什麼是被動式建築技術
隨著城市氣溫升高、能源成本上漲以及民眾對氣候變遷的認識不斷增強，建築設計方式正在改變。過去，建築主要依賴空調、暖氣和其他機械設備來營造舒適的空間，而如今，許多建築師正在採用更節能環保的永續方法：被動式建築。這項技術並非意味著“完全不使用任何技術”，而是強調智慧設計——充分利用陽光、風、濕度以及材料特性等自然條件——在盡可能減少能源消耗的同時，保持建築的舒適度。
了解被動式架構技術
被動式建築技術是一系列建築設計策略，旨在無需或僅需極少的機械系統（例如空調、暖氣或大型排氣扇）輔助，即可實現舒適的室內溫度、良好的自然採光和健康的空氣品質。之所以稱為“被動式”，是因為這些策略主要透過建築的形態、朝向、圍護結構、開口、材料和空間佈局來實現，而不是透過持續消耗電能的設備。
這個概念通常與被動式設計、生物氣候建築或節能建築等術語等同起來。與之相反的是「主動式」方法，這種方法依靠機器和電氣系統來維持舒適度（例如，中央空調、暖氣或除濕機）。
為什麼被動式建築很重要？
被動式建築技術日益受到重視的原因有以下幾點：
1. 節省能源和營運成本
建築能耗佔總能耗的很大一部分，主要來自於冷氣、暖氣和照明。被動式節能策略可以降低這些能源需求，進而降低電費。
2. 提高居住者的舒適度
此空間設計注重空氣流通， 自然光 適宜且更穩定的溫度往往會讓人感覺更舒適、更健康。
3. 更能抵禦能源波動
當停電或能源價格昂貴時，被動式建築仍然相對舒適，因為它們並不完全依賴機器。
4. 為永續發展做出貢獻
所需能源越少，碳排放量就越低（尤其是當能源仍來自化石能源時）。
被動式架構技術的關鍵原則
被動式建築技術通常包含以下幾個原則，並根據當地氣候（濕潤熱帶、乾燥熱帶、亞熱帶等）進行調整。
1. 建築朝向及對太陽的反應
朝向決定了建築物接收的太陽熱量。在像印尼這樣的熱帶氣候地區，主要挑戰在於如何在充分利用自然光的同時減少過多的熱量。可以透過設計立面的朝向和結構，為「最熱」的一側提供更多保護，例如透過懸挑、百葉窗或遮蔭植物。
在需要供暖的地區，可以透過測量開口，利用朝向來捕捉冬季的太陽熱量。
2. 有效遮陽
明暗對比是一種非常重要的被動式「工具」。它可以採取以下形式：
窗戶上方有懸挑或遮篷。
– 類似垂直/水平網格的第二層表皮
陽台、屋簷或涼廊
樹木和藤蔓提供天然遮蔭
目的是阻擋陽光直射，防止室內累積熱量，同時又不犧牲自然光。
3. 自然通風 和氣流控制
自然通風依靠空氣流動來去除建築物內的熱和濕氣。常見的通風方式包括：
– 交叉通風：兩側設有開口，使空氣能流通。
– 煙囪效應：熱空氣上升並從頂部通風口排出，同時從下方吸入冷空氣。
– 屋頂和天花板通風：有助於排出滯留的熱量
在潮濕的氣候下，自然通風對於減少悶熱感和加速汗水蒸發非常有幫助，即使溫度沒有急劇下降，也能讓居住者感到涼爽。
4. 建築圍護結構：隔熱、氣密性與玻璃
建築圍護結構是內外空間的邊界，包括牆壁、窗戶、屋頂和地板。它的性能決定了熱量進入和散失的速度。
在炎熱的氣候下，良好的護牆板可以防止熱量進入，特別是來自暴露在陽光下的屋頂和牆壁的熱量。
在寒冷氣候下，隔熱層的目的是保持室內溫度。
玻璃類型的選擇（例如低輻射玻璃）、窗戶尺寸以及接縫密封的細節也會產生很大的影響。
5. 熱質量和熱慣性
混凝土、磚塊或石材等材料具有吸收熱量並緩慢釋放熱量的能力，稱為熱容量。合理佈置的熱容量可：
– 穩定每日溫度波動，
——延緩熱度進入房間，
——或儲存熱量以便在夜間釋放。
然而，熱品質必須適應氣候。在白天炎熱的濕熱熱帶氣候中，放置不當的熱質量實際上會「保留」熱量，使夜晚感覺悶熱難耐。
6. 自然採光（日光照明）
自然採光可以減少白天對燈具的需求。這種策略並非簡單地“擴大窗戶”，而是：
——調整光線方向，使其不刺眼。
室內色彩對光線的反射
– 輕巧的層架或反射區，
——以及設計上能有效防止過熱的天窗。
良好的自然採光可以改善視覺舒適度，並能提高工作效率。
7. 景觀與微氣候管理
景觀不僅僅是裝飾元素。植被和水體可以創造更涼爽的小氣候：
遮蔭樹可以降低地表溫度，並減少城市熱島效應。
公園和開放空間可以改善空氣流通。
– 水元素有助於蒸發冷卻（但要注意濕度）。
被動式建築在建築中的應用實例
在 熱帶氣候下的住宅通常有效的組合包括：
寬闊的屋簷和窗簾
– 透過相對的開口進行交叉通風，
天花板足夠高，導致熱量聚集在上方。
– 具有隔熱或屋頂通風功能的屋頂材料，
– 使用格子窗既能保護隱私又能讓風穿過，
– 合理的空間佈局：將服務區設置在較熱的一側作為「緩衝」。
在公共建築或辦公大樓中，被動式策略可以與更有效率的主動式系統結合，例如，僅在極端天氣條件下或某些房間內使用空調作為輔助手段。
被動式技術和主動式技術的區別
差別很簡單：
– 被動式：依靠設計和自然條件（朝向、遮陽、通風、隔熱、熱質）。
– 主動式：依靠設備和機器（空調、加熱器、除濕機、大型機械風扇、密集的電子控制裝置）。
在現代實踐中，許多最好的建築都採用混合方法：首先最大限度地利用被動式系統，然後添加高效的主動式系統作為補充，而不是作為「主要支撐」。
挑戰與注意事項
實現被動式架構需要仔細分析：
– 當地氣候：主導風向、溫度、濕度、日照強度。
– 場地環境：周圍密度、鄰近建築物的陰影、噪音（可能會限制自然通風）。
– 居民習慣：例如開窗模式、窗簾使用、活動時間。
– 施工品質：細節處理不佳可能妨礙被動式策略發揮最佳效果。
這意味著被動式建築不是“單一的方案”，而是一種基於數據和環境理解的設計方法。
結論
被動式建築技術是一種利用自然資源（如陽光、風、材料和景觀）來設計智慧節能建築的方法。其最終目標是在最大限度減少對機械系統的依賴的情況下，創造舒適、健康且可持續的空間。透過合理的朝向、有效的遮陽、自然通風、良好的建築圍護結構、自然採光和微氣候管理，建築可以更節能，也更舒適宜人。
如果從早期設計階段就開始規劃，被動式投資策略幾乎總是能帶來長期的益處——對你的錢包、你的健康和環境都有好處。
