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四、給排水設備節約能源及其計算模式

在文檔中 建築節約能源綜合指標研究 (頁 115-123)

( 資 料 來 源 : 參 考 書 目 二 -14)

( 一 ) 節 約 用 水 的 意 義

前 章 曾 經 探 討 建 築 給 排 水 設 備 耗 能 及 其 關 聯 的 都 市 上 下 水 系 統 耗

能 的 廣 面 效 應 , 節 水 即 節 能 也 是 地 球 環 保 的 觀 念 。 對 於 節 水 觀 念 與 各

種 節 水 措 施 之 推 廣 , 國 內 目 前 仍 有 一 關 鍵 之 問 題 待 解 決 , 那 就 是 合 理

的 水 價 政 策 課 題 。 相 較 於 世 界 各 先 進 國 家 之 水 價 情 形 , 國 內 的 水 價 明

顯 偏 低 , 低 水 價 政 策 不 但 無 法 反 應 正 確 之 供 水 成 本 , 造 成 國 家 沈 重 的

財 政 負 擔 , 更 嚴 重 的 是 造 成 一 般 民 眾 不 珍 惜 用 水 之 觀 念 與 習 慣 。 節 水

設 備 器 具 、 中 水 系 統 、 雨 水 再 利 用 系 統 等 節 水 措 施 , 也 在 不 合 理 的 效

益 評 估 下 被 錯 認 為 不 經 濟 而 無 法 推 行 。 節 水 不 單 純 是 水 資 源 的 問 題 ,

從 一 般 生 活 用 水 中 給 排 水 整 體 耗 能 的 角 度 來 看 , 節 水 它 有 節 能 的 意

義 , 建 築 給 排 水 設 備 也 是 重 要 之 節 能 對 象 。

( 二 ) 給 排 水 設 備 節 能 對 策

回 歸 建 築 給 排 水 設 備 之 節 能 議 題 , 鄭 政 利 副 教 授 於 民 國 87 年 6

月 所 提 〝 建 築 給 排 水 設 備 節 能 之 研 究 〞 報 告 中 曾 經 研 擬 對 策 如 下 :

