零碳建築VS.零耗能建築

(作者:趙又嬋 老師 / 逢甲大學建築專業學院)

因應全球氣候變遷及能源日漸匱乏的趨勢,降低CO2排放為全球共同責任與義務,各國皆將達成國際減碳承諾列為未來重點能源政策,例如歐盟提出「2030氣候與能源政策綱要」,2030年時,達到減碳達到40%、27%能源消耗來自再生新能源、減少30%的能源使用等目標。「零碳建築(zero carbon building, ZCB)」甚至「零耗能建築(zero energy building, ZEB)」的設計與政策,將是未來的趨勢。

只要使用化石能源,就會產生碳排。從建築生命週期的角度,除了日常使用階段的能源使用會產生碳排之外,其餘的建材生產、營建施工、更新修繕、拆除廢棄等階段,除了能源的使用,也會有建材的使用,而建材的製造生產也內含了許多耗能,因此廣義的來說,建築生命週期各階段所產生的碳排均應納入計算。因此「零碳建築」的定義,除了自身低碳排之外,還需透過再生能源的使用來折抵碳排,此外,因為植物有固碳的效果,因此也可將基地內植物的固碳量一併計入碳排折抵,使其碳排為零。

目前國際上強調之「零耗能建築(ZEB)」設計,係指高效能建築與電網的連結,使用可再生能源彌補自身的能源需求。定義上則是建築物每年產生的能源(如再生能源)相等於自身所消耗的能源。然而「零耗能建築」之耗能僅考慮「日常使用」階段,不包括建築生命週期其他階段的耗能。在「日常使用」的耗能計算上,通常也僅考量照明設備、空調設備、給熱水設備,一般家電設備的耗能則要視計算所設定的邊界而定,不一定納入計算。和「零碳建築」一樣,「零耗能建築」需要具備極高的節能性能,其整體耗能可經由基地自身產出或鄰近供應的可再生能源抵銷,使其達到能源中和零耗能之建築設計目標。然而,「零碳建築」與「零耗能建築」最大的不同在於,兩者於建築生命週期的評估階段不同(完整生命週期VS. 日常耗能階段),評估基準也不同(CO2排放量VS. 初級能源耗用),並不能完全混為一談。

歐盟對於「近零耗能建築」的定義(prEN 15603:2013-05)

歐盟對於「近零耗能建築」的定義(prEN 15603:2013-05)

無論是「零碳建築」或「零耗能建築」,其首要條件必須是「低耗能的綠建築」。首要目標應為「建築節能」,亦即必須先透過各種節能設計手法降低自身的耗能需求,其次才是考量如何在基地內(on site)進行碳中和(carbon neutral)或生產再生能源,第三步才是進一步尋求基地外部(off site)的碳中和支援或再生能源,如此才有可能抵銷其碳排與耗能,成為「零碳建築」或「零耗能建築」。

此外,兩者的節能設計概念與手法無論在「被動式設計」、「主動式設計」方面,也與綠建築設計概念無異。首先,講求建築在地的適應性,利用綠建築規劃設計的方式,在基地選址上對應當地氣候特色、運用各種被動式的節能設計手法來降低室內熱負荷、引入自然通風採光、提升環境舒適度。接著導入主動式設計, 採用高效率的空調及照明設備、智慧化能源管理系統,最後依基地場址的條件評估再生能源的選用類型,並訂立明確的再生能源目標,如此才是可行且實際的設計模式。