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電力與生活

綠色魔法學校 利用節能環保打造綠建築

文、圖 李佩芳

走入國立成功大學力行校區,映入眼簾的是號稱世界第一座「亞熱帶綠建築教育中心」的「綠色魔法學校—孫運璿綠建築研究大樓」。此大樓為地上三層、地下一層,樓板面積4,800平方米的建築。其中,內含一間300人國際會議廳及六間中小會議室與行政研究辦公室,由成功大學林憲德教授與石昭永建築師設計,帶領成功大學三位教授與12位博、碩士生,共同設計及建構完成。目前乃由成大研究基金會與成大博物館進駐其中,並將其內部設置為一間「亞熱帶綠建築博物館」,展示各式綠建築模型與基本概念的介紹,深具示範與教育的功能。

產學合作協力打造綠建築


如此充滿建築魔法的「綠色魔法學校」非僅依賴林憲德教授所帶領的建築團隊,憑藉一己之力便可拔地而起。這棟建築最早乃是同為成功大學傑出校友的台達電子文教基金會鄭崇華董事長,在認同林憲德教授對於綠建築的想法與理念的前提下,率先捐贈一億元,再由成功大學校方出資六千萬元,並整合三十多所國內企業捐贈相關綠建築與新型設計建材產品,共同建構這總造價達一億八千萬元的魔法學校。其中,各廠商捐贈的建材與建築部件設計亦是相當節能、精巧,包括戶外車道的生態工法水循環設計,以密佈的上窄下寬透氣管建構耐壓、透水的車道設計,或運用拉鍊控制形式,將百葉窗內置於氣密窗,可輕鬆調整室內光線照明,並降低百葉窗清潔與維護需求的設計,以及將紗門內嵌於門板,可輕易手動控制門板開闔程度,因應室內通風需求的設計,乃至包括樓層牆面採用木絲水泥板,以回收之刨木絲混合水泥製造的良好散熱建材,以及用廢輪胎製作戶外人行步道之連續磚等等產品及建築工法,眾多不同呼應綠色魔法學校設置目標的專利、設計與巧思的整合,更在在加強了綠色魔法學校的示範及教育的性質。

崇華廳採用現代化「灶窯通風系統」,不使用空調也能擁有舒適環境。

而在綠色魔法學校—孫運璿綠建築研究大樓中,最為人津津樂道的便是全臺唯一可以在一年之中至少四個月不需要啟動空調的大國際會議室─崇華廳。在秋冬季或氣候適宜的狀態下,這間300人的大會議室可以完全透過自然浮力通風原理,使室內維持在合宜的溫、濕度狀態,並且透過會議室牆壁夾板內高達一千多包的備長炭包維持超高品質的空氣品質。長期擔任綠色魔法學校解說志工的蔡文瑛小姐表示,一般而言,大會議室冬季室內氣溫平均可以維持在21℃~23℃上下,夏季則至多達30℃,但即使夏季室溫偏高,會議廳的浮力通風設計,仍可使室內不致悶熱,並且反而因風力流動的因素而產生舒適感。此外,除了通風與空氣品質確保的設計,這間堪稱綠建築經典設計的國際會議室,對於相當耗能的照明設備使用與設計,也同樣具備綠建築特有的巧思。

