幸福建築學 授課教師:梁佳美 授課日期:2013.09.18.

一、何謂幸福建築 1.幸福建築的基本需求 確保住居與使用上的各項安全 不住最貴、卻使用機能最好的房子 綠建築創新技術與觀念的導入 照明適度、通風良好的建築 擁有好鄰居與生活環境的建築 交通便利、出入動線暢通的建築 擁有通用設計的建築 能考量有障礙與無障礙人士個別需求的建築 2.幸福建築要服務與照顧的對象 一般使用者 高齡使用者 有障礙使用者(包含視障、 聽障、身障)

二、綠色建築的觀念導入 1.綠色建築概念的源起 能源危機 1970年代有二次石油恐慌與能源危機，興起建築界 的節能設計運動，也引發了低能源建築(low energy architecture) 、誘導式太陽能住宅(passive solar house)、生態建築(eco-architecture) 、風土建築 (vernacular architecture)的熱潮，至今仍成為全球 環境設計思潮的主流 全球暖化 反聖嬰現象 2.綠色建築的觀點 低碳 減碳 一種新生活態度的養成 節能法令的制定、建築節能設計 ，大幅提升了世界各地建築的保 溫性與氣密性，也間接達成建築 節能的具體成效

三、亞洲觀點的綠色建築概念 1.風土建築的綠色美學概念 2.建築的通風文化 3.生物多樣化設計 4.建築水循環設計 5.建築外殼節能設計 6.建築與空調的關係 7.生命週期設計 8.綠色建築的隱憂 (1)越簡單越好； (2)高科技絕非拯救地球的萬靈丹； (3)適當技術的原則；(4)簡樸建築美學的原則； (5)綠色建築商業化的隱憂； (6)四倍數綠色建築革命(強調資源效能的效率技術與效率制 度二個層面)

1.風土建築的綠色美學概念 三、亞洲觀點的綠色建築概念 (1)玻璃大樓混淆建築風土 A.玻璃大樓起源於溫室建築： 原則上，玻璃可算是一種優良的保溫材料，適合寒冷 氣候下的採光與保溫抗寒。而溫室的興建，主要的目的是為 在寒冷氣候中創造熱帶雨林，本來就是一種反氣候、反生態 的行為；更不適合亞熱帶地區， 容易造成溫室效應。 B.大玻璃建築是能源殺手(既不能保溫、又不能遮光) C.玻璃建築熱環境不佳 (2).生活圈與建築環境技術的發展概說 A.人類以穴居和火塘征服了寒帶 B.人類以帳篷與泥土前進沙漠 C.人類以干欄與吊床適應於熱濕雨林氣候

風土建築的脈動源自於對能源危機的衝擊與不滿 重新省思地方風格、鄉土特色、風土民居 表達對地域的關懷 ■風土建築的綠色美學概念 (1)風土建築 風土建築的脈動源自於對能源危機的衝擊與不滿 重新省思地方風格、鄉土特色、風土民居 表達對地域的關懷 中國貴州侗族建築的風土概念呈現方式

印尼蘇門答臘的Batak Toba民居

(2)生態建築 希望能達到完全與環境共生而自給自足的住家設計；它設有太陽能熱水系統、風 力發電、廢棄物及廢水再利用系統等生態設計，也採用草皮、覆土屋頂、溫室浮 力通風等自然誘導式設計。 生態建築是一種對現代機械文明提出嚴重控訴的環境設計理論。 生態建築觀念萌芽於1960年代，受到生物鏈、生態共生思想的影響，對於過份人 工化、設備化的環境提出徹底的質疑。 ■強調使用當地建材，採用覆土、溫室、蓄熱牆、草皮屋頂、風車、太陽能熱水器 、甚至是種植水耕植物，以廚餘或動物糞便製造堆肥和沼氣、以回收雨水充當家 庭用水、以人供濕地處理污水並養魚等生態技術，皆成為生態建築的設計重點。

■建築氣候風土論的建築美學 (1)寒冷氣候的「保溫文化」就是「牆面文化」 寒帶地區的節能法令特別強調建築的屋頂、外牆、開口部的保溫處理；減少所 謂的熱損失(流失)。 (2)乾燥氣候的「保溫文化」是另外一種「牆面文化」 中東、沙哈拉沙漠的乾熱地區，室外氣溫最高可達50℃，亦即室內外最大溫度 高達25 ℃ ，遠比熱濕氣候的室內外溫差高出好幾倍，保溫效果也因此大增； 小窗與厚重的泥牆是重要的保溫手法。 (3)熱帶的「遮陽建築美學」 遮陽文化對於熱帶地區具有相當的重要性，對於減低熱輻射有絕對的功效。因 此，在熱帶地方的民居都會有尺度甚大的屋頂 ，很深的遮陽空間有些甚至沒有 隔間牆面以確保屋內的通風良好，但是卻一定會有屋頂。 (4)泛亞熱帶的「保溫遮陽混合文化」 適中的開口、充分的通風、豐富的陰影(可遮蔽日輻射量)

