越豐富。舉例來說斜屋頂的薄層綠化總重量為每平方公 尺 100-300 公斤,介質厚度可達 10-30 公分。因此屋頂載重越重,則栽種的植栽 種類也會增加,可增加生態性之外,也會增強綠屋頂的暴雨管理能力。依照建築 技術規則建築構造編,其載明因應樓地板之用途不同,屋頂露臺之活載重得較室 載重每平方公尺減少 50 公斤,但供公眾使用人數眾多者,每平方公尺不得少於 300 公斤。而不作用途之屋頂,其水平投影面之活載重每平方公尺不得小於下表:

表 3 不作用途之屋頂載重

屋頂 載重面積(水平投影面):公斤/平方公尺 20 以下 20 以上至 60 60 以上 平頂

100 80 60 1/6 以上拱頂

1/8 以上拱頂 1/6 至 1/2 以上坡頂

80 70 60

1/8 至 3/8 以上拱頂 1/2 以上拱頂

60 60 60

3/8 以上拱頂

參考來源:建築技術規則建築構造編

現在的高科技廠房多為鋼骨鋼筋混凝土結構的高層產業建築,樓地板載重可 達每平方公尺 800-1000 公斤,較高於一般廠辦每平方公尺 500 公斤的承載量,且 建築採 RC 結構、緊密式箍筋,為抗震能力佳的建築結構。屋突空間則多為結構 平屋頂,載重都達 300 公斤/平方公尺以上。

因此我們可以歸納,綠屋頂依照平屋頂和斜屋頂具有不同的施作工法。重要 的是屋突結構的載重,綠屋頂只適合設置在經結構設計的屋頂空間,不適合設置 在過去傳產的臨時廠房和未經結構設計的鐵皮廠房。而屋頂載重的承載量上限是 多少,能提供多少公斤的載重,都牽扯到綠屋頂介質的厚度與植栽種類。且若是 屋頂下方需設置吊掛式的起重設備,則需考量起重設備系統的靜載重與活載重。

(四)、 屋頂空間的使用

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若要在屋頂設置綠屋頂,必須要先確認屋頂空間是否有放置設備機組、出排 風口及管線等,由於工業廠房的屋頂可能為配合產業空間的使用而堆放設備,因 此設計時需考量屋頂空間的使用狀況與需求,視情況預留空間。而植栽也應避開 出排風口,以避免生長不良的狀況。由於這些建築排風口、出風口、管道間出口、

水表箱、消防設備等設施的量體突出於人工地盤,因此設計上會以管線效能為優 先考量往往無法顧及環境的整體美觀。而部分設施管線埋設於樓板結構內,考慮 日後管線維護的便利,應限制綠化設施的配置空間。4

(五)、 屋頂防水

屋頂綠化造成的屋頂漏水一直是綠屋頂最為人詬病、也最讓人擔心的問題,

若是綠屋頂的防水沒有處理妥善而造成廠房內部漏水,會影響廠房內部作業環境 造成工安危險,甚至造成設備的毀損或汙染無塵環境,因此對廠房環境而言屋頂 防水問題更顯嚴重。

綠屋頂的防水之道在於建築屋頂本身的防水層完整,在設置綠屋頂之前塗抹 防水底油形成第二層防水,才能有效防止屋頂漏水。在施作完綠屋頂後,綠屋頂 則可以反過來保護防水層水泥砂漿避免日曬分解,並穩定屋頂結構溫度,降低熱 脹冷縮對防水層的拉扯。現在國內的專業廠商使用塗抹式的防水底油和熱熔式的 防水斷根毯居多。

4資料來源:吳靜宜,住宅大樓人工地盤綠化的設計思維

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圖 5 防水層施作

資料來源:樹花園網頁,http://www.treegarden.com.tw/greenrooftool-goil.html

二、 對廠房之可能效益

綠屋頂系統具有許多的效益,在工業廠房上設置可以有效協助廠房達到建築 節能與工廠綠化之目的。其可能達成的主要效益包括暴雨管理、減少空調能源使 用、提升太陽能光電板效能、對廠商的財務回饋和延長屋頂壽命,其他效益包括 提升生物多樣性、降噪、滯塵與固碳。以下將影響廠房的主要效益統整如下

(Berndtsson, 2010):

(一)、 暴雨管理(stormwater management) (Bengtsson et al., 2005; Mentens et al., 2006; VanWoert et al., 2005; Arrowstreet, 2009; GRO, 2011; EPA, 2009)

雨水對於建成環境是豐沛的資源,我們應該善加利用這項資源。透過暴雨管 理可以降低都市洪災的風險,並改善都市水平衡。而綠屋頂這提供一個截流雨水 並且再利用的最佳選擇,其能有效減緩暴雨造成的逕流速度與洪鋒時間,並減少 都市排水系統的負擔。所儲蓄起來的雨水尚可當作中水處理,做為生活用水或是 屋頂植栽養護的澆灌用水。也因此暴雨貯留是最常被提出來討論的綠屋頂效益之 一。

