解救西元二○五○年---二氧化碳減量指標

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文/林惠民(荒野編輯小組組長、健康環境規劃顧問)

據推測,到西元二○五○年,大洪水、疾病及乾旱等災害將肆虐世界各國。冰河及極地冰帽融化,將會造成無數動植物的滅絕、農地沙漠化、破壞珊瑚礁及海平面上升小島逐漸下沉等災變。

非洲除了存在已久的嚴重經濟與社會問題外,將出現越來越多難以治癒的疾病,而位於非洲大陸沿海人口擁擠的城市,將淹沒於海水之中。喜馬拉雅山冰河將會融化,產生洪水淹沒下游達五億居民的灌溉區,待洪水退後隨之到來的是嚴重旱災現象。南美洲農作物產量減少,熱帶雨林數量縮減及出現許多新的致命病毒, 歐洲國家發生水源短缺及土壤品質惡化,農業耕作困難。澳洲乾旱情況擴大延伸,以致嚴重威脅農業。

熱帶與亞熱帶區域的農地情況最慘,並且可能會有數百萬的居民將因海平面上升而處於危難之中。由於經常發生的熱帶暴風雨、水平面提高造成的陸地流失,以及農業、漁產、水資源供應的減少等,每年可能造成3,000億美元左右的損失。

較目前地球暖化所造成的損失高出7.5倍,若干低漥國家如馬爾地夫、馬紹爾群島與密克羅尼西亞等,氣候改變造成的損失達國內生產毛額的10%。熱帶地區亦將因高溫所引發的中暑、瘟疫及病毒性傳染病帶來高死亡率。氣溫上升會傷害人體的抗病能力,若再加上全球氣候變遷引發動物大遷徙,將促使腦炎、狂犬病、登革熱、黃熱病的大規模蔓延。

溫室效應

以上種種現象的導因就是大家耳熟能詳的「溫室效應」,是目前最嚴重的地球環保課題,最主要的因素在於大氣的溫室氣體增加。大氣中最主要的溫室氣體為二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等三種,以二氧化碳氣體對全球氣候溫暖化影響最大。

在建築產業的溫室氣體排放主要是起因於能源使用,建築產業的耗能則包括空調、照明、電機等「日常使用能源」,以及使用於建築物上的鋼筋、水泥、紅磚、磁磚、玻璃等建材的「生產能源」。過去國內建築產業採行高耗能、高污染的構造設計,對地球環境破壞甚大,台灣建築產業的二氧化碳排放量,超過全國總排放量的28%,對國家能源及環保的影響十分嚴重。

目前台灣新建建築物中,有95﹪為鋼筋混凝土構造,除了每年80﹪盜採自河川砂石及高耗能水泥生產能源之外,未來混凝土建築拆除解體時,其廢棄的水泥物、土石、磚塊又難以回收再利用,造成環境莫大負荷,因此必須從建築物之規劃設計及構造進行改善,以減少二氧化碳的排放量。

二氧化碳減量指標

然而,想要評估一個簡單的建築產品在生產時的能量和環境成本,可以說是一件非常複雜的過程。比方拿一塊磚頭來說,燒一塊磚頭時所消耗的燃料,大約可讓一輛轎車跑12公里。但是除此之外,還要考慮其他的成本,包括因為原料要使用土壤及廠房的土地,造成農業用地的損失(會造成本國糧食生產的減少,增加進口糧食時消耗的能量),把磚頭送到施工現場所消耗的能量、把磚頭砌到牆上所需要的能量。

等磚頭被砌到牆上以後,磚頭使牆壁具有了保溫效果,在冬天可以保溫有助於節能,但是在夏天有可能造成房屋太熱而產生空調的負荷。等到磚頭損毀壽命結束,還要花費拆除和處理廢棄物的能量;假設如果使用得當,磚頭可以回收反覆使用,如此可以省下未來建築的能量。因此想要計算建築物會排放多少二氧化碳是相當複雜的,我們很難預知一棟建築物在使用了5、60年以後,哪些部份會損壞而成為廢棄物,哪些部份卻可以回收再利用。

因此國內為了順利推動綠建築指標,避開了繁雜困難的評估程序,訂定了可以簡單估算的二氧化碳減量指標,所謂二氧化碳減量指標,乃是指所有建築物軀體構造的建材(暫不包括水電、機電設備、室內裝潢以及室外工程的資材),在生產過程中所使用的能源而換算出來的二氧化碳排放量。

