綠色魔法學校|減碳典範 看見台灣軟實力|華視新聞雜誌

台北市 / 徐敏娟 採訪/撰稿 鄭至惟 張書堯 攝影/剪輯

您知道現在除了綠建築,還有低碳節能建築嗎?台南成功大學,有一棟號稱「綠色魔法學校」的「孫運璿綠建築研究大樓」,它被聯合國氣候變遷委員會,列為全球七大指標性低碳綠建築。而且每坪造價只有8.7萬元,整棟大樓採用了13種綠建築設計,可以達成節能65%的世界頂級水準。像是一座可以容納300人的國際會議廳,冬季四個月可以都不開空調。從設計到完工,總共動員了成功大學三位教授,和12位博碩士生,全球建築界典範,帶您一探究竟。

走進成功大學校園,這棟紅色梁柱的建築很醒目,就連入口設計也採用鮮紅色調,很符合台南即使在春天,也有高達30度的豔陽高照,但在這棟建築裡,不需要空調冷氣。

成功大學建築系教授林憲德說:「這邊有一個像烤披薩的窯洞,這個窯洞後面亮的地方,上面是接一個煙囪,因為煙囪上面太陽加熱,所以它會讓熱氣往上升,引導外面的空氣對流上去。因此我們這一間的博物館,全年沒有空調,外面即使30幾度,我們這邊都會感覺特別涼。」

這裡是成大綠色魔法學校裡的,亞熱帶綠建築博物館。林憲德說:「我們這一棟,應該是百分之百全部使用綠色建材。綠色建材包括地板、裝飾都是我們學校的廢棄物。拿來這邊當輪船海灘的的裝飾。」

飲料瓶罐、廢棄的電腦主機,甚至還有摺疊手機,通通從用不到的垃圾,搖身一變,成了最佳裝飾品,因為這裡是全台灣第一棟,零碳節能綠建築。林憲德說:「這一棟綠色魔法學校,是號稱全世界最節能的辦公建築。台達電子鄭崇華董事長,他為了打造綠建築教育的示範基地,捐了一億給成功大學,成功大學為了配合這個案子,也撥出六千萬,一共一億六千萬。」

2011年綠色魔法學校,花了上億資金,投入多位博士、碩士人力,兩年設計一年打造、落成。成本換算下來,每坪價格只要8.7萬,是很親民的平價建築。林憲德說:「方法很簡單,我們沒有用很昂貴、很高科技的技術。我們用平價的就可以達到減碳37%、節能65%,但是價格跟一般的建築物完全一樣。再透過建築手法,用煙囪自然通風遮陽,不花昂貴代價就可以節能的方法,我們共有13種技術,逐步節能共65%。」

到底有多節能,根據成大建築系教授提供的數據顯示,各國辦公建築耗電量比較,英國每平方米的耗電度數最高404度、其次美國390度、香港第三304度,曼谷和新加坡也都用電超過200度,就連台灣也耗電125度。但在綠色魔法學校僅僅耗電43度,再加上學校造林,達到零碳成效。甚至10年過去,能耗還能減少,目前每平方米耗電量,降到只有30度。

林憲德說:「這個崇華廳,是綠色魔法學校最值得驕傲的設計,我們這一棟大概有四到五個月,不用開空調。它的原理是利用自然通風,演講台下面,有三個大開口連結到戶外,新鮮空氣就是從外面,這樣被引進來。而坐滿觀眾有很多熱量,所以熱空氣往上升,整個風流會經過觀眾身上,後面有一個大煙囪,大煙囪就會把熱量排掉,這個原理就像以前的大灶。不開空調,我們一年大概節省空調耗電量37%。」

我們實際拿面紙,在通風口測試,真的感受有風吹拂。林憲德說:「風速差不多每分鐘0.3米到0.5米,風不能太強,太強紙張會飛起來,所以是隱隱約約感到微風。上面的通風塔差不多十公尺高,它面對南邊接受太陽照射,整個通風塔會被加熱,熱空氣往上升就會把氣流吸進來,它是一個沒有動力的抽風機。而裡面全部漆成黑色的,讓它可以吸收大量的熱量,加熱快一點,天氣越熱它抽風越快。」

大灶原理,在崇華廳發揮地淋漓盡致,熱空氣往上升帶動冷空氣進入室內,流動的空氣形成自然空調。地毯也是廢棄塑膠,重製後的環保材質,即使聽眾來來去去,想去除霉味和異味,這裡不用耗電的除溼機和除臭機。林憲德說:「我們後面還有一層放了備長炭,這個崇華廳運營了10年,我們進來完全沒有味道,就是靠備長炭。房間在我們人多的時候,它吸高濕的東西,人走的時候它就放溼,所以調節溫度、溼度,還有減少臭氣。」

從各個地方減少耗能,一棟建築除了空調,燈光照明也是另一個耗電主因。林憲德說:「我們用大功率的複金屬燈,在兩邊用二次反射,每一個角落都一樣沒有瑕疵,照度都很均勻,減少30%的功率,所以就節能30%。」

