生態建築設計手法之研究

國立高雄大學創意設計與建築學系(研究所)

碩士論文

生態建築設計手法之研究

The study of design methods in ecological architecture

研究生：黃怡寧 撰

指導教授：陳啟仁 博士

I

誌謝

此論文能完成要感謝我的指導老師 陳啟仁博士，從題目的訂定到後續的相關 論文內容，給予我很多方向及指導，也在各次的討論中分享許多現在綠建築的相關 資訊，使我能順利完成撰寫。另外要感謝我的口試委員葉玉祥教授及陳振華教授， 對於我的論文給予建議，讓此論文能更加完整。 謝謝與我一同口試的玲蘭及奕元學長，在口試當天的場佈及相關事宜給予相當 多的協助，並且在這段時間互相鼓勵及扶持。另外謝謝欣嘉學長在這兩年多的研究 所路程，給我相當多的幫助。 謝謝研究所這兩年多的夥伴，不論是課程上還是論文都給予很大的鼓勵。謝謝 峻峯、思堯、岳桐，劉易及皓惟一同前往日本參加比賽，那次比賽給我了相當多的 收穫及經驗。 謝謝家人對我的支持及照顧，沒有你們的督促及協助,這本論文或許還無法如此 順利。特別謝謝姊姊在我論文的撰寫上給了我很多建議及幫助，並且關心我口試的 結果及協助後續的修改，讓此篇論文能在時間內順利完成。 最後要謝謝我自己終於完成這本論文。

II

生態建築設計手法之研究

指導教授：陳啟仁 博士 高雄大學都市發展與建築研究所 學生：黃怡寧 高雄大學都市發展與建築研究所

摘 要

從氣候的轉變及 IPCC 的各次報告中，顯示了地球環境正在改變，而這樣的改變 正是人類活動所造成的，因此氣候變遷成為國際間的共同議題及改善目標。各國針對 氣候變化提出了對應的政策，用以改善、減緩及適應。據統計顯示建築相關產業消耗 近 50%的能源及水資源，並且產生大量的空氣汙染、垃圾及溫室氣體，所以建築設計 的改變成為全球對應氣候變遷的趨勢。 永續發展變成了重要理念，因此建築不再只是為了庇護人類而建造設計。建築應 該考慮基地環境防止生態破壞、考慮人類居住給予舒適生活、以及考慮社會經濟能夠 穩定發展，為了達成以上的需求，建築便有了新名詞－生態建築。各國也為此建立評 估指標來檢視建築。從現代建築到風土建築，可以看見在沒有過多華麗設計的風土建 築中，展現了生態建築所需要的一切，而現代建築為了順應發展及保護環境，構思了 許多設計手法及方式。 本研究透過文獻及案例探討生態建築的設計手法，從生態建築案例中得到相關設 計方式，再以文獻中的三個設計手法去應證各國案例及評估指標，從而探討出生態建 築的設計手法與評估指標間的對應關係。相同的生態建築設計手法應用於各國將有不 同的成效，設計手法因各國氣候環境不同而有些微問題，因此探討設計手法應用於台 灣的建築設計會有哪些優劣及問題，針對此問題提出相對應的解決方式。 研究得知綠化的設計手法，應配合氣候選定植栽及後續人員的照護，才能有效達 到永續的理念，而高層建築所愛用的玻璃帷幕外牆，應採用能達到自然通風的設計方 式及綠能建築材料。 台灣政府對於生態環境有相對的重視，但民眾的認知意識並未清楚，若台灣要更 有效地推動生態建築，應重視各方面的推行，並在設計手法及建築材料上有更多的研 究應用，以利生態建築的永續發展。 關鍵字：生態建築、設計手法、評估指標、氣候變遷、永續發展

III

The study of design methods in ecological architecture

Advisor: Dr. CHI-JEN CHEN

Graduate Institute of Urban Development and Architecture National University of Kaohsiung

Student: YI-NING HUANG

Graduate Institute of Urban Development and Architecture National University of Kaohsiung

ABSTRACT

The climatic changes and IPCC reports show that the global environment is changing now and these changes are caused by human activities. Therefore, climatic changes have become a common international issue and an improvement goal. Related to the climatic changes, countries put forward corresponding policies to improve, retard and adapt the dramatic changes of climate. According to statistics, architectural-related industries consume nearly 50% of energy and water resources, and produce a large amount of air pollution, garbage and greenhouse gases, so the changes of architectural design have become the global trend to respond to climatic change.

Therefore, sustainable development has become an important concept, shows that architecture is no longer designed to shelter humanity. Building should been consider that the basic environment to prevent ecological damage, and give a comfortable life for human habitation, and maintain the stable growth of social-economic development. In order to achieve the above objectives, the ecological architecture has been arising in the architectural history. Hence, countries set up evaluation indicators to viewing the buildings. From the modern architecture to terroir architecture, there is not excessive ornate design in terroir architectural buildings, instead of every need for ecological architecture is exhibited. In order to conform to the development and protect the environment, the modern architecture has utilized many design methods on buildings.

This study investigate the design methods of ecological architecture through literature and cases studying, obtains the relevant design methods from ecological architecture cases, and then uses the three design methods generalized from the literature to confirm the cases

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and evaluation indexes in various countries so as to explore the corresponded relationship between the design methods of ecological architecture and evaluation indicators. The same design methods of ecological architecture applied to different countries exhibited different effects, due to the design techniques change slightly which based on the different climate of different countries. Therefore, we will explore the advantages and disadvantages of design methods applied to Taiwan's architectural design, and offer some solutions to response to these problems in this study.

The study shows that the greening design approach should be consistent with the climate to select planted plants and pay attention to the follow-up personnel care to effectively achieve the goal of sustainable development. And high-rise buildings are favorite to utilize glass curtain wall design should be able to achieve the natural ventilation and greening energy build materials.

Taiwan's government attaches great importance to the ecological environment, but the people's awareness of this issue is not clear. If the government want to promote ecological buildings more effectively, it should pay attention to all aspects of implementation, and more study and apply on design methods and building materials to facilitate the sustainable development of ecological architecture.

Key word: Ecological architecture, design methods, evaluation Indicators, climatic Change,

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目錄

誌謝 ... I 摘 要 ... II ABSTRACT ... III 目錄 ... V 表目錄 ... VII 圖目錄 ... VIII 第一章 緒論 ... 1 1.1 研究動機與目的 ... 1 1.2 研究範圍 ... 1 1.3 研究對象 ... 2 1.4 研究方法 ... 2 1.5 研究流程 ... 3 1.6 名詞定義 ... 3 第二章 文獻回顧 ... 5 2.1 氣候變遷的全球議題 ... 5 2.1.1 國內外相關因應政策 ... 5 2.1.2 永續發展下的概念 ... 12 2.1.3 氣候變遷下的建築 ... 14 2.1.4 各國綠建築指標 ... 15 2.2 生態建築的論述 ... 17 2.2.1 生態建築的起源 ... 17 2.2.2 生態建築的演變 ... 18 2.2.3 生態建築的概念 ... 18 2.3 國內外相關建築案例 ... 20 2.3.1 大河能源總部 ... 20 2.3.2 加州科學館 ... 21 2.3.3 台夫特科技大學圖書館 ... 22 2.3.4 埃及綠洲飯店 ... 23 2.3.5 Council House 2 ... 24 2.3.6 法蘭克福商業銀行總部大樓 ... 25 2.4 設計手法的探討 ... 26 2.4.1 風土 ... 27 2.4.2 適宜技術 ... 27

VI 2.4.3 高技術 ... 27 2.5 小結 ... 28 第三章 設計手法的評估 ... 29 3.1 評估案例的選擇 ... 29 3.2 設計手法的永續評估 ... 40 3.3 設計手法與社會環境的相容性 ... 50 3.4 設計手法的理想性 ... 57 3.5 小結 ... 66 第四章 結論 ... 67 4.1 結論 ... 67 4.2 建議事項 ... 69 參考文獻 ... 70

VII

表目錄

表 2.1 IPCC 發布的第五次評估報告七大問題...7 表 2.2 2007 年與 2013 年評估結果比較...8 表 2.3 UKCIP 主要研究對象...8 表 2.4 UKCIP 因應氣候變遷衝擊之措施...9 表 2.5 美國國內及國際氣候調適...9 表 2.6 日本的聰明調適策略...10 表 2.7 韓國需要做的改變...11 表 2.8 建築設計應遵守的宏觀原則...26 表 2.9 建築設計應遵守的微觀原則...26 表 3.1 LEED 評估系統 5 家族...41 表 3.2 LEED 評估必要條件...41 表 3.3 LEED 評估結果...41 表 3.4 SBTool 之基本評估架構...42 表 3.5 EEWH 評估系統適用對象...44 表 3.6 EEWH 九大指標配分表...44 表 3.7 LEED v4 BD+C：新建建築與重大改造...45 表 3.8 SBTool 與設計手法之評估歸類...47 表 3.9 EEWH 與設計手法之評估歸類...48 表 3.10 周淑貞氣候分區分類法...51 表 3.11 低緯度氣候分區分析表...52 表 3.12 中緯度氣候分區分析表...53 表 3.13 高緯度氣候分區分析表...54 表 3.14 高雄厝三大核心及對應指標...64

