歐文生:“彈性城市”2012年度論壇

　　歐文生/Wensheng OU
　　[臺(tái)灣國(guó)立勤益科技大學(xué)景觀系主任、副教授、博士]

　　演講主題：
　　教育與實(shí)踐—綠色建筑的科學(xué)研究與應(yīng)用 -----臺(tái)灣第一座零碳建筑?成功大學(xué)綠色魔法學(xué)校 


　　大家好，我的簡(jiǎn)報(bào)主要鎖定臺(tái)灣的第一棟零碳綠色建筑來(lái)講解，它位于國(guó)立成功大學(xué)臺(tái)南的一個(gè)校區(qū)。PPT中首先展示的是我們?cè)谠O(shè)計(jì)階段畫(huà)的效果圖。我們都知道，建筑產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)是高污染的產(chǎn)業(yè)，其中全球建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)消耗了地球能源和水資源的50%，排放了50%的空氣污染。所以臺(tái)灣當(dāng)初在推動(dòng)綠建筑的時(shí)候，我們考慮的是如何減少能源的使用，以及減少?gòu)U棄物的排放。我們知道臺(tái)灣的城市規(guī)劃是一個(gè)密集的高度城市化的城市規(guī)劃，在這個(gè)進(jìn)程當(dāng)中水泥產(chǎn)業(yè)可謂一枝獨(dú)秀，全世界RC（reinforced concrete的簡(jiǎn)稱，鋼筋混凝土）建筑密度最高的區(qū)域就在臺(tái)灣。我們?cè)趨f(xié)助政府推動(dòng)整個(gè)臺(tái)灣的綠色建筑的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，有幾個(gè)重要的里程碑：其中1995年在我們的技術(shù)規(guī)則里面，就制定了相關(guān)的節(jié)能法令； 1999年，我們開(kāi)始出版教導(dǎo)設(shè)計(jì)單位從業(yè)人員如何來(lái)評(píng)估綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)；2001年政府開(kāi)始大力推動(dòng)，變成了重點(diǎn)項(xiàng)目；尤其是自2002年起，政府強(qiáng)制規(guī)定所有公有建筑物，只要是政府出資的建筑物，規(guī)模超過(guò)5000萬(wàn)的新臺(tái)幣的案子，就一定要經(jīng)過(guò)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算；2005年，臺(tái)灣的建筑技術(shù)規(guī)則（這個(gè)是在臺(tái)灣蓋建筑物所有設(shè)計(jì)者必須熟悉的一個(gè)技術(shù)規(guī)則）里面有了一個(gè)獨(dú)立的專門(mén)章程，來(lái)介紹綠色建筑的所有指標(biāo)的計(jì)算方法(圖1)。

圖１

　　成功大學(xué)的這一棟建筑物，是結(jié)合了四位教授，其中包括我的博士班導(dǎo)師，以及我們12個(gè)師兄弟一起打造出來(lái)的一個(gè)低碳建筑(圖2)。首先，這個(gè)建筑物考慮了一些再生能源的利用，不過(guò)這部分在節(jié)能減碳的貢獻(xiàn)上不大，主要體現(xiàn)在風(fēng)力跟太陽(yáng)能的利用。那么其他方面比如雨水的回收，我們?cè)诮ㄖ蓓斣O(shè)計(jì)了一個(gè)薄層綠化，它是一個(gè)低維護(hù)的公共花園，甚至這一棟建筑物里面所有的生活污水全部都可以實(shí)現(xiàn)回收再利用。歡迎各位同行以及同學(xué)們有機(jī)會(huì)來(lái)臺(tái)灣參觀這棟建筑，可以指明由我來(lái)導(dǎo)覽。這個(gè)建筑物的規(guī)模每一個(gè)樓地板大概是1200平方米，總共是地下一層，地上三層，其中比較重要的是二樓，這是二樓的平面圖，其中在二樓的右側(cè)有一個(gè)演講廳，大概可以收納250人，這個(gè)演講廳幾乎不用空調(diào)。臺(tái)灣是很炎熱的，在炎熱的夏季，大概三個(gè)月左右的時(shí)間里，只有外氣超過(guò)31度的時(shí)候，才會(huì)使用空調(diào)。建筑里也有幾個(gè)研討室、小型會(huì)議室，作為成功大學(xué)對(duì)外開(kāi)一些中小規(guī)模的研討會(huì)的會(huì)場(chǎng)。這棟建筑在水泥的部分采用了高鋁水泥，根據(jù)臺(tái)灣的經(jīng)驗(yàn)和我們的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，每生產(chǎn)一噸水泥，大概排放了410公斤的二氧化碳。如果我們?cè)谒嗖糠植捎酶咪X水泥，用它取代一部分水泥，添加爐石粉，那么它在整體上跟傳統(tǒng)的水泥相比，大概節(jié)約了10%的二氧化碳排放量。