(28)

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這些暴雨所帶來的雨水,通常會迅速的被排出到附近的水體或下水道系統中

(Carter and Rasmussen 2006)。有些具有下水道系統的地區,在遭遇較大的降雨 時會因為洪峰時間短暫且流量大,產生合流汙水溢流(Combined Sewer Overflows, CSOs),導致未經處理的汙水排入當地溪流和河流。透過保留大量的雨水,綠屋 頂可以預防合流汙水溢流的狀況(Doshi 2006),並降低暴雨的汙染物攜帶能力 和洪峰流量,同樣的可以減少洪水與河床侵蝕的問題(Carter and Jackson 2007)。

圖 6 傳統屋頂(黑線)和綠屋頂(虛線)暴雨洪峰的關係 資料來源:(Czemiel Berndtsson, 2010)

綠屋頂每年的雨水貯流能力可達到 45%(粗放型綠屋頂,介質 100mm)~75%

(密集型綠屋頂,介質 150mm)。雨水貯流能力的多寡則取決於綠屋頂的結構、

介質厚度(見圖)、氣候條件以及降雨總量(Jeroen et al., 2006)。

(二)、 減少空調能源使用(Fang, 2008; Takebayashi and Moriyama, 2007; Wong et al., 2003; Wong et al., 2007; Arrowstreet, 2009; Lawlor et al., 2006; GRO, 2011)

綠屋頂可以減少建築能源的需求,因為綠屋頂的隔熱效果可以減少夏季紫外 線的穿透和空調的使用。雖然綠屋頂在台灣的冬季可能不具有顯著的保溫效果,

但是在歐美等高緯度國家,綠屋頂在冬季時也被作為是隔熱保溫的屏障,可以保 護生長介質在長時間下不會結凍(Liu and Baskaran 2003)。在夏季時,則可以減 少能源消耗。這些保存下來的能源,其實是靠著植物和介質的蒸發散作用帶走熱

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能,進而從空調的使用中被節省下來(Wong and others 2003a)。

許多研究從不同的程度討論綠屋頂的節能效益。2003年,Liu和Baskaran為 National Research Council Canada所做的研究指出,綠屋頂減少75%的空調能源需求。

該研究基地是一個800平方英呎的測試裝置,用來模擬一個緩坡的工業區屋頂。此 外,賓州大學綠屋頂研究中心的研究則指出,綠屋頂的節能效益約為10%。綠屋頂 開發商手冊(Green Roof Developor’s Guide)則指出設置綠屋頂的建築物,夏天可 以減少25%,冬天可以減少15%的能源消費。

(三)、 提升太陽能光電板效能

由於南台灣日照充足且太陽光電產業發展,經濟部能源局積極推動太陽能產 業的發展,並鼓勵南台灣設置太陽能屋頂,而台南科學園區也正積極推動太陽能 光電板。而綠屋頂穩定屋頂微氣候的特性,間接的可以提升太陽能光電板的效能。

Gregg、Parker和Swenson(2007)的研究發現,當溫度超過25℃時每增加1℃,太 陽能光電板的效能則下降0.5%,因此當夏季高溫讓屋頂溫度上升到60℃時,太陽 能光電板效能將下降17.5%,並影響投資回收期和太陽能光電板的經濟效益。太陽 能光電板的推行,讓綠屋頂所能提供廠房的效益也因此增加。

(四)、 延長屋頂壽命

綠屋頂系統保護建築本身的防水薄膜不會受到紫外線和溫度變動的影響而受 損,也因此得以使建築屋頂系統的壽命延長。根據 Athena Institute 指出,有計畫 的綠屋頂系統的壽命平均為 39 年,或約略為傳統屋頂壽命的兩倍長,傳統屋頂系 統的壽命約為 15 至 20 年(Arrowstreet, 2009)。

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第三節、 工業廠房設置綠屋頂的可行性綜合分析

綜觀來看,綠屋頂可以提升工業廠房的效益有暴雨管理、減少空調能源使用、

提升太陽能光電板效能和延長屋頂壽命。對於工業廠房來說,這些效益可以提升 建築節能的能力、增加工業區綠化並減緩工業廠房對周邊環境的衝擊。因此就工 業區綠化、生態園區營造與都市設計的角度而言,工業廠房綠化有具有實質的可 行性。

工業廠房是否可以設置綠屋頂的決定性因素有廠房類型、屋突類型和屋頂載 重。其中廠房類型和屋突類型息息相關,如今台灣產業類型轉變,逐漸轉向所謂 的高科技產業,以積體電路、通訊、光電、精密機械和生技產業為主,廠房類型 也以廠辦複合為主,老舊且缺乏結構設計的廠房也逐漸被消失,因此在設置綠屋 頂上的先決條件都已相當穩定,無論是斜屋頂或平屋頂都可以設置,載重也為了 工業生產需求而經過結構設計。