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圖目錄

圖 1.1 研究流程圖...3 圖 2.1.1.1 全球平均溫度變化...6 圖 2.1.1.2 全球溫度趨勢圖...6 圖 2.1.1.3 新加坡氣候衝擊架構...11 圖 2.1.2.1 永續發展的構成...13 圖 2.1.2.2 永續發展的三角底線...13 圖 2.2.1.1 永續發展中的建築相關性...18 圖 2.3.1.1 大河能源總部...20 圖 2.3.2.1 加州科學館...21 圖 2.3.3.1 台夫特科技大學圖書館...22 圖 2.3.4.1 綠洲飯店...23 圖 2.3.5.1 Council House 2...24 圖 2.3.6.1 法蘭克福商業銀行大樓...25 圖 3.1.1 印度管式住宅的通風原理...29 圖 3.1.2 越南管式住宅的通風設計...29 圖 3.1.3 捕風塔的通風原理及效用...30 圖 3.1.4 中東傳統建築之捕風塔...30 圖 3.1.5 中東傳統建築之捕風塔...30 圖 3.1.6 Green School 立面圖...31 圖 3.1.7 Green School 屋頂採光...31 圖 3.1.8 Green School 立面外觀...31 圖 3.1.9 蘇門答臘馬鞍行傳統民居...31 圖 3.1.10 靠崖式窯洞結構圖...32 圖 3.1.11 靠崖式窯洞外觀...32 圖 3.1.12 綠洲飯店的整體配置圖...32 圖 3.1.13 綠洲飯店建築外觀...32 圖 3.1.14 中庭之浮力通風模擬...33 圖 3.1.15 中庭浮力通風塔... ...33 圖 3.1.16 崇華廳之浮力通風模擬...33 圖 3.1.17 崇華廳浮力通風塔...33 圖 3.1.18 CH2 之通風塔設計...33 圖 3.1.19 CH2 之通風塔...33 圖 3.1.20 德國國會大廈太陽能系統...34

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圖 3.1.21 世運會主場館 BIPV...34

圖 3.1.22 商業總部大樓空間配置圖...34

圖 3.1.23 商業總部大樓辦公區與綠帶之剖面...34

圖 3.1.24 Ballard Branch Library 爆炸詳圖...35

圖 3.1.25 Ballard Branch Library 屋頂綠化...35

圖 3.1.26 加州博物館屋頂綠化...35

圖 3.1.27 NEXT21 之環境綠化與共生概念...36

圖 3.1.28 NEXT21 之環境綠化...36

圖 3.1.29 Ballard Branch Library 屋頂天窗...36

圖 3.1.30 西雅圖社區圖書館屋頂天窗...36 圖 3.1.31 加州博物館屋頂天窗...37 圖 3.1.32 加州博物館屋頂天窗...37 圖 3.1.33 加州博物館剖面圖...37 圖 3.1.34 台夫特科技大學圖書館內部採光...37 圖 3.1.35 台夫特科技大學圖書館剖面圖...37 圖 3.1.36 台夫特科技大學圖書館剖面圖...38 圖 3.1.37 台夫特科技大學圖書館內部採光...38 圖 3.1.38 透明混凝土其他應用...38 圖 3.1.39 上海世博義大利館半透明混凝土...38 圖 3.1.40 封閉式雙層玻璃帷幕...39 圖 3.1.41 開敞式窗曾玻璃帷幕...39 圖 3.1.42 法蘭克福商業銀行總部大樓自然通風...39 圖 3.1.43 商業銀行總部大樓空中花園(冬季及辦公室自然通風詳圖...39 圖 3.2.1 BREEAM 評估結果...40 圖 3.2.2 LEED 評估系統選擇...41 圖 3.2.3 CASBEE 建築環境效率 BEE 計算公式...43 圖 3.2.4 CASBEE 建築環境效率 BEE 評估結果...43 圖 3.2.5 開口與空氣流動分析(平面) ...49 圖 3.2.6 開口與空氣流動分析(剖面) ...49 圖 3.2.7 BIPV 各色彩模組...50 圖 3.2.8 BIPV 外殼設計...50 圖 3.2.9 BIPV 部分透光玻璃牆...50 圖 3.2.10 BIPV 部分透光天窗...50 圖 3.3.1 柯本氣候分類法之氣候分區圖...51 圖 3.3.2 台灣南北氣候分布圖...56 圖 3.3.3 熱帶季風氣候分區圖...57 圖 3.4.1 921 大地震損害之武昌宮...58 圖 3.4.2 206 大地震損害之慈惠堂前拜亭...58

X 圖 3.4.3 台南縣政府大樓外觀...59 圖 3.4.4 台南縣政府大樓外觀...59 圖 3.4.5 台南縣政府大樓 BIPV 外牆設計...59 圖 3.4.6 台灣科技大學台灣建築科技中心...60 圖 3.4.7 台灣科技大學台灣建築科技中心...60 圖 3.4.8 美麗島站出口設計...61 圖 3.4.9 美麗島站出口設計...61 圖 3.4.10 雙層玻璃帷幕設計...62 圖 3.4.11 英國孩童中心 2007 年植生牆...63 圖 3.4.12 英國孩童中心 2009 年植生牆...63 圖 3.4.13 植生牆的水循環系統設計...63 圖 3.4.14 圓山大院 A5 景觀陽台...65 圖 3.4.15 綠養森景觀陽台...65 圖 3.4.16 陽台綠化設計...65

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第一章

緒論

1.1 研究動機與目的

隨著工業革命，人類為了更良好的物質生活條件，大量生產及消費，化石燃料 提供了便利的能源與動力，伴隨而來的是大量生產所造成的資源消耗與環境問題。 溫室效應造成全球氣候變遷的議題更是近年來國際注重的焦點。20 世紀以來，大量 使用化石燃料使得大氣中二氧化碳濃度日益增加，成了地球暖化現象主要原因，若 無相關因應政策，至 21 世紀末全球表面溫度平均可能上升攝氏 1.5-4.5 度，而北極 地區溫度上升幅度更大，冰山溶化將使得海平面上升，沿海地區將有被海水淹沒的 危機。全球暖化造成的氣候變遷已對人類生存造成危機，若未來沒有積極控制二氧 化碳的排放，此情形將更加嚴重。 全球氣候暖化與溫室效應的影響，地球環境的劇變與極端氣候引發的大規模災 害損失，此議題開始被重視，相關研究及各國政策探索替代能源發展以及碳排放管 制，以減緩溫室氣體持續加劇影響人類生存環境之方法。人類的生活與與建築相互 連結，建築的發展提高了人們的某些生活質量，任何建築都會消耗大量能源和材 料，為了更加滿足生活品質，透過科技來營造更舒適的生活空間，在使用過程中不 斷耗能。環境受到的脅迫漸漸反映在社會上，逐漸的建築師不斷探索建築的可持續 展，而生態建築是現代提出來的一個新概念，是依生態學原理和方法，以人、建 築、自然和社會協調發展為目標，有節制地利用和改造自然，尋求最適合人類生存 和發展的生態建築環境，將建築環境作為一個有機的、具有結構和功能的整體系統 來看待。 本研究目的，透過文獻調查及案例研究了解生態建築的設計手法，從設計手法 的運用，傳統建築的思維到了現代建築的設計，利用手法間的差異性，來探究設計 手法與台灣環境的相容性。

1.2 研究範圍

文獻回顧範圍從全球氣候變遷開始探討，相關的因應政策及變遷下的建築發 展。永續發展源於 1980 年的「綠色運動」，但真正對永續發展有公認概念是在於 1987 年，會對於 1987 年後的永續發展相關文獻做彙整探討，永續發展包含了環 境、社會及經濟三個要素，主要會針對涵蓋這三個要素的資料作整理。在永續發展 的概念下，建築的模式、想法逐漸改變，生態建築漸漸的萌芽，因此對於生態建築 的相關文獻會進行探討，從起源到設計手法一一統整。

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1.3 研究對象

研究的對象將為國內外的生態建築，其規模大小及構造方式沒有限制。生態建 築案例的數量不算少，因此案例分析的方面會依年代較相近的案例來進行。

1.4 研究方法

本研究主要探討生態建築設計手法，研究內容包含環境變遷下的建築思維變 遷、建築手法的多樣性及設計手法與時代環境的相容性。由於太多事情，我們以為 他很遠，跟自己無關，所以依然故我，常常忽略了生態環境的破壞。透過文獻探討 和案例研究，理解生態建築的設計手法，依照手法來選定研究的案例對象，再針對 案例作理想設計之評估。 1. 文獻研究法 全球氣候變遷、永續發展、生態建築設計手法與相關文獻收集彙整與探討，確 定概念及定義。 2. 分析評估法 透過案例分析比較各案例之設計手法，探討其優缺點。

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1.5 研究流程

圖 1.1.1 研究流程圖 研究動機與目的 研究範圍的確立 文獻分析 氣候變遷的全球議題 生態建築的論述 國內外相關因應政策 永續發展的概念 氣候變遷下的建築 生態設計的起源 生態建築的演變 生態建築的概念 風土 適宜技術 高科技 設計手法的評估 結論與建議 第 一 階 段 第 二 階 段 第 三 階 段 國內外相關案例 六個案例

