大專學生研究計畫-後疫情時代都市設計之變革與CIM模擬分析之應用

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科技部補助 大專學生研究計畫研究成果報告  計 畫      :  名 稱  後疫情時代都市設計之變革與CIM模擬分析之應用 ──以高雄街區再設計為例 報告類別:成果報告 執行計畫學生:江靜瑋 學生計畫編號:MOST 110-2813-C-390-039-E 研究期間:110年07月01日至111年02月28日止,計8個月 指導教授:陳怡兆 處理方式:本計畫可公開查詢 執行單位:國立高雄大學建築學系 中華民國 111年03月31日

小結

BIM 與 CIM

模擬軟體 UC

win/Roads

1 目錄 目錄 ............................................................................................................................ 1 第一章 簡介 ......................................................................................................... 2 1 1 前言:受後疫情影響之城市發展 2 1 2 研究計畫摘要 ........................................................................................... 2 1 3 本文內容綱要 3 第二章 文獻回顧 ................................................................................................. 4 2 1 新都市主義──現代都市設計之發展與演進 ........................................ 4 2 2 現代城市發展受疫情之影響與困境 5 2 3 後疫情時代預期之城市發展設計 ............................................................ 5 2 4
13 第三章 CIM
UC
........................................................................... 15 3 1
............................................................................................... 15 3 2
win/Roads 16 第四章 情境模擬與討論 ................................................................................... 18 4 1 情境模擬之位置──高雄市楠梓科技產業園區周遭之街區 .............. 18 4 2 現況簡介與分析 19 4 3 情境模擬 ................................................................................................. 22 4 3 1 數位基地模現況還原模擬 22 4 3 2 實驗基地道路交通系統模擬 ...................................................... 25 4 4 模擬結果與推論 ..................................................................................... 31 第五章 研究結論與建議 33 5 1 研究結論 ................................................................................................. 33 5 2 研究建議 ................................................................................................. 33 參考文獻 35

1 1 前言:受疫情影響之城市發展

2020 年初在世界各地爆發的 Covid 19 疫情,為全球化的世界帶來 前所未見的震撼,而其造成的波動在今日仍持續影響著每個人。面對險 峻的疫情,各國都嚴正以待;各大城市也為了防止疫情擴散及惡化,紛 紛以「封城」的方式減少人群的接觸。大眾習慣的生活節奏被封城給打 亂,過去車水馬龍的街道,現在是不復從前的熱鬧;城市中甚至有許多 原先規劃給大眾聚集、社交的空間更是因此而閒置。

近年來流行的「新都市主義(New Urbanism)」強調高密度且機能混 合的都市空間;講求效率的結果,使得都市中高樓林立,寸土寸金。然 而,透過空氣傳染的病毒卻成了如此「高效率」設計之罩門。歷經了一 年的動盪後,我們對於以往的都市規劃應該有所檢討,使其不只能因應 疫情時好時壞的衝擊,同時也兼顧人群的身心理狀況,讓都市生活重新 找回平衡點。台灣目前因為防疫措施較完善,還沒有城市面臨封鎖的危 機;但面對時好時壞的疫情,仍不可大意。本研究將以此為出發點,結 合 CIM(城市資訊模型)和其他相關軟體,探討現今都市規劃在疫情影響

2 第一章 簡介
之下的優勢以及不足之處,並以高雄街區作為實驗模型,針對各議題進 行設計及模擬,提出可行之改善方案,希冀未來的都市設計能更健全, 朝「健康都市」之理想邁進。 1 2 研究計畫摘要 本計畫以探討後疫情時代對於都市設計發展之影響為主,研究現代 都市發展之發展與演進,以及自 Covid 19 對於各國都市造成之影響極可 能之改善方案,同時彙整出可能的都市設計調整方向。並以高雄市楠梓 區產業科技園區與周遭街區為實驗模型,進行初步之改造設計,再進入 CIM(City Information Modeling,城市資訊系統)軟體 UC win/Roads

進行情境模擬,達到街區設計模型可視化,同時檢視初步設計之效果。

目前可模擬之範圍,本 研究之情境模擬項目將以道路交通和人行道之調整設計為主,並在符合 現行法規的限制下,嘗試增加供微型交通工具使用之道路,並拓寬步行 空間,同時增加街區與街道周遭之綠植,達到健康都市的空間之理想。

本章介紹本專題之研究計畫主題與研究方向

本章講述以現代都市發展之脈絡與後疫情影響 都市發展之層面

第三章:道路交通資料與模擬系統──本章介紹 BIM 與 CIM 之系統與 應用方式以及由 Forum 8 開發之模擬 CIM 軟體

第四章:實驗模擬結果與討論 本章將以楠梓科技產業園區之主要 幹道進行針對後疫情時代城市可能之發展方向進行道路之模 擬,並將實驗組與對照組進行對比 第五章:結論

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而考量到研究計畫內容與 CIM 軟體 UC win/Roads
1 3 本文內容綱要 本研究計畫主要分成五章 第一章:簡介
第二章:文獻回顧

