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四.日常耗能指標

四.日常耗能指標

4-1 何謂日常耗能指標?

建築物的生命週期長達五、六十年之久,

從建材生產、營建運輸、日常使用、維修、拆 除等各階段,皆消耗不少的能源,其中尤以長 期使用的空調、照明、電梯等日常耗能量佔最 大部分,這部分就是本指標所涵蓋的耗能量範 圍,本指標特別以「日常耗能指標」之用語以 示有別於建材生產等日常使用以外的能源。由 於空調與照明耗能佔建築物總耗能量中絕大部 分,因此本指標以空調及照明耗電為主要評估 對象。就定義而言,所謂「日常耗能指標」就 是夏季尖峰時期空調系統與照明系統的綜合耗 電效率。

4-2 日常耗能指標的目的為何?

建築的日常耗能中以空調及照明用電佔了最大比例,在夏日建築物的空調用 電比約佔四至五成,而照明用電比高達三至四成,因此從空調與照明上來談論建 築節能最有效果。我國夏日建築物的空調最尖峰用電量,約佔所有發電容量的41 至45﹪,是造成用電危機、擴建電廠環保抗爭的首因。根據過去研究指出,市面

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上優良與不良的建築外殼設計,可使其空調耗能量相差四、五倍之多,在照明耗能上至 少尚有20至30﹪的節能空間,可見建築節能設計的功效十分廣大。另一方面由於建築物 的使用壽命長,其節能的累積效果遠勝於其他工業產品。我們甚至可說,建築節能設計 是國家節約能源政策最有潛力的一環。

目前我國的「建築技術規則」中已納入建築節能設計法規。本法令實施二十 年後預計至少可降低16﹪的建築空調尖峰用電量,相當於7﹪的全國尖峰用電容 量,相當於2.5座的大型火力發電場,或全國所有的水力發電場,或一部大型核 能機組。就全年的累積效果而言,每年可節約空調用電量約46億度,每年相當可 減少七百萬公噸的二氧化碳排放量,可減緩地球氣候溫室化效應,對於地球環保 有莫大的貢獻。本「日常耗能指標」的評估,更要求建築空調耗能的合格基準比 現行節能法規約嚴格20﹪,同時也加強空調設備及照明系統的節能要求,對於建 築的節能設計有更大的保証。

然而建築節能的目的並非只在於節約能源,它同時也是一種科學化、綜合化 的建築風格設計法。由於建築外型設計與空調耗能有密切關係,進行建築節能設 計不但可以淘汰一些不合台灣氣候風土的建築造型,同時可塑造台灣亞熱帶氣候 的建築風格。因此推行「日常耗能指標」的評估,不但對國家能源影響十分重大,

甚至可塑造出符合風土的台灣建築風貌,對市容景觀美化將有重大的影響。

4-3.日常耗能量指標與基準

本指標由於牽涉到多種能源工程專業領域,使其計算較為複雜,是「綠建築」

七大指標中最抽象難懂的指標,然而只要依本手冊的步驟逐一執行,亦不難完成 本指標的評估。由於空調與照明耗能佔建築物總耗能量中絕大部分,因此本指標 主要考慮空調及照明用電的節能效果。日常耗能量指標EI的計算公式如式(4-1)

能源管理節能效率來加權評估。最後的日常耗能量指標EI計算值必須低於式

(4-2)的基準值,才合乎「綠建築」的要求。

日常耗能指標公式:

EI =(外殼熱負荷比 ×空調效率比 ×空調照明比γ

+ 照明節能比)×(1.0-再生能源比α-能源管理節能效率β)

= ((EV÷EVc)×(AC÷ACc)×γ

+UPD÷UPDc )×(1.0-α-β)---(4-1)

其中

UPD=W ÷AF ---(4-1.a)

UPDc=(ΣUPDci×Afi)÷ΣAfi ---(4-1.b)

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日常耗能基準判斷公式:

EI < EIc =((0.8×0.8)×γ+0.8)×1.0

= 0.64 ×γ+0.8---(4-2)

變數說明:

EI:日常耗能量指標(-)

EIc:日常耗能量基準值(-)

EV:建築外殼耗能指標(kWh (m.yr)),如表4.2所示 EVc:建築外殼耗能基準(kWh (m.yr)),如表4.2所示 AC:空調效率指標(-),如表4.2所示

ACc:空調效率基準(-),如表4.2所示 γ:空調照明比,如表4.1所示

UPD:照明用電密度(w ),住宿類建築時取UPD÷UPDc=0.8 UPDc:照明用電密度基準(w ),住宿類建築時取UPD÷UPDc=0.8 UPDci:各空間照明用電密度基準(w ),如表4.3所示

W:建築物照明燈具總配電量(w)

AF:建築物總樓地板面積() Afi:各空間總樓地板面積(

α:太陽能、汽電共生、風力發電等再生能源佔總耗能源之比例(-),本數據必 須由使用者自行提出計算書供認定後使用,無再生能源時α取0.0。

β:能源管理節能效率(-),指採用自然晝光利用、照明監控、電力負載管理等 能源監控管理系統所節約的能源佔總耗能源之比例,本數據必須由使用者 自行提出計算書供認定後使用,無使用此設計時β取0.0。

關於上述指標計算的相關規定及注意事項如下:

(1) 基準值公式(4-2)的意義,在於把外殼熱負荷比、空調效率比、照明節能 比的基準值均設於0.8,亦即此三種基準均要求比一般平均水準節能二成。

其基準值依建築類別的空調照明用電比重γ而變動。

(2) 由於空調耗能效率主要是由建築外殼負荷與空調設備效率組成,因此式

(4-1)第一項乃由外殼熱負荷比(EV÷EVc) 與空調效率比(AC÷ACc)

