讓房子綠起來

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2018/03/06 第88期 | 訂閱/退訂 | 看歷史報份 | 科學少年 | 粉絲團

 
編輯的話 綠建築讓你節能又減碳《讓房子綠起來》
本期主打 《讓房子綠起來》
好文推薦 中中、華華怎麼誕生?《複製猴來了!》
《海洋也優養化了?》
活動專區 師生一起投稿玩科學~~
《科學少年》調價前最後優惠!
2018年茂迪科普講座

   

綠建築讓你節能又減碳《讓房子綠起來》
郭雅欣
現在有環保觀念的人很多,隨手做環保是家常便飯。不過你知道嗎?現在就連建築物也可以很「綠」,這種新的概念稱為「綠建築」,意思並不是建築物一定是綠色的,而是建築物從建造到使用,每一項設計都加入了環保的考量,消耗最少的地球資源,但一樣能讓居住在裡面的你覺得舒適愉快。綠建築運用了哪些厲害的科技或是極具巧思的設計呢?讀完〈讓房子綠起來〉,你一定大開眼界。

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《讓房子綠起來》
趙士瑋

我們的生活不外乎食衣住行,但這些基本需求卻在在耗費著地球的資源。現在多數人已經願意將環保付諸行動,例如使用環保餐具、吃在地或當季的食物、舊衣回收、盡量搭乘大眾運輸工具等。不過,居住這件事要怎麼環保呢?為了避免風吹雨淋,人們開山闢地、大興土木,建造一棟又一棟的房屋建築,為了住得有品質,屋內也必須有舒適的空調、明亮的照明,以及其他各式各樣的家具和電器,耗費的資源相當可觀。然而,我們一定要大量擷取地球的資源,才能滿足人們的居住需求嗎?

現在有一種新的建築概念:「綠建築」,目的就是把建築所耗費的資源降到最低,不論是建造時,還是人們開始進入建築物居住或工作時,都能盡量減少二氧化碳的排放、融入自然生態、節省能源的消耗、降低對環境的破壞,讓建築也能很環保、很「綠」。

這樣的房子住起來是什麼感覺?有什麼特色?又使用了哪些巧思及科學原理呢?現在就一起來探索「綠建築」的奧祕,並且了解建築怎麼讓我們的生活綠起來!

自然又舒適

建造綠建築的主要目的,是希望能讓建築物既環保又能住得舒服。為了達成這個目的,良好的通風是綠建築的一大挑戰──要怎麼讓房子不需要開空調,就能讓屋內不悶熱,保持空氣的流動呢?

冷熱空氣對流,形成自然通風

多做一些窗戶如何?打開房屋四周的窗戶,讓風自然吹進屋內,是一個好方法,多數的綠建築也都設計了較大、較多的窗戶。不過,還有一種特殊的工法,能創造空氣的流動,大幅改善建築內的通風,而且利用的科學原理相當簡單:熱空氣密度較小,所以會上升;冷空氣密度較大,所以會下沉。

許多綠建築會在屋頂設計排風口,靠近建築低處的地方則設計進風口,當室內的熱空氣往上浮,從排風口排出時,進風口則有較冷的空氣進入遞補,室內空氣因此產生自然的流動,就像是有風在屋內吹拂,不用開冷氣或電扇就能涼爽舒適。舉例來說,國立成功大學的孫運璿綠建築研究大樓,就在周圍開了許多窗戶做為進氣口,並在屋頂有著多達三座的通風塔,分別對應著建築物的中庭、室內講堂崇華廳,以及亞熱帶綠建築博物館。這棟大樓將綠建築的理念發揮得淋漓盡致,因此有「綠色魔法學校」之稱。

通風塔的設計是不是讓你聯想到煙囪?沒錯!其實古代的人們就已經發現,把氣體通道做成筆直細長的煙囪,空氣對流的效果相當好,在煮飯的灶或燒柴的窯上總是有根又長又高的煙囪管,因此這種綠建築設計又稱做「灶窯設計」。…..

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2018年03月 ]

 

中中、華華怎麼誕生?《複製猴來了!》
葉朝欽

《西遊記》中的齊天大聖孫悟空,只要拔根毛,吹口氣,就能變出成千上萬個一模一樣的孫悟空。這個看似不可思議的法術,現在似乎踏出實現的第一步!只不過科學家用的不是毛髮,而是獼猴身上的細胞,加上先進的生物工程技術,真的複製出一模一樣的獼猴了。

做出這項成就的是中央研究院院士蒲慕明博士在中國科學院上海分院帶領的研究團隊,他們成功複製出兩隻一模一樣的獼猴,取名為「中中」、「華華」,這是科學界第一次成功複製靈長類,成果廣受矚目!