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1.6 名詞定義

1.氣候變遷

氣候在一段時間內的波動變化，一段時間可能是幾十年或幾百年，波動範圍可 以是區域性或全球性，其平均氣象指數的變化。影響氣候變遷的因素有很多方面， 包含太陽輻射、地球運行軌道變化、溫室氣體排放等。 地表許多間接影響氣候的因素反應較慢，如海洋溫度變化，冰山融化等，雖然 氣候變遷可能要一段時間才能顯現出來，但是從多項證據可以看出，從 19 世紀中葉 全球大氣溫度有變化的紀錄。（引用至維基百科） 2.永續發展（Sustainable Development） 永續發展又稱為可持續發展，是由環境要素（Environmental aspect）、社會 要素（Social aspect）、經濟要素（Economic aspect）三個要素所組成。

「永續發展」的定義源於 1997 年世界環境與發表委員會的報告－－《我們共同 的未來》，而這術語最常被引用的定義：「既能滿足我們現今的需求，又不損害子孫 後代能滿足他們的需求的發展模式。」 3.生態建築 生態建築利用建築物當地的環境特色與相關自然因子（如陽光、空氣及水），達 到人類符合居住的環境，並降低各種不利人類身心的環境因素，同時以不破壞當地 環境循環及當地生態體系運作為條件。當中包含健康建築、生態循環、省能和資源 循環及順應地域環境等四大特徵。

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第二章 文獻回顧

2.1 氣候變遷的全球議題

2.1.1 國內外相關因應政策

1988 年氣候變化問題首次成為聯合國大會討論議題，氣候變化問題在這之後引 起國際社會的關注。聯合國大會設立之「政府間氣候變化綱要公約談判委員會」歷經 多次會議討論，於 1992 年通過「聯合國氣候變遷綱要公約」（UNFCCC），期間開放各 國簽署，公約於 1994 年生效。締約方自 1995 年起每年召開締約國大會（Conferences of the Parties，COP）以評估應對氣候變化的進展。（聯合國氣候變遷綱要公約） 全球氣候變遷談判的主要科學評估，是依據 IPCC 分別在 1991 年至 2007 年發布 四次評估報告。第一次評估報告促成聯合國決議制定《聯合國氣候變化綱要公約 (UNFCCC)》，第二次評估報告加速推動《京都議定書》；第三次評估報告增加『研究與 系統觀測』、『氣候變遷的影響、脆弱性和適應工作所涉及的科學、技術、社會、經濟 內容』及『減緩措施所涉的科學、技術、社會、經濟方面內容』三個新的常設議題。 這導致 IPCC 在 2007 年的第 4 次評估報告整合常設議題，為氣候變遷議題提出更詳實 的科學證據，並獲得當年諾貝爾和平獎的肯定。IPCC 第 4 次評估報告(AR4)將為 2012 年後的國際溫室氣體(GHG)減緩與多邊工作談判提供重要的科學基礎。（鍾國輝，2011） 在 2007 年出版的第 4 次氣候變遷評估報告指出，上一個世紀(1906-2005 年)全 球平均溫度的上升幅度約為一百年上升攝氏 0.74 度 (0.74 ± 0.18 °C)。溫度變化 分為明顯的兩個階段，第一階段為 10 至 40 年代，氣溫平均上升攝氏 0.35 度；第二 個階段為 70 年代至今，氣溫平均上升攝氏 0.55 度。尤以最近 25 年的氣溫上升最為 明顯，1906 至 2005 年這一百年中，最溫暖的 12 年，就有 11 年發生在 1980 年以後。 （中央氣象局） AR4 指出自 1961 年以來，海洋變暖所吸收熱量佔地球氣候系統熱能儲量的 80% 以上；而在 AR5 的評估報告中則強調，1971 年至 2010 年間，海洋變暖所吸收熱量佔 地球氣候系統熱能儲量的 90%以上。幾乎確定海洋上層（0 至 700 公尺）已經變暖。 與此同時，1979 年至 2012 年，北極海冰面積以每 10 年 3.5%至 4.1%的速度減少；自 20 世紀 80 年付初以來，大多數地區多年凍土層的溫度已升高，升溫速度因地區的不 同而有差異。實際上，《第四次氣候評估報告》對於全球平均氣溫上升趨勢已有清楚 說明。（王漢國， 2014）

6 圖 2.1.1.1 全球平均溫度變化 圖片來源：中央氣象局 http://www.cwb.gov.tw/V7/climate/climate_info/climate_change/change_1.html 上圖是以 1961-1990 年為氣候基期計算的每年全球平均溫度和基期平均值的差 距。下圖是每 10 年平均值和基期平均值的差距。圖中不同顏色的線條表示不同的資 料來源，黑色為英國氣象局，橘色為美國國家海洋與大氣總署，藍色為美國國家太空 總署，灰色陰影代表黑色線條的不確定性估計。(中央氣象局) 圖 2.1.1.2 全球溫度趨勢圖 圖片來源：： http://www.cwb.gov.tw/V7/climate/climate_info/climate_change/change_6/change_6-5.html

7 利用衛星記錄估算的 1970-2005 年線性全球溫度趨勢圖，左邊是地面溫度趨勢 圖，右邊是地面到約 10 公里高度的對流層溫度趨勢圖。灰色區域表示資料不完整。 當地面溫度變化時如果對流層衛星記錄中存在空間上比較一致的變暖，那麼這種變暖 與陸地和海洋的關係就更明顯。(中央氣象局) 第五次氣候評估報告於 2013 年發布，AR5 的數據相較於 AR4 有明顯進展，尤其 得到更多量化科學數據，它利用了 4 個全新設計的「代表性濃度路徑」

（representative concentration pathways, RCP）。對觀察到的氣候系統變化進行 分析，所得結論是「氣候暖化是明確的事實」。（王漢國，2014）經過多種分析，識 者認為 IPCC(AR5)重點闡明的 7 個科學方面問題如下表： 【表 2.1 IPCC 發布的第五次評估報告七大問題】 1.更多觀測和證據證實全球氣候變暖 2.確認人類活動和全球變暖之間的因果關係 3.氣候變化已對自然生態系統和人類社會產生不利影響 4.未來氣候變暖將持續 5.未來氣候變暖將給經濟社會發展帶來越 來越顯著的影響，並成為人類經濟 社會發展的風險 6.如不採取行動，全球變暖將超過 4°C 7.要實現在本世紀末前溫升不超過 2°C 的目標，須對能源供應部門進行重大 變革，並及早實施全球長期減排路徑。1 在 AR5 的報告中特別強調：「科學家比過去更確信全球暖化是人類活動所造成」 的說法，其實有更深的涵義。然而，令人感到遺憾的是，自 2008 年之後，美國相信 「全球暖化」是人類活動所引起的。2_{讓人感到更不解的是，日本安倍內閣竟然在 2013} 年通過新的減排目標，設定 2020 年之前僅使溫室氣體排放量降至比 2005 年少 3.8%， 而非原本降至比 1990 年少 25%的目標。此意味著，2020 年新的排放量會比 1990 年 增加 3%。從表 2.2 可以明顯看出 2007 年與 2013 年評估結果間的差異，這也說明了 氣候變遷的威脅不容小覷。（王漢國，2014） 1_{〈IPCC 第五次評估報告闡明七大問題〉，參考網址：〈https://kknews.cc/other/j88nn9p.html〉} 2 _{2009 年 11 月 9 日美國《新聞週刊》報導指出，自 2008 年之後，美國相信「暖化」是人類活動所} 引貣的人，已由 47%降為 36%，相信「全球暖化」有具體證據的，也由 71%降為 57%。

8 【表 2.2 2007 年與 2013 年評估結果比較】 2007 評估(AR4) 2013 評估(AR5) 21 世紀末升溫 (與 20 世紀末相比) 最糟情境是 4°C 最糟情境是 4.8°C 21 世紀末海平面上升 最多升高 60 公分 最多升高 82 公分  根據 2007 年第四份報告(AR4)的衝擊評估，如果全球升溫 4-5°C，全球有 32 億多 的人將面臨缺水危機，並極有可能爆發區域性的糧食短缺。此外會有 3 成海岸濕 地消失，並有 1500 萬沿海居民飽受淹水所苦。  國科會 2011 年研究，如果台灣在 2090 年升溫 3°C，冬季平均雨量減幅最高恐達 22%，夏季平均雨量最多會增加 26%。 從文獻（顧洋，2009）中得知，國際間面對氣候變遷的議題有兩項主要政策：減 緩（mitigation）和調適（adaptation）。IPCC 於 2007 在西班牙瓦倫西亞公布之「綜 合報告」提出，即便各國每年花費數十億美元全力減少二氧化碳排放量，效果仍然有 限，氣候變遷已「急遽且不可逆轉」，各國要努力調適氣候之衝擊。 （一） 英國氣候衝擊計畫 英國推動氣候衝擊計畫（UKCIP）是於 1997 年開始，2000 年納入調適工作，2004 年公布各類氣候變遷指標並且進行 UKCIP 計畫之獨立審查，隔年提出英國調適政策架 構（UK Adaptation Policy Framework,APF），公布 UKCIP 整體研究成果報告並推動 新的 UKCIP 五年計畫，於 2006 年分別與中國及印尼完成雙邊調適能力建構國際合作 計畫。UKCIP 計畫主要研究對象的範疇及因應氣候變遷衝擊之措施，如表 2.3 及 2.4 所示。 【表 2.3 UKCIP 主要研究對象】 區域性研究 特定區域中，考量多部門之衝擊，提供地區性的決策資訊，以 利進行氣候變遷風險之評估，進而制定氣候調適策略 部門別研究 以國家層級，考量特定部門（如農業等）之衝擊，提供地區性、 缺域性及全國性的資訊，以作為氣候衝擊與調適之決策依據

