[Paper presented at the International Workshop on Energy Efficient Buildings in China for the 21st Century, 14-15 December 2000, Beijing, China (in English and Chinese)]

建築節能網上學習 – 能力建設工具

許 俊 民

(香港大學建築學系)
電子郵件: cmhui@hku.hk;網站: http://arch.hku.hk/~cmhui

摘要: 討論中國建築節能在能力建設上之需求,及解釋應用萬維網來改進教育和信息計劃的潛力。介紹香港大學為推廣建築節能而建立的網絡為本信息系統,並且展示網上學習環境如何支援建築節能之教育、培訓和非正式自我學習。
目錄
1. 前言
2. 能力建設之需求
3. 利用萬維網
4. 網絡為本信息系統
5. 學習環境
6. 前景
7. 總結
鳴謝
參考文獻
圖表
圖1  建築節能研究(BEER)網站(http://arch.hku.hk/research/BEER/)
表1  建築節能培訓課程之大綱
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1. 前言
        隨著經濟快速增長和人民生活水平不斷提高,中國在廿一世紀正面對建設和能源發展方面的重大挑戰。中國的城鎮正在高速發展,當中已經有許多城市面對著消耗化石能源所帶來的環境問題。尤其是目前有很多節能水平較差的房屋都紛紛安裝上空調機,使能耗大幅增加[1]。若果要實現可持續發展的目標,必須把節能搞好。 雖然中國在近十年來已經把國家整體節能水準提高了(主要歸功於工業類別),但是從國家未來經濟和環保前途來看,仍然須要把節能成績更進一步提升[2]。研究指出,中國在建築節能方面的成績比其他類別為低,而且未來中國的建築物會佔總體能源消耗的三份之一,所以推廣建築節能的工作是刻不容緩。

        缺乏適當途徑來推動節能措施的廣泛應用是阻礙建築節能發展的主要原因之一。目前社會上各階層都缺乏建築節能和節能投資的充分知識。很多建築專業人士也缺乏正統的節能技術訓練,以便擔當可再生能源系統及能源管理的工作[3]。這樣,一些現有和正在發展的節能技術都沒有被廣泛明瞭和應用在實際建築上。缺乏方便的信息經常會影響節能技術的推廣和應用[4]。為了解決這些問題,香港大學建立了一套網絡為本信息系統,用來推廣建築節能和鼓勵人們積極學習節能概念與技術。希望藉此加強這方面的人力資源發展,以及增強人們對建築節能的意識與知識。
 

2. 能力建設之需求
       根據《中國21世紀議程》表示,能力建設涉及國家的政策、管理、經濟、環境、資源、科學技術、人力資源等方面[5]。在其他國家,能力建設會有各種不同的理解方式。一些國家會把能力建設當作培訓工作,但是研究經驗指出,能力建設其實是比培訓更為廣義,是促使能力增強的手段,而培訓或是人力資源發展只是其中一個可行的方法。其他同樣重要的方法包括建立良好的法律、管制和政策體系,加強政府和相關機構的效率,以及建設起社會的意識和文明。隨著中國的經濟結構從中央策劃轉變成市場主導方式,目前的節能政策體系也要更有效地轉型來適應這新經濟環境。

       建築節能的能力建設應當集中在改進技術和市場導向的能力。教育在這方面是關鍵的因素,因為政策成功與否取決於大眾的理解和意識,他們是否有足夠的設計和分析資料,以及富有科技和管理才能的人員是否充足[6]。宏觀來看,這教育過程包括中、小學,技術和專業培訓,大學教育,短期訓練課程,以及持續專業課程等各方面。其目的是要把信息有效地傳播及提供適當培訓給相關人員,例如發展商、建築師、工程師、技師、樓宇用戶,及決策階層、商家與工業家等等。

       保證信息獲取的途徑也是能力建設的重要因素。若果人們對節能科技的知識和經驗不足的話,會影響建築設計和運作時所作的決策。我們必須為相關決策者和大眾提供所需資料,好讓他們明瞭節能的潛力和意義。同時,也要提供節能科技的專業技術和專家意見,以便大眾分享、採納。現今節能科技和相關的資料增長非常迅速,而且日漸複雜起來。要有效地處理和傳播這些信息,需要高效能的信息管理。互聯網科技可以提供幫助,更有效地達成能力建設之目標。
 

