住居建築的節能衣
現代建築多標榜綠色概念,耳熟能詳的綠建築就是生態、節能、減廢與健康的建築,也是因應建築節能及永續環境所興起的潮流。
標籤: 節能
現代建築多標榜綠色概念,耳熟能詳的綠建築就是生態、節能、減廢與健康的建築,也是因應建築節能及永續環境所興起的潮流。
溫室效應導致全球暖化及氣候變遷日益惡化的今天,我們需要學習有效使用能源的方法及態度,其中改進建材及建築結構都是減低能源消耗的重要手段。現代建築多標榜綠色概念,耳熟能詳的綠建築就是重視生態、節能、減廢與健康的建築,也能因應建築節能及永續環境所興起的潮流。
樂活節能屋
在經濟部能源局指導及工業技術研究院執行之下,科學工藝博物館建置了一座樂活節能屋,是以「住的樂活」為出發點,以台灣傳統街屋空間型態為雛形,結合現代普遍的連棟透天厝的住宅型態來建造的,於97年獲得黃金級綠建築標章。樂活節能屋全棟藉由外殼隔熱、建築設計、水資源利用、太陽能應用等多層隔熱節能的設計,彷彿讓建築物披上多層節能衣一樣,一層一層地阻擋熱能流進室內,大大節省能源的使用,節能量高達70%。
一般談綠建築時多推廣採用木構、鋼構及輕型鋼構的構造方式,並認為鋼筋混凝土造的建築物不環保也不節能。然而,樂活節能屋為了符合民眾的生活習慣以及貼近自家的情境,且讓民眾容易複製節能模式,和考量台灣溼熱環境、地震與颱風安全、銀行貸款成數、火險保費及人們心中的不動產價值觀等因素,採用鋼筋混凝土,經建築設計及整合外牆隔熱材料後,所建造的一棟住屋型展示節能屋,讓民眾了解建造節能住宅並非遙不可及的事。
外殼隔熱設計
以前建築物所用的磚、瓦、石板等,因建材內含有許多孔隙能讓空氣儲存其中,所以都是不良熱導體,可阻擋熱能流進室內。但現代建築物講求結構安全及快速建造,幾乎都使用鋼筋混凝土或鋼結構,其熱傳送係數較大,熱量容易傳導至室內,使室內溫度升高。尤其是屋頂及外牆直接受太陽照射的地方,更容易積蓄熱能,並由外牆逐漸傳遞到室內,造成居住的不舒適及增加空調的使用。樂活節能屋雖然也採用一般鋼筋混凝土的建築結構體,但設計性能優越的建築外殼來降低牆體的熱傳送係數,達到隔熱節能的效果。
樂活節能屋使用木絲水泥板及泡沫玻璃兩種隔熱材料,建築時把隔熱材料包覆在牆面結構體內,有效降低牆體熱傳送係數也減少熱量流進室內,使空調的負荷量下降。1樓外牆是以混凝土外牆包裹木絲水泥板隔熱建材,可以阻絕約30%熱量進入室內;2樓是以混凝土外牆包裹泡沫玻璃隔熱建材,可以阻絕約50%熱量進入室內。
淺色系材質容易反射太陽的輻射熱,減少輻射熱的影響,這不僅可以運用在穿著上,屋頂或外牆也可以藉由塗上淺色系或白色的隔熱油漆,有效反射陽光及減少輻射熱的吸收,達到阻絕熱量進入室內及降低屋頂溫度的功效。樂活節能屋3樓以混凝土外牆粉刷隔熱防汙油漆,內牆再使用木絲水泥板隔熱建材,可以阻絕約50%熱量進入室內。
窗戶也是建築外殼的一部分,若能與牆體一樣,對於傳導、對流、輻射熱等具有隔絕或降低的效果,整體建築就會大大提升其節能性能。因此,樂活節能屋選用太陽能量透過比率小的隔熱玻璃窗戶,有效阻絕太陽熱能的進入。在2樓潔淨能源展示區就選用隔熱玻璃並搭配水平及垂直遮陽的設置,有效阻絕40%熱能進入室內,無遮陽狀態下使用隔熱玻璃,也可以有效阻絕38%熱能的進入。
除應用隔熱玻璃外,另一個降低熱源的有效設施就是外遮陽裝置,包括水平遮陽及垂直遮陽兩種。水平遮陽一般設置在朝南的窗戶其功效會較佳,因太陽走到南邊時,角度比東邊及西邊都高,有一點點突出物就能有效遮擋陽光射入室內。而在東邊與西邊的太陽光直射的角度會較低,則採用垂直遮陽的遮擋效果較好。樂活節能屋的外部有水平及垂直遮陽設施,可把烈日阻擋在外。
建築物周圍的回廊騎樓除可供行走、休憩活動外,也可遮擋低角度的陽光,因此回廊騎樓的深度在180公分以上的使用價值較高。在樂活節能屋東面1樓使用回廊騎樓及垂直百葉的設計,可有效阻絕61%熱能進入室內。
