永續社區的模範生-英國貝丁頓零碳社區

Posted on 2015/09/02 in 反思, 環境能源, 環境能源管理 with 沒有迴響 5,046 views

永續社區的模範生-英國貝丁頓零碳社區(A Case Study of Beddington Zero Energy Development)
國立臺灣大學土木工程學系宋爾軒

建築物的耗能占所有民生耗能項目中最高的比例，以德國為例，光是建築物的耗能就占所有耗能的 40%，因此降低建築物的耗能成為邁向城市永續發展的首要任務。早在西元 2002 年，英國即發展出世界第一個近零碳排放的社區—位於倫敦南郊蘇騰自治行政區內的貝丁頓零耗能社區 (The Beddington Zero Energy Development, BedZED)，由建築師 Bill Dunster 設計，全區共有 82 個智慧綠建築住宅單元（圖一），標榜能源自給自足，是英國最大的永續社區。

圖一 BedZED 社區。（創用CC授權）

位於高緯度地區的 BedZED 社區，為了獲得充分的日照，所有的建築物都被設計為面向南方，另外，建築物屋頂為配合太陽照射的角度而設計成圓弧形，以提升日照的面積。為了降低建築物的能源消耗，BedZED 社區捨棄暖氣系統，其屋頂、牆面及地面皆採用絕緣材料，窗戶採用三層玻璃，以便在日照時段吸收及保存足夠熱能，才能在寒冷的冬天維持室內溫度在攝氏 20 度左右；如此設計在夏天時亦能減少室外高溫傳導入室內，因此也不需要空調，實為一舉兩得。

BedZED 社區建築物的屋頂厚達 30 公分，以景天科多肉植物覆蓋（圖二），藉此減少冬天室內熱量的散失；而建築物外牆設計成夾心構造，使用 300 毫米厚的礦毛絕緣纖維（圖三中外層瓷磚與內層水泥牆之間的夾層），以保存大量熱能。

圖二覆蓋於建築物屋頂的植被。(http://www.solaripedia.com/13/299/3381/bedzed_vegetated_roofs.html)

圖三 BedZED社區建築物的外牆剖面。(http://insulationlsa.weebly.com/u-values.html)

建築物的自然通風系統—風杓 (Wind Cowls) 為此智慧建築的一大設計重點（圖四），位於屋頂的風杓可根據風向調整角度，利用風壓與室內外溫度差，可將外界空氣導入屋內。如圖五所示，每個風杓有兩個通風口，一個將室外空氣送進屋內，另一個把室內熱空氣排放出去，而室外冷空氣會先經過預熱再進入屋內，藉此降低因為冷暖空氣交換產生的熱能散失。

圖四風杓。（創用 CC 授權）

圖五風杓運作示意圖。(本文作者宋爾軒繪製)

BedZED 社區住戶使用的能源皆為再生能源，包括太陽能以及使用有機廢棄材料作為燃料的供電機組。太陽能的部分，每棟建築的受光面皆裝設太陽能光電板，總共可以提供約 20% 的電力供給。而其餘能源則由複合式的熱電機組 (Combined Heat and Power Unit, CHP) 提供（圖六中的 Bio-fuel CHP），藉由燃燒廢棄的木屑提供社區電力及熱水。

水資源再利用的部分，因為英國屬於海洋性氣候，每年有固定降雨日數，這些降水透過屋頂的植被滲透至地下水槽（圖六中的 Rainwater Storage），提供浴廁及灌溉所需用水，同時也防止豪雨時過多水分流入下水道而造成水患。而汙水處理的部分則採用生化處理，淨化過後的水也導入雨水槽中儲存與再利用。