隨著全球對氣候變遷關注的升溫及國際碳費政策的推行，重新定義了建築設計的優先級：「如何在滿足功能需求的同時，降低碳排量」成為了設計團隊的全新課題。
文/何宗翰 圖/易境永續
由於，傳統的設計方法往往缺乏科學數據的支持，使得減碳效益難以量化，業主也無法直觀判斷設計是否符合永續目標。在這樣的背景下，建築數位模擬技術（如CFD計算流體力學）與永續發展框架（如ESG、ESD）逐漸成為建築業的「隱形推手」，引領設計革新與技術實踐。
永續環境下的建築設計
隨著全球減碳目標的逐步明確，「碳費」正成為各行業無法忽視的重要議題。對於建築設計而言，這意味著不僅需要在建築運營階段（例如能源消耗）降低碳排放，更需要考慮建築全生命周期中隱含碳的影響，包括建材的生產、運輸與施工過程。這種全面的要求，為ESG（Environmental, social, and governance環境、社會、治理）和ESD（Environmental Sustainability Design環境永續設計展）框架的實施提供了嶄新的機會與挑戰。
在推動永續發展的道路上，ESG和ESD各有其獨特的側重點：
ESG強調對環境的影響、對社會的貢獻以及在治理層面的透明性與責任。企業需通過能源效率提升、碳排放減少以及健康環境的創造來滿足投資人與社會對永續的期望。
ESD相較於ESG的綜合性框架，ESD更專注於環境永續的設計。這一概念在新加坡受到重視，強調通過技術手段在城市開發與環境保護之間找到最佳解方。
透過引入這兩個框架，建築行業得以在規劃階段系統性地評估減碳效益，並以數據為基礎為業主提供判斷依據。例如，CFD（計算流體動力學）模擬技術能夠量化不同設計選項對碳排放的影響，從而幫助業主在成本與永續目標之間做出平衡。
技術應用與永續設計：CFD與被動式設計的結合
在碳費與永續目標的雙重推動下，被動式設計逐漸成為建築行業的重要趨勢。被動式設計旨在利用自然環境中的風、光與熱資源，減少對機械設備的依賴，從而降低能源消耗與碳排放。而數位模擬技術，尤其是CFD（計算流體動力學），為被動式設計提供了科學化、數據化的支撐，成為推動永續建築的技術基石。
被動式設計的核心之一是降低對空調和機械通風設備的需求。例如，利用自然風通過CFD模擬設計開窗比例與通風路徑，不僅節能，還可維持室內外的舒適度。
熱輻射模擬圖
CFD模擬圖-氣溫模擬
CFD模擬技術可以模擬建築周圍的氣流流動，幫助設計師優化建築布局，促進自然通風，降低熱島效應。例如，開放式街區設計結合CFD分析，能有效改善街道的微氣候條件，提高戶外公共空間的舒適度。
在建築內部，能根據不同通風策略進行模擬，評估對室內空氣品質與舒適度的影響，從而降低對空調系統的依賴，同時提升居住者的健康與滿意度。
甚至根據不同的空調佈局，進行氣溫模擬，評估最舒適節能之空調排布，進而達到減少能源消耗之目的。
除通風管理之外，日照管理也是能優化能效的一大部分。建築在不同時段的日照覆蓋範圍與強度，為設計遮陽結構或外牆反射材料提供科學依據。這樣的日照管理不僅減少了冷氣使用需求，也提高了整體能效，進一步支持運營碳的減少。
數據化設計階段的價值
在傳統設計過程中，設計師往往依賴經驗進行規劃，而缺乏精準的數據來支撐決策。然而，隨著數位模擬技術的進步，設計階段的每一步都可以被量化和優化。模擬不同設計方案的能源消耗與碳排放，讓業主在早期就能了解設計的減碳潛力。不僅依賴國際認證體系(如LEED、WELL等)，更可通過模擬數據進行檢驗，確保設計能真正實現低碳目標。
從認證到數據化應用，再到被動式設計的實踐，建築設計正在進入一個由數據驅動的低碳時代。在碳費政策的推動下，數位模擬不僅是設計工具，更是決策的核心支撐。未來，結合科學數據與創新設計的方案能在實現減碳效益的同時，真正助力建築行業邁向永續發展的目標。
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