我們知道綠屋頂對於工業廠房有正面效益,然而對工業廠房設置綠屋頂的可 行性而言,屋突的載重和屋頂空間的使用才是可行與否的決定性因素。綠屋頂在 屋突空間上設置防水層、介質層和植物材料,每單位面積會依照介質的厚度而有 不同的載重,越厚的介質厚度可以提供植物材料更好生長環境,相對的屋頂的活 載重必須可以承受更高的重量。我們知道一般廠辦每平方公尺可以承重 500 公斤,

高科技廠房則可以載重到 800-1000 公斤,尤其是屋頂空間必須要貯放機電設備,

因此設置綠屋頂的載重不會是問題。

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第三章、 都市綠屋頂政策的推行與德日經驗的啟示

本章整理現行各國推行綠屋頂政策的發展與推動方式,統整各城市尺度的相 關法規與政策推行內容,並透過回顧日本東京都、德國柏林和韓國首爾三個城市 的綠屋頂發展經驗得知先進城市推行綠屋頂的成功因素,並作為後續個案分析討 論南科綠屋頂推行機制的參考架構。

日本東京的相關文獻資料參考自財團法人台北市錫瑠環境綠化基金會相關研 究發表,許榮輝(2010年)、涂智益(2007年)、上澤美鈴等人(2007年)與平 山豪等人(2003年)之發表論文,以及東京都環境局網站所公布的屋頂綠化成績 與相關法規,其中以錫瑠環境綠化基金會、涂智益和許榮輝等人的資料整理較為 詳盡。德國柏林的文獻回顧若有未註明引用出處的段落皆參考改寫自Lawlor等人

(2006)、Ngan(2004),其中由Lawlor等人所撰寫的< GREEN ROOFS: A Resource Manual for Municipal Policy Makers.>和Ngan所撰寫的< Green Roof Policies: Tools for Encouraging Sustainable Design.>兩本加拿大綠屋頂專書針對各國的政策發展歷 程有詳細的介紹與整理。韓國首爾的文獻資料引用自趙紅霞與姜太昊(2013年)。

第一節、 綠屋頂政策的發展與推行

一、 綠屋頂的政策背景、法制架構與推行現況

(一)、 政策背景

綠屋頂政策的意義在於最大化綠屋頂的公共效益以達到綠化、環境品質提升 等目標,然而世界上許多城市的綠屋頂仍缺乏有計畫的推行。以加拿大為例,在 大溫哥華地區就登記有605個綠屋頂,然而此項調查對綠屋頂的定義非常廣義,簡 易種植在屋頂和遮板上的植栽也被列入綠屋頂的計算中;其中只有30個是粗放型

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或半密集型的綠屋頂(Davis, 2002)。在志願設置的原則下只有直接財務獎勵才能 吸引業主和開發商設置綠屋頂,已經有部分加拿大城市開始積極推廣綠屋頂,並 開始執行獎勵方案和配套措施。由於這樣的公共利益不應該透過提供零星的私有 財務獎勵推行,在較大的連續性區域施作綠屋頂才能帶給公眾較大的效益及較顯 著的效果,譬如台北的成功市場。因此對於各級政府單位來說,如何修改現行政 策、引進新政策並鼓勵綠屋頂的推行才是重要的工作。

圖 7 成功市場的綠屋頂

資料來源:http://taipeiexpo2010.pixnet.net/blog/post/29432389

加拿大的綠屋頂實踐已趨向財務補助的方式。加拿大自然資源部(Natural Resources Canada)開始實施一系列的綠屋頂財務補助,藉此改善商業大樓和公共 機構的建築節能效率。同時,綠屋頂也可用來獲得綠建築評價系統(Leadership in Energy and Environmental Design,LEED)認證的點數,如此可以鼓勵開發商積極去 獲得綠建築認證。德國能迅速推動綠屋頂要歸功於立法,畢竟只靠業主與開發商 的 努 力 是 不 夠 的 , 因 為 綠 屋 頂 必 須 要 被 執 政 當 局 納 入 政 策 中 才 能 有 效 推 行

(Landskron, 1998)。

(二)、 法制架構

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綠屋頂的推動須透過法規賦予其法律效力,故在討論綠屋頂政策之前,必須 先了解一地區或國家的法制架構。然而,各個地區和國家依據不同的歷史背景與 文化脈絡有不同的法律架構。全世界目前主要可以區分為兩種法系,歐陸法系(又 稱大陸法系)與英美法系(又稱海洋法系)。歐陸法系的特色是成文法與職業法 官制度,主要國家有德、日、法、奧以及我國;英美法系主要由英美兩國所發展 而來,特色是不成文法、陪審團制度,主要國家有英、美、澳和加拿大。

