_绿建筑_设计探索_台湾九典联合建筑师事务所设计实践

2 石牌图书馆3 工研院六甲宿舍“绿建筑”设计探索—台湾九典联合建筑师事务所设计实践An Exploration into Green Building Designthe design practice of Bio-architecture formosana in Taiwan[ 张清华 郭英钊 ]Chang Ching-hwa, Kuo Ying-chao作者单位九典联合建筑师事务所收稿日期2013/03/151 绿色理念2000年台湾成立了“绿建筑标章”的审核制度，以“生态”、“节能”、“减废”、“健康”4个面向9大指标检视建筑。

尔后10年，九典联合建筑师事务所陆续完成了一些台湾绿建筑分级最高等级—钻石级的绿建筑项目：北投图书馆(2005)、台北国际花博新生三馆(2010)、工研院六甲宿舍(2009)、淡水艺术工坊(2009)、嘉义产业创新中心(2011)和那玛夏民权国小(2011)，随着台湾的绿建筑运动一起成长。

九典被定义成台湾的“绿色”建筑事务所，我们始料未及。

九典自成立10年来，对环境与社会期待的信念让建筑理念从以前的先“美”、再“真”、再“善”的程序变成先从符合社会需求的“善”开始，最后自然走向“美”，而形式的美却变成最后自然的成果而非开始的目标。

2005年北投图书馆(图1)完工后，绿建筑仿佛成为了时尚的代表， 那是台湾绿建筑萌芽的时代。

九典本来无色无味的建筑通过大众语法的三棱镜被分属为“绿”光的建筑。

顺应一般社会大众能理解的通俗语言，我们的创作态度可以用几何学的X、Y、Z 轴来解释彼此间元素的互动与作品的脉络。

X 轴是材料与能源的分析，Y 轴是基地配置与空间布局，Z 轴是科学与人文的对话，这3支轴线在空间发展的驱动力，就是建立环境设计与社会需求空间的互动关系，并找出降低建筑产业中对资源与能源的消耗，藉此找到人与环境共生共荣的策略。

北投图书馆是台湾在制订绿建筑标章之后取得最高绿建筑认证的第一栋建筑物，且博得社会大众的认同。

在气候温和时，北侧馆外，面向公园的阳台座椅一位难求，喜爱在此看书的民众以为绿建筑是最美的，也算是无心插柳的结果。

图书馆屋顶整合再生能源太阳能发电技术的角度模拟、Eco-Roof 的实验、木构造的应用驱动了建筑法令的修订，各种利用环境能量的节能设计都算是社会开始重视绿色思考的滥觞。

石牌图书馆(2005)项目中一个收集雨水的大屋顶变成小区认路的标志(图2)。

工研院六甲宿舍(2006)用简单便宜的隔热漆及采用台湾到处盛行的双重屋顶为建筑撑一把伞，遮嘉南平原炙热的阳光，让能源及材料的耗损降到最低，并配合当地山坡地形成高低起伏柔软的天际线(图3)。

花博新生三馆(2008)与现有树木对话，重视风、光、热、气、水配置，让人为与自然互蒙其利，公园从二维变成三度空间的公园，并因水资源的规划，增加生物的多样性(图4)。

台东的原住民工坊(2011)1 北投图书馆057A RCHITECTURAL J OURNAL深入原住民生活区希望藉由带动当地工艺产业，修正设计的空间内容并对未来经营的模式提供建议，回收每年淘汰的货柜屋，用低碳的交通能源—火车运抵现场，透过设计的整合组装使用空间并为未来重组预留弹性。

李长荣化工研发大楼更进一步研发由企业原料生产的塑料合成管材做为轻质隔热的建筑外材，未来易回收，建筑本身的外壳就是企业对自己信念最好的展示与测试。

这一系列的“绿色”项目都在反映着我们对“绿建筑”的看法— 一种对环境与使用者的基本尊重。

2 绿建筑技术分析虽然许多人说九典是盖“绿建筑”的，事实上我们和大部分建筑师事务所没有什么不同，只是对生物如何造他们的巢穴、电还没被发明前人如何盖房子感到好奇，想从当中学习这些自古以来生物造窝的本能所呈现出的一些基本原则。

