我在國之東境打造綠能家園

愛凡達建設公司建築師 劉志鵬 

摘要

  UN/NGO世界公民總會的義工陳芬玲小姐,在我的部落格中請我提供一篇文章參與UN/NGO的論文,我將我部落格裡的內容擇取了一部分,與大家分享個人經營的一些成果。

  2010年五月二十日,是我在宜蘭投入發展新住宅十二年的階段成果發表!十二年的期間或許對建築研發來說不長,但對一個個人發展事業,卻是一段艱辛的歷程。就住宅環境的經營,都市與城鄉的發展方式不同,就一般人認為不起眼的房屋工程,我選擇從台灣的東部宜蘭城鄉,來發展中低層的社區住宅,就這邊的人文及環境氣候條件,重新解構既有的建築構造到土地開發方式,試圖想建構出更好的住宅家園。

  在綠構造部分,我發展出了「仲構造理論」,「將建築物維持在適當的重量比,然後以減震、隔震觀念來降低地震力的影響,並且以籠型鋼架做為主體構架,再以輕質壁板體來組合成雅朋住宅工法」;其中第五代為濕式構造,第六代為乾式構造;另外也提出了地溫空調的構造方式,來形成運用地溫調節室溫並形成房屋的內外自然對流功能。

  在小蝸牛部分,我們初步建立了組裝工廠,生產這種移動式住宅,可以作為災區、民宿、社區開發,中短期的住宅使用,我們也交付了台北縣環保局節能展示屋的工程。

  在簇群式自力造屋部分,我們在宜蘭已完成了二十戶的簇群合院,並正在進行另二十戶的自力造屋工程,這種新的土地開發模式還有住宅產品廣獲好評。

  在這十二年來,我們完成了整個綠能家園開發的基本架構,接下來要更積極的建立更完整的合作團隊並在各地區進行;雖然走過的路很辛苦,而未來的路更不輕鬆,不過我已經有了不少的夥伴,尤其可預期的將會有更多的朋友來參與,所以我有信心我會實現我的理想,在這邊感謝一路來共同努力的夥伴,也請大家為實現全球住者由其屋的理想再接再厲。

我的住宅事業緣起

  1996年我接了一個農舍案件,因為「宜蘭厝」的一些做法我並不認同,倒是友人介紹了一為李姓企業家,讓我來進行我想法上的宜蘭厝,因為沒有經費的上限,只要我將地震、颱風還有潮濕問題克服就可以。

  業主蠻重視實用還有實在,所以在設計上簡單的斜屋頂ㄇ字型的配置,使用基樁、筏式基礎還有鋼骨構造,三層牆壁,建材選用都非常務實,當這個案子完成後,業主覺的我解決了他們所提的問題,也覺的不論是外觀還是室內都大方溫馨相當的滿意。

  當入厝時,他只請了一桌的人,吃飯的時候就問了我說,他滿意這個房子,那我又有甚麼樣的心得呢?我回答說:「因為業主的支持,所以這個案子進行的順利,自己也覺得還算理想,但是花費了三千多萬元,這不是一般人能住的起的房子,當時我考建築師就是希望能服萬人之務、造萬人之福啊!如果能夠發展出經濟又好的房子那該多好。」吃完飯後,這位業主拿了五百萬元給我做研究經費,而我也自此開始走了這一條發展住宅事業的不歸路。

艱辛的發展路程

  當我在校園建築方面有了不錯的成績,加上第一棟私人住宅也蓋的讓業主覺得滿意,又有一些研發費用,於是我開始很有自信的想要發展更經濟而性能良好的平價住宅。

  1999年初,有一位蔡老師來找我,希望我幫他實現經濟的自宅,而我也跟他溝通在自己思維所醞釀的構造方式,(在當時我已經對基礎跟隔震有一些想法,其實後來大部分的專利做法,與一開始的方向已經沒有太大的差別),而這位老師也很信任我,讓我來進行設計及構造的實驗。

  然而當時為了實驗內牆,還有地坪不需要粉光,我執意用木作的方式來施工,除了地坪因為忽略地磚的精準度,而造成客廳地坪拆除重做外,更嚴重的是氧化鎂版的廠商,以矽酸鈣板的實驗報告混充讓我誤用,而恰巧木工將氧化鎂版用來做為牆壁的墊襯,結果因為氧化鎂會與空氣中的氧產生氧化,而氧化鋼骨及門窗的金屬。結果除了當時的配合施工費用外,還有後續的修補,及後來退還這位老師的支出,前後我損失高達七百多萬元,不僅如此,還賠上了聲譽,而原本想要追討這家公司,但是投入研發及一群員工均需要積極的往前邁進的考量,後來也就自認倒楣,然而因為這個負責的作法,所以後來仍能贏得一些尊重。

  至於這家材料商,雖然我已經跟他們反映,然而他們還是在其他地區銷售這個版材,結果造成很多工程出了問題,後來當然自食其果;這個事件是造成我在事業上進入困境的主因,當然對我而言這絕對是一個慘痛的經驗。

  除了建材的化學性質所產生的問題外,一開始我真的很有自信的跨足營造施工,然而因為自己話講得滿,很熱誠的跟業主將自己的目標及理想表達,確也因為自己不論在預算的管理,工程的發包,還有工地文化層面的問題並沒有掌握,往往造成虧損與及品質上的問題,這一路下來才感受到,自己二十五歲考上建築師,雖然外在受到推崇,然而背後能力卻是還有相當的不足。

  而理想上,為了施工方式能按自己的意思堅持,在建構專屬的工班還有機具方面,也投入了不少的心血跟經費;研發的初期,為了掌握施工的特性,自己到工地上工,期間也曾發生下包故意刁難的糾紛,連續幾個颱風天,考驗自己淋著大雨在做工地的安全維護,有時候自己懷疑為甚麼不好好當個建築師就好,幹嘛活受罪,就連獲得中小企業創新研究獎在頒獎的前一週,因為冬颱風造成工地嚴重的損失,我仍靠毅力搶救,還好得到訂戶的支持,最後也順利的完成,這一路自己不知有多少次,真的覺得自己的辛酸而黯然流下淚來。

