【專訪PHI】除溼、遮蔭做好 被動式「節能建築」也適用台灣 | 德國建築節能報導05

【專訪PHI】除溼、遮蔭做好 被動式「節能建築」也適用台灣

德國建築節能報導05

2018年07月17日
環境資訊中心特約記者 陳文姿報導

日前國發會主委陳美伶談赴德訪問,激賞德國節能建築之餘,意外引發德國建築論戰,德國普遍使用的節能建築標準「被動式建築」也成為焦點話題。

被動式建築的原則是加強建築外殼的隔熱斷熱,以減少室內冷暖氣的使用。但也有人質疑,如果在台灣,被動式建築反而會把熱鎖定在建築內,讓室內更熱,增加冷氣使用量。類似的說法正確嗎?「移植」或「複製」被動房建築是對的嗎?

在第一棟被動式建築所在地的德國達姆斯特(Darmstadt),筆者專訪1996年成立,推動、認證、並研究被動式建築超過20年的民間組織「被動式建築研究所」(passive house institute,PHI)。由建築認證部門負責人巴斯提安(Zeno Bastian)親自解釋,適合台灣的被動房建築會跟德國建築有什麼差異。

PHI建築認證部門負責人巴斯提安

PHI建築認證部門負責人巴斯提安。攝影:陳文姿

問:被動式建築很重視建築外殼的隔熱以及窗戶的氣密,是否會把熱能鎖定在室內?這種設計原則適合台灣嗎?

答:首先我要強調的是,台灣的被動式房屋不會跟德國的被動式房屋一樣,但基本原則是相通的──建築外殼的隔熱跟氣密功能好,就可以減少室外環境對室內的影響,這時候,只要使用很少的能源就可以創造室內的舒適度。

在德國,夏季與冬季溫差非常大,溫度從20幾度降到零下10度,所以牆壁與窗戶的隔熱都必須很好,才能減少酷寒的影響。台灣的夏冬溫差小很多,隔熱的需求可以減少一些,但要額外注意除溼功能。此外,也要避免過度日曬,建築遮蔭非常重要。

即便在台灣,氣密程度一樣重要,這可以防止外面的熱空氣與濕度進到室內,並防止冷氣外洩。室內設備的能效也要考慮,能效不好的設備不僅耗能,還會產出更多的熱,需要更多的冷氣來降溫,等於是加倍耗能。

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經認證的被動式建築的全球分布。資料來源:PHI

問:被動式建築對能源使用有非常嚴格的限制,這標準適用於台灣嗎?

答:在德國,被動式房屋規定每年每平方公尺暖氣耗能必須低於15度。在國外,這標準會隨「地區氣候」而定。

以台北為例,要符合被動房標準,暖氣耗能要低於每年每平方公尺15度,冷氣加上除溼的耗能必須介於每年每平方公尺40度到50度之間,詳細數據還要依房屋大小等參數計算(註1)

問:德國常見三層玻璃的窗戶,這種玻璃可以取代牆壁嗎?玻璃帷幕建築可以是被動式建築嗎?

答:被動式建築標準並沒有規定建築師可不可以用玻璃帷幕,但是,玻璃帷幕建築要達到被動式建築所要求的耗能標準並不容易,無論是德國或是台灣,PHI都不建議這種方式。

熱進到室內的方式有幾種,即使是三層玻璃,斷熱的效果還是比不上一般加上隔熱處理的牆壁。窗戶的大小要經過計算,確保有足夠的光線,又不會讓過多的熱能進到室內。

德國窗戶一般為向外或向上開啟,這種軌道式的三層落地窗並不多見

德國窗戶一般為向外或向上開啟,比較容易達到氣密效果。這種軌道式的三層落地窗並不多見。攝影:陳文姿

問:建築外牆的隔熱與斷熱層雖然可以減少能源損耗,但德國有些評論指出,使用聚苯乙烯(PS,含保麗龍)等斷熱材料會造成環境與消防問題?

