全球暖化威脅日益加劇,傳統RC建築與木製裝潢,不僅耗費大量能源與資源,對環境也造成不可逆的破壞。RC建築以鋼筋混凝土為主要結構材料,目前最常見,在製造與使用過程卻會產生大量碳排與廢棄物,對環境造成嚴重負面影響。
從事跨領域公益創造的盧鴻智博士指出,RC建築與木製裝潢對環境的破壞,不僅影響目前的生態平衡與人類福祉,也威脅未來的氣候變遷與可持續發展。因此,必要尋找一種更環保、節能、美觀的建材模塊,取代或減少RC建築與木製裝潢,以實現建築業綠色轉型。
根據國際能源署(IEA)資料顯示,建物隱含碳約佔全生命週期碳排放的1/4,剩下3/4則是在營運期間排放,其中,混凝土的生產是建物隱含碳的主要來源,約佔全球人為碳排8%。並且,混凝土生產過程也會消耗大量的水、沙、石等天然資源,造成資源枯竭與生態破壞。
另一方面,木製裝潢以木材或木質複合材料為主要材料,也是種常見的裝潢方式,雖天然、溫馨、舒適,也利於調節室內溫濕度與降噪,但在裝潢製造與使用過程,除甲醛為害,對環境也造成不良的影響。
木製裝潢主要的問題,首先原料來自樹木,如沒有妥善管理與補植,會導致森林因砍伐而退化影響生物多樣性與碳匯功能。其次,木製裝潢加工與運輸過程會消耗能源、產生廢氣,增加碳足跡,最後,使用壽命相對較短,難以回收再利用,產生大量廢棄物。
盧鴻智有鑑於此提出創新設計,他說太陽能的利用分為光伏與光熱兩種,並在2017年陸續申請兩篇專利,分別為彩色太陽能建築結構以及太陽能帷幕建築線路的配置結構,利用光學膜的藝術設計結合太陽能光伏,開發出彩繪太陽能光伏建材模塊。
彩繪太陽能光伏建材模塊具有彩繪、模塊化、太陽能光伏、表面霧化等特色,盧鴻智說,彩繪利用光學膜,實現各種顏色與紋路,如大理石紋與木紋等,節省建築材料與成本,同時友善生態;模塊化利用特殊光學膜紋路設計,使單一規格的模塊單體,可以讓顏色與紋路都能與相鄰的模塊無縫拼接,形成一大面積連續紋路牆面,且不僅適用在同向、甚至連反向拼接都能實現紋路連續,提高美觀與便利性、適應未來AI機器人建築施工。
太陽能光伏的特色是利用光學膜的透光性,使得每個模塊都能維持較高效的光電轉換率,供應建築的用電需求,實現建築的自給自足與節能減碳;至於表面霧化是指霧化的光學膜,不僅可減少光伏板的反光、降低眩光、光害,還能增加光吸收,維持較高轉換效率。
盧鴻智強調,這種彩繪太陽能光伏建材模塊,不僅具有發電、隔熱、減少眩光光害與美觀等多重功能,也兼顧環保、節能、減廢等多重目標,是具有高創新性與實用性的建材模塊,適用於建築的西曬外立面牆體,可配合綠建築與低碳建築的相輔相成,為建築業帶來新的契機與競爭力。
問起如何才能將彩繪太陽能光伏建材模塊用在建築或室內設計,盧鴻智邊展示邊說,利用彩繪太陽能光伏建材模塊的創新與實用效果。首先,西曬外牆的外側是連續無接縫的大理石紋,採用同一彩繪太陽能光伏建材模塊單體,拼成一種高貴典雅的大理石牆,與周圍的建築形成鮮明對比;內側則是連續無接縫的木紋,可以呈現溫暖自然的木紋紋路,與室內裝潢和諧統一。
盧鴻智說,因模塊化組裝,室外大理石牆面與室內木紋牆面皆來自於同一光伏建材模塊單體,不需額外裝修,就可以分別呈現大理石紋與木紋,形成獨特的美感;另外支持明框、暗框與點支式等帷幕結構,透過正反拼接,讓線路布局更簡潔與安全。
盧鴻智說,這種模塊不僅美觀,還能發電,為住戶提供部分用電需求,減少對外部電網的依賴,也減少碳排;模塊化的特性,能夠快速簡易組裝,不需額外裝修或維護,節省時間與成本,也減少廢棄物產生。從建築實例看,彩繪太陽能光伏建材模塊能取代或減少RC建築與木製裝潢使用,也能與綠建築或低碳建築相輔相成,實現建築生態化、光伏化、藝術化與低碳化,為建築業、環境、生態與全球暖化帶來益處。