  研發真的不是一件容易的事情,為了嘗試新構造,要面對自己、同仁、同業、業主的問題;幾年來到處參訪比較,當有了想法要付諸操作並不是一件簡單的事,畢竟任人也不希望被當白老鼠,更何況每棟房子造價都要數百萬元,一路來我從建築構造、建築施工團隊到標準化住宅的開發,每個階段為了突破,我必須身體力行、首當其衝;每一個自力造屋案我必須將自己放在其中,相對的我的家庭也必須跟著我遷移,不知道的朋友總以為我怎麼這麼好,經常在換新房子住。

  為了維護研發的成果,我也花了不少的專利申請跟維護費;一路來我結識了許多傾家蕩產的朋友,慶幸的我身為建築師,也沒有投注資金在大型機具跟建材的投資,但是也算相當程度的犧牲了家庭跟快樂;還算幸運的有家人、同仁跟貴人的相挺,否則無法安然的走過這些過程。

發覺居家健康環境的問題

  我記得小學三年級以前,我並沒有被稱呼為流鼻涕的綽號,但是在小學四年級之後,因為姓劉又常流著鼻涕,從此就被叫流鼻涕,那時我從冬山的木屋搬到羅東公正國小旁的房子,從那個時候開始了,我嚴重的過敏鼻炎長達二十五年之久,我父親為了我的鼻子,從中醫看到西醫,不論何種藥草,甚至到台北到台中,去用腐肉的方式想要去掉鼻瘜,也沒有甚麼幫助。

  我忍著鼻炎服完憲兵役,在服役期間,甚至到空軍總醫院做了長時期的治療,也沒甚麼幫助,更可悲的是,我的二個小孩也從小就有過敏性鼻炎,而且老大甚至常感冒到耳膜積水重聽,最後做了穿刺抽水的小手術才恢復聽力。然而一直到我搬了新房子,我跟小孩都不治而癒,自然的好了。

  後來,隨著我在住宅結構的研究,我整理出了原因;小四的時候,我開始住在鋼筋混凝土加強磚造的房子,雖然換了幾個住所,卻都是一樣是鋼筋混凝土造或加強磚造,都有明顯的壁癌,經常是結露潮濕的牆壁,窗簾、壁紙、衣櫥經常發霉,後來我查了一下台灣兒童的呼吸道疾病竟然達1/2,這是多麼嚴重的問題,後來我還發覺宜蘭老人關節問題特別嚴重,然後我開始注意廁所下方的白色鐘乳石,牆角的壁癌,油漆的乾縮粉末,開關旁邊油漆的剝落,屋頂的滲水還有增建的情形;原來我們從小就住在充滿粉末、塵?、甲醛、悶濕,有毒不健康的環境,難怪我生病了二十幾年。

  我研究新的建築構造多年,當我把造成居家健康問題的原因找出來,並透過方法來改善後,起初我內人跟父親都半信半疑,後來他們都信服於我的說法,因為我說我們發展出來的房子不會結露,不會有壁癌,通風好牆壁乾爽,地板不用架高沒關係,牆壁貼壁紙不會發霉等等,它們因為不了解箇中原由,後來自己住了並觀察一段時間,證明了我所說的情形。

  現在因為綠建築及媒體的報導,大家對裝潢因甲醛會致癌的情形已經比較有所了解,然而對於為甚麼牆壁突然會結露,鋼筋混凝土隔熱為什麼不好,經常會悶濕的情形就不太了解。

  我用簡單的方法來說明所謂的結露,當我們拿一個玻璃杯倒冰水會杯外結露,倒熱水會杯內結露,為什麼?是因為杯子的水跑出來嗎?當然不是,那是因為不論熱水冰水都有能量,這些能量會改變杯子的溫度,而空氣中有濕氣,也就是有水氣,當水氣受到能量的作用,而產生凝結成水就形成了結露。

  鋼筋混凝土的牆壁雖然厚實質密,但是混凝土的孔隙大會產生類似毛巾吸水的虹吸行為,所以在台灣潮濕氣候中經常含有相當的水氣,而水的熱傳導值高,所以隔熱差,而混凝土內的鋼筋也經常是在潮濕的壁體,遇水會產生氧化而生鏽,所以鋼筋混凝土的使用年限在台灣也會有很大的折扣。

  而結露所產生的水會與混凝土中的鈣產生長期持續的鈣化物,因為只要有水就會產生,難於去除,所以才會稱呼為壁癌,而這個情形,一方面牆面地板會悶濕,而形成塵蠻塵蠻的滋生,貼壁紙會發霉,所以只好用含甲醛的油漆,居家不良的健康環境就是這般的形成。

  原先,我主要是希望將壁體減重,而使用輕質混凝土及EPS板噴漿,還有鑽泥板牆壁及樓板,因為這些方式除了減重外,更有很好的斷熱,除了會使房子冬暖夏涼外,更不會造成潮濕、結露還有塵?滋生、壁癌的情形,而且節能,所以大家可以多觀察,如果家裡有小孩或老人,應該多注意居家的健康環境。

我在國之東境打造綠能家園(一)

「仲構造系統」--陰陽調和、剛柔並濟

  剛性的鋼筋混凝土結構概念,是以硬碰硬的觀念來對抗地震力、風力,這樣的方式不僅造成建築?體不環保、不經濟外,更是不安全的方式,然而要能建立新的觀念是有相當大的挑戰;再者要發展建築構造工法,要將建築物蓋得很堅固其實非常的簡單,但是要蓋的又好、又經濟、又環保、又健康,這才是最困難的地方。

  往常鋼筋混凝土構造,大家不加思索就是鋼筋越多越好,柱子越大越好,基礎越大越好;其實鋼筋混凝土熱傳透值高達1.2-1.4K,比重達2.4,也許在瓷磚的修飾下看不到裂縫,其實熱脹冷縮的打底底漿滿佈裂縫,而滲水總在房屋完成後三五年會陸續產生,並且超過保固期限時,大家也認為屋主自己找專業防水來處理是很平常的事情。

