第四章 非空調型建築
第一節 住宿類建築
1. 外殼耗能量評估
(1) 6 小時空調系統其建築物外殼耗能量 ENVLOAD 公式為：
ENVLOAD =−21093+1.523*G+0.309*L*DH +0.911*
∑
(Mk*IHk)(4-1)其中：
ENVLOAD ：建築外殼耗能量 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]。
G ：全年室內發散熱量 －建築物使用時段內，
全年室內人體與照明及設備發散熱量總值。
)]
yr area fl m /(
Wh
[ 2 − − ⋅
L ：外殼熱損失係數 －建築物空調區與室外溫
差在絕對溫度 1K 時，單位空調樓地板面積在單位時間內進出建 築物外殼之熱量。
)]
K area fl m /(
W
[ 2 − − ⋅
Mk：k 方位外殼面之日射取得係數－建築物某方位空調區單位樓地 板面積全年取得之日射量，與建築物毫無遮蔽時取得日射量之 比值。
DH：當地之冷房度時 [K⋅h/yr]－建築物使用時段內之逐時外氣溫高 於冷房基準溫度 23℃之全年溫差累算值。
IHk：當地 k 方位外殼之冷房日射時 －建築物使用時段 內某方位之逐時外氣溫高於冷房基準溫度 23℃時之全年總日射 量累算值。
)]
yr m /(
Wh [ 2 ⋅
(2) 氣候分區
依照空調型建築，將氣候區分成七大類如表2-1，氣候參數 DH 與 IHk 之值依據建築物所在之計算點氣候分區。
2. 分析模型
參考範例：綠建築設計技術規範與計算實例專輯(2005 版)[28]第六冊－
住宿類建築專用，以下為建築物基本資料 範例：MODEL-A 集合雙拼住宅
建築高度 H：32.35m 建築物樓層：8 層
地面層以上樓板總面積:2421.8m2(約 733 坪) 樓層面積配置：如表 4-1
構造：RC 構造
海拔高度在 200m 以下
平面圖(綠建築設計技術規範與計算實例專輯－住宿類 p.46。) 立面圖(綠建築設計技術規範與計算實例專輯－住宿類 p.48。) 3. 計算建築外殼使用常重骨材混凝土及輕質骨材混凝土之耗能量
Part A : 使用常重骨材混凝土做為建築物外殼實牆部主要結構 Step1.材料設定
(a). 建築物外殼開口部玻璃材料: MODEL-A 集合雙拼住宅外殼玻 璃開口部玻璃材料之種類如表 4-2。
(b). 建築物外殼實牆部牆壁材料: MODEL-A 集合雙拼住宅外殼實 牆部牆壁材料之種類如表 4-3。
(c). 建築物外殼實牆部屋頂材料: MODEL-A 集合雙拼住宅外殼實 牆部屋頂材料之種類如表 4-4。
Step2.計算出各區樓地板面積 Afp、AFp
MODEL-A 集合雙拼住宅各層外周區空調樓地板面積如表 4-5。
Step3.將 MODEL-A 集合雙拼住宅外殼開口部份依方位列表
依建築物開口方位，將 MODEL-A 集合雙拼住宅各方位大樓各部 份開口部材料、面積列表如表 4-6、表 4-7 及表 4-8，如有加設遮陽板 則需另外輸入遮陽係數，此乃因加設遮陽板，玻璃面所受日射面積減
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小，玻璃面積也必須做適當修正才能夠減低誤差。
Step4.將 MODEL-A 集合雙拼住宅外殼實牆依方位列表
表 4-9 為 MODEL-A 集合雙拼住宅各方位外殼實牆部份材料、面 積及熱傳透率。
Step5.計算 ENVLOAD 結果：
假設不考慮通風條件，根據林氏簡算法 6 小時系統之 ENVOLAD 公式如 4-1 所示。計算建築物外殼耗能量 ENVLOAD 值時作者考慮建 築物熱能產生主要有三項因素，除第一項-21093 為常數之外其餘三項 分別為室內發散熱量、外殼熱損失量以及外殼日射取得量。
(1) 假設此大樓位於北部氣候區的桃竹苗地區 由林氏簡算法得到
a.室內發散熱量
全年室內發散熱量經演算得到：
G=8854.38 [Wh/m2 −fl−area*yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 1.523 得到室內發散熱量總值：
Æ 1.523*G=13485.22 [Wh/m2 −fl−area*yr] b.外殼熱損失量
依步驟計算出外殼熱損失係數 L：
L=6.56 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到桃竹苗地區之冷房度時 DH：
DH=5900 [K⋅h/yr]
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.309 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.309*L*DH=11963.48 [Wh/m2−fl−area⋅yr] c.外殼日射取得量
將此建築各方向之日射取得係數 Mk 求出：
北方 Mk=0.1019 南方 Mk=0.0718 東方 Mk=0.0562 西方 Mk=0.0562 水平方向 Mk=0.0050
查表得到桃竹苗地區各方向之日射取得係數：
北方 IHk=165000 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 南方 IHk=253200 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 東方 IHk=205300 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 西方 IHk=313700 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 水平方向 IHk=645300 [Wh/m2−fl−area⋅yr]
