裝太陽能板 發電自給自足 零耗能建築 未來新趨勢

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編譯林逸瑋
在一系列新科技、營建技術和使建築物更適合居住並提高效率的風潮帶動下,新建築物使用能源的方式已走到轉捩點,未來建築物可能完全不需要任何能源。
根據美國能源部數據,住家和商業建築物消耗的能源占美國能源總用量40%。不過,拜美國能源部近10年前推出的標準零耗能房屋(Zero Energy Ready Home)之賜,不消耗任何電力或天然氣的建築物逐漸成真。準零耗能房屋消耗的能源很少,這些房屋離淨零耗能僅一步之遙。淨零耗能房屋需要的電力理論上能由裝滿太陽能板的屋頂滿足,即使這些住宅連上電網。
由於淨零耗能房屋與外部世界隔絕,這類房屋內部環境較安靜,汙染也較少。另外,相較於傳統建築物,淨零耗能房屋較舒適。淨零耗能房屋能大幅改善人類健康,特別是在城市。愈來愈多證據顯示,城市噪音和空氣汙染影響兒童早期發展並帶來慢性壓力。
目前美國每年興建約120萬座新屋,淨零耗能建築物占比仍很低。淨零耗能建築物省下的能源仍微不足道,但還是持續增加。隨著2020年加州開始要求所有新屋真正達到淨零耗能的標準,淨零耗能建築物成長將起飛。
產業團體淨零耗能聯盟(Net-Zero Energy Coalition)數據顯示,截至2017年,美國有8547座淨零耗能房屋(完全由太陽能板提供電力)或準零耗能房屋(主要仍由電網提供電力),處於興建、設計或規畫階段的這類房屋,則有3萬8863座。能源和環境智庫洛磯山研究所(Rocky Mountain Institute)資深助理彼得森(Alisa Petersen)表示,過去10年少數增能技術價格大跌,使準零耗能房屋不再是夢想,甚至已是不少人買得起的房屋類型。第一個關鍵技術是「空氣源」熱泵,依賴電力的熱泵能提高或降低溫度。提高溫度的方法是反向執行空調步驟,熱泵把室外熱氣送進室內,而非把熱氣排到戶外。
彼得森表示,過去數十年熱泵在氣候較溫暖地區很普遍,但如今熱泵效率大幅上升,還能在最低達到華氏零下10度的環境運作。這些高效率房屋也具備熱泵熱水器和LED照明,熱泵熱水器運作原理和空氣源熱泵相同,LED照明消耗電力最低僅白熾燈泡的10分之1。另外,這些房屋的洗衣機等大型家電消耗的電力不到25年前的3分之1。
相較於興建淨零耗能建築物,改建美國近1.4億座成屋的挑戰更大。淨零耗能建築物建材如今已隨處可得,但是許多建材對建商而言仍是新產品,他們對這些建材感到陌生。
美國紐約布魯克林建築公司Loadingdock5共同創辦人巴吉茲(Sam Bargetz)表示,Loadingdock5改建現有建築物,以滿足德國被動式房屋(Passive House)標準的成本,可能逼近興建全新建築物。目前全球最高被動式房屋建築物坐落在康乃爾大學位於紐約市羅斯福島的科技校區,這座建築物是住宅大樓,2017年完工。

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