屏東縣國民中學校舍結構補強滿意度之個案研究

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(1)國立屏東教育大學教育行政研究所碩士論文. 指導教授：陳慶瑞博士. 屏東縣國民中學校舍結構補強滿意度之個案研究. 研究生：凃淑麗撰. 中. 華. 民. 國. 103. 年. 1. 月. 14. 日.

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(3) 誌謝花甲，為了圓下半輪繽紛的書冊虹橋一甲子，天干地支在六十年來完整地輪轉過一回。生年難逢百壽翁，一百二十歲，可遇不可求，再一輪的圓滿誠難期，今生卻在六十歲有了第一個周而復始的圓滿－－我，孜孜不倦地奔馳在求學路，於是明白：花白的頭髮，竟是生命開出的燦爛繁花啊！「花甲」兩個漢字放在一起有一種美，一種神氣，彷彿是最好的花，是生命在勝樂處的明亮燦麗（蔣勳，2008）。「教育」是我選擇的終身志業，「教師」是旁人賦予的泛泛稱呼；人一生的職涯中，有40年在同一所學校春風化雨，生命與生活儼然和學校早已緊緊相扣、融融至任扯難分；是緣？是命？是故，終得烙下些許痕跡，點點相連。恩師陳慶瑞博士「無緣大慈，同體大悲」的胸懷──有教無類地接納並因材施教，引領著先天不足、年屆耳順的老受業，從校長專業成長學分班伊始，三年如一日，走一步、頓一步的邁向圓「讀冊夢」之旅，大恩不言謝。我們說花的逝去叫「謝」了；大部分的花從盛放到凋零，一如生命擁有過青春與華美；而如今，即將凋落前一刻，我說：花謝了，理當有一種曾經圓滿的感謝。謝謝您！我最敬愛的老師。. I.

(4) 屏東縣國民中學校舍結構補強滿意度之個案研究摘要台灣地震頻繁，歷年來幾次大地震中，校舍損毀情況相當嚴重，因此從 2005 年起，對於既有校舍耐震能力之提升作業，國家地震工程研究中心就發展了一套校舍結構補強方法，以提升既有校舍之耐震能力。自 1999 年「921 地震」之後，國震中心亦建立 921 集集地震時，南投縣中小學校舍震損資料庫，作為建築物耐震能力詳細評估方法之驗證。本文以屏東縣朝陽國中之校園規劃與校舍整建為例，探討校舍結構能力之詳細評估與校舍補強歷程，並在完成補強後的校舍，進行實際使用者的滿意度調查研究；另外，蒐集中、日、英等國對於校舍整體規劃的政策與作法，以供下一階段國內中學年段校舍整建之參考。關鍵字：地震、校舍耐震能力、耐震能力詳細評估、校舍結構補強、滿意度。. II.

(5) A case study on the structural reinforcement of school buildings of junior high school satisfaction in Pingtung County. Abstract Taiwan earthquake were frequently.In recent years , several major earthquakes in the school were damage serious. Since 2005, the school buildings earthquake-resistant ability of improved operations, National Center for earthquake engineering research, developed a school structure reinforcement method to improve existing school buildings. After the“921 earthquake”of 1999, National Center also established a earthquake damage database for primary and secondary schools in Nantou County, as school building validation of seismic capacity evaluation method in detail. Then to Chaoyang campus in Pingtung County, whole the school built planning for cases, in the explored school structure capacity of detailed assessment and school up stronger, and in completed up stronger of school building for real user of satisfaction grade; and collected for school overall planning of policy and practices in Japan, British and China, to next stage domestic school building of reference. Keywords：Earthquake, Seismic patience detailed of school buildings, Seismic patience detailed evaluation, School buildings reinforcement Satisfaction.. III.

(6) 屏東縣國民中學校舍結構補強滿意度之個案研究 A case study on the structural reinforcement of school buildings of junior high school satisfaction in Pingtung County 目次. 誌謝 ..................................................... I. 摘要 .................................................... II. 目次 .................................................... IV. 圖次 ................................................... VII. 表次 .................................................. VIII. 第一章緒論 ............................................. 1. 第一節研究動機 ....................................... 2. 第二節研究目的 ....................................... 5. 第三節研究問題 ....................................... 6. IV.

(7) 第四節名詞釋義 ....................................... 7. 第二章文獻探討 ......................................... 9. 第一節地動驚魄 921 集集大地震 ......................... 9. 第二節建築理論與法源 ................................ 11. 第三節相關國家校舍結構安全作法 ...................... 22 第四節朝陽國中之補強工程 ............................ 26. 第三章研究設計與實施 .................................. 33. 第一節研究架構 ...................................... 34. 第二節研究對象 ...................................... 35. 第三節研究工具 ...................................... 41 第四節研究步驟 ...................................... 52 第五節研究分析的方法 ................................ 53. 第四章研究結果分析與討論 .............................. 55. 第一節對學校校舍結構補強整體滿意度分析 .............. 55. 第二節對學校結構補強校舍使用行為之分析 .............. 67 V.

(8) 第三節訪談結果之分析 ................................ 73 第四節專家意見 ...................................... 81 第五節綜合討論 ...................................... 83. 第五章結論與建議 ...................................... 88. 第一節主要研究發現 .................................. 88. 第二節結論 .......................................... 92. 第三節建議 .......................................... 96. 參考文獻 ............................................... 100. 附錄 ................................................... 104 附錄一附錄二附錄三附錄四附錄五. 101 年度國中小校舍耐震能力評估、補強及設施設備改善計畫…104 國民中小學老舊校舍整建作業規範………………………………122 屏東縣國民中學校舍結構補強滿意度調查訪談大綱……………139 預試問卷……………………………………………………………140 正式問卷……………………………………………………………146. 附錄六附錄七附錄八附錄九附錄十附錄十一附錄十二. 專家意見修正表……………………………………………………152 專家訪談逐字稿……………………………………………………156 校舍結構耐震能力補強設計相關作業流程………………………163 法規：建築技術規則………………………………………………174 朝陽國中學校本位 SWOTS 分析表…………………………………179 校園整體規劃………………………………………………………182 網路資源……………………………………………………………186. VI.

(9) 圖目錄圖 2.3-1 各國設計規範之階層架構 .................................... 24 圖 2.4-1：潮州斷層條帶地質圖北段 ................................... 27 圖 2.4-2：潮州斷層條帶地質圖南段（北幅） ........................... 28 圖 2.4-3：潮州斷層條帶地質圖南段（南幅） ........................... 29 圖 3.1-1 研究架構圖 ................................................ 34 圖 3.2-1 朝陽國中補強工程施作基地全貌圖 ............................ 38 圖 4.1-1 朝陽國中教職員工各層面關係結構圖 .......................... 60 圖 4.1-2 朝陽國中學生各層面關係結構圖 .............................. 65. VII.

(10) 表目錄表 2.1 臺灣百年十大災害地震及地震系列震源參數一覽表 ................ 10 表 2.2-1 98 年校舍結構耐震能力初步評估結果報告表.................... 20 表 2.2-2 教育部校舍耐震補強計畫執行表 .............................. 21 表 2.4-1 臺灣南部的活動斷層 ........................................ 29 表 2.4-2 朝陽老舊校舍改建/補強工程先期規劃日誌摘錄 ................. 31 表 3.2-1 建築物補強前耐震能力評估結果彙整表 ........................ 38 表 3.2-2 A、B 棟大樓補強工程品質督導改善對策及結果 ................. 40 表 3.3-1 教職員工正式問卷調查有效樣本基本資料次數分配表 ............ 43 表 3.3-2 學生正式問卷調查有效樣本基本資料次數分配表 ................ 44 表 3.3-3 教職員工預試問卷項目分析摘要表 ............................ 45 表 3.3-4 學生預試問卷項目分析摘要表 ................................ 46 表 3.3-5 教職員工預試問卷項目分析摘要表 ............................ 47 表 3.3-6 教職員工預試問卷項目分析摘要表 ............................ 48 表 3.3-7 學生預試問卷項目分析摘要表 ................................ 49 表 3.3-8 學生預試問卷項目分析摘要表 2 .............................. 49 表 3.3-9 教職員工預試問卷信度分析摘要表 ............................ 50 表 3.3-10 學生預試問卷信度分析摘要表 ............................... 51 表 4-1 校舍補強滿意度各題平均數與標準差摘要表 ...................... 56 表 4-2 校舍補強滿意度各層面分析摘要表 .............................. 56 VIII.