圖2

　　這棟建筑物在節(jié)能方面的設(shè)計(jì)在室內(nèi)空間主要是采用空調(diào)風(fēng)扇并用型的。我們來(lái)看這張圖片，在第二欄左上角的位置，是北京的數(shù)據(jù)，在通常室外氣溫低于27度時(shí)，可以依靠自然通風(fēng)接近92%，也就是在一年8760個(gè)小時(shí)當(dāng)中，自然通風(fēng)的時(shí)間可以達(dá)到8031個(gè)小時(shí)。同樣，我們來(lái)看第四欄、第五欄臺(tái)北的數(shù)據(jù)，大概是6100小時(shí)，能夠看出北京在低溫條件下可以實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的效率的潛力比臺(tái)北更大。同理，如果室外氣溫大于31度，在臺(tái)灣我們開(kāi)空調(diào)的時(shí)間會(huì)達(dá)到700個(gè)小時(shí)，所以相對(duì)來(lái)講，在亞熱帶地區(qū)，自然通風(fēng)的利用率沒(méi)有那么高，要依賴空調(diào)的機(jī)會(huì)相當(dāng)大。大家看中間這一列在室外氣溫介于27度至31度的情況之下，臺(tái)灣的誘因就比較大了，幾乎有1875個(gè)小時(shí)可以利用空調(diào)跟風(fēng)扇并用的系統(tǒng)。我們通過(guò)查閱氣象局的一些氣象資料和常年的統(tǒng)計(jì)之后，可以得知這些基本的條件，但是我們?cè)谧鲈O(shè)計(jì)當(dāng)中，還要藉由事先的模擬，比如說(shuō)通風(fēng)路徑的模擬等來(lái)確認(rèn)的確可能實(shí)現(xiàn)。這個(gè)就是我剛才提到約250個(gè)人的演講廳，這個(gè)演講廳除了在室外氣溫超過(guò)31度以上的情況下，才開(kāi)空調(diào)，其他時(shí)候是不開(kāi)的，完全是引用外氣的。建筑中，我們還設(shè)計(jì)了一個(gè)利用太陽(yáng)能當(dāng)動(dòng)力的有點(diǎn)像熱灶的裝置，采用了通風(fēng)塔的原理。我們也模擬了一下室內(nèi)溫度的分布情況，例如當(dāng)廳里面的人數(shù)是100個(gè)人或者200個(gè)人的時(shí)候，裝置熱浮力的效率分別是怎么樣的，這是完工之后的實(shí)際情況圖。這個(gè)廳的另一個(gè)特征是音響，因?yàn)槌晒Υ髮W(xué)建筑系在音響學(xué)上面也比較專業(yè)，所以廳里的音響效果包括聲音的部分也進(jìn)行了一些模擬測(cè)算，希望達(dá)到好的質(zhì)量。此外，還有一個(gè)特征就是里面大的照明是反射的、間接的照明，天花板上面沒(méi)有燈具，因?yàn)槿绻@個(gè)燈具壞掉要維修，在這樣的一個(gè)高度實(shí)在是不容易達(dá)成的。另外，這個(gè)建筑物的戶外我們用的是一些透水性的材料。關(guān)于這個(gè)薄層綠化的屋頂，我們根據(jù)測(cè)試的結(jié)果采用了一些景天科多肉型植物，采用的這些植物是能夠在臺(tái)灣亞熱帶氣候下，臺(tái)風(fēng)多，暴雨多，太陽(yáng)大這樣的區(qū)域條件下，也能適應(yīng)的很好的植物。屋頂?shù)耐寥?，則是用水庫(kù)回收的瘀泥所提煉出來(lái)制成的，含水性很好，也解決了去處污泥的問(wèn)題 (圖3)。過(guò)去我們也曾經(jīng)在我的母校中我自己的系所建了一處人工濕地，來(lái)處理整個(gè)建筑系300多師生每天生活污水的凈化，凈化過(guò)程當(dāng)中，到了后期，植物是最大的受益者，凈化過(guò)程為植物提供了肥料，通常一個(gè)水池內(nèi)水生植物在凈化的中后段就會(huì)生長(zhǎng)的很漂亮。
 

