建構循環永續綠建築創新科技發展策略

文／蔣本基（國立臺灣大學碳循環永續技術與評估研究中心／國立臺灣大學環境工程學研究所）、羅時麒（內政部建築研究所）、黃國倉（國立臺灣大學生物環境系統工程學系）
 

摘要
 

「永續發展」係人類與自然平衡發展之願景，推廣綠建築理念為實踐永續發展之關鍵策略，近年來發展創新綠建築之環境科技是已成為前瞻性議題。本文彙整綠建築創新技術理論，分析當前臺灣綠建築創新技術的執行障礙與挑戰，並提出循環永續綠建築創新環境科技的發展策略，為建築綠化、永續發展道路進行理論和實踐方面的論述。並可為循環永續綠建築發展方向提供相關參考依據，對於促進永續循環綠建築發展方向具有實質意義。
關鍵字：循環永續，綠建築創新技術，障礙與挑戰，發展策略
 

1. 前言
 

綠建築的觀念始於1960年代意裔建築師 Paolo Soleri[1]所提出生態建築之觀念，首先出現於1976年聯合國於溫哥華所舉行關於人類聚落特性研究之研討會，其結論稱為Habitat I。直到1980年代末，「永續發展」成為全球的行動綱領[2-4]，同時，生態學、社會學等學科向建築學領域的擴展，出現了「綠建築」的概念[5-8]，並作為建築學在永續發展方面的重大突破[9-11]。
目前國際典型的綠建築評估體系包括英國「建築環境評估法(BREEAM)」[12, 13]、美國「能源環境設計領導(LEED)」[7, 14, 15]、加拿大「綠建築工具(BG Tools)」。臺灣綠建築以亞熱帶高溫高濕氣候特性，掌握綠建築對生態(Ecology)、節能(Energy Saving)、減廢(Waste Reduction)、健康(Health)需求，訂定臺灣臺灣綠建築(EEWH)評估系統及標章制度[17-19]，並自1999年9月開始實施，將綠建築相關評估審核作業進行法制化，以利提升國內推廣綠建築發展深度。本文透過沿溪綠建築理論與實施方法，分析當前臺灣綠建築創新技術的執行障礙與挑戰，並提出循環永續綠建築創新環境科技的發展策略，可作為未來政府部門進行決策之參考依據。
 