9 【表 2.4 UKCIP 因應氣候變遷衝擊之措施】 工具 目的 生態情境分析機制 建立各類氣候變遷衝擊相關事件之詳細資訊，並研析 各事件對於英國的氣候、天氣及生態環境等之影響 建立氣候變遷對社會 經濟影響之評估工具 提供四種情境選項（storylines），以預測氣候變遷可 能對社會與經濟層面的衝擊 建立氣候調適之風險 分析與策略評估架構 協助評估氣候風險分析和不確定性，以及採用適 當 的調適作法，做為風險分析與決策之依據。 以金錢量化氣候變遷 對於英國之整體衝擊 提供方法以計算有無進行氣候變遷適應策略間之金 錢損失及其差異。 英國氣候衝擊計畫之 調適專家系統 協助決策者經由簡明程序，將氣候變遷之風險納 入 決策程序。 建立英國衝擊適應研 究案例資料庫 建立英國境內之數據庫，可供施行的適應方案 搜尋 建立 10 個良好適應作 法之因應原則 協助施行過程中採取良好的適應決策 針對企業界進行教育 與宣導 出版「氣候變遷與企業：氣候變遷衝擊下之企業 規 劃」，協助企業和其他組織評估氣候風險對其 之可能 衝擊 （二） 美國氣候衝擊計畫 以強化資訊收集能力、監督空氣品質狀況及評估生態系統改變這三項為主，針對 氣候變遷調適在美國清潔能源及安全法中有病相關條文，內容主要分為國內調適及國 際氣候調適這兩部分（表 2.5）。 【表 2.5 美國國內及國際氣候調適】 國內氣候變遷調適 1. 國家氣候變遷調適計畫 2. 公共健康與氣候變遷 3. 自然資源調適 國際氣候變遷調適 經由提供雙邊援助及多邊合作基金的方式，協助他國或 研究單位進行氣候變遷調適相關工作

10 （三）日本氣候衝擊計畫 1997 年日本在京都議定書簽訂候成立「地球溫暖化對策推進本部」，隨即於翌年 發表「地球溫暖化對策推進大綱」，做 為推展相關政策之指導原則與方向，日本國會 並於 1998 年通過「關於地球溫暖 化對策推進法」，日本地球溫暖化對策的政府架構 已大致形成。本部係由內閣總理大臣擔任本部長，副本部長則由內閣官房長官、環境 大臣及經濟產業大臣擔任，並召集七部會大臣擔任本部員。 2008 年環境省地球環境研究綜合推進會的研究對象為四類，其分別為全球系統 的變動、越境汙染、廣域性的生態系統保全與再生及可能持續之社會、政策研究。報 告中提出幾項聰明的調適策略（表 2.6）： 【表 2.6 日本的聰明調適策略】 活用地區性的脆弱度評估及最新的監測結果以達到預警的目標 研究多種多樣的調適策略組合，例如硬體與軟體方面的策略、技術上或法制度 上的策略……等 分別以短期與長期兩個不同觀點，考慮調適策略對應的溫度上升幅度，提供未 來構造物更新或損壞修復時之參考 將防災計畫是當地編入既有的政策，例如土地利用計畫、都市計畫、自然保護 政策……等 讓自然和社會經濟系統成為更柔軟且有對應力的系統 （四）荷蘭氣候衝擊計畫 荷蘭調適之研究及推動分為以下兩方面： (1)持續針對各項衝擊面及各特定地區進行調適內容 (2)積極整合相關資源及策略 在持續研究調適內容，APK 和 VAM 兩大計畫下的子計畫仍持續進行。除了學術研究外， 相關計畫亦趨重視地方知識。其次為整合調適策略要點如下： (1)政府相關計畫和政策之水平整合 (2)特定議題或地區相關策略之垂直整合 (3)比照國家所需和計有研究成果

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（五）韓國氣候衝擊計畫

韓國枝條是策略研究主要集中於農業、森林、水資源、海洋及公共衛生等五項。 韓國環境研究院（Korea Environment Institute）針對可預測類組的氣候變遷影響 及脆弱性進行分析，於 2005~2007 年公布三次韓國氣候變化衝擊評估及調適策略的發 展報告（Climate Change Impact Assessment and Development of Adaptation Strategies in Korea I~III，2005-2007）。韓國的調適措施相較於其他國家較為薄 弱，然而，在地方層級對氣候變遷影響分析與調適策略的推動已有成效。該研究建議， 為了建立一個基於風險管理的氣候變遷調適策略，韓國需要做一些改變。 【表 2.7 韓國需要做的改變】 建立以 2030 年為目標的五年及十年的中、長遠調適策略，其中第一個五年計 畫著重在科學研究發展 採用可以同時作為應用研發及政策執行的雙軌調適策略 考察每一個區域（region）適用的區域性策略 調適的優先順序由調適策略委員會討論決定。一個調適策略要考慮到每一個類 組（category），要平衡每一個省區域的調適，對較弱族群要特別考慮，且須 建立自然與人類的平衡。 （六）新加坡氣候衝擊計畫 【圖 2.1.1.3 新加坡氣候衝擊架構 】 新加坡「國家氣候變化策略」的第二章「脆弱性及調適」中，指出新加坡的調適 措施種類有洪水、近岸土地的流失、水資源匱乏、熱壓迫、高能源需求、疾病興起所 造成公眾健康的衝擊、島嶼與海洋生物多樣性的衝擊。

12 （七）中國氣候衝擊計畫 2014 年以來，中國在應對氣候變化各個領域積極採取措施，取得顯著成效。發 布《國家應對氣候變化規劃（2014-2020 年）》，提出了中國 2020 年前應對氣候變 化主要目標和重點任務。減緩氣候變化通過調整產業結構、節能與提高能效、優化 能源結構、控制非能源活動溫室氣體排放、增加森林碳匯等。適應氣候變化從農 業、水資源、林業和其他生態系統、海岸帶及相關海域、氣象領域、人體健康等多 個領域開展。2014 年以来，深化國家低碳省區和低碳城市試點，扎實推進 低碳工 業園區、低碳社區、低碳城（鎮）、绿色交通等試點，從不同層次、不同領域探索 低碳發展路徑和模式。中國政府積極加強低碳發展頂層設計，推動應對氣候變化法 制建設和重大政策制定，完善管理體制和工作機制，加強低碳技術研發與應用，完 善統計核算體系建設，提升應對氣候變化基礎能力。（《中國對應氣候變化的政策 與行動》，2016） （八）台灣氣候衝擊計畫 為健全國家調適能力，降低社會脆弱度，並建立我國整合性的運作機制，作為 政策架構與計畫推動的實施基礎，經建會邀請專家學者、相關部會、NGO、產業界代 表於99年1月29日成立「規劃推動氣候變遷調適政策綱領及行動計畫」專案小組，並 已陸續召開19次專案小組會議，下設8個領域工作分組，於103年5月22日院核定國家 氣候變遷調適行動計畫(102-106年) 。（徐旭誠，2015）

2.1.2 永續發展下的概念

1972 年的人類環境會議第一次提出永續發展的概念，1980 年國際自然保育聯盟、 聯合國環境署、世界野生動物基金會在所制定發佈的《世界保育方案》中亦提出永續 發展的理念，在 1987 年《我們共同的未來》中獲得推廣與支持，在該報告中將永續 發展定義為「滿足當代的需要，而同時不損及後代子孫滿足其本身需要之發展」。這 個定義有兩個重要的意涵：一是需要的滿足，另一則是資源分配的公平性。因此永續 發展有三項基本原則，公平性原則、永續性原則及共同性原則。在上述原則下，國際 間發展了兩個理念以加強解釋永續發展的重點及可能出現的危機（Richardson，1994）: 1.世代正義理念： 此理念強調不永續的情況下耗竭資源、環境生活惡化等問題將隨著時間的累積 危害後代，故永續發展是滿足當前需要的發展，而不去危害未來世代滿足其需要的 能力。 2.自然承載能力理念： 此理念強調社會經濟發展的過程中，一旦環境生態問題超出自然系統所能承受 的範圍，有可能造成嚴重的危機，所以發展必須保持在自然承載能力的範圍之內。

