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一、建築外殼節能指標方面

在 1992 年的地球高峰會議之後,節約能源的觀念已經由單純的 應付石油危機擴展到地球環保,因為在消耗能源的過程中會產生二氧 化碳、二氧化硫等氣體,其中二氧化碳是造成溫室效應的主因,而二 氧化硫排放到大氣中是形成酸雨的主因,因此從環保的觀點期望盡量 減少能源之消耗,而建築外殼之節能設計是可以直接以設計手法不必 增加造價就可減少建築物生命週期中使用維護過程的耗能,也就是說 優良的建築外殼設計是達成「綠色建築」最輕而易舉而可立竿見影的 手段。

在評估現行建築節能指標是否適用時,應考量下列議題:

(一)現行指標是否能符合其選用對象之建築物的耗能特性?

所謂耗能特性包括使用能源的種類、時段、模式等,因為依建築 物使用能源特性來歸納使用類別,才不至於訂定太多種指標讓管 理工作趨於複雜;例如旅館及醫院雖然也是供人住宿的,但是他 們通常採用中央空調系統,所以與辦公建築同樣歸類為空調型建 築比較實際。至於同一大類之下的小分類,則考慮訂定不同的基 準值或是在指標公式中採用不同的參數。

(二)現行指標能否能否反應建築物的耗能量?

指標的訂定應有長程的連貫性與前瞻性。雖然個別的部件效能指 標易於瞭解操作,但是若不能反應建築物的耗能量就不能進一步 預測二氧化碳的產生量,對於綠建築環境的評估則無助益,所以 只能作為輔助的指標。

(三)現行指標對於執行的方便性有否解決方案?

雖然指標所考慮的影響因子愈多愈能反應實際耗能狀況,但是相

對的也可能因為影響因子的交互作用,使得指標公式變得複雜不 易操作,所以如何將影響因子的權重合理化及物理量的變動參數 化,或是利用電腦的處理能力求得簡算法,都是應該追求的方 向,總而言之,指標操作方便是管理制度能否推動的關鍵因素。

內政部曾於民國 70 年委託成功大學建築研究所研擬「建築技術 規則建築節約能源篇規範」,當時是參考新加坡的 OTTV 指標,於 72 年完成規範草案送交內政部(資料來源:參考書目二-1),然而此一規範 由於政府相關部門無法達成共識及民間業界的抗拒,終於胎死腹中。

究其原因可分述如下:

(一)在指標的基本資料方面

當時我國對於國內建材的熱阻係數,等效溫差基本資料欠缺,直 接引用國外資料又有誤差不確定之虞。

(二)在指標來源方面

由於 OTTV 的來源是美國加州的法規,著眼於大陸型氣候,對於 亞熱帶海島型的熱濕氣候是否適合,不無疑慮。

(三)在指標的學理方面

OTTV 只考慮外殼的熱傳透率為考慮室內發熱量,在高標準照 明,較多機電設備及人員密集的建築物使用時,產生很大的室內 熱能,使得建築物內部對冷氣之需求與室外溫度的變化不再形成 正比關係,這時候建築物外殼熱傳透率愈小(即隔熱愈佳)不一 定愈省能。

(四)在管理對象方面

草案規定,申請新建或增建三層以上,總建築物樓地板面積在五 百平方公尺以上者均適用,管理對象太多、管理人員不足。

(五)在管理項目方面

管理項目由建築外殼延伸至空調、照明、冷熱水設備共六章二十 五條項目繁多,徒增建築師的工作量,自然遭到抗拒。

(六)在推廣技巧方面

能源管理專業能源的培訓、節約能源的宣導、政府相關部門的工

作量分配協調均嫌不足。

我國建築節能技術規範對於「空調型建築」採用建築外殼耗能量 ENVLOAD 指標這一部份在理論發展過程及測試印證結果均極良好,

且具有下列特色:(資料來源:參考書目二-6)