1.在 日 常 生 活 用 水 節 約 方 面

(1)全 面 改 用 省 水 型 衛 浴 器 材 ( 水 龍 頭 、 馬 桶 、 浴 缸 等 )。 若 全 面 使 用

省 水 型 馬 桶 ( 用 水 量 可 降 50%), 約 可 節 省 20%的 民 生 用 水 。

(2)改 變 用 水 習 慣,例 如 改 盆 浴 為 淋 浴,並 縮 短 淋 浴 時 間,配 合 使 用 節

水 型 蓮 蓬 頭 , 約 可 節 省 11%的 民 生 用 水 。

(3)水 的 多 次 利 用,沐 浴 水 可 以 再 用 做 為 地 板 清 潔 用,也 可 再 用 於 澆 花

或 庭 園 用 水 。 洗 米 水 可 再 用 於 洗 油 膩 的 碗 盤 , 如 此 既 可 減 少 清 潔

劑 用 量 , 又 兼 顧 環 保 與 節 省 水 資 源 。

(4)加 強 偵 漏、修 漏,除 自 來 水 事 業 單 位 應 加 強 輸、配 水 管 線 的 偵 漏 、

修 漏 之 外 , 用 水 戶 更 應 隨 時 偵 漏 、 修 漏 。 例 如 應 經 常 留 意 佔 家 庭

漏 水 量 最 大 宗 的 馬 桶 的 狀 況 , 如 果 壞 了 即 刻 修 理 。 可 避 免 水 的 不

必 要 流 失 。

(5)制 訂 合 理 水 價,合 理 檢 討 水 價 計 算 公 式,落 實 水 價 調 整 制 度,充 分

反 應 成 本 。 就 現 階 段 國 內 水 費 的 費 率 而 言 , 若 與 世 界 各 主 要 國 家

相 比 較 , 是 明 顯 偏 低 的 。

(6)配 合 聯 合 國 所 定 的 「 世 界 水 日 」( Word Day for Waters), 訂 定 每

年 三 月 二 十 二 日 為 世 界 水 日 。 適 時 籌 備 親 水 活 動 , 加 強 節 約 用 水

宣 導 , 使 社 會 大 眾 瞭 解 水 為 寶 貴 且 有 限 的 資 源 , 並 非 取 之 不 盡 用

之 不 竭 , 同 時 應 建 立 使 用 者 付 費 的 概 念 。

2.利 用 雨 水 儲 留 供 水 系 統

此 系 統 是 將 水 文 循 環 中 的 雨 水 以 天 然 地 形 或 人 工 方 法 予 以 截 取 儲

存 , 主 要 是 以 屋 頂 、 地 面 集 流 為 主 , 經 過 簡 易 處 理 與 過 濾 設 施 後 儲 存

起 來 , 可 供 農 業 灌 溉 、 景 觀 澆 溉 、 工 業 用 具 補 助 水 、 消 防 水 及 民 生 用

廁 所 沖 洗 、 地 面 洗 滌 用 。

3.鼓 勵 中 水 道 二 元 供 水 系 統

中 水 係 指 城 市 污 水 ( 或 生 活 廢 水 ) 經 過 處 理 後 , 達 到 規 定 的 用 水

水 質 標 準 , 可 在 一 定 範 圍 內 重 複 使 用 於 非 飲 用 水 。 中 水 主 要 用 於 廁 所

沖 洗 、 園 林 澆 灌 、 道 路 保 濕 、 汽 車 沖 洗 、 噴 水 池 、 親 水 設 施 及 冷 卻 設

備 補 充 水 等 。

4.獎 勵 太 陽 能 熱 水 供 應 系 統

太 陽 能 熱 水 器 在 市 場 應 具 有 相 當 的 競 爭 性 , 其 與 瓦 斯 及 瞬 間 電 熱

水 器 的 比 較 說 明 如 下 。 以 單 利 年 息 0.12% , 三 種 系 統 使 用 十 年 計 算 。

太 陽 能 熱 水 器 一 套 使 用 十 年( 實 際 可 以 用 二 十 年 左 右 ),瓦 斯 及 電 熱 水

器 以 五 年 計 ( 實 際 低 於 此 期 限 )。 使 用 熱 水 量 以 每 戶 每 天 400L 計 算 ,

水 溫 由 20 ℃ 升 至 42 ℃ , 其 所 需 電 力 為 400 × L × (42 - 20) ÷ 860 =

10.23kWh/ 天。而 一 公 升 水 由 20℃加 熱 至 42℃之 瓦 斯 量 約 為 2.5g,

目 前 本 省 液 化 瓦 斯 每 公 斤 約 23 元( 一 桶 為 16 公 斤 售 價 350 元,可 加

熱 6,400 公 升 水 , 即 每 公 升 水 之 加 熱 到 42℃約 需 新 台 幣 0.054)。 若

每 戶 每 天 用 水 400L 水,則 要 22 元 一 天。電 費 如 果 一 度 電 需 3.1 元 來

計 算,即 要 32 元。表 5-5 為 三 種 熱 水 器 各 項 費 用 之 比 較。( 其 中 電 費、

瓦 斯 費 、 電 熱 器 、 瓦 斯 熱 水 器 價 格 假 設 十 年 內 不 變 )。

民 國 74 年 至 78 年 間 政 府 曾 以 低 力 貸 款 輔 導 廠 商 學 習 太 陽 能 熱 水

以 上 四 項 給 排 水 節 能 對 策 在 管 理 法 規 的 角 度 來 看 , 大 多 是 適 合 以 獎 勵 的 方 式 處 理 , 其 中 太 陽 能 熱 水 器 的 節 能 效 益 在 給 排 水 能 源 中 佔 約 70﹪ ,而 且 其 經 濟 效 益 在 市 場 上 與 其 他 熱 水 器 足 可 競 爭,八 年 前 政 府 也 曾 以 低 利 貸 款 及 補 助 購 置 獎 勵 民 間 採 用 , 但 因 業 者 產 品 性 能 未 能 持 續 提 昇 等 原 因 , 因 而 此 獎 勵 措 施 未 能 持 續 , 本 研 究 建 議 恢 復 獎 勵 。 其 他 如 第 2 及 第 3 項 只 有 在 大 型 社 區 或 公 共 建 築 中 較 有 顯 著 經 濟 效 益 , 目 前 尚 不 必 急 於 立 法 規 範 之 。 在 日 常 生 活 的 給 排 水 節 能 設 備 之 獎 勵 辦 法 , 可 延 續 先 前 體 制 由 經 濟 部 能 源 委 員 會 制 訂 辦 法 獎 勵 之 。

