「看不見的空調」 漢堡環境能源署大樓 降溫三大良方 | 德國建築節能報導08

「看不見的空調」 漢堡環境能源署大樓 降溫三大良方

德國建築節能報導08

2018年07月20日
環境資訊中心特約記者 陳文姿報導

從漢堡中央火車站出發,捷運三站的距離就可以抵達Wilhelmsburg站。漢堡邦政府「都市發展暨住宅署」(BSW)與「環境與能源署」(BUE)合署辦公的大樓就在眼前,紅色的曲線建築在藍色天際舞動,為這塊新城區帶來年輕的活力。 

漢堡邦都市發展暨住宅署、環境與能源署行政大樓。

漢堡邦都市發展暨住宅署、環境與能源署行政大樓

漢堡邦都市發展暨住宅署、環境與能源署行政大樓。不同於紅色外觀,內部中庭是以黃綠色系為主色調。攝影:陳文姿。

這棟大樓在漢堡邦組織改造前,是規劃作為「都市發展暨環境署」(BSU)辦公大樓[註1],也以BSU大樓之名成為漢堡國際建築博覽會(IBA)最大規模的高樓建築。BSU大樓佔地2.3萬平方公尺,不僅外型耀眼,更企圖在能效與永續指標上,成為未來都市建築的新典範。大樓每年每平方公尺初級能源耗能僅70度,約一般房屋的1/4,這包含了熱水、冷暖氣、電燈、甚至從電廠到建築傳送過程中流失的電力。

漢堡夏季白天平均20-22幾度,高溫達30度。曾有台灣官員到德訪問,表示幾乎看不到冷氣,也有人認為德國並不需要冷氣,事實真是如此?在sol·id·ar 規劃事務所建築師、BSU計畫的專案管理勒納爾特(Günter Löhnert)與BSW技術工程師威瑟(Sören Wieser)帶領下,筆者深入地下室與頂樓機房,一窺這棟大樓空調與節能的秘密。

三重空調手段   兼顧節能與極端氣候

第一站是地下室,威瑟從拿出一組示範管線,藍色是能源管線,外面是一般建築鋼筋。他表示,隨著大樓的建造,約800根能源管線跟著鋼筋結構一同埋入地底,直到23公尺深。

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藍色是地熱管線,外面是一般建築鋼筋,以這樣的型式埋入地下,讓大樓的空氣與地底的恆溫做溫度調節。攝影:陳文姿。

勒納爾特解釋,一般來說,地底10公尺終年維持與該地區的年均溫相當的恆溫,漢堡是6度。夏天的時候,大樓的熱氣[註2]隨著管線流經地底後就會變涼,就像大樓的天然冷氣。冬天則相反,地底恆溫會讓大樓「溫暖」一點。

「地底恆溫無法提供大樓足夠的冷暖氣,卻可以大幅降低額外需要的能源」,勒納爾特說。大樓需要第二道空調,秘密就在天花板裡。

跟許多大樓一樣,BSU是利用分布在天花板的冷熱水管線來提供冷暖氣。這種方式提供的空調,沒有強勁的出風口,溫度和緩且均勻,外觀也看不出來。事實上,為了應付極端氣候,BSU還準備第三道備援系統,但使用機會並不多。

台灣也能利用這樣的地熱技術嗎?勒納爾特提醒,在設計地熱空調系統時,不能永無止境的從地底擷取熱源,也不能一直把熱源送到地底,必須維持平衡。以台灣為例,如果只想在夏天藉著地底低溫來降溫,這是行不通的。

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BSU一樓大廳展示的漢堡市城市建築模型,常有學生戶外教學或是IBA參訪團來此。攝影:陳文姿

引用夜晚冷風降溫  窗戶增加對流

參訪BSU大樓的時間是六月,白天28度,夜晚降至13度,巨大的溫差變成對抗高溫的武器。只要在夜晚打開窗戶,就可以為大樓降溫,減少白天所需的空調,簡單的原理背後也有細節。

勒納爾特表示,由於夜晚工作人員都已經下班,一般都採用自動化控制。但基於成本考量,BSU大樓採手動控制,由電腦系統取得天氣預報資料。在炎熱的天氣到來前一天,員工桌上的電腦會顯示訊息,提醒下班前打開特定窗戶。

搭配這套系統的是德國建築很重視的外牆隔熱與氣密,如此才能留住冷空氣。夏天可以開窗,但在寒冷的冬天或是沒有對外窗戶的空間就需要靠通風系統。頂樓的熱交換系統可以讓室、內外空氣交換,同時讓暖(冷)溫度保留在室內。

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BSU大樓沒有對外窗戶的地方仍能自然採光。攝影:陳文姿

基本節能加創新 IBA引入新理念

德國藉由IBA建築博覽會,不斷的引入新的建築理念,創新與實際兼具才能成為IBA建築。BSU大樓由德國建築師赫顿(Sauerbruch Hutton)設計,無論是材料、採光、減噪、工作與公共空間均有用心之處,也是德國永續建築指標DGNB認證白金級的建築。

筆者在威瑟辦公室發現BSU大樓的使用者手冊。威瑟解釋,新進員工都會被提醒,良好的使用者習慣也是節能的一部分。

BSU大樓節能的技術適用在台灣嗎?曾經來過台灣的勒納爾特指出,有些原則是共通的,例如氣密門窗可以減少冷氣外洩,這一點對台灣一樣重要,但有些技術未必適合台灣,例如利用夜間冷空氣降溫比較適合溫差大的地區,台灣應找尋適合在地特性的節能方式。

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BSU專案管理勒納爾特(Günter Löhnert)解釋大樓溫度調節的設計。攝影:陳文姿

※ 註1:BSU大樓於2013年完工,為當時的漢堡邦政府都市發展暨環境署(BSU)所設計。2015年BSU分為城市發展暨住宅署(BSW)與環境與能源署(BUE),兩個署均位在此大樓。漢堡國際建築博覽會資料仍稱之為BSU。
※ 註2:這是密閉迴路的設計,實際管內流動的是液體,並非氣體。

※ 本文與「低碳生活部落格」合作刊登