(一)此指標在理論發展過程中,充分以台灣六大都市「平均氣象年」

之長期氣象資料為基礎完成解析,非常適合使用於本土的氣象條

件。

(二)此指標在解析中同時也經過韓國、日本、美國等 16 大都市氣候

條件之印證分析,亦適合國外不同氣候區內之應用。

(三)此指標的預測能力由 1458 個辦公建築樣本的重回歸分析成立,

用來解析一般市面上多樣化的建築物,具有相當高之信賴性。

(四)此指標之解析信賴度經日本空調學會之空調耗能動態電腦解析程

式HASP 之印證,證實其對建築外殼耗能量的預測精度極高。

(五)此指標之計算公式已將多變的氣象、建築類型及空調模式等因素

偏回歸簡化為各種係數,以利應用。

(六)此指標直接反應耗能需求量,較易與 PACS 指標接軌,共同構成

完整的節能設計體系。

對於非空調型的建築物尤其是佔建築市場大半的「住宿類建 築」,則立法之取向與空調型建築完全不同,因為住宿類建築的室內 使用情形混亂,使用冷氣之機型很多,而且在中間期常利用自然通風 達成冷房效果,換句話說就是住宿類建築很難歸納為一般空調型建 築,所以成大建研所就延續 ENVLOAD 計算式,加入網流通風解析模 式,經過電腦模擬預測,室內之風量、風速、通風率等物理量,進而 修正原來 ENVLOAD 公式得到簡單明瞭、易於操作的「等價開窗率 Req」及「平均熱傳透率 Uar、Uaw」等部件效能指標。

但是在修正 ENVLOAD 為 Req 之過程中,為了簡化影響因子交互 作用複雜性,對於影響結果較小的因子則假設為固定值,例如:

(資料來源:參考書目二-13)

(一)在日射參數修正方面的假定:

1、鄰棟建築遮陽係數

牆面 K=0.8 ;屋頂面 K=0.9 2、外殼熱傳透係數

牆面 U=3.5w/m2°k(15cm 厚 RC);屋頂 Ui=1.2 w/m2°k(含隔熱);

玻璃面 Ni=0.85;U=6.21 w/m2°k(單層 5mm 厚)

3、屋頂天窗面積所佔外殼總面積比率甚小,外周的非居室空間面積不 大,可忽略該部份。

(二)在通風參數的解析方面假定:

1、建蔽率

以市區.>50%;40%<郊區≦50%;開闊平原≦40%。

2、建築物高度

住宅區≦21 公尺;21 公尺<住宅超高≦36 公尺;其他超高>36 公 尺。

3、開窗型式

建議五種常用開窗型式,分別給予有效開口係數。

4、開窗率

按一般外牆開窗率 25%、30%、35%三等級來看,換算成外殼開窗

率約為 20%、24%、28%,故以三者為代表。

而以上之研究假定在付諸立法時又考慮到鄰棟建築變化多端,對 於通風之影響無法掌握,因此於規範中的通風修正係數之變因,只留 下門窗型式及陽台透空率(見表 4-1)。

表 4-1 通風修正係數 fvi

門窗形式 fvi 門窗形式 fvi 門窗形式 fvi

固定窗 1

陽台透空率

σ2<0.1 0.94

陽台透空率

σ2<0.1 0.83 橫拉窗 0.91 0.1σ2<0.5 0.92 0.1σ2<0.5 0.81 推、轉窗 0.80

σ20.5 0.91

σ20.5 0.80

圖 4-1 通風修正係數 fvi 圖例

因為建築物周圍的鄰房高度及建蔽率影響該地段的微氣候,也就 影響建築物外牆的風壓,不宜予以單一化。此種多次簡化的外殼耗能 指標,正如同外殼熱特性指標無法反應整體建築物的耗能情況,亦即 無法預測真正的空調耗電量,這對於指標基準值的訂定或修訂較難有 說服力,但是自 87 年擴大推行節能法規以來,國內建築界還是比較 喜歡外殼熱特性指標的方便性。所以目前建築節能法規體系是否具有 完整性及一致性可能需要進一步探討,從建造執照申請到使用及維護 檢查是否能夠一貫執行?各種節能獎勵辦法及參考性的節能做法應如

何落實成效也是值得探討的問題。