( 三 ) 住 宅 建 築 給 排 水 設 備 之 耗 能

住 宅 建 築 內 一 般 用 水 耗 能,除 了 揚 水 設 備、熱 水 設 備 外,飲 水 機 、 加 熱 器 、 烹 調 等 等 均 是 相 關 的 耗 能 設 備 。 鄭 政 利 教 授 研 究 主 要 以 給 排 水 設 備 關 係 最 為 明 確 之 揚 水 設 備 與 熱 水 設 備 兩 項 目 之 耗 能 為 對 象 , 來 分 析 計 算 耗 能 之 情 況 。

根 據 其 研 究 之 分 析 , 住 宅 建 築 揚 水 馬 達 耗 能 計 算 模 式 , 為 了 分 析 計 算 容 易 瞭 解 與 操 作,將 抽 水 機 揚 程( H2)換 算 為 建 築 物 樓 層 高 度 或 樓 層 數 之 變 數 , 得 到 一 般 揚 水 泵 位 揚 水 耗 能 量 與 建 築 物 樓 層 高 度 之 簡 單 關 係 如 下 :

Ep=1.2×( F+1)/60………( 式 5-3)

其 中

Ep: 揚 水 泵 單 位 揚 水 耗 能 ( kwh/m3) F: 建 築 物 之 樓 層 高 度 ( 層 )

關 於 建 築 物 揚 水 泵 之 耗 能 情 況 , 根 據 上 記 公 式 , 在 確 定 建 築 物 高 度 後 , 將 輸 送 水 量 乘 上 揚 水 泵 單 位 揚 水 耗 能 ( Ep), 即 可 求 得 揚 水 泵 之 耗 能 量 。 以 都 會 區 一 棟 六 層 樓 公 寓 為 例 , 帶 入 公 式 可 得 之 揚 水 泵 每 揚 昇 一 立 方 公 尺 用 水,其 消 耗 能 量 為 0.14kwh,也 相 當 於 0.14 度 電 力 消 耗 。

其 研 究 對 於 熱 水 加 熱 處 理 的 能 量 耗 用 計 算 , 是 以 熱 水 升 高 的 溫 度 及 熱 水 使 用 量 來 直 接 換 算 成 所 需 的 能 量( kcal),即 是 以 熱 水 之 使 用 量 乘 上 熱 水 加 熱 上 升 之 溫 度 所 求 得 之 加 熱 能 源 , 作 其 必 要 之 保 守 估 計 耗 能 量 , 關 於 加 熱 設 備 之 性 能 效 率 或 功 率 損 耗 , 研 究 中 暫 時 不 予 計 入 檢 討 。 因 此 , 上 述 之 計 算 應 較 實 際 之 熱 水 耗 能 量 為 低 。 茲 將 計 算 公 式 整 理 如 下 :

EH=QH×s×Δ T÷860………( 式 5-4)

其 中

EH: 熱 水 耗 能 量 ( kwh)

QH: 熱 水 使 用 量 ( 公 升 ) s: 水 之 比 熱 1.0

Δ T: 熱 水 加 熱 之 溫 度 差 ( ℃)

1.0kwh=860 kcal)

