藍色經濟、仿生學與綠建築

全球第一座模仿白蟻窩(termites mound)興建的多層建築....


在辛巴威首都哈拉雷(Harare)有一座購物及辦公中心,叫Eastgate Centre,該建築全靠自然氣流調節室內的溫度。它也是全球第一座模仿白蟻窩(termites mound)興建的多層建築,是由1980年代末期英國奧雅納工程團隊(Arup)興建的。靠自然氣流調節室內的溫度的創新系統,完全不需要燃料。騰出了樓層間原本用來安裝「風道」的空間,總面積相當於同一棟樓裡多出了一層樓,節省了投資成本(節省了350萬美元)和營運費用的10%-15%



不管外面多熱多冷,白蟻窩都能保持攝氏二十六度、濕度六十一度,牠們是怎麼做到的?

 

「...白蟻巢穴應用在綠建築就是一個很有趣的案例!自然的通風系統完全省去了空調的用電,更因為自然空氣的流動,讓我們更健康!

 

迷宮式的巢穴成了綠建築的最佳典範!

 

蟻穴構造(1)非常奇特,是由無數細小的地下隧道來連接周遭環境,運作原理和「煙囪」非常相似。當氣溫變暖時,空氣上升,和下方的蟻穴產生壓差,外頭的空氣自然流入巢內平衡氣壓;因為蟻穴位於深層土壤的關係,溫度不會產生劇烈變動,並且透過氣流平衡,外部的溫、濕度會決定流進蟻穴的空氣中保留多少水分。

 

世界上第一座模仿蟻穴興建的多層建築,就位於辛巴威的首都哈拉雷(Harare)。十層樓高的東門購物與辦公中心(Eastgate Shopping and Office Centre),是由1980年代末期英國奧雅納工程團隊(Arup)興建的。靠自然氣流調節室內的溫度的創新系統,完全不需要燃料。騰出了樓層間原本用來安裝「風道」的空間,總面積相當於同一棟樓裡多出了一層樓,節省了投資成本(節省了350萬美元)和營運費用的10%-15%,經濟效益相當令人欽佩!

 

這種低成本的建築,就銀行的運作層面來看,他們也比較願意貸款給風險較低、報酬較高的建案;永續特色更有助於吸引融資注意;相較於周圍其他的建築物或辦公大樓,消費者也能用較少的成本進駐真正的綠建築。

 

白蟻窩學校

 

其實,早在1950年代末期,瑞典建築師本特.沃恩(Bengt Warne)觀察白蟻,並公開發表氣流圖,但當時尚未應用到建築物中;不過在1974~1976年間,本特.沃恩讚斯德哥爾摩的Saltsjöbaden設計製造了第一座自然屋(Nature House)(2)。後來,另一位精明的建築師安德斯‧尼奎斯特(Anders Nyquist,發明了一套數學式,把沃恩的見解寫進模式後,大大超越了現有的自動控溫系統。

 

位於瑞典提姆拉(Timrå)的拉格堡學校(Laggarberg School(3),則是出自尼奎斯特的設計,他不只參考白蟻窩,還有歷代古文明在不耗能源、不用化學物質隔熱,並維持室內空氣乾淨的前提下,就能達到保暖或涼爽的天才設計。

 

利用白蟻的巢穴原理,讓房子不用冷、暖氣就能維持室內的空氣清新。應用在節能建築更可以輕鬆營造舒適的通風環境,不會讓人處於有利細菌和微生物繁殖的空間,減少病毒互相傳染風險!

 

守護大樹的白蟻

 

白蟻和螞蟻可說是地球上最早出現的農夫。早在一億年前,牠們就會掌控蟻穴內部的溫、濕度,以因應多變的氣候,為食物打造了最理想的儲存環境!

 

白蟻倚靠真菌為生,而真菌又是依附樹木獲取營養,全球總面積高達15%,牠們分解真菌殘屑的過程,能讓深層土壤在未來數十年更加肥沃,對土壤肥沃度有很大的貢獻!同時也會產生熱量,替白蟻在冬天保暖。

 

 

以上內容是摘自天下出版的藍色革命一書,作者是剛特.鮑利Gunter Pauli)。現年五十五歲的鮑利,沒有當過一天員工,開始創業,就一直是用生態永續的概念,做綠工、賺綠錢。二十七歲那一年,鮑利和施振榮、林懷民同 時被選為第一屆「世界十大傑出青年」,成為最年輕的獲獎者。

 

一九八○年代,布朗嘉(Michael Braungart)到比利時,參觀一家用生態方式生產清潔劑的工廠。他看到工廠使用的原料,全部可以回收,突然想到,這做法就是「從搖籃到搖籃」(cradle to cradle)。而這家工廠就是剛特.鮑利所創立的公司Ecover的前身。鮑利在1991年創立了Ecover,這是一家用生態方式生產清潔劑的工廠,工廠所使用的原料,全部都可以回收。他不只在工廠的生產上注重環保,也以身作則讓員工了解環保,包括騎腳踏車上班。


仿生學Biomimicry

研究生物系統的結構和性質以為工程技術提供新的設計思想及工作原理的科學。仿生學一詞是1960年由美國J.E.斯蒂爾根據拉丁字“bios(“生命方式”的意思)和字尾“nic(“具有……的性質”的意思) 構成的。他認為“仿生學是研究以模仿生物系統的方式、或是以具有生物系統特徵的方式、或是以類似於生物系統方式工作的系統的科學”。

 

在人類還未主宰地球之前( 與其說是主宰破壞應該更貼切 ) ,天地萬物遵從上帝所創造的一切運行,不曾聽過臭氧層破洞、石油危機、空氣污染、氣候暖化等等因為人類的過度耗用與破壞地球資源所造成的自然界對人類反撲的現象。前述白蟻丘可以冬暖夏涼,又如斑馬利用黑白相間的紋路自然調節其體內溫度;潛水艇的聲納系統是仿蝙蝠、海豚的“回聲定位”的天賦能力;傳說中國古代有個叫魯班的木工,模仿茅草邊緣的缺口製成了鋸子。藤壺(一種海洋甲殼動物,以底部固著於硬地層或其他生物體上。軀體藏於由石灰板組成的甲殼內)所分泌的黏蛋白(24種氨基酸與氨基糖)已被應用於外科手術接合劑,此種接合劑在工業上也有很大用途,在0-205C範圍內,除了銅與水銀無法接何外,其他幾乎全部可以接合,而且不需清潔即乾燥的表面。太多的例子告訴我們,向大自然學習是人類未來,也是地球永續生存發展之道


 

1.(1962, 有一位昆蟲學家Jean Ruelle在真菌白蟻丘(Macrotermes michaelseni mound)中的通道灌入水泥漿(cementitious slurry),凝固之後再將覆於其上的泥土以水洗沖掉,就完成了3D模擬的熱空氣排放通到,其景象令人驚嘆。)

 

2


1974~1976年間,本特.沃恩在斯德哥爾摩的Saltsjöbaden設計製造了第一座自然屋(Nature House)

 


Greenhouse on the roof of the Nature House

 

3


 The Laggarberg School, Timrå, 1995
One of the most eco cycle adapted schools in Sweden



Buried pipes in the Laggarberg School
Natural ventilation – termite ventilation

 

Termite ventilation with buried  Pipes









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