  台語有所謂「樓阿厝」,如果不會漏就不是「漏阿厝」,因為鋼筋混凝土的構造,優點是防颱及隔音好,給一般人牢靠的感覺,所以忽略了他安全健康環保上的缺點。

  在我們嘗試發展綠住宅、綠構造的過程,很早我就建立以剛柔並濟、乾濕混合、標準化、客製化的適度調配,是未來住宅綠構造的發展方向的觀念;在傳統重構造跟輕構造中,整合出最適宜的「仲構造系統」,這是我一直思索重心。

  我思考太極的觀念,陰陽按不同強度的交融形成了動力,隨著不同的功能,以不同的比重來因應,我用這樣的觀點來整合這個住宅「仲構造系統」,「矛盾」、模矩與亂尺、韌性與剛性,「金、木、水、火、土」的運用是非常的有意思的。

  像現在建築構造建材輕量化是全球的趨勢,在輕質混凝土中有添加空氣、煤渣、玻璃、EPS、陶粒、塑木、碳化木...,要組成恰當的剛性及韌性的構造,美觀、防水、隔音、可吊掛、防紫外線、防颱、防火..的壁板體,要使用工廠預鑄的乾式板體,但是又要減少模矩所產生的損耗,這些技術上的問題,要如何克服這是非常有意思的,不過簡單的說,陰陽調和、剛柔並濟,如果能夠融會貫通就都可迎刃而解了。

構造工法研發的最終結果

  近來因為輕鋼架構材機具、輕質壁板體與及抗紫外線防水飾材,等三個部份的發展進化,所以提供了中緯度地區發展乾式工法的基礎條件。加上這些地區的地震、風災、水災的危害,經濟力的快速成長與及全球環保意識的抬頭,綠能住宅產業工業化房屋有了相當的市場潛力。

  我在乾式工法的構思,從十二年前的日本工業化房屋研究,就認知完美壁板體的構材會是個關鍵,因為壁板構材的特性,希望能有好而快速的組合,那模距還有加工本身的矛盾問題,必須要能有個兩全其美的解決方式。

  我們希望構材的重量只有常重混凝土的1/4,但是強度又不能低於1200psi;好加工但是又不希望是帷幕牆構件的組裝方式;還有不能隨便拿個榔頭就可以敲破;希望能在廠房生產品質非常穩定,但是又怕在窗戶或是銜接處處理出問題;所以尋找適切的構材來並且找對的方式來組合,在構架與壁板體及外裝的整合配套方式,是需要相當程度的思考跟模擬才能有所突破的。

  我在構架方面就從鍍鋅方鋼管、鋼網牆、3D牆到日系、歐系鍍鋅、鍍鋁鋅鋼架;乾式壁板體方面從中空水泥板,台製日製外壁板、木石礦化版、psb板、OSB板、EPS板,到太空板、陶粒板;外牆從磁磚、石頭漆、彈泥、奈米防水粉到荷葉效應漆....

  一般鋼架系統是韌性接頭,地震時的水平力及扭力是藉由一些拉桿或是斜撐來抵禦,但是拉桿或是斜撐會影響到壁板體的空間管路或是造型,不然就必須依賴能產生桁架特性的輕鋼架系統。

  我在看日本木構造工法中,2*4實木為主的梁柱框架本身並沒有抵抗水平力的能力,但是多柱多樑所切割成的小跨距空間,再經由構造板來組合成盒子的構造型為,因為木材本身有韌性,所以也構成了不錯的一種構造方式(雖然木構造很合乎人性,但是木頭的取得還有有機質怕白蟻,在防火抗候方面的不足所以不適合在台灣發展)。

  因為我堅持在基礎構造先行考量減振及隔震,以降低上部構架在地震時所形成的水平力及扭力,這樣我就可以將熱軋H型鋼骨與鍍鋅C型鋼,以類似木構造的組合來組成主要骨架系統,然後運用陶粒板及EPS板來取代木構造合板,將樑柱接頭及壁板與骨架組裝的方式都簡化,讓施工配件經濟而快速,在構架、壁板、外飾裝修均採中庸之道的方式來整合,這樣會是最為實用而經濟的組合,我想這就是我十二年來所找出的最終結果。

雅朋住宅創新構造系統

  鑑於既有鋼骨混凝土構造或鋼筋混凝土構造系統,均過於笨重、施作繁瑣且不具環保,冷軋鋼架系統則運用範圍受材料特性而侷限,此外一般中低層住宅構造受限於經費一般並未處理減隔震措施,而鋼筋混凝土施式構造工期長工種多,不能以工業化方式生產營建成本高品質管理不易,因而就鋼構構架如何以較佳的組合方式,使其可廣泛運用於中低層住宅建築構造,因而提出了創新整合的觀念。

  針對中低層住宅建築構造,如何能具有完善的空間、造型,且兼具經濟、安全、環保、舒適的構造系統,本創作藉由具體的減震抗風基座、輕量隔震裝置,熱軋型鋼及方鋼管、角鋼組成建築樑柱框架,再搭組負責抵抗水平橫力的冷軋鋼架壁版體及補強鋼板斜撐構件,構成整體構造具二元構造系統特性,再運用PS硅化版PSB版及隔震墊構成輕質壁板體,具有減重、防火、高斷熱、防潮、抗菌、隔音的空間品質,達成具高度競爭力及取代傳統中低層建築構造方式的目的。

  一般住宅建築的下部構造大都未處理減振、隔震措施,在主構造未減重下,基礎一般以硬碰硬的概念來設計,這樣的基礎耗材龐大,對上部構造也不好。
而在上部的一般建築構造中,如果是鋼筋混凝土或是鋼骨混凝土構造系統,除了過於笨重浪費資源外,結露、反潮、壁癌還有斷熱差有相當多的缺點。

  就目前主要的鋼構系統來說,區分為熱軋鋼構系統及冷軋鋼構系統,主要係以主構材的屬性來區分,在台灣熱軋鋼構系統一般係以300*250以上的斷面組成,因為相較於以冷軋鋼版的鋼構系統來說,其構造構材重量增加很多,故稱謂為重鋼構系統,而冷軋鋼版則稱謂為輕鋼構系統,因為此二種構造系統各有其特性,不論在結構特性、結構設計、分析及運用範圍都不盡相同。