會議室正後方巨大的浮力通風塔。
放置在夾板中的備長炭包。
戶外的水循環末端生態池。

大型會議室除了空調系統之外,另外一重要的元素即是照明。良好的照明設計不但可以加成空間的舒適感,也可以增加空間利用的多元性。但廣大、舒適的空間照明卻也成為節能殺手,是達成節能目標的重大阻礙。對此,崇華廳的主要照明首先採用節能的燈具,包括陶瓷複金屬燈以及冷陰極燈管,兩者搭配使用,達到會議廳需要的照明亮度與基本節能需求。進一步的,低設的燈具再以二次反射的方式,透過會議廳牆面與天花板的幾何結構設計反射,使燈光可以溫和而全面性的提供會議室照明,給空間使用者舒適的視覺感受,避免強光帶來的不適感。而燈具低設的形式,也便於日後的維修與保養。而牆面的與天花板的幾何結構設計,也可對會議室的聲波反射達到相當好的效果,搭配講臺背面的硬石板牆面,以及座位與地板的軟質織布及地毯設計,使得聲波可以輕易的透過硬石板及天花板的反射,及軟質材料的吸音,讓使用者可以不透過大功率的音響設備,便可輕鬆達到良好的聲響效果。僅會議室的空調及照明的設計即充分且有效的透過各方面資材的搭配、應用,回應會議室空間設置的核心功能及需求,同時達到節能減碳的目標。

「零碳」理想的實踐

據成大建築研究所的解析,該棟建築與相同規模辦公建築用電強度125kWh/(m2.yr)相比,年用電強度EUI僅有43kWh/(m2.yr),節能達65%,是世界第一節能的超級綠建築。且當研究團隊換算得知綠色魔法學校每年11.32萬度的總用電量,相當於每年排放71.3公噸二氧化碳後,為了達成「零碳」理想,特別再撥出周圍校區4.7公頃的綠地,種植亞熱帶雨林,藉此吸附所有71.3公噸的二氧化碳排放量,以造林的「碳中和措施」使綠色魔法學校成為名符其實的「零碳綠建築」,而森林也成為許多小動物的棲身之所,間接促進了生態多樣性,提供都市中,包括家燕、夜鷺、五色鳥、綠繡眼等鳥類及爬蟲類、昆蟲築巢育幼、不受干擾的生活環境。

在考量臺灣亞熱帶高溫高濕氣候特性前提下,我國訂定之綠建築(EEWH)評估系統及標章制度,核心即是包括對生態(Ecology)、節能(Energy Saving)、減廢(Waste Reduction)、健康(Health)之要求。綠色魔法學校—孫運璿綠建築研究大樓不僅透過周圍造林與屋頂的綠色植被的種植,體現節能減碳並兼顧生態的實踐,綠色魔法學校的水資源利用管理系統,更是成就周圍乾式濕地及小型水塘,提供水生動植物適宜生活環境的核心建築設計元素之一。

綠色魔法學校的水資源管理及再利用,採用雨水與中水分離蒐集、管理模式。相對乾淨的雨水,以雨撲滿蒐集,利用樓層高低差直接運用於周圍植被的澆灌之外,綠色魔法學校的正下方,也分別設計獨立之雨水池及中水池用以儲存水資源再利用。生活中的中水,在衛廁沖灌再利用之後,導入化糞池的回收的水資源,最後亦將自然溢出後,再經過多層的土石層過濾,達到2至3級的淨化水準,成為周圍乾式濕地及生態池的重要水源。從電到水的節能與善用自然界的風與光,不浪費任何可用的資源的「節流」模式,是體現、落實綠建築(EEWH)評估的各項要求,更是體現綠色魔法學校的設計核心思想。徹底落實「從無到有」對於低碳足跡建材選用及綠能建築技術使用,至「從有到無」建築拆卸廢料的回收與再利用的綠建築精神。

在人文與古風薈萃的臺南,除了各種幽靜的古蹟與豐富的飲食文化可以探索、造訪之外,下次在您訪問臺南之際,不妨也撥冗步行至離火車站不遠處的綠色魔法學校,體驗全臺灣最為先進綠建築中的種種精妙設計與巧思。從依照環境四季變化的建築方位設計到內部的各種節能減碳、風、水、電的智慧運用及各種新型建材的利用,乃至散佈在綠色魔法學校內外,以回收汽機車零件、回收木料製作的各式現代及傳統的裝置藝術品。或許,您也可從中找到增加居家節能減碳的各種靈感與啟發。

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