1 新都市主義──現代都市設計之發展與演進 自 18 世紀工業革命後,各國開始快速邁入都市化,許多名聞遐邇的 大城市因而形成;然而伴隨而來的問題(環境髒亂、居住品質惡劣、貧 富差距大等)卻成為都市發展的罩門。因此自 19 世紀以來,便有許多學 者對於都市規劃提出解方,如霍華德的田園城市理論、柯比意的城市集 中主義、美國的芝加哥學派、CIAM 的《雅典憲章》……[1]等,都是為 了解決人口快速集中至大都市後的問題。而現今許多都市之設計規劃, 則是受到新都市主義之影響非常之深厚。 新都市主義(New Urbanism)」興起於 1970 年代[2],為了解決當時 不停向外擴張的都市而提出的。由於戰後經濟日漸發達,人們越來越依 賴私人交通工具,使得道路不停向外圍的郊區延伸,都市發展也逐漸往 郊區蔓延,因而衍生出不少問題。其中包括:大眾運輸虧損、交通壅 塞、空氣和噪音汙染嚴重,以及為了容納更多私人交通工具而侵蝕掉原 有的開放空間等等。在 1960 年代有許多學者開始探討現代化之後都市的 環境問題,並提出城市之規劃應該以人為本,創造出舒適與安全兼顧的 空間等的理念,新都市主義因此產生。而其宗旨在於「改善土地的使用 方式,並強調都市設計應以人本設計為出發點,土地高密度的混合使 用,並提升大眾運輸的發展,減少私人交通工具的使用,同時還給都市 更多開放空間。」而後,許多大城市都是以此主義為出發,進行對各區

4 第二章 文獻回顧 2
域的規劃設計。然而,這樣的都市規劃方針卻在這次的疫情中受到挑 戰。高密度的土地開發與混合使用,不僅增加了染疫的風險,甚至壓縮 了許多私人的生活空間[3]。因此,如何改變都市空間目前的規劃與設 計,以應對險峻的疫情,成為許多學者探討之問題。

現代城市發展受疫情之影響與困境

年初,Covid 19 自中國武漢快速蔓延到世界各地,由於其病毒 主要透由飛沫傳播,加上傳染力極高,短短數月間造成全球數以萬計的 人染疫甚至因重症身亡,或因後遺症而無法回歸正常生活。新冠肺炎之 疫情不僅在公共衛生安全上造成極大的威脅,同時也連帶影響其他生活 面向。因為全球化的關係,各國的經濟產業早已是互相依存的關係;但 因為 Covid 19 之傳播速度與範圍比過去其他流行疾病來的更快且更廣, 許多人來人往的大城市不得不先以「封城」策略減少人與人之間的接 觸,藉此緩解疫情惡化的狀況。然而,封城雖然減緩了染疫的速度,卻 也因此造成各地城市的發展活動被迫停擺;人們更因被限制「除非必 要,否則盡量減少外出」而必須重新尋找並適應疫情下的生活。儘管在 研究期間,已有不少國家因封城帶來的代價太大而紛紛轉變防疫措施; 但不可否認,疫情確實使城市發展的各個面向受到影響,如:許多商業 活動被迫暫停,市區街道從車水馬龍變成人煙稀少;或是為了減少染疫 風險,許多上班族改成在家辦公,仍需通勤的族群也紛紛改採其他私人 交通工具到達目的地,大眾運輸的使用率因此下降;亦或是人們為了更 安全的生活環境而紛紛遷往郊外等等,影響層面甚廣。因此,現代都市

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2020
該如何轉型或改變,是後疫情時代的一大學問。 2 3 後疫情時代預期之城市發展設計 相較於國外較多關於後疫情時代城市發展之研究數據,目前過內對 於後疫情時代之都市或建築發展之相關碩博士論文較少,因此國內大多 的文獻回顧多來自期刊及網路專欄討論。因此本研究之文獻回顧將會以 整合國內外論文及期刊之論述內容為主,並嘗試將其作為模擬設計的一 部分。

而綜觀過內外許多文獻與討論,對於後疫情時代之都市規劃大略可

空間與綠帶、道路與交通、公共衛生與城市規劃,以及高度集中之城市

私人開放空間需求增加

們漸漸注意到私人開放空間之重要。其實在疫情爆發前,都市人口 已有明顯往郊區化移動的情況,尤其以中高齡的城市居民為主[3]。 而郊區相對於都市吸引人,私人開放空間是其中一大因素。這類空 間如陽台、花園、私人露臺等,提供一個人們可以輕易地進入城市 生活,同時也能隨時抽離的管道[4]。荷蘭建築師阿爾多.范.艾克 就曾以「門檻」來指稱那些連接城市各種空間和心理紀錄 (psychological registers)的物理空間。這類空間形成介於私人 與公眾兩者之間的領域,調解了不同環境之間的衝突[5]。 當城市設施夠完善且開放,同時沒有個人健康安全風險的顧慮 時,許多人是願意放棄露臺、草坪、花園等私人開放空間的。且在 疫情前,這些私人開放空間大多被建商和建築師作為銷售賣點來設 計;然而,在疫情的影響下,這樣的空間卻顯得十分重要[3]。這類 的空間提供人們通往戶外的通道,同時也不用擔心和他人的接觸會 對自身健康造成威脅。對於那些獨居的人,這樣的私人開放區域提 供了緩解長期在封閉空間所帶來的負面影響。由此可知,私人開放 空間對於都市居民在後疫情時代而言,是不可或缺的空間組成之

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以分成以下五個方面作為參考基準,分別為:私人開放空間設計、公共
規劃可能改變。 (一)
面對長期封城或鎖國的政策,許多人被迫長期待在家中,使人
一。