3. 利用萬維網
        互聯網在近年來發展非常迅速。尤其是萬維網(WWW或Web)的快速勃起,提供了適應性強、方便和互動的信息資源,遍及廣泛的用戶。因為萬維網的靈活性、及時和方便的功能,使它能夠成為推動高質素節能教育和培訓的有效媒介[7]。網上的資料現在已經吸引了很多從事能源政策和能源系統研究的人員所注視和採用。相比起傳統的紙張通訊方式,利用萬維網作為基礎通訊網路可以提供靈活、低成本、和豐富表達的優點。

        利用網絡為本的方式比較起製作和分派傳統的電腦軟件更具優勢。首先,運用先進的網絡工具來設計用戶介面,比傳統方式更簡便、更省時。其次,分派製成品的成本也可以降至最低。再者,日後更改或加入部分都不用重新分派或安裝,可大大節省開支。當資料在網絡上安裝妥當後,日後的定期維護和更新都十分便宜。只要在主伺服器上作出所需更改,其他用戶基本上都能接收得到。每個用戶利用溜灠器作為介面,可以免卻大部份硬件和軟件相容性和安裝上的問題。無論用戶本身有沒有相應之計算機資源,也可以通過網絡使用主伺服器的強大計算功能。另一優點就是,用戶基本上可在任何電腦平台上透過溜灠器使用該網絡工具;而且萬維網可即時接駁到互聯網上不斷更新的相關資訊,保證信息新鮮。

        把建築節能相關的文件編輯成電子格式傳播,能夠為上網人士帶來很大好處。現今,很多政府機構、研究組織、專業團體和個人都紛紛建立起節能和可持續建築的網站,在互聯網上發布之節能建築相關新聞和信息,已經形成一股豐富的信息庫,成為設計師、發展商,以至普羅大眾研究節能的起點。同時,萬維網的多媒體功能也提供了豐富、互動的環境給人們進行新穎的溝通和合作。
 

4. 網絡為本信息系統
        香港大學為推廣建築節能科技,建立了一套網絡為本之信息系統[4]。該系統的目的是要為建築節能建設起豐富的信息網絡,使人們能夠簡易運用,相關政府部門和機構能夠方便地獲取最新、最齊全的資料。為設計師、決策者、研究員和其他建築命脈相關之人士提供方便有效的節能信息和資料,可以激勵他們對節能潛力和優惠的意識。圖1表示該系統的主要組成部份(網站為: http://arch.hku.hk/research/BEER/)。這系統包含幾個單元,每個單元是建築節能之主要題目並且包括了簡易資料、相關數據和網絡連結等信息。我們目前也正在建設一個案例庫和網絡資源分類庫等。

(一) 氣象分析
 闡釋建築氣象設計原理,提供香港之基本氣象資料和數據。目前正在建設中國內地各主要地點之氣象資料,並且提供世界各地氣象數據來源的連結。

(二) 能效模擬
 介紹建築能效模擬技術,解釋相關之能效模擬工具。並且有一連結到「香港DOE-2資源中心」,該中心為香港大學與美國柏克萊國家實驗室協辦的組織。

(三) 節能標準
 介紹香港建築節能標準、法規和指引。相關標準和指引都可在該網頁下載。闡釋其他跟節能相關之措施。提供中國內地建築節能標準的簡介,以及世界各地標準的連結。

(四) 可再生能源
 闡釋可再生能源之基本概念,提供相關之信息和網絡連結。

(五) 可持續建築
 討論可持續建築之原理和概念,提供設計指引、參考資料和相關網站連結。


圖1  建築節能研究(BEER)網站(http://arch.hku.hk/research/BEER/)

5. 學習環境
        支援教育和培訓工作是這系統的主要功能之一。目前,已經建立了好幾個節能和可持續建築的學習單元。這些單元已被應用在香港大學建築學系的部份課程裡,用來支援一般教學組件和設計坊等[6]。這些網上教材也被應用來支援一些建築人員的培訓課程。表1顯示其中一個在1999年8月進行的培訓課程之大綱(此課程共6小時,分兩晚進行)。

表1  建築節能培訓課程之大綱
 
1. 基本原理
    1.1 氣候和工地環境
    1.2 圍護結構
    1.3 建築(設備)系統
3. 建築節能科技
    3.1 被動式降溫和日光運用
    3.2 暖通空調系統
    3.3 主動太陽能和光伏發電
2. 建築節能標準
    2.1 基本概念
    2.2 建築節能法規
    2.3 建築節能表現
4. 建築節能分析方法
    4.1 建築能效模擬
    4.2 建築能源審核和調查
    4.3 習作

