節能房屋在德國的發展         圖、文:能源報導駐德國記者翁鳳英

前言

在能源吃緊的時代中,節能是大家所關心的議題。無論是運用科技開發各項新能源,改進各類產品的能源效率,或是推動計劃由學校做起,教導小朋友從小養成節能習慣,都已經成為世界趨勢,迫在眉睫的能源短缺危機須要大家從節能細節著手,尤其是改進建築物節能做起。

大家耳熟能詳的綠建築,首次是在1980年的世界自然保護組織被提出,它所指的概念即是生態、節能、減廢、健康的建築,是因響應建築節能並結合永續環保人文意識所興起的建築潮流。

開天窗對於增加光線很有幫助。
 


綠建築的文化概念 

事實上,綠建築的觀念在西歐德國、奧地利、瑞士等國已有20年以上的實行時間,除了建築本身講究能源概念外,有時一個群聚的綠建築社區,更是代表某群人具有相同的生活觀,例如在該社區中不准汽車駛入或居民們也一起紡紗或耕作等,他們希望藉群體的力量實踐環保自然的生活。

 

在綠建築的文化觀上,本文在此略過不討論。然而對於綠建築在某些層面上,應該依建材被區分為生態建築(oekologische Gebaeude)和節能房屋(Niedrigenergiehaeuser),其中的區別在於生態建築不使用對人體有害的建材,偏向使用天然的材料,例如木料和木棉等,然而這類的天然建材的阻隔效果並不好且易燃,不能稱為節能建材;而節能房屋則可能使用岩棉等對阻隔效果良好,也不易燃的建材,但卻對人體呼吸器官有害。

 

因此,我們可以說在建材方面,希望享受環保無毒的建築生活型態並同時做到節能,有時無法兩全其美,雖然以德國為例的西歐國家已研發出高科技的建材,既能發揮高節能功用且天然無害,但要價高昂,並非一般人可以負擔的。因此,同時絕對結合生態建築與節能房屋於一身的建築,至目前為止在歐洲國家並不普遍。

 

由於生態建築在歐洲所代表的意義並不止於能源本身,其後有更複雜且具獨特性的文化生活觀必須加以探討,因此本文希望只從能源的角度來討論節能建築,以它在德國所受到的規範與實行的要點,提出來供讀友們參採。

德國房屋的窗戶結構都盡量做好隔離,避免能源外洩。

儲水槽也是節能房屋的做法之一

房屋外種植長春藤等植物也具有隔熱的功效 德國成排房屋

節能房屋


較為現代的暖氣/熱水設備

以環保見著的西歐,在建築節能的做法上仍有其區域性的差別。依筆者的觀察,南歐國家如南法、義大利和西班牙天氣較温暖,人民天性較樂觀,他們注重美食與衣著,但一般對房屋的整修和節能要求就不高;而中歐以北包括北歐,如奧地利、德國、瑞典和芬蘭等,因為氣候極端,人們待在家中的時間較長,人民屬性務實,因此對於房屋的結構,不論是在隔熱、禦寒、節能與耐用上,考慮的都比較周詳。 

以德國為例,考慮房屋的建構,以科技建材去符合舒適人性化的需求,所建設的房屋以長遠耐久為主要考量,而在能源費用原本就高昂的情形下,且未來必定節節升高,節能變成是一般居民關心的重點之一。若一座房屋朝節能方向建造,即便它建設成本較高,從長遠的角度看來仍然值得。 

德國自1977年開始,政府即修有住屋能源最低耗費標準的相關法令,逐年修訂直至2002年的2月有完整的節能法規(Energieeinsparverordnung, EnEV)出現。這個法令主要是詳細規範建築物中暖氣設備的設置、避免熱橋和細縫以及各類能源載體在轉換能源時所造成的耗失等。依該法令和經濟能力,人們可以和建築師合作商量,研議出建構該房屋的細節,包括適合使用的建材、窗戶的開設、隔熱或暖氣設備等。 

在理想平衡的情形下,以高標準的做法充份實現EnEV的規定,即能做到百分之百的節能房屋(Niedrigenergiehaus, NEH),若以數據顯示的話,即為獨棟房屋每年每平方公尺的能源耗費量為70kWh,成排房屋則為65kWh,一般而言格局整齊畫一的房屋或樓房比較有可能成為節能房屋。雖然節能房屋至今仍未成為強制推行的項目,其內容也尚未清楚地定義,但在能源節節上漲的趨勢下,人們大多願意朝節能房屋的方向來考慮,雖然德國大部份的房屋均未做到節能房屋的標準,節能房屋也已是德國聯邦政府能源研究計劃裡的重要項目之一。 

節能房屋的設計和建造以以下三項為主要優先考量重點:盡量減少暖氣外流浪費、以具高效率的科技產品來供應暖氣以及熱水、使用例如太陽能等的再生能源。未來的EnEV將強制新建屋必須擁有房屋護照,其中將載明建築物每平方公尺的能源消耗量。


屋內植物有助二氧化碳的吸收也可增加綠意

生態建築所用的無毒建材

節能房屋的條件

節能房屋主要的目地即在降低房屋中暖氣因施工或設計不良在傳送時的損失,依德國聯邦經濟部所委託BINE資訊中心所發布的資料,設有以W/m²K來表示的U數值,其中W表示瓦特,m²表示平方公尺,K則等於1°CU數值應該愈小愈好,房屋依各部份的理想U數值如下: 

 

U數值(W/m²K)

阻隔材料厚度(cm)

外牆

0,30 - 0,10

15 - 30

屋頂

0,25 - 0,10

20 - 30

地面

0,30 - 0,10

 8 – 30

條件一:取得最大的向陽可能性 

節能房屋在利用太陽能的層面上有被動和主動兩種意義,分別指的是盡量將窗子開向南方以及將太陽能面板安裝在向陽面。在窗戶玻璃的要求上,U數值應大約介於0,8-1,3 W/m²K之間,這樣才能真正達到節能房屋的條件。 

條件二:房屋結構應以方正為優先考量 

節能房屋在設計結構上,應盡量使樓上和樓上的格局一致,並在最小的面積內取得最大的格間利用,才能使能源的輸送和運用達到最佳狀態。

條件三:房屋外層應做好阻隔 

房屋外層指的是外牆、窗戶、屋頂、地下室上層部份、地板等,以節能房屋的標準來看,應介於15-30公分之間。 

條件四:避免熱橋,房屋的熱橋現象可造成25%以上的能源損失。 

條件五:減少細縫發生 

減少門窗細縫的發生以避免能源的流失對於節能房屋來說是特別重要的,通常這些地方會因為施工的疏失而造成細縫的發生。 

條件六:太陽能的使用 

節能房屋在太陽能的使用上可分為轉換為熱水與暖氣等兩種不同的用途。單純只用來生產熱水的太陽能,每年大約可負責提供全部能源的60%,而被用來不僅生產熱水也提供暖氣的太陽能,則能每年能涵蓋20-25%的能源消耗量。

節能房屋有可能用的有害人體健康建材:岩棉和保麗龍

節能房屋內牆壁內暖氣管路

結論

BINE所發布的資料,若以一年一平方公尺消耗3公升的汽油的房屋為標準時,完全依EnEV所建造的節能建築會提高5-15%的建材成本。如何建置節能房屋以及需要做到何種程度,並無硬性規定,需要看屋主對自己住所的要求以及自身的經濟能力。 

但無論如何,在節能日漸受到重視的情形下,強調低能源費用、舒適的居住環境以及高標準的施工品質,保值性較高的節能房屋仍舊是大家挑選或自蓋房屋重要的參考之一。