建筑低碳设计研究

包新

摘 要：建筑体于建造规划初首先应思考如何减少使用新的建筑资材构件，例如：减少建造规模与减少构造重量等方向。经过审慎减用评估后而必须使用的建材、构件则应思考其再利用的可能。再利用的概念是希望增加维修可及性、改进耐用度等来减少资材的再开采、制造。当建材、构件已达使用年限必须拆卸更新，就应该要考虑到它们回收再生的循环性能。如此应能于建筑生命周期完整达到节约资材使用，进而促成低碳的目标。其最终目的皆是为节约资源的使用，减少二氧化碳排放量。

关键词：建筑 生命 周期 低碳 設计

中图分类号：TU201 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0052-02

低碳建筑的设计策略可自信息制度、材料构法与污染控制三大方面着手对建筑生命周期各阶段进行操作。信息制作着重在事前的评估与预防，期望开始就往有益的方向前进。而材料构法是最直接，也是最实际影响低碳建筑成效的关键[1]，因此，可采取的策略也较多面向。最末的污染控制方面是考量到建筑生命周期产生的污染物，虽不是温室气体，但其对环境与生物的伤害却可能远超过二氧化碳所造成的温室效应。因此，低碳建筑策略当然应避免采用高环境伤害的有毒材料与技术。以下就以这3个方面对建筑生命周期三阶段可采取的低碳策略做说明。

1 应用信息与评估工具

由于建筑物的使用寿命较工业化产品来的长久，影响的深度与层面也来的复杂，因此，使用者更应有权知道建物的各项信息，以供选择使用的参考依据。故保存与提供构材形式、成分及含量多寡、尺寸大小等证明资料，再配合应用信息与评估工具可让使用者更清楚其所做的选择、所发挥的效益，而更乐于选择对环境、健康绿色的构件、材料与产品。

应用信息与评估工具可操作的方法有促使构材透明化、应用评估软体、采纳标章验证机制、制定履约保证与善用信息交换平台等。构材履历透明化是希望生产构材的厂商应提供产品所含的成分，所消耗的能源所转化的二氧化碳，与其他各项性能及使用方式。如此不仅提供了使用者选择依据，还可将这些数据输入各类特定的环境性能评估软件，加以应用，以得到更精确的建议。

现有各国的绿建筑或是建材方面的标章验证机制，也是可以在建筑设计初期提供正确、有效、具公信力的参考讯息，例如：我国有绿建筑与绿建材标章的评估机制。制定履约保证是鼓励建造者，或是使用者可将各项永续建筑的性能要求，如二氧化碳的排放量，清楚订于合同中，方能藉法律效益发挥约束。

2 既有建材再使用

既有建材再使用是指活化，再利用现有建筑构材。也就是期望尽量不建造新的建筑物，以及不使用新的建材，而是应用保留、整修、增建与改建等方法来满足新的使用需求，以此达到减少使用新的建材，降低二氧化碳产生目地。从新钢材和回收钢材的生态指数的比较中可以看出，两者的环境影响有着实质上的不同[2]。可见，尽管钢材的循环再生比例很高，但它仍然极其耗能，因此应避免过多使用。不过，在需要大跨度的地方，使用钢材仍是不二选择。例如：在案例[2]中使用当地回收的钢结构框架，或于拆除的建筑中直接回收利用，以创造可灵活运用的大垮度空间。而依既有建材可重用性的构成，可分成既有系统再使用、既有构件再使用与既有材料再使用3个层级。既有系统再使用此既有系统的范围是大至建筑系统，小至构材系统。而所谓既有系统再使用是指在既存的建筑或是构件系统下，尽量不兴建新的建物，与不使用新的构材的方式下去符合新的建筑需求。因此，老旧建筑活化再利用，原屋拆卸另地重建，小型的增改建、构材系统于现地或它处再利用，亦或就机能而言，可同用途或是不同用途的转化再利用，皆属既有系统再使用的范畴。

