澳洲智慧建築案例– P IXEL B UILDING

一、基本資料與使用需求

Pixel 大樓位於澳洲墨爾本，是澳洲第一幢實現碳中和的建築，設計初衷是完 成一幢因應未來世界需求、自我滿足碳排放量限制的前瞻性商辦建築雛型，

能夠產生並收集建築物本身所需要的能源及水源。這幢四層樓的辦公室佔地 250 平方米、樓地板面積約 1000 平方米，是 Grocon 建設開發營造集團的總 部，同時也預定做為未來其他建案的示範案例。經由澳洲 GBCA - Green Star 綠建築評估指標驗證的結果，此案得到了滿分 100 分的六星級佳績，並由於 採用了創新的碳中和方法再額外獲得 5 分，總分合計 105 分。其創新方法包 含：真空馬桶系統、厭氧消化系統、汽車停車位減量…等。此建商也將同時 申請美國綠建築協會(USGBC) 的 LEED 認證及英國綠建築認證機構

(BREEAM)的評估指標以證明此建築的優質設計。

2008 年 Grocon 建設公司委託「Studio505」建築事務所、永續設計專家 Umow Lai 及結構技師 Van Der Meer 共同參與此商辦建築設計。此一奇特 的案例以生態永續設計為出發點，將高效的能源運用、再生能源、節水及綠 屋頂等設計概念充分發揮，包含一綠屋頂，種植當地瀕臨絕種的維多利亞原 生種植物並收集雨水。根據雨量的歷史數據記錄看來，建築物因綠屋頂的設 計足以取得供辦公室一整年所需使用的水源，並同時將用水進行中性處理。

節能設計手法包含：(1) 立面上使用像素化的(pixilated)遮陽葉片設計、(2)雙 層玻璃窗、(3) 採光、(4) 自然通風、(5) 樓板周邊植栽槽，使建築物兼具設 計感並將耗能量降到最低。同時屋頂上也使用太陽能板及垂直方向風力發電，

以產生足夠的電力供應本建築物使用。Pixel 大樓獨特的立面設計 (如圖 3-11~圖 3-13) 與永續設計策略值得隨本文進一步深入了解。

Pixel 商辦大樓最重要的特色在於能夠達到比「零碳」(zero carbon) 更上

層樓的「碳中和」(Carbon Neutral)水準。 所謂「零碳」是指完全不使用地球 能源，完全不排放二氧化碳的建築物。或是以整年度的運轉為基準來計算，

建築物整年所產生的二氧化碳與因利用再生能源而減排的二氧化碳能彼此平 衡。要達到零碳目標，德國多透過大於基地面積的太陽能光電板設置、美國 多透過鄰近造林來平衡，而本案 Pixel 商辦大樓則是使所有建築物運轉所排 放的二氧化碳，都因屋頂上的大型太陽能光電板及風力發電渦輪所產生的再 生能源而獲得抵銷，強調在基地內滿足碳平衡的需求。早在設計階段，即針 對本建築物可以進行碳中和的容量先加以調查估算，將建材製造及安裝過程 中所產生的碳排放量全部抵銷。此案從設計與估價階段開始，即切實量化計 算各系統設備及嵌入整合至建築時的造價，此方式為 Grocon 公司提供了一 個估算平台，可模擬商辦建築中各種環境設計對策的優劣。

圖 3-11. Pixel 辦公大樓的整體外觀[10]

圖 3-12. Pixel 大樓的立面遮陽設計由「多彩像素般」的葉片所構成[10]

圖 3-13. Pixel 大樓的採光遮陽效果與立面設計 [10]

二、零碳建築的智慧化節能策略

本案在生態永續設計上具有下列特色：

[1] 以達到澳洲GREENSTAR指標滿分為目標：在Greenstar綠建築指標評估 系統商業辦公類第三版的的所有評估項目中，本案幾乎滿足了每一項指 標的要求，並史無前例地在「創新得分」項目取得滿分 5分，使本案成 為澳洲Greenstar評估系統的推薦示範案例。

[2] 碳中和：Pixel大樓能夠藉由可再生能源的產生，供應建築物自身所需，

使其每年可達到零碳運轉，並能有多餘的能源回饋到電網中，以抵銷建 造過程生命週期中已使用的能源、以及建材設備生產製造過程中所排放 的碳量，使本建築物成為澳洲第一幢實踐「碳中和」的商辦建築。此建 築物的臭氧層破壞係數（ ODP ）與地球溫暖化係數（ GWP ）值均為 零。

[3] 水平衡：Pixel大樓設計可達到供水量與用水量的平衡。根據墨爾本10年 間(1999-2009)雨量的平均值來看，此案幾乎可以自給自足而不需仰賴主 幹管供水。

[4] 取得國際認證：取得美國 LEED 白金級認證 (Version 2.2, LEED 2009) ， 合乎美國綠建築協會LEED白金級認證中對於環境等級的最高要求。並在 全球71萬4千個送審案件中脫穎而出，獲得英國BREEAM Offices 2008傑 出級 (OUTSTANDING) 評等。

[5] 100% 的新鮮外氣：由於Pixel大樓裝設有先進的能源捕捉系統，可在排 氣至室外環境時進行全熱交換，以減少整體的能源使用，因此可容許所 有大樓內所流通的空氣均為新鮮外氣，所提供的外氣換氣率是當地法規 要求最小換氣率的3倍。外氣在每個座位區可個別控制，如同在汽車內儀 表板的外氣控制方式一樣。

