3.再生能源：
第四節 住宅建築案例能源評估
本節以一棟實際取得綠建築標章之住宿類建築分別進行(1)建築碳足跡 BCF 法 評估，與(2)電腦動態模擬計算之方式，比較二種評估方法下建築日常使用階段之 碳排放量。由於本案例並無綠建築標章之申請資料，因此本研究依據建築能源設 計技術規範，檢討本案之住宿類建築外殼節能指標Req，計算結果為 7.65%。
一、應用建築碳足跡 BCF 評估法評估碳排放量
1. 透天住宅建築案例描述
本案為地上4 層南北向的透天住宅類建築，建築主要正立面面北，主體建物為 一矩形之建築，是一棟位於北部氣候區之透天住宅。總樓地板面積為228.8 m2。建 物的一樓室內淨高4.1 公尺。室內空間屬於 A1 之空調分區，為客廳、飯廳及廚房，
其餘非空調空間為廁所及樓梯間。建物二樓室內淨高 3.4 公尺。室內空間屬於 A1 空調分區，設置兩間臥室，其餘東方的陽臺與露臺及樓梯間之廁所屬於非空調區。
建物三樓室內建高3.4 公尺。室內空間屬於 A1 空調分區，設置兩間臥室，其餘東 方的陽臺及樓梯間之廁所屬於非空調區。建物四樓淨高為3.2 公尺。室內空間屬於 A1 空調分區，設置一間書房。其餘東方的陽臺、西方之露臺及樓梯間之廁所屬於 非空調區。本模擬案例之各層平面圖如圖3-57 至圖 3-60 所示，各樓層空間用途分 布如表3-26 所示。
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表3-26 各層空間用途一覽表
樓層 功能／用途 一樓 客廳、飯廳
廁所、樓梯間 廚房
二樓 臥室 陽臺、露臺 廁所、樓梯間 三樓 臥室
陽臺
廁所、樓梯間 四樓 臥室
陽臺、露臺 樓梯間
圖 3-57 一層平面圖
圖 3-58 二層平面圖
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圖 3-59 三層平面圖
圖 3-60 四層平面圖
根據建築產業碳足跡BCFc 法(BCF Certification for Completed Projects)(林憲德 2018)，設備系統之耗能碳足跡是由「功能空間」的耗能標準(∑EUI × 𝐴𝐹𝐼 )為主幹，
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其中：EEVi 為外殼節能效率，參考綠建築評估手冊之(EVc-EV)/(EVc-EVmin)值計算之。
本案由於非綠建築標章之申請案例，因此本研究重新計算其住宿類外殼節能指標 為Req=7.65%。各項 EV 之計算如表 3-29，EVc=13%；EVmin=4.6%，經代入式 3-15 之計算後其Baci=0.936。
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表3-29 外殼節能效率
EVc 13% EEVi Baci
EV Req=7.65% 0.637 0.936 EVmin 4.6%
空調節能效率EAC 部分，本案空調設備系統設計，每間房間皆使用二級能源效 率之空調，其EAC=0.6。
由上述可得知，以ΣEUIai*AFIi=2059.2、Baci=0.936、EAC=0.6、β=0.532 代 入(式 2)可得本案建築使用階段空調耗能碳足跡(CFa)= 2059.2*0.936*0.6*0.532 = 615 (kgCO2e)
(3)照明設備碳足跡(CFl)
CFl = ∑(𝐸𝑈𝐼𝑙 × 𝐴𝐹𝐼 ) × 𝐸𝐿 × 𝛽 (3-16)
其中：
CFl：建築使用照明耗能碳足跡(kgCO2e)
EUIli ：i 類功能空間之照明耗能密度(kwh/m2*yr) EL：照明系統節能效率，基準案以 0.8 計
照明系統節能效率EL 部分，本建案使用二級能源效率之照明設備，並取用基準 案=0.8 來做計算。由上述可得知，ΣEUIli*AFIi=3203.200、EL=0.8、β=0.532，代入(式 4)可得 CFl = 3203.200*0.8*0.532= 1363 (kgCO2e)
