一、 前言
全球暖化問題日益嚴重，為減緩氣候變化，地球環境保護之相關政策已成為全球重要的議題。為使國人有更優質、舒適及健康之居住環境，本所長期推動「生態」、「節能」、「減廢」、「健康」之綠建築，並與內政部「建構永續宜居環境」之施政目標整合，辦理「創新循環綠建築環境科技計畫(108-111)」，發展符合臺灣亞熱帶及熱帶高溫高濕氣候條件與生態環境之綠建築科技與技術，已成功帶動我國綠建築、綠建材相關產業的蓬勃發展與良性競爭，然而面對全球能源結構與經濟情勢的快速變動，永續建築及永續基礎建設的發展策略仍須不斷滾動調整。
另一方面，全球自2019年受到嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)肆虐，各國經濟與生活都受到顯著的衝擊影響，因此為因應疫情衝擊與後疫情環境改變，建築物、社區或整體都市發展都將因應健康與防疫需要而有所改變。為瞭解國際間相關發展現況及未來趨勢，爰由王家瑩副研究員以線上方式參加110年8月25日至27日於丹麥哥本哈根召開之IBPC 2021國際研討會(8th International Building Physics Conference Copenhagen Denmark)，藉由國際研討會平臺廣泛蒐集國際最新永續建築、能源效率、建築物耐久、循環及室內物理環境相關技術及研究成果等最新資料，擷取其中值得參考或借鏡之處，作為本所未來科技計畫研究課題發展或綠建築相關政策推動之參考，以確保我國永續健康綠建築等政策之發展符合國際發展趨勢。
二、 線上研討會辦理成果
鑒於新冠肺炎(COVID-19)疫情肆虐全球，IBPC 2021採線上與實體會議併行的方式辦理，包括技術會議、主題演講、研討會和交流活動，會議主題針對循環經濟、建築防疫與室內環境等建築物永續發展理之最新國際趨勢，並從設計手法、施工構造、設施設備等回應永續循環之執行策略，共約發表了297篇研討會論文，本報告摘錄其中與本所業務相關之研究內容說明如下：
(一)、 循環經濟與再生建築材料
丹麥技術大學土木工程系Carsten Rode教授針對循環經濟與再生建築材料進行主題演講，說明歐盟在落實營建產業循環經濟上強調前端資源的設計使用、著重省能低碳化，發展可逆式設計等相關手法，並針對待拆除之建築物則推行「拆除、去污染與再利用」的政策與施工規範(圖1)。
圖1 循環建築設計的建築構件組成與拆解之方式
同時運用循環建築設計手法，將可降低對環境的衝擊，從圖2可發現，可拆卸的建築構造設計模型(開放建築-灰線)，相較於其他傳統構造形式，對於長年的氣候暖化潛力(二氧化碳排放量)，是平穩未增加的。
圖2 各種建築構造形式造成地球暖化的潛力
而建築物若能從建築材料、構件、空間模組，一直到整棟建築物，都採可循環再利用的設計規劃，除了可降低對環境的衝擊，提升環境價值，亦可提高經濟效益(如圖3所示)。
圖3 建築物循環再利用之經濟、環境效益
(二)、 降低SARS-CoV-2室內空氣傳播感染風險評估策略之研究
SARS-CoV-2屬於呼吸道疾病，其傳染路徑包括飛沫傳染及接觸傳染，而攜帶病毒的氣溶膠可以通過感染者的呼吸活動排出，並在更長的時間(數小時)和距離內(＞2公尺)懸浮在空氣中，因此，空氣傳播被認為是新冠病毒的主要傳播途徑之一(圖4)。為了控制病毒傳播，室內空氣品質維持成為很重要的控制手法，包括來源控制、通風控制及空氣清淨等。
圖4 SARS-CoV-2主要傳播途徑為空氣傳播
研究中指出，疫情最容易爆發的使用空間，包括長照中心、幼兒園到國小之學校空間、餐廳、零售設施、辦公室等(圖5)，而COVID-19在室內環境感染機率的部分，居家感染機率有79.9%，交通運輸工具上之感染則有34%。
圖5 疫情亦擴散之空間類別比例
因此，本研究建立了多尺度的空間模型，以模擬的方式評估多尺度室內空氣質量控制策略，在不同情況下減輕感染風險的有效性。多尺度由大至小分別從整棟建築到房間，再到立方體、個人周邊環境，與個人微呼吸區域 (圖6)。
圖6 多尺度室內空間模型