[6] 夜間冷房：如圖3-14 (左)，Pixel大樓立面上的智慧窗技術可在涼爽的夜

同時可降低建築結構體的溫度，此一夜間通風手法稱為night purging。而 窗戶的開關則由本建築物的管理系統(BMS)所控制。

圖 3-14. Pixel 大樓的夜間冷房與新鮮外氣換氣方式 (右下為換氣口) [10]

[7] 燃氣吸收式製冷機：此技術在歐洲已廣泛使用，以氨作為冷卻劑，並以 瓦斯作為熱源。此技術與電力製冷設備相較，可顯著降低熱源設備所產 生的碳排放。而以氨-水吸收式冷凍機來取代會破壞臭氧層的冷媒作為製 冷劑，可減少對大氣的衝擊，並杜絕可能導致退伍軍人症的軍團菌產生。

[8] 綠屋頂及窗台邊植栽槽：是由墨爾本大學所合作設計，屋頂上75% 的面 積由原生種維多利亞草原植物所覆蓋，可過濾雨水、反映當地生態、並 提供隔熱效果。而西向及北向窗台外緣的植栽槽則有助於過濾灰水(廢水) 並具降溫效果。

[9] 水資源利用：如圖3-15，水源用途有三，(1) 屋頂灌溉 - 澆灌在Pixel 大樓的雨水將回收作為綠屋頂的灌溉用途。(2) 建物內部使用 - 雨 水儲水桶內的水經過逆滲透處理後也可達到飲用水的水質標準。這 些經過處理的水隨後也分流到建築物內所有的廚衛設備用水端。(3)

以灌溉植物並進行水質淨化。並採用省水廚衛設備，上述處理方式 使得Pixel大樓平時不會排放任何廢水到基地以外的地方，除非在墨 爾本雨量最大的月份才有例外的可能，如此便能明顯地降低下水道 的汙水流量。

圖 3-15. Pixel 大樓的水資源利用及窗台邊緣植栽槽 [10]

[10] 真空馬桶技術：Pixel大樓是澳洲第一個實施小規模的真空馬桶技術的案 例。此技術源於北歐，專為高品質的辦公及住宿類建築所發展。真空馬 桶系統可將水資源消耗減到最少，因此Grocon公司也在澳洲代理此一設 備，極力推展其應用範圍。

[11] 厭氧性消化設施：在Pixel大樓的地面層具有一儲存槽系統，可儲存所有 來自浴廁排放的污水及廚房的廢水，並抽取汙水中所產生的甲烷作為屋 頂上熱水鍋爐的熱能來源。熱水鍋爐提供熱水供淋浴使用，並將淋浴產 生的中水做為灌溉植栽槽之用。污水則經過處理，確定為可排放的標準 及低於標準的甲烷含量等級後，再排放到汙水下水道。

量，及時調整不正常的使用。

[13] 詳細的環境管理計畫：在施工階段即採取詳細的環境管理計畫，將環境 衝擊降到最低，有超過 95%的施工廢棄物都能回收再利用。

[14] 架高地板：在地板下方留設空氣流通的空間，並提高未來空間使用方式 改變的彈性。

[15] 減碳交通措施：設置自行車停車架、為建築物使用者提供淋浴及儲物設 施。基地接近大眾運輸系統，基地內部提供汽車停車位。

三、特殊智慧材料與技術

[1] 追日式與固定式太陽光電板：如圖3-16 (左)(中)，Pixel大樓在屋頂裝設了 大量的太陽光電板，大部分的光電板是安裝在全年逐時追日的基座上，

以發揮太陽能板最大的發電效益。此外在屋頂突出物上方也裝有固定式 的太陽光電板。

[2] 風力發電：如圖3-16 (右) ，Grocon公司與當地廠商共同設計開發的新型 風力發電機，目前此技術已有全球專利，並將在 Pixel 的案例成功測試 安裝後進行商品化。此一風力發電機種性能優於其他 1KW的風力渦輪 發電機，目前已全球量產。

圖 3-16. Pixel 大樓屋頂的太陽光電板及風力發電機[10]

開發出一種新的結構用混凝土設計，它能使混凝土內碳的配比減半。此 配比設計可達到與傳統混凝土相同的強度，也可和傳統混凝土以同樣的 方式施作，可用來製作樁、柱子、基礎、樓板等。但Pixelcrete混凝土重 量中 92% 是來自於回收再生碎石料，降低了60% 普通波特蘭 (矽酸鹽) 水泥的用量。隨著全球波特蘭水泥的生產，這種產品幾乎每年佔所有溫 室氣體排放量的6％，對於全球環境的衝擊具有非常顯著的影響。

[4] 回收材料的使用：有效減少建材生產運送產生的碳足跡，以回收鋼材作 為結構之用、以回收鋁料製作的遮陽支撐繫件、遮陽葉片的可拆卸設計…

等，上述考量都有助於資源回收再利用。

[5] 遮陽設計與晝光的眩光控制：Pixel大樓為了能使辦公空間具有100％的自 然採光滲透，嘗試捨棄傳統的百葉設計方式，引進雙層牆的設計技術。

透過先進的3D電腦輔助設計模擬，使外遮陽系統能發揮最大效能，並使 室內空間中能運用大量的自然採光，使具有大片開窗的辦公室不致成為 溫室。