  大致而言重鋼構系統構造較為穩重,可產生較大的跨距,在台灣運用在廠辦大樓已相當普遍,但是在空間裝修及造價上,運用在中低層住宅相較於鋼筋混凝土昂貴也較為呆板,所以較不理想。

  輕鋼構系統隨著冷軋鋼版的強度提高,自動化生產及經濟的造價,在全球中低層住宅構造所占的比例近年來逐漸提高。然而在台灣因為地震、颱風的結構設計分析規範尚未完備,在保險、貸款方面也未能完成配套,還有完全由冷軋鋼構來組裝,其設計及施工在軟體與及執行人力方面,目前都有實際作業上的困難。

  就目前住宅構造的牆板系統來說,區分為鋼筋混凝土或是磚造水泥砂漿打底的濕式工法,或是輕鋼架隔間以水泥板外版材及矽酸鈣板組成的乾式工法,其中濕式工法除了笨重外水泥漿打底品質不容易掌控,而輕鋼架隔間則在隔音及防風、防水方面較為不足。

  這個創作主要是以結合震抗風基座、輕量隔震裝置,熱軋型鋼及方鋼管、角鋼組成建築樑柱框架,再搭組負責抵抗水平橫力的冷軋鋼架壁版體及補強鋼板斜撐構件,構成整體構造具二元構造系統特性,再運用PS硅化版PSB版及隔震墊構成輕質壁板體,具有減重、防火、高斷熱、防潮、抗菌、隔音的空間品質,達成具高度競爭力及取代傳統中低層住宅建築構造方式的目的。

  在減震抗風基座部分,我們在建築物減重及基礎點數量增加時,基礎的荷重會大量減少,這樣我們可以重新思考基礎的設計方式,因為構造物輕,防風會變成抗震以外的另一個重點,我們可以經由詳實的結構分析,來設計出減振抗風的基座,這樣的基座規模跟費用,還有工期、品質,因為得以以預鑄的方式來進行,都會有重大的突破。

  在輕量隔震裝置部分,我們建築物減重及基礎點數量增加時,基礎點的荷重小,可以以1-24噸不等的輕量隔震裝置以絞接的方式將減振抗風基座及尚不二元籠形鋼架系統連結,這樣隔震裝置非常經濟而有效率。

  在鋼架系統方面,我們結合重鋼構與輕鋼構的優點而去除缺點的方式,來思考提出理論與實際可及的組構方式。住宅建築通常具有隔間,在結構處理上可以配置較為均佈的樑柱,尤其在基礎結構部分經減震、隔震處理後,住宅構造的活載重大都在200kg/m2以內,且除少數跨距較大外,一般居住空間跨距約在三到六公尺之間,這樣在鋼構樑柱系統的設計分析中,工整而適度的構架系統,一般六層樓以下的住宅樑柱斷面在100*100到300*300之間就足夠,而使用這樣的斷面,其鋼構重量介於重鋼構跟輕鋼構之間。

  二元構造系統係建築技術規則構造篇第五節耐震設計中,抵抗地震力之結構系統的一種型態,「二元系統:具有左列特性者:完整立體構架以承受垂直載重。以剪力牆、斜撐構架及韌性抗彎矩構架或混凝土部分韌性抗彎矩構架抵禦地震水平力,其中抗彎矩構架應設計能單獨抵禦百分之二十五以上的總橫力。抗彎矩構架與剪力牆或抗彎矩構架與斜撐構架應設計使其能抵禦依相對勁度所分配之地震力。」

  運用熱軋鋼強度高,同時具螺栓與焊接組合的特性,其與角鋼槽鋼方鋼等鋼材組成主體結構的樑柱系統,這在台灣及全球各地區均得以通用既有的結構系統軟體來進行設計及分析,也符合法規方面的要求,在住宅保險及貸款方面也得以鋼構系統來分類,而仲構架一方面節省相當比例的鋼材,經濟而環保,並且得以與壁板體做整合,使空間更具效益。

  雖然樑柱框架構成如上述得以成立,但是鋼構屬於韌性,由較小斷面熱軋鋼所組成的鋼架系統,如果沒有配置斜撐或拉桿構件則容易晃動,在構造整體剛性方面需要再處理,但是若在樑柱間配置斜撐或拉桿,又往往會影響到室內空間跟隔間,還有住宅構造除了樑柱外,版牆的組合亦須有整體的配套。

  這時我們將冷軋鋼架系統導入,傳統冷軋鋼架大都做為輕隔間骨架來運用,這種以冷軋鋼版藉由螺絲或鉚接以桁架系統組合的方式,可以以最節省的鋼料來組構版牆及建築空間,在機械設備的進化下,以冷軋鋼版所組成的版體已經具有一定的剛性特性。

  在此我們將前述的熱軋鋼架完成組裝及處理焊接防鏽後,後續經由非焊接的方式與冷軋鋼架所組成的剛性壁板體結合,一方面構成住宅空間的壁板體框架外,同時也作為分攤抵抗水平橫力的構材。經由上述運用較小斷面的熱軋鋼架樑柱,與冷軋鋼架板體的整合配套,將可達成理論與實際可及的組構方式。

  在壁板體部分,我們運用質輕而荷重大防蟲斷熱高的PSB版作為牆版體的構造內襯版,運用防火抗菌高斷熱吸水率平整變形量低的EPS硅化版來作為牆板體的外壁板,而在樓板部分則於PSB版及EPS硅化版之間處理隔震墊以降低樓板固體傳導音,這樣的組合可以改善濕式工法過重的淨載重也可以提高輕隔間系統在隔音及抗風的強度,尤其是乾式施工得以進入工業化的特性管理使得構造具有經濟施工快速品質穩定的有點並且具有防火、高斷熱、防潮、抗菌、隔音的空間品質。

