台灣是一個地小人稠的島國,先天上缺乏自然資源,目前我國所使用的 能源完全是依賴進口,因此台灣每年花費相當可觀的金額在進口購買能源,
依據經濟部能源委員 92 年的統計資料顯示,進口能源佔總能源 97.8%,自產 能源只佔 2.2%,因此我們必須節約能源降低依賴進口的能源,同時開發新的 替代能源與利用再生能源。由(表 5-1.1)可以看出消費量逐年成長。
第一節 節能省水性能項目選定探討 一、
能性能項目選定分析本研究項主要目的是探討評估住宅與生活中之能源消耗,在分析日本住 宅性能表示基準(表 5-1.2)與我國綠建築標章制度(表 5-1.3)、國內外法規(表 5-1.4、5、6)及相關研究(表 5-1.7),與地區氣候環境差異性後,建議將住宅節 能省水評估類別區分為:〝遮陽性能〞、〝隔熱性能〞、〝省電省水性能〞等性能 項目。其中遮陽性能包括住棟開窗部遮陽效率、住戶開窗部遮陽效率等評估 項目,隔熱性能包括住棟屋頂隔熱效率、住棟外牆隔熱效率、住戶外牆隔熱 效率等評估項目,省能節水性能包括熱水系統效率、用水器具省水效率等評 估項目。由表 5-1.5 顯示用電密度與公寓或透天住宅的形式沒有很顯著的關 係,因此可以使用相同基準與指標評估。
表5-1.1 台灣能源供需狀況
民國70 年 民國80 年 民國90 年 民國70-90 年 項目
Item 百萬度GWh % 百萬度 GWh % 百萬度 GWh % 成長率(%) 消費量 39,308 100 91,249 100 175,909 100 7.8 工 業 25,890 66 53,395 59 98,872 56 6.9 住 宅 7,283 18 18,233 20 35,656 20 8.3 商 業 2,078 5 8,007 9 19,062 11 11.7 農業及運輸 992 3 2,189 2 3,345 2 6.3 其他 3,065 8 9,425 10 18,974 11 9.5
表來源:經濟部能源委員會
表 5-1.2 節能省水性能類別評估項目表 性能類別 性能項目 評估項目
遮陽性能 住棟開窗部遮陽效率 住戶開窗部遮陽效率 隔熱性能 住棟屋頂隔熱效率
住棟外牆隔熱效率 住戶外牆隔熱效率 省電節水性能 熱水系統效率 節能省水
用水器具節水效率
表來源:本研究整理
表5-1.3 2002 年日本住宅的節能設計基準最高值規定
氣候區 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
損失係數Q(w ㎡ k• ) 1.6 1.9 2.4 2.7 2.7 3.7
氣密性(cm² ㎡) 2.0 2.0 5.0 5.0 5.0 5.0
遮陽µ(—) 0.08 0.08 0.07 0.07 0.07 0.06
全年冷暖房負荷(MJ (㎡年)) 390 以下 390 以下 460 以下 460 以下 350 以下 290 以下 表來源:建築節約能源設計規範與實例
表 5-1.4 2002 年綠建築標章日常節能指標與基準規定內容
項目 評估法 指標 基準 說明
建築物外殼節能評估法 EEV=EV EVc 0.8≦
ENVLO AD
EVc
空調系統節能評估法 EAC 0.8≦ 空調設備容量與COP 評估 照明系統節能評估法 EL 0.8≦ UPD 評估
表來源:本研究整理
表 5-1.5 建築技術規則第四十五條之五規定內容 住宿類建築物外殼等價開窗率之計算值
之基準值Reqs
住宿類建築物外殼不透光部分之平均熱傳透率 基準值Uaws
氣候分區 建築物外殼等價開窗率 部位 平均熱傳透率基準值 北部氣候區 百分之十三 屋頂 1.2(瓦 平方公尺•度)
中部氣候區 百分之十五 外牆 3.5(瓦 平方公尺•度)
南部氣候區 百分之十八
表來源:本研究整理
外殼等價開窗率:係指建築物各方位外殼透光部位,經標準化日射、遮陽及通風
表5-1.8 國內住宅節能相關研究成果一覽表
類別 研究單位 研究名稱 年度 內容
內政部建築研究所 建築節約能源設計的指標 與基準
