欧文生:“弹性城市”2012年度论坛

　　欧文生/Wensheng OU
　　[台湾国立勤益科技大学景观系主任、副教授、博士]

　　演讲主题：
　　教育与实践—绿色建筑的科学研究与应用 -----台湾第一座零碳建筑‧成功大学绿色魔法学校 


　　大家好，我的简报主要锁定台湾的第一栋零碳绿色建筑来讲解，它位于国立成功大学台南的一个校区。PPT中首先展示的是我们在设计阶段画的效果图。我们都知道，建筑产业及其相关产业是高污染的产业，其中全球建筑相关产业消耗了地球能源和水资源的50%，排放了50%的空气污染。所以台湾当初在推动绿建筑的时候，我们考虑的是如何减少能源的使用，以及减少废弃物的排放。我们知道台湾的城市规划是一个密集的高度城市化的城市规划，在这个进程当中水泥产业可谓一枝独秀，全世界RC（reinforced concrete的简称，钢筋混凝土）建筑密度最高的区域就在台湾。我们在协助政府推动整个台湾的绿色建筑的发展过程当中，有几个重要的里程碑：其中1995年在我们的技术规则里面，就制定了相关的节能法令； 1999年，我们开始出版教导设计单位从业人员如何来评估绿色建筑的标准；2001年政府开始大力推动，变成了重点项目；尤其是自2002年起，政府强制规定所有公有建筑物，只要是政府出资的建筑物，规模超过5000万的新台币的案子，就一定要经过绿色建筑标准的计算；2005年，台湾的建筑技术规则（这个是在台湾盖建筑物所有设计者必须熟悉的一个技术规则）里面有了一个独立的专门章程，来介绍绿色建筑的所有指标的计算方法(图1)。

图１

　　成功大学的这一栋建筑物，是结合了四位教授，其中包括我的博士班导师，以及我们12个师兄弟一起打造出来的一个低碳建筑(图2)。首先，这个建筑物考虑了一些再生能源的利用，不过这部分在节能减碳的贡献上不大，主要体现在风力跟太阳能的利用。那么其他方面比如雨水的回收，我们在建筑屋顶设计了一个薄层绿化，它是一个低维护的公共花园，甚至这一栋建筑物里面所有的生活污水全部都可以实现回收再利用。欢迎各位同行以及同学们有机会来台湾参观这栋建筑，可以指明由我来导览。这个建筑物的规模每一个楼地板大概是1200平方米，总共是地下一层，地上三层，其中比较重要的是二楼，这是二楼的平面图，其中在二楼的右侧有一个演讲厅，大概可以收纳250人，这个演讲厅几乎不用空调。台湾是很炎热的，在炎热的夏季，大概三个月左右的时间里，只有外气超过31度的时候，才会使用空调。建筑里也有几个研讨室、小型会议室，作为成功大学对外开一些中小规模的研讨会的会场。这栋建筑在水泥的部分采用了高铝水泥，根据台湾的经验和我们的调查数据显示，每生产一吨水泥，大概排放了410公斤的二氧化碳。如果我们在水泥部分采用高铝水泥，用它取代一部分水泥，添加炉石粉，那么它在整体上跟传统的水泥相比，大概节约了10%的二氧化碳排放量。