13 這兩種理念的核心意義是彼此呼應的，都是在闡述自然環境在社經發展當中， 不應該累積性的受到危害而威脅人類日前及未來的生存與發展。而人類生活中的三 個基本組成為環境、社會與經濟。環境提供我們生活的基礎，藉此我們發展社會生 活與建構個人的社會脈絡，從中發展經濟活動。而永續發展也由此三個面向所組成， 在其思維下環境、社會與經濟建立在相互依賴的階層關係上（如圖 2.1.2.1），此架 構最基礎的考量是生態環境永續性。 永續發展所追求的整體目標即是以環境永續性、社會永續性、經濟永續性為基礎， 環境永續強調健康的生態系統與生物多樣性，社會永續則強調社會正義，而經濟永續 強調經濟的多元性與和環境的相容性，追求能在人類的發展需求與自然資源與生態系 統的保育上取得巧妙的平衡，稱為永續發展的三角底線（如圖 2.1.2.2）。 有些學者以三個 E 來說明永續發展的目標：公平（Equality）、經濟（Economy） 和生態（Ecology），這也呼應了與永續發展的三個面向。生態目標必須不破壞生態、 維持環境的美以及資源的保育；經濟目標則能達成永續的成長，特別著重經濟效率， 環境 社會 經濟 改善生活方式與福祉 保育自然資源與生態系統 圖 2.1.2.1 永續發展的構成 圖片來源：科學研習月刊 45-4 社會目標： 權力 參與 社會凝聚 經濟目標：永續成長、分配的適當性、 經濟效率 生態目標： 生態的完整性 承載力 全球問題 圖 2.1.2.2 永續發展的三角底線 圖片來源：科學研習月刊 45-4

14 包含生產效率與分配效率，在開發時能將環境的成本降至最低而使用效能提到最高。 在社會的目標上最重要的事能達成世代間與世代內資源分配的公平性與凝聚社會意 識，亦如世界環境與發展委員會所揭櫫的永續發展理念，滿足當代的需求，且不損及 未來是戴滿足其需求的能力。（孫志鵬，2011）

2.1.3 氣候變遷下的建築

全球以「永續發展」與「健康舒適」兩大議題為發展的趨勢，為21世紀追求 「建築新價值」的發展目標；「永續發展」是地球延續的必要條件，「健康舒適」則 是生命延續的必要條件(綠建築示範資訊官網)。從「環境效率」的觀點，「氣候變遷 下建築領域調適新思維」是一個很大的議題。若從「法自然」的角度切入，就可以 更清楚地瞭解，「環境效率」是人類文明未來必然要走的路。在自然結構中，充滿各 式各樣的循環系統，從無生命到有生命的範疇，幾乎沒有例外，自然結構中的每個 物質、每個生命都是循環中的角色，都具有可以被利用的價值。所有才會有人說： 自然結構中，沒有「垃圾」這個名詞。自然結構所涵蓋的生態系，就是在這樣的結 構中演化，生態系中的每一種生命，都巧妙地扮演不同的角色，並透過循環系統， 讓生態系得以持續運作。(林俊興，2012) 若以建築行為而言，撇開目前已經無法大規模操作的「遷徙」方式，要如何在 氣候變遷下取得調適？透過基金會長期研究的結論，我們認為除了設法與環境取得 共生以外，已經別無他法。換句話說，我們應當「法自然」，讓人類行為更貼近自然 結構，具體的作法就是從建構循環型的社會著手，讓社會結構的輸入、輸出，逐漸 形成封閉的循環系統。接著，導引經濟運作納入循環型的社會中，從而約束不循環 的經濟體，讓外部的不經濟不再由環境吸收，而由經濟體在本身輸入、輸出的過程 中，即有完整的考量，也就是循環型的經濟。當社會與經濟都趨向可封閉的循環系 統，人類與自然的關係就會越來越調和，衝突也就會越來越減少。 建築領域未來的向度，就必須涵容人以及與人共生的物種在內，研究的課題以 及建築的內涵，就必須花費更多的時間與精力，全然理解這些與人共生物種的性 狀。這種以人為中心與共生物種所建構出食、衣、住、行、育、樂 的共生體系，對 於建築領域而言，將是一個全新的未來，也是「遷徙」之外，被迫以「定居」回應 氣候變遷唯一的選擇。以台灣這麼小的地理幅 員而言，雖然基本上還是有南、北氣 候的差異，但是相較於所謂的氣候帶，對應氣候變遷可以遷 徙的水平距離，是非常 有限的！幸運的是，由於 台灣的地理特性，對於溫差或溫度而言，除了「水平遷 徙」以外，我們還有機會可以選擇「垂直遷徙」。亦即利用每升高一百二十公尺，可 以降溫約1℃的方式，以「垂直遷徙」為手段，對抗溫度的變化。或許我們應該認真 考慮，未來要如何往三、五百公尺的低海拔地區做「遷徙」的行為，同時善用不同 地理位置的自然，選取相對 的野生物種成為我們的共生物種，建構屬於台灣的共生 體系，以作為調適氣候變遷定居與遷徙行為的核心系統。

15 新思維，在氣候變遷的過程中，可以發展出全新的建築類型，成為通過氣候變 遷、調適成功的典範，進而研發出對應氣候變遷的新文明產品，為台灣的 經濟注入 一股新的活泉。則建築在氣候變遷的考驗下，不僅不會缺席，還能夠恰如其分地發 揮建築應有的引領功能。

2.1.4 各國綠建築指標

氣候變遷已成為全球各國必須嚴肅面對的問題，為了減緩氣候變遷所帶給人類 的衝擊，降低人為的溫室氣體排放將是首要之務。有鑑於建築物的排碳量佔了全球 排碳量的1/3(遠見雜誌，2010)，台北市中有70%的溫室氣體來源來自建築物，其次 才是交通…等(天下雜誌，2011)，全球的建築相關產業消耗了－50%地球能源、50% 水資源、40%材料、80%農地損失；同時產生了；50%空氣汙染、42%溫室氣體、50%水 汙染、48%固體廢棄物、50%氟氯化合物(林憲德，2008)。相關永續綠建築的發展於 是在國際間引發。 建築也開始有了一些新的名詞，像是綠色建築或綠建築（Green Building)，是 指實踐了提高建築物所使用資源（能量、水、及材料）的效率，同時減低建築對人體 健康與環境不良的影響，在建築材料與設備製造、施工建造和建築物使用的整個生命 週期內，減少化石能源的使用，降低二氧化碳排放量。較實質的定義就是，消耗最少 的地球資源、製造最少廢棄物的建築物。換言之就是強調節能、低污染、低耗能、低 環境衝擊的環保建築。「綠建築」的評估指標，可從資材、能源、水、土地、氣候等 地球資源，以及營建廢棄物、垃圾、污水、排熱、二氧化碳排放量等廢棄物，兩個層 面來評估(王松永，2005)。 根據2007 年氣候變遷綜合報告（IPCC, 2007）全球產業調查—建築業是二氧化 碳排放量最高的產業之一，因此希望透過建築物生命週期碳排放減量控制，達到降 低產業環境衝擊的目的。2008年永續建築國際會議(World SB02 Conference)提出， 「建築環境評估工具」為目前國際上普遍重視之達成永續的手段。透過評估工具和 模型，讓專業知識和多樣經驗得以聚焦，凸顯永續環境的議題；最重要的是，評估 工具應展現多樣性的世界貌樣與標準化趨勢之間的兼容並蓄(Simon Guy，2005；引 用自廖怜雅，2009)。 英國於1990 年首先公布全球第一個綠建築評估法—BREEAM3_{，開啟使用永續綠} 建築評估工具的新頁。隨後美國於1996年公布LEED4_{草案，目前此系統已成為世界最} 為廣泛使用的評估工具。而我國亦於1999年公布專為本地亞熱帶氣候區設計的綠建 3

BREEAM, Building Research Establishment Environment Assessment Method.

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築評估工具—EEWH5_{，其後各國不但先後推出因應本國環境特性建立的評估工具，亦}

擬定相關的法令與政策等，強制性或獎勵性的推廣產業使用。（劉庭芬、陳清楠， 2011）。目前國際主要相關永續建築評估的運用工具，包括：

1. BREEAM 英國系統

由英國建築研究組織（Building Research Establishment,BRE）及部分研究者共同 建立的永續建築評估體系稱為BREEAM。因評估體系的評估性與完整性佳，亦廣受世界 各國制定建築環境評估指標時的參考（永續LOHAS綠色園區網站，2011）。 BREEAM 建築環境評估體系每年要做一次修訂，增加一些新內容，並摒棄某些過 時的條款，以跟上建築和環境的立法的變化及社會發展的節奏。2005 年，BREEAM 獲 得東京世界可持續建築會議最佳程序獎（Best Program），成為公認最成功的評價體系。 在全世界，有超過11 萬幢建築完成了BREEAM 認證，另有超過50 萬幢建築已申請 了認證（陳柳欽，2011）。 2. LEED 美國系統

由美國綠色建築協會USGBC (U.S Green Building Council)所倡導的評估法，USGBC 是由建築師、建設公司、建材商、工程師、顧問公司、和其他相關人員組成。1993年 成立，1996年正式公告執行(林憲德，2008)。共有九類不同的認證，分別針對：新建 築物LEED-NC、已建成的建築物LEED-EB、商業大樓的室內設計LEED-CI、大樓框架和 大樓設施LEED-CS、學校LEED-S、醫療、住宅和社區發展。該理事會也鼓勵木材的重 新利用，以及通過各種林木認證方案，讓人們更加深刻地認識木材的優點。(美國林 業及紙業協會；引用自劉昕月，2012年)。 最新版的綠色建築評估標準LEED V3系列從2009年4月27日開始使用。除了以上這 些主要版本，LEED體系還有一些地方性版本，例如波特蘭LEED體系，西雅圖LEED體系， 加利福尼亞LEED體係等 (陳柳欽，2011)。 3. SBTool

