建筑低碳設(shè)計研究

包新

摘 要：建筑體于建造規(guī)劃初首先應(yīng)思考如何減少使用新的建筑資材構(gòu)件，例如：減少建造規(guī)模與減少構(gòu)造重量等方向。經(jīng)過審慎減用評估后而必須使用的建材、構(gòu)件則應(yīng)思考其再利用的可能。再利用的概念是希望增加維修可及性、改進耐用度等來減少資材的再開采、制造。當(dāng)建材、構(gòu)件已達使用年限必須拆卸更新，就應(yīng)該要考慮到它們回收再生的循環(huán)性能。如此應(yīng)能于建筑生命周期完整達到節(jié)約資材使用，進而促成低碳的目標(biāo)。其最終目的皆是為節(jié)約資源的使用，減少二氧化碳排放量。

關(guān)鍵詞：建筑 生命 周期 低碳 設(shè)計

中圖分類號：TU201 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（a）-0052-02

低碳建筑的設(shè)計策略可自信息制度、材料構(gòu)法與污染控制三大方面著手對建筑生命周期各階段進行操作。信息制作著重在事前的評估與預(yù)防，期望開始就往有益的方向前進。而材料構(gòu)法是最直接，也是最實際影響低碳建筑成效的關(guān)鍵[1]，因此，可采取的策略也較多面向。最末的污染控制方面是考量到建筑生命周期產(chǎn)生的污染物，雖不是溫室氣體，但其對環(huán)境與生物的傷害卻可能遠超過二氧化碳所造成的溫室效應(yīng)。因此，低碳建筑策略當(dāng)然應(yīng)避免采用高環(huán)境傷害的有毒材料與技術(shù)。以下就以這3個方面對建筑生命周期三階段可采取的低碳策略做說明。

1 應(yīng)用信息與評估工具

由于建筑物的使用壽命較工業(yè)化產(chǎn)品來的長久，影響的深度與層面也來的復(fù)雜，因此，使用者更應(yīng)有權(quán)知道建物的各項信息，以供選擇使用的參考依據(jù)。故保存與提供構(gòu)材形式、成分及含量多寡、尺寸大小等證明資料，再配合應(yīng)用信息與評估工具可讓使用者更清楚其所做的選擇、所發(fā)揮的效益，而更樂于選擇對環(huán)境、健康綠色的構(gòu)件、材料與產(chǎn)品。

應(yīng)用信息與評估工具可操作的方法有促使構(gòu)材透明化、應(yīng)用評估軟體、采納標(biāo)章驗證機制、制定履約保證與善用信息交換平臺等。構(gòu)材履歷透明化是希望生產(chǎn)構(gòu)材的廠商應(yīng)提供產(chǎn)品所含的成分，所消耗的能源所轉(zhuǎn)化的二氧化碳，與其他各項性能及使用方式。如此不僅提供了使用者選擇依據(jù)，還可將這些數(shù)據(jù)輸入各類特定的環(huán)境性能評估軟件，加以應(yīng)用，以得到更精確的建議。

現(xiàn)有各國的綠建筑或是建材方面的標(biāo)章驗證機制，也是可以在建筑設(shè)計初期提供正確、有效、具公信力的參考訊息，例如：我國有綠建筑與綠建材標(biāo)章的評估機制。制定履約保證是鼓勵建造者，或是使用者可將各項永續(xù)建筑的性能要求，如二氧化碳的排放量，清楚訂于合同中，方能藉法律效益發(fā)揮約束。

2 既有建材再使用

既有建材再使用是指活化，再利用現(xiàn)有建筑構(gòu)材。也就是期望盡量不建造新的建筑物，以及不使用新的建材，而是應(yīng)用保留、整修、增建與改建等方法來滿足新的使用需求，以此達到減少使用新的建材，降低二氧化碳產(chǎn)生目地。從新鋼材和回收鋼材的生態(tài)指數(shù)的比較中可以看出，兩者的環(huán)境影響有著實質(zhì)上的不同[2]?？梢姡M管鋼材的循環(huán)再生比例很高，但它仍然極其耗能，因此應(yīng)避免過多使用。不過，在需要大跨度的地方，使用鋼材仍是不二選擇。例如：在案例[2]中使用當(dāng)?shù)鼗厥盏匿摻Y(jié)構(gòu)框架，或于拆除的建筑中直接回收利用，以創(chuàng)造可靈活運用的大垮度空間。而依既有建材可重用性的構(gòu)成，可分成既有系統(tǒng)再使用、既有構(gòu)件再使用與既有材料再使用3個層級。既有系統(tǒng)再使用此既有系統(tǒng)的范圍是大至建筑系統(tǒng)，小至構(gòu)材系統(tǒng)。而所謂既有系統(tǒng)再使用是指在既存的建筑或是構(gòu)件系統(tǒng)下，盡量不興建新的建物，與不使用新的構(gòu)材的方式下去符合新的建筑需求。因此，老舊建筑活化再利用，原屋拆卸另地重建，小型的增改建、構(gòu)材系統(tǒng)于現(xiàn)地或它處再利用，亦或就機能而言，可同用途或是不同用途的轉(zhuǎn)化再利用，皆屬既有系統(tǒng)再使用的范疇。