相乘積構成,其中建築外殼耗能指標EV為現行建築技術規則第二章第八節

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第四十五條法規的內容,其計算法乃依照內政部營建署1997「建築節能設 計的解說與實例」計算而得,本手冊不再贅述。本指摽所有建築類型亦均 依據此法規規定而分類。

(3) 式(4-1)中的空調效率指標AC為目前推行的建築空調系統耗能係數PACS,

乃依照林憲德1997「建築空調系統節能設計----PACS」(詹氏書局)計算而 得,本手冊不再贅述。此PACS係數已考慮了熱源機械效率、熱源台數控制、

VAV、VWV、全熱交換器、外氣控制、外氣冷房等空調節能設計的優惠計 算,因此已充分掌握市面上大部分的空調節能設備。假如有其他未盡列舉 的空調節能設計時,亦可自行計算其效率提出認定後採用。唯儲冰空調系 統在熱源容量縮減上已反映在PACS上,不應再另行優惠計算。

(4) 式(4-1)中照明用電密度比值UPD/UPDc,在於提昇所有建築空間的照明 用電效率。UPD值由建築物所有照明燈具的總配電量W,除上其總樓地板 面積AF即可求得(式4-1.a所示)。這UPD的計算作業只要照明設計規格表 出爐時即可完成,但假如設計燈具與實際使用燈具有所變更時,必須以現 場實際燈具來重新計算。本評估依據表4.3美國冷凍空調協會ASHRAE的用 電密度基準來控制照明節能基準,其基準值UPDc乃由其各空間的照明用電 密度對樓地板面積的加權平均求得(式4-1.b所示),因此任何建築物都必須 依其空間構成來累算其UPDc值。不論如何,任何照明設計當然都必須符合 健康舒適的要求,因此所有建築空間的照度設計水準均必須符合CNS12112 的照度標準要求,自不待言。

(5) 上述用電密度的規定,通常較能使用於照明水準較具共同標準的非住宿類 建築中,但是由於住宿類建築的照明設計較具個人性與多樣性,而難以規 範其標準。尤其一般集合住宅完工時,電燈由住戶自行隨意裝設,設計者 根本無法預知其燈具之用電情形,亦無法計算其UPD值,因此本手冊建議 不必強求住宿類建築的照明耗能評估,此時本手冊規定將其UPD/UPDc設定 為0.8來計算即可。

(6) 再生能源比α是用來鼓勵採用太陽能、風力、廢熱回收、汽電共生等自然 再生能源的優待係數。能源管理節能效率β則是用來鼓勵採用自然晝光利 用、空調照明節能監控、電力負載管理等監控管理系統面來達到節能的效 果,由於這些方法多屬特殊專業工程設計內容,本手冊無法一一提供其評 估。如有此設計時,應要求這些專業設計者提出適當的設計說明,並自行 計算其對總耗電量的節能比例以提供審查認定後採用之。但這些能源管理 節能的優惠評估項目,不得與空調PACS效率值中的節能控制優惠評估項目

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(如VAV、全熱交換器控制等)有所重複。

表1 台灣各類建築物夏季空調照明用電比γ

建築類型 空調用電比A 照明用電比B 其他用電比C γ=A/B

辦公類 0.41 0.35 0.24 1.17 百貨商場類 0.36 0.44 0.20 0.82 旅館類 0.50 0.26 0.24 1.92 醫院類 0.58 0.31 0.11 1.87 住宿類*1 0.42 0.33 0.25 1.27 其他*2 0.42 0.34 0.24 1.23

註:*1之空調用電比換算自黃漢泉「集合住宅電力消費量之研究」,建築學報no.25,照明用電比 由日本科技廳1994「家庭生活能源有效利用調查」中表2.6.5刪除冷暖房用電換算而得。

*2為辦公與住宿類建築數據平均而得,其他資料取自林憲德1997「建築風土與節能設計」表1.3

「表4.2」建築外殼與空調效率的指標與基準

外殼耗能指標EV 外殼耗能基準EVc 空調效率指標AC 空調效率基準ACc 辦公類 EVVLOAD*1 110 kWh (m.yr) PACS*2 1.7

百貨商場類 EVVLOAD*1 300 kWh (m.yr) PACS*2 1.8 旅館類 EVVLOAD*1 130 kWh (m.yr) PACS*2 2.2 醫院類 EVVLOAD*1 180 kWh (m.yr) PACS*2 2.4 住宿類 Req*1 16﹪ 0.8*3 1.0

其他類 Uar*1 1.5 W/m2.K 0.8*3 1.0

*1:依照內政部營建署1997「建築節能設計的解說與實例」計算

*2:依照林憲德1997「建築空調系統節能設計----PACS」(詹氏書局)計算

*3:住宿類、其他類建築目前無空調效率計算值,其值比照合格係數0.8,為不予評估之意

「表4.3」各類建築物各空間照明用電密度基準UPDci表(取自 )

4-4 如何達到及格標準?

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由於日常耗能的影響因素十分複雜,其節能手法並非本手冊所能言盡。不同 類型的建築物,用電模式與密度各不相同,其節能的重點各有不同。本指標以最 大耗電部分的空調與照明用電的節能設計為重點。另一方面由於空調耗能主要受 到建築外殼設計與空調系統效率影響,因此本指標的節能重點在於建築外殼節能 設計、空調效率設計及照明效率設計三方向。以下依此三方向概述其節能對策:

A. 建築外殼節能設計重點

(1) 外殼節能設計最重要的因素在於開窗率,它影響空調負荷的比重佔高達五

(1) 外殼節能設計最重要的因素在於開窗率,它影響空調負荷的比重佔高達五