本研究討論綠屋頂推行需從土地使用分區管制切入,其乃是政府由上而下制 訂之管制措施,專業廠商在積極拓展市場的同時尚需政府明確的訂定相關規範以 鼓勵市場發展,因此國外的法制架構與土管規則可作為後續討論之借鏡,藉此重 新檢討綠屋頂的意涵並非只是屋突空間的綠化而是都市空間的延伸與開放空間的 投射。

由於土地使用分區管制並非為案例累積而成的法規條例,因此仍須透過由上 而下的角度進一步討論。文獻回顧也應從同樣法制架構的大陸法系國家著手。因 此,本次節之法制架構文獻回顧將以德國的法規架構做為討論對象,進一步回顧 台灣現行法制架構。本段落德國法制架構引用自Goya Ngan所著作的<Green Roof

Policies>(2004)

,該書中針對綠屋頂政策與德國的法規架構有詳盡的內容。

1. 德國法制架構

德國綠屋頂文獻多引用上位法律作為參考,尤其聯邦法規是綠屋頂政策在德 國得以普及並順利推行的關鍵因素。僅管這些法規不一定適用於其他國家的狀況,

但是這樣的法規架構提供修訂法規的思考方向。從全球化的角度來看,1992年聯 合國地球高峰會(Rio Earth Summit)在里約熱內盧舉行,並且通過”地方21世紀議 程”。這項政策方案在歐洲當地實施可持續性的發展計畫且非常普及。歐盟也發佈

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相關行政命令,諸如植物-動物-棲地(The Flora-Fauna-Habitat Directive)、鳥類保 護指令(The Bird Protection Directive)和水資源治理架構(The Water Framework Directive)等計劃。由於這些計劃都與城鄉生態或水資源點源汙染息息相關,也因 此間接促使德國聯邦制訂綠屋頂政策。德國陸續有16個聯邦州政府和下屬機構開 始訂定具體的綠屋頂法規。德國的綠屋頂法規是從聯邦法規由上而下的裙帶效應,

讓地方政府有訂定法規的依據,讓綠屋頂業者有法規得以依循,促成綠屋頂產業 的發展。

以下詳列了一些重要的德國聯邦法規,這些法規構成德國綠屋頂政策的架構。

這些法規包括聯邦建築法(Federal Building Code)、聯邦自然保護法(Federal Nature Conservation Act)、環境影響評估法(Environmental Impacts Assessment Act)、

土地使用管制規則(Land-Use Regulation)和汙水費法(Wastewater Charges Act)。

圖 8 德國綠屋頂政策架構示意圖(本研究繪製)

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圖 9 德國行政架構示意圖(本研究繪製)

聯邦建築法 BauGB5

1998年,德國聯邦建築法因應1992年的”地方21世紀議程”修改相關條文。其中

BauGb§1(5)指出,土地使用計畫應當保障可持續性的城市發展和土地使用的社

會公平,其中原先的”有序”(well-ordered)一詞更改為”可持續性”(sustainable),

暗示現行法制與政策必須要對未來的世代負責,相關的環境政策與綠色政策也開 始更加受到重視。受到聯邦建築法對環境營造的態度轉向積極正向的影響,一併 促使地方自治條例的調整,而聯邦建築法內文則指示地方政府須自行修正建築法

5德國法規的縮寫順序依序為條款科,§代表條,括號表示款,科則不用括號表示,例如:BauGb§1

(5)7,也就是聯邦建築法的第一條第五款第七科。德國聯邦法律的英文版可以從”German Law in English Language”的網站中查閱(Dannemann, 2004)。德國的專有名詞中,Bauleitplan 代表土地 使用計畫,是常用的術語,文書時則會使用 Flächennutzungsplan 和 Bebauungsplan 這兩個字,也 等同於發展計畫(development plan)。

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或建管條例並維持聯邦建築法之目標與架構。水資源保護是其中最重要的目標,

聯邦建築法明確指出為增加暴雨滲透的能力,必須要最小化建成區域的不透水鋪 面面積並針對暴雨源頭做有效控管。因此聯邦建築法規定每一個開發案都必須符 合干預規則與生態補償措施,讓開發造成的環境破壞降至最低並維持綠地面積。

其中BauGb§9(1)指出允許“以其他綠化形式補償”並”允許部分物理結構”,意味 著綠屋頂也可納入土地使用計畫的生態補償範疇。同時法規補述特殊的高密度發 展區可以排除在干預規則外,以維持高密度發展區的開發彈性。

聯邦自然保護法 BNatSchG

聯邦自然保護法的立法目的是為妥善保護自然與景觀,無論是在居住區或非 居住區皆須達成以下四項目的:第一,維持自然平衡的有效性;第二,保護自然 資源的可開發性;第三,保護動植物;第四,保障自然和景觀的種類、特殊性和 美貌。因此不僅是無人居的自然環境,建成地區也必須要滿足保護自然環境之目 的,遂依照補償原則訂定干預規則,藉此滿足自然平衡的有效性及綠地面積,制 訂的主要依據是依照聯邦自然保護法的第八條(BNatSchG§8)和聯邦建築法的第 一條(BauGb§1a)內容。也因為干預規則的制訂,提供綠屋頂政策發展空間,也 是開發計劃滿足干預規則的低成本方案。