光觸媒具有分解及去除有害化學物質的功能,以及使灑在物體表面上的水滴形成薄膜的超親水性功能。被覆光觸媒的外牆經灑水處理後,因光觸媒的超親水性特性,水滴會形成薄膜,水汽蒸發時便把牆體的熱帶走,達到冷卻降溫效果,可謂是對環境無負荷的「冷氣」。
樂活節能屋利用光觸媒的超親水性特性,在西曬面的外牆設計有不具水膜的光觸媒牆體與具水膜的光觸媒牆體,經西曬後由紅外線攝影機分析可明顯看出,不具水膜的牆體溫度最高可達41度,具水膜的牆體溫度僅32度左右,可知水膜能有效降低牆體溫度。
平屋頂是台灣最常見的屋頂型式,可供活動及避難使用,但頂層的溫度通常較其他樓層高。樂活節能屋2樓潔淨能源展示區的屋頂,用隔熱保溫材、防水層及覆土植栽的方法增加屋頂的厚度,有效達到隔熱及減少熱輻射的效果。
多層節能設計
樂活節能屋的建築設計是承襲亞熱帶台灣傳統街屋空間模式,依據房屋的方位、遮陽及通風做適當設計,避開太陽的高日射能量,以免房屋吸收大量的太陽熱量,而能降低空調負荷。另外,配合季節及適當的開窗、導風板、通風塔、多孔隙外殼等設計,把室內梯間及相鄰走道設計成自然通風區,引進室外中庭及水池的低溫空氣,藉由浮力通風效應在頂樓開口處排出熱氣,達到自然通風除熱的效果。
水資源利用除了室內全部使用節水器具外,也利用斜屋頂收集雨水,並在綠屋頂處設置雨撲滿做為屋頂綠化的植物澆灌用外,多餘的水則儲存於基地中庭的雨水回收池。雨水回收池不僅可以蓄水澆灌植物,也可以調節屋內溫度。
國內透天住宅近年來採用斜式屋頂建築的相當多,若能把太陽能應用於斜式屋頂上,可獲得免費、安全的太陽能源。台灣位於北半球,朝南房子最大優點之一就是能獲得較多的陽光。因此,樂活節能屋設計向南的斜式屋頂,並安裝太陽光電發電系統及熱水器,可吸收較多的太陽能源產電及供應熱水。
經濟部能源局為鼓勵民眾選用省電燈泡與LED燈泡,以取代壽命短又耗電的白熾燈時,推動了「換盞燈,愛地球,白熾燈汰換」計畫,極具親和力的「北極熊阿光」應運而生,成為推廣節能減碳的最佳代言人。
近年來人類大量使用化石燃料,引發了全球暖化與氣候變遷。身為島嶼國家的台灣,也感受到氣候變遷所帶來的威脅,況且我國有高達98%的能源仰賴進口,推動節能減碳已成為刻不容緩的事。
為了有效推廣節約能源,近年來科學工藝博物館與能源局及工研院攜手合作,把樂活節能屋的生活節能區打造為「阿光節能體驗教室」,把各種節能科技與節能妙方展示在大家面前。希望透過多樣的趣味互動教具以活潑易懂的展示方式,吸引參觀者並引發學習動機,期能把「能源有限,節約為先」的概念根植於民眾,讓今日的節能帶來更亮麗的明天。
「阿光節能體驗教室」是以阿光的家為主軸,經濟部能源局為鼓勵民眾選用省電燈泡與LED燈泡,以取代壽命短又耗電的白熾燈時,推動了「換盞燈,愛地球,白熾燈汰換」計畫,極具親和力的「北極熊阿光」應運而生,成為推廣節能減碳的最佳代言人。現在就由阿光帶領參觀「阿光的家」,認識各種節能的科技與節能的妙方。
一度電俱樂部 阿光家裡所有設備的用電及環境資訊,都已加入一度電俱樂部。透過智慧雲端管理系統記錄及監測,可以即時監控家中電器的耗電量,也可以找出家中較耗電的電器用在何處,並透過環境資訊的紀錄,即時得知各個房間的熱傳係數、溫度、溼度及二氧化碳排放量,可有效管理能源及環境,達到最有效率的用電方式及舒適的居住環境。
智慧節能LED調光系統 LED平板燈具有光線柔和均勻,低眩光且不刺眼的特點,可運用在門廳、廚房、餐廳等空間,比白熾燈節能60到80%以上,且壽命是傳統日光燈的2倍以上。LED崁燈也比鹵素燈節能60%以上,主要應用在客廳、餐廳等做為局部照明,可增添照明氛圍。另LED投射燈是家庭裝潢的好幫手,而且比鹵素燈節能80%以上,主要運用於客廳、廚房、餐廳等,讓居家照明更優雅,還能達到省電的效果。
這系統由2組40 W的60 cm × 60 cm平板燈、4組20 W的崁燈、4組10 W的LED投射燈、1組調光控制器等組合而成。可以依據不同的情境調整合適的燈光,並利用調光控制器調控色溫(2,700 K~6,500 K,色溫低會給人較溫暖的感覺,色溫高則顯得明亮)及亮度(0~100%),達到節能與場景變化,提供6種場景模式的控制能力,可適切地為空間提供節能、舒適的照明環境。
