建立個案專用 EUI 母體分佈與評分尺度

表 3-1 建築耗電包含的耗電設備項目與內涵

耗能設備 設備內容

可 操 作 耗 能因子

空調設備 中央空調系統、個別空調系統’

照明設備 室內照明燈具 不 可 操 作

耗 能 因 子 (固定因子)

電器設備 家電電器、事務機器、儀器設備、換氣設備、

冷凍冷藏設備、廚房設備 輸送設備 電梯、電扶梯

揚水設備 自來水揚水馬達

戶外照明設備 路燈、景觀燈、騎樓燈、廣告招牌燈 電力熱水設備(液態

燃料加熱者不計)

醫院、旅館、三溫暖用生活熱水以及溫水游泳 池加熱設備之熱泵或電熱水設備

緊急照明設備 緊急照明燈、安全門燈、避難方向指示燈 (該設備耗能以常數 3.5kWh/(㎡.yr)計算之) (資料來源:本研究整理)

EEWH-EB 系統作為建築物耗電量的評估法，必須為個案量身訂做，建構一 個標準化耗電密度 EUI 偏右分佈模型以作為評分之依據。其第一步驟，首先要先 建置建築物耗電量的簡算模型。建築耗能應該包含的耗電設備如表 3-1 所示，這些 是以用電量為能源標示應該查證的耗電項目，應該被計入 EB 系統 EUI 指標之內，

其他如鍋爐、瓦斯機具等以液態燃料為能源的設備不在本研究範圍。表 3-1 的耗電 設備中，空調、照明兩項幾乎佔有公共建築物耗電的六至八成，是節能技術設計 與操作的重點，在本研究稱之為可操作因子，其他耗電設備繁雜，且耗電比例偏 低，本研究稱之為不可操作因子。EEWH-EB 系統主要針對空調 EUI 與照明 EUI 兩項可操作因子來執行耗能計算，並將其他多項不可操作因子以標準情境模擬計 算值作為固定耗電量 Efix，再將兩者合成綜合 EUI 來做為耗能標示。本研究所謂 建築 EUI 母體的偏右分佈乃是在固定年耗量 Efix 不變的情境下，由建築物的空調 EUI 與照明 EUI 兩變數差異所顯現的分佈情形，由於約有二至四成的固定耗電量

第三章 研究方法

25

內含於 EUI 母體分佈之內，因此本研究的理論 EUI 母體分佈應比市場調查的實際 EUI 母體分佈要狹小甚多，這是國際既有能源標示系統的共同現象。例如

Na Wang 等人的論文

(

2016)指出:

美國能源部的建築能源模擬計分 Building Energy Asset Score 法所模擬的辦公建築 EUI 母體分佈

與其

市場調查的實際 EUI 資料庫(CBEC)母體分 佈相比，平均值甚為接近，但分佈變距卻小很多(圖 3-1)，本研究的 EUI 分佈當然 亦是如此，提醒讀者預先認知。這是模擬評估法事先排除其他多項不可操作因子 之變動所產生的必然現象，此乃避免無法控制的雜訊去干擾建築能源標示制度的 做法。

圖 3-1 美國能源部能源模擬計分法與實際市場調查的 EUI 母體分佈差距

(方格圖示為 EUI 數據的四分位數 25~75%範圍標示)

(資料來源:Na Wang, Supriya Goel, Atefe Makhmalbaf & Nicholas Long, 2016,)

圖 3-2 建築物 EUI 右偏常態分佈模型概念圖 (資料來源:本研究整理)

EEWH-EB 系統作為建築物耗電量的評估法，仿效 ASHRAE 的建築能源係數 法 Building Energy Quotient (BEQ)或美國 EPA 的 EnergyStar 計分法，必先建構賴以 評估的 EUI 母體分佈，再依其實際耗電密度在母體分佈之概率高低排序給予評估。

基於前述美加國家調查建築物實際 EUI 分佈為常態形狀但呈偏右分佈的經驗，本 研究以下必須建構一個標準化的建築 EUI 偏右分佈模型以作為評分之依據。為此，

本研究針對建築物的耗電量虛擬一組中位數 EUIm、最小值 EUImin、最大值 EUImax 來建立一個標準化的建築 EUI 偏右分佈模型如圖 3-2 所示，此三數據的計算模型 如下式:

EUIm=(Σ

1~i

(EUIami+EUIlmi)×Afi + Efix) / Σ

1~i

Afi --- (1) EUImax=(Σ

1~i

(EUIamaxi+EUIlmaxi)×Afi + Efix) / Σ

1~i

Afi --- (2) EUImin=(Σ

1~i

(EUIamini+EUIlmini)×Afi + Efix) / Σ

1~i

Afi --- (3) Efix =( Σ

1~i

EUIei +3.5) ×Afi + Et + Ep+ Eo + Eh + Ee --- (4) Et=Σ

1~i

Nei × Eeli×OPTj×Orj ＋ Σ

1~j

0.7×Nsj × Epj ×OPTj×Orj --- (4-1) Ep=Pe× (Σ

1~j

(Hpj × (Σ

1~i

Afij×Qwij)＋Hp1×Qaw) --- (4-2)