依照方位將各方為 Mk 與 IHk 相乘疊加再乘上偏迴歸係數得到外 殼日射取得量總值：
Æ 0.911*
∑
(Mk*IHk)=61411.83 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]將上述三部分帶入 4-1 式可得到 MODEL-A 集合雙拼住宅之外殼 耗能量：
ENVOLAD = -21093+13485.22+11963.48+61411.83 = 65.77 [kWh/m2−fl−area⋅yr]
(2) 假設此大樓位於中部氣候區的中彰投雲地區 a.室內發散熱量
全年室內發散熱量經演算得到：
G=9274.66 [Wh/m2 −fl−area*yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 1.523 得到室內發散熱量總值：
Æ 1.523*G=14125.31 [Wh/m2 −fl−area*yr] b.外殼熱損失量
外殼熱損失係數 L 與桃竹苗地區相同：
L=6.56 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
83
其次查表得到中彰投雲地區之冷房度時 DH：
DH=6500 [K⋅h/yr]
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.309 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.309*L*DH=13175.76 [Wh/m2 −fl−area*yr] c.外殼日射取得量
日射取得係數 Mk 與桃竹苗地區相同。
查表得到中彰投雲地區各方向之日射取得係數：
北方 IHk=206400 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 南方 IHk=368200 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 東方 IHk=256500 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 西方 IHk=445700 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 水平方向 IHk=866900 [Wh/m2−fl−area⋅yr]
依照方位將各方為 Mk 與 IHk 相乘疊加再乘上偏回歸係數得到外 殼日射取得量總值：
Æ 0.911*
∑
(Mk*IHk)=83144.29 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 將上述三部分帶入 4-1 式得到 MODEL-A 集合雙拼住宅之外殼耗 能量ENVOLAD = -21093+14125.31+13175.76+83144.69 = 89.39 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
(3) 假設此大樓位於南部氣候區的高屏地區 a.室內發散熱量
全年室內發散熱量經演算得到：
G=12735.04 [Wh/m2−fl−area⋅yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 1.523 得到室內發散熱量總值：
Æ 1.523*G=19395.47 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] b.外殼熱損失量
外殼熱損失係數 L 與桃竹苗地區相同：
L=6.56 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到中彰投雲地區之冷房度時 DH：
DH=7600 [K⋅h/yr]
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.309 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.309*L*DH=15405.50 [Wh/m2 −fl−area*yr] c.外殼日射取得量
日射取得係數 Mk 與桃竹苗地區相同。
查表得到高屏地區各方向之日射取得係數：
北方 IHk=247600[Wh/m2 −fl−area⋅yr] 南方 IHk=467800 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 東方 IHk=310300 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 西方 IHk=561800 [Wh/m2−fl−area⋅yr]
水平方向 IHk=1082700 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
依照方位將各方為 Mk 與 IHk 相乘疊加再乘上偏迴歸係數得到外 殼日射取得量總值：
Æ 0.911*
∑
(Mk*IHk)=103202.73 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 將上述三部分帶入 4-1 式得到 MODEL-A 集合雙拼住宅之外殼耗 能量ENVOLAD = -21093+19395.47+15405.50+103202.73 = 116.92 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
