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建築產業碳排佔總碳排三分之一?建築物減碳,要從設計端開始做起!

112/06/30 瀏覽次數 2981
圖一: 7 月 1 日為「世界建築日」用以促進建築事業的共同進步,而就在科技、技術與材料皆進步的現今會如何帶動永續建築的發展呢?(影像來源:shutterstock)

圖一: 7 月 1 日為「世界建築日」用以促進建築事業的共同進步,而就在科技、技術與材料皆進步的現今會如何帶動永續建築的發展呢?(影像來源:shutterstock)

1985 年 6 月,國際建築師協會在舊金山召開了第 63 屆理事會,並通過決議,明定每年的 7 月 1 日為「世界建築日」,用以促進建築事業的共同進步。將近 40 年後,當我們即將再度迎來「世界建築日」的到來,究竟哪些關乎建築的議題,是人類未來共同的命題?

建築物的減碳,要由設計做起

國立成功大學建築學系教授蔡耀賢表示,自 2017 年以來,世界建築師協會便將氣候行動視為重要指標。建築體取之於土地、立基於土地,因此營造永續與環境永續之間存在著密不可分的關係。

根據聯合國環境規劃署的估計,建築產業是一種高度污染的產業,消耗地球能源的 40 %,為數驚人,營造產業可以說是各國淨零碳排政策中,首要其衝的重點產業之一。而在營建業 40% 的碳排中,其中近四分之一來自於建築物在建材使用、施工與廢棄等期間所產生的碳排,而近四分之三則是人們居住於建物中所產生的碳排,而建築師針對以上兩種碳排形式,亦有相對應的解決方案。

「我要傳遞一個相當重要的觀念,就是減碳要由『設計』做起」,蔡耀賢教授指出,居住者的節能行為是一回事,然而現今在營建產業中更需要重視的是從設計源頭來進行減碳。一棟建築物在建造期間的碳排高低,應在動工之前便加以計算,才能從建造開始便落實減碳工作,而非等到完工後再來思索如何透過節能設備來降低碳排量。

「目前有相當多新興科技,可以協助建築師在設計建物時,便能準確估算未來在建造、使用期間會耗用多少能源」,談及建築行業裡的新興科技,蔡耀賢相當自豪地表示,當代建築師幾乎都使用電腦繪圖,透過軟體建構目標建物的立體模型,能清楚地將牆面、柱體、樓梯、屋頂等模型繪製出來,因此很快就能透過設計計算出該棟建築物的碳足跡。「同樣的,每修改一處設計,系統也能馬上告訴建築師,該調整究竟會增加還是減少碳排量」,以該技術為基礎,建築師便可以更容易地從設計源頭為建築物的碳足跡進行把關。

綠色建築的核心:掌握能源與材料

然而,系統是基於哪些參數得以計算建築物在建造過程中所可能產生的碳排量呢?蔡耀賢回應,要想控制建築物製造與使用過程中所產生的碳排量,便得掌握「能源」與「材料」兩大關鍵要素。能源來自於居民、用戶的水、電、瓦斯等每日耗能;而材料則是蓋房子所需的建材,包含生產、運輸、施工、拆除過程所產生的碳排。

從「能源」面來看,除了建築要方位適當、做好遮陽與通風設計之外,當前有相當多科技能夠輔助建築進行節能。例如在建築物裡頭安裝「建築能源管理系統」用以監控建物的日常使用能源,包含該建物屋頂太陽能板的發電效率、地下室儲能槽的現存狀況、中央空調的運轉效率等,在監控之餘亦可透過其智能系統發揮調節的功能,使整棟建築物的能源配置更具效率,減少不必要的浪費。

除此之外,透過使用「結合再生能源的建材」亦可以增加建築物的能源產出,例如,將透明太陽能板與玻璃結合,讓窗戶本身亦能發電;或者如歐洲案例,將建築物的外牆以雙層的方式製成「水族箱」,在裡頭飼養綠藻以吸收二氧化碳,並且可助該建築遮蔽過多的太陽能及輻射,達到減碳的效果。

而在「建材」方面,蔡耀賢分享,目前在建築上最常使用的建材莫過於「鋼鐵」及「混凝土」,然而兩種建材的碳足跡都相當驚人。因此,在瑞典有一種利用氯氫取代煤炭的煉鋼方式,大大地降低了鋼鐵材料的碳足跡,使這種「乾淨鋼材」深受關注永續建築的建造商親睞。

另一方面,蔡耀賢也指出,水泥作為「混凝土」的重要成分,亦為另一種高碳排且破壞地球環境的材料,為了降低建築業使用高碳排水泥所謂地球造成的負擔,業界也開始研發其他材料代替水泥,「目前已經有一種叫做『零水泥混凝土』的材料出現,它可以完全不添加水泥,就達到原本混泥土應有的黏性與強度,並且是由產業廢棄物所組成的材料,相當具有永續的價值。」

科技、技術與材料的進步,帶動永續建築的發展

從「設計」到「建造」;再從「原料」到「能源」,建築業的永續是環環相扣的旅程,每一個環節都攸關這幢建物是否能對土地更加友善,是否能降低環境的負擔,蔡耀賢表示,建築師不能一味地要求居住者協助節能,而是要從設計端開始思考,例如:在設計建築物開窗的方位時,是否能避免於西曬側開大片窗景,降低室內溫度,減少對空調的依賴。

談及建築產業的未來,蔡耀賢憂心之餘也充滿希望,他認為,聯合國永續發展指標以及跨國企業對於 ESG 的重視,都使身處供應鏈重要位置的臺灣企業不得不付出更多的社會責任,驅使企業開始承擔環境成本,而建築業也無可避免地將迎著此趨勢,逐步地調整與改革。

「我想,建築設計上可以做到更低耗能,材料的選用可以更關注低碳的需求,產業的淨零發展才會更順利」,蔡耀賢指出,建築業是與土地最為息息相關的產業,產業如何透過科技、技術、材料各方各面的進步,更努力地去實踐永續的建築,處理空屋、水污染等問題,都將是建築師未來重要的職責,亦是應從教育端便開始著手的重要目標。

資料來源

●  採訪國立成功大學建築學系蔡耀賢教授

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