第一章 緒論
第四節 國內屋頂節能法規
我國於建築節能之發展可追朔至 1970 年代的全球性能源危機,為配合國家能源政 策的落實,內政部使著手於建築節約能源之研究,加強建築皆能管理工作的推動。內 政部營建署於 1983 年參酌新加坡之 OTTV 基準,研擬「建築技術規則建築節約能源編
」,再於 1990 年由內政部建築研究所籌備處研擬本土化之建築節能評估指標與基準,
建立「建築外殼耗能量精算法(ENVLOAD)」,以做為我國建築物節約能源設計之依據,
並於 1995 年將其正式納入建築技術規則中。
隨著綠建築科技於國際發展的潮流,內政部建築研究所亦於 1997 年至 2001 年間,
進行綠建築與居住環境科技計畫,積極進行敷地、生態環境、建築汙染管制、建築節 約能源、建築資源利用、室內環境控制及綠建築推廣與示範計畫等研究發展。於此背 景下,1999 年台灣建立了綠建築標章制度,實施綠建築解說與評估手冊的七大指標與 評估系統,內容包括:綠化量指標、基地保水指標、水資源指標、二氧化碳減量指標、
日常節能指標、廢棄物減量指標與污水及垃圾改善指標,更於 2003 年進一步納入室內 舒適環境與生物多樣性指標,成為生態、節能、減廢、健康四大指標群的九項評估指 標。2004 年,為加強民間配合落實綠建築政策,制定綠建築專章納入建築技術規則第 17 章,更加完備我國建築節能及綠建築規範。
本研究欲探討屋頂隔熱工法對空調節能與室內熱舒適性之改善效益,且欲利用全 尺度實驗屋,進行五種不同屋頂隔熱策略之節能實驗,因此,為做實驗設計之參考依 據,擷取各類建築物節約能源技術規範與綠建築指標評估中對於屋頂設計之評估規範,
作為屋頂設計基準。
1.4.1 建築物節約能源技術規範
根據建築技術規則建築設計施工編第 315 條之第二項規定,建築物節約能源技術 規範由中央主管機關定之,因此內政部營建署為促進能源有效利用,並在不妨礙建築 物使用環境之安全、衛生與舒適條件下,提出建築物節約能源設計之基準,並依照不 同建築使用用途設計指標計算法與評估標準。建築物節約能源技術規範根據建築物用 途,分為住宿類、辦公廳類、醫院類、百貨商場類、旅館餐飲類以及學校等大型空間 類,分別規範不同建築使用型態。由於建築節能設計標準會隨著地區與氣候的不同而
有所差異,因此,規範中所使用氣象資料按照建築技術規則建築設計施工編第 308 條 所規定,依據建築物所在之計算點氣候分區,將台灣分為北部、中部與南部三個主要 氣候區,再依據行政區進行細分。台灣各地區之氣候分區如表 1-1 所示。
表 1-1 台灣各行政區之氣候分區
基準值氣候分區 計算點氣候分區 氣候分區範圍行政區
北部氣候區 北宜金馬地區 臺北市、新北市、宜蘭縣、基隆市、福
建省連江縣、金門縣
桃竹苗地區 桃園縣、新竹縣、新竹市、苗栗縣
中部氣候區 中彰南雲地區 臺中市、彰化縣、南投縣、雲林縣
花蓮地區 花蓮縣
南部氣候區 嘉南澎地區 嘉義縣、嘉義市、臺南市、澎湖縣
台東地區 臺東縣
高屏地區 高雄市、屏東縣
(資料來源:建築物節約能源技術規範)
另外,本研究欲探討屋頂隔熱工法對空調節能與室內熱舒適性之改善效益,故擷 取各類建築物節約能源技術規範中,對於屋頂設計之評估準則,作為實驗設計之參考 依據。各類建築物節約能源技術規範中,建築外殼節能設計主要依五項指標來評估,
分別為:屋頂溫度差熱傳、外牆溫度差熱傳、屋頂透光天窗之日射遮蔽、外殼玻璃反 射率與外殼玻璃之日射取得,其中與屋頂有關之評估標準為屋頂溫度差熱傳與屋頂透 光天窗之日射遮蔽兩部分,兩者之相關計算公式如下
(1-1) (1-2) 而依照建築技術規則建築設計施工編第 308-1 及第 310 條所定之標準,屋頂平均熱 傳透率 Uar 與屋頂天窗平均日射透過率 HWs 需符合下列規定:
(1-3) (1-4) 而依照天窗之水平投影面積不同,天窗平均日射透過率標準值亦有所區別:
天窗之水平投影面積< 30 m2時, HWsc = 0.35
其中
Uar 為屋頂構造平均熱傳透率,單位為 W/(m2K)。
HWs 為透光天窗之平均日射透過率,無單位。
HWsc 為屋頂天窗平均日射透過率標準值。
HWa 為屋頂天窗水平投影面積,單位為 m2。 Uri 為屋頂不透光部位熱傳透率。
Ugi 為屋頂透光部位熱傳透率。
Ari 為屋頂不透光部位水平投影面積。
Agi 為屋頂透光部位水平投影面積。
Khi 為外遮陽或固定內遮陽之遮蔽率。
Ksi 為傾斜外殼日射輛修正係數。
ηi 為 i 部位之玻璃日射透過率。
故根據上述之規範所規定,本研究設計屋頂隔熱方案之屋頂平均熱傳透率約小於 0.8 W/(m2K)。
1.4.2 綠建築規範
台灣自 1999 年建立綠建築標章制度以來,綠建築政策已成為我國永續發展中最重 要的一環,綠建築評估體系中將建築使用類型分為基本型、住宿類、廠房類、社區類 與舊建築改善類。建築之外殼節能除可依「建築節能設計技術規範」來檢討外,內政 部更於 102 年發佈「建築物強化外殼部位熱性能節約能源設計技術規範」,因此以現行 之法令架構而言,建築外殼節能之檢討有二種途徑。以「建築節能設計技術規範」而 言,可見於目前的九大評估指標中,關於建築外殼設計之規定被包含於日常節能評估 指標內,該評估指標要求對於建築外殼設計之節能標準需通過兩項評估標準,分別為 強化水平透光開窗之日射遮蔽指標與強化建築外殼節能指標,屋頂的構造熱傳透率(U 值)需小於 0.8 W/m2K 之水準。
強化水平透光開窗之日射遮蔽指標同 1.4.1 中所述,惟評估標準較建築技術規則建築 設計施工編更嚴格,其檢討依據如下所示
< HWsc (1-5) 上式中,當:
天窗之水平投影面積< 30 m2時, HWsc = 0.30
天窗之水平投影面積≧ 30 m2且<180 m2時,
天窗之水平投影面積≧ 180 m2時,HWsc = 0.15 其中
HWs 為透光天窗之平均日射透過率,無單位。
HWsc 為屋頂天窗平均日射透過率標準值。
HWa 為屋頂天窗水平投影面積,單位為 m2。 Agi 為屋頂透光部位水平投影面積。
Khi 為外遮陽或固定內遮陽之遮蔽率。
Ksi 為傾斜外殼日射輛修正係數。
ηi 為 i 部位之玻璃日射透過率。
針對外殼節能評估準則在於強化建築外殼節能的三項設計水準,第一項要求建築 外殼節能指標之計算值 Req 或 SF 比現行法令合格基準值 Reqc 或 SFc 強化 20%,此項 為基本合格門檻。第二、三項在要求外牆與窗之保溫性能強化,且要同時符合節能與 舒適之需求,並無額外對於屋頂節能性能強化之相關規定。