(4) 以現今法規審核
住宿類建築的節能指標及基準值如表 2-3，由 BEEP-II 計算使用常 重骨材混凝土下 MODEL-A 集合雙拼住宅是否符合規範基準值。
BEEP-II 軟體計算結果如下：
該住宅位於桃竹苗地區之等價開窗率(Req)=12.27 ＜13％
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位於中彰投雲地區之等價開窗率(Req)=14.80 ＜15％
位於中彰投雲地區之等價開窗率(Req)=16.90 ＜18％
屋頂平均熱傳透率(Uar)=1.02 ＜1.2 W/(m2.K) 外牆平均熱傳透率(Uaw)=3.49 ＜3.5 W/(m2.K)
Æ使用常重骨材混凝土之 MODEL-A 集合雙拼住宅無論在北、中、南 三地皆符合規範標準。
PartＢ 使用輕質骨材混凝土做為建築物外殼實牆部主要結構
將外牆與屋頂之熱傳導係數改成 0.5[W / m K]⋅ ，如表 4-10，並依 照上述林氏簡算法得到：
(1) MODEL-A 集合雙拼住宅位於桃竹苗地區 a.室內發散熱量
全年室內發散熱量經演算得到：
G=9194.53 [Wh/m2 −fl−area*yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 1.523 得到室內發散熱量總值：
Æ 1.523*G=14003.27 [Wh/m2 −fl−area*yr] b.外殼熱損失量
依步驟計算出外殼熱損失係數 L：
L=5.31 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到桃竹苗地區之冷房度時 DH：
DH=5900 [K⋅h/yr]
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.309 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.309*L*DH=9680.66 [Wh/m2−fl−area*yr] c.外殼日射取得量
將此建築各方向之日射取得係數 Mk 求出：
北方 Mk=0.0899
南方 Mk=0.0581 東方 Mk=0.0475 西方 Mk=0.0475 水平方向 Mk=0.0041
查表得到桃竹苗地區各方向之日射取得係數：
北方 IHk=165000 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 南方 IHk=253200 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 東方 IHk=205300 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 西方 IHk=313700 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 水平方向 IHk=645300 [Wh/m2−fl−area⋅yr]
依照方位將各方為 Mk 與 IHk 相乘疊加再乘上偏迴歸係數得到外 殼日射取得量總值：
Æ 0.911*
∑
(Mk*IHk)=51825.18 [Wh/m2 −fl−area*yr]將上述三部分帶入 4-1 式得到 MODEL-A 集合雙拼住宅之外殼耗 能量：
ENVOLAD = -21093+14003.27+9680.66+51825.18 = 54.42 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
(2) MODEL-A 集合雙拼住宅位於中彰投雲地區 a.室內發散熱量
全年室內發散熱量經演算得到：
G=9631.01 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 1.523 得到室內發散熱量總值：
Æ 1.523*G=14668.03 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] b.外殼熱損失量
外殼熱損失係數 L 與桃竹苗地區相同：
L=5.31 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到中彰投雲地區之冷房度時 DH：
DH=6500 [K⋅h/yr]
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最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.309 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.309*L*DH=10660.83 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] c.外殼日射取得量
日射取得係數 Mk 與桃竹苗地區相同。
查表得到中彰投雲地區各方向之日射取得係數：
