第六章 零碳住宅設計構想
第二節 台灣零碳住宅設計構想
(A) 工業化的製造：零耗能之些許產品，使用成品裝配技術，產品組件和設計不 斷精益求精，同時不斷找尋供應廠商，且經過廠家改良或組裝。
(B) 取捨製造效率和CO2排放：單元式預鑄，會導致碳排放量過高，且大部分是 因為單元運輸須沿著公路鐵路網而產生之碳排放，利用距離社區最近的工廠 生產更小的組件，連鎖工廠搬到建築工地，就地取用可再生材料，避免從遠 處引進材料，增加成本，此舉可降低對環境影響及增進經濟繁榮。
第二節 台灣零碳住宅設計構想
台灣位於亞熱帶地區，具有熱溼型氣候特徵，一般位於平野（標高500m 以 下）的都會區，其外氣溫高於 25℃的月份常達九個月以上，為了維持室內環境 的舒適，必需仰賴高耗電的空調設備。從氣候觀點而言，為了創造零碳住宅，其 主要影響因子為日射量、溫度及濕度。因此本研究初步選擇位於台灣高海拔地區 的日月潭，試著提出零碳綠建築初步構想，並從低耗能住宅及挹注太陽能發電來 評估零碳綠建築的可行性。
6-2.1 台灣地區日射量分布
台灣的日射量分布情形，整體而言在海拔五百公尺以下的區域，大致上呈現 由東北往西南方向遞增的現象。換言之，從東北角的基隆地區的年平均日射量每 日2.2kWh/m2往嘉南平原的3.7kWh/m2一直到恆春半島4.7kWh/m2而增加。另外，
在東海岸狹長帶狀平地之日射量，呈現從花蓮一路往南方向遞增直到台東，之後 的大武日射量便逐漸下降（圖6-23）。
圖6-24 台灣日射量分布圖（單位：kWh/m2 day）
一般而言，太陽能發電的潛能主要以日射量強度及季節性等兩大因素來判斷 居多。在日射量強度方面，本文以日射量強度高於3.0kWh/m2day視為發電量較佳 的區段。在季節性方面，以北半球通用的天文季節及氣候季節來劃分四季（亦即 春季為3~5月，夏季為6~8月，秋季為9~11月，冬季為12~2月），這是著眼在季節 特性與台灣用電尖峰兩者的同時性考慮。以下引用內政部建築研究所數據（何明 錦，2007）闡述台灣六大分區之日射量變化。
本研究依據中央氣象局（1997~2006年數據）測候站所在區域，約略分為北 部、中部、南部、東部、外島及高海拔（海拔超過五百公尺以上）等六個測候站 分區，各分區的日射量特徵分述如下：
1. 北部：北部地區分別有板橋、淡水、台北、基隆、蘇澳及宜蘭等六個測候站，
其月平均日射量曲線變化趨勢呈現山形（圖6-24）。意即日射量在夏季的七、
八 月 份 特 別 顯 著 達 到 高 峰 。 六 個 站 的 日 射 量 高 峰 值 約 介 於 13,572-18,478kJ/m2day之間，最大值出現在七月份蘇澳測候站。高峰值前後 的月份則明顯滑落，平均日射量約降至 8,582kJ/m2day之譜。北部地區年平 均日射量約為 9,630kJ/m2day，換算發電量為每天每kW裝置容量可發電 1.9 度（1.9kWh/kW/day）。
2. 中部：中部地區有三個測候站，其月平均日射量曲線變化趨勢呈現丘陵形，
日射量變動幅度明顯小於北部地區。新竹、台中及梧棲年平均日射量為 11,328、12,707及11,275kJ/m2day，均大於北部地區六個測候站。從五至九月 份為全年高峰期，日射量強度均有12,500kJ/m2day以上的水準（圖6-25）。中 部地區年平均日射量約為11,770kJ/m2day，推算發電量為2.3 kWh/kW/day。
