第三章 土木結構大樓用電分析
3.3 用電量預估
3.3.1 用電估算方法說明
影響耗電的因子複雜，例如耗能設備的數量與效率、人員使用習慣、機器設 備年限、配線、氣候條件或其他因子，皆有一定程度的影響，但只要掌握主要耗 能的設備即可進行估算。用電估算的方法是透過交通大學土木結構大樓經常使用 或高用電功率的設備，推算出年度總用電量，估算公式如下 :
年總耗電量(kWh) = 耗能設備用電功率(kW) ＊ 年使用時數(h)
3.3.2 年使用時數預估
一年為 365 日，周休二日、國定假日及民俗節日共計 115 日，扣除周休二日、
國定假日及民俗節日以 250 日(約 36 周)計；扣除國定假日及民俗節慶(約 30 日) 以 335 日(約 48 周)計。
表 3-3-1，3-3-2、3-3-3、3-3-4、3-3-5 為耗能設備使用時數表，學生研究 室、實驗室、辦公室及值勤室、會議室及其他空間之耗能設備依照使用時數多寡 分為高使用率、中使用率、低使用率三個級距，其餘使用時數較低之空間 (如休 息室、儲藏室、配線室)則不分級距，以方便估算。
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表 3-3-5、耗能設備使用時數表-實驗儀器
實驗儀器 年使用
時數(h) 說明
烘箱
高使用率 3000 1 日使用 24 小時，使用 125 日 中使用率 1800 1 日使用 24 小時，使用 75 日 低使用率 600 1 日使用 24 小時，使用 25 日
油壓機 (MTS 506)
&天車
高使用率 600 每次實驗電動機啟動 3 小時，每年使用 200 次，以 600 小時計
中使用率 450 每次實驗電動機啟動 3 小時，每年使用 150 次，以 450 小時計
低使用率 300 每次實驗電動機啟動 3 小時，每年使用 100 次，以 300 小時計
空壓機
高使用率 1250 每次實驗電動機啟動 5 小時，每年使用 250 次，以 1250 小時計
中使用率 750 每次實驗電動機啟動 5 小時，每年使用 150 次，以 750 小時計
低使用率 250 每次實驗電動機啟動 5 小時，每年使用 50 次，以 250 小時計
其他設備 同空壓機年使用時數(h)
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100 油壓機(MTS 506 Hydraulic
Power Supply) 300 149200 44760
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3.4 民國 99 年用電結構分析
(1)依照耗能設備分類:
依照耗能設備分類，預估 99 年用電 (包含混凝土拌合場)結構百分比如 表 3-4-1，照明占 19.44%，冷氣&空調占 46.75%，電腦 7.87%，其他動力占 7.18%，實驗儀器占 18.76%，預估 99 年總用電量為 463800 度，土木結構大 樓(含混凝土拌合場)之總樓地板面積為 6154.16 ㎡，EUI 值為 75.36。
若扣除館外之混凝土拌合場用電量，可得獨立土木結構大樓之年度總用 電量，預估用電量結構百分比如表 3-4-1，照明占 20.37%，冷氣&空調占 44.57%，電腦 8.34%，其他動力占 7.31%，實驗儀器占 19.41%，總用電量為 437514 度，不含混凝土拌合場之總樓地板面積為 5980.22 ㎡，EUI 值為 73.16。
表 3-4-1、土木結構大樓用電結構百分比-耗能設備分類 預估 99 年用電結構百分比(含混凝土拌合場)
名稱 照明 冷氣 電腦 其他動力 實驗設備 合計 年度用電量(kWh) 90166 216849 36501 33296 86989 463800
用電比例(%) 19.44% 46.75% 7.87% 7.18% 18.76% 100.00%
預估 99 年用電結構百分比(不含混凝土拌合場)
名稱 照明 冷氣 電腦 其他動力 實驗設備 合計 年度用電量(kWh) 89106 195009 36501 31961 84937 437514
用電比例(%) 20.37% 44.57% 8.34% 7.31% 19.41% 100.00%
102 (2)依照空間分類
依照空間分類，預估 99 年用電(包含混凝土拌合場)結構百分比如表 3-4-2，學生研究室占 33.44%，實驗室占 54.64%，辦公室占 1.27%，會議室 占 0.34%，機電配線室及其他占 10.30%。
若扣除館外之混凝土拌合場用電量，可得獨立土木結構大樓之年度總用 電量，預估用電量結構百分比如表 3-4-2，學生研究室占 35.45%，實驗室占 51.91%，辦公室占 1.35%，會議室占 0.36%，機電配線室及其他占 10.93%。
表 3-4-2、土木結構大樓用電結構百分比-空間分類 預估 99 年用電結構百分比(含混凝土拌合場) 空間類別 實際面積
(㎡)
空間比例