如何達到二氧化碳減量

為了達成二氧化碳減量指標的基準要求,建築物的建材使用計畫應善加配合之規劃原則包括:

(一)採用簡樸的建築造型與室內裝修

建築材料耗用得越多,將會排放出更多的二氧化碳,過多的建築裝飾與誇張的建築造型設計,會增加結構體與材料使用上不必要之負擔,尤其頭重腳輕的結構負荷更對建築物耐震上有不良之影響。此外,室內設計常見到部分建築物過度裝飾,對於地球環保甚至人體健康都會有相當的影響的,是十分不環保的設計。

(二)結構輕量化

建築物的輕量化直接降低了建材使用量,進而減少建材之生產耗能與二氧化碳排放。一棟建築結構的載重,對於地震力的抵抗能力與結構設計的材料使用量有相當密切的關係。結構體自重越輕,結構設計便可以最合理的材料使用量設計足夠承載建築物與抵抗外來風力與地震力;反之,建築結構自重越重,則必須加大結構體斷面,使用更多之材料來支撐建物與抵抗外力,因而排放出更多的二氧化碳,是十分不環保的設計。

最具體的做法即為推行「鋼構造建築」以及「金屬帷幕外牆設計」。採用輕量的金屬帷幕外牆、輕量隔間與鋼骨結構,可以使建築物整體自重降低,減少結構體負擔,以結構設計觀點來看,鋼骨構造較RC(鋼筋混凝土)構造為優良。

(三)合理的結構設計

1. 合理的結構系統設計不僅可以達到強度及安全之要求,更可以減少不合理浪費之建材使用,減低能源消耗量與二氧化碳排放量,保護地球環境。

2. 不合理的結構設計容易受到強風與地震的破壞,設計造型變化多端的建築物時,必須特別用心補強結構體設計與施工,整體結構體材料使用量與造價當然會隨其變化程度而成比例增加,意即代表二氧化碳排放量也會隨之增加。

3. 為了滿足上述基本的優良結構設計條件,建築結構必須盡量維持簡單、對稱、連通、均勻的基本原則,切忌突然變化或奇形怪狀的建築結構。

4.儘可能利用以下結構設計概念

   *使用可再生能源,如太陽能和風能
   *建築結構牆壁、屋頂、地板有效節能設計
   *種植植物來改善建築四周的微氣候,減少冷氣能源耗費
   *建築深度不要太大,必要時利用天井採光
   *利用天井形成煙囪效應之自然通風
   *整修老建築,取代建造新建築
   *減少建造超高層建築
   *使用自然方式照明、通風、調節溫度
   *建設壽命長、結構彈性的建築,並減少燃料使用
   *使用節能的照明設備
   *使用可以拆解和重裝的施工方法
   *使用鋼骨結構,取代鋼筋混凝土結構
   *石材結構使用石灰沙漿,以便於回收再利用
   *使用天然材料取代合成材料

(四)使用對環境成本較低的材料──木材

為達成二氧化碳減量之目的,於建築活動過程中,採用能源消費較少之建材與構法為必然趨勢。一般而言,目前大量使用之無機建材(如:混凝土、玻璃、合成高分子材料等),在製造過程中,較消耗大量能源,且欠缺資源的再利用性,若長期大量使用對於地球環保將是一大負擔;相對的,有機質木材則為一具備資源再生性、再加工性、省能源及安全性的優良建築資材,更是一天然的二氧化碳儲藏庫(因構成木材之元素中50%為碳元素),若大量推廣使用便可達到二氧化碳減量之目的。

採用生命週期分析檢視材料耗能狀態,對於地球環境保護觀點,建議多使用寒、溫帶林木(如杉木類),減少熱帶木材(如檀木、紅木、硬木及楠木等)使用,因熱帶木材所行光合作用較大,其放出氧氣量較能平衡地球環境,且寒帶先進國對於森林之經營較具永續性,採用寒帶林木可儲存大量大氣中的二氧化碳,若使用熱帶林木則會造成熱帶雨林減少的問題,反而會造成更大的環境傷害。同時要注意森林管理、林木之砍伐及栽種平衡,以降低地球環境惡化的程度。

(本文刊載於荒野快報152期)

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