我们认为建筑设计本应回归简单的基本原则，并在其中寻找其所蕴藏的无穷可能性。

建筑物主要可以分成结构系统、外壳系统和设备系统3个部分。

外壳整合了外墙和屋顶分离的概念，主要是从建筑物的节能性能和建筑物内外部空间接口的性能出发，而美感的主要来源是性能的优越和简洁。

所以设计外壳就是一个发展美丽又高效率的系统的一个过程。

外壳的设计策略和空调设计是密不可分的，最近的卫生署大楼项目更是由空调、照明节能的高标准设置，来反推外壳材料，空调系统和照明灯具的选择，也就是过去先由建筑设计先行决定一切，再由机电、空调来“配合”的时代将要过去，机电空调专业在设计过程导入的时间点将愈来愈提前，角色也愈来愈重要。

2.1 台达电那玛夏民权小学在那玛夏民权小学的案例里，思考的是“如何将外部环境的能量整合为建筑物内部空间能量的一部份”，我们将设计按对外关系、影响层面依序拆成3个阶段：首先，利用软件分析基地内近1年以来的“风花图”，调整决定建筑量体的配置与走向，并配合架空楼板所设置的可调式地面通风口、教学栋与图书馆栋的通风天窗系统，在夏季时有效地利用室外气流将外气导引至室内，自然达到通风换气的需求；冬季则靠着量体间彼此的遮蔽形成天然的避风港，此阶段为整合环境因素的“被动设计”。

营运一栋建筑是需要消耗能源的，其中又以空调为其节能要点。

统计资料中不难发现：在台湾空调耗电量在夏季时甚至可高达尖峰用电量的1/3。

台湾属湿热的海岛型气候，不同于高纬度的欧美国家，过去那些大面开窗、玻璃帷幕打造的“玻璃大楼”或以铁皮加盖的工厂、外墙RC 仅仅15cm 厚的住家公寓，不是没考虑到玻璃的热传导率，就是忽略了外墙隔热的重要性；一味追求形式的模仿，无因地制宜地考虑气候因素，以致室内的舒适度仅靠着空调设备来苦撑。

“外壳节能”与“空调规划”是打从设计最初就需拟定的“前置作业”；民权国小就纬度上位属南台湾南部高雄地区，但考虑到其海拔高度在800m 以上，夏季降雨频繁，在空调的规划上我们主张“能省则省”的态度。

依使用者的组成，我们可分为仅于日间使用的国小学员、在基地内从早待到晚的教职员、开放式图书馆的读者群。

以太阳照射外墙吸能的角度分析，建筑室内的温度变化往往于下午时段才达到尖峰，而夜晚与清晨则相对湿冷。

针对基地环境的此项气候特性，我们开始思考“如何减少空调的设置”。

对第一类的族群来说，他们在建筑使用的时间上相对短暂，如何减少外墙的热传透率、延迟室内温度的攀升成了当务之急 ，于是5 6 民权小学屋顶隔热材大样7 民权小学屋顶通风天窗4 花博新生三馆我们在屋顶与外墙的细部设计上加以着墨，3栋建筑的屋顶层内均铺设隔热岩棉并留设空气层以大幅降低屋面系统的U值，同时严防“热桥效应”的产生，在角材与板材间的界面垫置玻璃棉。

教学栋与宿舍栋的外墙采用隔热面漆(一种内含陶质颗粒的面漆)能大幅度地反射阳光，开窗部分以双层玻璃为首选，两层玻璃间的惰性气体有效地降低开窗面的热传导率，在屋面与外墙上双管其效，全方位遏止热能的入侵，使其供国小学童使用的教室空间免设置空调。