(二) 公共空間、綠帶與街道周邊空間之規劃 在疫情爆發初期,那些總是充滿人潮的公共空間轉瞬成了人人 避之唯恐不及之地。許多場館被迫關閉,少數則轉型為緊急的醫療 用地,用於協助篩檢與安置隔離病患,或作為疫苗的接種站。然 而,隨著疫情不斷變化,持續封閉這些場域並非長久之計,人們開 始思考如何在與病毒共存的情況下,重新讓這些空間回歸給大眾使 用。而在彙整大多文獻論述後,發現改善現存公共空間之通風條件 多為首要,其次則是建議改變過去對於公共場域設計之方式,如將 公共空間之結構模矩化[6],便於因應各種情況之使用。由於這次的 病毒是以飛沫傳染為主要散播途徑,過於擁擠或密閉的空間將有利 於病毒的擴散;加上現今大多城市的規劃都以高度集中為主,寸土 寸金,櫛次麟比,若能有較完善的通風系統,這些公共空間在回歸 給大眾使用時更能使人放心。而將其空間之結構模矩化則是考量到 各國政府在醫療空間不足時,將部分公共空間──如體育館或展覽 空間等──轉變為暫時的醫療場所;然而這些空間原先的設計是作 為容納大量的人群使用,面對如 Covid 19 這樣需要個別隔離的空間 以減少與病毒接觸的風險時反而難發揮出更大的效益。因此建議未

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來在進行公共空間之設計時能將模矩化的空間納入思考,以利於面 對未來可能嚴峻的挑戰。 除此之外,人們對於公共空間的使用習慣與經驗也可能因為此 次的疫情而有所轉變[6]。美國社會學家威廉.懷特相信,每個人對 於空間是否擁擠有一定的直覺與感受。在他提出的環境承載力理論 中,係指在一定的條件下,某個環境可承受的人數和人類活動總量 [7]。如果某個空間的環境承載力已到達上限,那接下來接近這個空 間的人會因為感受到「這個空間太過擁擠」自動離開;而這樣對於

空間擁擠與否的直覺會可能會因為年齡、性別、個性或社會文化而 異[8]。而英國城市規劃師 Michael Batty 則在《The Coronavirus crisis: What will the post pandemic city look like? 》[9]中 提到,在後疫情時代中,保持社交距離將不再會是強制性的規則或 策略,而是會內化成一部分的社會規範,人們將自發性的維持這樣 的規矩,並與病毒共存。因此,對於同樣的公共空間能提供給多少 人使用,大眾在過去和現在的認知將有所不同;而如今疫情尚未消 停的狀況,如此的規範將持續影響人們對於公共空間的使用與體 驗,因此未來在設計新的公共場域時,如何將這樣的空間經驗納入 設計也是一大課題。 而除了有固定建築場域的公共空間外,城市中的綠地同時也是 不可忽視的一環。如前述所言,2020 年初疫情爆發時,有許多城市 甚至國家,紛紛採取封城或鎖國的方式以便控制疫情。人們基於衛 生安全的理由被限制必須盡量待在家中,減少外出;長期下來,對 於任何人而言都是身心靈不小的負擔,更遑論現實生活中因為疫情 而影響的經濟等的生活壓力,使得如何透過城市空間改善或減緩大 眾之身心壓力也成為後疫情時代的課題之一。有研究顯示,綠化的 空間和充足的日照有助於減輕身心壓力[10];然而都市中的居民可 能沒有足夠的私人綠化空間,加上長期待在相同環境,對於自然景

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物的需求與日俱增,造成一解封,許多人便會蜂擁至公園等城市中 的綠色空間紓壓;但若沒有妥善規劃,過多的人群聚集將可能成為 下波疫情爆發的隱憂。為此,有人提出「公共後院」作為此困境的 解決方式[3],其理念是將城市中的綠帶與公園以妥善規畫的方式連 接起來,使其不再是一塊塊散落於各地的綠地,讓更多城市居民能 夠接近使用,同時也有更多空間可以保持社交距離。

然而,除了大眾熟知的公共場域和城市綠帶,街道旁的空間同 時也是城市中十分重要的空間。大約 60 年前,城市理論家珍.雅各 布斯提出城市大部分的活力都來自於街道,由商業區、公共場所、 住宅區和精心設計且維護良好的人行道互相結合,支持行人隨時都 能在街道上活動,並確保這樣的社交場域有足夠多的「眼睛」,阻止 犯罪等不良行為發生[11]。在疫情封城期間,許多沿街開設的商店 或攤販因為人們減少外出,加上沒有足夠的空間因應各國的防疫限 制,許多商店因此被迫休業。但在街道外和商店之間的空間正是讓 人感受到熱鬧的關鍵,大眾減少出門加上人與店家攤販之間的互動 又因此銳減,使得過去總是車水馬龍、熙來人往的街區變得冷清寂 寥。儘管隨著後續城市陸續解封,努力讓街道回到疫情前熱鬧的模 樣,也不能否認在這樣的疫情之下,缺乏互動的街道與街區對於城 市生活是有影響的[12]。為此,有專家提出「彈性街景設計」來試 圖解決這部分的問題[3]。 「彈性街景設計」主旨在於為行人與顧客提供更多戶外活動空 間,例如拓寬人行道、將停車場改成微型公共空間等等,將一些城 市中閒置的空間和街區結合,提供大眾更寬闊、更舒適的活動空 間。如此措舉有助於活絡附近的商業空間,也為周遭的街區與街道

