建築外殼熱性能模擬結果分析

本節根據操作辦公型建築外殼熱性能模擬的結果，以台灣台北為主，配合不 同氣候區(如: 北京)進行比較，分析其節能效益後，進一步找出最適合提升台灣 建築外殼隔熱性能之手法。

3-3-1 建築外殼熱性能模擬結果-台北

根據建築外殼熱性能之節能效益的模擬結果（見表3-9），以台北地區而言，

在改善建築外殼熱性能中，對於提升空調節能效益最顯著的方法為「降低玻璃的 η值」，也就是減少開口部玻璃的日射透過率，可降低從戶外進入的日射熱得，

進而達到室內環境的舒適性。透過提高建築物開口部玻璃的遮陽性能可獲得 15.0%的空調節能效益，空調的耗能從原型的EUI= 65.3 (kwh/ m² yr)降低至EUI=

55.6 (kwh/ m² yr)，耗能比例由原型佔建築物總耗能的47.0%減少到43.0%。

其次，「減少開窗率」能夠改善建築外殼遮陽性能，藉由縮小建築物開口部 的面積，使得從玻璃傳進的日射熱得及熱傳導降低，可獲得11.3%的空調節能效 益，使得空調耗能降低至EUI= 58.0 (kwh/ m² yr)。

接著是藉由「降低外殼U值」的方式，也就是加強建築物牆體以及屋頂的隔 熱效果，以改善建築外殼保溫性能，減少進入室內的熱流傳導來維持室內環境品 質，降低外殼U值可以減少3.3%的空調耗能，空調耗能從原型的EUI= 65.3 (kwh/

m² yr)降低至EUI= 63.2 (kwh/ m² yr)。

最後則是使用「降低玻璃U值」的手法，增加建築外殼保溫性能，將減少熱 流經由開口部的玻璃傳導進入建築物中，增加室內舒適度，得到的空調節能效益 為四者中最少的2.4%，空調耗能EUI= 63.7 (kwh/ m² yr)，佔建築物總耗能的46.4

%。

表 3-9 建築外殼隔熱性能模擬結果與節能效益-台北

台北 原型 降低

玻璃 U 值

降低 玻璃η值

降低

外殼 U 值 減少開窗率 平均空調EUI

( kwh/ m² yr )

65.3 63.7 55.6 63.2 58.0

(本研究整理)

台北的建築外殼隔熱性能模擬結果，對於空調節能效益之影響由高至低分別 為: 「降低玻璃的η值」空調節能效率 15.0%、「減少開窗率」空調節能效率 11.3%、「降低外殼 U 值」空調節能效率 3.3%與「降低玻璃 U 值」空調節能效率 為 2.4%。

3-3-2 建築外殼熱性能模擬結果-北京

從北京的模擬結果可以發現，在改善建築外殼熱性能中，對於提升空調節能 效益最顯著的方法為「降低外殼U值」，以加強建築物牆體以及屋頂的保溫效果，

來提升建築外殼隔熱性能，減少因室內外溫差引起的熱損失。降低建築物外殼U 值可減少27.8%的暖房耗能、10.8%的冷房耗能，空調耗能節能15.8%，其節能效 果在四個改善手法中最為顯著。空調耗能從原型的EUI= 124.6 (kwh/ m² yr)降低至 EUI= 104.9 (kwh/ m² yr)，空調耗能比例也由原型佔建築物總耗能的62.9%減少到 58.3%。

其次為採用「降低玻璃的η值」，也就是減少開口部玻璃的日射透過率的方 式改善建築外殼遮陽性能，減少從戶外進入的日射熱得。透過提高建築物開口部 玻璃的遮陽性能雖然能夠降低13.9%的空調耗能，但是進一步拆解空調耗能的組 成發現冷房耗能明顯減少了25.1%；然而暖房耗能卻增加了12.9%。因為減少了 日射熱得會使冬季室內溫度降低，造成暖房的需求提高。整體空調(含冷、暖房) 耗能降低至EUI=107.3 (kwh/ m² yr)，為建築物總耗能的59.2%。

空調節能效果第三的改善方式為「減少開窗率」，藉由縮小建築物開口部的 面積，使得從玻璃傳進的日射熱得及熱傳導降低。空調耗能雖然減少了10.1%，

在拆解耗能後發現主要減少的耗能為冷房耗能，冷房耗能減少16.0%；但是暖房 耗能增加了4.6%，主要是因為減少開口部的面積，使得冬季經由玻璃進入的日射 熱得及熱傳導減少，必須增加暖房的使用才能達到室內環境的舒適性。其空調耗 能降低至EUI=112 (kwh/ m² yr)，佔建築物總耗能的60.6%。

最後，節能效益最少的是以增加建築外殼保溫性能的「降低玻璃U值」手法，

減少建築物中的熱能經由開口部玻璃的傳導而散失，維持室內舒適度。得到的空 調節能效益為7.1%，空調節能效益的組成為12.1%的暖房節能效益以及4.8%的冷

冷房耗能比例 47% 46.4% 43.0% 46.2% 44.2%

空調節能效率 2.4% 15.0% 3.3% 11.3%

房節能效益。空調耗能EUI=115.7 (kwh/ m² yr)，佔建築物總耗能的61.1%。

表 3-10 建築外殼隔熱性能模擬結果與節能效益-北京

北京 原型 降低

玻璃 U 值

降低 玻璃η值

降低

外殼 U 值 減少開窗率 平均空調 EUI

( kwh/ m² yr )