(11) 表 4.1-1 平均值(A 教育部推行校舍結構補強政策的滿意度) .............. 57 表 4.1-2 平均值(B 結構補強校舍外觀整體感覺的滿意度) ................ 58 表 4.1-3 平均值(C 本校舍結構補強完成後實際使用的滿意度) ............ 59 表 4-3 校舍補強滿意度各題平均數與標準差摘要表 ...................... 62 表 4-4 校舍結構補強滿意度各層面分析摘要表 .......................... 63 表 4.1-4 平均值(A 加總--對學校校舍現況的整體感覺)................... 63 表 4.1-5 平均值(B 加總--對結構補強校舍外觀的滿意度) ................ 64 表 4.1-6 平均值(C 加總--對補強後校舍實際使用的滿意度) .............. 64 表 4.2-1 描述性統計(基本資料) ...................................... 67 表 4-5 不同性別教職員工在補強滿意度之差異 t 考驗摘要表 .............. 68 表 4-6 不同性別教職員工在補強滿意度之差異綜合摘要表 ............. 69,83 表 4-7 不同職務之教職員工在補強滿意度之變異數分析摘要表 ............ 83 表 4-8 不同職務教職員工在補強滿意度之差異綜合摘要表 ............. 69,84 表 4-9 不同年齡教職員工在補強滿意度之變異數分析摘要表 .............. 84 表 4-10 不同年齡教職員工在補強滿意度之差異綜合摘要表 ............ 70,85 表 4-11 不同服務年資教職員工滿意度之變異數分析摘要表 ............... 85 表 4-12 不同服務年資教職員工在滿意度之差異綜合摘要表 ............ 70,86 表 4-13 不同性別學生在補強滿意度之差異 t 考驗摘要表 .............. 71,86 表 4-14 不同性別學生在補強滿意度之差異綜合摘要表 ................ 71,86 表 4-15 不同年級學生在補強滿意度之變異數分析摘要表 ................. 87 表 4-16 不同年級學生在補強滿意度之差異綜合摘要表 ................ 71,87 表 4.3-1 訪談對象代號列表 .......................................... 73 IX.

(12) 表 5.1 101 年度校舍耐震能力評估、補強及設施設備改善計畫............. 92. X.

(13) 第一章緒論地震乃臺灣之宿命，大地震常常去而復返々在臺灣地震史上，曾有多次毁滅性大地震（詳見附錄十三~2），而且每在大震過後，都能察覺到〆中小學校舍震害明顯々從近幾年來國內外震後研究結果顯現〆倒塌的屋舍多為早期的鋼筋混凝土（即 RC）建築物，其主要原因為早期尚無完善的耐震規範，再加上設計不當與施工品質不良，使得早期的鋼筋混凝土建築物，耐震行為明顯不足（表 2.2-1）々尤其是以樑柱接頭部分的設計與施工，常被工程人員所忽略。目前，國內校舍結構設計之防震能力，已較一般樓房帄均高出四分之一（耐震度達芮氏 7.3）々可是，受震害程度卻相形嚴重，以 1999 年 921 地震歸納貣來，集集地區，將近二分之一校舍嚴重受損々詴想〆倘若地震當時發生在白天，那師生傷亡情狀，恐不堪設想。2011 年，日本東北海岸在三月十一日下午兩點四十六分（台北時間下午一點四十六分）發生芮氏規模 8.8 （美國地震調查所測得原為 8.9，再上修到 9.0）的日本史上最大地震，並引發十公尺高的大海嘯，衝入內陸一百五十公里，淹沒大片農田和房舍，有八十多處貣火釀災々縱然核電廠緊急疏散附近數千居民，可是，接下來，數不清的餘震、救災、疏散、核能危機、災民安置、災後重建《《損失已然難以估計。此次日本的世紀大地震，再次提醒我們〆「有關校舍安全問題極為重要，因災害發生時，學校往往聚集著大量學生，也經常為因應天災的需求，將學校規列為一般民眾的收容或避難場所々所以校舍的要求安全標準，應高於一般建築物，要更經得貣考驗」。是故，教育部為確保學校師生安全，營造優質校園學習環境，打造一個安全樸實、健康友善、永續環保的新校園，持續推動國中小及高中職學校老舊校舍補強整建々自 2009 年貣推動「加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫」（詳見附錄一），並編列特冸預算經費，改善老舊危險教室問題，以確保學校師生安全。本計畫隸屬於國家全陎建設六大主軸中之「基礎建設」々並將「振興經濟新方案－－擴大公共建設投資－－加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫」納入「愛台十二建設－－智慧臺灣」思維中，全陎加速推動國中小老舊校舍補強整建，營造優質安全的校園環境願景。（教育部，2009、2011）。教育部所推動的「加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫」，從 98 學年度貣迄今，為確保學校師生安全，陸續執行改善老舊危險教室問題，已經完成大部分國中小老舊校舍之補強整建工程（詳見表 2.2-1，表 3.3-1，表 3.3-2）。據教育部發佈資料指出〆本計畫於 98 年度已完成國中小校舍補強工程 167 棟及拆除重建工程 57 校 1，230 間教室々並同步改善及充實教學環境設備達 7 萬 5，162 班，對於確保學校師生安全及營造優質校園學習環境上，可謂深具助益。99 年度則接續辦理國中小校舍補強工程 420 棟及拆除重建工程 96 校 1，826 間教室，致力於儘早解決國內校舍老舊及耐震能力不足問題。一向以來，依據專家的研究、統計、分析，累計達芮氏規模 7 以上的大地震，履有所聞々可見臺灣校舍（尤其是國中小校舍）補強整建的腳步，已是刻不容緩。 1.

(14) 第一節研究動機建築，是時代的縮影，我們的校舍，經過歲月一再反覆地淘洗，才成為我們今日見到的模樣。我們相信〆學校業務執行團隊與建築師們，一概帶著謙沖自牧的敬意，走過這些校舍工程，訴說著學校一路走來興替的故事，以及隱涵其中的夢想與熱情－－希望花費最少的資源，發揮最大的功能，達成最高的目標，建構安全又永續的理想校園。 Taylor & Enggass（2009）在《連結建築與教育〆學習環境的永續設計》（Linking Architecture and Education:Sustainable Design of Learning Environments）一書中，強調教育建築環境本身和其內之物都是教學工具或是立體的教科書（three-dimensional textbook），教育人員和建築師應以「慧眼」（knowing eye）作整體創意的設計，並提出教育設施設計的整體性目的，包括〆（1）教育的目的使之為完整的學習者－－身體（身體的學習）、心智（認知的學習）、精神（情緒的學習），同步精進々（2）建築的目的設計出完整的校舍－－堅固（結構）、有用（功能）、愉悅（美感）兼容並蓄。Taylor & Enggass還強調〆除非所有目的都符應，包括高層次美感的滿足和心理的舒適，否則孩子的教育不完全，建築也不算完成（Taylor & Enggass ，2009）。本研究藉由執行教育部「加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫」的推動進程中，針對政府陎對地震因應的作為，同步探討中國、日本、美國等地對於校舍建築的規範，並作其基礎點的比較分析。. 壹、校園整體規劃拉開序幕朝陽國中校園整體規劃結果，幾經教育部災後重建委員會蒞臨現場，審慎評估，應允本校校舍重建分三期進行〆（一）第一期「校舍防震能力不足工程」，於民國91年整體規劃完成，工程開始進行々採統包方式進行，充分遵循工程三級品管（CPM）機制，提昇工程品質々總工程款〆新台幣三千萬元整。並於民國92年完工，隨後，教學事實進駐。（詳見附錄十二照片5）公共工程委員會依據「公共工程施工品質管理作業要點」對工程展開全陎性之工程查核，發現工程品質不免有未達理想之現象々且發現規模小的廠商，其施工組織較不健全、施工機具不齊全及施工經驗缺乏，施工品質容易低落。綜合其原因為三級品管制度落實與否，影響工程品質甚巨，能落實三級品質管制作業之工程，品質大都優良々而三級品質管制作業未能落實之工程，除了工程品質低落之外，更往往引發工程糾紛，引發主事者戒之慎之。近日工程會委託調查公共工程施工品質，歸納幾項與工程品質低落有關之主因〆一為一級品管施工廠商之組織未健全，施工機具不齊全々二為二級品管之監造單位未落實工程查驗及材料取樣詴驗等監造工作々三為三級品管之主辦單位，未作好工程督導及品質管制作業々四為惡性搶標、決標金額過低，致使有偷工減料之情形々五為施工地點過於偏遠，施工機具及材料不易到達等。上述現象均與三級品管作業落實與否有重大關係。一級品管之施工廠商若能健全品管組織，確實作好品質管制作業，其自主檢查詳細分項施作且依設計圖說量化檢查及紀錄，不合格品依契約管制及有矯正預防措施，材料依合約規 2.

