中國首座認證被動式房屋緣起-長興布魯克房

By 欣建築2015/11/04

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圖片說明：圖片提供／Peter Ruge Architect

「長興布魯克房」是中國房地產開發商「朗詩」在上海西區研發中心的一座被動式房屋。它總共有五層樓，合計2200平方米，其中包含了36個單人臥室公寓，6個雙人行政套房和4個三人間臥室的示範單位。此設計案對於未來中國如何達成超低耗能的項目扮演一個重要的推手，因為其設計觀念、創新技術與能源節約皆帶起了一個很好的起頭作用。有鑒於此，德國建築師Peter Ruge自2011年開始承接此項目以來，非常細膩地透過許多高能效的強化策略，使得此被動房得以完成設計。不同以往建築師的前衛設計風格，建築設計參考了當地的典型公寓，讓有興趣購買的家庭也可以藉此開啟一種永續生活的態度。

中國南方的氣候挑戰?
在此次的設計和規劃中最大挑戰是中國南方的溫暖和潮濕，建築師的目標設定是如何在這樣的氣候條件下，能為中國設計第一棟認證的被動房示範項目。除了須面對如何避免熱橋發生和達成建築外殼的高氣密性，也應思考如何達成建築物能源消耗的嚴格要求，故建築師必須先透過優異的保溫規劃，才可以最大程度的減少透過外牆轉移的能量。(故建築薄殼U值建議介於0.15-0.2之間，且至少為複層玻璃，此項目為三層玻璃!!)
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圖片說明：因應上海氣候所建議的U值和窗戶類型；圖片提供／IPHA

從建築外牆的表現大概就可以理解遮陽對於此被動房所產生的好處，為了進一步保護非透明材質的外牆和透過窗戶直接和間接反射的太陽輻射進入室內空間，水平與垂直的遮陽板設置便顯得相當重要(北向、西向、東向立面)。在南向立面的設計上，為提供使用者可以從公寓對外一覽無遺，原設定為垂直向的遮陽板則被替換為特殊形狀的拱腹的遮陽元件。
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圖片說明：北向、西向、東向主要遮陽策略；圖片提供／Peter Ruge Architect

圖片說明：南向主要遮陽策略；圖片提供／Peter Ruge Architect

不同的遮陽方案已嘗試在此外牆系統中評估，它們的實際性能已得到不斷檢查並在重複模擬中達成驗證。最終，最佳化的遮陽措施是將整個設計方案中的建築物旋轉45度。當原建築物南向調整至最佳的東南向，遮陽元件的效率也因此顯著增加。
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圖片說明：一樓平面圖；圖片提供／Peter Ruge Architect

圖片說明：二樓平面圖；圖片提供／Peter Ruge Architect

圖片說明：北向立面；圖片提供／Peter Ruge Architect

圖片說明：南向立面；圖片提供／Peter Ruge Architect

圖片說明：東向 & 西向立面；圖片提供／Peter Ruge Architect

建築空調高能耗的主要原因 – 製冷 & 除濕
不同於在歐洲中部的寒冷冬天，在中國南方的夏季所需的製冷、除濕和送風是能否達成室內舒適的決定性因素，但也是造成建築空調最耗能的主因。因此，應思索如何在夏季炎熱和潮濕的新鮮空氣被帶進建築室內之前，利用即將排出的氣體先做了溫度的轉換。故即使外部空氣被帶到室內，冷卻的能量仍很大的程度上被留在建築內，所需的製冷能量需求將明顯的被降低。
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圖片說明：製冷和除濕是造成此建築空調最耗能的主因；圖片提供／IPHA

主要的通風裝置(1)持續地提供建築物不同區域新鮮空氣。額外需要的冷卻/去濕和在冬天所需的供暖也透過在屋頂上的兩個空氣熱泵(2、3)。如果使用者在一定的時間內有特殊的空調需求，額外的製冷和循環單元(4)可以被安裝在他的公寓。屋頂上也有安裝太陽能熱水系統，並幾乎涵蓋了整年度的熱水供應。
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圖片說明：空調系統和新風熱交換機的規劃；圖片提供／Peter Ruge Architect

結論
長興布魯克房是第一棟在潮濕和溫暖的中國南方氣候條件下完成的被動式房屋，並透過德國達姆施塔特德國被動房機構進行認證，以確保它在相對於新的傳統中國住宅樓宇，能夠實現95％的能源節約，並為中國未來的住宅市場注入一股新的力量。
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圖片說明：圖片提供／Peter Ruge Architect

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葉士傑 Shih-Chieh Yeh (Jay)
畢業於英國巴斯大學建築工程-環境設計研究所，擁有英國BREEAM AP和德國被動式房屋設計師執照，曾任於美國Bechtel & PECL工程顧問公司工程師，目前擔任於沃科綠建築公司工程師，並於2014年成立台灣被動式節能屋協會。

專業背景

●台灣被動式節能屋論壇 – Taiwanese Passive House Association
●沃科綠建築顧問公司 – Green Building Engineer
●美國Bechtel – PECL Ltd (Pacific) - Architect
●英國BREEAM Accredited Professional
●德國被動房屋設計師Certified Passivhaus Designer
●ISO 50001 能源管理員 – Energy Auditor
●英國巴斯大學環境設計碩士 – Environmental Design

參與案例

●苗栗明禮苑集合住宅設計 – Passive House
●台灣苗栗老人安養中心評估 – Care Center
●低度節能使用下，在南歐實現被動房的可行 – Technical viability of low energy strategies to meet
Passivhaus Standards for domestic buildings in Cyprus
●被動式建築設計策略，以印度新德里為例 - Passive design guidelines for energy optimisation &
occupant comfort in residences in New Delhi by simulation and exploring modelling
uncertainties
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