摩洛哥的Berber Village 陝西的窯洞

2.建築的通風文化 (1)颱風建築文化：既要通風、又要防風 (2)形塑建築通風文化 A.巴基斯坦Sind鎮通風塔 (Badgir)景觀 通常中亞至北非沙漠地帶，居民會 在風塔內擺設水盆或淋濕的草蓆，利用 水分的蒸發冷卻作用，讓通過的氣流變 成濕潤的涼風，以改善當地乾熱氣候。 B.干欄民居的通風除濕智慧 干欄建築可以讓風從架高構件的下 方通過，使居住空間的相對濕度比下方通透空間降 低15%以上，具有相當良好的通風除濕能力。 Hyderabad, Sind, Pakistan

2.建築的通風文化 (3)必要換氣量的需求 「必要換氣量」是因為要防止一氧化碳中毒或氧氣不足而死 亡，所產生的理論。事實上，通風與換氣二者都只是通風量大 小與路徑的差別，其目標都是以引進新鮮外氣為目的。 (4)封閉型通風文化與開放型通風文化 封閉型通風文化通常會出現在北方的國家或地區建築上出現。 主要是利用熱空氣上升的浮力或煙囪效應來達成。 南方的開放型通風文化，主要是將自然風直接引到人體身上， 達到蒸發冷卻作用。 (5)通風潛力 通風最基本的原理有風力通風與浮力通風二種。 「風力通風」是利用風壓來進行換氣的行為，它必須藉由有風速之氣流才得 以替換空氣。 「浮力通風」是利用熱空氣上升，冷空氣下降之熱浮力原理來進行換氣行為， 只要有氣溫差存在，就可產生對流換氣，尤其是在挑高中庭或大型空間內，最 容 易產生氣溫差或浮力通風。

(6)風力通風設計 A. 善用季節風與地形風 B. 深度低於14m的平面配置 C

3.生物多樣化設計 包括社區綠網系統、表土保存技術、生態水池、生態水域、 生態邊坡 / 生態圍籬設計、多孔隙環境 (1)景觀綠化的迷思 ◎草皮、草花花圃是充滿農藥與浪費水資源的園藝型態 ◎屋頂薄層綠化、壁掛式花園與灑水蒸發的效果相近，對於環境 改善能力不大 多樣性生物引入設計，可以透過生態系來達成生態平衡。 (2)島嶼生態理論 A.面積效應：綠地面積越大，越能維持健全的動植物群落，因此大 面積的綠地對生態較有助益。 B.邊緣效果：綠地外緣界線越長，越容易受到外來衝擊，相同面積 的綠地，圓形優於細長形，方形優於長方形，因此形 狀完整的綠地較有益於生態環境。 C.距離效果：綠地移動間的距離越接近，越容易進行物種的移動， 對植物群落的多樣性越有利，因此綠地與綠地間的分 段不宜過遠。 D.連結效果：眾多綠地間以帶狀綠廊相連時，可以促進物種的網狀 移動，都市綠廊與河川綠地可同時擔負重要的綠色走 廊功能。

█生物金字塔 生物金字塔的意義，在於表示越 低層級的生物環境越豐富，其數量 越多，越高層級的消費者越需要大 量的自然條件，才能支撐其高級的 條件。 █生物多樣性指標 生物多樣性指標主要是在土壤、 水文、綠地，植物群落等建築物外 部環境上，創造多樣化的生物生存 條件，亦即以保全生物鏈上最基盤 的小生物棲地為主(biotop) 。 唯有確保這些基層生物環境的健 全，才能使高級的生物有豐富的食 物基礎，促進生物多樣性環境。 生物金字塔