北方 IHk=206400 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 南方 IHk=368200 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 東方 IHk=256500 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 西方 IHk=445700 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 水平方向 IHk=866900 [Wh/m2−fl−area⋅yr]
依照方位將各方為 Mk 與 IHk 相乘疊加再乘上偏迴歸係數得到外 殼日射取得量總值：
Æ 0.911*
∑
(Mk*IHk)=70074.19 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 將上述三部分帶入4-1 式得到 MODEL-A 集合雙拼住宅之外殼耗能量：ENVOLAD = -21093+14668.03+10660.83+70074.19 = 74.31 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
(3) 此大樓位於南部氣候區的高屏地區 a.室內發散熱量
全年室內發散熱量經演算得到：
G=13122.62 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 1.523 得到室內發散熱量總值：
Æ 1.523*G=19985.75 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] b.外殼熱損失量
外殼熱損失係數 L 與桃竹苗地區相同：
L=5.31 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到中彰投雲地區之冷房度時 DH：
DH=7600 [K⋅h/yr]
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.309 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.309*L*DH=12470.00 [Wh/m2−fl−area⋅yr] c.外殼日射取得量
日射取得係數 Mk 與桃竹苗地區相同。
查表得到高屏地區各方向之日射取得係數：
北方 IHk=247600 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 南方 IHk=467800 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 東方 IHk=310300 [Wh/m2−fl−area⋅yr] 西方 IHk=561800 [Wh/m2−fl−area⋅yr]
水平方向 IHk=1082700 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
依照方位將各方為 Mk 與 IHk 相乘疊加再乘上偏迴歸係數得到外 殼日射取得量總值：
Æ 0.911*
∑
(Mk*IHk)=86893.01 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 將上述三部分帶入 4-1 式得到 MODEL-A 集合雙拼住宅之外殼耗 能量：ENVOLAD = -21093+19985.75+12470.00+86893.01 = 98.26 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
(4) 以現今法規審核
住宿類建築的節能指標及基準值如表 2-3，由 BEEP-II 計算使用輕 質骨材混凝土下 MODEL-A 集合雙拼住宅是否符合規範基準值。
BEEP-II 軟體計算結果如下：
該住宅位於桃竹苗地區之等價開窗率(Req)=12.27 ＜13％
位於中彰投雲地區之等價開窗率(Req)=14.80 ＜15％
位於中彰投雲地區之等價開窗率(Req)=16.90 ＜18％。
屋頂平均熱傳透率(Uar)=0.81 W/(m2.K)
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外牆平均熱傳透率(Uaw)=2.09 W/(m2.K)
Æ使用輕質骨材混凝土之 MODEL-A 集合雙拼住宅無論在北、中、南 三地皆符合規範標準。
4.常重/輕質骨材混凝土外殼耗能量及空調費用之比較
將所得結果整理為表 4-11，MODEL-A 集合雙拼住宅在北中南氣候區 使用常重與輕質骨材混凝土外殼耗能量之比較。
假設電費為每度 3.0 元(現今電價依電量使用多寡分級，每度電價介於 2.1 至 3.465 元之間)，乘上分別使用輕質/常重骨材混凝土情況下之 ENVLOAD 差值與此大樓地面層以上之外周區空調樓地板總面(1882.36m2 約 569 坪)，可得到此棟建築一年所能節省之空調用電費用為：
桃竹苗地區:
(65.77-54.42) [kWh/(m2 ⋅yr)]*1882.36(m2)*3.0(元/kWh)
=64,093(元/yr) 中彰投雲地區:
(89.39-74.31) [kWh/(m2 ⋅yr)]*1882.36(m2)*3.0(元/kWh)
=85,158(元/yr) 高屏地區:
(116.92-98.26) [kWh/(m2⋅yr)]*1882.36(m2)*3.0(元/kWh)
=105,375(元/yr)
計算出 50 年內節省之費用，整理如表 4-12，表中北部氣區外周區空調 樓地板面積約 569 坪 MODEL-A 集合雙拼住宅應可節省電費 3,204,620 元，
中部地區可節省電費 4,257,900 元，南部地區可節省電費 5,268,750 元。