建筑低碳設計研究

包新

摘 要：建筑體于建造規劃初首先應思考如何減少使用新的建筑資材構件，例如：減少建造規模與減少構造重量等方向。經過審慎減用評估后而必須使用的建材、構件則應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。當建材、構件已達使用年限必須拆卸更新，就應該要考慮到它們回收再生的循環性能。如此應能于建筑生命周期完整達到節約資材使用，進而促成低碳的目標。其最終目的皆是為節約資源的使用，減少二氧化碳排放量。

關鍵詞：建筑 生命 周期 低碳 設計

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

低碳建筑的設計策略可自信息制度、材料構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防，期望開始就往有益的方向前進。而材料構法是最直接，也是最實際影響低碳建筑成效的關鍵[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生的污染物，雖不是溫室氣體，但其對環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。因此，低碳建筑策略當然應避免采用高環境傷害的有毒材料與技術。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 應用信息與評估工具

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

應用信息與評估工具可操作的方法有促使構材透明化、應用評估軟體、采納標章驗證機制、制定履約保證與善用信息交換平臺等。構材履歷透明化是希望生產構材的廠商應提供產品所含的成分，所消耗的能源所轉化的二氧化碳，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，還可將這些數據輸入各類特定的環境性能評估軟件，加以應用，以得到更精確的建議。

現有各國的綠建筑或是建材方面的標章驗證機制，也是可以在建筑設計初期提供正確、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，再利用現有建筑構材。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，降低二氧化碳產生目地。從新鋼材和回收鋼材的生態指數的比較中可以看出，兩者的環境影響有著實質上的不同[2]。可見，盡管鋼材的循環再生比例很高，但它仍然極其耗能，因此應避免過多使用。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]中使用當地回收的鋼結構框架，或于拆除的建筑中直接回收利用，以創造可靈活運用的大垮度空間。而依既有建材可重用性的構成，可分成既有系統再使用、既有構件再使用與既有材料再使用3個層級。既有系統再使用此既有系統的范圍是大至建筑系統，小至構材系統。而所謂既有系統再使用是指在既存的建筑或是構件系統下，盡量不興建新的建物，與不使用新的構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、構材系統于現地或它處再利用，亦或就機能而言，可同用途或是不同用途的轉化再利用，皆屬既有系統再使用的范疇。

3 減少用量

3.1 簡單化設計

簡單化設計所要強調的是借著需求量最小化、合理化、輕量化、形狀單純化與標準化等方式設計構件，而得以最少用料達到最滿意的使用需求，與節省自然資源的目的。需求量最小化是以最嚴苛的標準去檢討使用需求的規模，來達到最精簡的使用需求的設計方案[3]。合理化是根據空間需求與材料的力學、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較輕、較經濟，甚至性能不佳的材料構件來減輕整體建筑物的重量，即可減輕基礎荷載而減小基礎規模，來達到節省用料的目的。形狀單純化旨在避免多角、凹凸等不規則多變的造型，應盡量采對稱、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。構件標準化可藉由部品化與規格化的方式進行工業化生產。除了可有效減少構件的種類，以減少模板等輔助建材及開模的耗材，還可提升性能質量，增加構材使用壽命，以及有利于日后維修換新。

3.2 節省資源用料計劃

節省資源用料計劃是以不用或少用稀有材、原生材、制程復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。制程復雜且耗材耗能較高是指須經繁復化學、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、二手或循環再生的材料構筑建物，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量來滿足使用需求，避免因裝飾或不當的構法計劃而施以二次裝修，增加不必要的資材用量，目的仍是為了節省資源，降低二氧化碳產生。例如：外墻構法為，內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：包裝材料本身應能多用途或多次使用。Recycle：包裝材料的回收循環機制應該健全完善，生物循環與工業循環材料應清楚分開處理，而工業循環者應能維持既有效能不斷循環再用。

3.3 節省營建用料計劃

節省營建用料計劃是指完整嚴謹的營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法、省料工法與完善得工地物料管理等。省料構法是以最經濟的材料數量的構法來達成構造性能的需求，并應兼顧工法的可行性。省料工法是指透過如預鑄、半預鑄、系統模版、鋼筋預綁與積層工法等自動化工法完成構法計劃的施工方式，如此可節省假設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，預鑄與預力混凝土樓板所造成的環境影響較低。

4 結語

建筑低碳設計中以簡單化設計、節省資源用料、節省營建用料計劃、采用減碳材料與構法4種策略，盡可能減少資源材料進入使用循環體系來達到減少資材用量，與采用低碳、固碳的材料構法來達到減少二氧化碳排放的目的。因為設計規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，即簡單化的設計策略會比后者有更顯著影響。

參考文獻

[1] 夏冰，陳易.關于低碳建筑設計方法的比較研究[J].建筑節能，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.低碳城市規劃[M].化學工業出版社，2011.