土地使用管制規則 BauNVO

土地使用管制規定建築的使用類型、大小和位置、建蔽率及容積率,是實際 關聯到綠屋頂施作面積的規劃工具,也可以說是最重要、直接的推行工具。透過 土地使用管制規則可以清楚的要求不同的土地使用分區所需設置綠屋頂的面積和 標準,而詳細的內容則由地方政府自行制訂,譬如說介質厚度、植栽種類與設置

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面積等。

汙水費法 AbwAG

汙水費法是依照汙染者付費原則所制訂的法規,目標在於控管暴雨源頭的汙 水量以減少城市汙水處理系統的負擔,並進一步改善水質、減少洪患,該稅收用 作成立汙水(或是暴雨)基金。這些基金可用於改善水質、保護與改善環境,或 是進一步作為設置源頭控管的補助金。因此,汙水處理(或暴雨處理)的源頭管 制使綠屋頂有發揮的空間也滿足污染者付費的原則,並讓這些法規徵收的稅收重 新使用在建成環境的改善上,譬如說綠屋頂的補助金。而詳細的稅收標準,仍由 地方政府自行訂定。

綠屋頂政策的推動需要法規的支持,才能在推行的同時達成預期效益與目標,

並讓綠屋頂的設置有依據的標準。德國的綠屋頂政策得以普及,有賴於法規開放 綠屋頂作為干預規則的補償措施。其中聯邦自然保護法詳訂干預規則的主要目標 與原則;聯邦建築法開放綠屋頂做為生態補償的措施;土地使用管制規定各使用 分區設置綠屋頂的標準;汙水費法有效結合綠屋頂與城市暴雨管理,妥善運用稅 收作為循環基金;環境影響評估則將綠屋頂納入評估項目之中,拓展基地開發的 可能性。由此可知,德國的綠屋頂政策架構非常明確,透過中央法規由上而下的 政策發展模式給予未來台灣發展綠屋頂政策一個明確的範例。為了解台灣推行綠 屋頂的現況,以下統整台灣相關法制架構。

2. 台灣法制架構

我國目前尚未有明確的綠屋頂政策,法規層面也尚未詳實規定。綠屋頂設置

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屬於建築屋突皮層工程,故法制架構應從建築管理、土地使用的角度著手探討。

本段落將統整土地使用分區管制與建築技術規則的內容,從中指出今後綠屋頂推 行將遭遇到的困境和推行的著力點。

土地使用分區管制

土地使用分區管制是施行都市計畫最常見的工具,台灣現行的土地使用分區 管制有三者,分別為都市計畫法臺灣省施行細則、臺北市土地使用分區管制規則 與高雄市土地使用分區管制規則。民國72年,高雄市與台北市相繼公布各自之土 地使用分區管制規則,台灣省都市計畫施行細則一直到民國89年才公布實施。除 台北市和高雄市各自有其地方自治的土地使用管制辦法外,其餘台灣之都市計畫 土地皆需依照台灣省土地使用分區管制規則。

戰後早期為配合經濟發展所研修的都市計畫法草案,是為引自歐美福利國家 的都市管理及開發體制,但是在修法過程中被刪去財源。在缺乏經費又無開發手 段的狀態下,台灣早期的都市計畫從發展計畫淪為管制計畫,也使都市計畫的推 行始終受到民間開發力量的影響,甚至成為主導(張景森,1993:75-76)。這些民 間開發力量多來自於地主與土地投機者,也因此早年的市地(都市計畫土地)多 受到投機者所壟斷,並且在不斷的炒作與地價哄抬的循環中,逐漸形成並發展為 現在的都市。

當時土地使用分區管制無法做為有效推行都市計畫的工具,這一點從工業區 開放倉儲批發業和乙工住宅即可看出都市計畫受到民間開發與社會變遷力量的影 響,迫使政府不得不將法規鬆綁的最佳案例(陳家宇,2008)。當工業區開始不斷 的出現集合住宅,相對降低周邊地區的公共設施服務品質,甚至有缺乏的現象產 生,這些都是當時土地使用分區管制訂定所始料未及的。如同張景森在<台灣的都 市計畫>(1993)一文中所言,極為適合用來描述現有之土地使用分區管制,他說

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「這種分區制度是土地使用控制而不是土地使用計畫…」。

都市計畫一經決定,即可施行其所規定之相關限制,這樣仍然只是一種管制 計畫的藍圖,唯有都市計畫事業的執行,才能積極提供所需之都市服務,促進都 市生活品質。這些都市計畫事業也就是公共空間的塑造,包括道路、廣場、公園、

