第四章 非空調型建築
第三節 其他類建築
1. 外殼耗能量評估
(1) 使用 10 小時空調系統如公式 4-2 所示。
(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
101
參考範例：綠建築設計技術規範與計算實例專輯(2005 版)[28]第八冊－
其他類建築專用，以下為建築物基本資料：
範例：W 洗滌廠房
建築高度 H：10m 建築物樓層：2 層
地面以上總樓板面積：8862m2(約 2681 坪) 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－其他類 p.22。) 剖面圖(綠建築設計技術規範與計算實例專輯－其他類 p.24。) 立面圖(綠建築設計技術規範與計算實例專輯－其他類 p.24。) 3. 計算建築外殼使用普通混凝土及輕質骨材混凝土之耗能量
Part A : 使用普通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: W 洗滌廠房外殼玻璃開口部玻璃 材料之種類如表 4-24。
(b). 建築物外殼實牆部牆壁材料: W 洗滌廠房外殼實牆部牆壁材料 之種類如表 4-25。
(c). 建築物外殼實牆部屋頂材料: W 洗滌廠房外殼實牆部屋頂材料 之種類如表 4-26。
Step2.計算出各區樓地板面積 Afp、AFp
W 洗滌廠房各層外周區空調樓地板面積如表 4-27。
Step3.將 W 洗滌廠房外殼開口部份依方位列表
依建築物開口方位，將 W 洗滌廠房各方位大樓各部份開口部材 料、面積列表如表 4-28 及表 4-29。
Step4.將 W 洗滌廠房外殼實牆依方位列表
表 4-30 及表 4-31 為 W 洗滌廠房各方位外殼實牆部份材料、面積 及熱傳透率。
Step5.計算 ENVLOAD 結果
(1) 假設此廠房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=12028.56 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 2.512 得到室內發散熱量總值：
Æ 2.512*G=30215.74 [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=8.41 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到桃竹苗地區之冷房度時 DH：
DH=12200 [K⋅h/yr]
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.326 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.326*L*DH=33448.1 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] c.外殼日射取得量
將此廠房各方向之日射取得係數 Mk 求出：
北方Mk=0.0719 南方Mk=0.0706 東方Mk=0.1192 西方Mk=0.1216
103
水平方向Mk=0.1018
查表得到桃竹苗地區各方向之日射取得係數：
北方IHk=190600 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 南方IHk=286100 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 東方IHk=297500 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 西方IHk=331700 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 水平方向IHk=744000 [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 1.079*
∑
(Mk*IHk)=200114 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]將上述三部分帶入 4-2 式可得到 W 洗滌廠房之外殼耗能量 ENVOLAD = -20370+30215.74-33448.1+200114
= 176.50 [kWh/m2 −fl−area⋅yr] (2) 假設此廠房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=14440.41 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 2.512 得到室內發散熱量總值：
Æ 2.512*G=36274.31[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=8.41 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到中彰投雲地區之冷房度時 DH：
DH=14000 [K⋅h/yr]
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.326 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.326*L*DH=38394.5 [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=234600 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 南方 IHk=403700 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 東方 IHk=363700 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 西方 IHk=464900 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 水平方向 IHk=978000 [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 1.079*
∑
(Mk*IHk)=264188.00 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 將上述三部分帶入 4-2 式得到 W 洗滌廠房之外殼耗能量ENVOLAD=-20370+36274.31-38394.50+264188.00 =241.70 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
(3) 假設此廠房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=17083.15 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 2.512 得到室內發散熱量總值：
