極端氣候下仿生綠建築
-會呼吸的房子
學習歷程檔案
(陳語彤、蔡沂晅、莊童媗)
-會呼吸的房子
學習歷程檔案
(陳語彤、蔡沂晅、莊童媗)
這次專題的研究,我們針對極端氣候造成兒童在的熱島效應下,將承受著莫大的熱災害的問題,提出了創新的仿生綠建築模型,以「白蟻丘的仿生概念」結合「地源熱泵」的創新想法,進行「仿生綠建築模型」的研究與製作,最終目的以解決冷氣空調造成碳足跡氣候問題。
本專題研究的模型提出創新的「仿生綠建築模型-會呼吸的房子」,我們整理的結論如下:
(1)「會呼吸的房子」校園的空調設備運作沒有任何污染,也沒有廢棄物, 使用學校地底下所蘊藏豐沛地下水的天然資源作為永續能源。
(2)「會呼吸的房子」校園的空調設備運作可以在沒有使用冷氣空調設備的條件下,讓校園夏天可以製作冷氣,冬天的時候可以產生暖氣,使兒童可以避免成為氣候難民。
(3) 「會呼吸的房子」校園的空調設備可節省的電力介於33~54%,COP可達5.8以上,大量減少碳足跡。
(4) 「會呼吸的房子」校園是一個仿生綠建築,可以達到綠建築指標,包括: 日常節能、二氧化碳減量、綠化量..等指標,讓兒童可以在這樣的環境下,獲得安全乾淨的學習環境。
(5) 結合仿生科技白蟻丘的構想,讓兒童可以在「會呼吸的房子」校園裡的學習,獲得綠色和低碳的校園環境。
教練的話:
三位小女生一起在蘋果派思完成了一件難度頗高的挑戰,那就是堅持到底,真是巾幗不讓鬚眉。一開始教練並沒有答應她們三個參加這次的比賽,因為教練希望她們是"自己真心渴望"去爭取這個機會,一旦決定要參賽就要"學習為自已負責任"。她們要面對的挑戰除了要完成學校功課、蘋果派思的課程、最後僅能用剩下的時間才去做這件高難度的任務。
這次語彤擔任小組長,除了要完成會議紀錄的統整之外,還要清楚每一項任務需要的資源與配置,這是"專題競賽"中最需要組織能力的地方;令人嘖嘖稱奇的是:語彤在校成績優異還能完成如此艱巨任務。
童媗是四年級新生,也是這次競賽中扮演"化妝師"的角色,話雖不多,但總是戰戰競競地展現她的"繪畫長才"。無論"白蟻丘"的實境圖,或是"會呼吸房子"的仿生建築設計圖,在童媗細心繪製之下,幫助團隊得以異軍突起,充分讓評審看到了團隊努力的成果。
沂晅,在團隊中總是扮演著救火隊的角色,在每一項報告中,都能掌握每一份資料的重點,透過文字與口說讓評審得以看見了團隊想要傳達的"仿生綠建築精神"。
這次的專題研究競賽得以晉級,也代表著孩子們將繼續帶著蘋果派思的精神,再向前邁進一大步,期待她們能繼續努力、有所成長。如同勵志演說家 布朗所說的,「完美並不存在;但你總可以做得更好,並在過程中有所成長」
"perfection does not exist,you can alwans do better and you can always grown.(Les Brown)
這一天終於到來,三位小女孩正準備著決賽的上台報告。
蘋果教練指導孩子們如何上台報告的技巧...
語彤負責: 介紹研究背景與目的
童媗負責:介紹會呼吸的房子
晉級的出場序號:第六位
去年的順序是第一位,這次我們排到第六位可以不用那麼緊張囉!
