以環境為名-德國生態建築之旅

 

 

以環境為名-德國生態建築之旅

今年京都議定書正式生效後,全球共同關注到氣候變遷的議題。在溫室氣體大評鑑,這場新世紀環保競賽中,德國拔得頭籌。它不只是全球第一個達到減量目標的國家,並且已經減少19%的溫室氣體,成果遙遙領先。更預定在2010年,排放量減少21%。要想知道德國為何有這番成就的話,看一看位在柏林的國會大廈,應該可以得到一些答案。

採訪/撰稿:林佳穎

攝影/剪輯:陳錦彪

 

德國國會大廈的主體建築在1895年完成。遭遇過大火及世界大戰的摧毀,歷經多次的重建整修才呈現現在的樣貌。1990年間的幾次重大改建工程,包括自然照明、空氣自然循環、生質柴油馬達熱電機的建置,讓德國國會大廈慢慢蛻變,成為德國生態建築的重要象徵。


國會大廈的能源系統概念,是自己產電,自己產熱,而且使用最低環境衝擊的能源。1998年完成的馬達熱電廠系統(MHKW),使用油菜花籽製造的生質柴油做為燃料。另外,並將夏天常溫攝氏二十度左右的溫水,以及生質柴油發電機廢熱產生的熱水,儲存在地下三百公尺的溫水層,留到寒冬抽出來當熱水或暖房使用。而寒冬低溫的冰水,則儲存在地下60公尺的地下水層,到了夏天再抽出來冷房。德國國會大廈每年吸引三百五十萬人遠來參觀的致命吸引力,來自於國會大廈的玻璃圓頂。玻璃圓頂內的圓錐形柱子,從圓頂上方,一直往下延伸到國會會議廳。四周貼滿鏡子的圓錐體,會把室外明亮的光線反射到室內,成為國會會議廳的照明來源。

 


這個設計概念不只為了取得自然照明,另一個重要的象徵意義是,人民可以從上方的採光平台,往下看到會議廳的情形。這代表人民在上面,給了議員權力,這是民主政治的一個重要象徵。

 

德國國會大廈南面的屋頂裝置了三百平方米的光電板,整套再生能源及多樣的建築節能設計,讓國會大廈自給自足的能源高達80%,這項成果也宣告著德國能源政策的基本精神。

 

德國冬天氣溫平均1.512度,夏天也只有1820度,建築消耗的能源,可高達百分之五十,因此建築節能非常重要。特別是建築的絕緣保溫設計,以及設置低耗能的冷暖空調系統。長期以來,德國不斷在找尋低耗能建築的可能方式。



德國在解決都市問題時,有一種特殊具有傳統的都市建築計畫方式,也就是舉辦國際建築展,在建築展中找尋各種先驅概念的實驗方案。1990年間舉辦的埃森公園國際建築展,魯爾區Herne的一個廢礦區重建計畫Akademie Mont-Cenis,以「微氣候帷幕」新環境建築為概念,採用「屋中屋」(house in house)的原則興建的,外層建築是採用玻璃帷幕,內層建築群才是讓人們使用的真正的室內空間,就像是一個大溫室中間蓋了建築群,包括有會議室、圖書館、旅館、咖啡廳、接待中心等。這個作為研習中心使用的超級大溫室,地上舖了大量廢礦場的石頭,吸收太陽熱能來暖房,模擬地中海型的溫暖氣候,滿足德國人的夢想。

 

而溫室的玻璃頂,則把太陽能板與採光罩結合,是全世界最大的屋頂集中式發電設備。光電模組面積有一萬平方公尺。在良好的日照下,每小時可以產生一百萬瓦的電力。產生的總能源比本身需要的還要多。一年總剩餘電量接近1,200百萬瓦。這些光電設施,在三到五年間就已經回本。