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帶來更好的生活品質;且考量到便利性與安全性,這些空間同時也 要是所有人都能安全地接近並使用的,包括那些在感官或行動上有 限制人士,因此無障礙設施也是彈性街景設計之一環。 (三) 微型交通工具興起與步行城市 近年來各國在進行都市設計時,都極力倡導大眾運輸系統對於 城市的重要性[13]。不論是基於永續城市之理念,或是提升整體生

活品質,確保大眾交通安全等理由,各城市都希望透由大眾運輸系 統,減少民眾對於私人交通工具 如汽車機車 之依賴。如此 不僅有助於改善都市環境,減少汙染,也能讓過去以汽車交通為主 的城市規劃得以調整,逐漸轉變成以步行或其他更舒適的設計為 主。然而,因為大部分的大眾運輸系統,如公車、捷運、輕軌等, 多為密閉空間的車廂,不力於空氣流通。因此在 Covid 19 爆發後, 許多城市──如紐約──各類大眾運輸系統之使用率有明顯地下 降,甚至近年興起的共享單車等運輸系統也因此受到影響[14];而 人們為了減少染疫的風險,再次依賴起私人交通工具。在各國疫情 仍不明朗情況下,過去幾十年對於大眾運輸與永續城市的努力可能 會因此而走回頭路[9]。 然而,但對於部分都市居民來說,汽機車這類的私人交通工具 並不是人人都能負擔的起;那些無法負擔的族群,只能改採用其他 方式維持其通勤需求,如改以步行或騎自行車,或是選擇以在 Covid 19 爆發前就已蓬勃發展的微型交通(Micromobility)代步

。這類的微型交通工具,如電動滑板、電動腳踏車等,因為入手 門檻較汽機車低,機動性高,逐漸也成為代步工具的熱門選擇

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[6]
[15]。 如今有許多新型的交通工具在後疫情時代興起,但目前大多數 的城市道路規畫仍以汽車通行為主,現行的街道沒有足夠的空間讓 這些微型交通行駛,選擇這類交通方式的人大多只能與行人爭道, 進而壓縮人行道的空間,也讓行人的安全顧慮增加。儘管許多國家 在疫情前就以努力將自行車道等空間加入城市規劃的範圍,但在明 顯在疫情影響後的檢視下仍不夠完善。因此也有人認為後疫情時代 是個朝綠色城市和低碳經濟的機會[11],比起疫情前更有動機將更

多街道空間規劃給行人和自行車等微型交通使用,使永續城市的理 念仍能在後疫情時代中進行。 而在疫情爆發前,「步行城市」已是許多國家在進行都市規劃 時,努力推行的內容之一。美國的城市規劃師 Jeff Speck 在一場關 於步行城市的演講中提到:「達成步行城市的四個首要條件為步行動 機、安全性、舒適性及趣味性。」[16]。在疫情爆發之後,步行街 道對於城市發展得更趨明顯。因為病毒的威脅,許多人改變了在都 市中移動的習慣,如上述所言:減少對於大眾運輸的習慣、改以步 行或微型交通工具代替。Jeff Speck 同時也提到,越寬廣的道路反 而越不適合步行或其他微型交通使用。以美國的城市為例,越寬闊 的越適合汽車行駛,且因為路寬,對於行駛速度的限制也會拉高; 意即越寬的路,車開的越快,對於行人或其他道路使用者來說越危 險,自然而然就會減少沿街步行或慢行的想法[16]。因此,如何在 後疫情時代下,當人們對於私人交通工具的依賴再次上升時,又能 平衡各種移動方式的需求是一門相當重要的課題。

面對這樣的難題,加州北部的奧克蘭市率先於 2020 年 4 月開始 施行「慢街計畫」,到同年 7 月結束[17]。慢街計畫旨在希望替奧克 蘭人重新創造一個更安全舒適的生活方式,透過開放街道給行人、 慢跑者、自行車騎士,讓奧克蘭人有更多的空間安全行動。希望在

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Covid 19 疫情肆虐期間,提供市民更多的室外活動空間,同時也能 保持安全的社交距離。在為期三個月的街道實驗中,奧克蘭政府封 閉了六條約五英里長的社區街道,禁止汽車進入,並將街道及其周 遭轉為居民的活動空間。儘管在計劃結束後,專家在後續報告中指 出該計劃仍有許多待改善的部分,但不可否認慢街計畫依舊受到許 多居民的支持,當局政府也表示可以將此次的計劃經驗納入未來的

城市規劃之中;足見在後疫情時代,步行城市依舊是可行的都市設 計目標。

19 疫情爆發之前,社會大眾鮮少對於城市中公共衛生 安全的應變能力有所關心;尤其隨著醫療科技日漸進步,雖然過去 幾年也有發生過較為嚴重的傳染病(如伊波拉病毒),但能讓全世界 都因此陷入停擺的病毒仍是頭一遭,全球化對於世界各國的影響在 疫情的蔓延下諷刺地明顯[18]。儘管有許多專家學者試圖警告社會 疫情的嚴重性,但直到 Covid 19 病毒迅速在世界各地大規模地爆發 後,所有人才意識到這場大流行病對於生活,對於城市,影響甚 鉅。 其實歷史上不乏有因為流行病或傳染病而影響城市公共衛生安 全建設的先例,如十九世紀末的傷寒、天花、霍亂等傳染病正是造 成現代公共衛生觀念的出現[19]。西方國家在十九世紀下半葉快速 都市化,擁擠的居住空間和周遭髒亂的環境導致各種致命的傳染病 在都市中大肆流行[20]。在那之後,各國的醫學菁英致力於推廣健 康和居住環境有關的觀念,最後成為都市規劃必要的一環,地下水 道等公共衛生基礎設施才因此開始普及。