2. 理論與技術
 

2.1 結合自然生態 (Ecology)
（1）建築植披系統
植物是建築最具生命力的系統，不僅具備美觀和裝飾作用，而且具有重要生態調節作用，綠屋頂被視為擴展都市綠覆面積最有效率的途徑。綠屋頂設計，，可達到綠化、美化、維持生物多樣性以及建築降溫等效益。除此之外，綠屋頂創新技術可將植被土壤中安裝電極裝置，達成產電的效益[20-23]。
（2）生態水資源系統
水環境是綠建築的重要組成部分，「水環境系統(water environmental system)」是指滿足建築用水水量、水質要求的前提下，將水景觀、水資源綜合利用技術等集成一體的水環境系統。雨水花園是一種生態可持續的雨洪控制與雨水利用設施[24, 25]，可具有防洪與去除污染物之作用。透水鋪面即是指使雨水通過人工鋪築多孔性鋪面，直接滲入路基，達到補充地下水之公用[26, 27]，避免因過度開採地下水而引起地層下陷[28]。此外，透水鋪面的孔隙率較大，具有抗噪音[29]以及吸附污染物之作用[30]。
2.2綠建築之節能減碳(Energy Saving)
（1）低耗能
國外被動式設計建築和近零能耗建築的工程實務經驗，使用保溫隔熱性能，較高氣密性能之建築外殼結構，高效熱回收技術，降低能源消耗並提供舒適室內環境。常見低能耗技術包括：1)採用高熱惰性之複合牆體結構，提高建築外殼構造之蓄熱性能。2)採用高效全熱交換器系統，回收利用空調排風中的能量降低冷房需求。3)選用低能耗建築光源，同時配備智慧化照明控制系統，採區域照明，降低照明能耗。
（2）再生能源
充分利用建築基地之自然資源條件，建立再生能源系統，例如：太陽能、風能、地熱能、生物質能以及熱泵儲熱等先進技術[31]。再生能源使用不應造成對環境和原生態系統的破壞以及對自然資源的污染，於建築頂端安裝太陽能電池或風力發電系統，可提升建築物的能源節約以及減少二氧化碳排放[32]。
2.3 綠建築之循環減廢 (Waste Reduction)
（1）綠色建材
綠建材係從健康、生態、再生和高性能等角度進行研究開發與推廣[33]，製造過程使用最少的能源，並減少廢棄物的產生量；避免產生有毒有害污染物；延長建築物生命週期與回收建材再利用，是綠建築永續發展的重要議題[11, 34]。目前創新綠建材技術例如：熱導電聚合物奈米複合材料[35]；有機無機混成奈米材料技術[36]；木質素發泡與混合分散技術；木造房屋設計技術[37]。
（2）建築廢棄物循環資源化技術
建築廢棄物之循環再利用，首先需要建築師在建築設計中利用建築廢棄物作為設計理念，以達到廢棄物減量與循環再利用之成效。國內外相關廢資材回收再利用技術包括：廢棄物回收箱；多重廢棄物回收滑槽；廢棄食材堆肥應用。
（3）水資源回收技術
「開源、節流」是綠建築水系統規劃的兩個方面。其中，水資源的「開源」具有很大的潛力，可以採取的措施主要是對非傳統水源的利用，包括再生水、雨水、海水等。主要技術包括：建築中水再利用[38, 39]；雨水收集與利用系統[40-42]以及針對雨水調節與儲存兼顧之建築蓄洪[43-45]。
2.4 綠建築之室內環境(Health)
居住者的健康與安全亦為綠建築重要的評量指標之一，除健康的飲水和安全的食品之外，室內環境品質亦為支持人體健康的重要因數。廣義室內環境品質包含空氣、聲音、光源以及溫度等，環境品質又與通風環境、室內光環境、室內音環境以及室內裝飾建材有關。
（1）室內通風與空調設計
自然通風是一種具有很大潛力的通風方式，具有節能、改善室內熱舒適性與提高室內空氣品質等優點，常用的技術包括：雙層維護結構技術，於冬季有利於建築的保溫採暖，夏季則可達到降溫的目的；光電動力通風窗係指將光電發電技術、動力通風器、智慧控制系統整合而成的通風裝置，適合應用於住宅建築物[48]；太陽能煙囪為利用太陽輻射作為動力，為空氣流動提供浮升力，將熱能轉化為動能[49, 50]，同樣可達到自然通風的效果。
（2）室內採光設計
自然採光可減少人工照明系統的用電量，然而過度之自然採光，同時亦會增加夏季室內熱取得而造成空調冷房負荷的增加。因此，如何引進晝光利用並兼顧空調節能之創新技術是自然採光利用之重要考慮。另一方面，由於減少使用人工照明系統的熱量，空調系統的負荷也相應降低。此外，降低光污染設計方式主要以大量外牆玻璃或室外有泛光照明之建築，如採用適當的玻璃外窗、採用適當的玻璃外窗、選擇適當的裝飾材料以及窗戶最適化設計為主。
（3）室內音環境
室內噪音控制技術主要包括：改良雜訊源產生之機械設備，提高工程精密度、減少衝擊與摩擦等；採取吸音、隔音、減少震動或安裝消音器等技術對於高壓與高流速流體，通過減少管內與管口障礙物，降低出流速度噪音及噪音輻射。此外，室內房間應配合當地雜訊源進行合理設計，例如：辦公區域應遠離配電房及空調機房或辦公室或寢室應遠離交通要道。
 