(%) 總耗電(kWh) EUI 值 用電比例 (%) 學生研究室 817.6 13.29% 155115 189.72 33.44%
實驗室 1924.54 31.27% 253414 131.68 54.64%
辦公室 40.9 0.65% 5886 143.91 1.27%
會議室 163.5 2.59% 1570 9.60 0.34%
機電配線室及其他 3207.62 55.12% 47816 14.91 10.31%
合計 6154.16 100.00% 463800 75.36 100%
預估 99 年用電結構百分比(不含混凝土拌合場) 空間類別 實際面積
(㎡)
空間比例
(%) 總耗電(kWh) EUI 值 用電比例 (%) 學生研究室 817.6 13.67% 155115 189.72 35.45%
實驗室 1750.6 29.27% 227128 129.74 51.91%
辦公室 40.9 0.68% 5886 143.91 1.35%
會議室 163.5 2.73% 1570 9.60 0.36%
機電配線室及其他 3207.62 53.64% 47816 14.91 10.93%
合計 5980.22 100.00% 437514 73.16 100.00%
備註:其他為走廊、廁所、休息室、儲藏室等空間
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第四章 空間 EUI 分析及評估改善
耗電量會依據耗能設備使用時數多寡而變動，各空間面積不同，人員每年使 用時數也不同，透過耗能設備使用時數表(表 3-3-1，3-3-2、3-3-3、3-3-4、3-3-5) 高、中、低三個級距的使用率 * 耗能設備的額定功率，加總後可求得高、中、
低年度用電量，透過公式 EUI 值=年度總耗電量/總樓地板面積(㎡)，進而推估 EUI 值範圍。
4.1 土木結構大樓 EUI 值預估
土木結構大樓民國 97、98、99 年實際用電量(包含混凝土拌合場)分別為 730955 度、656655 度、433372 度；民國 97、98、99 年實際 EUI 值分別為 118.77、
106.70、70.42，皆在政府公告之範圍內(大學第一類，EUI 基準值為 124)。
依據 3.3.2 節各空間年使用時數高、中、低使用率三個級距進行預估，館舍 (包含混凝土拌合場)高使用率年用電量預估為 774262 度，EUI 值為 125.81；中 使用率年用電量預估為 549984 度， EUI 值為 89.37；低使用率年用電量預估為 322218 度， EUI 值為 52.36，如表 4-4-5。
由表 4-1-1 可知各空間同時使用高使用率預估之年用電量和 97 年實際用電 量 730955 度相符，而 3.3.3 節依據各空間不同使用率(高、中、低)預估民國 99 年總用電量為 463800 度，與 99 年實際用電量 433372 度相符。經比較，97 年及 99 年用電量主要差距在於實驗室使用率由高使用率變成低使用率所造成。另外 99 年土木結構大樓冷卻水塔於 9 月、10 月進行維修，造成箱型冷氣僅能使用送 風，造成 99 年用電量較低。
表 4-1-1、不同使用率 EUI 值預估
空間型式 空間使用頻率 高使用率 中使用率 低使用率 包含
混凝土拌合場
預估年用電量(kWh) 774262 549984 322218 EUI 值 125.81 89.37 52.36 不含
混凝土拌合場
預估年用電量(kWh) 691301 495361 295933 EUI 值 115.60 82.83 49.49 備註:以上資料皆扣除館舍外圍景觀燈
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4.2 學生研究室 EUI 值預估及探討
4.2.1 學生研究室 EUI 值預估
學生研究室 EUI 值範圍如表 4-2-1。
學生研究室會因空間大小、耗能設備使用時數造成 EUI 值變動，若空間面積 小而耗能設備使用密度高，會照成 EUI 值飆高，難免有失真之情況，故在此考量 使用人數，做每人帄均年用電量估算，如表 4-2-2，並且與 EUI 值共同評估。
表 4-2-1、學生研究室 EUI 值範圍
位置 位置名稱 實際面積
(㎡)
高總計 (Kwh)
中總計 (Kwh)
低總計
