外殼節能

屋頂隔熱

根據能源局(2010)之研究，學校類和研究機構之電能消費分布以空調占 最大比例(圖 7)，如何降低空調耗電量乃成為提升節能成效的關鍵議題。而 太陽輻射經外殼壁體及窗戶進入的熱量約佔整棟建築物冷房負荷的30%以 上(周鼎金等，2007)。因此進行「屋頂隔熱」之目的即在於降低頂樓接受大 量太陽輻射所上升的溫度，進而達成空調用量之減少。

圖 7 學校和研究機構電能消費結構圖(資料來源：經濟部能源局，2010)

台灣大學管理學院一號館於民國96 年接受內政部「綠廳舍暨空調節能 改善計畫」之補助進行屋頂隔熱與綠化之改善工程，此工程之資料如下：

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屋頂隔熱部分採用PS 隔熱材料與混凝土表層材料複合組成之防潮隔熱保溫 板(圖 8)，根據周鼎金等(2005)之研究指出，PS 隔熱板材的優點在於使用年限可 達30 年以上，適用於 RC 構造平屋頂且使用簡單易於維護，缺點則是內夾之 PS 板較易老化 (本研究考慮此文獻所言之使用年限達 30 年應包含簡單維修，故在 成本效益計算時假設其不經維修之使用年限僅為10 年)。

圖 8 管院一號館屋頂隔熱工程剖面詳圖

圖 9 管院一號館頂樓空間配置圖

目前管理學院一號館之最高樓層(十樓)作如圖 9 之空間配置，由於主要 為舉辦會議之空間，並非教室或辦公室這類空間會有固定且長時間的空調使

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用。為了探討空間使用型態對屋頂隔熱節電效益之影響，本研究在此分別假 設此空間作為(1)教室(2)辦公空間(3)研究空間之使用，再利用建築研究所公 佈之「屋頂隔熱節能效益計算公式」來探討台灣大學管院屋頂隔熱之節能效 益，計算過程如下：

 根據「建築物外遮陽暨屋頂隔熱設計參考手冊」(鄭政利等，2008) 之研究結果，屋頂隔熱可減少建築物原本空調冷房負荷20%。本 案例進行屋頂隔熱改善後之熱傳透率(U 值)由 1.2 降至 0.4，因此可 減少66.6%的太陽熱輻射由屋頂面進入室內((1.2-0.4)/1.2=66.6%)，

並節省13.32%之建築空調用電量(20%×66.6%=13.32%)。

 根據「教育部校園節能推廣手冊」(2007)之建議，教室(頂層)或辦 公室每7 坪之面積即需要一冷凍噸(Refrigeration Ton，是指 24 小 時內將1000kg 重的冰溶解成水所放出的熱量，公制為 3320Kcal/hr) 之冷房能力方為足夠。本層之面積為606 坪，故本層樓所需之基 本冷房能力= 606 7⁄ = 86.58RT = 287446 = 334075W。

 經濟部能源局對於各式冷氣機之規定窗型冷氣機之能源效率比值 (EER)皆有明確規定(見附錄三)，EER 之定義為冷氣能力(kcal/hr) 除以有效輸入功率(W)，窗型冷氣至少為 2.60，箱型冷氣至少為 2.84，

中央空調至少為2.40。本研究在假設此層樓空調設備之 EER 為 2.40，

故欲達本層之基本冷房能力，空調的有效輸入功率至少須為 334075 2.40⁄ = 139.20kW。

 若此層之空間做為教室使用，本研究假設冷氣使用習慣為五、六、

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九、十月之周一至周五每日開啟8 小時，七、八月暑假僅零星使用 故周一至周五每日開啟3 小時，總計 830 小時/年，故：

每年節省電費= 139.20 × 830 × 13.32% × 2.80 = 43090(元) 每年CO 減排量 = 139.20 × 830 × 13.32% × 0.612

= 9418(KgCO )

投資回收年限= 931067 43090⁄ = 21.61(年)

CO 減排平均成本 = 931067 ÷ (9418 × 10) = 9.89(元 KgCO )

 若此層之空間做為辦公空間使用，本研究假設冷氣使用習慣為每年 五至十月之周一至周五每日開啟8 小時，總計 1051 小時/年，故：

每年節省電費= 139.20 × 1051 × 13.32% × 2.80 = 54564(元) 每年CO 減排量 = 139.20 × 1051 × 13.32% × 0.612

= 11926(KgCO )

投資回收年限= 931067 54564⁄ = 17.06(年)

CO 減排平均成本 = 931067 ÷ (11926 × 10) = 7.81(元 KgCO )

 若此層之空間做為研究空間使用，本研究假設冷氣使用習慣為三至 十一月之每日從早上八點至晚上十點共開啟14 小時，總計 3822 小時/年，故：

每年節省電費= 139.20 × 3822 × 13.32% × 2.80 = 198423(元) 每年CO 減排量 = 139.20 × 3822 × 13.32% × 0.612

= 43370(KgCO )

投資回收年限= 931067 198423⁄ = 4.69(年)

CO 減排平均成本 = 931067 ÷ (43370 × 10) = 2.15(元 KgCO )

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