3. 綠建築創新技術執行障礙與挑戰
 

目前國內綠建築技術發展、與相關法規指標建置近20年，然而對於綠建築環境技術研發與創新理念推廣過程中，仍然存在許多障礙和挑戰。據此，本文將從五大層面研析綠建築創新技術執行障礙與挑戰，包括：組織面、法規面、技術面、財務面及社會面。
表1 國內綠建築創新技術執行障礙與挑戰
 

4. 實施策略
 

針對上述綠建築創新技術執行障礙與挑戰，從政策法規、經濟誘因、技術研發、評量體系、國際合作等五大面向，提出下列實施策略：
4.1    構建循環永續綠建築發展藍圖，實踐低碳循環經濟
首先政府應規劃設置專責管理單位，針對綠建築創新技術透過政策法規與相關配套的落實，完善綠建築創新環境科技相關發展方針，建構綠建築技術發展地圖與架構；並進一步研擬循環永續綠建築能資源化綠色供應鏈模式，提出最適化綠建築發展方案；應強化中央及地方政府合作機制，建立區域亮點專案示範計畫，推廣創新技術應用。
4.2    完善經濟誘因政策工具，健全綠建築市場運作機制
促進綠建築的發展，完善國家綠建築建材市場價格調節運作機制，訂定國家綠建築的標準規範；制定針對消費者的經濟激勵措施，提供優惠貸款及獎勵措施；發展永續綠建築資材再生或高質材料建材化利用產業，對優先使用綠色建材、生態工法與節能減碳設備，符合當地風土意象之建築景觀給予獎勵；規範碳權交易，並建構完善碳交易平臺，對實現綠建築所獲得之減碳量，提供實質交易機會。
4.3    研發綠建築創新技術，提升能資源利用效能
綠建築的技術策略應因地制宜，選擇和創造適宜本土的綠建築技術；綠建築技術體系宜兼顧城市整體和建築單體，並予以組織模式、模組化、系統化及整體化，達到最佳環境與經濟效益；通過產學合作模式研發出的新技術和新產品，並透過4E技術評估及驗證後再予以推廣使用，可提高資材再生或高質材料建材化利用率以及提升能源使用效率。
4.4    建置綠建築技術評估方法，完善現行綠建築評量體系
發展綠建築涉及社會經濟的方面，不僅要加快創新技術的研發速率，更要著重於完善評估體系。從工程、經濟、環境及能源均衡角度，綜合考慮各類技術及商業化風險、環境衝擊、永續性、及經濟及法規可行性等要素，建置綠建築創新環境科技評量方法；建立相關應用技術資訊庫，估算各種技術操作成本，建立生命週期評估，量化各類再利用技術之環境效益，進行成本效益分析，完善永續綠建築創新技術指標體系。
4.5    建立國際合作交流機制，建置綠建築技術交流平臺
綠建築產學技術交流平臺將有助於掌握國內外綠建築發展的最新成果、發展趨勢和成功案例，進而推動我國綠建築產業的發展。並結合建築、機械土木、水利及環境工程等跨領域專業，加強與公衛及能資源經濟專家的合作，便於行能源、經濟、環境及工程面之4E技術評估；建立國際夥伴關係與合作機制，將有助於深耕成功經驗並朝向商業化發展模式。
 

5. 結論與建議
 

西元2015年9月，聯合國正式宣佈了聯合國永續發展目標（Sustainable Development Goals, SDGs），涵蓋17個永續發展目標，以及169個子目標，其內容可以歸結為五大類，即人、地球、繁榮、和平與合作夥伴，旨在結束全球貧困、構建健康生活之願景。據此，提出循環永續綠建築創新環境科技發展策略：
（1）構建循環永續綠建築發展藍圖，實踐低碳循環經濟。
（2）完善經濟誘因政策工具，健全綠建築市場運作機制。
（3）研發永續綠建築創新技術，提升能資源利用效能。
（4）建置綠建築技術評量方法，完善現行綠建築評量體系。
（5）建立國際合作交流機制，建置綠建築技術交流平臺。
 

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