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既有建築外殼節能改善之效益探討

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。

1 92105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) 能效益(元)回收

善項目 導入變頻控制節能策略導入換設備 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

空調 箱變 風量

修改 冰水 系統 管路( 主機 台數 控制)

增設 平衡

區域 冷房 控制

電腦 機房 冷熱 風道

焓值 控制 外氣 引入

CO2 制外 氣引

空調 箱轉

冰水 主機熱泵空調

小型 送風 (FCU)

冷卻 水塔

冰水 泵浦

冷卻 水泵

全熱 交換

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) 能效益(元)回收

善項目 導入變頻控制節能策略導入換設備 建築能 源管理 (BEMS)

冷卻 水塔

冰水 泵浦

冷卻 水泵

空調 箱變 風量

修改 冰水 系統 管路( 主機 台數 控制)

增設 平衡

區域 冷房 控制

電腦 機房 冷熱 風道

焓值 控制 外氣 引入

CO2 制外 氣引

空調 箱轉

冰水 主機熱泵空調

小型 送風 (FCU)

冷卻 水塔

冰水 泵浦

冷卻 水泵

全熱 交換

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) 能效益(元)回收

善項目 導入變頻控制節能策略導入換設備 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

空調 箱變 風量

空調 箱變 風量