  就此雅朋住宅構造系統之具體組合規格提出如下:
一、減振抗風基座部分
以直徑30-50㎝長度200-600㎝5000psi預鑄基樁或是高度60-150㎝底盤30*30㎝-90*90
㎝鋼骨混凝土預鑄基座方式。
二、輕量隔震裝置部分
以1-24噸級RB或LRB隔震器以絞接方式連結基座及上部構造。
三、二元籠體鋼構部分
主骨架系統
1.在低層建築可以200*150mm、150*100mm、100*100mm之H型鋼所構成的梁柱框架,
並按版牆情形搭組角鋼、槽鋼或方鋼管並配置小型斜撐鋼版構件。
2.在中層構造則以300*200mm、200*200mm、200*150mm之H型鋼所構成的梁柱框架,
並按版牆情形搭組角鋼、槽鋼或方鋼管並配置小型斜撐鋼版構件。
次骨架系統壁板體構架部分
以0.6-2.0鋁鋅鋼板以螺絲或鉚接組成具有剛性之壁板體構架。
四、輕質壁板體部分
以PSB版作為牆版體的構造內襯版,EPS硅化版來作為牆板體的外壁板,在樓板部分則
於PSB版及EPS硅化版之間處理隔震墊。

本創作特性

本創作具有下列特性:
一、在輕質減重下,以降低主體結構建材的使用,達到環保的目的,符合全球構造減重之綠
建築發展的趨勢。
二、在使用既有構材的規格加以整合,使其在空間造型、工程施工大幅提高運用的效能。
三、既有鋼構程式即可設計分析、既有鋼構工程人員即可參予施作、現有機械設備經調整即
可生產。
四、牆版體與鋼架的組合效能,可進一步經由實測再提升運用的效能,若就其設定分析製成
規範,並可辦理建築新技術、新工法、新設備及新材料認證。
五、牆版體與鋼架的組合,具備預組備料的特性,就施工精確度、工程管理及工期都具備相
當良好的條件。

重要圖示說明:
1. 減震抗風基座及隔震裝置。
2. 熱軋型鋼及方鋼管、角鋼組成建築樑柱框架,再搭組負責抵抗水平橫力的冷軋鋼架壁版體
及補強鋼板斜撐構件,構架整合圖示。
3.樑柱牆板組合大樣示意。

我在國之東境打造綠能家園(二)

「雅朋空調系統概念」--運用地溫來調節室內溫度

  經過半年的探討,我們運用隔震器所墊高一樓板的空間,來防潮及產生室外氣溫與地溫的混合空間,然後經由木炭及空氣清淨機過濾後,將舒適溫度的空氣導入室內來調節室溫,跟降低室內空氣的二氧化碳及機器燈具所產生的不良物質。

  我們經由小蝸牛實驗屋來做初步的實測紀錄,印證了運用地溫是可行的方式;在室外氣溫35℃日照下,一般屋瓦表面溫度可達50℃,以EPS硅化板未施作隔熱塗裝時則表面為48℃,施作後可降為42℃。經EPS硅化板與PSB版二層外版後,外壁中空為33℃,室內則為31℃,太陽陰影位置為30℃,地表溫度為29℃,小蝸牛下方地表溫度為27℃。

  我們在室內溫度32℃,再加上生活家電、人體等產生的溫度,會使得室內溫度提高到32-33℃,如果是單靠冷氣空調要來降溫到27℃,那麼降溫要達5℃以上,而為了省電又完全密閉來使用,則會有廢氣跟空氣乾燥的問題,而這並不是變頻冷氣就能解決的問題。

  如同夏天時狗兒會耙土,然後睡在裡面來降溫一樣;或是在歐洲寒冷地區這幾年來也廣泛的在運用地溫;所以我們想進一步的來運用房屋下方地表的溫度,如果判斷的沒有錯誤,不論是夏天或是冬天,房屋下方的地溫應該都能加以運用。

  夏天白天運用陰影位置導入29℃,晚上導入28℃的外氣,然後跟房屋下方的27-26℃空氣混合成28℃左右氣溫的空氣,然後經過過濾進入到室內,再加上風扇降溫0.5℃,就可接近於舒適的室溫狀態。冬天時室外氣溫約在5-15℃,則由日曬側導入高於氣溫的地表溫空氣,跟高於外面地表溫的房屋下方空氣混合,混合後的空氣應該可提供15-20℃的溫和空氣。這個方式將與室內對流系統整合成「雅朋空調概念」。

「雅朋水電塔」

  「雅朋水電塔」是將住宅生活所需的水電設備整合的一個設施,是我們在這一次綠能博覽會中要發表的概念,至從九二一地震後,接連的九一一、SARS、台北水災、南亞大海嘯、八八莫拉克水患、中國大陸的雪災地震等等天災人禍,均讓人深刻的體會到環境變化的無常;而在地球環境的驟變中,物資仰賴愈趨嚴重的人們,生命的維持卻愈顯脆弱。

  現在台灣的電力供應每度約三元,大家又強迫台電不要漲,但是又覺得電價便宜,只要方便就好,省電嘛!再說吧!省電好像是窮人家不得已而要面對的問題,水呢?反正家家挨戶都有好幾個水槽,沒水的時候大家搶著囤積,只要我家不要沒水,真正限水的時候再說,要不就罵罵政府平衡一下心理。

  像幾年前台北的水災,幾乎所有的地表都是硬舖面,水滲透不到地底,所以流的快淹的快;南部的水災3000毫米的雨量,任哪一個政府都無力面對這陣天水,不過這些土石流又有多少是因為亂墾所造成?

  這次因為低碳博覽會的參展,雖然最近我們的業務增加不少,不過為了第六代工法的完成,還有工業化節能屋的實現,所以也就盡力來進行這些事項的整合,其中我原以否決的一般住宅民生運用太陽能及風力發電還有電池等設施,在我更進一步的探討後,我以另外的角度來思考其運用的方向。如果就這些設備的費用還有製程中的污染及其目前所產生的效益,我可以很肯定的說,在目前這些東西只是假借環保的流行產物,到實用實在還有很長的路。

  但是在人們依賴設備的比例愈來愈高的情形下,在無大眾公用水電的供給下,能夠維繫一週基本的生活,包括用水、用電、通訊將會是另一種思考,因為已經不在只是有一桶瓦斯加上幾根蠟燭或手電筒、收音機大家就可以撐過這一段時間的時代,所以我有了另一個向度的思考。

  在沒有台電、自來水的地方或是停水停電時,那麼為了飲水、看電視、洗澡,災難期間的通訊,災後的漫長重建,那有什麼樣的設施,可以經濟又平時做好事前準備的呢?