█生物多樣性指標的規劃內容分成五項領域 A.生態綠網 所謂生態綠網，乃是由公園、綠地、溪流、池沼、樹林 、庭園、綠籬等綠地所串連的生態綠地系統；此一網路可 減少人為干擾與天敵傷害，讓生物得以安全的移動遷徙， 並能充分的覓食、築巢、求偶、繁殖，促進生物遺傳基因 的交流，達到物種更新與強化目的。 B.小生物棲地(建造綠地的生態驛站) (1)水域生物棲地 (2)綠塊生物棲地 (3)多孔隙生物棲地(有助於低等生物的生長) C.植物多樣性 (1)歧異度設計：鼓勵植物多樣與均勻分佈的栽種為目的。 (2)原生或誘鳥誘蝶植物綠化 (3)複層綠化

主要強調的是「表土保護」，保護土壤內為小生物 的分解功能，以提供萬物生長的養分。 表土是由枯樹 D.土壤生態 主要強調的是「表土保護」，保護土壤內為小生物 的分解功能，以提供萬物生長的養分。 表土是由枯樹 、落葉、動物屍體經微生物分解後形成土壤。 1cm的 表土需要100-400年的歲月才會形成。 「表土保護」的方法： (1)表土利用計畫： 先規畫表土堆積場以及表土回填土方平衡的計算。 (2)堆置表土必須要有養護規範： 表土堆底部直徑必須小於3m，高度必須小於1.3m ，必需置於有灑水養護之陰涼處，上面最好種植豆科 植物或以落葉草皮覆蓋。 (3)有機農藝觀念的導入 E.生物共生環境 (1)生物光害防制 減少不必要的照明光源、減少戶外向上投射光、 慎選遮光良好的照明燈具 (2)對鳥類友善的建築設計 (3)對生物友善的建築設計

■綠化量指標 包括生態綠化、 牆面綠化、 牆面綠化澆灌、 人工地盤綠化技術、 綠化防排水技術 綠化防風技術 國立成功大學綠色魔法學校

█二氧化碳排放量減量的 效益說明 1. 以能源生產技術來進 行碳素減量的成本約 需20至120美元/公噸 2 █二氧化碳排放量減量的 效益說明 1.以能源生產技術來進 行碳素減量的成本約 需20至120美元/公噸 2.以石化能源技術進行 碳素減量成本約需100 美元/公噸 3.在台灣，只要種植杉 林進行碳素減量成本 只要37.4美元/公噸， 可見綠化對於二氧化 碳減量的貢獻與成本 效益

各種植栽單位面積二氧化碳固定量Gi(kg/㎡) 植栽類型 覆土深度 生態複層 大小喬木、灌木、花草密植混種區(喬木間距3.5m以下) 1200 1.0m以上 喬 木 闊葉大喬木 900 闊葉小喬木、針葉喬木、疏葉喬木 600 棕櫚類 400 灌木 300 0.5m以上 多年生蔓藤 100 草花花圃、自然野草地、水生植物、草坪 20 0.3m以上 二氧化碳固定量並不採用成樹做生命週期評估，而是以幼苗開始綠化的40年生命週期作為環保貢獻量來評估。

4.建築水循環設計(最大目的，在減緩都市熱島效應的問題) (1)基地保水課題(基地的保水性能) A.生態保水的都市防洪政策 大地原本擁有「海綿效應」，當雨水降落到地面時，會 讓 土壤先吸收大部份的甘霖，剩餘的與水才會流到江河湖泊內。 現代城鄉建設的不透水化，已經讓海綿效應之功能大幅退化， 地表逕流量暴增，導致水災頻繁。 B.不透水化環境加速都市熱島效應 C.宛如塑膠布包起來的都市環境 (2)基地保水設計 A.直接滲透設計 主要是利用土壤的高滲透性來涵養水分，其透水功能繫 於 土壤滲透能力，通常試用的土質是粉砂土質。 (a)綠地、被覆地或草溝設計 (b)透水鋪面設計 (c)透水管路設計(滲透排水管、滲透陰井、滲透溝) B.貯集滲透設計 主要作用是讓雨水暫時留在基地上，再以一定流速讓水 循 環於大地的作法。仿效自然界的埤塘、窪地、坑洞的多孔隙特 性，增加大地的雨水涵養能力。

(3)建立節水型社會 (4)綠色建築節水設計 A.採用節水器材 B.設置雨水收集利用系統 C.設置中水系統 (5)綠色污水處理 中水系統，是指將生活雜排水或輕度使用過的廢排 水匯集，經過簡易淨化處理，控制一定的水質標準後，再 重複使用於非飲用水及非與身體接觸之生活雜用水。 (5)綠色污水處理 「人工溼地污水處理」就是利用濕地水生植物高度吸收 污 染的能力，來代替二、三級污水處理功能之生態處理法。它 主要是利用燈心草、蘆葦、香蒲等高密度生長於濕地的挺水 植物之根莖部系統分解活動，來達到淨化水質的功能，對於 懸浮固體、有機物質、氮磷營養物、重金 屬及微生物，均有高效率的淨化效果。同 時，它的處理費用是屬於低成本 、低技術、低維護的方式。 (6)把水還給河川