(Kwh) EUI 高 EUI 中 EUI 低 B02 光纖實驗室 54.4 8917 6609 4241 163.9 121.5 78.0 202 學生研究室 25 6860 5066 3272 274.4 202.6 130.9 203 學生研究室 25 6069 4360 2651 242.8 174.4 106.0 204 學生研究室 25 6069 4360 2651 242.8 174.4 106.0 205 學生研究室 25 6069 4360 2651 242.8 174.4 106.0 206 學生研究室 25 7945 5906 3867 317.8 236.2 154.7 213 研究室 10.9 4527 3385 2242 415.3 310.5 205.7 301B 環境地工實驗室 90 21235 15339 9443 235.9 170.4 104.9 401A 結構自動監測實驗室 90 24383 17907 11431 270.9 199.0 127.0 401B 複合材料混凝土實驗室 93.9 23104 16723 10342 246.0 178.1 110.1 402 工程地物與監測實驗室 130.7 26441 19357 12273 202.3 148.1 93.9 502 學生研究室 130.7 30293 22239 14185 231.8 170.1 108.5 503 SRC 實驗室 92 22026 15853 9680 239.4 172.3 105.2 全館學生研究室 817.6 193936 141462 88927 237.2 173.0 108.8
105 3385kWh，EUI 值為 310.5。
213 室帄常使用人數約為 2 人，造成 213 空間 EUI 值超標之原因推估為
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4.3 實驗室 EUI 值預估及探討
4.3.1 實驗室 EUI 值預估
實驗室 EUI 值範圍如表 4-3-1。
表 4-3-1、實驗室 EUI 值範圍
位置 位置名稱 實際面積
(㎡)
高總計 (Kwh)
中總計 (Kwh)
低總計
(Kwh) EUI 高 EUI 中 EUI 低 B01 高性能混凝土(HPC)實驗室 86.7 13116 8486 3855 151.3 97.9 44.5 B03 高溫高壓蒸氣催化實驗室 42.2 960 640 320 22.7 15.2 7.6 101&
102 土木材料實驗室 196.2 90773 60861 30350 462.7 310.2 154.7 103 MTS 岩石三軸實驗室 77.0 25312 17370 9428 328.7 225.6 122.4 104 基礎模型實驗室(挑高) 92.0 15266 10589 5912 165.9 115.1 64.3 112 儀器室 24.7 6988 5651 2434 282.9 228.8 98.5 113 MTS 控制室 32.4 8542 7125 3828 263.6 219.9 118.1 113B 大型結構實驗室(挑高) 792.8 109117 82392 55666 137.6 103.9 70.2
302 高等大地力學實驗室 130.7 33489 22603 12649 256.2 172.9 96.8 303 土壤標度槽實驗室(挑高) 92.0 25917 17541 9166 281.7 190.7 99.6 501A 實驗室 93.9 21494 14904 8313 228.9 158.7 88.5 501B 防火結構及材料實驗室 90.0 21494 14904 8313 238.8 165.6 92.4 L 混凝土拌合場 173.9 82961 51826 25353 477.0 298.0 145.8
全館實驗室 1882.3 454467 314250 175266 241.4 166.9 93.1 全館實驗室(不含混凝土拌合場) 1708.40 371507 262424 149913 217.46 153.61 87.75 備註: B03 高溫高壓蒸氣催化實驗室因使用率低故剔除之。
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4.3.2 實驗室 EUI 值探討
(1) 101&102 室
實驗室 EUI 值範圍最高之空間為 101&102 室(土木材料實驗室)，以中使 用率為例，照明 40W*2 日光燈 34 組，年使用 2000 小時；窗型冷氣 1 台(2400W)，
年使用 1350 小時；恆溫恆濕機 1 台(9100W)，年使用 4800 小時；桌上型電 腦 1 台(150W)，年使用 8760 小時；中型冰箱 1 台(年耗電 600kWh)；油壓動 力組合 1 組(3730W)、攪拌機(1492W)，年使用時數 750 小時；烘箱 1 組(1492W)，
年使用時數 1800 小時，合計年耗電量為 60861kWh，EUI 值為 310.2。
土木材料實驗室 EUI 值最高之原因推估為使用恆溫恆濕機所致，因為土 木材料實驗室在進行詴驗時，通常需要在恆溫恆濕條件下進行(同混凝土拌 合室)，故恆溫恆濕機必頇全天啟動，若實驗時間為 200 日，1 年使用時數為 4800 小時，恆溫恆濕機 1 年耗電量為 43680kWh，佔館舍 99 年總用電量 9.42%。
(2) 混凝土拌合場
實驗室 EUI 值範圍次高之空間為混凝土拌合場，以中使用率為例，照明 40W*2 日光燈 12 組及 20W*1 日光燈 5 組，年使用 2000 小時；恆溫恆濕機 1 台(9100W)，年使用 4800 小時；混凝土拌合器 1 組(3730W)、高強度透明詴 驗槽(1492W)、鑽研機 1 組(1492W)、岩石詴體切割機 1 組(1492W)，年使用 時數 750 小時，合計年耗電量為 54623kWh。
