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新建材改善老建築永續能力

作者:Edwin Colyer (Green Futures )

許多人的房屋既老舊又耗能,要如何進入重視生態環保的21世紀?很簡單!只要把好幾英呎的隔熱板塞入牆壁與閣樓,淘汰古董電器、改用符合節能標準商品,再換上三層玻璃,最後加裝感應式設備即可…了嗎?

PRP Architects 建築事務所代表梅勒(Andrew Mellor)表示,「試想各位住在侷促的小套房裡,打算加裝隔熱牆,但又不希望原已狹窄的空間更無容身之處,縱然只在其中一面牆隔熱,還是會占去寶貴的幾英寸」。

裝修工程若要成功,關鍵在於房屋效能必須更高,但不會讓屋主損失原有空間、便利與美觀,施工也很重要,若干擾無法愈少愈好,可能連動工機會都沒有。

究竟有何創意解決方案,能兼顧種種考量?

以隔熱為例,拜美國太空總署 研發之賜,目前已出現「氣凝膠」(aerogel)這項產品,原本是為幫助太空人保暖,如今成為世界上隔熱效果最佳的材質,如名所述,這項材質多數為空氣,最高達99.8%,將氣體困在以矽為本的鬆散結構中,原始材質因為過於脆弱,在多數情況不宜使用,不過Aspen Aerogels 與Thermablok 兩家開發商找到方法,整合強化纖維,成品厚度僅9.5公釐,據美國能源部兩座實驗室 檢驗結果,最高可提升牆面隔熱能力達42%,Thermablok更宣稱,不會因為黴菌或時間老化與影響功能,還可以回收。氣凝膠隔熱材質目前仍比傳統隔熱板昂貴,不過隨著市場需求增加,價差已從幾年前的一倍縮小至20%。

屋頂補強研究領域同樣前景可期,德國夫朗和斐營建物理學協會 一項研究顯示,樓板面積80平方公尺的房屋若有縫隙,使用暖氣所需能源與面積五倍大的房屋相同,人們常使用氣密膜或封箱膠帶應急,但若要翻修年代更久遠的建築,還得考量濕度,尤其濕氣可能已深入滲透結構中。新型「智慧膜」具備濕度控管功能,還能抵抗風雨,德國企業pro clima 另開發出透氣式薄膜,不僅密閉與防水,還能因應濕度,寒冷時幾乎完全不透氣,但溫暖時濕氣能散逸。

縱然是氣密式建築也需要通風,工程師也在研發各種智慧方式,確保新鮮空氣流入暖氣房時也可保暖,Energyflo 公司開發的新式隔熱系統正在英國測試,將隔熱板加裝於外牆上,其中孔隙讓空氣能夠受陽光及房屋散逸的熱能增溫,暖空氣隨著空隙上升,藉由透風系統導引至屋內。

如果熱能因窗戶而流失,也相當可惜,Pike Research 研究中心的潔淨科技市場分析師布魯姆(Eric Bloom)指出,「玻璃會造成能源大量流失,牆面可以加強隔熱,但假設玻璃未經處理,等於沒有作用」。

雙層玻璃目前也不符合高節能標準,雖然三層玻璃隔熱效果佳,但對設有木質拉窗的老舊房屋完全不適用,真空玻璃技術這幾年才出現在市面上,可做為替代方案,並不增加玻璃層,而是避免熱能從玻璃與窗框之間的縫隙散失,這種材質非常薄,站在遠處可能會誤以為只有單層玻璃,故很適合古蹟維護或文物保存等級的建築,也可應用於一般住家,況且價格也與標準雙層玻璃相仿。

布魯姆對電致變色(electrochromic)玻璃問世頗為興奮,認為適合大型企業裝修計畫,運作模式與感光變色鏡片有些相似,可自動隨光線強度明暗,也能由大樓住戶自行調整,此種系統能避免建築物在強光下過熱,而冬季時能讓更多陽光灑落至室內,善用自然光線與溫度。

若想改變現況,未必需要多麼先進的科技,就算是水泥,也可以變得更有智慧,環保營建商大都對水泥不屑一顧,卻忘了這種材質功能眾多。

Lafarge A&C UK 公司混凝土部門經理格林伍(Jeremy Greenwood)指出,「表面上看來,水泥似乎總是建築師與工程師的折衷方案,水泥是功能最多、最耐久、最划算的建材,可是對環境傷害頗大,除了灰色建築相當醜陋(自一九六零年代遺害四十年),碳足跡也相當可觀」。

Lafarge公司為此決定,要改寫混凝土用途參考書籍,開發多種永續型混凝土與砂漿層混合建材,可用於商業大樓翻修工程,希望減少原物料用量,但達到相同效果,例如Extensia 內含鋼絲網面與纖維強化,即可取代樓板,不需使用鋼筋,但維持極佳負重能力,也克服鋼纖維在長期壓力下會外露的問題,而且非常耐久,可削減長期維護成本。這種建材兼具抗壓力與彈性,故能降低樓板厚度,讓二氧化碳排放量減少兩成。

因為自動修復功能研究,未來混凝土結構可能將永遠不壞,美國伊利諾大學 建築系榮譽教授德萊(Carolyn Dry)已開發一種具黏性的修復材質,能夠注入混凝土的中空孔隙裡,當建築因壓力產生裂痕,就會釋出黏性物質固定,自動維持結構完整,降低整修成本、提高建築安全。

由於翻修工程迫在眉睫,要等待新一代產品進入主流市場,可能不切實際,所幸目前已有眾多材料可用,讓老舊建築重獲新生,梅勒認為,「若打算更換窗戶或重新粉刷牆面,為何不順便選用具隔熱功能的產品?價錢或許會貴一些,但能真正改善建築物的能源效能」。

本文原載於獨立永續專業團體「未來論壇 」雜誌《Green Futures 》及ThisBigCit城事。照片來源:Flickr用戶jude hill 、seier+seier

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關於作者

《城事》為永續城市部落格,長期發掘關於建築、設計、文化、科技、運輸、單車的都市創新構想,曾數度獲獎。《城事》網羅世界各地城市生活作者,文章曾發表於Next American City、Planetizen、Sustainable Cities Collective、IBM Smarter Cities等網站。《城事》遍尋全球,在世界奮力邁向永續的時刻,呈現城市帶來的種種機會,力求保持樂觀,但不忘批判。