(4)電器設備碳足跡(CFe)
礙於本案之無綠建築申請資料，因此無法準確得知二級以上之電器數量資訊，
因此暫以BCFd 法來計算，並採下式 5 計算電器設備之碳足跡。
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CFe = ∑EUI𝑒 × 𝐴𝐹𝐼 × 𝐸𝑅𝑒 × 𝛽 (3-17)
其中：
CFe：建築使用電器耗能碳足跡(kgCO2e)
EUIei：i 類功能空間之電器耗能密度(kwh/m2*yr)，參考(表)
ERei：i 類功能空間之插座電器承諾節能潛力 (採夜間待機用電停機設定，有則 0.9、無則 1.0)
插座電器承諾之節能潛力部分，假設本案並無採夜間待機用電停機進行插座電器 節能，ERei 以 1.0 計。由上述可得知 ΣEUIei*AFIi=4576、ERei=1.0、β=0.532，代入(式 5)可得 CFe = 4576*1.0*0.532= 2434(kgCO2e)
雜項設備碳足跡之耗能計算 (5)給污水設備碳足跡(CF)
CFwt = Wt × β (3-18)
其中：
CFwt：建築使用給污水耗能碳足跡(kgCO2e) Wt：給污水耗電量(kWh/yr)
給污水設備是以計算淨水污水處理及自來水之馬達揚水設備之碳足跡兩者而 得。本建案並未使用雨水沖廁系統以及雨水庭園澆灌系統；因此淨污水耗能密度 將以標準值0.81 來做計算。又，
Wt = [𝑄𝑤 × 𝐸𝑤𝑝 + (𝑄𝑤 − 365 × 𝑞𝑟𝑤) × 𝐸𝑤𝑡] × Rw
= {𝑄𝑤 × [0.02 × (𝑆 + 2)] + (𝑄𝑤 − 365 × 𝑞𝑟𝑤) × 𝐸𝑤𝑡} × Rw(3-19）
Qw = ∑(𝑛𝑝 × 𝑄𝑤 ) (3-20)
其中：
Qwi：i 類空間用水量(m3/yr) npi：i 類空間使用人數(人)
本案之空間屬於為A1，空間使用人數為 6 人，且 A1 空間用水量為 98.6(m3/yr)。
代入(式 3-20)可得Qw = ∑(𝑛𝑝 × 𝑄𝑤 ) = 6 × 98.6 = 591.6 (m3/yr)。式 3-20 中之各 項變數取值如表3-30 所示，代入式 3-20 中計算可得 Wt=550.188。
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再將Wt=550.188、β=0.532 代入(式 3-18)與(式 3-19)中，可得給污水設備碳足 跡CFwt = 550.188*0.532 =293(kgCO2e)。
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表3-31 設備標準碳排量
分類 設備碳排量
(kgCO2e/yr) 項目 設備碳排量
(kgCO2e/yr) 計算結果
G1j(加熱設備) 313
電熱水器 0
735
熱泵熱水器 0
瓦斯熱水器 313
G2j(廚房設備) 422
廚房電熱爐 0
廚房IH 爐 0
廚房瓦斯爐 422
由上述可得知，G1j=313、G2j=422 代入(式 3-21)可得 CFg = 313+422 = 735 (kgCO2e)。
3.整體設備碳足跡之耗能計算
本建案整體設備包含空調、照明、電器等三項主要設備，以及給污水與加熱兩項 雜項設備。根據式3-22 計算加總即可得整體設備之碳足跡。
CFeu = CFa + CFl + CFe + CFwt + CFg (3-22) 其中，
CFa=615、CFl=1363、CFe=2434、CFwt=293、CFg=735 故
CFeu =615+1363+2434+293+735 = 5440 (kgCO2e)
茲 將 上 述 各 步 驟 之 碳 排 計 算 列 表 如 下 ， 合 計 全 年 之 總 碳 排 放 量 為 5440 (kgCO2e/yr)，全年用電耗能為 10228 (kWh/yr)，本案之 EUI 相當於 44.70 (kWh/m2)。