        研究結果顯示一點有趣的地方,在能源相關的專業人士當中,很多人以「非正式的自我學習」模式在網上溜灠,但是,絕大部份網上的資料卻沒有刻意為學習而預備。正式的學習課程會較為注重教授方法,並且會引導學生達成指定的學習目標。相反,有些自學人士只依靠一些基本指引在網上探索內容從而吸取知識。因為這些網上內容沒有明確的教授方法,所以自學人士需要花更大的認知力量才能更好地運用這些信息資源。若果要更有效地運用網上資源來達成能力建設的目的,便要考慮一下如何使非正式的學習結果能夠變成有用的教育用途。

        使用網絡為本之系統可以鼓勵自我控制的遙距學習。近年來,網上節能資料在國際上迅速增加,這便為非正式的自我學習人士帶來更多學習機會。可是,因為互聯網是沒有管制的領域,當中的資料總是良莠不齊。而且,網上的資料迅息萬變,要追蹤所有相關的連結和內容並不容易。上網接線的速度、資料質素、網站可靠程度和文化差異等因素,仍然是網上學習的常見障礙。要設計一個能夠服務廣大讀者的學習環境,便要仔細考慮教學方法和實際操作的問題。
 

6. 前景
        中國是世界上人口最多的國家,而且很快將會成為世界上互聯網最大的市場之一。根據中國互聯網信息中心2000年7月的調查報告顯示[8],中國已擁有超過一千六百九十萬互聯網用戶,而且數量每年正在高速增長。雖然上網速度、網絡服務和國際頻帶寬度等仍舊是中國互聯網用戶常遇到的障礙,但是網絡發展和在線學習等方面相信在中國是具備良好潛力的[9]。如果網上信息和學習能夠在中國推廣,建築節能的能力建設便能更有效地進行。

        香港大學在這方面的研究和教學工作,長遠目標是要建設好根基來支援節能和可持續建築的發展。目前,大學正在建設相關的學術和培訓課程,用以改進教學質量和提供更多這方面的學習機會。計劃包括開展一些持續和專業教育課程,好讓行內的專業人員能夠有機會不斷增強知識和改進技巧。同時,我們亦正在跟國內外的相關院校商討,希望能夠共同合作把節能的經驗和知識與大家分享。
 

7. 總結
        節能工作的成敗,以至建築節能的成果,很大程度上不單取決於克服重重技術上的障礙,而且也要依靠信息的分享和傳播。若要改進中國節能的能力建設,必得推展教育、培訓和研究上的合作和協調,也要促進研究成果在實際行業裡的應用能夠推廣到各省區、國家層次和國際層面上。互聯網是現今能源專業人士之重要工具。萬維網能夠產生難以想像的機會,使信息和知識的獲取更加方便,也使個人、各社團和政府等能夠以嶄新方式去學習和合作。隨著建築節能快速演變成為一門高深學科,一般書本的內容將會很快便落伍,而互聯網便會扮演越來越重要的角色,支援這學科的教育和培訓工作。
 

鳴謝
        本研究得到香港大學研究及會議基金委員會(CRCG)之研究資助。
 

 
參考文獻
[1]  涂逢祥主編,1996。《建築節能技術》,中國計劃出版社,北京。
[2] Sinton, J. E., Levine, M. D. and Wang, Q. Y., 1998. Energy efficiency in China: accomplishments and challenges, Energy Policy, 26 (11): 813-829.
[3] Jennings, P. and Lund, C., 2001. Renewable energy education for sustainable development, Renewable Energy, 22 (1-3): 113-118.
[4] Hui, S. C. M., 1999. Web-based information system for energy efficient technologies in HVAC and the built environment, In Proc. of the 1999 Asia-Pacific Conference on the Built Environment, 29 November - 2 December 1999, Taipei, Taiwan, pp. A7.1-A7.9.
[5] State Council of People's Republic of China, 1994. China's Agenda 21: White Paper on China's Population, Environment, and Development in the 21st Century, Chapter 6 -- Education and Capacity Building for Sustainable Development, China Environmental Science Press, Beijing. (also available at http://www.acca21.edu.cn/)
[6] Hui, S. C. M. and Cheung, K. P., 1999. Developing a web-based learning environment for building energy efficiency and solar design in Hong Kong, Solar Energy, 67 (1-3): 151-159.
[7] O'Mara, K. L. and Jennings, P. J., 2001. Innovative renewable energy education using the World Wide Web, Renewable Energy, 22 (1-3): 135-141.
[8] CNNIC, 2000. Semi-annual Survey Report On Internet Development In China (2000.7), China Internet Network Information Center (CNNIC), http://www.chineselocal.com/cnnic.htm.
[9] 丘海雄,2000。《中國互聯網 -- 市場分析及發展狀況調查報告》,TeachOnNet.com Limited,香港。