答:斷熱材料有很多種,有片狀羊毛(sheet wool) 、回收紙碎片(cellulose)、木纖維、稻草梗等,取決於實際需求與投資金額,其中,聚苯乙烯因價格低廉而廣為使用。被動建築並未限制隔熱材料選擇。生產保麗龍所造成的環境負擔,跟完全不用隔熱而造成的能源損失相比,還是前者小很多。

在消防方面,德國對聚苯乙烯的防火安全有極嚴格的規定,包括阻燃劑添加與安全措施。因聚苯乙烯隔熱材而導致火災數量幾乎為零。

在德國,隔熱層大約可維持50年,在台灣則要視氣候跟建築工法而定。例如,德國的隔熱層通常做在牆壁外側,在熱帶氣候較適合做在內側,視情況而定。

被動式建築近年來推展社會住宅,希望一般人也能負擔得起節能住宅。

被動式建築近年來推展社會住宅 (圖為奧地利的被動節能社會住宅),希望一般人也能負擔得起節能住宅。照片來源:沃科綠建築

問:有人說被動式建築不能開窗,只能靠熱交換機(註2)提供的新鮮空氣,這說法正確嗎?

答:這種說法並不正確。被動式房屋規定每間長時間使用的房間至少要有一個可以打開的窗戶。有風的感覺很好,但開窗與否則要看狀況。如果外面空氣涼爽,這就有意義,但在外面又濕又熱的時候開窗,就只會增加冷氣消耗。

在德國,有時候會利用晚上開窗,把夜間的冷空氣帶進來,因為房間有很好的隔熱功能,所以能將冷空氣留在室內更久的時間,為白天降溫。被動式建築並未限制開窗,但開窗要在合理的情況下。

問:一般綠建築設計原則,涵蓋了生物多樣性、保水、能源、廢棄等綜合性指標,被動式房屋則把節能當成最重要的指標,嚴格限制每平方公尺耗能。這種做法是否會忽視其他環境面向?

答:被動房技術發展25年了,至今仍是世界先進的標準。PHI強調能源效率,這是因為無論是從環境保護的觀點、或是從溫室氣體、化石燃料的使用來看,能源都是最重要的因素。

無可否認的,其他指標也很重要。但經驗告訴我們,當關注點同時放在許多面向,最後的結果就是每個領域都無法達到最好。這一點,我們從一般綠建築的能源效率表現上就看的很清楚。

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被動式建築的五大基本原則。圖表由Passivhaus Institut提供

問:歐盟現在已經朝向近零耗能建築(nZEB)建築標準前進,正能源建築也開始增加,被動建築的下一步是什麼?

答:近零耗能建築只是「接近」零耗能,並非真正零耗能。歐盟看到能源效率的重要,卻在定義時開放會員國自行定義近零耗能的標準,許多標準都非常寬鬆,我們對此感到失望。

正能源建築,是指一年之內的的能源生產總量大於能源消耗總量,立意雖然良好,務實面卻存在時間問題。由於能源很難儲存數個月之久,在德國,夏季太陽能生產的能源無法提供冬天的暖氣需求。

PHI認為裝設再生能源的同時要加強節能。在過去三、四年,被動房建築研究所發展新的「PER標準」(Renewable Primary Energy,再生能源作為初級能源),規定每平方公尺所需的初級能源(含冷暖氣、電器、電燈等)要從每年60度再降到每年45或30度,這會比計算再生能源總量更有意義。
(繼續閱讀「節能『好宅』 德國進行式」系列報導)

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原被動房屋標準之外,增加二種再生能源被動房屋新標準: the Passive House Plus and Passive House Premium 。資料來源:Passivhaus Institut

 
※ 註1:以20坪房子(66平方公尺)初估,相當於一個月用電247度。這是指一整年都維持溫度20-25度,相對濕度35-55%,CO2<1000ppm下所需的電力。實際用電度數則與個人習慣相關。
※ 註2:熱交換機是被動式建築常見的設備,以將室內與室外的空氣交換,以獲得新鮮空氣,但交換的同時,保留室內的冷暖氣溫度,不讓能量隨著空氣外逸。

※ 本文與「低碳生活部落格」合作刊登