另針對密度高、容易空氣傳播的特定室內空間，評估降低 COVID-19 感染風險策略的有效性，包括長期護理機構、學校、零售店、醫院、辦公室、酒店、餐廳等室內空間，以及飛機、遊輪、地鐵、公車和計程車等候空間等，根據每個室內空間的相對成本和實際工作量，歸納了幾種綜合緩解策略如下：
- 先進的空氣分配可以顯著降低感染風險，但也需要專業的設計與執行，才能最大限度地發揮其防疫效果。
- 於空調系統中使用HEPA過濾器，與使用引入100%室外空氣的空調系統，二者具有相同的效果。
- 獨立的空調和紫外線殺菌系統可以成為降低感染風險的有效解決方案。
- 配戴口罩對降低感染風險非常有效。
模擬的成果可協助因應當前COVID-19疫情的挑戰，並為未來其他可能的空氣傳播傳染病提供更好的預防策略。
(三)、 零排放實驗室：適應未來氣候變化的零排放建築研究工具
根據國際能源總署（IEA）統計，建築物消耗全球能源占40%以上，排放溫室氣體量則達30%，遠比大眾所認為的交通運輸和工業製造所排放的溫室氣體量高出甚多，減緩氣候變遷成為刻不容緩的任務。近年歐盟在綠色新政中將建築物節能減碳列入氣候變遷減緩重點工作項目之一，因此挪威科技大學(NTNU)與SINTEF 研究組織，在挪威特隆赫姆(Trondheim)挪威科技大學的校園中，建了零排放 (Zero Emission Building, ZEB)實驗室(圖7)。ZEB實驗室可隨時更換的建築外牆、構件和技術系統而組成，建築空間主要作為辦公、教學與實驗研究使用。
圖7挪威科技大學ZEB實驗室外觀
在環境目標方面，該建築應達到零排放建築（ZEB）水平，且擁有當地的可再生能源生產能力，能夠補償 60 年來建築材料的建造、運營和生產過程中產生的溫室氣體排放，以達到ZEB-COM目標等級(等級如圖8)。
圖8 ZEB的5個目標等級
ZEB實驗室南向的屋頂，及部分建築物立面裝設有太陽能板，並在南向一樓建置雙人房實驗單元(圖9)，配備了專用 HVAC 系統，外牆材料及窗戶型式都可以更換，每個房間都代表一個 66 平方公尺的辦公空間，影響居住者舒適度的所有參數（溫度、相對濕度、二氧化碳、空氣變化率、照度等）都受到監控，可應用作為相關產品、構件和技術的性能實驗，將成果運用於優化整體建築性能，提升能源使用效率與用戶的舒適度。
圖9 ZEB實驗室一樓平面圖(一樓雙人實驗單元)
而建築物外殼建置的建築整合太陽光電面板(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)，和可以利用不同熱源（由室內及室外空氣中回收熱量）的熱泵，搭配相變材料 (Phase Change Material, PCM)蓄熱器，用於回收熱能和作為熱能緩衝器，以確保更有效地使用熱泵。同時將建築物所產生的可再生能源與當地電網連結，使能源的使用與製造能趨近於平衡。圖10為ZEB 實驗室的能源供應系統說明圖。
圖10 ZEB實驗室建築能源供應系統
ZEB實驗室為零排放示範性的建築物，建築物的使用與實驗量測等功能都可獨立運作，以獲得精確的研究數據，對於學術與實務界具有很大的參考意義，可作為研擬相關政策之參考基礎策略。
三、 心得與建議
本次參加「建築物理環境國際線上研討會 (IBPC2021)」，獲致心得與建議如下：
目前全球綠建築永續發展之趨勢，著重在聯合國永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs)、聯合國變遷大會對於淨零排放的目標、循環經濟，以及肆虐全球的COVID-19疫情的衝擊，各國皆針對這些議題進行相關策略之研究，以落實在政策中來改善整體後疫情時代的生活環境。
因此，本次參與「建築物理環境國際線上研討會(IBPC2021)」，得以蒐集到來自歐洲各國在防疫、循環建築、近零排放等相關策略之文獻，皆能進一步幫助本所了解國外發展現況與趨勢，可做為我國永續健康綠建築發展之參考，以提升我國創新科技研發能力，提供民眾安居生活環境的同時，也能帶動永續健康綠建築與國際接軌。