本案件建築主要設備碳排放佔總碳排81％雜項設備碳排佔 19％。而，各設備細項 之耗能比例以及相對應之碳排比例分布，分別如圖3-61~圖 3-63 所示。
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表3-32 建築使用階段 BCF 法碳足跡計算列表 分類 細項 整年用電量
(kWh/yr)
整年碳排量
(kgCO2e/yr) EUI 比例%
主要 設備
空調設備 1157 615 5.06 11.3%
照明設備 2563 1363 11.20 25.1%
電器設備 4576 2434 20.00 44.7%
雜項 設備
給污水設備 550 293 2.40 5.4%
加熱設備 1382 735 6.04 13.5%
合計 10228 5440 44.70 100%
圖 3-61 設備比例
圖 3-62 整年用電量(kWh/yr)
二、應用電腦動態模擬住宿類透天住宅碳排放量 在 eQuest 模擬方面
傳透率U 值為 1.0 W/m²K
密度：4.85 W/m²；住宅開口部玻璃構造 時程設定如圖3-64 所示，
圖
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圖 3-63 整年碳排量(kgCO2e/yr)
應用電腦動態模擬住宿類透天住宅碳排放量
模擬方面，假設住宅之空調使用月份為五月至九月底 1.0 W/m²K；建築外牆構造熱傳透率 U 值為 3.5 W/m²K
開口部玻璃構造為6mm 清玻璃。室內人員使用與照明使用
，採用一般住宿類之時程分布。
圖 3-64 室內照明與人員使用時程分佈
假設住宅之空調使用月份為五月至九月底，屋頂構造熱 3.5 W/m²K；空間照明 室內人員使用與照明使用
三、模擬結果闡釋
本透天住宅之建築案例以台北之平均氣象年透過 要設備方面，全年空調總用電量為
設備用電4498kWh。由於
備、輸送設備以及建築之給排水設備系統之耗能量並未予以估算 針對上述這些雜項設備耗能的估計
計算之。如下表3-33 所示 能量逐月分布如圖3-65 所示
表3-33eQuest 分類 細項 整年用電量
eQuest 模擬各項設備系統之耗能量與碳排放量 整年用電量 整年碳排量 EUI 554 kWh，事務機器
，因此對於換氣設
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今將前一節以建築碳足跡（BCF 法）與電腦動態熱負荷解析軟體(eQuest)模擬 之結果，共同表列如表3-34 所示。顯示二者計算差異不大，二者建築全年耗能 EUI 分別為BCF 法為 44.70kWh/m2；而 eQuest 模擬者為 44.34 kWh/m2，模擬值稍低於 BCF 計算值僅約 0.8%。
表3-34 住宿類建築碳足跡 BCF 與 eQuest 模擬之差異比較
分類 細項
eQuest 模擬 BCF 法
年用電量 年碳排量
EUI 比例% 年用電量 年碳排量
EUI 比例%
(kWh/yr) (kgCO2e/yr) (kWh/yr) (kgCO2e/yr)
主要 設備
空調設備 1,162 618 5.08 11.45% 1,157 616 5.06 11.31%
照明設備 2,554 1,359 11.16 25.17% 2,563 1,364 11.20 25.06%
電器設備 4,498 2,393 19.66 44.33% 4,576 2,434 20.00 44.74%
雜項 設備
給污水設備 550 293 2.40 5.42% 550 293 2.40 5.38%
加熱設備 1,382 735 6.04 13.62% 1,382 735 6.04 13.51%
合計 10,145 5,397 44.34 100% 10,228 5,441 44.70 100%
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