第一章 前言
1.1 研究緣起
台灣由於都市人口集中，且建築物多為人工水泥鋪面，其吸熱及高度 不透水特性，不僅導致建築物蓄熱及空調負荷增加，建築物、空調設備之 排熱，更形成都市熱島效應；此外，不透水鋪面使得土壤的保水性喪失，
造成暴雨時之洪峰流量提高，因而增加都市淹水災害發生的機率（陳, 98 年）。綠屋頂由於可提高建築物綠地覆蓋率，增加生態綠化及生物棲息地、
延長建築物頂使用壽命（Porsche and Kohler, 2003）及降低維護成本，
ARCADIS（2004）指出綠屋頂利用植栽及覆土層的隔熱、反射及蒸發潛熱 作用，可降低屋頂的表面溫差高達 50%及室內溫度 4~6oF；綠屋頂亦可以 截留雨水（Battie and Berghage, 2004），降低雨水逕流量，基於這些好處，
加上台灣氣候適合植物生長，綠屋頂因而頗適合在台灣推廣，以彌補綠地 不足及降低熱島效應，政府及民間單位亦因而正積極推動綠屋頂中（錫瑠 環境綠化基金會, 96 年），若能再進一步推廣綠屋頂至企業，相信效益會更 好，唯目前國內企業甚少建置綠屋頂，相關研究亦很少，故本研究擬發展 方法及工具協助分析國內企業建置綠屋頂的節能減碳、截水及成本效益，
以輔助企業建置綠屋頂。
綠屋頂一般分為密集型（Intensive）、薄層型 （Extensive）二種不同 型式，密集型類似園藝型屋頂花園，土壤層的深度至少高於 15 公分，可 種植灌木及較高喬木等植栽，可供休憩及賞景用途；薄層型屋頂土壤介質 層大約在 5~15 公分，適合種植耐候型草類及景天類等低矮植物，澆灌及 維護需求較低（Dunnett and Kingsbury, 2007）。由於密集型成本及維護均較 高，故本研究主要針對較易推廣的薄層型綠屋頂進行研究。
2
對於企業而言，為提升企業社會責任及降低營運成本，國外企業已積 極建置綠屋頂（Corporate Green Roof , CGR），如美國福特汽車位於密西根 州的紅河卡車工廠、日本福岡的 ACROS Fukuoka 商業建築大樓等（Earth Pledge, 2005），充份運用綠屋頂的效能及功用，在展現社會責任、節能減 碳與環境美化上，增進企業之環境永續性。雖然綠屋頂在國外已逐步受企 業所重視，但目前仍無適當之方法或工具可供企業於 CGR 設置前，預先 評估 CGR 之實質效益，因而較不易提高企業設置 CGR 之意願。雖然 CGR 的效益不少，唯本研究受限於人力時間，故主要以目前普遍受重視之節能 減碳及減緩降雨逕流之截水效益為研究方向，然而如何評估這些效益仍有 待研究，本研究因而建立一套方法評估 CGR 這三項效益。
綠屋頂隔熱節能效應在於屋頂結構物之隔熱，以及土壤與綠化植栽之 遮閉與表面水份蒸發所引起「潛熱釋放」之冷卻效應（謝, 94 年），由於 CGR 可隔熱降低室內温度減少空調耗能，因而具有節能效益，評估 CGR 降温的研究主要可分為三種:(1)建立熱傳模式推估（Al-Sanea, 2002; 蘇, 98 年）； (2) 以建築物耗源模式推估（DOE-2: Wong et al, 2002; eQUEST:
Hirsch, 2003）； (3) 簡易的係數法，如採用 U-value 推估之熱傳導係數法
（Clark, 2008; 唐等, 2010），由於第一類所建立的模式大多是針對特定綠 屋頂或實驗場所建立，且不易取得模式及不見得適用於台灣的 CGR，故未 採用，而第三類方法過於簡單，用於政策分析可能適用，但用於單一 CGR 可能誤差較大，故本研究主要採用第二類的方法，並與 U-value 所估算結 果比較，第二類方法用於評估綠屋頂建築物耗能模式曾有 EnergyPlus
（Sailor, 2008），ESP- r （Strachan, 2008），本研究主要選擇在台灣已有應 用經驗的類似模式 eQUEST（Hirsch, 2003），eQUEST 是基於 DOE-2 模式 所發展，亦提供友善的電腦使用介面，其亦經常用於建築物耗能、空調設
3
計，以及運用於綠建築日常節能之空調節能模擬計算，本研究主要以 eQUEST 模擬分析綠屋頂對建築節能的影響程度。
企業碳足跡已是國際上所重視的議題，亦是國內正研擬推動的環保政 策，因而國內各企業亦積極重視減碳的績效，CGR 的減碳效益基本上來自 於二部分，第一部分即是因節能省電所減少的温室氣體排放，第二部分則 為植栽之吸收與固定二氧化碳所造成。前者主要是因減少耗用巿電，間接 減少生產巿電所排放的溫室氣體，一般採用排放係數來推估，本研究將採 用電力公司所公佈的排放係數及 eQUEST 模擬、U-value 推估所得的節電 量推估減碳效益。而後者主要依據植栽之吸收及固定二氧化碳的係數計算
