第三章 基地保水設施經濟有效性分析架構
第三節 可量化效益理論計算公式
本節主要是在探討可量效益的部份，依據前面建立之經濟效益理論架構得估 算步驟來建立量化效益的理論公式，收集建築基地保水設施效益相關參數與市場 價格數據進行故算基地保水設施效益的經濟總價值。
壹、水資源節約效益
依據前述本研究將水資源效益主要分為三部分，減少降雨逕流、地下水補 給、增加供水量。利用前面建立估算水資源節約效益經濟價值的理論架構，分為 兩部份，計算減少降逕流等來定量水資源節約效益資源單位，與收集水資源效益 相關市場價格來估算效益經價總價值，如表3-4 所示。
表3-4 水資源效益價值計算步驟
（資料來源：本研究成果。）
一、水資源效益
綜合上述衍生效益與相關研究，並因數據資料上取得便利性，本研究將水資 源效益主要分為保水效益、截留效益、防洪效益這三部份，來量化與估算水資源 效益的經濟價值。
二、量化效益理論計算公式
假設建築基地保水設施所截留之雨水量 ，即為減少降雨逕流的量或是地下 水補給的量，本研究將利用計算基地保水設施雨水截留量，來建立量化減少降雨 逕流與地下水補給的理論公式。另外量化增加可供水量理論公式，為假設屋頂雨
水資源效益 計算步驟之方法
量化效益 計算減少降雨逕流、地下水補給等的方式，來
定量水資源效益的資源單位(公升、m3等)。
估算效益價值
將定量的資源單位(公升、m3等)，利用收集市場 價格，如汙水下水道使用費、自來水費等，來 估算水資源效益的經濟總價值。
水貯集系統所收集下來的雨水，即為增加的可供水量。所以計算此屋頂雨水貯集 系統的雨水收集量，來建立量化增加可供水量的理論公式。
■ 減少降雨逕流、地下水補給 理論公式：
減少降雨逕流(地下水補給)=年平均降雨量×設施面積×雨水截留率.(3-1) 式中：
年平均降雨量：為每年日雨量的加總，依據中央氣象局各氣象站所提供 之水文資料得知。
設施面積：，依據設施大小而定。
雨水截留率：利用逕流係數c 值所推算得出，假設雨水截留率+逕流係 數c 值=1，所以得出雨水截留率=1-逕流係數 c 值。
■ 增加可供水量 理論公式：
增加供水量=年平均降雨量×屋頂表面積×雨水收集率...(3-2) 式中：
年平均降雨量：為每年日雨量的加總，依據中央氣象局各氣象站所提供 之水文資料得知。
屋頂表面積：為建立設施的屋頂表面積，依據案例的設施大小和現場而 定。
雨水收集率：根據國內雨水貯留利用供水可靠度計算基準，雨水收集率 大約為0.75~0.95 左右。
三、市場價值理論公式
利用收集相關市場價格數據來估算效益的經濟價值，建立此理論公式。
■ 水資源節約效益經濟價值 理論公式：
水資源效益經濟價值=定量水資源效益之值×市場價格...(3-3)
上述式中，定量水資源效益之值為量化效益計算出的值，市場價格數據可以 使用前述所提到的，汙水下水道使用費或台灣自來水費用等水資源效益相關市場 價格數據，如表3-5。
表3-5 水資源市場價格
市場價格 價格 價格依據
自來水費用 12(元/度) 依據科學發展期刊海洋專題報導(張 淵斯、曹知行，2009)文章得知。
海水淡化成本 30~40(元/度) 經濟部水利署網站臺灣水資源-海水 淡化-單位造水成本。2016.8.14 查詢。
汙水下水道使用費 5(元/度) 自89 年 11 月起，依據「下水道法」
及「臺北市污水下水道使用費徵收自 治條例」統一規定。
開發新水庫成本 20(元/度) 依據科學發展期刊海洋專題報導(張 淵斯、曹知行，2009)文章得知 。
