可持續建築物 活動 1 介紹可持續建築物 活動 2 不要讓我受熱！ 活動 3 探究學校和家居的能源效益 活動 4 為甚麼要興建可持續建築物？ （點擊以上連結到相關部份）

活動1 介紹可持續建築物

你知道這些建築物的名字嗎？ 與普通建築物有甚麼不同？

香港科學園 香港大學嘉道理生物科學大樓 這些都是香港有名的可持續建物 ／綠色建築。 北京道一號

「可持續建築物」一詞源自「可持續發展」 1987年，挪威前首相布倫特蘭博士（現任世界衛生組織幹事）發表了名為「我們的共同未來」的布倫特蘭報告，當中為「可持續發展」下了具標誌性的定義： 「既能滿足現世代的需要，亦不損及未來世代滿足他們的需要的發展。」 布倫特蘭博士是可持續發展專家，在國際間具領導地位。

討論時間 你明白布倫特蘭博士在1987年發表的演講的含意嗎？ 「可持續發展」的標誌性定義 根據以下三點，想一想可持續建築物需要的特色： 你在環境教育科學到的知識 常識

可持續建築物是 … 具能源效益 例如：減低排放二氧化碳和破壞臭氧層的氣體 不產生廢物，不產生污染 具高度彈性，可以輕易作出改變以適應長遠用途 易於操作和保養 保障業戶的健康 對我們的後代公平 建築物具備可持續設計，不會耗盡地球的天然資源 (回應布倫特蘭博士發表的可持續發展對世界的重要性) 能源效益是這套教材的主要題目

討論時間 建築物內有哪些能源用途？ 你提出的用途中，哪些耗用最大量能源？

住宅樓宇．．． 資料來源：機電工程署， 2005年 空氣調節耗用最大量能源

商業樓宇．．． 資料來源：機電工程署， 2005年 空氣調節耗用最大量能源

討論時間 空調系統雖然在炎熱的夏天為我們帶來舒適 的環境，但亦為我們帶來一些壞影響。 這些壞影響是什麼呢? 其實科技往往同時為人類帶來好處及壞處。 除了空調系統外，你能夠多舉一些例子嗎?

科技是一把雙刃的利劍 ! 科技對人類帶來的影響有利亦有弊。

怎樣節省用於空氣調節的能源？ 將於活動 2 – 「不要讓我受熱！」中探討 有關改善建築物能源表現的設計和措施，將於 活動 3 – 「探究學校和家居的能源效益」中探討 就著可持續建築物的議題，我們會在活動 4 – 「為甚麼要興建可持續建築物？」中討論科學、科技、社會和環境的關係

活動 2 不要讓我受熱！

輻射作用 對流作用 簡短溫習：熱是怎樣傳遞的？ 分子之間的振動能量傳遞 所有物體都會發放電磁輻射 溫度較高的物體發出波長較短的輻射 傳導作用 分子之間的振動能量傳遞 振動減少 溫度下降 輻射作用 所有物體都會發放電磁輻射 溫度較高的物體發出波長較短的輻射 Teaching notes: (More points for conduction) Why do some materials conduct heat faster? When a conductor is heated at one end, in addition to the collisions among atoms (or molecules), The free electrons also gain a high speed and collide with the neighboring atoms. The more frequent collisions lead to a faster conduction of heat to the colder end. The rate at which a material conducts heat depends on the density of free electrons. A good conductor has plenty of free electrons per unit volume. A poor conductor has nearly none. 對流作用 因液體或氣體（流體）密度不同而形成的對流引致熱力傳遞

根據活動1，空氣調節耗用大量能量，因為建 築物內的空間因受陽光照射而加熱。 我們將會研究不同類型的建築物料怎樣有助減 低室內增加熱量。

建築物料 建築物料通常可分成兩種：玻璃和非玻璃。 玻璃 非玻璃

單層玻璃和雙層玻璃 單層玻璃：一塊玻璃 雙層玻璃：兩塊玻璃中間夾著一層空氣 空氣層 單層玻璃 雙層玻璃

示範：單層和雙層玻璃， 哪種的導熱性能較佳？ 示範：單層和雙層玻璃， 哪種的導熱性能較佳？ 老師會播出一段示範片段，顯示哪種玻璃的導熱能力較佳。 裝置如下圖示： 溫度感應器與單層玻璃和雙層玻璃的上表面相接 單層玻璃 (厚20mm) 雙層玻璃 (厚20mm) 溫度感應器 數據收集器和電腦 熱水浴

按下面圖片以觀看示範

結果：單層玻璃上表面的溫度上升較雙層玻璃要快得多 結論：雙層玻璃有效地減慢因傳導作用而傳遞的熱 單層玻璃 (厚20mm) 雙層玻璃 (厚20mm) 結果：單層玻璃上表面的溫度上升較雙層玻璃要快得多 結論：雙層玻璃有效地減慢因傳導作用而傳遞的熱

設計實驗 目標：找出單層玻璃和雙層玻璃哪個較有效地減低室內空間 吸收來至陽光的熱量。 材料：木板、溫度計或安置了溫度感應器的數據收集器、 單層玻璃、 雙層玻璃、 燈泡 在工作紙上寫下答案，繪出實驗裝置並加上適當的標記。

建議設計（熱箱法測定 ） 熱箱法測定裝置的簡圖 工作原理是怎樣？ 溫度計 (水銀) 測試物料 3 測試物料 2 測試物料 1 燈泡 (200W) 工作原理是怎樣？ 當200W的燈泡發亮時，熱箱四周的三種測試物料會升溫，三個溫度計或溫度感應器能探測溫度增幅。