學校、市場及醫院等。都市計畫事業涉及民眾利益的福祉,因此,都市計畫定案 後要隨即決定建設事業之建設者,並負擔實際行動之義務(張景森,2008:20-21)。

綠屋頂的空間使用可區分為私人(私人住宅和企業等)空間、公共空間(學校、

市場和政府機關等)與半公共空間(商場、購物中心、百貨公司)。換句話說,綠 屋頂應該被視為一種都市計畫事業或公共設施,提供都市服務並提高都市生活品 質。

建築技術規則

綠屋頂是建築屋突的綠化工程,必須要符合建築規則的屋突規定。可做為綠 屋頂的地方有兩者,屋頂和露臺。兩者對使用者有不同的需求,所需要提供的功 能也不同,因此這些功能也應該在建築技術規則中詳加規範。

在建築技術規則中建築設計施工編第一條第十款第五目中所規定的項目,有 明確的提到屋頂綠化,其指出「突出屋面之三分之一以上透空遮牆、三分之二以 上透空立體構架供景觀造型、屋頂綠化等公益及綠建築設施,其投影面積不計入 第九款第一目屋頂突出物水平投影面積之和。但本目與第一目及第六目之屋頂突 出物水平投影面積之和,以不超過建築面積百分之三十為限。」如此一來,做為 屋頂綠化和景觀造型的立體構架,和樓梯間、昇降機間、無線電塔及機械房及其 他經中央主管建築機關認可的屋頂突出物的總投影面積之合,不得超過百分之三 十。

然而在第十七章的綠建築基準的建築基地綠化中有詳細規定建築基地綠化的

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標準「…應符合其直轄市、縣(市)主管建築機關之綠化相關規定外,其綠化總二 氧化碳固定量應大於二分之一最小綠化面積與下表二氧化碳固定量基準值之乘 積。」因此,未來在討論基地綠化量時,便可以考慮此部分所提供的綠化量指標,

並藉由換算過後獲得一個更明確的基地綠化面積百分比。

表 4 二氧化碳固定量基準值

使用分區或用地 二氧化碳固定量基準值(公斤/平方公尺)

學校用地 五百

商業區、工業區 三百

前二類以外之建築基地 四百

來源:建築技術規則建築設計施工編

綜觀建築技術規則後,可以明確的發現其中並沒有針對屋頂綠化訂定詳細規 則,如植栽高度、載重和最小施作面積等。如此一來,有意願施作屋頂綠化的企 業或個人將難以遵循,只能倚靠具有相關經驗的專業團隊。雖然1994年台北市訂 定「台北市建築物暨空地綠化實施要點」,並指出『建築物可選擇於屋頂設置花園 或女兒牆設置花台,二項擇一設置,屋頂花園面積應占屋頂平台四分之一以上…』。

但是也僅止於設置面積的要求,並未詳述具指導性的準則,再者此規定只限於台 北市,也並未施行到全台灣通用的法規上。

未來若要推行綠屋頂,勢必要從土地使用分區管制與建築技術規則中,詳加 訂定相關的規定,從簡單的回顧中,可以發現過去台灣並不重視綠屋頂的設置,

未有相關法規積極推動綠屋頂。因此缺乏法規的正向支持成為現今綠屋頂推行的 最大阻力。

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(三)、 推行現況

本段落整理台北市、新北市與高雄市之推行現況引述自<綠屋頂技術手冊>

(蔡厚男,2013)一書。

1. 台北市

1978 年,台北市推廣屋頂花園,其規定建築平屋頂必須提供屋頂花園讓住戶 休閒之用,綠化面積須達屋頂之三分之一。但因專業經驗不足、制度設計不夠周 全,導致政策無法持續。「台北市建築物屋頂美化實施方案」遂於民國 91 年廢止。

1994 年訂定「台北市建築物暨空地綠化實施要點」,規定『建築物可選擇於屋頂 設置花園或女兒牆設置花台,二項擇一設置,屋頂花園面積應占屋頂平台四分之 一以上…』。

1999 年,內政部建築研究所委請中華建築中心,正式公告受理「綠建築標章」

之申請,其包含七大指標評估系統,經審查通過者,即可頒發指標並評定為綠建 築。綠屋頂包含於綠化量評估、綠化指標中,將固碳效果視為綠化量評估之基準。

2000 年以來,台北市陸續制定都市綠化政策與專案計畫,卻仍不脫過去市容景觀 美化的思維。2005 年公布「台北市都市更新整建維護實施辦法」,凡符合都市更 新事業之整建或維護項目,其建築物的陽台、露台及屋頂平台綠美化工程可申請 補助。