3 減少用量

3.1 簡單化設(shè)計

簡單化設(shè)計所要強調(diào)的是借著需求量最小化、合理化、輕量化、形狀單純化與標(biāo)準(zhǔn)化等方式設(shè)計構(gòu)件，而得以最少用料達到最滿意的使用需求，與節(jié)省自然資源的目的。需求量最小化是以最嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)去檢討使用需求的規(guī)模，來達到最精簡的使用需求的設(shè)計方案[3]。合理化是根據(jù)空間需求與材料的力學(xué)、物理的機能需求，避免使用裝飾材料，以提高用材的效率。輕量化是藉選用材質(zhì)較輕、較經(jīng)濟，甚至性能不佳的材料構(gòu)件來減輕整體建筑物的重量，即可減輕基礎(chǔ)荷載而減小基礎(chǔ)規(guī)模，來達到節(jié)省用料的目的。形狀單純化旨在避免多角、凹凸等不規(guī)則多變的造型，應(yīng)盡量采對稱、幾何化、均勻與秩序的形式，如此可減化制造過程，減少制造所需的開模與輔助器材用料。構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化可藉由部品化與規(guī)格化的方式進行工業(yè)化生產(chǎn)。除了可有效減少構(gòu)件的種類，以減少模板等輔助建材及開模的耗材，還可提升性能質(zhì)量，增加構(gòu)材使用壽命，以及有利于日后維修換新。

3.2 節(jié)省資源用料計劃

節(jié)省資源用料計劃是以不用或少用稀有材、原生材、制程復(fù)雜且耗材耗能較高的材料，以及二次裝修材、包裝材等方式，避免或減少原生資源進入建筑用材體系的計劃。所謂稀有材料泛指在地球上存量不多而供給有其限制性的材料。制程復(fù)雜且耗材耗能較高是指須經(jīng)繁復(fù)化學(xué)、物理等處理程序而大量耗用資源與能量的材料。而少用原生材則是以自然生長、二手或循環(huán)再生的材料構(gòu)筑建物，達減少擷取自然資源的目的。少用二次裝修材是期望用最少的材料種類與數(shù)量來滿足使用需求，避免因裝飾或不當(dāng)?shù)臉?gòu)法計劃而施以二次裝修，增加不必要的資材用量，目的仍是為了節(jié)省資源，降低二氧化碳產(chǎn)生。例如：外墻構(gòu)法為，內(nèi)層用混凝土砌塊作為蓄熱體，中間是300mm的空腔填充礦棉保溫層，則外表面處理可以非常靈活，可用本地的磚，或是經(jīng)FSC認證的橡木墻面版等低耗能、低污染的材料。減少包裝材料亦可透過Reduce、Reuse與Recycle，3R概念加以實踐。Reduce：構(gòu)材可以無包裝，或是用最少包裝以及少用甚至不用原生材，與有毒害的包裝材料，即符合運送、裝載與保護的基本要求。Reuse：包裝材料本身應(yīng)能多用途或多次使用。Recycle：包裝材料的回收循環(huán)機制應(yīng)該健全完善，生物循環(huán)與工業(yè)循環(huán)材料應(yīng)清楚分開處理，而工業(yè)循環(huán)者應(yīng)能維持既有效能不斷循環(huán)再用。

3.3 節(jié)省營建用料計劃

節(jié)省營建用料計劃是指完整嚴(yán)謹?shù)臓I建計劃來提升建物于施工、組裝及拆卸時的效率。而此營建計劃主要包含如省料構(gòu)法、省料工法與完善得工地物料管理等。省料構(gòu)法是以最經(jīng)濟的材料數(shù)量的構(gòu)法來達成構(gòu)造性能的需求，并應(yīng)兼顧工法的可行性。省料工法是指透過如預(yù)鑄、半預(yù)鑄、系統(tǒng)模版、鋼筋預(yù)綁與積層工法等自動化工法完成構(gòu)法計劃的施工方式，如此可節(jié)省假設(shè)工程的輔助材料的使用量，并促使施工時間縮短，提高營建效率，減輕噪音、震動、粉塵的公害。例如：在案例BedZED中，采用預(yù)制鋼筋混凝土樓板，除了安裝快速，可縮短工期外，與場鑄樓版相比，預(yù)鑄與預(yù)力混凝土樓板所造成的環(huán)境影響較低。

4 結(jié)語

建筑低碳設(shè)計中以簡單化設(shè)計、節(jié)省資源用料、節(jié)省營建用料計劃、采用減碳材料與構(gòu)法4種策略，盡可能減少資源材料進入使用循環(huán)體系來達到減少資材用量，與采用低碳、固碳的材料構(gòu)法來達到減少二氧化碳排放的目的。因為設(shè)計規(guī)劃階段的決策對減少資材用量的影響最劇，因此，建筑生命周期每一階段的省料計劃的效果，愈早期者愈較晚期者有效，即簡單化的設(shè)計策略會比后者有更顯著影響。

參考文獻

[1] 夏冰，陳易.關(guān)于低碳建筑設(shè)計方法的比較研究[J].建筑節(jié)能，2014（9）：60-67.

[2] 劉睿.綠色建筑管理[M].中國電力出版社，2013.

[3] 蔡博峰.低碳城市規(guī)劃[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2011.