2019-02-12 | 作者:聯合報/田思怡

不用外部供電 零耗能住宅日漸風行

儘管美國能源部於近10年訂定零耗能住宅規格,但目前該類型住宅仍占新建築的少數部分,然加州訂定2020年新建住宅、2030年新商業建築達到零耗能的目標,因此仍有很大的成長空間。

華爾街日報報導,根據美國能源部的數據,家庭和商業建物使用的能源,占美國能源消耗的40%。如果建築結構完全不需要使用電力公司電網提供的電,也不用天然氣,而且這類建築所需的材料和技術,不再比傳統建築的價格高,或者最多只高出10%,那麼,你的下一個家也許完全不需要消耗能源。

多虧了美國能源部近10年前訂定的準零耗能住宅(Zero Energy Ready Home)規格, 這樣的新家可能成真。這些住宅只需要極少的能源,已「準備好」成為「零耗能」(net-zero)住宅,亦即即便有接電網,電力完全由屋頂上的太陽能板供應。德國也訂定了「被動式住宅」(Passive House)的規格,這些住宅的絕緣效果很好,冷暖氣都不需要外來的能源。

由於零耗能住宅與外面的世界隔絕,因此比傳統住宅的室內環境更安靜、更少汙染和更舒適。這對住戶的健康大有助益,尤其在都市。越來越多證據顯示,噪音和空氣汙染影響兒童的早期發育,並造成慢性壓力。

美國的零耗能住宅省下的能源仍微不足道,但有上升趨勢。根據產業協會「零耗能聯盟」,到2017年為止,美國已建造了8547間零耗能住宅(完全以太陽能板供電)或準零耗能住宅(主要仍由電網供電),另外有3萬8863間正在興建、設計或籌畫階段。

2020年將大幅成長,屆時加州將要求所有新建住宅都是零耗能(商業大樓的期限為2030年)。歐盟也以2020年為目標,要求新建物為零耗能。

美國每年建造大約120萬間新住宅,零耗能結構的住宅只占一小部分,更大的挑戰是改建1.4億間現有房宅。雖然這類建材已廣泛供應,許多仍然很新鮮,建商還不熟悉。

能源及環保智庫「洛磯山研究所」資深幕僚艾麗莎.派特森(Alisa Petersen)表示,過去幾十年來,一些建造準零耗能住宅的科技大幅降價,使建造這類住宅變為可能。

第一項關鍵科技是空氣源熱泵(air source heat pump)系統。傳統的風熱冷暖氣系統(forced-air systems)的冷暖氣機分開,暖氣通常以天然氣加熱。使用電力的熱泵系統可以加熱和冷卻。只要把冷氣的機能反轉,就可以供應暖氣。供應暖氣時,不再用壓縮機把家中的熱氣排除,而是用熱泵把外面的熱能送進家中。熱泵在較溫暖的國家已很普遍,但現在更節能得多,在華氏零下10度以上都能用。

熱泵熱水器也用於超節能住宅,還有LED燈,僅需白熾燈的十分之一電力。省電洗衣機的用電也只有25年前洗衣機的三分之一。

準零耗能住宅結構也流失較少能源,意味密不透風,因此,只有極小量的熱從牆壁、窗戶和門出洩出,但密封的建築也有不通風、溼氣和發霉問題,因此需要能源回收系統,讓建築能呼吸,在流進和流出空氣之間交換熱能。

「被動式住宅」著重節能的冷暖氣,也仰賴許多零耗能住宅的相同科技,這類住宅在人口密集的城市和戶數多的大樓日益流行。全球最高的被動式住宅是座落在紐約市羅斯福島上的康乃爾大學新科技校區一棟住宅大樓,已於2017年完工。

依照被動式住宅規格來建這棟26層的住宅大樓,除了建商之外,還需要大約100名工程師、科學家和結構工程師的合作。整棟大樓被包得密不透風,用電量只有傳統新大樓的三分之一,即使停電,室內仍會保持溫暖很長一段時間。

 

資料來源:聯合報
圖片來源:PixabayWIKIMEDIA COMMONS


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