得來不易

生物科技發展至今,複製動物的技術也不斷精進。最早發現複製動物的可能性發生在1902年,當時德國科學家漢斯用頭髮將蠑螈胚胎一分為二,發育成兩隻一樣的蠑螈。

之後數十年間,陸續也有其他科學家利用胚胎複製出動物的案

例,但更進一步的,漢斯在1938年提出了利用動物身體細胞複製個體的構想,稱為「體細胞核轉殖」,也就是從動物身上取下細胞,並取出裡面的細胞核,然後植入預先去除細胞核的卵內,發育成胚胎,再把這個胚胎放入另一個母體內,讓它發育成長。

不過要到將近60年後,體細胞核轉殖的技術才終於在哺乳類出現第一個成功案例,也就是1996年誕生的、全球馳名的桃莉羊。……

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2018年03月 ]

《海洋也優養化了?》
許夢虹

相信大家對於「河川優養化」一詞一點也不陌生吧!「優養」是什麼意思呢?優代表充沛,就是「多」的意思,養是養分,所以河川優養化代表河川裡累積了過多「營養」。這些營養有的來自農業肥料,有的來自養豬、養鴨等畜牧業,有的來自工廠,還有人們日常生活中的廢水,最後也是排到河水中,於是河水中累積了許多養分。但這些養分並沒有讓河川長胖、長壯,反而造成了嚴重的問題。

造成河川優養化的主要成分是氮和磷,它們能讓水中的藻類大量繁殖,像綠色地毯般覆蓋整個水面,遮蔽了照射到水下的陽光。水下植物因此無法進行光合作用、釋放氧,所以無法增加水中的氧氣量。不只如此,藻類壽命短,很快就會死亡,這時,負責分解藻類的細菌會快速繁殖並用掉大量氧氣,使河水中的狀況更是雪上加霜,氧氣愈來愈少,因此原本生活在河裡的魚蝦會因為缺氧而逃離,甚至死亡。

而百川終歸是要奔向大海的,這些「營養」的優養化河水流入大海,然後呢?然後「它」就死掉了。是的,河水裡早已魚蝦滅盡或逃盡,現在連海裡的魚蝦也因優養化的河水流入而死掉,這是怎麼回事?

死亡的海洋

流入大海的優養化河水仍富含養分,使河川優養化的過程再度於海洋中重演,但後果卻更加嚴重,特別是在淡、鹹水交界的海口區。來自陸地河川的淡水流入海中時,由於河水密度比海水小(比較輕),所以不易下沉和鹹水混合,於是如同一道屏障,阻隔了下層海水和空氣的接觸,而無法交換氧氣。再加上河川帶來的養分也會在海中造成優養化,更加速下層海水中氧氣的消耗,「海洋死區」也就此形成。

通常在海水表層,每公升海水裡至少含有5 ml的氧。但淺海近岸的海洋死區,每公升海水的含氧量卻低於2 ml。淺海近岸本是海洋生態最豐富的地方,缺氧的情況會使底棲生物,如蝦和螃蟹等,紛紛離開牠們的巢穴,移動到其他地方,而當每公升海水的含氧量低於0.5 ml,無法移居的水中生物,如珊瑚和海葵等,便會開始大量死亡。原本充滿各式各樣生物、色彩繽紛的海洋世界,頓時成了一片死寂的煉獄,嚴重破壞了海洋生態系的平衡,也直接影響人類在近海的漁獲量。

在大約60年前,科學家第一次注意到地中海地區的亞得里亞海有些區域的溶氧量特別低,導致生物異常少;後來在黑海和大西洋北海的卡特加特海峽也發現同樣的現象。於是科學家將這些因缺氧現象而導致大量生物死亡的區域命名為「海洋死區」。到了2008年,海洋死區已遍布全球超過400個區域,影響範圍超過24萬5000平方公里,相當於七個臺灣的大小。

海洋死區不僅使漁業和生態受到極大的傷害,更有研究指出,海洋死區缺氧的環境極容易產生氧化亞氮(N2O)。氧化亞氮是一種很強的溫室氣體,造成溫室效應的效果是二氧化碳的百倍以上。…….

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2018年03月 ]

 

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