量度 每次都測試三種物料。 三種物料的溫度可以使用其中一種方法量度： 數據收集器（具三個溫度感應器）或 水銀溫度計

記錄數據 要是利用溫度計作測量，在亮著燈泡後，應每隔三十秒量度每種物料的表面溫度。 每隔三十秒量度的溫度(oC) 時間（秒） 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 測試物料 1 測試物料 2 測試物料 3 要是利用數據收集器作測量，可利用三個溫度感應器的溫度增幅，繪出實時線圖。

找出單層玻璃和雙層玻璃哪個較有效地減低室內空間吸收來至陽光的熱量 “ ”代表熱流動的方向 溫度感應器 溫度感應器 燈泡 單層玻璃 (厚20mm) 雙層玻璃 (厚20mm) 注意: 所有溫度計或溫度感應器與測試物料的距離(大約數厘米) 要一致。 實驗中以燈泡模擬太陽。 溫度感應器可讀出房間內的溫度增幅。

哪種玻璃（單層玻璃或雙層玻璃）更有效地減慢房間內的熱力增長？ 結果：幾乎沒有改變！ 單層玻璃 (厚20mm) 雙層玻璃 (厚20mm)

答案：來自太陽的熱，超過95％經由輻射作用傳遞到 房間內，因為單層玻璃和雙層透光玻璃都不能 有效地阻隔太陽輻射。 結果：幾乎沒有分別！ 原因是甚麼？ 答案：來自太陽的熱，超過95％經由輻射作用傳遞到 房間內，因為單層玻璃和雙層透光玻璃都不能 有效地阻隔太陽輻射。 > 95% 輻射

阻隔輻射很重要！ 前面的探究結果顯示，要減少空氣調節機所耗用的 能量，必須減少由太陽經由輻射穿過玻璃傳遞到 室內的熱。 現在我們會研究兩種設有阻隔太陽輻射特性的玻璃。

測試物料阻隔輻射的能力 利用以下三種玻璃重覆熱箱法測定 。 1.透光玻璃 (厚6mm) 2.覆有隔熱紙的玻璃 (厚6mm) (玻璃上塗有金屬氧化物反射層)

結果… 這個結果符合我們的預測。 隔熱紙和低放射性玻璃都常用於建築物中阻隔太陽輻射。 透光玻璃 覆有隔熱紙的璃 (厚6mm) 低放射性玻璃 EXPAND the scale 這個結果符合我們的預測。 隔熱紙和低放射性玻璃都常用於建築物中阻隔太陽輻射。

建議進一步的探究：透光度 同樣使用熱箱法測定 ，只要利用光度感應器來 取代溫度感應器，便可以測試玻璃的透光度。 光度感應器 燈泡 玻璃 Results? 光度感應器 燈泡 玻璃

測試非玻璃物料 利用下列三種非玻璃物料重覆熱箱法測定 ： 1.高密度聚苯乙烯板 (厚6mm) 2.瓷磚 (厚6mm) 3.木板 (厚6mm) (用於屋頂作隔熱層) 2.瓷磚 (厚6mm) (用於廚房或浴室的牆壁隔溫層及大廈外牆) 3.木板 (厚6mm) (用於外國建築物作牆壁)

哪種物料能較有效地減慢房間吸收熱力？ 結果：三種物料的溫度的上升速度都非常緩慢， 聚苯乙烯板的升溫速度較其餘兩種物料略快。 高密度聚苯乙烯板 (厚6mm) EXPAND the scale 木板 (厚6mm) 瓷磚 (厚6mm)

結果： 溫度只非常緩慢地上升。 聚苯乙烯板的升溫速度略快。 原因是甚麼？ 答案： 由於測試的物料完全阻隔或只容許少量太陽輻射通過，所以輻射不 能有效地到達物料的另一方，所以溫度只能緩緩上升。 聚苯乙烯能容許少量太陽輻射通過，所以升溫速度較其他兩種稍快。 來自太陽的熱怎樣穿過不透光的物料進入室內？

3.熱經由對流作用由牆的表面擴散到室內空間。 整個過程稱為複合傳熱。 熱怎樣從太陽傳遞到建築物內？ 1.陽光經由輻射作用照到外牆。 2.熱透過傳導作用從牆外側傳遞到牆內側。 3.熱經由對流作用由牆的表面擴散到室內空間。 整個過程稱為複合傳熱。 輻射作用 對流作用 傳導作用

- 防火玻璃 特別的建築物料 多種不同的特製建築材料和玻璃可以切合建築物的不同需要。 - 防火玻璃 多種不同的特製建築材料和玻璃可以切合建築物的不同需要。 防火玻璃：其中一種常用來確保安全的玻璃。你能想出這種玻璃需要有甚麼特性才可以達到「防火」的特質嗎？ 閱讀工作紙上附錄I的第二部份找出這種玻璃的特性。

活動 3 探究學校和家居的能源效益

除了小心選擇建築物料外，在設計和運作上 有甚麼方法可以節省建築物的能源？ 在學校和住所的建築物中，你能找到這些方法嗎？ 設計探究來找找吧!

活動 4 為甚麼要興建可持續建築物？

進一步討論 為甚麼需要興建可持續建築物？ 有甚麼好處？ 有誰人受惠？ 就著可持續建築物的議題，你能指出科學、 科技、 社會和環境 (STSE)四者的相互關嗎？