林平
摘 要:建筑的節(jié)能減碳,必須植基于不能犧牲使用者健康,因此在滿足室內(nèi)環(huán)境健康基準(zhǔn)值的前提下,透過建筑外殼、照明、空調(diào)的節(jié)能策略進(jìn)行房屋建筑改造,并配合智慧化的環(huán)境控制及智慧化的能資源管理,達(dá)成人本健康、環(huán)境永續(xù)的境界,將是邁向低碳建筑關(guān)鍵的一大步。
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能 低碳 綠色建筑
1 引言:
工業(yè)革命以來,人類為追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及滿足物質(zhì)生活的欲望,往往忽略環(huán)境永續(xù)發(fā)展的重要性。為因應(yīng)全球氣候變遷的趨勢,建筑的整體環(huán)境應(yīng)該被視為一個進(jìn)行環(huán)境節(jié)能教育的場所,目前我國越來越重視建筑節(jié)能技術(shù),建筑節(jié)能也是生態(tài)中國建設(shè)的一大重要主題。[1]建筑節(jié)能需要綜合性地以滿足使用者健康為前提,藉由低碳節(jié)能的手法達(dá)成兼顧人本健康與環(huán)境永續(xù)之終極目標(biāo)。[2, 3]本文主要介紹一系列建筑節(jié)能技術(shù)手段在房屋中的應(yīng)用,希望能夠加深讀者對建筑節(jié)能技術(shù)的認(rèn)識。
2 基于建筑節(jié)能的誘導(dǎo)式房屋建筑設(shè)計(jì)
所謂誘導(dǎo)式設(shè)計(jì)指的是:建筑生命周期中的規(guī)畫設(shè)計(jì)時間能順應(yīng)基地所在區(qū)域之自然風(fēng)向、降雨量、日射量及太陽日照軌跡等微氣候因素,并考慮地形及地貌等地理環(huán)境條件,以對應(yīng)自然之設(shè)計(jì)手法達(dá)成低耗能之目的。因此,于整體建筑規(guī)畫設(shè)計(jì)前,應(yīng)針對基地做好區(qū)域環(huán)境條件之詳細(xì)調(diào)查與評估。房屋建筑的方位、量體形狀、外墻材料選擇、開口部(門、窗)面積大小、平面空間配置等,均能對應(yīng)環(huán)境之條件做出最有利之低碳節(jié)能設(shè)計(jì)。
3 既有房屋建筑中常用的節(jié)能技術(shù)手段
對于既有建筑而言,由于設(shè)計(jì)所依循的建筑法規(guī)以及所采用的材料、施工方法,乃至于規(guī)畫設(shè)計(jì)理念,均為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思維下的產(chǎn)物。既有建筑的設(shè)備生命周期較建筑本體來得短,故當(dāng)設(shè)備性能逐漸降低時,其建筑耗能的情形也將日益嚴(yán)重,有必要加以更新改造以提升其建筑性能。[4]
3.1 建筑外殼節(jié)能改善
建筑外殼(外墻)是區(qū)隔建筑室內(nèi)外空間的接口,其構(gòu)成之材料種類、厚度、構(gòu)法等特性、開口部面積比例、形式、材料等因素都在在影響著建筑對應(yīng)環(huán)境的能源消耗,有關(guān)建筑外殼節(jié)能可分為下列幾點(diǎn)論述之:
(1)建筑開口部外遮陽設(shè)施。建筑窗面遮陽是位處環(huán)熱帶圈的臺灣最有效的節(jié)能手法之一,尤其外遮陽可遮蔽大量之日射熱,效果優(yōu)于內(nèi)遮陽。
(2)屋頂隔熱及綠化。建筑屋頂隔熱處理對于減少頂層空間之耗能有相當(dāng)之幫助,尤其是屋頂面積大的建筑更應(yīng)加強(qiáng)其屋頂隔熱措施,并應(yīng)避免在屋頂面設(shè)置水平采光天窗,以避免大量的日射熱透過天窗進(jìn)入室內(nèi),徒增空調(diào)耗能。
(3)節(jié)能玻璃。建筑外墻選用良好的節(jié)能玻璃亦是有效的低碳節(jié)能對策,對于位處環(huán)熱帶圈的地區(qū)而言,玻璃的節(jié)能應(yīng)首重其遮蔽性能,也就是能夠阻絕太陽輻射熱能的能力。
3.2 照明節(jié)能
房屋照明可以分為建筑照明及環(huán)境照明兩部分來加以探討,其照明目的對建筑照明而言,是著重于滿足空間使用用途的明視需求,而環(huán)境照明則強(qiáng)調(diào)夜間活動的基本照度要求并兼具有安全考慮。房屋建筑照明節(jié)能技術(shù)可分為下列幾個重點(diǎn):