124.6 115.7 107.3 104.9 112.0 空調耗能比例

(冷房+暖房) 62.9% 61.1% 59.2% 58.3% 60.6%

冷房節能效率 4.8 25.1% 10.8% 16.0%

暖房節能效率 12.1% -12.9% 27.8% -4.6%

空調節能效率 7.1% 13.9% 15.8% 10.1%

(本研究整理)

北京的建築外殼隔熱性能模擬結果，對於節能效益之影響由高至低分別為:

「降低外殼 U 值」空調節能效率 15.8%、「降低玻璃的η值」空調節能效率 13.9%、

「減少開窗率」空調節能效率 10.1%與「降低玻璃 U 值」空調節能效率為 7.1%。

3-3-3 台北與北京建築外殼熱性能模擬結果比較

前一小節詳述台北與北京之建築外殼熱性能模擬結果得到的數據整理如圖 3-6 所示。模擬台北外殼熱性能節能效益最佳的方案為「降低玻璃的η值」，提高 建築物開口部玻璃的遮陽性能獲得 15.0%的空調節能效益，其次為「減少開窗 率」，使得從玻璃傳進的日射熱得及熱傳導降低，可獲得 11.3%的空調節能效益

，由此可知台北藉由加強建築外殼的遮陽性能，能夠得到空調節能效益明顯提升 的結果。

台灣地處亞熱帶氣候區，夏季炎熱期不長，需要使用冷房空調的時間較短；

冬季溫暖，亦沒有使用暖房空調的習慣。而且台灣氣候溫和，室內外溫差較小，

經由溫差產生的熱傳導較少，故建築外殼保溫性能在台北不如能夠減少日射熱得 之建築外殼遮陽性能重要；意即相較於改善外殼 U 值來提升外殼的保溫性能，

降低玻璃的η值來加強外殼之遮陽性能，對於空調耗能的節能效益較大，且更能 夠有效提升室內環境的舒適度。

圖 3-6 台北與北京空調改善效率比較 (本研究整理)

北京位於溫帶氣候區，夏季炎熱而冬季寒冷，相較於天氣溫和的台灣，北京 的氣候較為嚴峻，亦較為依賴空調系統來調節室內環境的舒適性。在模擬外殼熱 性能節能效益後得到的最佳方案為「降低外殼 U 值」空調節能效率 15.8%，其次 是「降低玻璃的η值」空調節能效率 13.9%，可見改善外殼 U 值來提升外殼的保 溫性能的方式對於冬季寒冷的北京來說最為重要；而降低玻璃的η值以加強外殼 遮陽性能也相當重要。

由於北京氣候嚴峻，室內外溫差大，需要使用保溫性能較佳之外殼來避免溫 差產生的熱傳導。再者，北京夏季高溫炎熱，外殼有良好的遮陽性能能夠減少日 射熱得，對降低冷房的耗能也多有助益。

圖 3-7 台北及北京月均溫資料比較 (本研究整理)

26℃↑冷房啟動溫度

19℃↓暖房啟動溫度

3-3-4 建築外殼熱性能節能效益模擬分析結果

根據建築外殼隔熱性能之節能效益模擬結果整理空調耗能 EUI 比較（圖 3-8）

可看出，在建築外殼熱性能的改善項目中，對於提升空調節能效益最顯著的方法 為「降低玻璃的η值」，也就是減少開口部玻璃的日射透過率，從開口部進入的 日射熱得變少，不僅可使空調的耗能減少 15.0%，也能夠維持室內環境的舒適。

圖 3-8 改善建築外殼隔熱性能後之空調耗能 EUI 比較 (本研究整理)

而模擬方案「改善外殼 U 值」後，空調節能效益為 3.3%，僅高於「改善窗 玻璃 U 值」的節能效益 2.4%。此結果顯示，雖然「改善外殼 U 值」之節能效益 不如「降低玻璃 η 值」好，但是檢討本研究設定改善後的「外殼 U 值」為 1.75 W/

m²‧ ，發現此數值與美國 Zone 1~2 與中國華南等氣候相近地區之外牆 U 值上k 限 Uwmax 範圍相較仍屬偏高(美國 ASHRAE 規範：0.85~3.3 W/ m²‧ 與中國華k 南規範：0.7~2.0 W/ m²‧ )，若將改善後的外殼 U 值調降至符合國外隔熱規範，k 必然尚有節能潛力。

再者，強化建築外殼隔熱數值規範除了有節能方面的好處之外，於冬、夏季 戶外溫度較不舒適時，亦能增進室內溫度的穩定性與舒適性，面對氣候漸趨極端 化、惡劣化，本研究建議修改強化外殼隔熱規範以兼顧舒適、節能，並符合國際 趨勢。