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『環保資訊』月刊第76期

綠建築概論-綠建築是共生環境永續建築的     推手

綠建築概論

 

 

    

吳明修

國立台灣科技大學建築系教授

吳明修建築師事務所主持人

台灣衛浴文化協會理事長

 

一、前言

「綠建築」很容易被誤以為是綠色的建築,甚或是種滿了綠樹爬藤的建築。「綠建築」並不全然只是綠化表象的問題。這些年來在成大林憲德教授領軍努力之下,鑑於日趨嚴重的地球環保、人類永續生存之問題,從營建建築的角度設法建立一套指南,在建築之設計及營建時即能特別規範維護地球的生態環保,為環境之永續生存盡一些力量。

目前內政部營建署已將「綠建築」納入建築技術規則內(1999)專章推行,台灣地區的公共建築均必須依「綠建築」規範之規定設計規劃。用意很清楚,是要營建工程都能對環境保護,永續課題,有較正面的努力及貢獻,這可說是呼應世界的潮流,也是為後代子子孫孫與地球永續共生,盡我們該盡的責任。將「綠建築」規範在建築法規內來具體實行,這是全世界首次的創舉。美、日、英等先進國家還是在依賴學界及建築師的良知和努力的階段,所以這是值得舉雙手全力支持的。

綠建築評估指標系統與地球環境關係如下表:

1. 綠建築評估指標系統與地球環境關係

(摘自內政部建研所「綠建築解說與評估手冊」)

從上表可知綠建築涵括「生態」「節能」「減廢」「健康」四大指標群,細分為九大指標。茲分別述明各項指標之扼要內容及設計運用上的技術面手法。

 

二、生物多樣性指標

人類在這個地球上生活了幾萬年,但近一世紀也就是20世紀科技文明的迅速發展,一直以人定勝天,以為建立以〝人〞為中心的文明,才是人類至高理想。但到了廿世紀末葉,卻發現對地球的生態、永續生存有莫大的威脅。1992年在巴西里約召開的世界地球高峰會議制定了「生物多樣性公約」,倡議地球萬物共生理想,以期匡正過去的錯誤。

顧名思義,「生物多樣性」應包含生態系多樣性、物種多樣性、基因多樣性等。也就是說在建築與都市設計或營建工程上,任何人類所做的構造物不僅應尊重既有環境的生態系,更需積極形塑各種動植物生物鏈的維繫。植樹不應採單一樹種,而應多樣性樹類共植,才能建立健康的生態環境。近五十年來台灣所建的國中小學,大多種植3~4種樹木而已。若能加種一些茄苳、楊梅、無患子、猴面果、珊瑚樹、鐵冬青、雀榕、鳥臼之類,依季節結生果實以引誘鳥類啄食,鳥所下糞便可滋肥樹下土壤,則土壤便能孕生一些小生物,建立一健康的生物鏈,樹林亦較易繁茂健康,自然生態也就能逐漸達到「生物多樣性」。尤其近年所建許多高爾夫球場,迷信單一樹種的美,反而導致成長不良的情形到處可見,這都是欠缺生物多樣性觀念所造 成。①

 

三、綠化量的指標

綠建築的第二指標是「綠化量指標」。綠化是當前居住環境品質最重要的指標之一。綠化可陶冶心性,沒有綠化的建築或城鄉,毫無生氣,無法提供新鮮氧氣,人類居住就非常不舒適。綠化不僅淨化空氣,怡情養性,亦可減少噪音調節氣候。綠建築綠化量指標,不只是以綠化面積綠化樹種來評量,甚且創以樹木種類固定CO2量來作為評估的方法,綠化面積CO2固定量計算值必須大於基準值600(㎏/㎡)以上。下表是內政部建築研究所提示的台灣各種植栽單位面積四十年CO2固定量GI(㎏/㎡):

2. 台灣各種植栽單位面積四十年CO2固定量Gi(㎏/㎡)

(摘自內政部建研所「綠建築解說與評估手冊」)

至於詳細計算方式已另有規定,屬專業範圍在此從略。

建築物在基地配置上只要注意下列各點,相信綠化量指標均能容易達到。

1.確保容積率下盡量降低建蔽率以擴大綠地空間。

2.建築空地上必要之人工舖面外應全面留設綠地。

3.盡量作屋頂花園、人工花台等,以增加綠化。

4.植樹以喬木為主,並在零散綠地空間植滿灌木,注意多層次綠化功能。

5.覆土深度要1公尺以上。

6.草坪在景觀上需要可以留設,但其CO2固定率較差,對空氣淨化作用亦差。

7.以多年生蔓藤植物攀爬建築立面,以爭取綠化量。

 

