[楊恩達綠建築專欄] 耶魯大學雕塑教學大樓及藝廊空間複合設施 Part 2

作者:楊恩達

生物氣候設計

紐哈芬市位 於溫帶大陸性濕潤氣候與副熱帶濕潤氣候之間的過渡地帶,但其氣候特色更接近前者,夏季潮濕而溫暖,平均溫度約攝氏20度~28度,有時會超過攝氏32度, 冬天寒冷會下雪,平均溫度約攝氏零下五度~攝氏五度,由於鄰近長島海灣(Long Island Sound),在水濱區域與內陸幾公里的溫度差異可能相當大。

根據日照分析結果,設計團隊將教學大樓設定為東西走向,最小化東側在晨間受 到的曝曬量,西曬幾乎消失,還設計了立面和遮陽設備以優化自然採光,最大限度地減少夏季時進入建築的太陽熱能,在冬季仍可受益於日光溫暖;團隊還進行研 究,瞭解改變工作室空間的幾何形狀和玻璃配置會如何影響到自然光亮與其分佈,使學生最常使用的工作室空間擁有舒適的光照環境。

陽光與空氣

立 面的帷幕牆設有大片窗戶,所使用之玻璃使工作室內部作業桌面最低的晝光率也可達到2%,也就是說,如果戶外光線是2500燭光,工作桌上的光線可達到50 燭光,如此一來,室內空間不僅擁有充分自然光,對外也有相當棒的視野,並藉由可操作開闔的窗戶引進自然通風,加上每個空間都安裝了室內遮簾,讓使用者根據 其所需求的環境舒適度一一加以控制。

為了平衡自然光與人工照明的使用量,建築外殼安裝的日光偵測器與調光照明設備連動,一旦自然光低於 30燭光時,人工照明就會自動啟動以提供完整照明;設於一樓供學生製作作品用的工廠空間,由於工廠裡頭都是加工用的機械設備,為了安全起見,則設置天窗和 非調光式照明,充分的光線以排除任何可能因為不完全照明而引起的危險。

不同於傳統的通風設備,以置換通風系統創造分層通風,維護室內空氣 品質,工廠內配備的排氣系統,因應機器運行數量多寡而調整其功率,排出空氣所含刺激性物質之外,還可防止恆定排氣會造成的能源浪費,並以空氣監測系統確保 有害物質不會在建築內四處循環,尤其是大多數學生長時間所在的工作室樓層,該套系統還用於空氣品質的日常監測與診斷。

水資源循環

節 約用水必 須以全面性的水資源管理方式才能達成,由於每人每天在廁所所耗用的水量累積起來相當驚人,無水小便斗、省水馬桶和低流量水龍頭都是必要的節水設備,教學大 樓屋頂收集之雨水,用於廁所沖水和周圍景觀灌溉,雨水先是儲存在5000加侖(約18930公升)容量的戶外水槽內,其容量足以撐過乾旱期間的需求,水接 著從戶外水槽泵入400加侖(約1514公升)容量的室內水槽,先經過消毒再用做廁所沖水,該套系統讓廁所用水完全無需用到自來水。

雨水採臭氧處理系統消毒,該系統可避免以氯氣消毒會產生的污染與危險,一般而言,如果以氯氣消毒,每年必須使用1至4公斤,另外,跟銅銀電離化消毒系統或紫外線系統相比,臭氧系統的維護費用較低而且具有較高的處理效率。

能源使用

夏 季期間,建築物利用其立面上的格柵與突出部分提供局部的遮陽效果,減少在強烈太陽下的曝曬以減少冷卻負荷,使用高性能 Low-E 玻璃和隔溫牆降低冷暖氣需求進而減少其碳足跡,可打開關閉的窗戶在春秋兩季讓建築得到自然通風,在使用人數過多時減少風扇運轉負荷,讓人們呼吸到外部自然 界的氣息。

豐富自然光減少人工照明的能源消耗,跟不見天日的黑暗空間相比,受到日光照射可提昇室內環境的質感,提高工作效率,所有空間內 都安裝了高效率照明燈具與人體感測器連動,而教室、工作室和四樓大廳都的燈具都會在照度低於30燭光時自動啟動,講究節約能源的同時,仍須考量到學生們上 課的光線需求。
置 換通風系統將空氣以低速吹送,在每個空間內創造由低至高的分層通風,即便其出風溫度比起一般的冷氣溫度設定值要高個一兩度,但由於空氣不斷地流動讓人不會 有窒悶的感覺,而此系統也可達到節能減碳的目標,此外,安裝之高效率馬達和凝汽式鍋爐其功率皆超過美國冷凍空調學會(ASHRAE)最低要求。

研究顯示,混凝土地板與牆壁有助於減少因為冷暖氣的能源消耗,因此建築物內部的混凝土樓地板不加上表面裝飾材料,尤其是在冬季時儲存熱量,可以有保溫的功效。

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