2008 年底台北市都發局提出「台北好好看系列計畫」,透過老舊建築立面修 繕、校園圍牆綠籬化等補助方案,期望能鼓勵公私有土地與建築全面景觀美化。

2008 年 8 月,為配合及宣傳 2010 台北花博,推出「臺北城市花園推動計畫」,計 畫範圍在花博會重點區的中山、大同與士林三區推動綠化或空間綠化的改造,逐

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步推廣到全市景觀綠化改善,主要配套措施包含:綠化改造說明、建立綠化示範 點、綠化改造輔導、綠化競賽獎勵等。針對五大類型(社區、商圈、學校、市場 與辦公大樓)的空地、陽台、牆面和屋頂執行綠化改造。計畫相關措施從公部門 開始執行並受理民間綠化改造輔導申請。初期補助經費來自 2008 年的擴大內需經 費作為計劃經費來源,往後則使用市府編列的預算。

2. 新北市

2009 年,改制前的台北縣政府為推動民眾主動設置綠屋頂,於建築物屋頂裝 置太陽光電發電系統及屋頂綠化者,將給予適度容量的容積獎勵。依照「臺北縣 都市更新建築容積獎勵核算基準」,申請都市更新之建築屋頂綠化覆蓋率達 50%

以上之案件可獲得容積獎勵,最高達法定容積的百分之五為上限。

改制後的新北市於 2011 年起,規定新建案面積只要超過 5 千平方公尺,於送 件申請建照時都需在屋頂設置綠能相關設備,例如綠屋頂或太陽能相關之省能設 備,並擬推動綠能屋頂示範計畫。當時的台北縣政府提出「臺北縣綠能屋頂設置 獎勵辦法草案」,其中第四條指出:本辦法所稱綠能屋頂包含綠植物屋頂和太陽光 電屋頂,其定義及部分內容如下:

綠植物屋頂:只有植物覆蓋之屋頂,包括庭園式之空中花園、盆栽式之簡易 屋頂花園及薄層式綠屋頂等。

太陽光電屋頂:指設置太陽光電發電系統之建築物屋頂。

其獎勵辦法如下:

綠植物屋頂每案獎勵二分之一設置費用,示範地區得獎勵四分之三。

太陽光電屋頂每峰瓩設置成本以新台幣二十萬元計,每案獎勵二分之一設置

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費用。示範地區得獎勵四分之三。

已依法予以容積獎勵或免計容積或依法應設置者不適用本獎勵辦法。

然而該草案至今仍然未通過。後續新北市城鄉發展局推動綠能屋頂示範計畫,

舉辦綠能屋頂學術論壇以及一系列競圖與示範點遴選活動,並修正「新北市都市 更新建築容積獎勵核算基準」,允許建築物之牆面、露台或屋頂層綠覆率達百分之 五十以上者,依下列公式計算獎勵容積,並以法定容積百分之五為上限,其中綠 覆率算法如下:

露台或屋頂層綠化率:綠覆面積/(露台或屋頂層總表面積-屋突

面積-機電設備設施面積)× 100 %

B1 × 1.2

A2 =────────────────

(C1 -C2 -C3 )

A2:立體綠化之獎勵容積(≦法定容積百分之五)

B1:立體綠化所需經費

C1:二樓以上更新後平均單價 C2:單位興建成本

C3:單位管銷費用

3. 高雄市

高雄市從 2011 年訂定綠屋頂 10 年推廣計畫,主要透過於 2012 年 7 月開始施 行的「高雄市綠建築自治條例」,管制都市設計審議地區(主要為都市熱島效應嚴

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重之市中心建築基地)建物的綠屋頂設置比率及既有建物設置綠屋頂之獎勵補助 等規定,並訂定相關罰則。其適用於第一類至第五類建築物,規定所有新建建築 物必須設置屋頂綠化等項目,同時訂有相關的獎勵補助措施。譬如:減收綠建築 申請建照規費、獎勵建築物設置深陽台及立體綠化、編列預算補助民間綠建築工 程、綠建築相關設施免申請雜項執照等,提高民間設置綠建築之意願。其中第十 條屋頂綠化設施之設置規定如下:

一、面積應達屋頂層可綠化面積二分之一以上。但第三類建築物如設置屋頂 綠化設施者,其設置面積應達可設置綠化面積五分之四以上。

二、屋頂綠化應附設給水設備,以供植栽澆灌使用,並庭、考量植栽位置及 排水、防水設計。前項第一款所稱屋頂綠化設施面積,指屋頂綠化設施之投 影面積;所稱屋頂層可綠化面積,拈屋頂層面積扣除屋頂突出物、雜項工作物、

太陽光電發電設施及屋頂透空框架投影等面積後所占之面積。

綜觀目前的綠屋頂示範計畫皆是地方政府推動的相關計畫居多,地方政府多 為第一線的執行者,而中央部會扮演支持、贊助的角色,提供經費和制訂大方向 的政策。目前各地方政府透過地方自治條例推行綠屋頂,但仍缺乏明確的綠屋頂 政策目標,所要達成的環境效益並不清楚;政策缺乏全面性與彈性,僅透過強制 綠化和容積獎勵等工具。中央部會的政策目標是要降低空汙、達到減碳和建築節 能,並透過綠建築獎勵和經費補助的方式鼓勵綠屋頂的設置,間接協助綠屋頂市 場。