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(四) 公共衛生與城市規劃結合 在 Covid
而面對 Covid 19 鋪天蓋地而來的疫情,雖然許多人因此染疫, 留下嚴重的後遺症或甚至喪命;卻也給了當今社會一次檢視城市因 應疾病預防、處理及恢復的機會。從疫情爆發初期,各國紛紛採以 封城的方式應對可以得知,目前各大城市對於傳染病的處理能力其 實沒有預想中的完善。因此提升都市整體的防疫能力,並增加社區 從疫情傷害中的恢復力為首要條件[3]。除此之外,結合相關醫療技

術,創造「反病毒」之建築環境;或是未來在設計公共建設或基礎 設施時,將「隨時能因應醫療衛生等緊急情況」之想法融入設計 中,使其空間使用能更多元,機動性更高。如台灣設計研究院於 2020 年起和新北市衛生局合作之《衛生所再設計計畫》,以方便拆 解的模組系統組成不同的醫療空間,加上能夠隔絕病毒之奈米塗料 與環境友善之建材,提供更有效率且安全的空間使用方案[21]。

(五) 高度集中之城市規劃可能改變 由於目前許多城市規畫大多是受新都市主義影響,市中心多為 大型的商業辦公區和其他生活機能,住宅區則往郊區發展。但自疫 情爆發後,許多企業紛紛採取「在家工作」來減少員工之間彼此接 觸而感染的風險。辦公空間需求減少,遠程工作增加,未來可能會 減少對於商業辦公空間的需求,且都市空間組成可能會因為原先高 度集中的生活機能必須住宅區蔓延,使得整體空間逐漸水平化。過 去高密度的都市混合用途規劃將有可能被以步行性和以大眾運輸為 導向的城市發展而取代

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[3]。 2 4 小結 在彙整文獻回顧之資訊時,可以看到現實生活中受到衝擊的當然並 不只有這五個面向,包括不同的社會階層可能也會影響公共空間的使 用、低收入或弱勢族群相較於其他階級更容易暴露在城市中[3]……等, 都是值得討論的議題。但本研究礙於時間與能力有限,將會專注於與都 市規劃相關之面相。 而面對後疫情時代帶來的挑戰,使社會大眾逐漸注意到過去高度集 中的城市規劃並非看上去那麼完美,也促使人們開始思考怎麼樣的都市

設計才能真正提升如 Covid 19 這樣的疾病。除了建築空間和設備上的改 善外,以人為本,從人性需求出發的都市規劃才能滿足城市居民的需 求。不論是步行城市、永續城市之理念,都必須兼顧都市居民與實際需 要,才能創造出適合後疫情時代的都市空間。

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3 1 BIM 與 CIM (一) BIM 之定義 建築資訊模型(Building Information Modeling,簡稱 BIM) 為建築、工程及土木工程領域之新工具[22],由資訊技術支撐,易 於統整建築工程中的各方資訊,以便於建築生命週期的規劃、設 計、施工及營運維護等工程與管理的系統技術。Building 泛指「建 設領域」,小至單棟建築,大至都市規劃是其可應用的範圍。而

Information 則包含幾何訊息(如建材尺寸)與非幾何訊息(如設 備資料、工程備註等);Modeling 並非單指「模型」,而是整個建設 領域的「模擬」,強調重點為其過程而非最後結果[23]。 (二) BIM 之特點

1. 視覺性:所見即所得,將施工圖紙上的資訊立體化,使後續溝通 過程更加清楚順利。

2. 協調性:透過各方資訊的整合,在工程建造前期即可針對各專業 問題進行協調,並生成資料分享給各參與者。

3. 模擬性:預覽建築模型,大多針對施工規劃預先模擬;也可在建 案完成後,繼續進行緊急情況之模擬與處理方式,如發生災害時

15 第三章 CIM 與 UC win/Roads
的逃生路線等。 4. 優化性:可針對設計項目與預算進行優化,找出最適合之選擇。 5. 可出圖性:由 BIM 將建築進行數位化、視覺化後展示,並提供各 部分之資訊,如碰撞檢查的報告與改進方案,方便工程團隊與業 主溝通討論[24]。 目前 BIM 之主要應用以工程管理為主,將建築工程中的資訊整合,

