公民寫手

太陽房子,節能隔熱,與自然和好

文‧攝影/胡湘玲

房子是我們安身立命的所在,也是對舒適生活需求的體現。房子的樣貌呈現我們對未來的想像,也是追逐夢想的表情。

太陽圖書館暨節能展示館(Solar Library and Energy-Optimized House, Solar LEO House)是由茂迪股份有限公司創辦人鄭福田先生(1948 – 2008),在成長的故鄉所捐贈興建。

由汗得學社規劃,九典聯合建築師事務所張清華與郭英釗建築師設計監造。以簡約的設計、簡單的方法與自然的材質,以被動使用太陽能來節能,以主動使用太陽能的太陽光電來產電,太陽圖書館實踐太陽能在建築上的有效使用。

這是一棟太陽房子!捐贈興建這棟太陽房子的鄭福田先生希望:「人們一走進來,就會打從心裡讚嘆『好舒服啊!』原來在我們台灣也可以有這樣的房子。」

這是一棟舒適的房子!這棟舒適的太陽房子,一樓規劃為台北市立圖書館24小時開放的無人圖書館。在萬華區,在這深藏歷史的台北舊都心,我們共同創造和諧安全的書香社區。二樓規劃為節能展示館,由計畫發起人汗得學社來推展能源教育的工作。以溝通的方式,來實踐與自然和解、與未來對話的能源新生活。

什麼是太陽房子?

太陽房子=主動使用太陽能+被動使用太陽能。

說到「太陽房子」,總會讓人聯想到歐洲國家屋頂上掛著太陽能板版的建築物。其實,太陽房子是考量整體能源運用,並與自然融合的建築設計。在規劃時便盡可能利用周遭自然條件,例如採光、通風等,並做好屋殼隔熱,讓室內維持在夏天通風涼爽、冬天溫暖宜人的舒適室內氣候,以達到節能的效果。最後再搭配再生能源裝置主動產能,讓整棟建築物維持能源與生態的平衡。

太陽圖書館即是以太陽房子為設計理念所興建的建築物,設計細節如下:

(一)主動使用太陽能:太陽光電系統
不需經由動能、熱能或化學能的轉換,沒有煙囪、噪音與因為燃燒所產生的廢氣,太陽光電系統將取之不竭的陽光轉換成優雅且乾淨的電力。不只發電。太陽圖書館東側外牆的雙面透光且與建築物整合的「建材一體太陽光電系統(Building Integrated Photovoltaics, BIPV )」是房子的遮陽,讓太陽房子不僅產能,也增添了色彩。

(二)被動使用太陽能
根據國際經濟合作與發展組織(OECD)的統計,超過三分之一以上的總體能源都消耗在建築物的空調上。所以,經由建築節能可以省下可觀的能源。太陽圖書館的整體規劃,配合適當的屋殼隔熱與健康的自然建材,同時運用通風與採光設計,在冬天引進陽光,在夏天阻擋熱氣,讓太陽圖書館成為一座舒適又節能的「太陽房子」。

1. 屋殼隔熱
強化屋頂及屋牆隔熱,以隔熱特性極佳的木質纖維板,有效延遲及阻絕室外能量對室內溫度的影響。除此之外,具有隔音、減少熱輻射效應與保持室內舒適氣候準恆溫的功能。注意建築物轉角、收邊與窗戶連結的細節,以系統工法完整包覆屋殼,讓太陽房子穿上冬暖夏涼的好衣裳。木質纖維板高效能隔熱系統以廢棄木料為生產原料,是無釋出無汙染的永續建材,並通過防火測試,是不著燄的安全建材。

2. 門窗的氣密、節能與隔音
窗戶是房子的眼睛。人的眼睛,讓我們看見世界。房子的眼睛,讓我們看見房子的心靈。填充氬氣的雙層玻璃氣密門窗,輔以鍍膜科技,將門窗玻璃的熱傳導及熱輻射對室溫的影響降到最低。在為房子帶來綠景內外穿透的同時,也兼顧隔熱與靜音舒適的需求。木質窗櫺與窗框不僅結合公園環境如天成,同時也因為熱傳導係數比常見的鋁質外框為低,所以讓房子的整體節能設計能在細節中貫徹。入口雙層門的氣密設計,減少室、內外不必要的熱交換,保持冬天室內的溫暖與夏天室內的涼爽。

3. 明亮採光
自然採光減少不必要的人造光源,不僅節能,也最能符合舒適的需求。房子南側立面整排落地窗的設計,維持一年四季的良好採光;北側立面窗牆比則降為0.48,以高採光窗提升建築整體節能效益。

4. 空氣品質與通風
我們的一生有超過90%的時間在室內度過,室內空氣品質對我們身體與心理的健康影響重大。除了建築法規對消防的要求之外,為達到通風對流的舒適感,以南、北兩側窗戶對開進行被動通風,並以空調與通風系統進行強制通風。

5. 使用自然塗料
以植物、礦物性100%的天然物質為原料,以生活美學重新發現人與自然的關係。來自大自然的色彩,自然豐富。完全不含化學溶劑及原料,對施作者與使用者的健康負責。以灰石作為原料的自然塗料抗菌防霉,保留底材的透氣性與觸感,以自然的方式保護底材,創造健康舒適的室內氣候。自然塗料是永續建材。從製造、使用、剩料所造成的廢棄物處理,都是自然循環的一部份。


太陽房子小檔案

(一)面積
1. 基地面積:246,282 平方公尺
2. 建築面積:440.5 平方公尺
3. 樓地板面積:773.3 平方公尺

(二)太陽光電系統
1. 現有裝置容量 3.36kWp
預計年產電 3,300度
2. 規畫裝置容量 >50kWp
預計年產電 > 50,000度

(三)屋牆隔熱
1. 15公分RC + 12公分厚隔熱材(λ值=0.049 W/mK)
2. 總鋪設面積:212.19 平方公尺
3. 隔熱材料使用量:2546.28 立方公尺

(四)門窗採光通風與節能
1. 總開窗面積:269.2平方公尺
2. 換氣率:強制通風,30分鐘全換氣
3. 門窗U值:1.34 W/m2K

(五)屋頂隔熱
1. 15公分RC + 2層8公分厚隔熱材(λ值=0.039 W/mK) + 1層10公分厚隔熱材(λ值=0.049 W/mK)
2. 總鋪設面積:407.48 平方公尺
3. 隔熱材料使用量:10627.48 立方公尺