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绿建筑

2007年08月

潘定凯

「绿建筑」这个名词代表了近日许多国家对环境保护觉醒的建筑概念。主要以保护建地资源(包括能量、水、材料的节省)不要造成污染为主。但是其实它包括了整个「建筑生命周期」的环保概念,就是对选地、设计、建造、运作、维护和老旧时拆除重建都要慎重考虑,尽量减低对人们的健康与环境的冲击。

那么现代建筑是如何不绿呢?

现代工业化大都市最引人注目的应该就是混凝土制造出来的建筑丛林。混凝土的主要原料是水泥,水泥因制造过程需加热到摄氏1480度,所以制造每一吨水泥需 600 万BTU(约 176 万千瓦)的能源,这还不包括后来的运送与制成混凝土的能源。而在污染上,因为这个工业用许多煤当燃料,产生相当多包括了二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、水银(mercury)等的废气。根据一九九一年的统计全世界水泥制造量是 12.5 亿吨,想像有多少热能的使用和废气的排放到空气中了[1][2]。不过最近在台湾,已看到水泥制造业将热能回收再利用的情形,这是相当好的现象[3]。

其次,因为冷暖气空调的发明,现代的建筑几乎不再采用建筑也可以自己呼吸(与外界之空气交换)的观念而完全仰赖空调,所以现代的建筑多是用机器呼吸,也就是用空调系统耗费大量能源来呼吸。例如仅仅是十六.五平方公尺(约 5 坪、约一七七.五平方尺)大小的房间就需要0.五~一.0仟瓦/小时的电来维持舒适的空调。更别提整栋都是玻璃帷幕的高楼了。而空调必须用的电,在全世界多还是用煤生产的情形下,有多少燃烧的废气进入空气中?又有多少的燃烧后废料污染大地与水源?

在建筑材料方面,以前都是利用石头、木材、泥土或粘土还有稻杆或麦杆。近五十年来的建材,因为有了化学工业,人们用了许多人造塑胶纤维类制品,所以产生许多大地无法消化的污染问题。

在与自然环境合一上,现代建筑更是可以见到许多反其道而行的例子。似乎建筑师要刻意忽视建筑应该配合环境的能量流动的概念。不论在外型或室内的设计上,都常看到一种属于「抽刀断水」式的,阻断或切开自然的气流或人的目光或行进方向的设计。当然这种特别的设计,通常很新奇而引人注目,可以令建筑师得奖。

其实,这一切可以说都是工业化的产物,美国这个工业化特别明显的国家,再加上物产丰富、地广人稀,过去数十年他们的建筑业以及政府政策走过的路,是对是错?「他山之石,可以攻错」也许可以做为我们的借镜。依据一位美国建筑师乔治.史望生(George Swanson)的看法,近日病建筑征候群、多元化学品过敏症等常见报导的问题以及近来美国房子受大量鰴菌及蕈(fungus)感染的问题。其实这都是是房子呼吸能力变差后产生的问题。为什么呢?因为二次世战前造的房子,用木板条与石膏泥(plaster),加蒸气式暖气方式盖的房子,都很少有鰴菌问题。而近代美国房子,是用「防水气石膏板」,加无交换水气能力的玻璃纤维隔热材料,再加中央送风冷暖空调。基本上,如果没有空调送风,就是一种湿气只进不能出的设计。湿而不通风的设计,当然空气品质差,会生鰴。当然很不健康,就像住在塑胶袋内差不多。他认为在中央送风空调发明前,建筑都必需有办法不靠机械的帮助而呼吸。然而美国政府大量金钱辅助木材、塑胶、石油、能源工业,是造成今日这种建筑方式的主因。

他也提到理想中的建筑物应该是会储存热气或冷气,同时有良好维持室内温度的能力,不受外在的温度太大的影响。也就是冬暖夏凉了。这样的房子就必须在能收集热的集热物质与绝缘(绝热绝冷)物质间得到一个平衡。绝缘与集热之间的均衡很重要,但如何才是均衡?是要由当地气候来决定的。