以下分述各模式:模式一(全亮模式):以全面照明布光方式營造一種均布擴散的環境,適合在客廳使用;模式二(閱讀模式):照度比客廳模式稍低,比較不會產生眩光;模式三(電視模式):採用較低照度的全面照明,並把白光調為黃光,色溫採中性顏色;模式四(電影模式):色溫較低,布光效果能具有柔和溫馨的感覺;模式五(重點模式):可創造空間焦點,把平板燈、崁燈調弱,凸顯投射燈達成製造空間的戲劇感;模式六(節能模式):只開啟基本的照明,把照度調到最低以達到節能效果。
吃電怪獸節能區 是誰在我們睡覺或外出時,悄悄地消耗家庭的電力,讓荷包不斷地失血呢?那就是待機吸電恐龍!有些電器只要插頭未拔除就會消耗電力,悄悄地成為吃電怪獸,如DVD、音響、電視機等會顯示時鐘或電源顯示紅點的電器。
根據統計:一般待機電力約占家庭用電的7.4%,現在大家只需做個小小的動作,拔掉很少使用的電器電源,就可節省待機電力,不再讓荷包失血。在阿光的家中,吃電怪獸教具以多媒體互動方式呈現家庭中常用的電器,如電視、電腦、MOD、DVD、冷氣、ADSL、音響、機上盒等8種電器待機電力的比較,只要按下各電器的按鈕,就會出現其待機電力、待機時數、每年待機耗電度數、每年待機耗電費用等資訊,讓觀眾從遊樂中了解吃電怪獸的真相。
定時器節能區 家裡面常用的開飲機可以同時飲用溫水和熱水,固然方便但非常耗電。然而只要加裝一個定時器,白天不在家或深夜不需用熱水時,把電源關閉以節省電力。當需要熱水時,再把電源打開煮沸,如此以定時器管理電源,一天約可省下0.72度電,節省36%的電力。家用的熱水瓶也一樣,若維持在恆溫的狀態下,1天的耗電量可能比350公升的冰箱還多。惟若以定時器管理,一天約省下0.27度電,節省的電力有26%之多。
汰換老舊家電節能區 一台20年以上的老冰箱比一台能源效率一級的節能冰箱,一年的耗電量大概多2.5倍,且隨著冰箱使用年限愈久,效能會愈差。這一區讓觀眾透過耗電功率數字的顯示,明白老舊家電的耗電量,並了解傳統壓縮機與變頻壓縮機的耗電優劣。這區還有許多節能標語,如選購冰箱具「能源效率分級標示」,級數越低的冰箱越省電,並依家庭成員多寡選購適當容積的冰箱。冰箱儲藏量以8分滿為宜,避免阻礙冷氣流通等,以達省電效果的教育功能。
照明小教室 教室中分列有燈泡類、神明燈類、螢光燈類、鹵素燈類、緊急照明燈類等常用的燈具,可讓觀眾選擇任意的燈具,在按下對應的按鈕後會顯示耗電量,民眾可得知哪種燈具較省電、使用場所、所耗金錢等各種資訊,讓民眾了解應該換裝哪一類的燈才能成為節能省錢的高手。
電力搖滾教具 民眾可利用手搖方式發電,親身體驗發電的辛苦,同時顯示手搖發電量可提供電器運作的時數,使民眾更具體地了解發電的基本原理外,也體會電力與能源得來不易與珍惜資源的重要性。
節能智慧屋 什麼是節能智慧屋?它的構造有何不同?要用什麼建材才可以建造一棟聰明的節能智慧屋?進入室內,在居家節能方面,要如何挑選節能家電及做好哪些節能措施?只要打開節能智慧屋,就可以明白其中的奧祕。阿光的家以多媒體方式規劃節能智慧屋的互動教具,呈現節能屋各個面向的建材、特色,以及展現室內(客廳、臥室、書房、廚房4個空間)的節能措施。參觀者透過觸控式的互動式螢幕,自行點閱各項節能資訊就會呈現答案,並認識如何建造一個具有節能功效的住家。
隨著新媒體技術的發展,提供了參觀者一個有趣又好玩的學習方式,減輕了科學博物館解說人力的負荷,也有效提升了大眾的科普素養。「阿光節能體驗教室」的展示空間設計是朝著「寓教於樂」的思考要素,創造一個活潑、有趣的展示空間,利用實物來展示一個「非文字」的世界,並以活潑、易懂的方式說明展示內容及設置多樣有趣的互動教具,來吸引參觀者的好奇與學習,為參觀者提供輕鬆、舒適的參觀學習的環境,進而把實際節能體驗行動帶入家庭,達到「輕鬆、學習、改變」的節能低碳生活。