太開心了,這場競賽中孩子們的努力,在最後的淚水與壓力交織下的甜美果實,孩子們很棒。三位蘋果派思的小女生,努力了半年的專題研究,終於來到這一天,在眾多高手激烈競爭中,頂住了壓力,闖進入決賽,這是不容易的表現。她們發揮蘋果派思的精神:堅持到底,永不放棄。
沂晅負責:介紹仿生科技的白蟻丘
語彤:因為發現最近明明已經進入冬天了,但氣溫卻跟夏天差不多熱,而且十一月的時候甚至來了四個颱風,讓我想去了解氣候變遷對我們的影響,並看看有沒有解決方法。
沂晅:因為颱風來了太多,甚至是在冬天的時候,讓我想去了解為甚麼會有這種異常的氣候。
童媗:因為明明已經是冬天,但氣候卻很不穩定,根本就不是冬天該有的氣候,甚至還熱到接近夏天出門可能導致中暑的天氣,讓我想了解為甚麼會有這種極端氣候。
請問關於這次的”氣候變遷”與”兒童人權”的研究,大家有什麼意見與想法?
語彤說:我覺得可以結合再生能源一起研究,因為研究再生能源的目的就是為了減少能源對環境所造成的汙染,既然氣候變遷會剝奪兒童人權,那會造成氣候變遷的因素肯定也會影響兒童人權,因此我認為可以將他們合併。
沂晅說:我覺得如果除了結合再生能源,也能加入綠建築一起研究的話應該可以讓這份報告變得更有趣,而且還可以增加報告知識性。
童媗說:我覺得研究為甚麼氣候變遷會影響兒童人權以及氣候變遷會對兒童帶來甚麼衝擊與傷害,並想出不只是大人,連我們小學生都可以緩解氣候變遷的對策,進行推廣。
那請問大家覺得這次該由誰來擔任隊長的工作,執行分配任務和會議記錄的上傳呢?
語彤說:我覺得可以由沂晅擔任隊長,因為她具有非常強的領導能力,同時做事也算謹慎,任務也分配得很平均。
沂晅說:我覺得這次可以讓語彤試試看,雖然領導力不算很強,但能力也在平均之上,而且做事很有效率,也很謹慎,事前計劃做得不錯。
童媗說:我也覺得可以讓語彤當隊長,因為她做事真的很謹慎,蒐集資料、閱讀資料和筆記能力都很強,口才和應變能力也很好。
請問大家關於這次的研究主題:「極端氣候下的仿生綠建築」可以如何進行呢?
陳語彤:
我負責仿生綠建築的資料整理,我發現我們可以透過研究”白蟻蓋房子的仿生技術”,研究是否可以用來設計綠建築。非洲巨大的白蟻丘高度可達數公尺高,裡面住著幾百萬隻白色或淡褐色的社會性白蟻。儘管外頭高溫炙熱,蟻丘裡的溫度總是非常舒適。
蔡沂晅:
我提供關於綠建築設計可以改善通風的方法,這是我愛綠建築這本書中提到,
玻璃建築不適合炎熱氣候最大的原因,是因為玻璃具有「溫室效應」,使得熱氣累積在
室內而越來越熱,造成空調設備量與耗電量暴漲。因此稱它是「能源殺手」、「環保剋
星」,一點也不為過。有人認為,開大窗可減少開燈而節約照明用電,其實完全與事實不符。因為大玻璃窗會嚴重破壞室內照明環境的均勻,以致於必須拉上窗簾再全面開燈以避免強烈眩光。大玻璃開窗不但不能節省照明用電,有時反而適得其反。
莊童媗:
根據聯合國兒童基金會UNICEF的一份報告「氣候危機是兒童人權危機」指出,我們下一代每3個人就有一個人暴露在至少4種氣候與環境衝擊中,每7個人就有1個人住在至少會遇到五種重大衝擊的地方。 我建議我們可以在極端氣候下對兒童居住環境上去研究如何減少環境對兒童人權的危害。
如何推廣仿生綠建築的提案?
陳語彤說:
我提案可以邀請中山國小附近社區的鄰居,舉辦一個說明會,針對”綠建築是否可以進入社區與校園”進行一場說明會。
蔡沂晅:
我認為語彤的提案很讚,我們可以透過這次的說明會深入採訪社區的大人們心中想要的建築長成甚麼樣子呢!也可以把我們想要研究的”會呼吸的房子”這個構想傳達給大人知道。
莊童媗:
我可以製作這次”會呼吸房子”綠建築的海報製作,我需要大家提供我製圖的元素。
※莊童媗感想:這是我第一次參加專題研究,我跟著兩位學姊學習到了很多,讓我體會到學習原來也能那麼快樂。
童媗說:我覺得研究為甚麼氣候變遷會影響兒童人權以及氣候變遷會對兒童帶來甚麼衝擊與傷害,並想出不只是大人,連我們小學生都可以緩解氣候變遷的對策,進行推廣。
白蟻丘為什麼能夠將室內溫度調節在適合生存的溫度?