由iiSBE（International Initiative for a Sustainable Built Environment） 等國際組織所建立。前為GBTool，方式是以GBC（Green Building Challenge），此方 法亦被BREEAM和LEED評估系統所採用。評估基準設定是來自於國際間不同專家群組， 以校準發展地域型工具之彈性，並佐以不同氣候與地區條件下之案例評估測試。 SBTOOL可適應同建築類型和文化、環境條件。轉型之際，加入「社會」、「經濟」 面向，整合部分項次後，其重要的改變即為將原於GBTOOL之「機能性與操作性」、「耐 久性」整合為SBTOOL之「服務品質」，並新增對「文化感知」的評價。更名後顯示其 定位為「永續建築評估工具」之角色 (廖怜雅，2009)。 5

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4. CASBEE 日本系統

日 本 系 統 稱 為 (Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency) 。1994年日本頒布了《環境基本法》，其中的基本理念 是在建築物的生命週期（從建設、使用、廢棄至再生）中必須考慮降低這些行為對環 境的負荷 (林憲德,，2008)。CASBEE於2001年開始發展，考慮到日本和亞洲特有的問 題和困難 (CASBEE，2011)。日本結合產官學研等為加速國內永續建築成長，參考永 續建築國際會議所推行GBTool之經驗，結合產、官、學研共同合作發展，並於2002年 開始推行（劉昕月，2012）。 5. EEWH 台灣系統 由台灣1995 年的台灣節能設計法規發展而成，以「生態、節能、減廢、健康」為 主軸，因而號稱為EEWH 系統。1999年由內政部所公佈第一部「綠色建築評估手冊」 與「綠建築標章」以來，已成為國家級之綠建築認證規範，2004年引入五等級分級評 估法，並建立「綠建築標章」認證制度。2003年啟動「綠建築推動方案」四年計畫， 強制政府經費五千萬元以上的公有建築物必須取得，「綠建築後選證書」，2008年推出 「生態都市綠建築推動方案」，2010 年推出「智慧綠建築推動方案」，研擬不同類型 建築物的評估系統，以期能建立更完整的「綠建築家族」。為了區分不同綠建築類型， 將1999年以來的EEWH系統定位為「綠建築基本EEWH-BC版」，做為其他類型之發展平台。 2009年開發完成「生態社區EEWH-EC」版，2010 年同時建構完成「綠色工廠EEWH-GF」 版，「智慧綠建築升級EEWH-SU」版，「綠建築更新EEWH-RN」版，預計2012 年開發完 成「智慧住宅EEWH-SU」版(內政部建研所，2010)。

2.2 生態建築的論述

2.2.1 生態建築的起源

1972 年聯合國在瑞典斯德哥爾摩召開會議，各國代表對地球汙染及資源浪費的 情況特別關心。爾後，各國學者相繼提出「綠建築」的環保概念，即透過建築使用材 料和設計，達到節省能源目的。「綠建築」在各國有不同的名稱，定義及內涵也會有 些微差異，在日本稱為「環境共生建築（Environmental Symbiotic 」，歐洲國家則 稱之為「生態建築(EcologicalBuilding)」、「永續建築(SustainableBuilding)」，而 美國及加拿大等國家稱為綠建築。 綠建築所追尋的是消耗最少能源及資源，並且製造最少廢棄物，以此達到生態、 節能、健康及減廢的建築物，此設計著重於建築生命週期，所以進而從建材生產、設 計規劃、施工到管理這一過程達到綠建築目標，且此綠建築物須以人類的健康、舒適 為基礎。對居住環境有全面性、系統性的環保設計，與地球環境的共生為主要觀點， 也是追求永續發展的建築設計理念。

18 永續建築所思考的事項有建材、建築物、都市區域的尺度大小並考慮其機能性、 經濟性、社會文化及生態因素。因此要達到永續建築須反映各區域的狀態及重點，並 且建構不同的模型去執行。以上建築雖然在內涵或注重事項有些不同，但所追求的目 的是同樣的，都是為了讓地球環境與人類生活能持續發展（圖 2.2.1.1）。 圖 2.2.1.1 永續發展中的建築相關性 圖片來源：本研究繪製

2.2.2 生態建築的演變

二十世紀六十年代初期，義大利裔美籍建築師 Paola Soleri 首先提出「生態建 築」的概念，且將生態(Ecology)與建築(Architecture)二辭合為一新字曰：生態建 築學(Arcology)。1969 年，美國著名景觀建築師 lan L.McHarg 之著作「設計結合自 然」(Design with Nature)一書出版，McHarg 教授在其書中曾說"asks the land where buildings should be placed."其意指建築物配置於基地上時要順應自然，不 要隨意改變地形地貌。為了建築物而改變地形地貌，直接就改變了生態平衡，是不負 責任的設計。

早在 1930 年代美國建築師兼發明家 R. Buckminiser Fuller 即專注於將人類的 發展目標、需求與全球資源、科技結合，以期藉由進步的科技，逐漸減少資源的利用， 而又能滿足不斷成長人口的生存需求。Fuller 提出「費少用多」(more with less) 原則，主張對有限的資源進行最合宜的設計及利用，符合生態學資源再生循環利用的 原則。

2.2.3 生態建築的概念

近年來新開發的許多樓盤中，綠色建築、大自然的家等字眼躍入眼簾，各項合理 的設計、完善的設施，尤其是令人陶醉的生態綠化效果是以往建築所不及的，現在做 到這些是經過建築設計人員長期努力而實現的。以往的設計在各方面的制約對自然生 態環境因素考慮較少，使外部環境不盡人意。日益惡劣的環境也是大自然對人類過度

19 開采的嚴重懲罰，因此重建良好的生態環境，希望建立一種新的建築形式。不僅是滿 足人類當前社會發展的需要，又能為後代保留良好的生態環境；既能做到生態環境的 保護，又能做得可持續發展，這就是人們認識日益清晰的新建築模式-生態建築。（梁 新艷，2010） 生態建築是指能夠符合生態學原理，與環境能夠和諧統一，同時又有著完善的各 項設施的建築，不僅僅是生態學思想與建築學的完美結合，還應嚴格遵循“可持續發 展”原則。生態建築定義的表現形式有以下幾種： (1)生態建築是構造適合人類健康、舒適的生存環境的建築。 (2)生態建築是在對原有環境加以利用建造的，同時也能夠對原有環境加以保護的 一種現代建築形式。 (3)生態建築是按生態學要求實現生態完整、延續，遵循生態平衡的原則。做到資 源的合理開發利用，實現資源的良性循環，尤其是不可再生資源的使用，不過度開 發使用，不破壞生態平衡。 (4)生態建築是以生態學為指導，分析當地的地理、自然生態環境、充分利用當地 自然資源優勢，在自然生態延續和保護的基礎上合理開發，科學發展建築業。 從上述定義中可以理解到，生態建築的內涵主要有兩方面：一是建造有價值的綠 色居住環境，適合人類健康的舒適生活環境。再者則是對周邊環境的合理利用，加以 保護，不可過度開發。在科學發展建築業及保護自然生態資源做好完善的工作，生態 建築才能顯示出真正的價值。生態建築有許多獨特性，如與自然環境的和諧統一性、 內容的復雜性、可持續發展性。 1.與自然環境的和諧統一性 生態建築取向於生態環境，就是合理利用自然地理、氣候條件，建造出適宜人類 居住的建築。 2.內容的復雜性 生態建築是以不破壞生態平衡為出發點，做到建築和生態環境和諧發展。為達到 此需求，需要各種學科的分析整合，並做到各個學科不孤立，綜合分析，創造出既有 完善功能又有高層次文化品味，既能繼承傳統建築的優點。又有高科技的新型生態建 築。 3.可持續發展性 生態建築是與周邊自然生態環境系統融為一體的一種建築形式，其出發點在於減 小建築業對環境所造成的影響，努力做到建築業與自然環境的平衡。社會經濟文化的 發展必定會對生態環境受到影響。為了此建築設計中需要綜合分析建築生命周期的各 個環節，結合環境效應、社會效益、經濟效益的綜合評價，做到建築設計優化、能源 設計優化、材料節約及環境設計優化以及經濟平衡。（梁新艷，2010）