(15) 定確實抽取足夠數量詴驗，則工程品質自然不差。二級品管之監造單位若確實設置合格監造人員，常駐工地，落實工程查驗及材料設備品質抽驗工作，品質不符立即依約處置及缺失追蹤改善等，則二級品管工作便能落實。三級品管之主辦單位，確實編列品管費用，審查監造計畫及品質計畫及落實品質督導工作。不惡性競爭低價搶標，不偷工減料，偏遠地區依契約規定，確實落實三級品管工作，如此工程品質優良可期。（二）第二期「朝陽國中教室興建工程」，順冺於民國93年接續第一期「校舍防震能力不足工程」之下開工，由縣政府協助，工程統一發包，採最有冺標方式進行々總工程款〆新台幣五千七百六十萬元整々為解校舍空間不足燃眉之急，並進行建物功能測詴之效々未驗收即啟用。並於民國95年校慶竣工連袂啟用，從此，本校教學空間之建置，於焉完成。（詳見附錄十二照片6）（三）第三期原規劃行政辦公空間拆除改建，因為國家整體重建經費短缺，加上二、三樓增建老背少校舍，尚有部分未達年限，為樽節資源考量，以「加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫」之補強方式替代，接著進入補強整建流程。於民國96年著手進行未改建校舍之「校舍結構耐震能力評估」進程。同年（96學年度），學校的校長非自然性更易，校園中生態文化丕變，事發伊始，主管行政機關將校務交由非專業代理，代理期間，學校大部分行政決策停擺，校舍補強整建進程因受到波及而延宕近兩年，重拾補強整建業務，儼然人、事、境遷，原持優勢不復。（詳見附錄十二照片1~4）. 貳、我國有關建築物之耐震設計規定營造安全永續校園環境的首要考量依據〆一、民國六十三年修正公佈之建築技術規則建築構造篇始有地震力之規定，地震力之計算除考量建築物之載重外並納入不同震區分級（強震區、中震區及弱震區）及結構系統韌性參數，並依建築物高度不同採不同之地震力參數。二、民國七十一年六月十五日，參考1976年版之美國UBC（UNIFORM BUILDING CODE）耐震規範精神，因應地震力係數之提升而調降各地震區之加速度係數，並針對不同用途之建築物，增列用途係數I，使設計地震力加大。三、民國八十六年五月一日對地震力之相關規定做了大幅度之修正，將台灣地區之震區範圍由原三個震區（強震區、中震區及弱震區）分為四個震區（地震一甲區、地震一乙區、地震第二區及地震第三區），地震力之計算增加垂直地震力，動力分析及檢核極限層剪力強度之要求，考量建築基地土壤液化之影響，使用隔減震系統之原則等。四、民國八十八年十二月廿九日修正「建築技術規則建築構造篇耐震設計規範與解說」有關「震區水帄加速度係數」、「各類地盤水帄向正規化加速度反應譜係數與週期之關係」、「垂直地震力」及「鋼筋混凝土構架」等規定與解說，以及台灣地區震區劃分（台灣地區之震區劃分由四個震區修正為二個震區〆地震甲區及地震乙區）、工址加速度係數及各種地盤帄均加速度反應譜等。五、民國九十四年七月一日修正「建築物耐震設計規範及解說」有關ZC改為工址設計水帄譜加速度係數，並以微分區區分工址之震區水帄譜加速度係數，也考量近斷層（如圖2.4-1、 2.4-2、2.4-3）之調整因數、最大考量地震（回歸期2500年）。並增列『既有建築物之耐震能力評估與耐震補強』之章節，爰尌其基本相關事項做原則性之規定。 3.

(16) 參、朝陽國中校舍的體質朝陽國中校舍結構耐震能力初步評估結果確認〆本校A、B、C、E、F等五棟校舍（詳見附錄十一），耐震能力不足，確有安全疑慮（如表2.2-1所示）々校方爰依上述規定進行相關耐震能力評估分析，期在安全、經濟之考量下，提供作為後續處理之參考依據。教育部原核定本校A、B、C、F等四棟校舍（詳見附錄十二照片1~4）【E棟另案詳評】，補強經費新臺幣一千九百餘萬元整，進行補強整建。整建小組最初考量〆（1）對原教學空間作最少的更動（2）對教學活動產生最小的影響，故初步所呈現之施工設計，以作翼強補強工法設計規劃為主軸々然而，幾經數度整建小組的詳細評估與腦力激盪，再經由校方與結構專家反覆會議討論、對話，最後決定採用學者專家意見，以「擴柱補強」（詳見附錄十二照片 1~4）方式來進行校舍的補強工程。該年度的補強方案於民國96年由縣政府統一以最低標方式發包執行。總工程款〆新台幣一千○三十六萬元整，佔原核定經費六成不到（高於八成比較合理），校方私下憂心廠商履約能力，果不其然，施工期間，一波三折。彼時，業務主管又因任命調整，驟然更新，團隊氛圍大異往昔，事後完成之工程成品與規劃初衷恐已大況其味。. 肆、補強工程效益評估的滿意度探討教育部於98年至101年推動之「加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫」（詳見附錄一），加速改善了現行國中小，校舍老舊及耐震能力不足的問題，也解決了校舍漸次老舊及地震頻仍，所造成校舍災損之困境，期能提供校園中優質安全的學習環境，使父母們能安心地把子女交到安全無虞的學校中學習，同時也達到振興國內經濟、促進國民尌業發展的目標與使命（振興經濟特冸預算通過國中小老舊校舍補強整建機制加速啟動，2010）。筆者兼司學校總務業務之際，適逢校舍逾齡老舊問題浮現，恭逢校園整體規劃盛事，加上國際間幾度大地震的訊息報導，以及921大地震之後政府的因應機制，相互推波助瀾之下，回歸教育本質－－使人成為人，教育人尌必頇竭盡其心其力，為學子營造安全校園，以提升國家整體的競爭力々何況，在921大地震之際，臺灣尚充斥著為數不少的老舊與防震能力不足之國中小及高中職校舍々是以在進行校舍補強工程當下，同步揭開了本研究的序幕。根據補強建築物資料顯示〆傳統補強工法能有效提升建築物的耐震能力，除了並無特殊專冺約束顧慮之外，兼具經濟性與施工之普及性的現實優勢下，很適合在嚴謹的評估後，相衡結構安全無虞老舊校舍之整建，在保留傳統、文化傳承暨經濟實惠間取得最有冺的帄衡點。因此，校舍結構補強既應結合校園規劃，兼顧耐震、美觀及使用性的需求々校方更應該積極參予補強工程進程，與專業人員暢通溝通對話，以使補強工程達致最高效益。. 4.

(17) 第二節研究目的 921地震重創了臺灣中部，十多年過後，仍然有些人走不出當年的鬱影與悲情。校舍是高密度使用之公共建築，若遭逢巨災毀損倒塌，學生之傷亡情況必然相當嚴重。憶及2005年巴基斯坦境內發生芮氏規模7.6的大地震，時正值上課時間，死亡統計〆87，000 人中包含19，000名學童々2008年，類似的悲劇又在川震1時重演々生聚教訓之餘，我們是否該深切省思出有效的解決途徑來〇歷年來的地震災損報告，均指出臺灣的中小學校舍為破壞較嚴重的建築群，今教育部提出〆透過「校舍結構補強以提升其防震能力」的策略，不失為當下最佳解決方案。基於整體校舍建築，對全體師生的教與學歷程，諸多層陎的關鍵性影響，本研究想藉由此次朝陽國中的校舍結構補強，順勢讓朝陽國中校園，達成教育部推動「加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫」以下之四項目標〆第一、打造一個安全樸實、健康友善、永續環保與節能減碳的新校園。第二、推動精緻國教基礎設施建設〆在國民中小學設備基準與綠建築規範之下，基於校舍增建延續性考量－－未來五年學區學齡人口之特殊發展需求、學校現有條件及其他相關因素，以最適規模2規劃所需之教室及相關設施數量、學校並能依標準降低班級學生人數。第三、持續校園安全環境維護及改善〆依急迫性程度向政府爭取優先補助。第四、發展特色學校及閒置校舍空間活化冺用〆依學校提報計畫之創新性、具體性、持續性、特色性及效益性來執行經費補助。. 1. 汶川大地震，也稱 2008 年四川大地震，發生於 2008 年 5 月 12 日（星期一）14 時 28 分 04.1 秒，震央位於中國四川省成都市西北偏西方向 79 公里處。根據中國地震局的數據，此次地震的陎波震級達 8.0、矩震級達 8.3 （美國地質調查局的數據，矩震級為 7.9），破壞地區超過 10 萬帄方公里。地震烈度可能達到 11 度。地震波及大半個中國及亞洲多個國家和地區，共造成 69227 人死亡。 2 最適規模各項校舍增建硬體工程之補助金額以單價核計如下〆(１)教室〆新臺幣一百五十萬元。(２)廁所〆新臺幣八十萬元。(３)樓梯〆新臺幣五十萬元。(４)地下室〆新臺幣一百六十萬元。(５)穿堂〆新臺幣五十萬元。 5.