沂晅說:我覺得白蟻丘內部應該有一個通風裝置或一套系統來幫助他們散熱。
語彤說:我覺得白蟻丘的通風裝置或系統應該不只有散熱功能,應該還有科以吸收冷空氣的地方來幫助調節室內溫度,不然就算能散熱,也不一定可以大幅降溫。
童媗說:我也覺得,不過熱空氣往上冷空氣往下,那冷空氣的來源應該是來自地底吧?
而熱空氣就由上方的孔洞排出,而原本就存在蟻丘內部的熱氣結合了從地底吸收的冷空氣,就成了適合生存的溫度。
如何向白蟻學習蓋綠建築?
沂晅說:我覺得可以透過閱讀書籍來增加知識,可以多添加不同的綠建築樣式來構思新的綠建築,也許比目前的更環保。
童媗說:我也覺得,但我們需要重新建立主架構,加入綠建築的特質,製造全新樣式的綠建築,才能完美凸顯我們的創意發想,且不是抄襲別人的發明。
語彤說:還可以加入SDGs永續發展的目標,這樣的綠建築就部會單純只是種花種草、加個太陽板這些基本建材而已,也許這樣更符合我們的目標。
了解綠建築的設計案例(以龍岡圖書館為研究對象)
我們這次要參加桃園市專題研究比賽,我們這次的主題是氣候變遷與兒童人權,我們要往綠建築的方向設計,請問方便請教您一些相關知識嗎?
成功大學建築系的專家:可以沒問題
沂晅說: 請問綠建築的設計方向除了連結功能以外,還可以結合甚麼部位至外觀?因為我們想將參考的綠建築結合我們研究的大自然建築師-----白蟻
成功大學建築系的專家: 我之前有看過有人設計一棟房子,他除了結合蜻蜓的功能外,也結合了蜻蜓的網狀翅膀,我覺得你們也可以像他們一樣看看白蟻有什麼外觀特徵可以結合上去,或著你們也可以去ESG的網站上查查看。
語彤說: 那我們台灣和國外的綠建築有甚麼差別嗎?
成功大學建築系的專家: 國外的綠建築是追求永續和可以和居民互動,那我們台灣主要是要讓建築達到綠化、維持生態平衡,也因為台灣地形的關係,在蓋綠建築的時候要慎選地基。
童媗說:那如果我們在台灣要設計不用冷氣的綠建築,成功率高嗎?或是要怎麼避免使用採光玻璃,減少太陽光直射?
成功大學建築系的專家: 成功率不算高,像你們有去看過龍岡圖書館的設計嘛,那你們也可以學他們使用木製建材,可以避免使用採光玻璃,減少太陽光輻射。
全體: 謝謝您接受訪問!
模擬建造白蟻丘
(找出建造結構進行初步建造)
本小組透過紙樓設計的概念,進行模擬白蟻築巢的實驗,發現了許多值得研究問題:
1. 如何讓房子蓋得很高結構又能夠穩固不會倒?
2. 如何在地下蓋房子又能夠擁有良好的空氣?
3. 如何在房子內控制適合溫度符合”熱舒適性”?
4. 如何在地底下蓋房子解決排水問題?
去愛買進行尋找碳足跡的活動
■問題研討:
本日問題 1.尋找某個產品的碳足跡
2.比較各家產品的碳足跡差異
3.模擬一個家庭的碳足跡用量,並提出改善建議
■小組發言:
沂晅說: 我覺得有些飲料應該會有標示碳足跡的標章,因為我隱約記得有看過,在一些喝的上面,像黑松沙士、美粒果和麥香紅茶、綠茶和奶茶上面。
語彤說: 我覺得衛生紙上面應該有,因為衛生紙的製造過程基本上全部都是用機器製造的,應該會被限制範圍,所以我覺得應該會標示。
童媗說: 我之前吃過一種吐司,我記得上面有標示,因為我常常看到吐司在運送,所以我覺得政府應該也有限制。
古蹟內蘊藏了哪些可構成綠建築的特性?