3. 南部：南部地區分別有嘉義、永康、台南及高雄等四個測候站，其月平均日 射量曲線變化趨勢與中部地區相仿，多呈現丘陵形（圖6-26）。日射量從幾 乎從三月一直到十月份都有10,000kJ/m2day以上的水準，南部地區年平均日 射量約為13,651kJ/m2day，推算發電量為2.7 kWh/kW/day。其中台南及永康 測候站在夏季常出現日射量明顯下降的情形，推測原因可能跟當地雲量變化 有關，這現象在《台灣各地之日射量估計問題》文獻中也出現相同結果（顏 俊士，1974）。
4. 東部：東部地區分別有花蓮、成功、台東及大武等四個測候站，其月平均日 射量曲線變化趨勢與北部地區相仿，呈現山形趨勢（圖6-27）。年平均日射 量達13,143kJ/m2day，大於北部地區的 9,630kJ/m2day。東部地區的日射量在 夏 季 的 六 至 八 月 份 達 到 高 峰 ， 四 個 站 的 日 射 量 高 峰 值 介 於 14,897-22,469kJ/m2day之間，最大值 22,469kJ/m2day出現在七月份台東測候 站 。 東 部 地 區 年 平 均 日 射 量 約 為 13,143kJ/m2day ， 推 算 發 電 量 為 2.6 kWh/kW/day。
5. 外島：外島地區分別有澎湖、蘭嶼、金門及馬祖等四個測候站，其中日射量 的變化方面，以金門與馬祖兩站的趨勢線最為相仿，高峰值均出現在七月
份 ， 平 均 高 達19,411kJ/m2day 。 外 島 年 平 均 日 射 量 方 面 ， 金 門 約 為 13,593kWh/m2day大於馬祖的11,355kWh/m2day，推算發電量分別為2.6及2.2 kWh/kW/day。另外值得注意的是金門的日射量從四月一直到十月份都有 14,640kJ/m2day以上的水準，具有太陽能發電潛力。在澎湖與蘭嶼方面，兩 站的日射量變化也很類似，年平均日射量分別為10,886及11,104kJ/m2day（圖 6-28），推算發電量分別為2.1及2.2 kWh/kW/day。
6. 高海拔：海拔500公尺以上之測候站計有竹子湖、鞍部、日月潭、阿里山及 玉山等五個測候站。其中鞍部與竹子湖的標高分別是825及607公尺，兩站的 所在位於北部的高海拔地區。由於海拔高度較高，較不受低層雲遮蔽影響，
因此年平均日射量以11,330kJ/m2day大於北部平野地區的9,630kJ/m2day，大 約增加了17%的日射量。阿里山及玉山同屬高山氣候，高度高於2000公尺以 上的測候站，受雲層吸收影響更低，因此呈現日射量高且月平均變動不大的 特徵。阿里山及玉山的年平均日射量分別為13,325及14,650kJ/m2day，推算 發電量分別為2.6及2.8 kWh/kW/day。日月潭的標高為1015公尺，屬於中部 的 高 海 拔 地 區 ， 月 平 均 日 射 量 變 動 起 伏 不 大 ， 年 平 均 日 射 量 約 為 11,255kJ/m2day，推算發電量分別為2.2 kWh/kW/day（圖6-29）。
綜上所述，台灣中部及南部地區的測候站之月平均變化呈現丘陵形。當月平 均日射量變化曲線呈現丘陵形，意謂著太陽能系統的發電量變動同樣呈現較為平 緩變動的趨勢，可能有利於著重設計全年發電負載的太陽能系統。北部及東北部 地區的測候站之月平均變化呈現山形。當月平均日射量變化曲線呈現呈現山形特 徵，則太陽能系統的發電量變動同樣呈現較為巨幅變動的趨勢，也由於這個氣候 特徵，或許在考慮針對紓解夏季尖峰負載而設計的太陽能設備便能發揮功效。高 海拔地區的日射量具有日射量大且月平均變動不大的特徵，同樣可能有利於著重 設計全年發電負載的太陽能系統。另外在外島的金門及馬祖，其年平均日射量約 相當於台灣本島的高雄及新竹，是具有發電潛力的區域。
月平均日射量
月平均日射量