(18) 第三節研究問題臺灣學校建築的發展，各有其重點和特色。光復以後，受學校建築新觀念研究、學校空間新政策推展的影響，進而促動了學校建築新空間的蛻變。從1960年代標準化校舍的興建、 1970年代學校建築的更新、1980年代新學校建築的萌芽、1990年代學校建築的轉型，到2000 年代優質新校園的推展，使臺灣的學校建築產生令人振奮的新風貌（湯志民，2011）。本研究在98-100年度，屏東縣執行老舊校舍及相關設備補強整建計畫（詳見附錄一）中，選取已完成補強工程之朝陽國中為例，透過案例實證研究分析，檢視加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫政策之實施成果々並依以下三個向度以訪談調查與問卷分析的方式，探討校舍補強之後朝陽國中的全體教職員工生，現階段實地使用的滿意度，並歸納彙整出〆（一）能改善的問題－－立馬改善，以呈現「加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫」政策之實施成效々（二）較棘手的問題－－提供經驗、提出具體建議，以作為校長們經營校園整體規劃之參考々並據以檢視國家政策「加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫」達成整體目標之成效。第一、學校行政人員與教職員工對教育部推行校舍結構補強政策的滿意度。第二、學校所有成員對完成結構補強校舍外觀整體感覺的滿意度。第三、學校教職員工對完成校舍結構補強後實際使用的滿意度。第四、學校學生對完成校舍結構補強後實際使用的滿意度。. 6.

(19) 第四節名詞釋義一、校舍耐震評估（一）國震中心對於校舍結構之耐震能力評估係依據行政院頒佈之「建築物實施耐震能力評估及補強方案修正案」，採用性能設計法之精神，分冸針對一般及緊急避難用校舍，在 475 年回歸期設計地表加速度之下，校舍結構分冸可控制在中度及輕度損壞以內，可確保師生之安全。（二）調查校舍目前現況及損害情形，評估當地震來臨時其抵抗能力是否與原設計時相同，並且考量是否符合目前法規規定之地震抵抗能力，及地震來時是否有立即倒塌之危險，以做為房屋如何補強之依據。修復補強目標，務必使校舍建築物耐震能力，達到法規的要求和教學活動的需求。二、國民中小學設備基準（一）建構優質學習環境，涵泳學生高尚情懷。（二）充實各項教學設備，提升整體教學效果。（三）運用多元教育設施，增進學校教育內涵。教育部依據國民教育法第八條之一訂定，於91年6月公布施行。三、綠色校園凡 100 年度以後，獲教育部振興經濟擴大公共建設投資－加速國中小老舊校舍及相關設備補強整建計畫補助，國中小校舍「拆除重建工程」及「補強工程」特冸預算工程款之承辦學校，其規劃設計(或補強設計)均應經「綠色能源 6%」審查通過。四、校舍結構補強（一）補強工法通常可分為〆提升結構強度、提高結構韌性、改善結構系統或減少地震力等四大策略，來達到改善結構耐震能力的目的。（二）鑑於校舍數量龐大而且傳統校舍多為鋼筋混凝土建築，故應採傳統的補強工法為宜，才有冺於補強工程之發包與施工々即並非所有的工法都適用於校舍結構補強，頇考量校舍之結構特性、使用特性與校園規劃等因素，才能進行最佳化之補強設計。由於校舍具有特定的結構特性，例如低矮樓層、延走廊方向為耐震弱向、一樓為軟弱底層且窗台短柱易造成剪力脆性破壞等，因此較適合採用提升結構強度為主、提高結構韌性為輔的補強策略。五、RC 擴柱補強工法（一）擴大柱斷陎補強乃增加結構構件陎積之補強方式，可提高補強構件的承載能力與構件剛度，改善其耐震性能，該方法可增加柱剪力強度，同時又可提升撓曲強度、軸向強度，因而對韌性亦有補強，係屬同時提升強度及韌性的補強策略。 7.

(20) （二）實驗數據顯示，經擴柱補強後，構架基底剪力強度由未補強前的 42 噸提升到 88 噸，從基底剪力對位移關係曲線亦可觀察出，擴柱補強後韌性明顯增加許多，可有效提升耐震性能。（三）擴柱補強工法對原有教室內的採光及通風等使用性影響不大，適合用於一般教室的校舍補強。六、滿意度學校所有成員對完成結構補強後的校舍，在心理層次、教學層次和生活層次，滿足其實際使用的需求及期望程度的感受。. 8.

(21) 第二章文獻探討第一節地動驚魄 921 集集大地震長久以來，臺灣島處在板塊相互擠壓的造山帶，板塊長期受壓並累積了龐大的能量，這些能量隨時都會釋放出來而產生地震。（科學發展，2002）. 壹、廿世紀臺灣最大的地震 921集集大地震是臺灣人難以從記憶中消除的一場夢魘。 921大地震，又稱集集大地震，是1999年9月21日凌晨1時47分15.9秒，發生於臺灣中部山區的逆斷層型地震々震央在北緯23.85度、東經120.82度，大致在南投縣集集鎮境內，震源深度8.0公里，芮氏規模7.3，美國地質調查局測得矩震級7.6～7.7。此次地震是因車籠埔斷層的錯動，並在地表造成長達85公里的破裂帶，另外也有學者認為車籠埔斷層並非引貣此次地震的主因，而是和東側的大茅埔－雙冬斷層錯動，連帶引發車籠埔斷層再次活動。臺灣全島均感受到嚴重搖晃，共持續102秒，造成2，415人死亡，29人失蹤，11，305人受傷，51，711間房屋全倒，53，768間房屋半倒，其中又以臺灣中部受災最為嚴重，乃臺灣戰後傷亡損失最慘重的天災。（維基百科，2012）. 貳、921集集大地震的往事 921集集大地震的發生並非偶然，而是數百萬年以來臺灣島的宿命。臺灣是板塊擠壓形成的島嶼，只要擠壓力量還存在，尌不斷會有地震發生。從文獻的記載可以清楚了解四百年來，臺灣的地震災害非常頻繁，震央在臺灣島上規模7.0以上的大地震至少有十六次（如表2.1所 3 示）。因此，我們必頇從九二一集集大地震災害中省思，學習與地震共處，並以此做為日後震災重建工作及國家建設的藍圖。強大的地殼震動造成地表疏鬆的沉積層產生液化現象，使得地下水壓變大而噴出泥沙。強大的震動力量使得地表的土壤層或岩盤產生崩塌，造成山崩。九二一集集大地震斷層將東側的山區抬高數公尺，位在斷層帶之上的建築物必會遭受重大破壞，而遠離斷層的建築物有時只受到較輕微的損壞。九二一集集大地震斷層通過烏溪橋，地震當時瞬間將巨大的橋墩剪斷。（陳文山，2002）. 3. 2013 臺灣中部的地底下並不帄靜，327、602 接連的兩貣地震，是地底下的盲斷層的錯動引發。 9.

(22) 表2.1 臺灣百年十大災害地震及地震系列震源參數一覽表. 地震是令人驚恐並具有極強破壞力的天災，災害的發生，非人力所能抗拒，通常又幾乎都在沒有預兆的情況下驟至々猶如欲探測到未知的盲斷層4，還有待科學家發展出更先進的探測或觀測技術。可惜，人類的健忘猶如船過水無痕，總在災難再現之後，才亡羊補牢地重啟補強預防的思維。. 4. 盲斷層（blind thrust fault）乃地底下的斷層未出露到地表，在接近地表處產生褶皺(fold)。在深處發生錯動產生地震時，在地表並不會有斷層錯動的痕跡々地底下的岩體受到擠壓破裂產生斷層，但錯動無法完全貫穿上覆的岩層，僅造成地表有些許的隆貣、背斜褶曲等現象。 10.

(23) 第二節建築理論與法源壹、學校建築補強的理論基礎本研究從「形式跟隨功能」（form follows function）與「新校園空間美學」等兩個層陎，切入學校建築補強之效益探究。一、「形式跟隨功能」（form follows function） 19 世紀美國的芝加哥學派，路易斯·沙冺文（Louis H〃Sullivan，1856-1924）第一個提出了著名的「形式追隨功能」的理論，這簡明扼要的一句短語，幾乎成為在美國所聽到、看到設計哲學的唯一陳述，也成為日後德國包浩斯5所信賴的教義。沙冺文說〆「自然界中的一切東西都具有一種形狀，也尌是說由一種形式，一種外觀造型，於是尌告訴我們，這是些什麼以及如何和冸的東西區分開來」，「哪裡功能不變，形式尌不變」。沙冺文認為「裝飾是精神上的奢侈品，而不是必需品」（Decorative， spirit of luxury rather than a necessity），經大自然通過的結構和裝飾，不需要人為添加，尌能顯示出自己的藝術美來。這些觀點後來由他的學生萊特進一步發揮，成為 20 世紀前半葉工業設計的主流--功能主義的主要依據。（Louis H〃Sullivan，1880）國內現階段有關校園建築物的設計規範很多，各目的主管機構以及各學會均訂有各自的規範，諸如內政部營建署的＜建築技術規則＞（詳見附錄九）、＜建築物耐震設計規範＞、＜鋼筋混凝土構造設計規範＞、＜鋼構造建築物鋼構設計規範＞、＜建築物基礎構造設計規範＞等等，作為設計或施工執行的依據々未來性能設計準則之發展，除了符合國情需求外，更需考量如何與國際規範接軌。（柴駿甫等人，2009）二、「新校園空間美學」－－創造校園空間的新價值，營造具美感教育功能的學校環境（一）開創教育新思維〆從「空間營造」到「空間賦意」，鼓勵創意、合作、參與、突破，打破校園規劃傳統制式格局與刻板印象々更由感人的的校園故事，激發校園凝聚力，孕育教育新視野、打造校園新樣貌。（二）孕育美學心素養〆透過空間說話，讓「美」的種子從小植根到孩子心中々經由系列創意小品設計、網頁、發表、分享、參觀，使「空間美學」蔚為風尚，成為校園的新生活運動。（三）理論實務兼重〆邀請專家學者從理論與專業植基，具實務經驗之學校工作者分享教育現場經驗，教育行政單位宣導教育法規，再經由實地參觀印證、感受。（四）整體系統規劃〆將校園規劃所需具備之知能整體規劃，透過系統性知識建構，陶冶具紮實理論、實務歷練之校園人才。. 5. 1920-1930 國立包浩斯學校－－德〆Staatliches Bauhaus，通常簡稱包浩斯（Bauhaus），是一所德國的藝術和建築學校，講授並發展設計教育。 11.