Æ 2.512*G=42912.88 [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=8.41 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到中彰投雲地區之冷房度時 DH：
DH=15500 [K⋅h/yr]
105
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.326 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.326*L*DH=42508.20 [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：
北方之 IHk=283300 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 南方之 IHk=512000 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 東方之 IHk=446600 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 西方之 IHk=585100 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
水平方向之 IHk=1219600 [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 1.079*
∑
(Mk*IHk)=329195.00 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 將上述三部分帶入 4-2 式得到 W 洗滌廠房之外殼耗能量ENVOLAD=-20370+42912.88-42508.2+329195.00 =309.20 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
(4) 以現今法規審核:
其他類建築的節能指標及基準值如表 2-6，由 BEEP-II 計算使用常 重骨材混凝土下 W 洗滌廠房是否符合規範基準值:
BEEP-II 計算之結果如下：
屋頂平均熱傳透率(Uar)= 1.48＜1.5 [W/(m2.K)]
Æ使用常重骨材混凝土之 W 洗滌廠房無論在北、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
W 洗滌廠房改用輕質骨材後外殼實牆部熱傳透率如表 4-32、4-33 所示
(1) 假設此廠房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=12291.58 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 2.512 得到室內發散熱量總值：
Æ 2.512*G=30876.45 [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=6.70 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到桃竹苗地區之冷房度時 DH：
DH=12200 [K⋅h/yr]
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.326 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.326*L*DH=26658.20 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] c.外殼日射取得量
將此廠房各方向之日射取得係數 Mk 求出：
北方 Mk=0.0650 南方 Mk=0.0635 東方 Mk=0.1079 西方 Mk=0.1100 水平方向 Mk=0.0789
查表得到桃竹苗地區各方向之日射取得係數：
北方 IHk=190600 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 南方 IHk=286100 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 東方 IHk=297500 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
107
西方 IHk=331700 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 水平方向 IHk=744000 [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 1.079*
∑
(Mk*IHk)=170294.00 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 將上述三部分帶入 4-2 式可得到 W 洗滌廠房之外殼耗能量ENVOLAD = -20370+30876.45-26658.20+170294.00 = 154.14 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
(2) 假設此廠房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=14700.42 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 2.512 得到室內發散熱量總值：
Æ 2.512*G=36927.46 [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=6.70 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到中彰投雲地區之冷房度時 DH：
DH=14000 [K⋅h/yr]
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.326 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.326*L*DH=30591.30 [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=234600 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
南方 IHk=403700 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 東方 IHk=363700 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 西方 IHk=464900 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 水平方向 IHk=978000 [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 1.079*
∑