(1)更換高效率節(jié)能燈具。近年來,一股將傳統(tǒng)T8或T9燈管更換為T5燈管的浪潮為建筑節(jié)能效益做出貢獻(xiàn)。T5熒光燈管采用電子式安定器且具高反射涂裝之特性,可應(yīng)用于建筑室內(nèi)節(jié)能照明用途。
(2)積極利用自然采光的導(dǎo)光設(shè)施。陽光是自然界賜予人類的寶貴資源,對于既有建筑在思考節(jié)能改造時,亦應(yīng)考慮如何積極利用自然采光。很多學(xué)校建筑在設(shè)計(jì)時未考慮太陽運(yùn)行軌跡與方位,而建筑外墻開口部也未規(guī)畫有效的遮陽設(shè)施,導(dǎo)致室內(nèi)眩光的問題,亦強(qiáng)化了自然采光與室內(nèi)活動間之沖突。所以,我們可以看到很多房屋建筑在白天拉上窗簾,然后將整間的燈具全部開啟,以滿足室內(nèi)明視的需求。此舉不但浪費(fèi)了自然采光的天然資源,更徒然增加人工照明的耗能,而拉上窗簾的窗戶也失去自然通風(fēng)的良好條件,間接造成室內(nèi)悶熱及空氣質(zhì)量的惡化。因此,如何積極利用自然采光而不影響正常使用就成為重要的課題。
3.3 空調(diào)節(jié)能
空調(diào)節(jié)能的技術(shù)包括:冰水主機(jī)臺數(shù)控制、儲冰式空調(diào)系統(tǒng)、全熱交換器等熱源系統(tǒng)部分的特殊節(jié)能手法,以及送風(fēng)測部分的變風(fēng)量(VAV)系統(tǒng)和送水測部分的變流量(VWV)系統(tǒng)。除此之外,可透過以下之策略達(dá)成建筑空調(diào)節(jié)能之效:
(1)選擇高效率的空調(diào)機(jī)械設(shè)備??照{(diào)系統(tǒng)中冰水主機(jī)耗電約占六成,因此空調(diào)系統(tǒng)之節(jié)能應(yīng)從主機(jī)節(jié)能著手,汰換老舊冰水主機(jī)及更換高效率冰水主機(jī),才能達(dá)到最大
效益。
(2)空調(diào)分區(qū)計(jì)劃.建筑平面設(shè)計(jì)時依建筑室內(nèi)熱負(fù)荷變動型態(tài)進(jìn)行空調(diào)分區(qū),一般分為主要受日射影響,各方位具有不同熱負(fù)荷之建筑外周區(qū),以及較少受日射影響、較多受照明及人體發(fā)熱影響之建筑內(nèi)部區(qū)。
(3)配合風(fēng)扇并用。提高空調(diào)設(shè)定溫度的前提是能滿足人體熱舒適及健康,由于人體冷熱感覺受風(fēng)速影響,適度提高風(fēng)速可增加舒適感,因此搭配風(fēng)扇并用之空調(diào)方式有利于節(jié)能。
4 結(jié)語
低碳房屋建筑節(jié)能的含義,應(yīng)該包括:省能源(電)、省資源(水)、降碳排、顧健康等面向。如何透過對應(yīng)環(huán)境條件進(jìn)行誘導(dǎo)式設(shè)計(jì),以達(dá)成自然節(jié)能的目標(biāo),是低碳建筑所應(yīng)追求的理想。同時,建筑的節(jié)能減碳必須植基于不能犧牲使用者健康,因此在滿足室內(nèi)環(huán)境健康基準(zhǔn)值的前提下,透過建筑外殼、照明、空調(diào)的節(jié)能策略進(jìn)行建筑改造,并配合智慧化的環(huán)境控制及智慧化的能資源管理,達(dá)成人本健康、環(huán)境永續(xù)的境界,將是邁向低碳建筑關(guān)鍵的一大步。
參考文獻(xiàn):
[1] 金仁超,陳思佳. 我國建筑節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 中國設(shè)備工程. 2017(23): 184-185.
[2] 楊紫琪. 高層住宅建筑節(jié)能技術(shù)研究[J]. 住宅與房地產(chǎn). 2016(9): 7-9.
[3] 張躍升. 現(xiàn)代智能化公共建筑節(jié)能技術(shù)綜合應(yīng)用[J]. 建筑技術(shù). 2016, 47(12): 1132-1136.
[4] 王祎,劉學(xué)瑞,Wangwei,等. 土木工程中建筑節(jié)能技術(shù)研究[J]. 湖南城市學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016, 25(3): 23-24.