熱 水 設 備 與 溫 度 設 定 會 因 不 同 用 途 或 不 同 的 熱 水 溫 度 需 求 而 改 變 , 一 般 生 活 用 熱 水 的 定 溫 設 計 約 在 40-45℃之 間 。 假 設 水 管 內 自 來 水 常 溫 為 20℃, 若 使 用 1 立 方 公 尺 的 42℃熱 水 , 其 耗 能 為 22000 kcal, 相 當 於 耗 能 25.58 kwh( 若 以 電 熱 器 加 熱 , 必 須 加 上 無 效 能 量 損 耗,則 耗 電 量 在 26 度 以 上 )。若 使 用 1 立 方 公 尺 20℃之 常 溫 自 來 水 煮 沸 為 100℃開 水 , 其 耗 能 為 80000 kcal, 相 當 於 耗 能 93.02 kwh。

集 合 住 宅 建 築 物 內 一 般 用 水 之 耗 能 , 如 上 所 述 除 了 揚 水 設 備 、 熱 水 設 備 外 , 還 有 飲 水 機 、 加 熱 器 、 烹 調 等 等 均 是 相 關 之 耗 能 設 備 。 本 研 究 主 要 是 以 揚 水 設 備 、 熱 水 設 備 以 及 少 量 之 飲 用 開 水 之 耗 能 為 對 象 , 以 一 般 六 層 樓 公 寓 以 及 一 般 用 水 的 17﹪ ( 約 40 公 升 ) 為 沐 浴 用 水 , 0.85﹪ ( 約 為 2 公 升 ) 為 飲 用 開 水 來 作 為 計 算 條 件 , 則 集 合 住 宅 建 築 物 內 一 般 生 活 用 水 使 用 1 立 方 公 尺 之 正 規 化 耗 能 情 況 如 下 :

表 5-6 集 合 住 宅 建 築 建 築 物 內 一 般 生 活 用 水 之 正 規 化 耗 能 比 較

揚 水 耗 能 沐 浴 熱 水 煮 沸 飲 用 合 計 單 位 用 水 耗 能

( khw/m3 0.14 25.58 93.02 ---

個 人 平 均 每 日 各 類 用 水 量 比 例

( 每 人 每 日 用 水 量 以 235 公 升 計 )

100

( 0.235 m3

17﹪

( 0.040 m3

0.85﹪

( 0.002 m3 ---

依 比 例 計 算 之 單 位 用 水 耗 能

( khw/m3

0.14 4.35 0.79 5.28

單 位 用 水 各 類 耗 能

比 例 2.7﹪ 82.4﹪ 14.9﹪ 100﹪

由 表 5-6 可 以 得 知 , 集 合 住 宅 建 築 物 內 之 給 排 水 設 備 耗 能 , 大 部 分 是 在 熱 水 或 飲 用 水 加 熱 的 使 用 上 。 因 此 , 在 熱 水 使 用 量 較 大 之 建 築 物 , 如 醫 院 、 旅 館 類 建 築 等 , 其 能 源 之 消 耗 是 相 當 可 觀 的 , 也 是 推 行 建 築 給 排 水 節 能 措 施 最 佳 的 對 象 。

再 進 一 步 探 討 給 水 系 統 的 節 約 能 源 管 理 , 由 5-3 式 可 知 給 水 泵 的 單 位 揚 水 耗 能 與 建 築 物 之 樓 層 高 度 成 正 比 , 若 要 定 基 準 限 制 建 築 物 給 水 泵 的 用 電 量 , 就 直 接 限 制 了 高 樓 建 築 的 發 展 , 這 似 乎 對 都 市 化 發 展 的 干 擾 太 大,所 以 若 減 少 每 人 每 日 的 用 水 量 就 可 以 減 少 給 水 泵 耗 能 量。

5-4 式 可 知 熱 水 耗 能 與 熱 水 使 用 量 及 加 熱 之 溫 度 差 成 正 比 , 所 以 若 要 節 約 能 源 除 了 使 用 低 耗 能 而 高 效 率 的 熱 水 器 之 外 , 減 少 每 人 每 日 的 熱 水 用 量 也 是 最 直 接 的 辦 法 。

綜 合 以 上 分 析 給 水 及 熱 水 設 備 的 節 約 能 源 管 理 應 該 由 「 水 資 源 」 的 管 制 來 間 接 達 到 「 能 源 節 約 的 目 的 」 也 就 是 以 水 錶 管 制 或 提 高 水 價 來 代 替 電 錶 管 制 。

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