圖３

　　整體來(lái)看,這一棟建筑物，通過(guò)了臺(tái)灣的綠色建筑評(píng)估，并被認(rèn)定為最高等級(jí)——鉆石級(jí)，同時(shí)它也得到美國(guó)LEED白金級(jí)認(rèn)證(圖4)，在節(jié)能方面跟一般同類(lèi)型建筑物相比節(jié)能65%，節(jié)省了50%水資源，并100%采用綠色建材。最初我們模擬計(jì)算整個(gè)建筑物將節(jié)能61.5%，完工后經(jīng)驗(yàn)證效率更高，達(dá)到了67%。我展示這張圖的意義在于說(shuō)明設(shè)計(jì)節(jié)能建筑、綠建筑，首先要從源頭、從設(shè)計(jì)端，把建筑物外殼的節(jié)能做好.比如這個(gè)建筑該部分約占整個(gè)建筑節(jié)能65%中的16.5%，浮力通風(fēng)部分大概貢獻(xiàn)了10.9%，當(dāng)你把建筑物的方位和浮力通風(fēng)都做好，設(shè)備就可以大幅地減量，再采用好的效率高的節(jié)能設(shè)備，也會(huì)有貢獻(xiàn)，最后安裝太陽(yáng)能跟風(fēng)力。這點(diǎn)在臺(tái)灣地區(qū)事實(shí)上情況不是很好，我們?cè)诮逃缣貏e是學(xué)大氣科學(xué)的人很清楚，長(zhǎng)江流域從四川一路到廣州，翻過(guò)海峽到了臺(tái)灣，事實(shí)上差不多的，臺(tái)灣的日射量跟廣州相當(dāng)。這個(gè)學(xué)校跟其他的建筑物的比較，請(qǐng)看這張圖的最右側(cè)，英國(guó)同類(lèi)型建筑物單位樓地板的全年耗電量是404度，圖中中間靠右的是日本的數(shù)據(jù)，建筑物每平方米的全年耗電量是150度，中國(guó)內(nèi)地大概是110度，臺(tái)灣目前我們做過(guò)的普查結(jié)果大概是125度，我們這個(gè)學(xué)校每平方米的全年耗電量大概只有43度，圖中右邊多了一個(gè)0度，是因?yàn)樘家灿幸妻D(zhuǎn)的問(wèn)題，我們?cè)谡鞯脤W(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的同意后，劃定了校區(qū)其中一塊4.5公頃的地，保證永遠(yuǎn)不蓋建筑物，而且種大喬木來(lái)固碳，所以經(jīng)過(guò)這樣的換算，它的碳幾乎是降到零，所以才會(huì)號(hào)稱零碳建筑，實(shí)際上目前它的排放量相當(dāng)于用電密度是43度。這個(gè)建筑的建造成本每平即3.33平方公尺的造價(jià)大概是7.5萬(wàn)臺(tái)幣，相當(dāng)于1.5萬(wàn)人民幣。
 

圖４

　　我們?cè)谕苿?dòng)綠建筑的過(guò)程當(dāng)中，最主要的一個(gè)觀念，與內(nèi)地的觀念也是一致的，就是搞節(jié)能要從源頭管制，就像這張有趣的漫畫(huà)，從水龍頭這一端把它關(guān)掉，比在桶子外面拼命地去撈水，來(lái)的有意義。這就是我今天的簡(jiǎn)報(bào)，謝謝！