Qaw=(0.0006 × Tac+0.32) × AFac --- (4-3)

Eo=(1.0×Ap + 15.0×Ac+50.0×Aa)×Lt --- (4-4)

Eh=Hk×Qhw+2.048×Vs×Od --- (4-5)

第三章 研究方法

27 其中:

EUIm、EUImax、EUImin：該案建築總 EUI 之中位值、最大值、最小值（kWh/(㎡.yr)）

EUIami、EUIamaxi、EUIamini：i 類耗能分區空調耗電密度中位值、最大值、最小值（kWh/(㎡.yr)）， 取自表 3-6

EUIlmi、EUIlmaxi、EUIlmini：i 類耗能分區照明耗電密度中位值、最大值、最小值（kWh/(㎡.yr)）， 取自表 3-6

EUIei：i 類耗能分區電器耗電密度（kWh/(㎡.yr)），取自表 3-6

Efix：固定耗電量（kWh/yr），式 4 之 3.5 為緊急照明年用電密度（kWh/(㎡.yr)）

Et；全棟建築輸送設備年耗電量（kWh/yr）

Ep：全棟建築揚水設備年耗電量（kWh/yr）

Eo：戶外照明年耗電量（kWh/yr），式 4-4 之 1.0、15.0、50.0 為戶外鋪面、騎樓、廣告照明之照明 密度標準（W/(㎡)），，無實際裝設或執行戶外照明則不予計算

Eh：醫院、旅館、三溫暖用生活熱水以及溫水游泳池加熱設備之熱泵或電熱水設備年耗電量

（kWh/yr），2.048 為溫水游泳池之熱泵加熱耗電密度(KWH/m³.day) Ee：式 4 遺漏的其他特殊用電（kWh/yr），由申請者自行列舉計算 Qwij：j 水塔分區 i 類耗能分區用水密度（m³/㎡ yr），由表 3-6 計算 Qhw：生活熱水用水量(m³/yr)，由表 3-3 計算

Qaw：水冷式空調用水量(m³/yr)，0.0006 與 0.32 分別為冷卻塔逐時耗水密度(m³/(hr.㎡))與清理水塔 耗水密度(m³/㎡)

Tac：全年空調時間(hrs/yr)

Od：溫水游泳池溫水年營運天數(days/yr)

Afij：j 水塔分區 i 類耗能分區室內樓地板面積（㎡）

Pe：自來水揚水耗電密度（kWh/( m³.m)），五層以下低層建築物為 0.075(1.5HP 水泵情境)，六層以 上中高層建築物為 0.055(5.0HP 水泵情境)

Hpj：j 水塔分區揚水高度(m)，一般建築水塔通常假設置於樓頂，以建築高度加 6.0m 一次計算即可，

但高層建築設有中間水塔時，應依實際高低水塔高度由分區用水密度分別計算之。

Hp1：供應水冷式空調的水塔高度(m)，有高低多水塔時，以最低水塔高度認定。

Nei：i 類電梯台數(台) Nsj：j 類電扶梯台數(台)

Eeli：i 類電梯標準耗電量（kWh/(台 hr)），取自表 3-4 Epj：j 類電扶梯功率（kW），取自表 3-5

OPTj：全年標準營運時間(hrs/yr)，取自表 3-6

Orj：滿載率，無單位，商業餐飲娛樂 0.7，辦公 0.6、飯店、休閒運動、交通運輸、社教 0.5、社福 類 0.4

Ap：基地內有戶外照明之道路、廣場、停車場之總面積 Ac：基地內有照明之戶外走廊面積

Aa：有照明之戶外廣告招牌面積

Hk：熱水耗電密度(kwh/ m³)，電熱儲熱型熱水系統為 41.0(情境：儲熱桶 30 加侖、熱效率 85%)，

熱泵系統為 11.7(情境：COP4.0、循環水泵與散熱風扇耗電量 3kWh)

Lt：夜間照明開燈時間，非商業建築 1095hrs，非 24hr 營業商業建築 1643hrs，24hr 營業商業建築 4380hrs

Vs：游泳池體積(m³)，以泳池體積長×寬×高計算之。

AFi：總室內樓地板面積(㎡) AFac：空調樓地板面積(㎡)

如前述，EEWH-EB 系統是將空調 EUI 與照明 EUI 兩項當成操作因子，並將 標準情境模擬計算的固定耗電量 Efix 當成不可操作因子，再將兩者合成綜合 EUI 來做為耗能標示。式 1~3 即為針對空調與照明兩項耗電密度的中位數 EUIm、最小 值 EUImin、最大值 EUImax 的樓地板面積加權計算，最後再加計固定耗電量 Efix 的合成 EUI 計算法。此式前項的 EUI 加權計算，乃依據動態 EUI 理論由表 3-6 所 示各耗能分區之空調與照明耗電密度累算而成。式 4 為固定耗電量 Efix 的計算公 式，其中除電器耗電密度 EUIei 必須由表 3-6 所示耗能分區累算外，後四項之電梯 Et、揚水 Ep、戶外照明 Eo、熱水 Eh 為全棟共同耗電部分，不論耗能分區，全棟 計算一次即可。