(Mk*IHk)=224869.00 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 將上述三部分帶入 4-2 式得到 W 洗滌廠房之外殼耗能量ENVOLAD = -20370+36927.46-30591.30+224869.00 = 210.84 [kWh/m2 −fl−area*yr]
(3) 假設此廠房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=17412.02 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
乘上室內發散熱量項迴歸係數 2.512 得到室內發散熱量總值：
Æ 2.512*G=43738.99 [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=6.70 [W/(m2 −fl−area⋅K)]
其次查表得到中彰投雲地區之冷房度時 DH：
DH=15500 [K⋅h/yr]
最後乘上外殼熱損失係數項迴歸係數 0.326 得到外殼熱損失量總 值：
Æ 0.326*L*DH=33869.00 [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。
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查表得到高屏地區各方向之日射取得係數：
北方之 IHk=283300 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 南方之 IHk=512000 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 東方之 IHk=446600 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 西方之 IHk=585100 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
水平方向之 IHk=1219600 [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 1.079*
∑
(Mk*IHk)=280184.00 [Wh/m2 −fl−area⋅yr] 將上述三部分帶入 4-2 式得到 W 洗滌廠房之外殼耗能量ENVOLAD = -20370+43738.99-33869.00+280184.00 = 269.68 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
(4) 以現今法規審核
其他類建築的節能指標及基準值如表 2-6，由 BEEP-II 計算使用輕 質骨材混凝土下 W 洗滌廠房是否符合規範基準值。BEEP-II 計算之結 果如下：
屋頂平均熱傳透率(Uar)= 1.15＜1.5 [W/(m2.K)]
Æ使用輕質骨材混凝土之 W 洗滌廠房無論在北、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 4-34，W 洗滌廠房在北中南氣候區使用常重/輕質 骨材混凝土外殼耗能量之比較。
假設電費為每度 3.5 元(現今營業用電每度為 3.465 元)，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(2610m2約 790 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:
(176.50-154.14) [kWh/(m2 ⋅yr)]*2610(m2)*3.5(元/kWh)
=204,259(元/yr) 中彰投雲地區:
(241.70-210.84) [kWh/(m2 ⋅yr)]*2610(m2)*3.5(元/kWh)
=281,906(元/yr) 高屏地區:
(309.23-269.68) [kWh/(m2 ⋅yr)]*2610(m2)*3.5(元/kWh)
=361,289(元/yr)
計算出 50 年內節省之費用，整理如表 4-35，表中北部氣區外周區空調 樓地板面積約 790 坪 W 洗滌廠房應可節省電費 10,212,950 元，中部地區可 節省電費 14,095,305 元，南部地區可節省電費 18,064,463 元。
第四節 小結
本章根據內政部頒佈七類建築物之最新「建築物節能設計技術規範」[27]
及林憲德教授「綠建築設計技術規範與計算實例專輯」[28]書中範例為基本 模型，於非空調類建築(住宿類、學校及大型空間類類及其他類建築)，由 BEEP-II 程式[29]計算節能設計技術規範指標:價開窗率(Req)、屋頂平均熱 傳透率(Uar)及外牆平均熱傳透率(Uaw)。並建立幾項基本假設，以簡化非空 調型建築之室內條件及空調習性，經由查表及演算，研究常重/輕質骨材混 凝土於非空調建築上之外殼耗能量，進行輕質與常重骨材混凝土建築物之 外殼耗能量 ENVLOAD 分析比較。茲將結果，整理如下：
1.根據上述非空調型建築所作之常重/輕質骨材混凝土作為外殼主結構對空 調耗能之分析，所得之結果整理成表 4-36、表 4-37 及表 4-38，由表得知:
ENVOLAD 差 值 最 大 發 生 在 南 部 地 區 之 W 洗 滌 廠 房 ， 可 達 39.55 ，最小發生在北部地區之MODEL-A 集合雙拼住宅其值 為 11.35 ，如果考慮建築使用年限50 年，南部地區 W 洗滌廠 房(外周區空調樓地板面積約 569 坪) 50 年內空調費用所節省之金額將可
) yr m /(
kWh 2 ⋅
) yr m /(
kWh 2 ⋅
111
達到 1 千 4 百萬元。
2.將上述常重/輕質骨材混凝土作為外殼主結構對空調耗能之分析，所得之 結果做成圖 4-1 和圖 4-2，於非空調類建築中，就同一棟建築物單獨比較 時，在南部氣候區之常重/輕質骨材混凝土 ENVLOAD 差值皆比北部氣候 區要來的高，由此結果可知在南部氣候區使用輕質骨材混凝土效益將較 北部地區為大。
3.S 小學教學大樓平均日射取得量(AWSG)未符合規範標準，如要符合規範 標準可在外殼開口部分加設遮陽板，降低日射透過率。
表 4-1 MODEL-A 集合雙拼住宅樓層面積配置 分戶編號 A1 A2
室內面積 120.14m2 120.14m2 容積樓地
板 電樓梯間 19.48m 2 梯廳面積 32.42m 2 非容積樓
地板面積 設備機房 6.51m 6.512 m 2 總樓地板面積 305.20m 2 陽台面積 9.72m 9.722 m 2
(資料來源：綠建築設計技術規範與計算實例-住宿類建築 p.46)
表 4-2 MODEL-A 集合雙拼住宅外殼開口部玻璃材料 構造
編號
構造大樣 厚度d [m]
日射透過率 ηi
熱傳透率Ui [W/m2 ⋅K] P5 5mm 平板玻璃 0.005 0.85 6.21 P8 8mm 平板玻璃 0.008 0.81 6.07 P10 10mm 平板玻璃 0.01 0.79 5.97
(資料來源：綠建築設計技術規範與計算實例-住宿類建築 p.53)
表 4-3 MODEL-A 集合雙拼住宅外殼實牆部牆壁材料之種類
表 4-6 MODEL-A 集合雙拼住宅 A1 住戶外殼開口部分
表 4-6 MODEL-A 集合雙拼住宅 A1 住戶外殼開口部分