3 减少用量

3.1 简单化设计

简单化设计所要强调的是借着需求量最小化、合理化、轻量化、形状单纯化与标准化等方式设计构件，而得以最少用料达到最满意的使用需求，与节省自然资源的目的。需求量最小化是以最严苛的标准去检讨使用需求的规模，来达到最精简的使用需求的设计方案[3]。合理化是根据空间需求与材料的力学、物理的机能需求，避免使用装饰材料，以提高用材的效率。轻量化是藉选用材质较轻、较经济，甚至性能不佳的材料构件来减轻整体建筑物的重量，即可减轻基础荷载而减小基础规模，来达到节省用料的目的。形状单纯化旨在避免多角、凹凸等不规则多变的造型，应尽量采对称、几何化、均匀与秩序的形式，如此可减化制造过程，减少制造所需的开模与辅助器材用料。构件标准化可藉由部品化与规格化的方式进行工业化生产。除了可有效减少构件的种类，以减少模板等辅助建材及开模的耗材，还可提升性能质量，增加构材使用寿命，以及有利于日后维修换新。

3.2 节省资源用料计划

节省资源用料计划是以不用或少用稀有材、原生材、制程复杂且耗材耗能较高的材料，以及二次装修材、包装材等方式，避免或减少原生资源进入建筑用材体系的计划。所谓稀有材料泛指在地球上存量不多而供给有其限制性的材料。制程复杂且耗材耗能较高是指须经繁复化学、物理等处理程序而大量耗用资源与能量的材料。而少用原生材则是以自然生长、二手或循环再生的材料构筑建物，达减少撷取自然资源的目的。少用二次装修材是期望用最少的材料种类与数量来满足使用需求，避免因装饰或不当的构法计划而施以二次装修，增加不必要的资材用量，目的仍是为了节省资源，降低二氧化碳产生。例如：外墙构法为，内层用混凝土砌块作为蓄热体，中间是300mm的空腔填充矿棉保温层，则外表面处理可以非常灵活，可用本地的砖，或是经FSC认证的橡木墙面版等低耗能、低污染的材料。减少包装材料亦可透过Reduce、Reuse与Recycle，3R概念加以实践。Reduce：构材可以无包装，或是用最少包装以及少用甚至不用原生材，与有毒害的包装材料，即符合运送、装载与保护的基本要求。Reuse：包装材料本身应能多用途或多次使用。Recycle：包装材料的回收循环机制应该健全完善，生物循环与工业循环材料应清楚分开处理，而工业循环者应能维持既有效能不断循环再用。

3.3 节省营建用料计划

节省营建用料计划是指完整严谨的营建计划来提升建物于施工、组装及拆卸时的效率。而此营建计划主要包含如省料构法、省料工法与完善得工地物料管理等。省料构法是以最经济的材料数量的构法来达成构造性能的需求，并应兼顾工法的可行性。省料工法是指透过如预铸、半预铸、系统模版、钢筋预绑与积层工法等自动化工法完成构法计划的施工方式，如此可节省假设工程的辅助材料的使用量，并促使施工时间缩短，提高营建效率，减轻噪音、震动、粉尘的公害。例如：在案例BedZED中，采用预制钢筋混凝土楼板，除了安装快速，可缩短工期外，与场铸楼版相比，预铸与预力混凝土楼板所造成的环境影响较低。

4 结语

建筑低碳设计中以简单化设计、节省资源用料、节省营建用料计划、采用减碳材料与构法4种策略，尽可能减少资源材料进入使用循环体系来达到减少资材用量，与采用低碳、固碳的材料构法来达到减少二氧化碳排放的目的。因为设计规划阶段的决策对减少资材用量的影响最剧，因此，建筑生命周期每一阶段的省料计划的效果，愈早期者愈较晚期者有效，即简单化的设计策略会比后者有更显着影响。

参考文献

[1] 夏冰，陈易.关于低碳建筑设计方法的比较研究[J].建筑节能，2014（9）：60-67.

[2] 刘睿.绿色建筑管理[M].中国电力出版社，2013.

[3] 蔡博峰.低碳城市规划[M].化学工业出版社，2011.