式 4-1 輸送設備耗電量 Et 為計算電梯與電扶梯之耗電量，它只要依實際設置 之設備形式與數量由表 3-4~3-5 讀取標準耗電量，再乘上由

自表 3-6 讀取的全年標準 營運時間 OPTj (hrs/yr)

即可。式 4-2 揚水設備耗電密度 Ep 必須計算自來水用水量 Qwij 與冷卻水塔用水量 Qaw 所需要的揚水馬達耗電量。其中的自來水揚水用電部分，

因為可能有不同水塔高度設置情形而有不同的揚程，因此式 4-2 之自來水用水量 Qwij 必須依水塔高度分開由表 3-6 分區累算而得，唯大部分建築物水塔常集中一 處設置於樓頂，因此其揚水高度 Hpj 以建築高度加 6.0m 計算一次即可，但高層建 築有時設有中間水塔時，則公式 4-2 應分高低水塔，依所屬高低水塔分區之用水密 度 Qwij 與樓地板面積 Afij 與其兩種揚水高度 Hpj 計算兩次才行。必須特別留意式 中的自來水揚水耗電密度 Pe（kWh/( m³.m)），在低層建築物較大而中高層建築物 較小，其原因在於低層建築物常使用小功率水泵而中高層建築則常使用大功率水 泵之故也(該式之低、中高層建築物的水泵設計情境為 1.5、5.0HP)。

式 4-3 的 Qaw 空調用水部分，僅針對採用水冷式空調案件計算即可，若為採 用氣冷式空調者則不必計算之。其計算邏輯如下: 第一項為冷卻水補水量之計算，

它以一台 100RT 主機計算蒸發損失、飛濺損失、排放損失，合計為 3203.2(kg/h) 換算出 0.26L/(min.USRT)，再以主機設置密度(0.0385USRT/㎡)出之冷卻塔逐時耗 水密度 0.0006(m³/(hr.㎡))，以此再乘上空調營運時間 Tac 即可。第 2 項為清洗冷卻 水塔用水量之計算，它以一台 100RT 的冷卻水塔計算水塔容量 0.5(m)*14(m)*20(m)

= 140m³，一年清洗 6 次之情境，算出清洗冷卻水塔需 840 m³(8.4 m³/USRT)的用水 量=0.32 m³/㎡為為設定值。這兩數值再乘上空調面積 AFac 即是空調用水量 Qaw。

式 4-4 的 Eo 為戶外照明年耗電量（kWh/yr），此乃計算基地內道路停車場廣 場等人工鋪面以及騎樓、廣告招牌之夜間照明耗電，這些必須有實際裝設使用才

第三章 研究方法

29

能納入計算。該式之 1.0、15.0、50.0 為戶外鋪面、騎樓、廣告照明之照明密度標 準（W/(㎡)），其中夜間照明開燈時間 Lt，依非商業建築、非 24hr 營業商業建築、

24hr 營業商業建築以一天開燈時間 3、4.5、12 小時為基準，輸入值分別為 1095、

1643、4380hrs。

式 4-5 的 Eh 為採用熱泵或電熱儲熱型的熱水系統設備(不含飲水機加熱)之耗 電量，切記採用液態燃料加熱的熱水系統設備，或無熱水系統的建築物，因為 EUI 標示只計算用電設備而不必計算此式才好。該式第一項為一般生活用熱水用電量 (25 ℃加熱至 55℃情境)與第二項為溫水游泳池低溫熱水用電量(15 ℃加熱至 28 ℃情 境)之計算。第二項的 2.048 為溫水游泳池之熱泵加熱耗電密度，它是以一個標準 泳池長 25m 寬 21m 高 1.2m 總水量 630m³、每天補水量 10%為情境，需要加熱量 630m³*0.1* (28-15 ℃)*4.2=3439.8(kcal/day)，再計入池面在室溫 20 ℃之蒸發熱損失 441.2(kcal/h ㎡)求出每天蒸發熱損失為 25*21*441.2*24=5,559,120kcal，合計加熱 量 為 5,562,560(kcal/day) ， 再 以 熱 泵 COP5.0 換 算 耗 電 量 為 5,562,560*0.00116(kw/kcal)/5.0 =1290(kWh/day)，再除以游泳池體積可得出最終熱 泵加熱耗電密度為 2.048(kWh/m³.day)。

以上公式，即是模擬任一個案 EUI 母體分佈之方法，式 1~3 即是計算出該母 體分佈重要的中位值 EUIm、最大值 EUImax、最小值 EUImin 等三項特性值，其 計算程序簡述如下:

任一個案 EUI 母體分佈最關鍵的因子在於取得其空調、照明、電氣設備系統 的耗電密度標準，這些數據即是空調耗電密度之中位值 EUIami、最大值 EUIamaxi、

最小值 EUIamini，以及照明耗電密度之中位值 EUIlmi、最大值 EUIlmaxi、最小值

最小值 EUIamini，以及照明耗電密度之中位值 EUIlmi、最大值 EUIlmaxi、最小值

在文檔中 既有建築綠建築評估手冊之研究 (頁 40-65)