第四章 既有建築節能改善之推動策略與效益探討
第四節 既有建築外殼節能改善之效益探討
t 檢定(檢查個別) P 值
熱泵 顯著 ***
照明 顯著 ***
冰水泵浦導入變頻控制 顯著 ***
全熱交換器 顯著 *
冰水主機 顯著 ***
CO2控制外氣引入 顯著 *
空調箱 顯著 *
資料來源:本研究整理
經由上述迴歸分析,並經過F檢定、t檢定及輔以P值標示參數是否 顯著後可發現,改善效益最顯著之項目,依序為熱泵、照明、冰水泵浦 導入變頻控制、冰水主機等 4 項,其次才是全熱交換器、CO2控制外氣 引入、空調箱等。
第四節 既有建築外殼節能改善之效益探討
臺灣都市夏季環境炎熱,都市熱島效應顯著,為應付炎熱情況,會 更加速空調使用與排熱,造成都市更高溫的惡性循環,爰減少空調排熱 為降低都市熱島效應重要措施。此外,辦理建築物屋頂面及立面之隔熱 與遮陽,均具減緩熱島效應功能,同時亦能促進既有建築物之節能改善 效益。相關建築外殼節能改善之效益探討說明如下:
1、屋頂隔熱與屋頂綠化:
假設某既有建築屋頂未施作隔熱層,其屋頂層為 15 公分鋼筋混凝 土結構+2 公分水泥砂漿粉光+1 公分防水層,其 U 值經計算約為 2.5,
並以此作為基準。假設屋頂隔熱改善後之 U 值符合法規標準 0.8,惟為 了解 U 值每降低 0.1 其節能率之影響程度,故再分別取 U 值改善為 0.7、
0.6、0.5、0.4;另為比較綠屋頂之節能效果,同時假設採用薄層綠化(土
夏季空調耗能受到室內外溫度差的影響甚大,隔熱性能差的屋頂會
外遮
充分應用晝光使室內維持足夠照度,降低人工照明之耗能。故外遮陽的 設置,除可達成節能之目的外,亦可營造舒適的室內環境,增進人員工 作效率。
本研究依據原規劃時程,已完成蒐集並探討我國既有建築節能 改善所涉之法令規定、國內外建築節能之相關推動措施,以及有關 建築節能改善之技術手法等基礎理論文獻資料。並就執行面及政策 面,研擬適合我國之既有建築節能改善之相關推動策略。
此外本研究針對本所 92 至 105 年補助中央政府所屬廳舍辦理 之既有建築節能示範改善實際案例,完成建置改善資料庫共計 358 件,此資料庫累積之改善案例數量相當龐大,在國內實屬罕見,具 有相當高之參考價值。經以大數據概念進行迴歸分析後,本研究依 節能效益之高低排序,找出最有效益之節能改善項目。
綜上,本研究成果可供政府作為規劃後續推動既有建築節能改 善之施政參考,期能讓政府有限之預算,用於最有效之執行項目,
除可達到落實政府節能減碳之政策,對減緩都市熱島效應及降低夏 季尖峰用電負載,亦將有莫大幫助。此外,亦可供民間業者或民眾 於進行建築節能改善前參考,以挑選節能效益較高之改善項目。
第一節 結論
根據上述研究成果,本計畫研擬之研究結論說明如下:
1、提出既有建築節改善能之推動策略:
本研究分別就技術面、執行面及政策面,研擬進行既有 建築節能改善之推動策略,整理說明如表 5-1 所示:
表 5-1 我國進行既有建築節能改善之推動策略一覽表
策略面向 推動要項
技術面 1、主動式節能改善:包括中央空調系統改善、熱泵系統 改善、室內照明系統改善、建置或升級建築能源管理 系統(BEMS)、進行空調系統測試調整平衡(TAB)等。
2、被動式節能改善:包括屋頂隔熱(或屋頂綠化)改善、
2、探討建築耗能設備節能改善之效益:
本研究經蒐集整理 358 個耗能設備節能改善實際案例 之相關成果,並建立其實際建置成本與改善成效之資料庫如 附錄一之表 1,可用以分析探討各種不同建築節能改善技術 之回收效益,供欲實施改善之業者或民眾事前參考。
經統計上述案例之平均回收年限約 4.76 年,經藉由迴 歸分析方法獲知各種改善項目節能效益之顯著程度,可發現 改善效益最顯著之項目,依序為熱泵、照明、冰水泵浦導入 變頻控制、冰水主機等 4 項,其次才是全熱交換器、CO2
3、探討既有建築外殼節能改善之效益:
控制外氣引入、空調箱等,建議應以效益最顯著之項目優先 納入改善。
臺灣都市夏季環境炎熱,都市熱島效應顯著,為應付炎 熱情況,會更加速空調使用與排熱,造成都市更高溫的惡性 循環,爰減少空調排熱為降低都市熱島效應重要措施。此 外,辦理建築物屋頂面及立面之隔熱與遮陽,均具減緩熱島 效應功能,同時亦能促進既有建築物之節能改善效益以及有 助於降低夏季尖峰用電負載。
夏季空調耗能受到室內外溫度差的影響甚大,隔熱性能 差的屋頂會增加室內環境的熱負荷,故改善屋頂隔熱最多約 可減少頂樓層 20%空調用電,亦可增加室內熱環境舒適性。