便於設計與工程團隊及業主各方討論協調,藉此能減少工程中不必要的 耗損與溝通落差,並期望未來能提供與發展更多工程之外的資訊與效益

CIM 之定義與應用

BIM 已有明確的應用與較為成熟的技術,CIM 屬於仍在發展 中的領域,且相關研究大多出自中國與日本,但兩國對於其定義有所不 同。中國近年提出的 CIM 係指「城市資訊模型」(City Information Modeling),認為 BIM 是單體,CIM 是群體,BIM 是 CIM 的細胞;若解決 智慧城市的問題,需要 BIM 和 GIS 整合,再加上各種連接網絡構成才能 構成 CIM。日本認為的 CIM 則是「結構資訊模型」(Constrution Information Modeling)。BIM 對應樓宇類的建築,而 CIM 對應非樓宇類 土木工程,兩者是並列的[25]。而本研究將以中國對於 CIM 的定義與解 釋為主,將 CIM 作為「城市資訊模型」進行研究與闡釋。 CIM 是在城市基礎地理資訊的基礎上,建立建築物、基礎設施等數 位模型,是城市規劃、建設、管理、運行工作的操作平台[26]。其應用 為都市規劃者或其他在都市環境中工作的專業人員,提供新的評估規劃 決策或長期效益的方式[9];除此之外也替建築師等規劃人員提供各方面

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[22]。 (三)
相較於
的模擬,如交通裝況、能源分配、自然災害等,幫助他們進行更精確的 規劃與分析[27]。 3 2 模擬軟體 UC win/Roads (一) UC win/Roads 之介紹與應用 由日本 Forum8 公司開發的 UC win/Roads 為目前在都市規劃與 交通模擬上有較佳呈現之模擬軟體。其特點除了支援交通模擬與步

行網絡外,還內建有豐富的二維和三維數據庫,以及各種材質,同 時對於天氣、日照時間等環境狀況也能提供快速便捷的模擬,且效 果明顯。除此之外,UC win/Roads 和其他建模軟體有較高的兼容 性,可以隨設計者需要調整模型或材質,且其軟體與地理座標建立 直接聯繫,可根據經緯度進行該地點的實地模擬,使結果更貼近現 實世界[28]。再者,UC win/Roads 能與土木建築標準結合,操作相 對簡單方便,獲取價格也適宜,綜觀而言是目前最適合做 CIM 相關 模擬之軟擬。 (二) 研究限制 由於 UC win/Roads 開發之初主要被用來模擬交通、土木工程 和土石流等技術問題,雖然也能用於救援系統模擬及整合都市規 劃,但進行後者時,需要再整合不同的資訊與分析軟體。因此本研 究礙於時間、資源和各軟體整合之能力有限,現階段僅能以 UC win/Roads 內建的交通道路模擬系統和步行網絡為主,對實驗基地 進行後疫情時代之設計規劃的可視化模擬,再將改造設計前的模擬 結果與之對比。期望透過 CIM 的基礎下,能提出有利於都市運作從 疫情中恢復之方案或設計方法。

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1966 年設立,曾為全球 第一個加工出口區,同時也是我國第一個特區,兼具自由貿易與工業區之 功能,對於創造「台灣經濟奇蹟」有顯著的貢獻,在我國的經濟發展上佔 有舉足輕重之地位。近年來園區內部已不再從事設立早期以勞力密集為主 之加工出口業,逐漸由半導體封測、光學、電子、資訊軟體等高科技產業 替代,經濟部因此推動園區更名,該園區於民國 110 年 3 月 28 日起更名為

園區之重要項目之一,將原有設施優化,導入美學與科技,創造更好的投 資環境[29,30]。

4 1 情境模擬之位置──高雄市楠梓科技產業園區周遭之街區 考量到 UC win/Roads 的研究限制,本研究將以加昌路通過楠梓科技 產業園區、宏毅社區(中油宿舍群)與後勁聚落之街區為主要情境模擬 範圍。將前述文獻回顧關於後疫情時代之道路交通規劃、彈性街景設計 以及綠帶串聯之建議套入接區模型,藉此對於當今的道路規劃、行人空 間和附近街區之關係進行初步設計;並透過 UC win/Roads 中的交通模擬 與步行網絡,把情境模擬之結果可視化,同時也能比較模擬前後之差 別,以便日後若有相關研究能將其作為參考。

18 第四章 情境模擬與討論 楠梓科技產業園區(過去舊稱楠梓加工區)於
「楠梓科技產業園區」。更名之際,經濟部藉此契機同時推動園區升級,除 了產業科技與智慧服務等技術或材料升級外,也將環境優化列為科技產業

圖 1 楠梓科技產業園區範圍 (資料來源:台灣工業用地供給與服務資訊網 https://idbpark.moeaidb.gov.tw/Environ/More?id=299)

2 現況簡介與分析 楠梓科技產業園區過去作為加工出口區,其占地約 98 公頃,範圍為 德民路以南,加昌路以北,西側臨外環西路,東側臨瑞屏路[31]。而本 次情境模擬範圍將以加昌路兩旁之園區街廓與中油宿舍群街廓為主。該 園區之主要入口面對加昌路,平均每日出入流量約為 5,000 人次左右。 園出入口正上方為捷運楠梓加工區站,其主要出入口位於該園區內部的 右側,提供通勤族群與附近族群便利且快速的大眾運輸系統。目前楠梓 科技產業園區內部已被半導體等高科技產業取代,各街區也都有規劃綠

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植,主要出入口更以綠植景觀營造入口意象。而隔著加昌路與楠梓科技 產業園區相望的是宏毅社區(中油油廠宿舍群),過去日本海軍第六海軍 燃料廠的宿舍,戰後由中油煉油廠接管,作為其員工宿舍[32]。社區內 部有部分日治時期留下之房舍現已荒廢,但靠近加昌路一側的街區卻依 舊有許多居民在此定居、生活,其社區與加昌路之間隔著圍牆與人行 道,靠近圍牆的一側也有部分綠植分布。 而本自主要進行道路模擬之加昌路為高雄市楠梓區之主要道路,銜 接高楠公路的高楠陸橋,續接右昌街,為往來楠梓車展與加昌、右昌等