（朱, 93 年; 葉, 101 年），求得綠屋頂植栽對溫室氣體減量的直接效益。
CGR 截水效益主要是透過植栽、土壤介質層及保水裝置來達到雨水 截水及延長逕流之時間（Mentens et al., 2005, Villarreal, 2006; Hilten et al., 2008），其效果會受到受到降雨、土壤基質深度、植被、坡度等因子所影 響（VanWoert et al., 2005, Getter et al., 2009, Wolf et al., 2008,），唯國外實驗 及數據與國內的特性略有不同，例如降雨強度、介質特性、及植栽種類等，
本研究將以李（99 年）、廖（100 年）所建立的截水效益經驗公式估算截 水量；以土壤基質厚度、飽合含水率、排水板蓄水深度為參數，依據集水 區綠屋頂面積比例，推估綠屋頂之截水效益。
企業在追求永續發展上著重於環保與成本效益能相對平衡，在建築綠 化改善及相關投資考量上，通常須重視其投入成本及回收效益，探討 CGR 成本效益有必要先分析其設置成本，綠屋頂初設成本主要包含防水層、排 水板、土壤介質層、綠化植栽、以及施工運雜費等（Wong et al, 2003b; Carter and Keller, 2008）；此項綠屋頂建置費用在國內因屬推廣階段，尚無較多經 驗數據可以引用，概以以國內既有台北市信義區公所、葉（101 年）研究
4
估價案例、以及本研究案例所得之估價成本，採用現有薄層型及密集型綠 屋頂建置費用，作為後續估算及比較成本的依據。
另外，以生命週期（Life-cycle cost, LCC）探討 CGR 成本效益，綠屋 頂最具經濟效益在於延長屋頂防水層壽命及更新週期、其次為節能減碳所 降低之成本、再則是降低都市暴雨逕流相關之投資費用（Carter and Keeler, 2008）。綠屋頂防水層之更換期限；可從一般預估之 10~15 年延長到 25 年
（Kosaere and Ries, 2007），而綠屋頂之隔熱降溫對節能效益的影響主要是 電費之支出，温室氣體減量則是切中未來碳稅抵減之議題，以節能所造成 減少電力的排放係數來推估，加上植栽吸收及固定二氧化碳的對應之係數 來估算減排之總量，參考碳稅（Carbon Tax）或國際碳價格成本，即可換 算相關減量之成本。而降低降雨逕流的截水效益則以截水公式推估，且將 參考國外都市逕流收費費率（Carter and Keeler, 2008），以合理推算其減量 對應之成本。
CGR 之節能減碳及截水效益，目前並沒有一個具體的方法可供評估 這些效益，故本研究將試著發展方法或工具，用以評估 CGR 成本及這些 效益，並以一企業辦公大樓建築為案例，以驗證所發展方法的合理及適用 性。
1.2 研究目的
本研究主要是建立一套 CGR 分析方法，用以評估企業發展 CGR 之節能減 碳與截水效益，以期作為企業建置 CGR 預先評估 CGR 之成本與節能 減碳及截水效益。主要研究目的有以下二項：
1. 發展一套方法評估 CGR 節能減碳與截水效益：由於國內企業對於綠屋 頂設置仍屬於摸索階段，尚無一套可供評估其效益的方法，一般皆以其
5
功能面或成本為考量主軸，並無客觀的評估方式可供參考，藉由本研究 所建立的評估工具，可讓企業在考量設置綠屋頂時有所遵循，並能具體 運用在先期規劃作業上。
2. 建立 CGR 成本效益分析方法，以供作為企業建置 CGR 之重要依據： 本 研究依據較顯著之節能減碳與截水效益，建立適當之評估方法與工具分 析這些效益的經濟價值，並與綠屋頂成本進行比較分析，所建立方法可 供企業在建置前分析 CGR 的成本效益。
1.3 論文內容
第二章主要介紹及回顧國內外綠屋頂其發展與運用現況，並說明其分 類及適用特性，以及探討企業在建構綠屋頂之各面向效益；第三章為研究 流程與方法，主要說明本研究之研究流程，首先討論綠屋頂之分類，然後 探討 CGR 之各項效益，並建立 CGR 在隔熱節能與環境溫室氣體減量及截 水效益分析方法，最後依所建立方法分析 CGR 的成本效益；第四章以企 業普遍建構之辦公大樓綠屋頂為案例進行評估，以探討其具體之節能與環 境效益，並分析其成本效益；最後第五章說明本研究重要成果與結論及提 供未來研究建議。
6