整個建築以鑲嵌式、易拆解回收的輕量結構做為建築主體。採用高效率的隔熱玻璃。屋頂及牆面都可開窗,以利自然對流換氣。而原本舊煤礦坑底下,仍然殘留不少瓦斯,改設置汽電共生裝置。排氣的廢熱在用熱交換器回收做為熱水及暖房。

法蘭克福是德國的金融城市,在緬因河畔的緬因塔,是法蘭克福唯一一棟對外開放的金融大樓(Helaba商業銀行)Main Tower高兩百公尺,是地上54層、地下5層的金融大樓。出租面積約有62,000平方公尺,約有兩千員工。最特別的是,它是德國同類型建築中唯一使用曲面玻璃外牆的建築。

 

圓弧型的高效率隔熱玻璃外牆,2250扇窗戶都可以獨立開啟。在各種天氣狀況下,讓新鮮的空氣可以進入室內,產生自然的氣流交換。在52層樓高的地方也可以開窗。

 

Main Tower是一座傑出的超高能源效率的建築。電梯及一般的照明需求用電,都由一座封閉式的熱能產生裝置來發電。另外冬天的冷空氣被儲存在建築物地底下。到了夏天再從地底抽出來作為冷房使用。

 

在魯爾區邊緣Menden,「office 2015計畫」是一個辦公建築,超過百分之七十的外殼用玻璃做成,因此有很高的通透性。目的是希望跟外面的世界沒有距離。室內室外都可以看得到,就像在大自然中工作一樣。Office 2015跟國會大廈以及Main tower一樣,設計了利用地底儲存冷熱,作為冷暖房的概念。整個系統最有趣的地方是在地板、天花板,鋪設了組裝式的嵌板,裝入小水管,引導冷暖房的水流。

 


當然高效率絕緣建築材料是必要的。在牆面採用高效率的複合材料,讓熱輻射傳導低到0.3以下,而且同時具有吸音效果。如果一棟建築物有70%的玻璃,都是使用雙層玻璃。兩層玻璃中間填充氬氣(argon)。可以阻絕夏天80%的熱。冬天也只需要半數的能源消耗。

 

另外在空氣對流方面,在天花板跟建築外殼之間,留有三十五公分的空隙,熱空氣自然的往上排出,冷空氣自然從室外進來。夏天、冬天都把溫度設定在攝氏二十度,不需開冷暖氣。

 

整體來看,這些解決方案目的都是要讓建築物滿足人的需求,所以外牆需要保護人們對抗環境,也要有很好的室內生活環境。但是人跟室外環境也仍然保有良好的連結。

 

漢堡市面對北海,屬於北德區域。此區多霧潮濕,冬季寒冷。漢堡市是德國最大的港口也是第二大城。勞工眾多,市區擁擠。此區勞工運動歷史悠久,勞工地位受到尊重。

 

十年前,Bramfeld 生態社區建設完成。這個社區123戶人家所有面南的斜屋頂,都統一做成超大型太陽能集熱熱水供應系統。這個太陽能集熱熱水系統屬於當地的一家熱能供應公司,總集熱面積是社區熱水總需求量的五倍,屋頂多餘的熱水會儲存在中央熱水儲存槽,容量高達四千五百噸。

 


利用高效率的集熱板,在夏天最高的熱水可以達到九十五度。這個系統是把夏天的熱能存到冬天使用。為了避免冬天熱水不足的現象,社區後來另外蓋了一間小型緊急熱水供應站。當然各戶獨立的雨水收集系統、廚餘桶是必備的設計。而各戶的後花園則相連在一起,共同使用。

 

德國發展永續建築或稱綠建築,有三十年的歷史,他們認為要以整合性的觀念及方法來思考,不只是討論到能源,還要討論廢棄物,如何處理水,可以省多少水,用了多少建築材料,是否使用健康建材、再生建材?蓋房子成為一個很慎重的大事。這些低耗能、對環境友善的概念整合在一起,造就了德國建築現今的樣貌。

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