基地保水指標簡易查核表 地質條件 設計對策 A. 基地位於透水 良好的粉土 或 砂質土層 B. 基地位於透水 不良之黏土 層 是否 1. 在確保容積率條件下，盡量降低建蔽率，並且不要全面開挖地下室，以爭取較大保水設計之空間 2. 建築空地盡量保留綠地 3. 排水綠盡量維持草溝設計 4. 將車道、步道、廣場全面透水化設計 5. 排水管溝透水化設計 6. 在空地設計貯集廣場或空地 B. 基地位於透水 不良之黏土 層 7. 在屋頂或陽台大量設計良質壤土人工花圃 8. 在空地設計貯集透水池、地下礫石貯留來彌補 9. 將操場、球場、遊戲空地下之黏土更換為礫石層來保水

5.建築外殼節能設計 (1)建築節能的意義：人的第三層皮膚 (2)住宅的外殼節能對策：保溫性、氣密性、遮陽性、通風性 (3)辦公建築的節能對策 保溫、遮陽、抑制開窗率 (4)開窗節能計畫 (5)外遮陽節能計畫 一般而言，全面拉下有色遮陽百葉窗，每年可遮擋17%的日射熱， 在亞熱帶地區，45度的水平外遮陽板(1m窗高，1m遮陽深度)，全年 可遮去68%的日射熱。可見，內遮陽效果不如外遮陽來得大上許多。

寒冷地帶應盡量選用保溫良好的複層玻璃或中空玻璃 溫熱帶氣候則建議使用遮陽優越的反射玻璃或Low-E玻璃 或中間夾金屬膠膜的膠合玻璃 (6)選用好的節能玻璃 玻璃同時兼具有保溫、遮陽功能。 寒冷地帶應盡量選用保溫良好的複層玻璃或中空玻璃 溫熱帶氣候則建議使用遮陽優越的反射玻璃或Low-E玻璃 或中間夾金屬膠膜的膠合玻璃 Low-E玻璃：表面的銀金屬鍍膜可通過大部分低熱能之可視光 (可 達66%)，並可遮斷大部分高熱能之近紅外光，又具有晶瑩剔透的美 感，可同時兼顧空調節能與採光眺望的需求。 (7)屋頂節能計畫 縮減並小面積(不要超過屋頂總面積的10%)、分散開天窗 的 機會 ■日常節能指標 (1)相關技術： 建築配置節能、適當的開口率、外遮陽、開口部玻璃、開口部隔熱 與氣密性、外殼構造及材料、屋頂構造與材料、帷幕牆 (2)風向與氣流之運用： 包括善用地形風、季風通風配置、善用中庭風、善用植栽控制氣流 、開窗通風性能、大樓風的防治、風力通風的設計、浮力通風設計、 通風塔在建築上的運用

█都市內常遇到的幾種問題 大面積採光所使用的玻璃帷幕辦公大樓 →製造的是反光公害、開口率過高、 耗能(需仰賴大量空調)、 遮陽面積過小(少) █日常節能可以做到的檢核項目 1.外殼節能 建築室內深度建議在14m以下以便於自然通風、停止空調節能 開窗率在35-25%以下(辦公室35%以下、住宅在25%以下)、 低日射透過率的節能玻璃、 避免全閉式開窗、 開窗部位盡量設置外遮陽台或露臺、 大片開窗盡量避免朝向東西側、做好屋頂隔熱、 玻璃的選用(住家建議使用清玻璃、空調型建築建議多採用low-e玻璃) 2.空調節能 3.照明節能

(3)空調與冷卻系統之運用： 包括空調分區、風扇空調並用系統、大空間分層空調、空 調回風排熱、吸收式冷凍機及熱源台數控制、儲冷槽系統、 VAV空調系統、VRV空調系統、 VWV空調系統、全熱交換系 統、 CO2濃度外氣控制系統與外氣冷房系統。 (4)能源與光源之管理運用： 包括建築能源管理系統、照明光源、照明方式、間接光與 均齊度照明、照明開關控制、開窗面導光、屋頂導光與善用 戶外式簾幕 。 (5)太陽能之運用： 包括太陽能熱水系統與太陽能電池 。