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單位空調耗能的不確定性分析

不確定性分析旨在判斷因不確定性之變因造成模式應變之變異(I.A. Macdonald, 2002; van Griensven et al., 2006),本研究分別探討年尖峰冷房負荷、全年空調使用時間 與及全年總體空調耗三者為討論對象,漸進式的分析未來空調耗能的變化趨勢。

壹、 年尖峰冷房負荷

為檢視在未來氣候狀況下,空調設備量在需求上的變化,本研究以年尖峰負荷量 在三個氣候變遷情境下的變動趨勢作呈現,圖 4-1 至圖 4-3 分別為台北、台中、高雄 三地的年尖峰冷房負荷之變動趨勢,圖中的實線為平均值,而色塊標示的區間意義為 年尖峰冷房負荷約有 50%的機率會在此範圍內變動。總體而言,高雄的尖峰冷房負荷 最大,台北次之而台中最低;若以台北為例,如圖 4-1 所示,在溫室氣體排放量減緩 的 RCP2.6 情境下,趨勢近乎持平於整個時間區段;在 RCP4.5 情境下,年尖峰負荷量 在 2070 前稍稍上升,之後則維持在 58 W/m2左右;然而在溫室氣體高度排放的 RCP8.5 情境下,年尖峰負荷量的上升幅度最大,於世紀末時平均增加至 67 W/m2,增量約為今 日之 25.5%。再端看圖 4-2 與圖 4-3,可發現年尖峰冷房負荷量於台中、高雄的變動與 台北之趨勢相符,僅在 RCP8.5 情境下於世紀末有明顯的成長。

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圖 4-1 台北的年尖峰冷房負荷變動趨勢 (資料來源:本研究整理)

第四章 未來氣候下單位空調耗能變動分析

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圖 4-2 台中的年尖峰冷房負荷之變動趨勢 (資料來源:本研究整理)

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圖 4-3 高雄的年尖峰冷房負荷之變動趨勢 (資料來源:本研究整理)

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貳、 全年空調使用時間

為檢視未來空調的使用情形,全年空調啟用頻率為第二個分析的項目,探討在三 個氣候變遷情境下,其分別位於台北、台中、高雄的變動趨勢,本研究以年間使用天數 為計算空調使用時間的單位,意即空調使用時間占全年多少比例,研究結果如圖 4-4 至圖 4-5 所示,圖中的實線為平均值,而色塊標示的區間意義為全年空調使用時間約 有 50%的機率會在此範圍內變動。總體而言,仍然是高雄地區的全年空調使用時間最 長,台北與台中的部份則不相上下。若以台北為例,如圖 4-4 所示,空調使用時間在 低排放 RCP2.6 情境下,在 2060 以前些微地上升,之後呈下降的趨勢;於 RCP4.5 情境 下,空調使用時間在 2070 前上升並在之後持平,維持在 70 天左右;而空調使用時間 在高排放 RCP8.5 情境下穩定上升,於世紀末成長至 95 天,相當於一整年有四分之一 的時間須使用空調系統維持室內的人體熱舒適。再由圖 4-5 與圖 4-6 可發現全年空調 使用時間於台中、高雄的變動與台北之趨勢相符,且相對於年尖峰冷房負荷,空調使用 時間的增幅極為明顯,在高溫室氣體排放 RCP8.5 情境下,以高雄而言,空調使用時間 由世紀初的 60 天增長至世紀末的 150 天,增加近 3 倍的時間。綜合上述,長時間啟用 空調將成為未來的趨勢。

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圖 4-4 台北的全年空調使用時間變動趨勢 (資料來源:本研究整理)

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圖 4-5 台中的全年空調使用時間變動趨勢 (資料來源:本研究整理)

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圖 4-6 高雄的全年空調使用時間變動趨勢 (資料來源:本研究整理)

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參、 全年空調耗能

由前述的分析結果可知概略的空調使用狀況,進而探討實際之單位空調耗能之變 化,圖 4-7 至圖 4-9 分別顯示了在各氣候變遷情境下於台北、台中、高雄的變化趨勢。

以台北為例,如圖 4-7 所示,全年單位空調耗能之變化趨勢,與空調時數在各情境的 變化大致相同,以低排放量 RCP2.6 情境為例,世紀末之空調耗能控制在 17 kWh/m2, 而在 RCP8.5 之情境下,全年之單位空調耗能穩定上升至 32 kWh/m2,為現今之 2 倍以 上。再由圖 4-8 與圖 4-9 可發現空調耗能於台中、高雄的變動與台北之趨勢相符,且 在高雄的增幅最鉅,在高排放量 RCP8.5 情境下,全年空調耗能由世紀初之 17 kWh/m2 增長至世紀末之 49 kWh/m2

為更完整的了解空調耗能整體的變化趨勢,我們將年尖峰冷房負荷、空調使用時 間和全年單位空調耗能在氣候變遷影響改變整理成表。表 4-1、表 4-3 和表 4-5 所示 的分別為台北、台中和高雄的綜合分析,而表 4-2、表 4-4 和表 4-6 分別為各項空調 分析項目相對於當代標準的改變量。綜合所有地區而言,年尖峰冷房負荷在高溫室氣 體排放量 RCP8.5 情境下增量為兩成左右,相比於全年空調使用時數的增量落在 91%至 180%左右,前者變化較不明顯。由以上分析可得到一個結論,全年單位空調耗能的增 量多反映於長時間的空調使用;雖然年尖峰冷房負荷的增量未如空調使用時間的多,

但是在空調系統噸數的設計上仍需考慮氣候改變所造成的影響。而須注意的是,上述 著眼於氣候條件改變對單位樓地板面積空調耗能的影響,尚未考慮人口變化、經濟成 長對於全國住宅部門的空調耗能總量的衝擊,此部份將於後面的章節作說明。

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圖 4-7 台北的單位全年空調耗能變動趨勢 (資料來源:本研究整理)

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圖 4-8 台中的單位全年空調耗能變動趨勢 (資料來源:本研究整理)

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圖 4-9 高雄的單位全年空調耗能變動趨勢 (資料來源:本研究整理)

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