地區之交通要道。加昌路路寬 40 公尺,屬於中央分隔形式,兩側各有 3 個車道以及可路邊停車之空間(參見表 1),臨科技園區與宏毅宿舍兩側 還有人行道供行人通行,以及數個高雄市公共自行車租賃系統之租借 站。加昌路上方為高雄捷運高架系統,沿線分別設有捷運後勁站、楠梓 加工區站,交通量十分可觀。沿途往東北經過後勁夜市、農會辦事處、

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後勁國中小、舊聚落等地區,足見加昌路除了在科技產業園區上班的使 用者外,周遭居民也有相當高的使用率[33]。 圖 2 情境模擬範圍(虛線框出之處) 表 1 園區周邊主要道路系統基本資料彙整表 (資料來源:變更原高雄市主要計畫(楠梓區)(特種工業區為產業專用 區)(原中油公司高雄煉油廠土地變更)案計畫書)
21 圖 3 楠梓科技產業園區主要出入口 圖 4 捷運楠梓加工區站下方加昌路之空間 圖 5 加昌路與後勁夜市與舊聚落
22 4 3 情境模擬 4 3 1 數位基地模現況還原模擬 (一)交通道路系統、步行網絡之操作與模擬 將情境模擬範圍建置成數位基地模,並將其檔案匯入 UC win/Roads 中,進行基地原始狀況之道路交通、步行網絡以及綠植之 模擬。 圖 6 情境模擬之操作流程 圖 7 情境模擬基地模俯視圖
23 交通流量觀察數據 單位:輛/分 觀測地點 機車量 汽車量 腳踏車量 加昌路與後昌路交叉口 10.7 17.3 1 楠梓科技產業園區出入口 18 18.75 0.5 捷運楠梓加工區站下方 19 13.7 1 每小時車流量推估 940(輛/時) 999(輛/時) 50(輛/時) 以上數據為於加昌路上三個定點實地觀測與估算之結果,可知情境模 擬範圍之路段中,汽機車之車流量約為每小時 1,000 輛,而腳踏車則約 50 輛。在數位基地模匯入 UC win/Roads 後進行道路編輯,將加昌路實際的道 路系統於軟體內呈現,並將模擬車流量設置成與觀測結果相同之數據,再 利用「步行網絡」生成加昌路兩側與街區周遭的步行路線的,完成原始基 地模之可視化模擬。 圖 8 UC win/Roads 進行道路定義之操作畫面 圖 9 UC win/Roads 進行加昌路之數據設定操作畫面
24 (二)相關模擬示意圖 圖 10 全區透視圖 圖 11 楠梓科技產業園區主要出入口(一) 圖 12 楠梓科技產業園區主要出入口(二)

運站,左右兩側也因為靠近科技產業園區與宏毅社區,人行道之使用 率也不低。就現況測量之結果,目前每個車道之寬度約在 3.5 公尺左

3 公尺),臨路兩側之人行道

2 公尺寬,且緊鄰汽機車道,對於行人而言並非最舒適之步行空 間;且沿街雖然有設置許多公共自行車租借站,但目前沒有規劃給自 行車專屬之使用道路,使得選擇自行車或其他微型交通工具之用路人 必須與汽機車爭道,無形之中也是存在許多風險。 除了交通要道與人行道規劃不夠完善外,道路兩旁之綠植規劃也 不夠連貫。由於高雄氣候炎熱,綠植不僅能提供遮蔭,同時也能改善 城市環境與景觀,在後疫情時代更能起到使城市居民舒緩身心之效; 但目前主要道路兩側之綠植多以灌木為主,無法提供庇蔭,附近也沒 有其他遮蔽物之設計,對於行人來說會因此減低步行之慾望。因此, 對於加昌路之初步改造設計將著重於重新分配路寬、新增微型交通要 道、改善步行空間及增加率植為主。

25 4 3 2 實驗基地道路交通系統模擬 (一)現況問題 加昌路作為高雄市楠梓區之交通要道,除了車流量大,上方為捷
右(法規標準為主要道路之路寬不得小於
大約

原加昌路之車道規劃之示意圖

原加昌路之車道規劃與數據表

26 圖 13
圖 14

1. 汽機車道寬度調整

本部分主要參考部分文獻之街道優化建議[16,34],將原汽 機車之車道自 3.5 公尺縮減為 3 公尺,使左右兩側多餘之空間 分配給其他空間使用。

2. 增加微型交通工具專用道

在人行道與主要車道間新增微型交通工具專用道,供自行 車或其他微型交通工具使用,並藉由較低矮的灌木綠植作為與

汽機車道之間的緩衝,創造更舒適的使用環境。其車道路寬

2.5 公尺,緩衝綠帶寬 1 公尺。

3. 步行空間改善

將步行空間由原先測量之 2 公尺拓寬至 2.5 公尺,並置於 微型交通專用道旁,使行人不必緊貼汽機車道,有更舒適之步 行空間。

4. 增加綠植,串聯綠帶

目前加昌路兩側之綠植多以低矮的灌木從為主,靠近男子 科技產業園區主要出入口才有較高大的喬木綠植。而根據王秀 娟教授於《步行城市的道路景觀設計思考》發表之街道景觀優 化建議,可視的綠量(綠視率)越高越能降低車行噪音,同時 改善空汙與都市微氣候;且比起空曠路面,有 3/4 樹冠遮蔭之 路面於太陽直射時可以至少降溫攝氏 2.5 度以上。因此增加率 植的部分將會以較高大的喬木為主,為人行道、微型交通工具 專用道與汽機車道提供更多遮蔭與可視之綠量;而汽機車道與 微型交通工具專用道之間的綠植則以灌木叢為主,以免影響用 路安全。

