綠建築是怎麼通風採光的?

綠建築是什麼?

綠建築是什麼?綠建築究竟綠在哪?為什麼我們需要綠建築?這幾年隨著全球均溫身高,極端氣候不斷在世界各地上演。

「地球怎麼了」?這是越來越多人內心的疑惑。

你可能不知道的是,建築是全球碳排最大的來源。根據國際能源署(International Energy Agency)在 2020 年的統計,有 37% 的碳排放來自於住宅、建築業等的直接或是間接的碳排放。為什麼建築會有這麼多的碳排放?那是因為我們的生活跟建築是息息相關的。建築的生命週期包含以下幾點:

1-建材生產運輸

2-建築營建施工

3-建築日常使用

4-建築更新修繕

5-建築廢棄拆除

綠建築就是為了要減少上述幾點產生的建築碳排放,但同時盡可能維持相同基本機能,像是管控溫溼度等。而目前的綠建築大概又可以分為兩種,一種是以機械、設備控制環境因子的「主動式綠建築」,另一種則是分析當地氣候變化進行建築座向、空間規劃指標的「被動式綠建築」。

主動式綠建築與被動式綠建築

根據美國能源資訊管理局(U.S. Energy Information Administration) 2015 年的資訊(一般住宅),Space Heating(提高溫度)加上Space Cooling(降低溫度)就已經占掉接近 40% 的能源。這也意味著人類光是要維持「舒適的生活環境」是需要付出相當大的代價的。另外令人感到驚訝的是 Water Heating(將水加熱)竟也占了 13.1%,所以人們在建築裡生活,有超過一半的能耗是為了營造一個有舒適溫度、有熱水可用的環境。

建築碳排放

主動式綠建築是人為主動的方式,利用機械、設備控制環境因子,像是空調、全熱交換器、溫溼度管控、空氣品質、能源管理、智慧建築等,都屬於主動式綠建築的一部份。主動式綠建築可以精準控制建築內的氣候條件,但要投入的資源也較多,耗能也較多。若非對建築內的溫濕度、空氣品質等有嚴苛的要求(如工廠、實驗室等),一般我們比較不會建議民宅興建全主動式綠建築。

被動式綠建築則是根據當地氣候,規劃設計適合當地的建築座向、空間規劃等,運用自然資源節能減碳。引進自然光以減少白天開燈的時間、減少室內發霉等問題;引進自然風及加強外牆斷熱以減少空調的使用時間。因此我們會說被動式綠建築就是利用環境的優勢打造最節能的房子。

綠建築的通風與採光

前面提到了,被動式綠建築會根據當地氣候設計適合當地的建築座向。台灣位於季風氣候區(北部為副熱帶季風區,南部為熱帶季風區),夏天以西南風為主,冬天以則東北風為主。而因地球傾斜23.5度,所以太陽並不是每天都從正東方升起,正西方落下。若在北回歸線上觀察,全年只有在夏至正中午的時候,太陽會在我們的正頭頂,其餘大多時候太陽都是偏南方的。

太陽軌跡的原理

太陽運動軌跡與採光有關,因台灣位於北回歸線上,太陽仰角以偏南為主,如果想要有良好的採光,就要選擇座向朝南的房子。反之朝北的房子因為整日不太會有陽光進入屋內,就會顯得比較陰濕。通風與風向有關,假設台灣有一棟房子的座向是朝東北方,那麼夏天時,常年季風西南風不容易吹拂至屋內,建築會相當悶熱,冬天則有濕冷的東北季風灌進屋內。反之建築朝向西南方,夏天的西南季風可以吹進屋內,冬天的東北季風也比較不容易進到房子裡。

這也是為什麼台灣口耳相傳「座北朝南」的房子是最好的座向,因為同時具備了良好的通風與採光!通風採光良好的房子,不僅可以減少開燈、啟動空調的時間,也較不容易發霉等。因此好的通風採光,可以大大提升居住的生活品質。但也要提醒各位,座北朝南是台灣宏觀氣候的大原則,各地因地形地貌的不同,也會有當地的微氣候,實際適合當地的建築座向,還是要現場觀察或是調閱氣象資料後才能得知哦!

關於綠建築你需要學會的五件事情

關於通風你應該認識的正壓與負壓

正壓、負壓聽起來很複雜,但其實我們生活中有許多電器都用到正壓跟負壓的原理。像是吹風機、排風扇、抽油煙機等。要了解正壓跟負壓,就要稍微理解流體力學中的白努利定律(Bernoulli’s principle)。白努利定律中很重要的一個概念就是「流動的流體(氣體、液體)的壓力會比較小」。

白努利定律實驗

正壓通風可以想像成是把風直接撞進、推進去建築裡(見圖一);負壓通風則可以想像成透過風的引流,將室內的空氣抽出建築(見圖二)。正壓比較容易理解,那麼為什麼透過風的引流,可以把室內的空氣抽出來呢?

在白努利定律中我們知道「流動的流體(氣體、液體)的壓力比較小」(圖二黃色箭頭),在這個情況下,室內的壓力(圖二藍色箭頭)就會比風的壓力還要大。壓力大會往壓力小的地方移動,這就是為什麼可以透過風的引流,將空氣抽出室內,製造室內的空氣流動!

正壓通風
(圖一)正壓通風
負壓通風
(圖二)負壓通風

因為西曬就不要在西邊開窗嗎?

各位在租房、買房子的時候,常會避免有西曬的房子,因為西曬會讓房間非常熱。但西曬真的不好嗎?就讓我們來告訴你該如何運用西曬吧!在這之前,你可以先思考,西曬可以幫助到我們什麼?你一定知道西曬會帶來強烈的日照,房子裡有哪些空間是需要較充足的日照呢?沒錯,就是容易潮濕的空間!像是浴廁、廚房,甚至是儲藏室、曬衣間等!

當然,太過直接的日照還是太強烈,所以在西曬面一定要有足夠的遮陽系統。遮陽系統又分成外遮陽與內遮陽,外遮陽指的是屋簷、廊道,內遮陽指的是窗簾,而外遮陽的效果又較內遮陽來的好。

西曬
西曬面應該出大屋簷,減少西曬陽光直接照進室內的時間,又可以充分利用西曬的陽光
廊道
在西曬面設計廊道,除了同樣有外遮陽的效果,還能營造出半戶外的空間,即便是雨天還是能善加利用

結論

我們的綠建築,主要是尊崇被動式綠建築的精神,利用環境打造最節能的房子。我們盡可能的利用環境的自然資源,來替建築節省能源。

農業有適地適種的問題,建築當然也有適地適蓋的挑戰。人類對地球的破壞,並非三五年就可以彌補回來。如果環境持續惡化下去,孩子們未來會住在比現在狀況更不好的地球。我們不斷思考,以我們的專業究竟可以幫助地球什麼?剛開始開課的時候,只是想著要讓為台灣設計的綠建築工法,可以讓更多人了解。

當年從台北遷移至埔里創業的過程,讓我們相信綠建築在台灣是可行的!規劃設計這塊基地與房子的創意發想過程,讓我們更深刻體會地球是活的!在未來,期望我們能夠不斷喚醒大人們小時候與自然相處的回憶,在孩子們心中撒下一顆環境友善的種子。我們相信,只要有越來越多人意識到自己住在地球上,地球也會越來越美好。