  如果從這個角度切入,那麼運用太陽能、風力的電池與及儲存十度左右電力的儲能電池及電力管理UPB系統,就有其存在的考量;另外台灣透天住宅屋頂的不鏽鋼水塔,一來重量重防震力差,二來景觀差,如果將水塔改成為較小的給水槽還有置於地面上的儲水受水槽,這樣可以做雨水回收還有備用水,也可以比較不受地震影響。

  那麼用美化的外裝將風力發電的風扇、太陽能光電模組、UPB儲能電池與及水箱、空調室外機、汙水處理槽等,整合再一起的這個想法,來構成「雅朋水電塔」的概念。這個概念我會朝向經濟而一般人們有能力來經政府補助及推動下設置,如果能夠在每個透天住宅都加以設置,那麼台灣在運用潔能設備方面的成果將會大幅的提升。

2KW概念的導入

  在這一次低碳展覽會整合綠能房屋的過程中,與相關綠能設備的廠商交流,才逐漸對於綠能房屋的發展方向有較具體的看法。在2003年我們就完成了運用太陽能光電,來做為社區夜景燈源及居家,緊急用電的系統,還有太陽能熱水器、熱泵等系統,但是對於太陽能風力等綠能發電的效能,我的評價是不佳的,雖然綠能產業在現在來說相當熱門的,不過華而不實的情形是相當嚴重的。

  那這一次展覽中,因為全球氣候的驟變,颱風、地震、大雪,從生命安全、緊急用電的考量下,居家用電有約2KW天然發電、儲電、管理、迴路等四個整合配套,是我認為未來住宅,在沒有相當成熟的經濟綠能方式之前,會需要走的一段過程。

  最近我們在宜蘭要開工的自力造屋社區案中,雖然這些住戶的經濟條件在宜蘭算是中上(都已經是宜蘭縣政中心的獨棟住宅了),而且其中還有二戶在從是太陽能產業有關的工作,他們仍無足夠的經濟力來裝配綠能設備。

  不過我將2KW的觀念導入,至少迴路的設計不需要增加費用,儲電及管理也可以視條件準備,至於發電機或是綠能設備,則視以後經濟的許可再來添加,我想在新的住宅工程中,盡早導入這樣的觀念卻實是必要的。

我在國之東境打造綠能家園(三)

共生-在宜蘭縣政中心的自力造屋案

  聯合報全國版有在探討一個「共生」的課題,在跳脫狹隘的血緣關係時,複雜而多元的社會結構,重組了許多不同的關係,有合居的,有分工而資源共享的,有社區營造的不同性質。

  其中有一篇由記者廖雅欣、吳淑君所撰寫的『四家「甜蜜」建屋預約芳鄰』,是在報導本人於2004年在宜蘭縣政中心所開發的一個十二戶的小社區,看到這個報導,內心有許多感觸,雖然從企劃構想開始到結束有段艱辛的路程,包括土地的取得,房屋的興建都有些波折。

  就一般建商很怕訂戶用網路聯合爭取權益,而我們反而先將原本不認識的人先促成他們熟識,這樣做其實是很有挑戰性的,還很慶幸這個案子圓滿的完成了,也有個不錯的結果,這一組社區有著一個鄰里關係良好,富有人情味,環境也會是維持得很好的社區。

談談四合院簇群住宅

  早期蘭陽平原的鄉村風貌,竹圍是一個特色,因為東北季風、颱風的關係,興建於農作中間的合院住宅四周空曠,所以需要種植竹林來圍閉,除了防風外,更可以做成竹編物品或是拿來當柴火;而竹圍裡的合院,通常是同一個家庭,除了有個曬穀場的埕外,通常房屋中間是公媽廳,二側是房間、廚房、廂房,一般都是依著需要逐步的增建,房子的周遭則種植一些果菜還有養一些家畜。

  因為竹圍的自給自足,加上綠綠的竹林,對環境和景觀並沒有太大的負面影響,而房屋戶外空間的尺度也很親切自然,微氣候的調節居住也算簡約而合宜。因為都市範圍土地並未全然有效的開發,而地價又不便宜,相對的一般農業區的建地或是非都市的甲建、乙建,大部分的建設公司都如同都市透天的開發方式,也是一樣的蓋的密密的,然後拼個低總價來賣,結果一條私設通路配在竹圍建地的中間,然後正面朝裡面,後面朝外面,然後再弄個違章,可想而知會是呈現甚麼樣的風貌,然後從原來一戶變成七、八戶,水電通路都要加大,對農田又帶來了汙染,對環境而言算是有相當負面的衝擊。

  我想傳統竹圍合院的配置,豐富交錯的空間層次還有生活尺度,現在平均一戶的人口數已經逐年下降,類似三代同堂或幾戶集居形成簇群的情形,有些人開始興起這樣的念頭。我覺得將房屋的量體減少,在注意私人空間的私密性下,多些開窗,室內的活動應該很容意的連結到外面,做在沙發望出去就是花花草草,輕輕鬆鬆的推開落地窗就可以光著腳踩著庭院裡的草皮,而戶外的空地植栽、小水池,讓房屋周邊的溫度風量可以調節,這樣居住起來可以貼著地面生活,平時可以拈花惹草動動筋骨,可以跟鄰居閒話家常、相互照應,可以聞到花香,聽到蟲鳴鳥叫,感受得到每日不同的朝起日落還有一年的四季變化。您嚮往這樣的居住環境嗎?