（資料來源：本研究整理）
貳、能源節省效益
依據前述之相關研究（城市綠地之冷效應，2011），能源效益主要在計算基 地保水設施所節省空調與暖氣之耗能，依據效益分類表（表3-1），提供能源效益 的基地保水設施有屋頂綠化、透水鋪面、屋頂雨水貯集系統。但透水鋪面與屋頂 雨水貯集系統節電之效益，為減少地表逕流進而減少汙水處理廠所處理之電費，
為避免與水資源效益重複計算，所以在這主要就探討屋頂綠化的部份。所以依據 前面建立估算能源節省效益經濟價值的理論架構，分為兩部份，計算空調與暖氣 耗能來定量能源節省效益的資源單位，與收集能源效益相關市場價格來估算效益 經濟總價值，如表3-6 所示。
一、能源節省效益
所以本研究在量化與估算能源節省效益經濟價值上，為計算空調所降低的能 耗。並配合各設施在水資源效益上所提供之截留與防洪效益上，所減少汙水廠能 源之消耗。
表3-6 能源效益價值計算步驟
（資料來源：本研究成果。）
二、量化效益理論計算公式
引用美國在計算節電之耗能公式，在配合收集國內相關數據與資料建立此理 論公式。因在計算節電耗能時會分為空調節能與暖氣節能，以下將分別建立兩組 公式。
■ 屋頂綠化空調節能 理論公式：
屋頂綠化空調節能=年平均冷卻度日(°C days)×24 hrs/day× ∆U(傳熱係 數)...(3-4)
■ 屋頂綠化暖氣節能 理論公式：
屋頂綠化暖氣節能=年平均熱度日(°C days)×24 hrs/day×∆U(傳熱係 數)...(3-5)
式中：
年平均冷卻/熱度日：為年平均度日數，其實就是一種反映能源需求狀 態的熱量單位，分為年平均冷卻度日和年平均熱度日，但此參數在國內 取得較不易，所以本研究利用此參數的定義與收集相關數據來進行計
能源效益 計算步驟使用參數
量化效益 計算空調與暖氣之耗能的方式，來定量能源節
省效益的資源單位(度、千瓦時等)。
估算效益價值 將定量的資源單位(度、千瓦時等)，利用收集 相關市場價格，如平均電費、各能源發電之成 本等，來估算能源效益的經濟總價值。
算。
傳熱係數∆U：傳熱係數是用來計算屋頂導熱的係數，傳熱係數∆U，是 指在穩定傳熱條件下，維護結構兩側空氣溫差為1 度（K，℃），1 小時 內通過1 平方米面積傳遞的熱量，單位是瓦/平方米·度（W/㎡·K，此 處K 可用℃代替）。
...(3-6)
式中：R1 為一般建築熱阻係數；R2 為屋頂綠化熱阻係數。
熱阻係數R 值：熱阻係數是指熱量在熱流路徑上遇到的阻力，反映介 質或介質間的傳熱能力的大小。(一般建築熱阻係數(R1)為 0.80 w/m2k；屋頂綠化熱阻係數(R2)為 1.2 w/m2k。)
■ 年平均冷卻/熱度日定義與計算方法：
年平均冷卻度日(Cooling degree days，CDD)：
定義：暖季用於空調製冷的能源消耗的一個定量估計。暖季一般定為每 年五月至九月，因為一般這幾個月份日平均氣溫將高於基準溫度。
計算方法：將五月至九月每日平均氣溫減去基準溫度作加總的值，即為 年平均冷卻度日。
年平均熱度日(Heating degree days，HDD)：
定義：冷季用於暖氣取暖的能源消耗的一個定量估計。冷季一般定為每 年十月至隔年四月，因為一般這幾月份日平均氣溫將低於基準溫度。
計算方法：將基準溫度減去每年十月至隔年四月的每日平均氣溫，即為 年平均熱度日。
本研究利用上述之計算方法與收集國內基隆、台北、台中、台南四個地方之 每日之日平均氣溫，與基準溫度依據東吳大學(謝雯芬，2003)研究中提出的台灣 最適基準溫度23°C，因國外之基準溫度 18°C 較不符國內之特性，所以本研究使