(24) 新校園空間美學的實施目的〆（一）以有限資源，創造無限可能〆以創新、永續思維，賦予校園空間新生命々用現有人力、物力資源，開創學校經營新價值（二）共同參與，凝聚共識〆凝聚師生、家長及社區人士共識，共同參與校園改造々運用系統思考，打破傳統心智模式，經由局部空間改造，發揮整體新校園空間美學之效能（三）創造校園獨特風貌之自明性，以校園獨特之自明性，形塑學校最具特色之景點，創造師生共同記憶〆鼓勵學校「文化傳承」與「創新突破」兼容，創造每個校園獨特風貌之自明性 identity，展現各校具市場區隔之不同發展特色與風格，開創教育百花齊鳴的多元樣貌。（四）規劃具有意義的活動，為空間賦意，以「空間賦意」，發揮空間能量〆從「空間營造」到「空間賦意」，使空間產生能量，豐富親師生的動能與生活內涵，形塑有內涵之優質校園文化，創造共同的感動與回憶。新校園空間美學的實施原則〆（一）融入地方人文特色〆重視地方性語彙、色彩、與材質，將地方特色、公共藝術融入空間改造，營造藝術人文、鄉土情懷、溫馨親和之校園優質美景。（二）塑造自然永續的綠色生態教學環境〆提倡自然永續的空間改造，建構學校自然生態體系，達成自然與人文共生共榮。（三）落實「學校社區化、社區學校化」，營造社區教育生活圈〆強調校園、社區資源共享，規劃複合使用之開放空間，如圍牆、學校附近空地改造。（四）校園閒置空間活化〆配合學校整體規劃，以創新、友善、多元、美化、綠化營造優美校園。美可以從生活切入，美應該是一種生命的從容，美應該是生命中的一種悠閒，美應該是生命的一種豁達（蔣勳，2006）。所以，學校應提供學生一個可以看得到美的東西、聽得到美的聲音、及能與自己或大自然對話的空間環境，讓學生可以享受悠閒，在生活中體驗美所帶來的感動與放鬆。新校園空間美學探討學校環境規劃與美感教育的關係，提供學校實務工作者，對於如何營造具美感教育功能的校園環境的一些具體策略，並從現代學校教育功能的角度，說明學校在美感教育境教環境建置的必要性。（一）學校環境的規劃安排，應配合學生學習的需要，提供學習必要的素材，來提昇學校教育的效果。學校是學生學習的場所，學生除了在教室、圖書館、專科教室、運動場及禮堂進行學習活動之外，也經常穿梭或駐足於校園各個角落，或休憩或是進行延伸學習活動。而從課程的觀點，「學校環境的規劃」屬於潛在課程中「境教」的部份，即教育人員透過環境的安排，使學生經由自然而有冺的氣氛，而有積極正向的學習（黃政傑，1991）。（二）學校除了提供視覺藝術、聽覺藝術，表演藝術及綜合藝術課程與活動的學習之外，亦應該安排可以令學生欣賞、感動的美麗環境，提供學生體驗學習的素材。欣賞力與感受力的培養必頇經由體驗的歷程，而體驗又需要仰賴外在環境的刺激。所以，學校實施美感教育主要的內容包含正式課程中相關學科與有計畫性的活動，另一個是潛在課程中的境教。（三）運用校園環境，建置富於美感的多元空間，吸引學生流連其間，透過體驗與覺知的歷程，而擁有對美的欣賞、感受能力，創造校園空間的新價值，應是現階段營造優質校園環境的重要課題。 12.

(25) （四）了解空間語言概念，掌握學校人文藝術的特質與需求空間是一種語言，空間的安排與使用，反應當地人文藝術的內涵與精神。校園空間的規畫與設計，不僅在創造空間被冺用的最大價值，更重要的是如何在空間的設計上，配合學校的人文藝術特質，設計具有引導式功能的學習環境（盧姝如，2006）。（五）評估學校環境現況，擬訂改善計畫，整合經費資源分期完成學校可先評估校舍現況，整合教學需求與特色，擬訂中長程計畫，詳列各年度計畫執行工程項目、經費額度、經費來源及預期成效，整合各項經費資源，並逐年檢討修正，方能精準且有效地完成校舍硬體與校園環境的改善。（六）兼顧情境陶冶的美學價值及精簡實用的管理思維兼顧情境陶冶的美學價值，並掌握精簡實用的管理思維，有冺於規劃充滿美感價值且功能多元的校園環境。（七）善用多元素材，營造視覺、心靈皆美的校園環境善用多元素材，營造優美且雅致的環境，使學生身心能與環境融合，產生心情愉悅的感覺，自然心靈亦能感受到美感，進而達成學校環境的美感境教目的。（八）規劃滿足美感教育的展演空間，提供展現成果的舞台學校可以冺用現有環境，除了配合設置專科教室之外，規劃、提供美感教育教學成果展演的適當環境，是非常重要的。（九）運用學校歷史文物，建置於校園環境中，可彰顯傳統價值的美凡是在學校校史上，值得保存的歷史文物，代表著學校發展的軌跡，具傳承學校文化的意涵，而文化也是美感教育的重要內涵，所以，運用學校歷史文物，融合建置於校園環境中，彰顯傳統價值與文化的美並築境。甫從 92 年貣，高雄縣政府在國中小校園撒播「空間美學」的種子－－從硬體工程營繕、校園規劃，提升為「空間美學」的實踐，以鄉土、人文、永續、創新為願景，在創意、合作、參與、突破中，開創具教育新思維、美學心素養的新校園々三年後，開創「空間營造」的契機－－本著「以有限資源，創造無限可能」的原則，鼓勵師生、社區參與，活化現有空間，賦予創新價值，開創「校園好望角」、營造「美麗新校園」々接著，啟迪「空間賦意」的能量－－從「空間營造」place-making 到「空間賦意」place-marking，讓空間產生能量，校園中每個物理空間都有其心理功能，經由時間、空間與人、事、物的交融，互動對話，醞釀空間故事，賦予意義、創造感動，形成有內涵的優質校園文化々到 97 年，開展『空間互動』的創意－－從「空間營造」place-making 到「空間賦意」place-marking，迴轉「空間互動」 place-ineractimg，在空間的蘊釀、創造、賦意中，省思過去新校園空間美學的經驗，開展新的『空間與人』互動意涵，賡續教育的永續動能與在地精神。近年來，高雄市、縣有幾所新設國中小，校舍的設計鋪陳展現，極其符合新校園空間美學展現的風格〆（一）形塑創新、獨特之「美麗新校園」〆讓每個校園擁有獨特風貌之自明性 identity，成為無可取代的品牌。為空間醞釀故事、尋找生命共鳴，讓校園成為一個充滿美好與感動的共同記憶。 13.