图2

　　这栋建筑物在节能方面的设计在室内空间主要是采用空调风扇并用型的。我们来看这张图片，在第二栏左上角的位置，是北京的数据，在通常室外气温低于27度时，可以依靠自然通风接近92%，也就是在一年8760个小时当中，自然通风的时间可以达到8031个小时。同样，我们来看第四栏、第五栏台北的数据，大概是6100小时，能够看出北京在低温条件下可以实现自然通风的效率的潜力比台北更大。同理，如果室外气温大于31度，在台湾我们开空调的时间会达到700个小时，所以相对来讲，在亚热带地区，自然通风的利用率没有那么高，要依赖空调的机会相当大。大家看中间这一列在室外气温介于27度至31度的情况之下，台湾的诱因就比较大了，几乎有1875个小时可以利用空调跟风扇并用的系统。我们通过查阅气象局的一些气象资料和常年的统计之后，可以得知这些基本的条件，但是我们在做设计当中，还要藉由事先的模拟，比如说通风路径的模拟等来确认的确可能实现。这个就是我刚才提到约250个人的演讲厅，这个演讲厅除了在室外气温超过31度以上的情况下，才开空调，其他时候是不开的，完全是引用外气的。建筑中，我们还设计了一个利用太阳能当动力的有点像热灶的装置，采用了通风塔的原理。我们也模拟了一下室内温度的分布情况，例如当厅里面的人数是100个人或者200个人的时候，装置热浮力的效率分别是怎么样的，这是完工之后的实际情况图。这个厅的另一个特征是音响，因为成功大学建筑系在音响学上面也比较专业，所以厅里的音响效果包括声音的部分也进行了一些模拟测算，希望达到好的质量。此外，还有一个特征就是里面大的照明是反射的、间接的照明，天花板上面没有灯具，因为如果这个灯具坏掉要维修，在这样的一个高度实在是不容易达成的。另外，这个建筑物的户外我们用的是一些透水性的材料。关于这个薄层绿化的屋顶，我们根据测试的结果采用了一些景天科多肉型植物，采用的这些植物是能够在台湾亚热带气候下，台风多，暴雨多，太阳大这样的区域条件下，也能适应的很好的植物。屋顶的土壤，则是用水库回收的瘀泥所提炼出来制成的，含水性很好，也解决了去处污泥的问题 (图3)。过去我们也曾经在我的母校中我自己的系所建了一处人工湿地，来处理整个建筑系300多师生每天生活污水的净化，净化过程当中，到了后期，植物是最大的受益者，净化过程为植物提供了肥料，通常一个水池内水生植物在净化的中后段就会生长的很漂亮。
 

图３

　　整体来看,这一栋建筑物，通过了台湾的绿色建筑评估，并被认定为最高等级——钻石级，同时它也得到美国LEED白金级认证(图4)，在节能方面跟一般同类型建筑物相比节能65%，节省了50%水资源，并100%采用绿色建材。最初我们模拟计算整个建筑物将节能61.5%，完工后经验证效率更高，达到了67%。我展示这张图的意义在于说明设计节能建筑、绿建筑，首先要从源头、从设计端，把建筑物外壳的节能做好.比如这个建筑该部分约占整个建筑节能65%中的16.5%，浮力通风部分大概贡献了10.9%，当你把建筑物的方位和浮力通风都做好，设备就可以大幅地减量，再采用好的效率高的节能设备，也会有贡献，最后安装太阳能跟风力。这点在台湾地区事实上情况不是很好，我们在教育界特别是学大气科学的人很清楚，长江流域从四川一路到广州，翻过海峡到了台湾，事实上差不多的，台湾的日射量跟广州相当。这个学校跟其他的建筑物的比较，请看这张图的最右侧，英国同类型建筑物单位楼地板的全年耗电量是404度，图中中间靠右的是日本的数据，建筑物每平方米的全年耗电量是150度，中国内地大概是110度，台湾目前我们做过的普查结果大概是125度，我们这个学校每平方米的全年耗电量大概只有43度，图中右边多了一个0度，是因为碳也有移转的问题，我们在征得学校领导的同意后，划定了校区其中一块4.5公顷的地，保证永远不盖建筑物，而且种大乔木来固碳，所以经过这样的换算，它的碳几乎是降到零，所以才会号称零碳建筑，实际上目前它的排放量相当于用电密度是43度。这个建筑的建造成本每平即3.33平方公尺的造价大概是7.5万台币，相当于1.5万人民币。
 

图４

　　我们在推动绿建筑的过程当中，最主要的一个观念，与内地的观念也是一致的，就是搞节能要从源头管制，就像这张有趣的漫画，从水龙头这一端把它关掉，比在桶子外面拼命地去捞水，来的有意义。这就是我今天的简报，谢谢！