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2.3 國內外相關建築案例

2.3.1 大河能源總部

圖 2.3.1.1 大河能源總部 圖片來源： HTTP://MAPLEGROVEMAG.COM/GREAT-RIVER-ENERGY-HEADQUARTERS-PROVIDES-UNIQUE-ENVIRONMENT-SMART-DESIGN 大河能源總部由混凝土框架和玻璃幕牆構成的四層辦公樓，依靠風力發電機及太 陽能發電，成為美國電力能效的最高水平的代表，展示了辦公室的節能潛力和最新的 能效技術。大河能源總部希望自己這些先進的能效技術也能為其客戶所採用，從而減 少對以化石燃料為基礎的發電需求。建築材料則是取用來自於在地的方圓 500 英里以 內，且九成材料都可回收。 此建築在能源使用比同規模的企業建築少 50%，且比同規模企業學校少 90%，他 設有湖內地熱暖通系統、地板置換通風及日光採集。這些設計讓大河能源總部獲得 LEED 白金級建築認證。 選擇介紹這個案例是因為它在能源這塊下了很大的功夫，充分的運用了當地的氣 候，在周遭設置太陽能板，並且材料選用就地取材的可回收材料。因為基地位置處於 環境生態豐富的地區，因此對於周圍的生態環境復育相當重視，這樣的建築設計構想 充分的思考了生態環境的重要。

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2.3.2 加州科學館

圖 2.3.2.1 加州科學館 圖片來源：https://cont.ws/@lionking/459424 加州科學館在屋頂特別設計了 2.5 畝的屋頂花園，種植了近 200 種加州植物。每 年能承收 2 百萬加侖的雨水，雨水匯流、循環再生，屋頂還能隔熱，利用自然風向調 節，減少對冷氣的依賴。利用植被來當屋頂(Living Roof)，其實就是一種節能的最 佳方法，因為這作法能在冬天隔絕冷空氣的侵入，而在夏天保持順暢的通風環境，降 低對空調的依賴以節省電力。(準建築人手札網站) 在屋頂四周大約 6 萬個太陽板提供全館大約 5%到 10%的能源需要，而圓柱頂上 80 個天窗，提供底下熱帶雨林區所需的光線。在這個屋頂下面，參觀民眾將能見證到 自由飛翔的鳥、擁有超過 4 千隻在活體珊瑚裡活動的魚，以及透過屋頂的玻璃還能直 接觀看外文星象的自然歴史博物館，可說是裡裡外外都與自然、環保相結合。(準建 築人手札網站) 這個案例想帶給民眾的不只是死板板的化石及虛擬天文圖表，是希望透過設計讓 民眾能更加重視環保。在屋頂的設計不僅做了植栽綠化，還設計了大量的天窗，一來 可以大量的自然採光，讓人們即便在室內也能抬頭看見室外飛翔的鳥兒。再來是能透 過綠化的手法，來達到保水及隔熱降溫，不僅是周遭的公園綠地，連主體建築物都能 成為綠的一環。

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2.3.3 台夫特科技大學圖書館

圖 2.3.3.1 台夫特科技大學圖書館 圖片來源：https://www.tudelft.nl/en/library/about-the-library/about-the-building/tu-delft-library-photos/

台夫特科技大學圖書館的手法是將圖書館的屋頂設計成一道大緩坡，並在坡上 覆蓋草皮，藉此讓圖書館成為景觀建築。圖書館主要空間均掩藏在草坡底下，草坡上 僅露出一個圓錐體，使人能快速得知圖書館的所在位置。圖書館的玻璃外牆及處於館 內中心位置的透明圓錐體中空設計，引入天然光幫助照明外，圓錐體頂部的天窗更能 造成空氣對流，將館內的熱氣帶走。(準建築人手札網站) 圖書館平面為不規則多邊形，南側為圖書館的最高點，草坡由南向北緩緩而下。 圖書館東、西、南三向以玻璃包覆，幫助採光，草坡在北側與地面接觸的邊緣開了一 道口逐漸向內壓縮。圓錐體是閱覽空間的重心，藏書置於四周，獨立式閱讀座位有的 面向牆壁，有的卻朝向散發光線的圓錐體，讓讀者選擇個人喜愛的景觀。辦公室和研 究室沿著閱覽空間周圍配置，辦公室在東側和南側，研究室在西側，全館共有一千個 座位，其中有三百個座位配有電腦，藏書則置放在溫濕度控制功能的地下室。(準建 築人手札網站) 這個案例既是生態建築也是地景建築，外牆的玻璃設計、屋頂圓錐的設置讓建築 大量的自然採光，還能達到自然通風。由地面延伸至建築屋頂的草皮的綠化，讓建築 物有效保水及隔熱降溫，讓建築提供民眾舒適良好的空間。

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2.3.4 埃及綠洲飯店

圖 3.2.4.1 綠洲飯店 圖片來源：http://ecolodges96.blogspot.tw/ 這座沙漠中的綠洲旅館 Adrère Amellal 生態旅館，是將原本已荒廢多年、搖搖 欲墜的西瓦古房舍恢復重建，且沿用傳統的工法來建構的。為了帶領旅客擺脫工業化 世界，Adrère Amellal 不為旅客提供網路、電話服務及電力，所以不供應旅客所習慣 的舒適感，而是提供歷史的窗口，體驗靜夜星空、湖上微風和沙漠景觀。（明日誌， 2013）

Adrère Amellal 旅店整體建築結構由傳統的 kershef（岩鹽和泥的混合物）、石 塊砌築而成，建築設計各方面都回歸到基本面，目的是保持天然的舒適感，厚實的土 牆能在白天吸收熾熱陽光的溫度，使室內保持涼爽，並在夜間氣溫下降時輻射出熱能。 沿襲傳統的木製屋樑下方是泥漿和磚石的建築結構，所有大小窗戶的設計是為了捕捉 沙漠的微風，而旅館內所需的熱能來自燃燒木材的火爐，而在太陽下山以後，油燈和 蠟燭就成為唯一的光源，轉化成保護環境的柔軟色調與閃爍不斷的浪漫燈光，映照、 突顯出內部各種磚石建築與天然灰泥牆壁飾面的紋理。（明日誌，2013） 這個案例採用當地的材料以及傳統的建築工法，沒有提供現代生活所需的高科技 相關物品，沒有電力及網路的提供，徹底地貼近大自然，完整的詮釋了因地制宜，這 樣的設計及環境提供了民眾健康舒適的空間，並且可以徹底遠離都市的水泥叢林與喧 擾，感受自然生態的奧妙。

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2.3.5 Council House 2

圖 2.3.5.1 Council House 2 圖片來源：https://www.wowlavie.com/building_unit.php?article_id=AE1300277 理事會二（CH2）辦公大樓是遵循一種模式，促進城市和自然之間更加互動的角 色，各方依賴於彼此。坐落於墨爾本中心的 CH2 全棟外牆結合垂直綠化，另一面的木 百葉窗是回收 200 棟廢棄房屋所拆下的廢木料打造；利用調光外牆、淋浴冷卻塔與自 動木百葉窗等，可依照晝夜與季節調控內部環境，以低度耗能達到最佳舒適度。 空氣導流方面，CH2 利用屋頂進氣排氣的循環通風系統，加上建築內中控換氣樓 層設計，維持全棟新鮮、無重複循環的空氣。另外，雨水回收系統、熱電聯產、太陽 能電池等自給系統，以及辦公室內使用冷凍板打造的波浪狀天花，一來可保持溫度， 二來將排氣孔設在最高點，確保冷房空氣完全暖化後排出，達到能源充分運用，使得 CH2 大幅降低耗能，電力消耗減少 85%、自來水消耗減少 72%、污水排放量減少 80%。 （綠色貿易資訊網，2013 年） 這個建築案例在各方面的系統都有良好的建構，電力的、水資源的及通風循環的， 配合各向所受到的環境因素不同，在立面的設計也有所不同。屋頂配置了建築物所需 的通風設施，並在內部空間設有完善換氣系統，以達到室內空氣能維持清新。而建築 部分材料的選擇也是選用回收的廢材，以許多的系統設計來使空間達到舒適及健康， 並且達到空氣、水的循環，徹底展現生態建築的概念，且回應了永續發展的理念。

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2.3.6 法蘭克福商業銀行總部大樓

圖 2.3.6.1 法蘭克福商業銀行大樓 圖片來源：http://www.cult-turist.ru/country-topics/2382/?q=524&it=2382&tdp=hlptr 法蘭克福商業銀行大廈（Commerzbank Tower），擁有綠色摩天樓和生態之塔的 美譽，有通風系統的獨特框架構造和空中花園，整座大廈除非在極少數的嚴寒或酷暑 天氣中，全部採用自然通風和溫度調節，將運行能耗降到最低，同時也最大程度地減 少了空氣調節設備對大氣的污染。 60 層高的建築物分成 4 段辦公階層的體積結構，各個階層各帶有冬季花園 （winter garden），保護那些非結構要素之公開展示的玻璃構架。每一個樓層的單 位裡，共分成三個區塊，而辦公空間佔了兩個區塊的樓面，而冬季花園佔用了另一個 區塊，使得每一層樓的單元裡都能夠擁有屬於自己的冬季花園。建築物的支柱結構、 設備空間、附屬空間皆配置於此三角形平面的轉角處，而 60 層高的建築物中央是一 個大挑空，各個階層共分成 12 個層面的主要結構，緊密的安置於結構圓柱上。冬季 花園的配置、自然通風的設計讓這棟大樓能完善的呼吸。 這個案例在超高層建築中融入了綠，在大樓林立的都市中，提供了都市及建築本 身所需的綠帶空間，運用雙層玻璃帷幕及中庭的設計讓建築達到自然通風，也利用建 築中的空中花園進行空氣的調節。大面積的玻璃帷幕能有效採光，且雙層玻璃的設計， 能降低室內受陽光直射所造成的高溫，能在超高層建築中有如此設計是相當不簡單的。