用此研究結果，研究中是利用觀察台灣各地觀測站溫度變化差異，在與國科會所 統計出的台灣平均溫度做比較，得出台灣最適基準溫度。計算出這四地之年平均 度日數(年平均冷卻/熱度日)，如表 3-7 所示。
表3-7 基隆、台北、台中、台南之年平均度日數
地區 年平均冷卻度日數(°C days)
年平均熱度日數 (°C days)
基隆 760 815.5
台北 876.1 583.80
台中 842.4 402
台南 692 311.6
（資料來源：本研究成果。）
三、市場價值理論公式
利用收集能源節省效益相關市場價格數據在量化效益計算的值來估算能源 節省效益的經濟總價值，建立此理論公式。
■ 能源節省效益經濟價值 理論公式：
能源效益價值=節省總電量×市場價格...(3-7)
上述式中，節省總電量為能源量化效益理論公式所計算出的空調節省電量或 暖氣節省電量之值。能源節省效益相關市場價格可以使用，國內平均電價或各能 源發電成本、再生能源發電成本等相關市場價格數據，如表3-8。
表3-8 國內電價與各能源發電成本
項目 電價與發電成本(元/度)
住宅用電 2.85 國內平均電價
工業用電 2.93 燃油 4.35 燃煤 1.22 火力發電成本
燃氣 2.68
核能發電成本 1.15 水力 1.70
風力 2.50 再生能源發電成本
太陽能 9.44
（資料來源：台灣電力公司網站 104 年度各種發電方式之發電成本審 定決算版本，2016.8.14 查詢得知。）
參、空氣品質改善效益
依據前述效益分類所提到空氣品質改善效益為減少空氣中汙染物的量，本研 究利用計算設施種植之植物所以吸收/沉積空氣汙染物的量，前面所建立估算空 氣品質改善效益經濟價值的理論架構分為兩部份，計算基地保水設施種植之植物 所吸收/沉積空氣汙染物的量，在收集空氣品質效益相關市場價格來估算效益經 濟總價值，如表3-9 所示。
一、空氣品質改善效益
本研究將利用計算基地保水設施種植之植物，吸收與沉積空氣中汙染物的 量，來量化與估算空氣品質改善效益的經濟價值。汙染物為依據環保署所公告之 空氣中的標準汙染物，分別為二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、臭氧(O3)、懸浮 微粒(PM-10)，這四種空氣汙染指標為本研究量化與估算空氣品質效益的依據。
表3-9 空氣品質改善效益價值計算步驟
（資料來源：本研究成果）
二、量化效益理論計算公式
利用(Currie and Bass etc,2008) 研究所得出植物每平方公尺所能吸收/沉積汙 染物的量的表格，如表4.7，來建立此理論公式估算空氣品質效益的經濟價值。
■ 空氣品質改善效益 理論公式：
減少空氣中汙染物=設施面積×吸收/沉積汙染物量...(3-8) 式中：
設施面積：依據設施大小而定。
植物吸收/沉積汙染物範圍：可依據現場測量或是相關文獻與研究的實 驗數據得知，本研究是利用相關研究案例得知，如表3-10。
空氣品質效益 計算步驟使用參數
量化效益 計算植物吸收/沉積空氣汙染物的方式，來定量
空氣品質改善效益的資源單位(kg、g 等)。
估算效益價值 定量的資源單位(kg、g 等)，利用收集相關市場 價格，如空氣汙染物徵收辦法等，來估算空氣
估算效益價值 定量的資源單位(kg、g 等)，利用收集相關市場 價格，如空氣汙染物徵收辦法等，來估算空氣