四、基地保水指標

建築基地之保水非常重要。通常以多留空地「直接滲透」方式來保水,亦可用「貯集雨水滲透」方式,是將雨水暫留置在基地上再以一定的流速滲透於大地的方法。不用贅言,基地保水性愈佳愈有益於土壤內微生物的活動,進而改善土壤之有機品質,有助於滋養植物。

原則上在建築設計中必須注意:

(一)、設法降低建蔽率,降低地下室之開挖面積,法定空地要有一半以上未開挖地下室才能逹到保水標準。不過若全面開挖時亦可以覆土1公尺以上,作成花圃、綠地,其面積超過基地面積10﹪以上時亦可達保水基準。

(二)、盡量將空地綠化,車道、步道廣場等人工舖面設計成透水舖面,必須達法定空地之七成以上。

(三)、利用裸露空地上綠地造園作成「景觀貯集滲透水池」,以利雨水滲透。

(四)、屋頂、陽台、地下層上方人工地面層盡量填土作成花園,以涵養雨水。

 

五、日常節能指標

建築物的節能,可從建築物的外殼隔熱性能及內部照明、空調用電量之節省兩方面來努力。關於外殼隔熱性能有一具體的「建築外殼節能評估法」(Envelope),建照申請均須詳算建物外殼耗能基準值,符合規定方可。最主要是台灣地處亞熱帶,夏季幾佔六個月,太陽照射對建築物外殼之蓄輻射熱非常嚴重,因此我們有幾個基本的手法可很輕易地使建築物作的涼爽。

1.建築配置宜以坐北朝南為宜,避免西南曬。

2.外牆受陽面,開口必須要有雨庇或遮陽。

3.少作玻璃帷幕牆,如非作不可應採高隔熱玻璃。

4.西南、西面為主要採光面時亦可設法作雙層皮牆(Double Skin),以加強隔熱及排熱氣。

5.直接西曬的牆最好要作隔熱處理。

6.屋頂要作好隔熱層。

7.另外照明及空調的節能,選用節能器材為首要處理方法。

照明器材必須採用高效率燈具,切忌採用鎢絲燈泡、鹵素燈、水銀燈等低效率燈具,盡量用些螢光燈或複金屬燈、鈉氣燈等。當然自然採光為主,輔以燈光照明將能節電。此外,以太陽能發電來作照明,效益尚佳,亦可節省電費,何況經濟部有補助一半設備費,學校、醫院、辦公大樓、公寓住家均可設法採太陽能發電照明或熱水供給系統,亦是節能好方法。

空調系統,台灣戰後受美國影響,一向以中央系統為空調主流。唯近年日系的氣冷分離式變頻空調系統亦普及開來,這種空調系統較中央系統節省33﹪以上電量,雖然設備投資貴20~25﹪左右,但省電33﹪計算下來只要兩年即可回收投資超額,是很值得推廣的系統。近年國內公寓豪宅、辦公大樓已陸續採用。在日本超高層辦公大樓、集合住宅、觀光飯店、甚或百貨公司均已廣為採用,勢必成為空調主流系統。筆者甚且於十五年前即在日本看到能較中央系統節電66﹪以上的空調系統,使用在辦公大樓及觀光飯店。選擇節省能源系統對將來之維護及維持費都有極顯著的成效。而在空調系統設計,必須要有新鮮空氣預冷供應設備或全熱交換器,方能維持室內空氣新鮮度

 

CO2減量指標

三千年來,人類對地球之森林資源予取予求,未知節制保護。羅馬人為了造大戰船將黎巴侖森林砍伐殆盡,中國人亦為了取暖、燒瓷,伐盡了華北原始森林,以致於造成從華北到地中海兩岸年降雨量減少到500/年以下。十九世紀工業革命後,煉鋼、生產水泥、石化工業,加上迅速增加的汽車數量、都市人口密集,導致二氧化碳之排放量過多,造成嚴重的「溫室效應」。地球大氣中的二氧化碳1880年代約為290ppm,至1980年代已上升到340ppm,一百年間增加了50ppm。長此以往,21世紀末地球平均溫度將上升0.3~0.7℃。提升1℃,有些低海拔的國家地區將會沉沒。為降低CO2排放量,有必要在營建工程上使用營建材料在生產過程中排放CO2量較少者,甚或在整個建築物使用建材之CO2排放總量加以總量管制。

 

1. RC建築物CO2排放量是鋼構建築的1.4

(摘自內政部建研所「綠建築解說與評估手冊」)

 

依照統計,同樣規模的鋼筋混凝土構造建物與鋼骨構造建物作比較,RC建築物所排放CO2量約是鋼構建物的1.4倍。要達到建築物CO2排放總量指標,有幾個重要的手法:

1.「結構系統合理化」是節約建材與降低CO2排放量的有效方法。

2.「建築輕量化」也是降低CO2排放量有效的方法,輕量化可直接減少建材使用量,CO2排放量就減少。

3.「再生建材」的使用亦可達到CO2減量及廢棄物減量功能。

4.「木構造」也是CO2減量指標獎勵的對象。

5.文化古蹟保存舊建築再利用,亦能節省大量軀體之建材,對CO2之減量有相當效益。

6.綠建築CO2減量法,對上述構造合理化、輕量化、建材使用量、建築物的形狀均有詳細的規範和獎勵。

為了抑制地球溫暖化,在歐盟諸國中,北歐瑞典、丹麥、荷蘭等三國自1990年,德國從1999年,英國與法國則自2001年,開始實施徵碳素稅。雖然20023月美國布希總統對「京都協議書」宣布尚有致命的欠點,予以擱置。但近年美國亦有些學者倡議對各種生產工廠訂定其產生CO2之排放限制量,超過限制量即加重課稅,以期抑制CO2之排放量。

 

七、廢棄物減量指標

營建工程廢棄物,在規劃設計階段即需設法減量。建築施工以及日後拆除過程中所產生的不平衡土方、棄土、廢棄建材,逸散揚塵造成周遭環境污染,影響生活衛生人體健康,必須立法抑制。「廢棄物減量指標」主張從建築計劃、構造設計乃至施工管理,抑制廢棄物固體及灰塵,建立一套減量評估標準,以供業界遵循。要達這項標準可從下列六項著手:

1.基地土方平衡設計:任何建築開發案,土方挖填量最好能就地平衡,多餘土方與不足土方均有害地球環保。

2.結構輕量化:國內建築物囿於造價,多使用RCSRC、磚造,這些建材既重又易產生灰塵,是高污染建材。應盡量採用鋼骨結構、輕鋼架隔間類,以期達到結構之輕量化。

3.營建自動化:若無法使用鋼骨,而必須使用RC構造,則可考慮採用工廠預製構件施工,工期可縮短,環境污染亦較少。

4.多使用回收再生建材:使用回收再生建材,相當於減少建材生產能源,減少二氧化碳排放,以及減少營建廢棄物,一舉數得。再生建材在國內有利用煉油污泥燒作面磚,或利用沉泥燒作RC骨材等,均有待加強鼓勵使用。

5.採行各種污染防制措施:營建工程施工所產生的空氣污染、道路污泥、噪音公害,都需要專人管理,徹底設法抑制污染及公害。

6.舊建築物再利用:舊建築物再利用,不僅是保存歷史古蹟,也是節省地球資源,減少廢棄物的最佳方法。

 

八、室內環境指標

室內環境居住健康與舒適有些基本的環境因子,必須維持一完整的標準。本指標乃針對室內之音環境、光環境、通風換氣與室內裝修等四大項:

1.音環境:建築室內音環境受外牆、窗戶、樓板、隔間牆之構造形式所支配。一般居室、辦公室室內音環境如能維持40分貝以下才算舒適。都市環境中平均噪音值往往高達75分貝以上,所以都市中的建築必須採用15㎝以上的RC牆、隔音玻璃氣密窗及吸音天花建材,方能達到舒適標準。

2.光環境:一般辦公大樓、醫院、學校或住宅,盡量以自然採光設計方能節能,有效單面採光深度是當層建物淨高度之3倍為限。人工照明宜有防眩設備。

3.通風環境:一般而言,學校、辦公大樓、醫院、住宅單邊開窗之空間縱深超過室內淨高的2.5倍,雙邊開窗之空間縱深超過室內淨高的5倍,即不利於自然風力通風。平面計劃上就需考慮多方通風的設計。

4.室內裝修建材:維持健康環境室內裝修建材,以採用低VOC,低化學逸散標示之建材為佳。少作裝修,將來拆除時少些廢棄物,亦是努力的方向。

2. 室內環境指標以控制良好之音、光、通風換氣為主要目的

(摘自內政部建研所「綠建築解說與評估手冊」)

 

九、水資源指標

現代人類的生活無法片刻離開用水,因科技發達,良佳供水設備已大幅提升人類的生活品質。但水資源畢竟有限,在營建施工中及所採用的器材務必做到節水目標,方能對地球資源之永續經營有符意義。

下列步驟是我們必須共同努力的:

1.建築物全面採用節水型器材,如兩段式沖水節水馬桶。

2.大量耗水項目應予避免,除學校、觀光飯店、運動俱樂部有其教育或營業必要者外,私人盡量不做游泳池。

3.雨水貯存利用,其系統簡單宜鼓勵所有機關、學校、醫院、住宅社區、大型民間開發案採用,以供植栽花園之自動灑水,亦可作緊急消防用水。

4.中水之再利用,經淨化後可用作沖馬桶之水。

 