屋頂隔熱方式甚多,包括屋頂綠化,不但可替建築物室內降 溫、綠美化都市環境以及淨化都市空氣,亦可降低都市熱島 效應以減緩地球暖化;或是採用鋪設隔熱層,利用材料的熱 阻特性來阻擋太陽輻射熱傳遞入室內,達到節能減碳及改善 室內熱舒適度的效果。
惟臺灣位處濕熱氣候區,隔熱與通風尤其重要,設置外
遮陽可有效阻隔太陽熱輻射,防止室內眩光與陽光直射等情 形發生,同時可減少室內窗簾使用,增加自然通風之機會,
提升室內通風效果,使室內空氣品質上升,室溫下降,減少 空調耗電量,其中常用之外遮陽於建築物外周區各方位平均 之空調節能率,水平式約為 10%、垂直式約為 6%、格子式 約為 12%;並可使室內增加自然採光的機會,充分應用晝光 使室內維持足夠照度,降低人工照明之耗能。故外遮陽的設 置,除可達成節能之目的外,亦可營造舒適的室內環境,增 進人員工作效率。
第二節 建議
本研究已提出既有建築節能改善之推動策略,並就主要之建築 節能改善技術,進行實際改善案例之探討與分析。茲就建議部分說 明如下:
建議一
優先補助節能改善效益最顯著之項目:立即可行建議 主辦機關:經濟部能源局
協辦機關:內政部建築研究所
目前經濟部能源局辦理多項之建築節能(含耗能設備)之相關 獎補助專案計畫,建議可優先就熱泵、照明、冰水泵浦導入變頻控 制、冰水主機等項目進行補助改善,將可獲得最佳之節能效益。
建議二
由公有建築物優先辦理節能診斷及改善示範:立即可行建議
主辦機關:經濟部能源局
協辦機關:內政部營建署、內政部建築研究所
我國民間的建築物自有比例高,在法令以及制度設計未周延下 貿然推動,必然引發相當大的反彈力道。相形之下我國公共建築也 具有一定數量,可以由公部門所管理以及擁有之建築物做為優先推 動節能診斷及改善之示範。藉由公部門所擁有之建築物優先試行,
除了可以累積推動經驗,減少未來推動障礙外,也可以藉此宣傳建 築節能所能帶來的好處,做為未來全面推動之準備。
建議三
將空調冰水系統之 kW/RT 列為效率評估指標:立即可行建議 主辦機關:內政部建築研究所
協辦機關:經濟部能源局
建議未來應將空調冰水系統之 kW/RT 列為效率評估指標,經 濟部能源局已將 0.85kW/RT 列入既有建築物補助案鼓勵項目,建議 本所後續年度辦理之「建築節能與綠廳舍改善計畫」業務委託案可 將空調冰水系統之 kW/RT 列為效率評估指標之一。
建議四
進行我國建築能源相關法規之修訂及建立財政獎補助政策:中 長期性建議
主辦機關:經濟部能源局
協辦機關:內政部營建署、內政部建築研究所
我國既有建築比例高達 97%以上,如要落實建築節能達到各類 建築物之耗能基準,勢必需由法規著手管制。建議可在「能源管 理 法」第十七條中修訂新建建築物節能標準並確實推動,以及於第九 條納入前述事項之查核、揭 露等規定,如此才能具有法源依據並強 制要求各地方政府之主管機關據以執行。另需同時搭配財政獎補助 政策,除了現行推動之購買節能家電給與部分補助外,可依「能源 管理法」第 5 條第 2 項第 2 款,研擬由現有之能源研究發展基金或 其他相關預算,作為提供補助既有建築節能改善財源之可行性。
表1 92年至105年「建築節能與綠廳舍改善補助計畫」實際建置成本與改善成效資料庫 改善總經費節省電量 (kWh/Y) 節能效益(元)回收年 限
改善項目 導入變頻控制節能策略導入汰換或汰換設備 建築能 源管理 系統 (BEMS)
測試 調整 平衡 (TAB)
冷卻 水塔
冰水 泵浦
冷卻 水泵 浦
空調 箱變 風量
修改 冰水 系統 管路( 主機 台數 控制)
增設 平衡 閥
區域 冷房 控制
電腦 機房 冷熱 風道
焓值 控制 外氣 引入
CO2控 制外 氣引 入
空調 箱轉 向
冰水 主機熱泵空調 箱
小型 送風 機 (FCU)
冷卻 水塔
冰水 泵浦
冷卻 水泵 浦
全熱 交換 器
照明 1 8,283,723434,915 1,522,203 5.44 ● ● ● ●●● ● ● 2 7,000,000321,351 1,124,729 6.22 ● ● ●● ●●●● ●● 3 9,624,700305,5461,069,411 9.00 ● ●●● ● 4 9,380,170343,595 1,202,583 7.80 ● ●●● ● 5 9,038,573312,358 1,093,253 8.27 ● ●●● ● 6 3,500,000156,313 547,0966.40 ● ● ● ● ● ●●● 7 7,490,200325,620 1,139,670 6.57 ● ●●●● ● 8 6,991,937266,359 932,2577.50 ●●● ●● 9 10,135,075 