第一組簇群四合院的誕生

  2002年時我原先住在市區,恰巧我社區大學的一位學員,他是一位神父,因為天主教教會裡一些房舍老舊,需要修復但是沒有經費,所以想要賣掉員山荒廢的教堂土地。

  一方面我想要開發綠建築,二方面想要模擬四戶簇群合院的空間構成,雖然土地230坪做為四戶平均每戶57.5坪,雖然不大而且偏遠些,但是還算經濟,所以邀請了公司的另一位建築師跟二位校長,在很短的時間就買下了土地,開始進行了的一組獨棟四合院簇群的開發。

  我們很有效率的在七八個月中,平實而簡約的在每戶五百萬左右的預算完成了這個小社區,除了有圍籬、大門、中庭、車庫、洗衣曬衣的戶外空間,建築物是減震隔震的鋼骨綠構造,室內有各自所希望的格局,溫馨實用,算是有特色的大浴池,還有四戶成員一起種的植栽,每戶的牆壁還貼著自己動手作的陶土作品,也裝設了全台灣社區第一組的太陽能光電系統。

  動土的時候四個家庭大大小小一起拜拜開工,住進來的時候在中庭辦個雞尾酒,過年串個門子打個麻將,剛開始中庭還擺個籃球框可以隨時打個籃球,中庭的花架上結滿了葡萄;後面鄰居的阿婆的空地種不了那麼多,就讓我們種一些苦瓜、玉米、茄子、空心菜等等,這是我自從小時候離開竹圍的老家後,再也沒有過的生活方式。

簡約風尚與平實的心思

  在目前我所完成的三組簇群四合院中,每戶的坪數約在六十坪至六十五坪之間,有三樓是小閣樓,也有是十坪左右的三樓,我都分別使用居住了一年到三年不等的時間,跟內人還有小孩的互動中,包括客廳、和室、廚房、主臥、更衣室、起居室、陽台、洗衣、工作室,戶外庭園、菜圃、車庫,設備方面的空調、熱水、水電、視訊、門窗、衛浴等等的使用,都有進一步去掌握的更確實的想法。

  如何彈性的運用空間,保留一些小角落持續讓家庭成員各自去經營個性化生活的佈局,營造交會的空間能讓家庭有比較正面的互動方式,這些並不需要很複雜或流行的建築造型或太個性化的空間,也不見得需要很自動化的設備。前一段時期所謂的低調奢華,最近則從環境及生活的反省回復到簡約的風尚,其實要回到真正的簡約,平實的心思反而是最不容易的。

實現台灣新優質平民住宅

  在宜蘭縣政中心區內,推動專業協力造屋,以簇群四合院的方式,每戶五十坪的地,蓋五十坪的獨棟透天住宅,土地一坪八萬,土地四百萬,房子含裝潢、設備、景觀,設計、施工管理還有其他費用四百萬,總計八百萬元,有二十五坪的空地,安全防震的鋼骨結構,健康舒適精緻實用的內裝,沒有浪費的空間、建材,這是我現在想要實現的標準化住宅。

台灣專業協力造屋時代的來臨

  綠建築及自力造屋的觀念在台灣已經逐漸普及,而我則更進一步發展更經濟、性能更好的工業化綠能房屋,也發展重劃住宅區簇群式合院的專業協力造屋,我以宜蘭縣政中心地區住一七十坪土地興建六十坪房屋費用為例,說明建設公司、自地自建、專業協力造屋三種不同方式所需要的費用。

  建設公司在開發時程上費時二到三年,資金成本高,且須加入滯銷的風險,還有營業稅及管銷費用,所以銷售價降不下來,而且通常品質都非常低;而自地自建則因為只興建一戶成本較高,且本身沒有專業概念,所以興建過程中的風險較高;專業協力造屋則從土地購置及規劃、設計、施工,因為是幾戶一起進行,加上專業處理,且接近營建成本,無銷售費用,相對風險也較低。

我在國之東境打造綠能家園(四)

無殼蝸牛與雅朋幸福公社

  到訪過雅朋避震屋的朋友,自今以有不少人直接的回應是,這個政府為甚麼不補助想購買或蓋這種節能減碳房子的人。近來昨天我從新聞看到台灣無殼蝸牛聯盟,再度針對台灣高房價走上街頭,這讓我直接想回應的是,這個政府跟大企業,應該推動我所提出的幸福公社才對,其實台灣重劃區土地這麼多,重劃後政府可以掌握不少的抵費地,如果好好運用就可以提供給無殼蝸牛族,也可以調節房價。

  最近我從一個單元,一個簇群,從透天到公寓,在構思綠能家園的藍圖,雖然目前手邊的工作就已經須要相當專注才行,但不免空暇還是會動動筆記錄一些想法,雅朋幸福公社或綠能家園,甚至是低價的房屋,住者有其屋的理想還真是很有挑戰性的。

「愛凡達綠能家園」的緣起

  「阿凡達」是近來發人省思的一部影片,我想以人們審思環境的再造為中心思想,將綠建築、綠能、節能環境,及自力造屋等想法,以網路社群的方式來結合更多的想法跟資源,而為了凸顯以愛為出發,所以將社群的名稱稱謂為「愛凡達綠能家園」,而為了更具體的推廣建設,隨後我也開設了愛凡達建設公司來開發綠能家園。

生活的感知真的需要找回來才行!

  現在的人與人,人與自然的相處,真是出了大問題,我覺得人們應該在生活方向上做一些調整,重新去接近大自然才行,而不是透過3D影像去認識動植物跟這個地球。從前自給自足的農村家園,竹圍可以擋風,可以為家具,可以為柴火,落葉可以堆肥,剩餘飯菜可以養雞、養鴨,所種的果樹菜圃花草都與日常生活息息相關,自然而低汙染。

  現在人們大量的使用人工高污染的構材,室內外的環境是以美觀好整理為考量,一些生活面接觸自然的本能漸漸的喪失了,日常生活中每天的日升日落、每月的陰晴圓缺,每年的四季輪迴,人們的觸覺已經被電視、被網路、被公寓區隔,蛻變成是脫離自然的一個物種了!
現在人們在受到自然力量的嚴重反撲時,這才驚醒好像出了甚麼問題!