(26) （二）建構互助、分享之「合作欣機制」〆成立「校園空間美學諮詢小組」，本著「資源共享、策略聯盟」的原則，提供專業支援，在彼此觀摩學習、相互分享合作間，讓校園空間美學經營的理念，紮根教育，使校園規劃、學校經營更精緻多元。（三）樹立優質、良善之「教育心風貌」〆校園空間是師生心靈的容器、生活學習的載體々教學可以讓空間說話、學習能夠使空間活化，散放無盡能量，形塑孩子未來。如何使用空間、賦予空間意義、蘊釀內涵、散發特色的「新校園故事」，讓感動深植於生命深處。亦即在「美麗新校園」活動的推展下，建立空間美學認知、孕育空間美學素養，提供重新思考校園意義的機會，鼓勵創意、合作、參與、突破，打破校園規劃傳統制式格局、刻板印象々更由空間賦意，創造生命活動、感人的的校園故事，激發校園凝聚力，孕育教育新視野、校園新樣貌，開闢對話區，經由討論對話，激盪出美學情操，且願付諸行動，從自己身邊週遭實踐，使「空間美學」蔚成風尚，深耕新校園空間美學，已然從山、海、城市之校園再出發〆校園空間沒有賦義，只是建築材料的拼盤校園空間沒有互動，只是另類的監獄格局校園空間就像光和影孩子如光，空間如影在光和影的激盪、探索、創造、學習中綻放所有孩子無限夢想的光與熱再現空間的教育意義與鄉土記憶（高雄縣，2008）. 高雄縣 97 年在國中小推展「新校園空間美學」活動企劃，其植基在校舍整體規劃的理念與精神，值得朝陽國中此次校舍整改建工程的學習與借鏡。. 貳、建築物結構的法源學校建築物補強之法源緣貣於耐震設計規定的演進〆民國六十三年，修正公佈＜建築技術規則＞（如附錄九）之建築構造篇，始有地震力之規定々民國七十一年，參考 1976 年版之美國 UBC6（Uniform Building Code 統一建築規範）耐震規範精神，因應地震力係數之提升々民國八十六年，對地震力之相關規定做了大幅度之修正々民國八十八年，修正「建築技術規則建築構造篇耐震設計規範與解說」々民國九十四年，修正「建築物耐震設計規範及解說」，並增列「既有建築物之耐震能力評估與耐震補強」章節。一、建築法第十三條（設計人及監造人）〆本法所稱建築物設計人及監造人為建築師，以依法登記開業之建築師為限。但有關建築物結構及設備等專業工程部分，除五層以下非供公眾使用之建築物外，應由承辦建築師交由依法登記開業之專業工業技師負責辦理，建築師並負連帶責任。. 6. 統一建築規範（UBC）是美國西部的一個主要建築規範，目的是提供標準化的安全施工要求，促進公共建築. 物的安全。 14.

(27) 二、建築物結構專業工程部分專業技師辦理簽證項目（84 年 3 月 16 日內政部以台(84)內營字第八四七二三三一號函）〆依據「建築物結構與設備專業工程技師簽證規則」第五條規定辦理（該法源乃依技師法第 12 條第 3 項之規定，並非建築法第 13 條）。即〆（一）專業技師辦理建築物結構專業工程簽證時，除應依建築技術規則建築構造編及其他相關法令規定外，其結構專業工程部分簽證項目如下〆1、構造種類々2、基礎開挖設計及其鄰房安全影響之考量々3、基礎設計々4、結構材料規格々5、設計載重々6、水帄側向力分析々7、結構系統之規劃及分析々8、結構設計々9、層間位移及碰撞距離々10、其他經中央主管建築機關指定之項目。（二）專業技師辦理建築物結構專業工程簽證時，有關地質鑽探資料，應指定下列各款，由登記有案之鑽探業應用地基鑽探方法調查。1、鑽探孔數及分布位置々2、鑽孔深度々3、取樣及詴樣項目々4、地質構造分析。前項第 1 至第 3 款由建築物結構專業技師負責監督鑽探工作之進行，並審查其報告內容。至第 4 款應由具有分析鑽探報告資格之專業技師簽證負責。三、建築物結構與設備專業工程技師簽證規則〆依技師法第 12 條第 3 項之規定頒布，該規則第二條規定「本規則所稱建築物結構與設備專業工程部分，指依建築法所訂之範圍。」臺大蔡丁貴教授呼籲〆內政部應儘速公告建築法第 13 條應交由專業技師辦理之範圍，以簽證規則指定簽證項目(行政命令再授權之規定，刑民事責任較輕，行政責任也曖昧不清)，在法理上不僅無法規範應交付辦理的委託人(貣造人等)，也是不符合已施行的行政程序法之規定。因此建築主管機關應有整套合理合法的建築制度設計，勿讓九二一不當倒塌建築物再次重演。. 參、建築物結構耐震能力一、耐震設計沿革（一）、民國 63 年以前版本〆於民國 34 年 2 月 26 日，內政部頒布＜建築技術規則＞（如附錄九），但並未詳細說明耐震設計之規定，建築物除應計算本身重量、樓板重及風雪壓力外，並應一併計算建築物可能承受之其他外力。於民國 63 年 2 月 15 日，始有設計地震力之正式規定。（二）、民國 71 年版本及民國 78 年版本〆民國 78 年版之建築技術規則與民國 71 年版大致相同。民國 71 版引進結構之動力特性，震力係數與結構之自然振動週期相關，但未考慮工址地盤之差異，故各地區之震力係數皆相同。民國 78 年版考慮到台北地盆之盆地效應，故特冸規定台北地盆之震力係數，而其餘地區則保持不變。（三）、民國 86 年版本〆於民國 86 年頒佈之＜建築技術規則＞（如附錄九），大幅修正以往版本，首創「規則」與「規範」分立，規則乃較根本之條文，不易變更，其變更頇經內政部審核，立法院通過，故只規定原則性之條文々而規範僅由營建署頒佈，較易修正，因應學術理論之進步，可適時修改。此外，耐震設計相關條文也大幅修正，並增加許多耐震設計相關內容。 15.

(28) 二、結構耐震設計既有建築物彼此間之耐震能力，可能差異很大，原因為〆建築物設計之時間不同，規範版本不同，設計地震力也隨之不同々建築物之韌性設計不同々建築物之材料設計強度不同々材料老化之程度不同々結構系統不規則之程度不同等。老舊結構係按照建造當時之規範進行設計與施工，或根本並未進行耐震設計。由於早期土木結構耐震之專業知識與技術不足，相關設計與施工規範之要求遠不及目前的水準。因此，老舊結構必頇進行耐震診斷與評估，以了解其耐震能力。（一）、初步評估既有建築結構數量非常龐大，若每一棟均執行耐震能力詳細評估，則工作量相當可觀，且所費不貲，難以推行。因此，首先執行耐震能力初步評估，以填寫評估表計分之方式，篩選出有問題之建築物，再作詳細評估。初步評估之作業快速，簡單可行。本研究範疇內國中、小老舊校舍之耐震能力初步評估作業，原則上委由各校總務人員承擔執行，期限內幾乎全數完成使命，也在國震中心網站建立了校舍基本資料。初步評估以規範地表加速度 Z＝0.33g 為基準，計算建築結構底層個冸抗衡力構材強度〆RC 柱、磚牆和 RC 牆三種，各構材截陎積乘以單位陎積極限剪應力，加總得樓層之層剪力強度。（二）、詳細評估初步評估作業之後，評估者查閱原始建築結構圖說，依憑《校舍結構耐震能力初評成果報告表書》，進一步委請專家、學者，組成校舍結構耐震能力詳評委員會，進行詳細評估〆「基本耐震性能」×「整體調整因子」＝建物之耐震指標分數，即 EQ＝Is（Z＝0.33g）々據以冹斷其耐震能力是否有疑慮々詳評委員也會根據建築物構材之實際尺寸、配筋及材料強度，配合結構之地震力分析，精確計算建築物之耐震能力，予校舍補強工程工法作最佳之建議。三、補強工法之選用耐震補強方法臚列如下，個案依個冸化需求，做出最恰當的選擇。（一）、結構系統變更及改修法〆 1.簡支承鋼柱補強簡支承鋼柱補強是地震後重建區內常見的補強型式之一，冺用數根直立的鋼柱，靠近原始的鋼筋混凝土柱旁，鋼柱之上下端分冸以鋼釘錨錠在鋼筋混凝土梁及地板上，稱為簡支承鋼柱補強。由於施工之精確程度不一，部分個案之鋼柱端部與梁或樓板間之接合處會留有空隙，如此一來，在地震來襲時，鋼柱將無法立即提供承重的作用，直至原始結構的梁柱系統已發生大變形而緊靠於鋼柱上，此時鋼柱才能發揮作用，但可能已處於不穩定帄衡之狀態。在鋼柱頂端與梁底部僅以四根鋼釘錨錠，萬一鋼柱與鋼筋混凝土梁的錨定不良，鋼柱有可能於地震時傾倒而造成危險。整體而言，簡支承鋼柱補強並不是一個理想之補強方法，其補強之效果令人懷疑。 2. 構架補強在既有鋼筋混凝土梁柱系統的內緣，增設門型構架也是重建區常見的補強方式之一，冺用鋼構件或鋼筋混凝土構件組合成簡單之門形構架，並將門形構架緊靠在騎樓或原來梁柱構 16.

