因應全球變遷的巧思

漂浮水上的碳中和辦公建築

▲攝影｜Marcel IJzerman

資料來源：Powerhouse Company

文字整理：棲位工作室_呂慧穎

【Floating Office Rotterdam】基本資料：
位置｜荷蘭鹿特丹（Rotterdam, Netherlands）
設計｜Powerhouse Company
業主｜RED Company
類型｜辦公室、公共空間
樓地板面積｜辦公面積：3,124m²、餐廳：478m²、總面積：3,602m²
合作夥伴｜Nanne de Ru, Stijn Kemper
設計及建造期間｜2018-2021年

永續節能設計：
• BREEAM傑出永續性認證（BREEAM Outstanding Sustainability certification）
• A+++++級能源標籤
• 屋頂包含870m²的太陽能光電板，電量約為154千瓦小時，約為54戶之家庭用電，為本建築物年需求能源的109％。
• 由1600 m³之FSC/PEFC永續木材建造而成，木材來源為基地附近的德國森林。相當於1,440噸隱含碳，可供汽車驅駛10,160,000公里，也相當於單一歐洲家庭320年用電之碳排放量。
• 以木材代替混凝土，直接減少了1,200噸隱含碳。
• 綠屋頂設計增益生態多樣性，並設計保水系統，達到節水及節能。
• 全面採用三層玻璃（中空玻璃），有更好的保溫效果。

全球規模最大的浮動辦公室

Floating Office Rotterdam （FOR）是由Powerhouse Company事務所為業主RED Company所設計的浮動辦公室。這棟建築最大的特色在於利用太陽能以及水源熱泵交換系統，達到能源上的自給自足。而全木料的主要結構，不但運用木材碳匯的特質，大大減少建築物的隱含碳，更難能可貴的是在結構組裝上的用心，因不採用任何黏合劑，讓所有主結構可以在拆卸後達到百分之百的重複使用。這幢全球規模最大的浮動辦公室榮獲BREEAM傑出永續性認證（BREEAM Outstanding Sustainability certification）肯定，是BREEAM目前在全球給予的最高認證等級。而因各項節能及再生能源設計，更獲得歐洲5A+級能源標籤。

▲FOR的浮動設計充分展現建築對於全球氣候變遷的調適性與韌性（攝影｜Sebastian van Damme）

特殊的使命感

FOR事實上扮演了鹿特丹Rijnhaven港口區振興的重要指標。無論是建築規劃設計、建造過程或對於未來運營的思考，FOR都充分反映了主要用戶─全球適應中心（Global Center on Adaptation, GCA） 的重要使命。該中心可說是集合全球頂尖人才的所在，是面對人類族群存續以及地球永續的挑戰，在環境、社會、經濟各個面向上，提出因應策略及願景擘劃的前瞻性機構。Powerhouse Company打造了名符其實能夠反應人類對於全球環境變遷調適能力的建築。FOR不但以漂浮之姿展現面對海平面上升的耐受能力，在建築能源的規劃及利用上更積極以再生能源滿足全建築物營運所需，並從選擇低隱含碳材料以及施工方法的精進等，大大減低建築全生命週期的碳排放量。

▲FOR節能永續設計策略

以人為本的設計

FOR為包含底座共四層樓的辦公建築，大多數面積為辦公空間，其餘則為餐廳等服務設施。分層簡述如下：

• 底座層： 安裝水源熱泵交換系統。在結構上，整棟木構造建築奠基在15個預制的混凝土浮橋之上，這些浮橋錨定在一起，形成一個堅固的浮動底座。
• 一樓：包括多功能空間，含兩個戶外平台和帶游泳池的甲板
• 二樓：格狀建築結構讓建築內部擁有很大的彈性運用空間，未來可因應使用者不同的需求做適當調整。
• 三樓：細胞狀排列的辦公室和斜屋頂天花板。

Floating Office Rotterdam （FOR）的公共設施，包含了餐廳和一個大型戶外平台，在馬斯河（Maas）這側則外加了一個浮動游泳池。整體設計中，Powerhouse Company優先考量到的是使用者的身心健康福祉。6x3m2大型落地窗能夠毫無阻礙的享有戶外的景觀，而所有樓層都設計了戶外陽台，能從室內直接通往室外。使用者可以在工作期間享受河水環繞、波光粼粼的景致，同時也能適度在寬敞的甲板上放鬆身心。心理學研究顯示，擁有相對大面積的木質表面室內裝修，可以減輕壓力並提高注意力，因此，FOR也在建築內部保留了木材的溫潤質感和自然紋理。外部欣賞這棟建築，水平走向的外觀搭配木質飾面，更展現出一份沉穩和寧靜。