623,422 2,181,977 4.64 ● ●●●● ● 8,000,000532,132 1,862,462 4.30 ● ● ● ● ● ●● ●● ● 6,386,901495,212 1,733,242 3.68 ● ● ● ● ● ● ●● ●● ●● 5,190,000302,354 1,058,239 4.90 ● ●●●●● ● 6,383,261424,562 1,485,967 4.30 ● ● ●●●● ● 7,784,231485,243 1,698,351 4.58 ● ●●●● ● 8,427,829456,821 1,598,874 5.27 ●● ●●● ● 3,000,000121,635 425,7237.05 ●● ● ● ● ● 8,091,269305,891 1,070,619 7.56 ●● ●●●● ● 10,288,612 546,513 1,912,796 5.38 ● ●●●● ● 12,670,794 895,640 3,134,740 4.04 ● ● ● ● ● 4,197,572213,520 747,3205.62 ●●● ● ●● 11,531,442 954,320 3,340,120 3.45 ● ●● 4,332,265215,460 754,1105.74 ●●● ●● 12,197,427 574,865 2,012,028 6.06 ●●● ● ●●●● ● ●
建築節能改善策略與效益之研究 改善總經費節省電量 (kWh/Y) 節能效益(元)回收年 限
改善項目 導入變頻控制節能策略導入汰換或汰換設備 建築能 源管理 (BEMS)
冷卻 水塔
冰水 泵浦
冷卻 水泵 浦
空調 箱變 風量
修改 冰水 系統 管路( 主機 台數 控制)
增設 平衡 閥
區域 冷房 控制
電腦 機房 冷熱 風道
焓值 控制 外氣 引入
CO2控 制外 氣引 入
空調 箱轉 向
冰水 主機熱泵空調 箱
小型 送風 機 (FCU)
冷卻 水塔
冰水 泵浦
冷卻 水泵 浦
全熱 交換 器
照明 4,210,167156,210 546,7357.70 ● ● 11,500,000 656,862 2,299,017 5.00 ● ● ●● 5,891,170326,560 1,142,960 5.15 ● 4,000,000189,541 663,3946.03 ● ●● 7,446,044315,842 1,105,447 6.74 ●● ●● 4,983,947302,546 1,058,911 4.71 ● ●●● 2,000,00085,241 298,3446.70 ●● 6,005,818354,682 1,241,387 4.84 ● ● 4,963,125254,632 891,2125.57 ●● ● 2,909,777153,456 537,0965.42 ●● ●● 4,422,412235,894 825,6295.36 ●●● 4,119,739304,856 1,066,996 3.86 ●● ● 8,219,071415,803 1,455,311 5.65 ● ●●● 8,986,216402,162 1,407,567 6.38 ●● ●● 3,275,342302,456 1,058,596 3.09 ●● ●● 3,897,268223,542 782,3974.98 ● ●● 1,500,00054,650 191,2757.84 ●● 3,000,000102,256 357,8968.38 ● ● 2,723,644153,036 535,6265.08 ● ●●● 9,000,000532,026 1,862,091 4.83 ● ● ● 2,880,469156,803 548,8115.25 ● 9,500,000780,264 2,730,924 3.48 ● ● ● ● 9,373,251435,486 1,524,201 6.15 ●● ●● 8,062,337108,126 378,44121.30 ● ●●● ● ● 9,749,563423,032 1,480,612 6.58 ● ● 5,500,000235,405 823,9186.68 ● ●
改善總經費節省電量 (kWh/Y) 節能效益(元)回收年 限
改善項目 導入變頻控制節能策略導入汰換或汰換設備 建築能 源管理 系統 (BEMS)
測試 調整 平衡 (TAB)
冷卻 水塔
冰水 泵浦
冷卻 水泵 浦
空調 箱變 風量
空調 箱變 風量