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二、 綠屋頂的政策目標、推行策略和歷程

如同前面的文獻回顧所言,綠屋頂政策的背後意識為城市環境品質的改善與 提升,綠屋頂政策目標的設定也將會影響未來政策的發展走向。因此本小節的內 容將探討過去各城市與國家經驗所制訂的綠屋頂政策目標、推行策略,以及所發 展的歷程。

(一)、 綠屋頂政策目標

綠屋頂的政策目標指的是一個目標區域內(通常是一個城市),所期望達成的 總體環境效益。因此有些城市或區域透過法規的限制,規定新的土地開發案必須 提出一套嚴格的環境管制計畫,而這些環境管制都是建立在暴雨管理、環境生態 或是節能減碳的目標之上。北美的部分州政府已經擬訂暴雨管理手冊,確認新開 發計畫的暴雨管理規範。綠屋頂通常是具體的最佳管理措施(Best Management Practice, BMP)之ㄧ,賓州、紐澤西和北卡羅來納州也已將綠屋頂列入BMP。

美國聯邦環境保護局(EPA)在2009年出版的<Green Roofs for Stormwater

Runoff Control>中,提出了針對綠屋頂暴雨管理的相關內容與實驗數據,其中包含

了監測綠屋頂所排放的暴雨逕流量、水質、綠屋頂蒸散與蒸發散量,以及影響綠 屋頂建置與維管的因子。EPA所提出的綠屋頂計畫,著重於暴雨管理的層面上,強 調從環境保護的角度出發,透過廣大的綠屋頂來改善暴雨及點源汙染的問題。從 此可以看出,EPA將綠屋頂的政策目標清楚的定位在暴雨管理的能力上,政策的發 展也從暴雨稅與建築不透水面積等方向出發,進一步的塑造現在的美國綠屋頂政 策(NRMRL, 2009)。

位在美國西岸的波特蘭市的政策目標則較不同,其政策目標是要透過綠屋頂 的容積獎勵(FAR)工具,期望能為城市帶來額外的發展潛力。也因此,綠屋頂也

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成為了波特蘭進行都市更新、再發展和改善都市環境的重要工具之一。然而,在 東岸的紐約市則有著完全不一樣的政策目標。從紐約設計與施工局(Department of Design and Construction, DDC)可持續設計部(Office of Sustainable Design, OSD)

所出版的屋頂降溫與綠化手冊<COOL & GREEN ROOFING MANUAL>中,及可以 明確的知道紐約的綠屋頂政策目標。其將屋頂設計與施工區分為兩類型的屋頂,

一為降溫屋頂(cool roof),另一為綠屋頂(green roof),其主要的目標是期望透過 屋頂工程,來減少建築物對熱能的吸收並進一步降低能源的消耗,最終達到減緩 都市熱島效應之目標。

在加拿大的多倫多,該市綠屋頂的政策目標則是期望利用綠屋頂來提升城市 與周邊環境的生物多樣性。也因此,在多倫多也多以Eco-roof(生態屋頂)來稱呼,

而不是單純的使用Green Roof的字眼。在2010年的<Using Green Roofs to enhance

Biodiversity in the city of Toronto>報告中,進一步指出優先推行綠屋頂的地區應位

於綠地周遭,這些綠地包括了河川、公園、重要的生態廊道及安大略湖周邊地區。

並且詳加規定這些地區所栽種之植栽必須為當地的原生種,以提供此處的物種更 豐富與廣大的棲地。而其他地區施作綠屋頂,也要求植栽計畫必須經過審核,諸 如:若是使用外來種植栽,必須為不會影響當地生態的非入侵種植栽。因此,多 倫多在訂定相關法規時,則將生態多樣性的條件納入相關規則與審核過程中,作 為綠屋頂施作的必要性條件之一。

在歐洲,德國的北萊茵威斯特伐利亞邦(North Rhine Westphalia)藉著「生態 與永續水管理行動」(Initiative for Ecological and Sustainable Water Management)中,

以改善水質為綠屋頂政策的主要目標,藉著直接控制暴雨的源頭,減少下水道系 統和汙水處理設施的負荷。在柏林的內城區Potsdamer Platz,過去10年來一直受到 政府的忽略,暴雨管理問題嚴重。因此,柏林市議會通過一項命令,要求該區域 內99%的暴雨都要受到管理(Kohler and Keeley, 2005)。且多數的都市區域缺乏綠

數據

圖  1 研究流程圖
圖  6  傳統屋頂(黑線)和綠屋頂(虛線)暴雨洪峰的關係  資料來源:(Czemiel Berndtsson, 2010)
圖  8  德國綠屋頂政策架構示意圖(本研究繪製)
圖  10  綠屋頂政策和計畫發展的六個階段
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參考文獻

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