▲戶外空間可以是辦公空間的延伸，也可以是社交關係發生的所在（攝影｜Sebastian van Damme）

▲以視覺的連結性，打破室內與室外空間的交界

▲大面積的陽台及平台設計，可以作為放鬆身心的去處，讓空間使用更具人性化（攝影｜Sebastian van Damme）

▲地板及牆面運用直交式集成板材（Cross-laminated timber, CLT）

巧思建構浮力

打造浮動辦公室最主要的挑戰就是穩定而平衡的浮力，FOR的浮動底座是通過張力鋼索，將15個基座單元相互錨定在一起，建構擁有足夠強度且穩定的基礎。除此之外，為了達到浮力的平衡，上部重量必須均勻分佈，而每處的浮力也需仔細經過校正，由類似船舶的壓艙物的概念，進行重力和浮力的平衡。因為底座的目的是要乘載上方的建築物，因此，整體的呆重（如：建築結構物中梁、柱等結構材料本身的重量）必須加以控制，這是影響建築量體的關鍵。

面對這項基本挑戰，建築師運用了一種非常典型的設計方法─格狀結構單元，來有效解決建築組件所可能造成的浮力偏差問題。在建築外型設計上也運用了基本的物理概念，對稱的型態能充分滿足對於平衡的高度要求。就建築設計而言，立面上的對稱性能夠賦予建築強大存在感，但在FOR的例子中，它更具有結構和力學上的實質意義。

▲北立面─水上建築最重要的是對稱性，水平化且對稱的建築物讓建築物的整體重量盡可能均勻分布，重心盡量下向穩定。	▲東立面─為了獲得最佳的建築量體平衡，FOR採取了很典型的格狀設計。對稱性和體積的最佳結合，使建築物具有鮮明的特色。
▲東西向剖面─整棟建築由6x6m2的格狀構造組合而成，因此空間的切割元素的被最簡化。 這意味著許多單元間的連接和組構細節可以標準化，從而得以模組化方式設計整棟建築。	▲南北向剖面─從底座到結構，再到裝修，整棟建築由可重複的元素所組成

而底座必須有足夠的「空」體積，才能產生所需的浮力，而這也正好滿足建築物下方需要有足夠的空間來放置建築環境微氣候調節、能量存儲和貯水的相關設備。因此，FOR的屋頂才得以綠化，並且安裝大量的太陽能源板。而底座中安裝的水源熱泵交換系統，可以通過與河水進行熱交換的方式達到冷卻上節能的優勢。這對於總熱負荷遠高於冷負荷的辦公室建築格外有利。

由於浮動辦公室必須考量到未來在河流上遷移的各種條件，例如運河閥門的寬度以及橋樑的高度等等，因此，建築量體的寬度和高度自然必須有所限制。而這也意味者，必須盡可能的節省或壓縮管道空間。故Powerhouse Company選擇將建築環境微氣候調節系統結合到結構之中，但在木結構中鑽出傳統集中式管道的尺寸，勢必會降低結構強度，而增加梁柱厚度則失去壓量體的本意。因此必須將管路化整為零但又必須保持合理性、邏輯性，因此在建築規劃設計的結構顧問進行溝通合作。

▲特別精選單位重量輕的木材（攝影｜Sebastian van Damme）

以碳匯降低建築物隱含碳

木構造的優點在於易在場外預製、易於現場組裝，並且在需要進行細微調整時易於現場變更。木材重量相對較輕，能讓浮動基座上的建築量體有更大的彈性設計空間。此外，由於施工技法的講究，不使用黏合劑，整棟建築可以進行拆解，以便將來可以再次利用。而儲存在本案使用之木材中的二氧化碳總量，相當於一輛普通汽車行駛800萬公里的路程。而總重970噸的木材質量，在幾分鐘內就可以在德國森林中重新生長。

▲木構造大量減少建築隱含碳（攝影｜Sebastian van Damme）

適應未來的準備

FOR雙斜屋頂中的一側，裝設了870 m²的太陽能源板，每年產生的電力超過了建築本身的營運需求，剩餘電量還能回饋城市供電。900m²的綠色屋頂，則為生物多樣性加分，同時有益於建築物本身的溫度調控。加上主要構造選用低隱含碳的木材，因此，整棟建築在建造完成的第一時間，就成功地將建築物營建碳排放降到最低。同時這些設計要素，也在未來建築的營運上，持續的發揮減碳的效益。FOR可說是以實際的性能展現呼應地球永續、淨零碳排的願景目標。

▲FOR的節能永續設計

【延伸閱讀】Floating Office Rotterdam建造過程影片