2003/06/05
經濟部能源局
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■撰文：吳 晟
提起俄羅斯的西伯利亞，大家直覺會以為那裡是冰天雪地、氣溫在零下好幾10度，很難聯想竟然可以利用太陽能熱源，用以興建具有生態環保作用的「太陽屋」；而太陽屋的成功研發對於位處寒帶的居民來說，將是一大福祉。
最近在西伯利亞地區的新西伯利亞科學城，由一群生態、物理、數學家小組在當地成功的建造一座實驗性「太陽屋」，並計劃將來推動建造一整片的「生態村」，讓家家戶戶都擁有一座不用暖氣、壁爐和空調設備，本身就能夠採暖的「太陽屋」。
風行全球的時尚
「太陽屋」的概念，美國早在70年代能源危機時就已提出，如今它已成為風行全球的一種時尚，並在建築和設計上創造出特殊的新術語，諸如「永續建築」、「生態設計」、「太陽能屋」、「生態屋」等。迄今，美國、德國、澳洲、希臘、英國、日本，甚至台灣都已研發出各式各樣的「太陽屋」。而位處寒帶的俄羅斯新西伯利亞科學城，最近首度推出實驗性「太陽屋」，更引起國際能源界的高度注意。
美國於1998年宣佈推動百萬戶「太陽能屋」計畫，德國則於1999年推出六年內補助建造10萬戶「太陽能屋」計畫，澳洲也於2000年雪梨奧運會期間，推出665棟太陽能別墅做為選手村。至於希臘，其全國累計安裝太陽能熱水器在屋頂的面積達500多萬平方公尺，佔歐洲總安裝量的一半，目前更積極建設「太陽能村」；英國和日本兩國，也都不斷地推動在住屋安裝太陽能光電系統的「陽光」計畫。台灣因位處亞熱帶，太陽能源豐富，近幾年來亦均陸續推出實驗性的「太陽能屋」。
俄羅斯「21世紀生態居住」計畫
上述俄羅斯該座實驗性「太陽屋」，是新西伯利亞科學城推動實現「21世紀生態居住」綱領的一部份；該綱領明確指出，準備以20年時間、分五個階段來實現建造「生態村」。
第一階段，組建「太陽屋」實驗室，研發設計建築結構、材料和工程設備；
第二階段，勾勒在2005年以前建造的「太陽屋」樣式，以及首座「生態村」的情景；
第三階段，在2005年以前，完成生產建造「太陽屋」和「生態村」所需成套材料和工程設備；
第四階段，在2005至2010年期間，積極建造「太陽屋」和「生態村」，並移轉技術到其他地區；
第五階段，在2010至2020年期間，擴大推廣「太陽屋」和「生態村」的建造技術到全俄羅斯各地區。
根據俄羅斯「總結」周刊報導，該座實驗性「太陽屋」共有三層，從外表看起來並不大，總面積約150平方公尺；其第一層有半截嵌入地表裡，擁有很好的保暖結構，若從嚴寒的屋外走進來，會立刻感覺暖和起來。而整個房屋的佈局大致是，第一層有車庫、廚房、衛浴間和三溫暖室；第二層有寬敞的、並安裝有壁爐的客廳，但屋主表示即使沒有壁爐客廳也很暖和；第三層有客房和工作間，以及充作冬季花房的陽台。
新西伯利亞「太陽屋」結構分析
這座實驗性「太陽屋」擁有生活所需的獨立熱能供給和回收系統，其隔熱效果遠比一般的房屋好上五倍。負責設計該屋的科學家伊戈爾˙奧哥洛德尼柯夫表示，「太陽屋」最重要的部份就是它的骨架，要有很好的保暖作用，並且是堅固耐用，其製作材料必須能最大程度地減低散熱。另外，為了達致上述保暖效果，還在屋內牆壁安裝由麥桔、蘆葦或亞麻稈所構成的護牆板，形成一座清潔的生態「蓄熱池」。
由於保暖的房屋通常必須要有良好的通風系統，為了不讓屋內熱量平白流失，伊戈爾˙奧哥洛德尼柯夫採用熱量回收法，經由熱交換器處理，利用處理後流出來的暖空氣，把屋外流進來的冷空氣「暖化」。如此一來，就算在一年內最嚴寒的季節，面積200平方公尺的房屋也只需要4.5瓩的熱能。另外，加上2瓩的內燃發電機，就足以保障屋內的供熱和供電所需。
為了提供「太陽屋」的熱源，利用太陽能是最主要的措施。研發小組認為，只需在屋頂上安裝一座蓄熱容器，並在它的上面覆蓋能夠蓄存太陽能的玻璃，或其他透明材料，就可成為所謂的太陽能空氣加熱器，並方便取得熱源。至於電力，則可從特製的太陽能發電裝置取得；這種裝置係由太陽能電池、蓄電池，以及將直流電變為交流電的轉換器所組裝而成，即使在陰天也可以照常發電。
「太陽屋」內的熱水，則是經由熱虹吸管來獲得。研發小組採取「自然對流」機制，利用上述太陽能蓄熱器加熱後，熱水比冷水輕的物理現象，使得加熱中的水上升而進入裝置在太陽能蓄熱器上的蓄水槽裡，最後並經由熱虹吸管流入屋內。
據估計，上述「太陽屋」的造價，每平方公尺約8,000盧布，折合新台幣約7,500元，不能說是便宜。不過，將來相關材料和工程設備若大規模量產，相信造價也會大幅下降。
推廣「太陽屋」前景看好
俄羅斯的生態學家和房地產業界預測，隨著俄羅斯的經濟復甦，大都會裡許多較富裕的居民將會開始遷居到郊外，轉而住進「太陽屋」；或利用假日在「太陽屋」住幾天，做為休閒健康活動場所。他們甚至認為，將來還可選擇在一些大都會周邊較富裕城鎮投資建設「太陽屋」，把生態保護和商業利益結合起來，其前景應該會很廣闊。
目前新西伯利亞科學城的「太陽屋」推廣計畫，已經提報俄羅斯聯邦政府，並爭取與國家建設部合作，希望被納入政府正在推動中的「自己的家」綱領裡。在該綱領指導下，俄羅斯政府已制訂了「西伯利亞能源生態住屋建築發展」計畫，將按照西伯利亞的地方條件提出「太陽屋」的概念，並就地取材進行小規模建材生產。此一計畫曾在維也納的「居住與環境保護」國際會議上提出討論，並獲得肯定，是值得進一步發展的計畫。
上面提及的「太陽屋」設計者伊戈爾˙奧哥洛德尼柯夫則很有信心地指出，西伯利亞是俄羅斯「太陽屋」的試驗場，當它開始在全俄羅斯各處搭蓋起來後，接著就會向全世界打開市場。（本文作者為台灣經濟研究院國際處副研究員）