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2.4 設計手法的探討

生態建築設計應遵守宏觀及微觀的原則，如表 2.7 及表 2.8。 【表 2.8 建築設計應遵守的宏觀原則】 (1)註意與自然環境的結合 (2)要對周邊環境以及各種資源進行分析和高效使用，使建築經濟合理化、最 優化，尤其是土地的合理開發利用，加強對耕地的嚴格管理利用 (3)減少人工景觀 (4)註重生態環境的地方性 【表 2.9 建築設計應遵守的微觀原則】 (1)盡可能利用自然的方法創造宜人的溫度、濕度環境，在盡可能減少能耗的 同時保證甚至提高舒適性 (2)創造良好的聲環境氛圍給使用者一個安靜、和諧、宜人的居住工作環境 (3)合理的朝向給房間創造良好的采光環境 (4)在公共建築中，做好無障礙設計，充分體現對殘疾人士的關心 (5)提高安全性，增加防災能力 (6)完善的通訊系統，使使用者可以方便快捷地與外界溝通 (7)創造良好的通風對流環境，建立自然空氣循環系統 (8)建立水循環系統，盡可能將水引入容易讓人疲勞的環境中 (9)建立多層次的綠化系統，凈化小環境，改善小氣候 (10)創造開敞的空間環境，是使用者更加方便接近自然環境 (11)具備足夠的彈性設計以包容未來科技的高速發展

27 生態建築從設計手法上，可分為三個類型： (1)從建築所在地域出發，提倡利用本地材料和傳統技術的鄉土地方設計手法 (2)既重視地方性，又適當地引入“適宜技術”的設計手法 (3)結合當地自然生態條件與最新生態理論，充分利用新技術和新材料來解決生態 問題的高技術設計方法

2.4.1 風土

這種建築類型需要建築師了解環境地理現狀，學習並繼承傳統建築中蘊含的生 態智慧，不依賴耗能設備，而在建築形式、空間、布局和構造上采取措施，以改善 建築環境，實現微氣候建構。

2.4.2 適宜技術

適宜技術從滿足基本的人居環境的要求出發，通過這個設計手段，運用當地的 資源，結合適宜的經濟的技術，並適當采用新技術與新材料，進行生態建築設計來 達到可持續發展的目的。從生物氣候學的角度研究建築設計，其具體目標是滿足人 的舒適和精神需求以及降低建築能耗。從風土向適宜技術的轉變通常有三種手法： 1.傳統技術進行改造 2.先進的技術改革、調整以滿足適宜技術的需要 3.進行實驗研究，直接效力於適宜技術。

2.4.3 高技術

生態高技建築是同周圍生態環境協同發展、具有可持續性特點的高技術建築，是 對當今生態危機的一種積極、主動並且有效的解決之道，因而是高技術建築未來發展 的方向。生態高技建築的創作，要求建築師具有更高的綜合素質，不但要掌握被動式 生態設計方法的精髓，更要關注相關領域的最新生態型技術發展方向，根據地域的自 然生態環境特徵，主動的應用高新技術手段，對建築的物理性質(光線控制、通風控 制、溫濕度控制以及建築新材料特性等)進行最優化配置，合理的安排並組織建築與 其他相關環境因素之間的聯系，使建築與外界環境統一成為一個有機的、互動的整體。 （張麗君、袁逸倩，2010） 生態高技建築對於建築微氣候的關注可以具體歸結為以下三方面：一是適宜的室 內濕度和溫度，滿足人體熱舒適及健康的要求；二是盡可能多地獲得自然采光(減少 人工照明的能耗)；三是最大限度地獲得自然通風(減少空調能耗)。通過最高效的人 工技術手段來實現以上目標，或達到各要素之間的平衡就成為生態高技建築師不懈追 求的方向。其具體的設計手法是： (1)引入綠色植物創宜人的景觀

28 結合建築構造技術和先進的電腦控制技術，生態高技建築能夠將綠色生態體 系移植到建築內部，使建築內部有良好的室內氣候條件和較強的生物氣候調節能 力。 (2)盡可能多地獲得自然采光 屋頂是光線進入室內的主要途徑，於是各種光線收集、反射構件被應用於屋 頂形式。 (3)最大限度獲得自然通風 生態高技建築師們利用風壓、熱壓以及機械輔助的手段盡可能地獲得自然通 風。此外，生態高技建築師們還充分利用新材料、新能源等為生態建築服務。 綜上所述，生態建築必將是 2l 世紀最具有代表性、時代感的建築形式之一。如 今生態學原理已廣泛地滲透到建築設計中的許多方面，可以說我國的建築師們面對未 來，有勇氣、有能力設計出適於我國國情的生態建築，創造與自然、人、社會融為一 體的人類居住環境和綠色建築空間。 （張麗君、袁逸倩，2010）

2.5 小結

本章節首先探討各國對於全球暖化議題所提出的對應政策，從文獻整理中，得知 全球暖化至永續發展的歷程，並從中探討出建築對於永續發展的相關議題，而各國擬 定了綠建築規範及評估指標系統來針對此類議題，成為生態建築設計的指標。在文獻 中提到了生態建築設計的三類手法，從風土、適宜技術到高技術，說明了時代日益進 步，對於建築設計、材料及工法也有新的發展。 環境的變化改變了人類生活的需求，而建築的存在是不可或缺的，為了環境與建 築達到和諧，建築不能再只是一個個的水泥塊體，高層大樓不能再是一棟棟的密閉玻 璃柱。原始的風土到了現在的高技術，反映了建築設計正在進步，隨著各國的評估系 統的建立，順應環境而設計的生態建築開始興起，台灣也努力朝這個方向發展。

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第三章 設計手法的評估

3.1 評估案例的選擇

透過文獻中的三種設計手法來進行案例選擇，在風土、適宜技術及高技術中尋 找相應的案例來分析。文獻回顧中所提及的六個案例也會納入其中。手法隨時代的進 步也會有所進步，因此同一個建築設計裡可能並存著兩種或三種手法都使用。 1. 風土 風土建築可說是沒有建築師的建築，祖先為了順應自然條件（陽光、風、水、土） 所建造出來的。這種設計手法是依靠建築形式、空間布局和結構材料，且無仰賴耗能 設備，有效的利用氣候、地理環境條件，便能使空間達到舒適感。 位於印度的管式住宅，在不能使用空調的社會裡，成為一種節能手段。18.2m x 3.6m 的空間裡，配置了住宅所需要的空間。寬敞的室內空間，運用煙囪拔風的原理， 讓熱空氣順著頂棚上升，從頂部通風口排出，形成一種自然通風循環（圖 3.1.1）。同 屬熱帶氣候季風的越南，管式住宅是典型的住宅型式，窄寬與近深的大比例，使空氣 流動加速，加強通風效果，但近年來因應社會改變，住宅型式便層層疊起，樓梯設置 於中央，兩側為住房，因此光線較不佳以及濕度較高，但在越南城市生活的人民非常 習慣這樣的生活環境（圖 3.1.2）。此種窄長的建築設計，在建築基地面積較難取得的 日本也十分盛行。 3.1.1 印度管式住宅的通風原理 圖片來源： http://bbs.zhulong.com/101010_group_2018 01/detail10002450http://bbs.zhulong.com/ 101010_group_201801/detail10002450 3.1.2 越南管式住宅的通風設計 圖片來源： https://www.archdaily.cn/cn/791274/3x1 0-house-ahl-architects-associates

30 傳統中東建築因為室外溫度高所以加厚牆對抗高溫，也因此無法透過小窗達到充 足的對流。捕風塔（Badgir）的設計，利用煙囪的浮力通風原理，來輔助空間的氣流 流通，這個系統構成一個天然的空調系統，如圖 3.1.3。中東傳統風塔（圖 3.1.4） 的建構是為了順應當地氣候，而捕風塔在現代建築也廣受運用，例如成大的綠色魔法 校園、墨爾本的Council House 2（CH2）。 3.1.3 捕風塔的通風原理及效用 圖片來源：《可持續建築的理論與技術》，P.６ 3.1.4 中東傳統建築之捕風塔

圖片來源： sheikh mohammed bin rashid centre for cultural understanding ；issue 33

3.1.5 中東傳統建築之捕風塔 圖片來源：http://www.kuris-reisen.de/dubai/dubai_11.html 印尼峇里島的綠色學校，一棟用竹和夯土所建造的建築，透過太陽能、水電渦能 的微水力發電來供應學校所需的電力，利用竹屑進行烹飪及熱水。螺旋式、無建造外 牆的設計，不僅能自然通風更能自然採光，如圖 3.1.6 至圖 3.1.8。在氣候濕熱的地 區，使用樹木、竹子和茅草的干欄式建築，此設計能有效調節氣候所帶來的潮濕，架 高的設計能避免蟲蛇入侵。蘇門答臘的馬鞍型屋頂民居，高坡度且兩側突起的屋頂曲 線利於排水，屋頂下的陰影為居民提供涼爽的居住空間（圖 3.1.9）。