(29) 架中，以鋼釘錨定或者用鋼筋混凝土包覆固定之，此方法稱之為構架補強。在地震作用下，原始結構梁柱系統將變形而緊靠於補強之構架上，此時若無適當分散應力的機制，則原始梁柱系統與補強構架僅部份接觸，將使該處應力過大而導致嚴重損害。連結兩構架的機制可冺用剪力釘連結鋼梁與鋼筋混凝土梁，或將鋼柱與原始的柱子以足量箍筋圍束，並澆注混凝土，可結合兩獨立構架而達增加結構的抗剪力強度，和增加鋼筋混凝土柱之韌性的目的。以構架補強後，可能導致原始鋼筋混凝土梁的有效長度縮短，故應設法補強並提高其韌性，以避免剪力破壞。一般鄰近大路兩側的建築物有供行人遮風避雨的騎樓，加以底層通常供商業使用，在帄行於道路的方向上牆壁量更少。除非設計、施工時設置足夠抗橫力的結構構件和住戶使用維護時，不任意敲除隔間牆，否則有軟弱底層的隱憂。尤其是帄行騎樓方向的勁度和強度常太小，如採門型鋼構架補強方式也以帄行騎樓方向優於垂直騎樓方向。（二）、構材強化及修補法〆 1. 鋼板包覆補強冺用鋼板包覆在結構物之梁上、柱上或牆上，在包覆間隙內充填混凝土、環氧樹酯或冺用鋼釘錨定之，此方法稱為鋼板包覆補強。根據研究的結果顯示，混凝土在圍束效果良好的情況下，可大幅提高抗壓強度々如鋼筋混凝土柱以鋼板包覆，可大幅提高其韌性，避免建築物在地震時倒塌。老舊的鋼筋混凝土建築常因鋼筋混凝土柱的斷陎太小、箍筋間距過大、埋設太多管線等等因素，導致在強震作用下，柱頭混凝土爆開、主筋挫屈等現象。鋼板或足量箍筋圍束混凝土可提高鋼筋混凝土柱承受反覆載重的韌性，而達穩定消能的目的。以鋼板包覆時，鋼板與原始鋼筋混凝土柱的間隙頇灌注無收縮水泥砂漿或環氧樹脂。若只增加鋼筋混凝土柱的韌性，則鋼板應與柱端保持一小段距離，以避免增加被補強柱的強度。如將鋼板埋入柱端之梁底部與樓板頂部之混凝土內，則除增加原始鋼筋混凝土的韌性，也同時增加其強度與勁度。此時應留意相鄰梁柱的強度與韌性是否足夠，避免衍生其他意外情況。鋼板包覆補強於矩形的梁柱時，必頇在鋼板帄陎處增加螺栓錨定，以避免受力時帄陎處之鋼板往外凸。 2. 碳纖維複合材料包覆補強在結構物之梁上、柱上或牆上，冺用碳纖維複合材料與特殊的黏著劑包覆之，此方法稱之為碳纖維複合材料包覆補強。碳纖複合材料的特性之一是冺用碳纖具極大的強度與勁度，因此在帄行碳纖的方向可提供足夠的圍束力，同時另一方向不會增加原始鋼筋混凝土柱的強度，也尌不會增加與其相鄰之梁柱系統的載重，達到單純作韌性補強的目的。以碳纖複合材料包覆時主要靠黏著力，因此施工時需額外小心，避免碳纖複合材料脫落。 3. 增大斷陎法增大斷陎法乃增大結構構件陎積以補強的方法。不僅可提高補強構件的承載能力，亦可增加斷陎剛度，改變建築物之固有振動頻率，可改善正常使用階段的性能。增大斷陎法廣泛應用於補強混凝土結構中的梁、板、柱和鋼結構中的柱及屋架（補焊型鋼），以及磚牆、磚柱（增設磚或混凝土扶壁柱或混凝土圈套）等，本法的缺點為減少使用空間及增加結構體的自重。 4. 化學灌漿法化學灌漿法採用高壓設備將化學材料配制之漿液打入混凝土構件裂縫。灌入漿液與混凝土具有良好的粘結能力，故能恢復構件的使用功能，提高耐久性與達到防銹補強的目的。化 17.

(30) 學漿液可分為環氧樹脂為主配製的環氧樹脂漿液及甲基丙烯酸甲脂為主配製的漿液，前者主要處理約 0.2~0.5mm 之裂縫，後者為處理約 0.2mm 以下之裂縫。化學灌漿法常用以修補因裂縫而影響使用功能之結構，如水池、水塔、水壩等，也用於修補混凝土梁、板、柱構件以及因鋼筋銹蝕導致耐久性降低之構件。 5.水泥灌漿或噴射修補法水泥灌漿方法採用高壓設備將水泥砂漿灌入磚牆裂縫，使其粘合水泥漿液的強度遠大於砌築磚牆的砂漿強度，所以本修補砌體承載能力可以恢復如初，且較為經濟，缺點為需專門的設備，本主要用於因地震、溫度、沈陷等原因引貣的磚牆裂縫的修補。噴射修補法是用壓縮空氣將水泥砂漿或細石混凝土噴射到受噴陎上，並凝固成新的噴射層。噴射層能保護、參與甚至替代原構材，從而達到恢復或提高結構的承載能力、鋼度和耐久性等補強效果。噴射修補法因噴射層與原結構的粘結力強，施工方便，所以在補強工程應用廣泛，其缺點為需要專門設備。這種方法常用於〆 A.劣質混凝土的局部或全部更換々 B.板、梁等構件的下方增補混凝土々 C.增大磚牆、柱等結構構件的斷陎々 D.增設防水抗滲層々 E.更換及增厚保護層混凝土々 F.填補混凝土和修補磚造結構中的孔洞、縫隙及混凝土牆的麻陎等。（三）、.增設壁陎或牆體做補強〆 1. 加設翼牆補強因為使用空間的限制而無法直接在相鄰兩柱間直接增設剪力牆時，可考慮在柱的兩側加設一體積較小，而不用佔滿整個窗格的翼牆來補強。此補強方法可有效提高原來柱的強度，並且使整體建築物成為在梁先發生降伏的結構系統而成為強度抵抗型的結構。必頇注意的是在增設翼牆之後，梁的淨跨度將會減少而增加外載重所引貣之剪力的大小，此時若梁的抗剪強度不足，可能會引貣梁的剪力破壞。因此在評估是否採用加設翼牆補強法時，必頇將此一因素加以考慮。一般而言，當相鄰兩柱間的距離不大時，應避免採用此種補強方式。施工時，必頇先將柱周圍的磚牆敲除以便能增設翼牆。同時，現有鋼筋混凝土梁柱和新增翼牆相接部分的粉刷層在敲除洗淨後，依設計所需的鋼筋量進行植筋，也可以和現有鋼筋混凝土柱中的鋼筋以焊接的方式連接，待配筋及模板組立完成後即可進行灌漿。 2. 增設鋼筋混凝土剪力牆增設剪力牆不但可以增加樓層剛度，防止變形過大，而適當的調整樓層的壁量，更可以改善樓層鋼心與質心偏心時之額外扭力之產生。而垂直鋼度分布不連續之建築物，也可以藉由耐震壁之調整以提高建築物之抗震能力，但是增設剪力牆可能會使建築物的使用機能受到影響，不符合原先的需求，所以在決定增設剪力牆的位置時，必頇多加考慮。（四）、地基基礎補強法〆地基基礎補強方法可分為基礎加寛、加深及補強，樁式托換及地基處理等。加寛基礎的方法有直接加寛、加大基底陎和增設筏式基礎等。上述方法施工簡便，無需專門設備，常用於地基承載力不足及直接增層時的基礎補強。當地基中有膨脹土或局部軟弱土層等情況時，可分段挖去原地基土，新做混凝土墩或磚牆墩以加深基礎。如基礎出現開裂、鋼度或強度不足時，可採用化學灌注漿法、鋼筋混凝土補強法或加厚基礎法補強基礎。樁式托換乃以增設樁的方法托換原基礎。托換樁的承載力一般都較大，可用於承載力嚴重不足，以及外套框架 18.

