綠色兵團拼湊諾亞方舟，締造超低建築碳足跡（上）

"運用「被動式」節能設計手法，施工前事先就幫建築做好防曬工作，減少不必要的能源消耗。"

位於成功大學力行校區的孫運璿綠建築研究大樓，開啟了台灣建築碳足跡的實測驗證風潮。
（本文圖片提供：台達電子文教基金會）

文／高宜凡（台達電子文教基金會計畫主任）

沿著鐵路一路南下，來到位於台南火車站後方的成功大學力行校區，遠遠地就能看到一棟外型搶眼、彷彿船艦的有趣建築，它就是開啟台灣建築碳足跡驗證風潮的「成功大學孫運璿綠建築研究大樓」。

催生這棟話題建築的人，是1999年引領制定台灣綠建築評估系統（EEWH）的成功大學建築系教授林憲德，他喜歡稱它為「綠色魔法學校」，因為裡頭不但搭載了台灣廠商熱情贊助的30多種環保材料，更活用了學術界累積的研發能量（合計動員四名教授及12名碩博士生），簡直像是一艘熱愛地球的「傻瓜兵團」們合力拼湊出來的現代「諾亞方舟」！

設計初期，林憲德原本估計孫運璿綠建築研究大樓的節能績效會有40%的水準，結果2014年便達到節能70%（相較低層同類型建築）的耀眼成果，每平方公尺單位年耗電量僅40度出頭。更可貴的是每坪8.7萬元的平實造價，幾乎是尋常老百姓都負擔得起的「平價綠建築」。

孫運璿綠建築研究大樓落成近六年來，每年吸引上萬人次參訪，一路獲頒內政部EEWH認證「鑽石級」標章、美國綠建築協會LEED認證「白金級」標章－－更是亞洲地區第一個奪得LEED白金級的教育建築。無怪乎在美國有「綠建築教父」封號的尤戴爾松（Jerry Yudelson）2014年來此參觀過後，隨即在《衛報》（Guardian）發表評論、讚揚孫運璿綠建築研究大樓是全世界最綠的綠建築！

被動式設計，替建築防曬、降低能耗

2013年，林憲德教授攜手及台達基金會，並聯合其他民間組織與學者合組了「低碳建築聯盟」（Low Carbon Building Alliance），當時便以孫運璿綠建築研究大樓作為「建築碳足跡認證制度」首波評估標的。實地驗證後發現，孫運璿綠建築研究大樓60年的建築生命週期裡，總碳足跡為1437萬4633 kgCO2e，每年每平方公尺碳足跡僅49.9 kgCO2e，不但較同規模建築低37.6%，表現甚至比低碳建築聯盟制訂的鑽石級綠建築減碳標準（25%）還好。

究竟孫運璿綠建築研究大樓是如何降低碳足跡的呢？主要不出三種方法。首先是運用「被動式」節能設計手法，施工前事先就幫建築做好防曬工作，減少不必要的能源消耗。

呈現粗曠風格的階梯狀屋頂花園，不僅能在炎熱夏季替建築降溫，更減少了許多空調耗能。

在炎熱高溫的南台灣，如何替建築「防曬」是門大學問。孫運璿綠建築研究大樓頂層設計了一個彷如「拿破崙軍帽」的大屋頂，做為整棟建物的深遮簷，讓屋面擁有深邃的遮陽面積。從外頭看，好像替建物戴上一頂遮陽帽，藉此擋掉許多直接日曬和陽光熱度。

與之搭配的還有呈階梯狀的綠屋頂，比起一般建築頂樓多表現整齊一致的植被樣貌，孫運璿綠建築研究大樓頭上那片五顏六色的「野生花園」，顯得十分粗獷。這是成功大學研究團隊經過兩年的戶外實驗，最後篩選出九種耐瘠、耐風、耐鹽、耐汙染的多年生本土草灌木，可有效減少屋頂花園的人工養護成本，同時兼具省水、不仰賴施肥與農藥、生態系可以自然演替的特性。

這片看似雜亂的野生花園，不但成為綠色魔法學校獨樹一格的綠屋頂，甚至還獲得2011年「世界立體綠化零碳建築傑出設計獎」肯定。經過熱流實驗證實，當室外氣溫變動在攝氏7～10 度的條件下，屋頂花園可讓頂層樓板表面溫度變動維持在3度以內。每當一般建築物在南台灣盛夏的強烈太陽曝曬下，屋頂表面溫度經常飆破70度，但孫運璿綠建築研究大樓的室內頂層樓板卻能維持在32度以下，因此減少了許多空調耗能。

善用浮力通風，一年有五個月免冷氣

空間布局方面也有巧思，在訪客常停留或較要求燈光照度的區域，如大廳、公共廊道、樓梯間、地下停車場，均以外部自然光線作為主要光源，減少開燈需求和照明耗電量。而一般習慣配置在深處的廁所，孫運璿綠建築研究大樓則改配置在外側轉角，並以毛玻璃和空心磚作為外牆，一方面增加透光性、二來也保持空氣的流通。

其次是替建築營造良好的通風環境，降低最耗能、也最容易產生溫室氣體的冷氣啟動頻率。位於孫運璿綠建築研究大樓二樓的「崇華廳」，就是最好的示範！

活用自然界存在已久的浮力通風原理，偌大的崇華聽，每年可以有五個月不用開啟空調。

來到這座可容納超過300人的國際會議廳，即便沒有任何專業背景的人，也能明顯感受到什麼是「浮力通風」的原理。過去，家家戶戶幾乎都有一個「灶窯」，是古代燃燒效率最好的家庭烹飪設備，通常由磚泥塑成保溫灶台，加上一根長長的煙囪一起構成，氧氣由底部薪柴入口進去，廢氣再從頂部煙囪排出。

孫運璿綠建築研究大樓一口氣設計了三座浮力通風塔，一座位於中庭正上方，另一座位於一樓「亞熱帶綠建築博物館」，最後一座就在就在崇華廳後方，為加強室內通風效果，前方主席台挖了一排開口引進外部涼風，座位區最高處還做了一個壁爐式煙囪，替整個崇華廳創造出一個由低往高的流場，讓風可暢行無阻地橫掃逾300人的觀眾席。座位區除採用材質輕巧、風阻較小的金屬座椅，讓四周留出許多間隙，減少氣流通行的阻礙。

透過從傳統建築萃取的「灶窯通風」節能智慧，每年11月隔年到3月這段期間，崇華廳可以在不開空調的狀況下，使風速維持在0.1～0.6 m/s，新鮮外氣的換氣次數也有5～8次的水準，無須消耗能源就能維持室內環境的舒適，大量地減少碳足跡。

（待續）

（本文原刊載於綠建築雜誌45期）