十、污水垃圾改善指標

工業革命後,全球加速了都市化。而人口高密度化帶來諸多之都市問題,都市環境品質愈來愈差。污水及垃圾是都市之瘤,必須善加處理才能提升都市環境品質。

從環保觀念而言,建築物排放之污水及垃圾自然是「綠建築」政策上重要的一環。

1.有關污水之排放,任何建築物在規劃的階段,即需規劃所有生活雜排水及廁所污水排入污水處理系統,經處理達到排放標準後,始可排入公共排水溝。問題是設計施工各階段較易做到上述要求,但事後的維護、檢查一直是無知與馬虎。例如化糞池或污水處理合併槽,製造廠商安裝後所有的機關、學校及社區大樓管理人員都不知該如何去維護,實應直接委託廠家繼續維護保養才行。往往污水系統氧化曝氣不完全,即排入公共水溝,加上環保單位亦無定期抽樣排放水檢查制度,以致台灣各大都市水溝均臭氣沖天。

2.垃圾處理必須注意垃圾之分類,預留够大的垃圾處理空間並加以美化。再者,為執行資源垃圾分類回收管理系統之建立,設置冷藏、冷凍或壓縮等垃圾前置處理設施亦是評估的重點項目。

3.大型社區、觀光飯店、餐廳之廚餘,若能設置適當的處理設備亦是評估的主要課題。

 

十一、結論

建築的產生是社會經濟活動之產物,當然必將反映當代社會價值觀下的文化觀。因此建築師往往過多重視文化脈承(Culture Context)而遺忘了其當地之自然條件(Nature Context)。文化是人類行為的結晶,是從自然衍生而來的,氣候、溫濕度、立地地形、地質等自然條件才是孕生文化,產生建築的重要根源。「綠建築」政策正好匡正了當前建築界過份重視自以為承襲了「傳統」的造型主義,返建築於自然,還建築於正常,也才有健康的建築。或許有些人擔憂「綠建築」指標規範的太多,對設計會綁手綁腳?我卻認為「綠建築」正好是創造台灣新建築的一個重要契機,反映地方風土的建築,應從自然風土著手,善用「綠建築」策略。相信假以時日,台灣建築界會創出真正反映本土風土特色的新一代作品,走出國際,這是大家可拭目以待的。

3. 壓扁了的球體,造型是追求節能的結果。

最後,我可舉一個20027月剛完成的案例,它確實反映了「綠建築」的節能手法,設計出一幢造型非常特殊的倫敦市政大廈(GLA City Hall)。這是Norman Foster所設計的,其造型如一隻蝸牛,由北偏南(如圖3、圖4)。按同樣容積的建築其日照量最少的形狀應是球體,再將此球體依照日光照射量做相對稱的偏斜,以利南側有良好的遮陽,北側可獲得均勻採光,並設一圓錐狀大挑空,內設以坡道環旋直上10London Living Room。大挑空空間不僅是這個建築主要空間(Major Space),亦可作自然換氣。而將大挑空做在北側,係因英國較冷,冬天排氣量放低,下層的溫度上升變成絕緣層,夏天則加大換氣時北側本就涼快(英國夏天25~27℃),不必有冷氣亦涼爽,有節能效果,冬暖夏涼。外殼亦採用了Triple Skin的帷幕牆設計,造型與空間的特殊是因追求節能的結果。二十一世紀的建築必將是反應環保、共生的永續建築。倫敦GLA City Hall可說是「綠建築」手法的創新作品。

4. 左側向北,面向泰晤士河,是將球體壓扁,向南偏斜,以利創造出逐層退縮,可作遮陽的南面外型。北側置一大挑空,以坡道直達10London LivingRoom,這個大挑空可自然換氣以節省能源。

 

十二、個人簡介

吳明修建築師,現任台灣衛浴文化協會理事長,從事建築設計及建築計劃學之研究四十餘年,除主持吳明修建築師事務所,亦任教於國立台灣科技大學建築系。曾於19911993間擔任日本九州產業大學教授。近年倡導從環境心理學之角度研究人類與環境之關係,依據人類行為之分析,去設計符合人性之建築及都市環境。

1996年獲選為中華民國傑出建築師(學術技術貢獻獎)

吳明修 建築師

1999年獲得徐元智紀念基金會第一屆遠東傑出建築設計獎

2002年設計陽明山公園一、二、三號公廁(人性化公廁)

2003年內政部建研所頒發「優良綠建築設計獎」(公務人力發展中心)

2004年設計台灣博物館二二八公園公廁(陳列火車頭旁)

 

十三、參考書目

1.綠建築解說與評估手冊,內政部建築研究所出版,2003年更新版。

2. 今地球を救う本(地球環境大事典),學研出版,1991216日發行。

3. 地球環境建築のフロンティア(總合論文集第1號),日本建築學會出版,20032月。