沂晅說: 我們去的時候有去新竹取水口展示館,那邊的導覽有說:他們將集水器安裝在河道旁,適時抽取河水,經過過濾等處理之後,進行水的配給;設計雨撲滿,將能留住再次使用的水進行處理,試圖解決台灣因地形關係而浪費的水源。
語彤說: 這次也有去進士第,雖然有許多地方因為位置的關係而被風化了,不過經過修復還是有稍微保留住外觀,不過光線的部分倒是不需要電燈,因為它有設計透光的設計,讓陽光可以以自然的方式傳進屋內,使屋子在白天的時候可以不借助燈光,使屋子明亮又不浪費電(除陰天和雨天外),不過就是要防蟲。
童媗說: 我們這次去還去了玻工館(新竹玻璃工業博物館),內部收藏了很多世界各地的玻璃作品,當然還是有本地人製造的玻璃作品,各種精緻的玻璃作品透過各種元素呈現各種不同的色彩,我覺得可以利用玻璃的各種光澤色彩來設計綠建築的採光玻璃(落地窗)可以透過各種顏色來呈現不同的樣式。
參考以前古蹟的環保建設,重新組裝後,再加上白蟻丘的散熱系統,重新組裝成全新樣式的綠建築。
我們創新製造的綠建築可以結合那些特性?
沂晅說: 我們的設計以仿生出發,模擬自然的型態、過程、及生態系統應用成為綠建築式的學校的基底,以白蟻巢穴風循環系統為內部的主結構。
語彤說: 我們主要的目的大致有三個重點,第一是讓學生們接觸生態,多到戶外走走,多觀察,遠離3C;第二是讓學校在運作的同時,能夠盡量零排碳達到在交育的同時能夠與課題相提並論的減碳,減緩氣候變遷;第三則是讓兒童有一個健康成長的環境。
童媗說: 我們也有結合地源熱泵系統,使這棟綠建築擁有自行降溫的功能,夏天時部會熱,又可以不用冷氣,冬天時可以不用暖氣又不冷。
語彤說: 我們三個人分別先去做房子的主體、垂直森林的設計和於菜共生的設計;沂晅去做魚菜共生,我做房子,請童媗去做垂直森林。
沂晅說: 那我把魚菜共生做成和房子一樣的設計。
童媗說: 垂直森林我拿草粉來做。
語彤說: 房子我拿白色的瓦楞板做。
過程: 大家拿著各自要做的東西的材料,分別找了塊空地開工。
語彤遇到的問題: 不知道要怎麼做房子的構造。
語彤的解決方法: 蒐集大家的意見尋找靈感,並找出最符合理想設計的方法。
沂晅遇到的問題: 不知道魚菜共生的水要用什麼填才不會生蟲、又可以凝固,部會一碰到就全毀了。
沂晅的解決方法: 使用蠟來代替水,將蠟隔水熱後,倒入原本裝水的位置,等它凝固
童媗遇到的問題: 垂直森林不知道要用什麼當作底,將草粉黏上去。
童媗的解決方法: 用綠色玻璃只當底,上面鋪滿草粉
會呼吸的房子即將完成...
童媗構思著:
會呼吸的房子會長成甚麼樣子呢?
語彤趕工中...會呼吸的房子
採訪龍岡圖書館的問卷資料
我們對這次做專案研究的心得分享:
語彤: 我這次第一次當隊長帶大家做專案,這對我來說是一個很大的挑戰,要讓大家不那麼壓迫,還要讓大家準時完成工作真的很不容易;而這次專案也讓我知道了許多平常完全不會去思考的問題,還有很多學校從來不會教的技能。
沂晅: 我希望政府大力推廣綠建築,讓綠建築正式走入我們的生活;我對這次的專案充滿了許多好印象,跟大家起研究真的很有趣,希望能繼續一起研究下去。
童媗: 我第一次做專案就有一個很好的題目讓我體驗,我覺得做專案很好玩,因為體驗很多除了讀書以外的能力,我最喜歡的部分是做模型,它讓我知道了要設計東西是一個非常不容易的事。