1991
內政部建築研究所 集合住宅建築節能設計的 指標與基準
1995
內政部建築研究所 建築物節約能源設計技術 規範與實例
1997
經濟部能委會 台灣地區住宅與商業部門 能源消費調查報告
1998 能源消耗量與消費行為及 成長率調查分析
內政部建築研究所 建築耗能調查分類與住宅 類耗能調查研究
2000 建立標準的住宅模型,評 估住宅耗電量
節 能 相 關 研 究
內政部建築研究所 綠建築標章 1999 2003
生態、節能、減廢、健康 的建築物
表來源:本研究整理
二、評估基準項目及定義
住宅節能省水評估項目包括遮陽性能之〝住棟開窗部遮陽效率〞、〝住戶 開窗部遮陽效率〞,隔熱性能之〝住棟屋頂隔熱效率〞、〝住棟外牆隔熱效率〞、
〝住戶外牆隔熱效率〞與省能節水性能之〝熱水系統效率〞和〝用水器具省 水效率〞,各項目定義如下:
1.住棟開窗部遮陽效率
住棟開窗部遮陽效率以「外殼等價開窗率Req」表示;Req 所管制的範 圍只限於門窗之透光部分,代表建築物整體開口部分對日射的「遮陽性」;
計算中的日射修正係數 fk,即 k 方位的日射加權,是以台北市的南向全年 日射量為基準值 1.0, 再換算各地區各方位的日射比例。等價的意思就是 各地區各方位的日射取得是以台北南向日射量為基準的意思。
計算方式如下,相關係數內容可參照「建築節約能源設計技術規範與 實例(2003 年版 住宿類)」之相關規定。
Req=Aeq/Aen
Aeq=Σ(Agi×fk×Ki×fvi)+Σ(Agsi×fk×Ki×fvi) 外牆開窗部分 屋頂開窗部分
Aen=Σ(Agi+Awi)+ Σ(Agsi+Ari) 外牆面積 屋頂面積 其中Req:外殼等價開窗率(%)
Aeq:外殼等價開窗面積(㎡)
Aen:住宿類建築物外殼總面積(㎡) fk:k 方位日射修正係數
fvi:開窗部分 i 之通風修正係數 Ki:開窗部分 i 之外遮陽係數
Agi:外牆透光部分 i 之開窗面積(㎡)
Agsi:屋頂部分 i 之玻璃窗水平投影面積(㎡) Awi:外牆透光部分 i 之不透光部位面積(㎡) Ari:屋頂部分 i 之不透光部位水平投影面積(㎡) 2.住戶開窗部遮陽隔熱效率
住戶開窗部位遮陽效率以住戶等價開窗面積率 Reqh 表示;Reqh 所管 制的範圍只限於集合住宅之住戶單元的門窗 透光部分,代表住戶開口部 分對日射的「遮陽性」與「隔熱性」,計算中的日射修正係數fk,即 k 方位 的日射加權,是以台北市的南向全年日射量為基準值, 再換算各地區各方 位的日射比例。
計算方式如下,相關係數內容可參照「建築節約能源設計技術規範與 實例(2003 年版•住宿類)」之相關規定。
Reqh=Aeqh/Aenh
Aeqh=ΣAgi×fk×Ki×fvi×Ui Aenh=ΣAgi×U
其中 Reqh:住戶等價開窗面積率(%)
Aeqh:住戶等價開窗隔熱率(㎡) Aenh:住戶基本開窗隔熱率 fk:k 方位日射修正係數
fvi: 開窗部分 i 之通風修正係數 Ki:開窗部分 i 之外遮陽係數
Agi:住戶開窗透光部分 i 之開窗面積(㎡) Ui:常用玻璃熱傳透率
U:3mm 單層玻璃熱傳透率 3.住棟屋頂隔熱效率
住棟屋頂隔熱效率以屋頂不透光部位平均熱傳透率 Uar 表示; Uar 所 管制的範圍只限於屋頂之不透光部分,代表建築物屋頂整體對溫差熱流的
「隔熱性能」。
計算方式如下,相關係數內容可參照「建築節約能源設計技術規範實 例(2003 年版 住宿類)」之相關規定。
Uar=Σ(Ar×Uri)/ΣAri
Uri:屋頂不透光部位熱傳透率[w/(㎡.k)]
Ari:屋頂部分 i 之不透光部位水平投影面積(㎡) 4.住棟外牆隔熱效率
住棟外牆隔熱效率以外牆不透光部位平均熱傳透率Uaw 表示;Uaw 所 管制的範圍只限於外牆之不透光部分,代表建築物外牆整體對溫差熱流的
「隔熱性能」。
計算方式如下,相關係數內容可參照「建築節約能源設計技術規範與 實例(2003 年版 住宿類)」之相關規定。
Uaw=Σ(Awi×Uwi)/ΣAwi