27 (二)初步設計與調整
28 調整後街道部分名稱 人行道 微型交通專用道 分隔綠植 汽機車道 寬度(單位:公尺) 2.5 2.5 1 各 3 公尺 表 2 調整後街道寬度數據表 圖 15 加昌路初步設計調整之後之示意圖 圖 16 加昌路初步設計調整之數據圖
29 (三)相關模擬示意圖 圖 17 全區改造模擬透視圖 圖 18 加昌路改造設計後之模擬圖(一) 圖 19 加昌路改造設計後之模擬圖(二)
30 圖 20 加昌路改造設計後之模擬圖(三) 圖 21 加昌路改造設計後之模擬圖(四) 圖 22 加昌路改造設計後之模擬圖(五)

1. 面對因為大眾想避免染疫風險而對於私人交通工具(如汽機 車)之依賴,可以透過改變道路設計來增加其他代步工具的使 用,減少汽機車對於城市環境之汙染與干擾。

2. 增加綠植不僅能提供行人及用路人更舒適的街道環境,也能改 都市的微氣候,對於高度集中的都市發展有正面影響,同時也 能透過這些綠植舒緩疫情之下都市居民之身心壓力。

31 4 4 模擬結果與推論 透過 UC win/Roads 的道路定義功能、交通模擬系統與步行網絡,將 現實與實驗設計進行可視化之模擬。對比兩者後可以比較出,將主要汽 機車道縮減後與維持原寬度的交通運輸並無太大之影響;但左右兩側之 步行空間與微型交通工具專用道之初步調整設計讓加昌路能提供更多人 使用汽機車之外的代步工具。而綠植的增加也使街道周遭的空間看起來 更為豐富,也提供更多的遮蔭,對於行人及其他用路人來說整體也更為 舒適。結合第二章之文獻回顧部分,可以推論出:
圖 23 改造設計前後之對比
32 圖 24 原街道數據與初步設計之數據比較

研究結論

2020 年初至今,世界各地仍處於和 Covid 19 疫情對抗的狀態,各 領域的人都因此受到影響,進而開始尋找能控制或預防如此大規模傳染病 的方法。而從城市設計的角度來說,過去受新都市主義影響,高度集中的 都市規劃在這場疫情中受到嚴重的打擊;但也因此給了我們省思後疫情時 代的都市應該呈現甚麼樣貌,或具備哪些功能的機會。從文獻回顧中我們 可以得知,因為疫情使社會大眾對於自身和外在事物的距離更加重視,不 論是對於私人開放空間的需求,或是對於公共空間使用之體驗或想法改 變,都是後疫情時代要面對的課題。且除了從現存的建築或設施中改善通 風等環境問題,未來在設計新建築時如何將這些緊急應變狀況的能力納入 考量也是我們可以努力的方向。然而,都市規劃向來不是一蹴可幾,能立 竿見影地看見成果的,因此若能借助相關模擬之技術,在這些想法付諸實 行前先沙盤推演過,相信對於整體規劃會更有效率。儘管目前 CIM 之相關 技術尚未完全成熟,如本研究使用的軟體 UC win/Roads,其模擬功能大多 用來對於土木工程或交通系統進行模擬;但相信未來在這方面會有更突破 的發展,讓都市設計能更有效率,更精準地找出最適合的規劃方式。

33 第五章 研究結論與建議 5 1
5 2 研究建議 在本研究中雖然針對後疫情時代之都市規劃進行相關的模擬內容,但 礙於研究時間與能力有限,以及相關領域與軟體技術尚未完全成熟,使得 在研究及模擬過程仍有多不足之處,需要更深入的釐清與解決。因此若未 來有機會繼續相關研究機會,建議可以從以下幾個方向延續: 1. 針對現今都市公共空間的通風設計將如何改善進行更深入的探討,以 及都市微氣候與疾病傳染的關係,是否真的能透過通風設計或綠植分

布等方式改變微氣候,進而增強都市對於流行病的預防能力。還有模 矩化的空間結構要如何應用於大型的公共場域之中,藉此達到能應付 緊急情況的需求。

2. 針對個人在疫情肆虐下對於空間感知與經驗的改變,是否可以發展出 新型態或更適合後疫情時代的居住空間與環境。

3. 微型交通的發展趨勢,是否會有更創新、更易普及之交通工具出現? 若出現,其產品將如何影響都市空間之發展?未來城市發展的走向將 如何改變?

4. 目前已知 UC win/Roads 是針對 CIM 設計之整合最完整的軟體,而未來 是否會有更完善的軟體或平台出現?以及交通模擬之外,UC win/Roads 目前內建之模擬系統還能運用於哪些領域。

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