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未來有一天,我們將不用付水電費? 科學家的「零碳屋」實驗

編譯:王子瑜、李英嘉

編按:有沒有想過,住宅也是能源消耗、地球暖化的殺手之一?我們在夏天開的冷氣與電扇、電視和電腦的用電量,以及洗澡所消耗的能源…等,都會影響地球的健康。此篇介紹一群美國科學家對於「零碳排放住宅」的實驗計畫,本文將原文段落精簡改寫而成。


一個永續住宅的實驗

在美國,住家的用電佔全國的21%,排放的溫室氣體則是全國的16%。為了實現真正的永續性,位於美國馬里蘭州的國家標準科技研究院(NIST)有一群科學家,在總部的一棟房子著手進行一個零碳排住屋的實驗計畫,測試他們能做出多接近理想中的零耗能住屋:價格親民、可大量建造,並能生產住家全年所需用電,其初衷是想從住屋的改變開始,著手改變未來。

屋子裡放置模擬真人生活的Nisters幽靈住戶和大量感測器,讓科技模擬出一家四口每日的耗能 (圖片來源)

 

在這間實驗屋裡,為了模擬真人入住的充足用電,科學家在屋裡裝了許多暱稱為Nisters的「幽靈住戶」(編按:名稱取自國家標準科技研究院的縮寫NIST),透過佈建多種發熱器與感測器來模擬家庭中咖啡機與平面電視的耗能,機器也如同真實世界中的機器一般微微發熱。Nisters就像典型的一家四口生活,每天早上六點起床、煮咖啡、開冰箱、洗澡和打電動等。這些日常活動的用水用電行為,每分鐘約有700項室內環境的數值回傳到控制活動的電腦伺服器裡。

房屋節能的關鍵

整個實驗的重點不在屋內的人而是在住屋的效能—沖澡的熱水來自屋頂的太陽能加熱器,家庭用電也全部來自屋頂的太陽能板。這棟住宅最大的成就在於它如何限制空氣的滲透,透過更厚實的牆壁與絕緣體內襯、尖端科技的窗戶,在冬日阻擋冷空氣滲入,夏日阻擋冷氣流出。在這棟包得密不透風的屋子,建築師打造了特殊的循環系統來通風,並利用建材微量的揮發性有機化合物來透氣。

Nisters的六大節能設計:

  1. 屋頂下鋪有隔熱的R值75絕緣層。
  2. 確保太陽能板安裝的方向和斜度能吸收最多的陽光。
  3. 以黑色橡膠模封住房屋的縫隙,阻絕冷熱氣外流。
  4. 超氣密窗戶,把漏氣降到最低。
  5. 院子安裝地熱設備以收集熱能。
  6. 室內照明全部採用LED或其他省電燈泡。

建造這樣一個零碳排的家,雖然要比一般的節能建物多出一些成本,但研究人員認為未來市場擴大後也許能降低節能屋的造價,政府的獎勵也有助於降低成本並吸引買家,加州政府立下目標要在2020年將所有的新屋打造為零碳屋。

作為一個實驗,Nisters的樣品屋成功地解答了許多有關節能的問題,驗收各式節能建材、裝置與系統的成效。而這些所得到的答案也不僅是供未來所用,NIST對每個想打造乾淨能源居家的人提出明確的下一步建議:加強建物的隔熱效果是回報率最高的節能術,還有忘了所費不貲的太陽能板吧!雖然這樣做不會達到零排碳,但會帶你更靠近環保。


資料來源

This Home Makes All Its Own Energy. Will We All Soon Be Living In One?

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(本文由曾彥菁、金靖恩共同整理)
 

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