記者徐敏娟說:「為了能反射燈光的天花板設計,也讓這間可以容納三百人的會議室,有了絕佳的音場,即使不用麥克風在這邊說話,就連最後一排的聽眾,也能聽得一清二楚。」這樣的概念設計,是來自要打造音樂廳的高水準音場。

林憲德說:「最被稱頌的就是音響,天花板沒有平面都是折板,我們的回音非常的好,我們的餘響時間是0.47秒。造成回音最嚴重的事情,就是平行板面,我們沒有垂直平行的面,都是曲折變化的面,在這裡面可以不用麥克風。困難的地方,是把藝術表現、音響、照明、科技跟美學東西弄在一起。」

零碳建築的核心,節能之外,也要能產能以及儲能。林憲德說:「太陽光電板下面有一個軸心,自然界最高明的,是植物的葉面光合作用,所以我們做成葉子的狀態,軸心是讓這個葉面的太陽光電板,可以調整角度,面對太陽在夏天是水平的,冬天會往南傾斜。而發電直接並聯到大樓電路,發的電馬上使用。」

徐敏娟說:「設計團隊為了營造船的意象,特別把電影鐵達尼號的場景,融入在這個建築的外觀裡頭。另外他們也找來日本商船的方向舵,透過轉動,就能夠控制太陽能光電板的方向。」林憲德說:「整個是用船的意象來設計的,將來這個諾亞方舟,可以拯救我們人類免於滅亡。」

在綠色魔法學校裡,隨處可以看到航行在湛藍大海的船的身影,而且匯集成海的雨水,對人類生存也至關重要,因此建築巧思,還有這一項。徐敏娟說:「三層樓高的雨撲滿,利用漏斗的造型蒐集天然的雨水,而且不需要任何動能,直接利用天然的水壓,就能夠開水澆花。」

直接就地取材,利用樓梯原本的結構,改良成超大蓄水塔,儲水再利用實現循環永續。綠色魔法學校,在2022年4月登上聯合國氣候變遷報告,並列全球七大指標性低碳綠建築。

促成魔法學校的背後推手,台達電仍然持續推動綠建築。新聞片段(2016.10.14)說:「2009年8月8日,莫拉克風災重創南台灣,鄰近「小林村」的那瑪夏地區多處受創,當時座落在楠梓仙溪畔旁的民權國小被沖毀,校舍淹沒在滾滾土石泥流中。」於是企業捐贈校舍,幫助重建國小校園。

不只使用台灣原生杉木打造,每棟建築,更可以減少50%以上的能耗。台達電子文教基金會副執行長張楊乾說:「這棟學校當初落成的時候,它預計可以節能70%,我們再加了一些設備後,讓它在2015年到2017年,連續三年達到近零能耗。通風隔熱的方式,讓本身使用的能源就可以降低,再加上一點點的再生能源跟儲能的設備,我想那瑪夏是滿好的案例。」

不只讓綠建築融入校園,也從自身廠房做起。張楊乾說:「現在我們看到的模型,是台達第一座朝向近零能耗設計的工廠,它位在美國的加州。」因為全球都正面臨能耗過多,造成的氣候變遷問題。

張楊乾說:「國家的目標,是要跟上世界的科學家。告訴我們2050年,基本已經是要零排碳,如果不快速減下來的話,全球的溫度會升溫超過1.5度C。其實速度很快,在2027年之前,其實就有機會讓下一代,沒辦法在這個星球上生存下去。」

在所有高耗能產業中,包括運輸、工業製造、環境、農業和住商建築等六大項目中,建築耗能,遠超乎想像。國際氣候發展智庫執行長趙恭岳說:「住商跟建築所占的耗能,大概33%到37%,僅次於工業的部門。目前建築的耗能,主要來自於兩個部分,第一個是冷凍空調,第二個燈光。」

能源消耗和環境息息相關,因為冷了會想開暖氣,熱就需要冷氣,太暗需要光源,這些行為全都在使用能源。趙恭岳說:「我們在能源的使用上,其實是跟環境有關的。我們把過去台灣的氣候資料,轉化成8,760小時的標準氣候年,能夠讓所有的建築師,依照不同的氣象參數資料,來做最精準化的設計,甚至更進一步跟他的客戶討論。」

既然有了大量數據資料,實際應用在建築上呢?趙恭岳說:「建築能耗的使用,事實上在營運端,包括基隆海科館、新北市樹林藝文大樓,我們都做了一連串的實驗,我們透過智慧調控預報,去做冷凍空調智慧的調控。新北的藝文大樓,它在過去的節能階段,其實既舒適又節能,同時可以達到10%左右能耗的降低。最近聯合國的氣候變遷的小組,發表一個報告,裡面有新的概念叫做「豐足」,概念是我不是不用,而是我去使用適當的資源就好。」

2050年,內政部將推動淨零排放政策。計畫要把百分之百的新建築達到零碳建築,再生能源打造七成零碳電力,面對勢不可擋的綠色革命,需要的是更多,節能零碳的綠色奇蹟。

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