接着考虑使用时间较长的第二类教职人员，在权衡后，于办公空间内留设分离式空调系统以备不时之需；校园内的宿舍空间因山区夜晚温度骤降，我们认为无需设置空调，反倒是保温/隔热成了需关注的议题，于RC外墙内侧额外铺设了隔热岩棉，整栋建筑成了个巨大的保温体，不怕热也不畏寒。

最后，在图书馆栋的规划上转化当地部落邹族的集会所(KUBA)意象，以对称的帐篷形式设计图书馆的外观，西侧以深遮阳防止西晒的影响，同时地板的通风口配合天窗的设置导引室外地面层阴凉的自然风，大幅压缩空调的使用时间。

除了空调外，“照明”在建筑能源开销上也享有一席之地，面对一个挑高近12m的空间，真的只能用人工灯具改善？此时地面的阴影、鞋表的反光给出最简洁的回答：“阳光是我们最忠实的伙伴”，善加利用“遮蔽”与“反射”等手法可以轻松地解决问题：以大面开窗的木帷幕墙配合挑深屋檐让阳光以间接方式反射至室内天花，天窗的设置更在成大研究室的协助下以计算机进行仿真分析，求出适当的开窗面积以提升室内光源的均齐度，手法简单、自然。

在综合安全考虑与现场施作的因素后，钢构成了理想的决择：一来得以克服山区水泥预拌车难以进入的困难；再者，轻量化高强度的建筑降低了营造期间CO2的产生也使校园兼顾临时避难所的角色。

除此之外，最初“独立基脚”的概念(减少开挖量、基地内土方平衡)也减少了搬运量、减少了车辆排放废气的机会。

在能源使用上，将半透光的太阳能光电板设施(BIPV)设置于入口广场上方，并以能源监控系统实时地反应每日的耗电量与再生能源比例，伴随着孩童每日上下学过程的必经动线、“可视化”的呈现节能成果，生活化地教育孩童们从小养成节能的习惯，对当地师生来说，绿建筑落实于生活的小学中是珍贵的生活体验，同时也是最佳的活教材。

2.2 青年公园图书馆2008年竣工的青年公园图书馆为我们提供了对外壳和设备的整合一个更深入思考的机会。

长年旅居德国的业主执行方对本案最基本的想法是：用最环保的材料做最节能的建筑；希望采用的做法是：用回收再制或天然的材料建构一个最严密的外壳，将室内外的温湿度差异完全隔热。

这是一个先进、高价能源政策的温带国家(如德国)对付酷寒的基本策略。

我们一再讨论亚热带的台湾和温带的德国，环控的手法是不是应该不一样? 结论是将热阻挡在外(台湾)和将热保存在内(德国)采用的原理是一样的，只是方向不同而已。

台湾较德国不同的则是湿度的课题。

以自然通风做为湿热气候的主要节能手段并不全然正确，因为把过于湿热的空气引进室内对舒适度不但没帮助，还助长霉菌的滋长，有害健康，所以台湾的除湿机、空气清净机才这么风行，但这都要耗费能源，是自然通风的代价。

青年公园图书馆的做法是将建筑物内外彻底阻绝，首先用25cm厚的屋顶隔热层和10cm 厚的外墙隔热层，还有复层Low-E玻璃将内外的热隔绝，再将引进的外气先作除湿过滤处理，再进入空调系统。

所以在本案，引进的外气量(新鲜空气)的控制和外壳的气密和隔热性能才是左右(空调)耗能的关键，才是盖节能房子最核心的课题。

青年公园图书馆外壳材料几乎全部采用最高性能且最环保的材料，屋顶隔热材由回收的钜木屑作成，铺在隔开屋面钢板和RC屋顶板的木椽中间。

这段木椽台湾习惯采用C型钢，但金属导热性高，形成热桥，故用木头。

相同的隔热材料也用在外墙，但厚度减半只有15cm，铺在15cm厚的RC墙外，隔热材外再涂一层天然矿物的涂料。

窗户则是实木框的Low-E玻璃窗，从丹麦进口，因为是工业制品，所以框料很小。

8 青年公园图书馆外景9 青年公园图书馆室内059A RCHITECTURAL J OURNAL。