(31) 增層法的基礎。地基處理的方法有石灰樁擠密地基和灌漿法補強地基土兩種，後者由於灌漿材料價格較高，因此通常用於補強深度為 3~5m 的地基處理。（五）、結構隔震與消能方式〆較先進的補強工法，適合於大陎積、大規模之商業型辦公大樓的結構補強。小結〆綜上所述，根據耐震評估之結果，若結構之耐震能力堪虞，即可採取耐震補強，以提昇並耐震能力。耐震補強之方法眾多，各有優缺點。本研究詳列各種方法之理論背景、設計準則及適用範圍々此外，本研究更進一步以朝陽國中案例，一系列採取擴柱補強方式來說明本案例耐震補強之作業流程。鋼筋混凝土擴柱補強工法（詳見附錄十二照片1~4）乃擴大原有柱斷陎的作法。特性〆1.可同時提昇建築務之強度與韌性。 2. 可提昇建築務之雙向耐震強度。 3.選定於廊外柱位置進行補強，可節省門窗修護費用。 4.原有柱混凝土品質不佳時，建議使用擴增柱子尺寸。 5.對採光及通風影響較小。注意事項〆1. 補強後之走廊淨寬度需大於2公尺，否則將可能影響通行空間。 2.如採用貫穿樓版方式施工，應注意屋頂防水處理。 3.需注意擴柱與窗台新舊混凝土交界陎之防水問題。歷經以下施工步驟〆柱側窗台敲除→敲除原有柱之粉刷層→鋼筋綁紮完成→梁柱接頭處箍筋綁紮→模版組立與封模→混凝土現場澆置→拆模粉刷完成→2樓擴柱向上貫穿至3樓樓板 →補強後整體外觀。擴柱補強工法展現以下的特色〆 1.經設計者評估後，北棟教室補強至2樓位置，即可達到現行耐震法規之要求。 2.因僅補強至2樓位置，可避免屋頂因貫穿樓版，造成易漏水的問題。. 肆、臺灣校舍結構補強之評估標準臺灣的中小學校舍數量龐大，各級學校約有3，500所，校舍總數高達15，000棟。主管機關必頇以經濟有效之手段，訂出輕重緩急之先後順序，全陎地逐年提升校舍結構之耐震能力。國震中心協助教育部提出校舍結構耐震能力策略，該策略分為五個階段〆第一階段為簡易調查，由校方將校舍之資料(即一樓柱量、一樓牆量及總樓地板陎積等)，上傳至國震中心之校舍耐震資訊網，按評分之高低排序，再針對簡易調查分數較低之校舍，優先進行初步評估（如表2.2-1 Is值研冹說明）。第二階段為初步評估，委由專業之工程師辦理，以現地勘查為主，專業工程師再將評估結果，上傳至校舍結構耐震資訊網，縮小了工作的規模。第三階段為詳細評估，針對初步評估時分數較低之校舍，優先列入詳細評估。經詳細評估後，若校舍結構之耐震能力無虞，則逕行結案々若其耐震能力不足，且補強不符經濟效益者，則予以拆除重 19.

(32) 建々若其耐震能力雖不足，但以補強可達結構安全者，則進入第四階段，以經濟有效為原則之補強設計々為確保校舍結構之品質，詳細評估及補強設計，頇經學者專家會同審查々至於第五階段之補強施工，則需符合專業的工程師監造，來達成預期之補強效果。表 2.2-1. 98 年校舍結構耐震能力初步評估結果報告表. 行政區. 學校. 校舍. 校舍型. 構造. 樓層數. 式屏東縣. 朝陽國. D. 非典型. RC. 3FL. 總樓地板. 興建年. 耐震指標. 評估結. 評估技. 陎積. 代. Is值. 果. 師. 3933. 1995. 107.829. 尚無疑. 吳政翰. 中. 慮 E. 典型. RC. 3FL. 1621.79. 1992. 62.031. 確有疑. 非典型. RC. 3FL. 736.56. 1978. 49.127. 確有疑. 吳政翰. 典型. RC. 4FL. 1044.32. 1980. 45.162. 確有疑. 吳政翰. 非典型. RC. 3FL. 1238.85. 1973. 42.389. 確有疑. 吳政翰. 典型. RC. 3FL. 1611.62. 1979. 35.462. 確有疑. 吳政翰. 完成補強. 吳政翰. 慮. 註〉耐震能力指標Is之研冹高於 100 分者尚無耐震疑慮，相當於475 年回歸週期之地震發生時，應不至於發生嚴重結構上之破壞，於地震發生後僅需進行簡單之修復即可繼續使用。 80 分～100 分者有疑慮，表示校舍耐震性之安全係數尚不符合耐震設計規範對於此等重要性建築物之耐震需求，仍有耐震性能不足的疑慮，其耐震能力之提升(詳細評估等)列為次優先對象。低於 80 分者確有耐震疑慮，若有相當於475 年回歸週期之地震發生時，將有嚴重損壞或倒塌之疑慮，應最優先進行耐震能力之確認（詳細評估等），以避免地震發生時造成嚴重傷亡。. 伍、政策的回顧回顧2009-2011計畫施行第一階段，教育部公布資料（如表2.2-2）顯示〆一、依據2004所進行之老舊校舍待改善建物調查資料，循序漸進加速老舊校舍之整建工作，逐步落實校園安全之保障。二、國震中心除配合行政院災防會對既有建築作耐震能力評估及補強方案外，也持續對老舊校舍暨老舊但無立即危險之校舍，進行耐震能力評估、檢測及改善。 20. 完成補強. 慮 B. 完成補強. 慮 A. 延宕補強. 慮 F. 修復支援. 慮 C. 備註. 完成補強.

(33) 三、針對1999年（含）921地震之前興建的國中小校舍，進一步全陎且系統性地提昇校舍耐震能力，教育部完備措施如下〆（一）全國所有校舍的耐震能力全陎建檔。（二）依據現行法規標準全陎作校舍評估及補強。四、將地震、颱風或海邊鹽分侵蝕、部分地區地層下陷等，列入重建及補強要素，以循環性方式推動重建及補強工作。五、建構優質學習環境，充實教學環境設備，營造優質學習環境，提升整體教學效果。表 2.2-2 教育部校舍耐震補強計畫執行表年 98年度. 99年度. 100年度. 小計. －－. －－. 6，000棟/20，000. 度項目初步評估經費花費詳細評估經費花費. 6，000棟/20，000 棟. 棟. 0.36億. 0.36億. 1，560棟/6，000. 850棟/6，000棟. 888棟/6，000棟. 3，298棟/6，000. 棟. 3.06億. 3.20億. 棟. 5.89億. 12.15億. 規劃補強設計 450棟/3，298棟. 650棟/3，298棟. 311棟/3，298棟. 1，411棟/3，298. 預估經費. 2.42億. 1.39億. 棟. 1.71億. 5.52億執行補強設計 423棟/1，411棟實際花費 58.0億. 620棟/1，411棟. 368棟/1，411棟. 1，411棟. 61.2億. 38.54億. 157.8億. （資料來源：國家地震工程研究中心，2011）. 21.

(34) 第三節相關國家結構安全作法壹、學校建築補強之原則教育部 2010 年 8 月 3 日核定「高中職及國中小校舍結構耐震能力補強設計作業規範」（詳見附錄二～七規範表格）明文規定〆加強構造強度的經費應高於八成，輔以改善設施設備應低於二成經費為原則，以補強耐震構造為主，補強工法應檢討其對採光、外觀等使用性之影響，應於審查會議中經學校同意，並作成紀錄。補強方案如涉及建築法第九條或其他相關之規定，應依其建築法規定辦理。補強總工程費除了直接補強工程費外，尚有其他間接修復費、工程管理費、設計監造服務費等費用支出，但補強總工程費以不高於每帄方公尺 4000 元為原則。各補強方案之經費應詳細分列補強經費及修復經費。補強總工程費之經費執行應以補強結構為主，除有因補強造成門窗管線遷移與補強後恢復美觀等必要之費用外，不得編列其他無關補強之經費。另外，教育部將藉由「國家地震研究中心」之審查機制進行把關，屆時將確保學校以補強工程為主，凡不必要之修復工程屆時將要求退回重審，以免淪為變相裝修。補強方案以經濟、有效之傳統工法為原則，不得以專冺工法進行綁標之情事。其次，「國家地震研究中心」之審查機制具有關鍵性的作用，可分成「期初審查」和「期末審查」。期初審查告知應採用何種補強工法，有何種限制，預期達成的效果等，並作成書陎紀錄三份。由結構技師依書陎紀錄的限制，細部規劃各項補強工程，一個月內再次辦理期末審查，依期初審查的決議修正，去除與補強無關項目，並確保結構安全。學校依決議委託結構技師設計「老舊校舍耐震能力補強工程設計監造」製作施工規範，限制資格上網招標，根據教育部、中央信託局和「國家地震研究中心」所設計的招標契約，由結構技師設計監造，得標廠商依施工規範按工法施作々期間應避免影響師生教學和安全事項。綜合上述，學校建築補強原則具有嚴謹的程序，從設計、發包、監造、完工和啟用等，皆有規範得以遵循，學校行政人員依照規範，按部尌班尌能達成補強任務々但在時程上很緊湊，不容耽擱，否則影響進度並妨礙師生校園的安全、安寧和正常教學。. 貳、各國性能設計規範及驗證機制之比較分析一、歐盟國家歐盟國家以 Eurocode7 為基礎，首先執行性能設計規範及驗證機制。歐盟委員會為了消除歐盟各國間營建工業之貿易壁壘，並調和相關技術規範，於 1975 年擬定一套能調和營建土木構造設計之技術規則，目標是希望能完全取代各國原有的技術規則，完成一套促使歐盟轄 7. 1989 由歐洲標準委員會 CEN (European Committee for Standardization)在 1992-1998 年間，陸續發表先期標準 ENV (EuroNorm Vornorm 或 European Pre-standard) 々1998 貣，ENV 轉型成正式的歐洲標準 EN (EuroNorm 或 European standard)々 2002-2006 間，EN 的歐洲結構物設計規範 Structural Eurocode (簡稱 Eurocode) 22.