集热物质:

水泥、石头、土。

绝热物质:

玻璃纤维、宝丽龙等石化工业产品,绝热材质也要能呼吸以维持干燥。

要注意到绝热材质在潮湿时就会很容易传导冷或热,例如:当湿度 70%时(美国南方常见的室外湿度),玻璃纤维绝热棉就比棉花的绝热力差,这是因为棉的电磁呼吸力好(均衡的正电与负电)。人类的骨头(正电)与肌肉(负电)这种正负不同的电极特性在更新细胞上也有很大的影响力,这种电极排列造成的推拉力大大的减轻心脏推力的负担。有实验说明如果没有电极排列的帮助,心脏要像小房子一样大才能推动人体内近六万英哩长的血管。当房子及环境失去帮助我们维持这种电极特性的能力时,我们的心脏负荷自然增加,所以现代人很多人罹患心脏病应该不是巧合。

集热物质与绝热物质的配合,决定了房子维持温度的能力。如果房子的墙只能维持热度 10 分钟就表示每 10 分钟你就得用空调维持室内温度一次。

要有隔热、集热、透气三种功能都具备的建材就是很好的均衡组合。纤维与水泥混合的建材,类似稻草、粘土之组合就是一例。虽然,它们的建造人工费用相常高,不过用这些建材盖的房子与现代建筑法相比较,大约可以省到 40%~ 70% 的能量损耗。

有许多现代建材希望可以模拟这些传统建材而且省建筑费。例如气泡水泥砖(Aerated Autoclave Concrete Block)、陶土混合的碎木片砖(Clay-treated woodchip Block)、压缩麦杆板、轻石水泥(Pumice crete )、宝丽龙水泥砖(Concrete-bonded Formchip Block),不过以上数种其实只有碎木片砖是电磁均衡的。而且回收木屑作砖有技术上的困难,费用相常高。不过最近发现一氧化镁(MgO)加某些硝酸盐(nitrates) 再加石头粉可以制成水泥胶用来粘合其他回收材料成为建材。古代就常用一氧化镁为黏料,而且将干棕榈叶浸在一氧化镁水泥中可以制出寿命 50 年的屋瓦建材,是很省能源的作法,要注意到这能源的节省包括了砍伐桧木(cedar)、政府辅助费、高速公路运费,木材店贩卖费。

在德国建屋木条价格是美国的8倍,所以很难被考虑作主要建材。而且在德国如果医生处方认为你家是疾病之源,需要重新装修,国家 100% 付费,也许你会认为德国政府是傻瓜。但事实上是因为德国这个国家已经明白,若制造病源屋,长远的影响要花更多的钱来弥补。美国目前是全世界个人健保花费第一名而健保品质排 39 名的国家。德国是花费排 17 名,品质排第 3 名,那一个国家在健保上政策较正确,应该可以由这项统计看出来[4]。

台湾已有官方的「绿建筑推动方案」,其中建筑部分订定了环境评估九大指标系统:「绿化」、「基地保水」、「水资源」、「日常节能」、「二氧化碳减量」、「污水垃圾改善」、「室内环境品质」、「生物多样化」、「废弃物减量」。不过目前规定只要通过「日常节能」、「水资源」两项指标,就可取得候选绿建筑标章[5]。

「绿建筑」可以讨论的范围非常广,本文只希望能抛砖引玉,有更多人来关心这个议题。

总之,「己所不欲,勿施于人」,那么「己所不欲,勿施于大地」应该就是我们所赖以生存的地球,希望我们能为它做的事。

 

[1] http://www.buildinggreen.com/auth/article.cfm? fileName=020201b.xml

[2] http://www.epa.gov/solar/coal.htm

[3] http://design.view.org.tw/stu386/product.html

[4] http://www.geoswan.com/

[5] http://www.taiwangbc.org.tw/chinese/modules/tinyd0