混凝土拌合室 EUI 值超標之原因推估與土木材料實驗室同，為長時間使 用恆溫恆濕機所致。
(3) 113B 室
實驗室年耗電量最高之空間為 113B 大型結構實驗室，以中使用率為例，
耗能設備為照明 40W*1 日光燈 4 組、400W*1 投射燈 18 組、250W*1 投射燈 6 組，年使用 1000 小時；油壓機(MTS506 Hydraulic Power Supply，149.2kWh)，
年使用時數 450 小時；20 噸(26.11kW)、5 噸(11.25kW)、2 噸(5250kW)天車，
年使用時數各 150 小時，合計年耗電量為 82392kWh，EUI 值為 103.9。
大型結構實驗室無冷氣、電腦、其他動力等耗能設備，卻為實驗室用電 最高之空間，造成年用電量最高之原因推估為使用大功率實驗儀器設備油壓 機(MTS 506 Hydraulic Power Supply)所致，油壓機預估年使用時數(使用 率中)為 450 小時(實驗 1 次啟動 3 小時，年使用 150 次) ，額定耗電功率為 149.2kWh(啟動油壓機 1 小時相當於使用空調冰水主機 7.7 小時、箱型冷氣 18 小時、窗型冷氣 62 小時)，年用電量為 67140kWh。
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4.6.2 T8 型 LED 日光燈實測
表 4-5-1 資料由 LED 日光燈廠商取得，為 T8 型 LED 日光燈基本規格介紹。
由於土木結構大樓未有 LED 日光燈照明設備，故此次實驗選定地點為交通大學工 程二館 219 專班研究室進行，實驗面積為 7m * 7m=49 ㎡，每組燈具選用燈管長 度 2 呎(約 60cm) * 4 支，故每組燈管額定功率為 9W * 4=36W，共計 12 組。
表 4-6-1、T8 型 LED 日光燈基本規格介紹
燈管長度 1 呎-T8 LED 2 呎-T8 LED 4 呎-T8 LED
光源 LED
電壓 AC 100V-24V 50/60HZ
耗電 Max 3W Max 9W Max 18W
功率因數 55% 80%
光通量(lm) 160 679 1352
保護等級 IP 50
發光效率(lm/W) 53 75
規格 330mm*28mm 580mm*28mm 1198mm* 28mm 壽命 >50000hrs 12hrs/day
環保 固態照明-環保好處理
使用方便性 可搭配現有燈具
製造地 台灣(LED 光源.SMT.電源.)
工作溫度 -30℃至 45℃
重量 90g 235g 440g
本次實測除實際利用電錶量測兩天照明的總用電量外，並以照度計(圖 4-6-1) 量測工二館 219 室中心點及角落之照度(桌面高度至天花板以 2 公尺為標準，並 且避免陽光干擾照度準確性，以求得照度範圍)。見表 4-6-2，電錶顯示照明連 續啟動兩天(48 小時)之總用電量為 21.3 度，帄均每組耗電功率約為 36.98W，較 每組額定功率 36W 多 1W 左右，可見 LED 照明實際耗電量與額定耗電量相差不大。
圖 4-6-1、照度計
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表 4-6-2、工程二館 219 專班 T8-LED 實測 工程二館 219 專班照明量測
空間面積(㎡) 7m*7m=49(㎡)
使用燈具 T8-LED，每組燈管額定功率 Max9(W)*4(支)，共 12 組 照明密度(W/㎡) 36(W/組)*12(組)/49(㎡)=8.82(W/㎡)
測量開始時間 4/26 PM2:40
測量初始度數(kWh) 37.9(kWh)
測量結束時間 4/28 PM2:40
測量結束度數(kWh) 59.2(kWh) 兩天用電總計(kWh) 21.3(kWh)
一小時耗電量(kWh) 0.444
每組燈具帄均用電 444W/12 組=37W/組 實際照度(lux) 577-673(lux) (離燈具兩公尺)
由「大專院校教學館舍耗能改善之研究-以交通大學工程二館為例，國立交 通大學 郭烜碩」工程二館照明設備改善效益評，得知404教室使用T8燈具組 (45W*2)共9組；403教室使用T5燈具組(28W*2)共9組，兩空間照明格局、面積、
燈具數量及位置皆相同，故可做效益比較。
工程二館219專班研究室使用T8-LED燈具組(9W*4)共12組，雖然與403、404 教室雖然照明格局及燈具數量(9組)不同，但是空間面積(49㎡)皆相同，且實際 照度範圍相當，皆在550lux ~700lux，故在此以照度相近為前提，進行T8、T5、
T8-LED照明評比。
如表4-6-3所示，相近照度標準下，T8-LED燈具相較T8燈具節能效益為
如表4-6-3所示，相近照度標準下，T8-LED燈具相較T8燈具節能效益為