  我們現在在家裡連要養狗,就連最起碼的安全活動空間都沒辦法,更何況我們的小孩子,我們現在如果說要在都市裡的住家周圍養個雞鴨狗,我想會被視為異類,而如果你的年紀是在五年級生以上的,你可以回想一下以前的景象,那就是你在泥土堆、在樹上、在小溪的日子全沒了,也就是小孩不再有跟自然學習成長的歷程了,想想看看!嚴重嗎?

  我現在真的在想,人類的高度分工及都市化的文化,真的代表人類在進化嗎?而我也在想,我連家裡二隻馬爾吉斯的大小便都沒處理好,魚池裡的魚就死了幾批,我要怎麼談養魚養雞養鴨的事情!歐!說真的,生活的感知真的需要找回來才行!

思考台灣綠能產業發展中「住的實質內容」

  面對「工業化綠能房屋開發」的這個目標,開始對未來「綠能家園」在「住的實質內容」上有了發展的重心,接下來我會進一步的多思考,並且藉由實際企業合作進行的小型社區住宅開發,來理出「住的環境的構成」、「工業化住宅產品的整合技術」、「住宅產業的實質解構」等新的領域。

  當然這些內容不可能一下子會全面性的有成果,不過看來還真有一番挑戰性,看來這些問題比起在學校研究要有趣的多,而我也真的需要再多充實充實,也看能否多跟有興趣的朋友多交流,結合更多企業的資源,讓這些內容更有焦點。

台灣二十一世紀工業化綠能房屋「蝸牛住宅」

  居住環境的品質可以反映出人民的生活水平,對大自然環境的態度,則可以呈現人類文明的價值層次;有別於官學所投注的方向,我們以台灣中小企業營造業者的有限條件,來審視台灣一般住民所需的平民住宅,整合提出可行的台灣二十一世紀工業化綠能房屋;就像電影產業中的獨立製片或是現今流行的山寨版現象,我們不在乎權利的抗爭問題,而是儘管於我們在我們的專業跟所面臨的民生問題中,盡力而為的做我們認為值得而有意義的事業。

  台灣二十一世紀工業化綠能房屋「蝸牛住宅」的開發,經由我的發起,結合了台灣本土從事綠建築相關建材設備業者,就台灣氣候、經濟、工料條件,發展能確實讓一般民眾普及居住的工業化綠能房屋。

  「工業化」代表著大量生產的供需也等同平價的意思,「綠能」則反映出節約與潔淨能源的環保價值,我在十二年的研發投入,發展出適合台灣的安全、經濟、環保、舒適、健康的「雅朋住宅構造」,此構造係由「減震抗風基座」、「隔震裝置」、「二元籠體骨架」及「輕質壁板體」所組成的乾式工法,施工快速、壽命較RC長外,並可減少水泥、鋼材的用量,較RC構造減碳50%以上,斷熱效果非常良好,不會結露、反潮,防火、抗菌,不論客製化及標準化均可運用。

  「蝸牛住宅」為台灣「無殼蝸牛」而延伸之商品名稱,雅朋希望能推動「住者有其屋」,因而將「雅朋住宅構造」以標準化套裝商品的概念,來開發3/4.5/6坪的「小蝸牛」、35/45坪的「中蝸牛」、55/65/75坪的「大蝸牛」。

  「小蝸牛」為工廠生產線完成組裝,經由托運可重複吊裝的小坪數房屋,可運用於農設農業附屬設施、農舍增建小套房、流動性臨時住宅、災區住宅、休旅房屋租賃與及都市重劃區青年住宅開發。

  「中蝸牛」、「大蝸牛」則為工廠70%預組組件於工址現場組裝不再移動,可被套用農舍、個人自力造屋、重劃區的土地開發方面,款式多樣、價格經濟、品質良好、交屋迅速,是傳統住宅營建的創新事業。

  「蝸牛住宅」的開發除了「雅朋住宅構造」外更結合了,整體衛浴、系統櫥櫃、ps管路系統、智慧住宅、汙水處理、LED燈、太陽能風力電池、UPB儲能電池、空調、環保斷熱塗裝等綠能設備或環保建材業者,相互合作、共同開發,致力開創立足台灣、服務全球的21世紀工業化綠能房屋。

都市綠能家園

  綠能家園在食衣住行育樂各方面,正全面性的在進化當中,諸如有機飲食、綠建築、替代能源、電動車....,我在思考除了在國際新聞媒體看到,回歸自給自足的農村,或是高科技未來住宅的訊息外,我們能不能從自身的住所、現在就開始去累積適合我們的綠能家園知識跟作為,而且結合這些經驗來持續的在我們現在的環境中進行。

  現在最夯的開心農場,反映出來大家忙裡偷閒的慾望,但也反映出來網路世界後,大家活在虛擬世界的空虛,所以我就想雖然我懂的有限,不過如同綠能房屋的開發,當有了主題這個重心,就會建構出一個目標範圍,而新的問題就是成長的機會。

  例如我們在綠能家園中如何產生社區農場及居家菜圃?怎麼能在都市土地開發的時候,產生社區共有的農場,還有在有限的空地、陽台來處理成既能綠美化又能種植有機蔬果的方式,單就這個議題我想就有很多的內容可以經營,而這部分相信可以連結一些朋友的部落格...。

  綠能家園中在食衣住行育樂各方面,以都市家園為範圍來討論實質的作為,我想是值得經營的內容,要怎麼來形成,建構哪些具體內容,相信這足以讓我花不少時間來想想...。

我在國之東境打造綠能家園(五)

  宜蘭是台灣東北部的一個小地方,討論居住環境品質,是2101年亞洲適宜居住地區的第二名,這裡平地除了沒有下雪外,颱風、地震、炎熱、潮濕、白蟻、酸雨、紫外線問題都堪稱為世界最,但是如果建築構造能克服這些問題,那麼就能在許多地區運用。

  宜蘭是一個大山大海圍抱的地區,所以文化受外界干擾的情形較少,人文薈萃便於發展社群,所以是發展人情味濃郁,相互關照的合院住宅模式的最佳所在,我有幸在這個天災人禍頻傳的當下,在宜蘭經過二十年建築師的職業中,在綠構造與自力造屋的發展,有了具體的成果,然而心中的綠能家園才開始要起步.......... 。