建築耗能探討

有關我國各部門之能源消費量，依經濟部能委會統計，其中以 工業部門及製造業等部門所佔之消費量最大，住宅及商業部門消費 量亦有相當的份量，而且由 1976 年所佔之 12.4％至今也超過 16％，

呈現越來越大的趨勢。另一方面由建築生命周期中各階段對能源消

費亦來自不同部門，例如消耗在建材的生產上則統計歸在工業部 門，至於交通部門的消費量中，亦有很多是消耗在建築產業中有關 建材的運輸上，所以有關建築產業應佔有相當的耗能比例。而根據 林憲德先生之研究（1996．07）指出，有關台灣建築產業耗能所佔 之比例，建材生產能源佔了 15.8％，而營建運輸佔了 0.31％，營建 工地佔了 0.4％，而住宅使用佔 116.0％，商業部門則佔了 4.76％，

總計佔了 33%，由此可見，建築耗能量對我國能源總消費量影響程度 之大，所以說有關建築節能並不僅只是對於日常使用的電力、水、

瓦斯等能源的節約而已，透過合理低耗能的外殼設計，以及空調容 量相當的控制，甚至降低建材用電，使用製造過程低耗能、低污染 之材料為建築構造，如此全面考量建築生命周期各階段之節能政 策，對我國能源節約之政策，以及兼顧環保降低污染之綠色建築目 標，將更具成效。

壹、建築整體耗能量

建築物所消耗之能源不單只是一般電費、瓦斯費等所代表之能 源，必須視建築之生產至消滅過程，亦即生命周朝（Life Cyc1e）

的過程來加以評估，而建築生命周期包括了（1）建材生產過程（2）

營建施工運輸過程（3）日常使用維修過程（4）建築物拆除解體過 程（5）建材再生過程，而各階段所消耗的能源各自有不同，而如以 一般 RC 構造建築物其使用年限 50 至 60 年來看，其約佔建築物生命 周期過程中 90％ 以上之時間，其他如營造施工之過程僅佔了約 5.4

％ 左右，歷時約 1 至 3 年，而其他各階段所佔之時間則更少（如表 2-1 所示）。

表 2– 1 建築生命週期各階段之耗能說明及其百分比表

階段 生命週期 能源使用倩形 週期時間 時 間 比 例 一 建材生產所需耗能 建材生產、加工及搬運所需耗費之能

源。 約一年 1.8%

二 建設施工 建築物施工中所有項目所需耗費之 能源。

約一∼三

年 約 5.4％

三 日常使用耗能 建築物完工後，於照明、空調、烹飪 及各項設備使用所需耗費之能源。

約 五 十年至六 十年

約 90％

四 建築物解體耗能 建築物解體、拆除、搬運及廢棄物。約半年 約 0.1%

五 建材再利用耗能 將拆除後廢棄之建材，加以處理再利

用所耗費之能源 約一年 約 l.8％

資料來源：陳永欣，台中市集合住宅電力消費量研究 1997 年

由楊煦照先生（1996．P27）針對建築生命周期各階段所進行耗 能量研究結果可看出（表 2-2），不管辦公或住宅用途皆以建材生產 所耗費之能量所佔比例最大，由此不難看出為何該過程佔了全國能 源消費量約 15.95％的比例，而其中日常使用階段所耗能量所佔比例 約 17.1％至 19.9％比例不大，但建築本身的壽命約有 50 至 60 年之 長，故其日常使用能源應擴至 50、60 倍，方能提供日常使用居住的 過程，滿足使用者的舒適與便利所需之能量，也用此以一完整生命 周期所消耗之總能量來看，建築物日常使用過程所耗費之能源將遠 超過其他建材生產、營建運輸、施工過程總量的好幾倍。因此由日 常使用能源來控制建築節能設計最具成效。但單僅由建材生產、營 造施工之過程中之能源節約辦法可由以下幾個方面來加以控制（楊 煦照 1996．P48）。

表 2– 2 住宅與辦公類型生命週期單位樓地板面積耗能量表[Kcal／m 之耗能量分別為低層類型之 1.17、1.27、1.35 倍，所以現今辦公大 樓追求高層化之結果，不只對環境造成更大之衝擊，也增加了其耗 能量與營建成本，適度的經濟規模是相當值得重視。

三、低耗能建材的選用與合理化營建方式

各種材料之運用上，在相當品質之要求與效果之前提下，選擇較 低耗能之建材，可減少建材製造過程中所消耗之能量。另一方面多

採用「合理化」的營建方式，亦即將建築構件部品生產工業化、預 鑄化、標準化以及營建施工的模具化、省工化等方式，如此可減少 建材消耗量及營建廢棄物。

貳、辦公室能源消耗構成

辦公室建築,依經濟部能委會統計分類的方式乃歸於商業部 門，而 86 年商業部門能源消費量為 3915.5 仟公秉油當量，其中以 電力消耗佔 79.5％最高、其次則為燃料油佔 7.2％、天然氣佔 6.8

％、柴油佔 4.3％、而液化天然氣佔 1.9％、煤油佔 0.3％，由此可 知，商業部門中能源消耗仍以電力支出為大。但因商業部門之能源 統計以凡從事商品之批發、零售及旅館、飲食經營等行業之能源消 耗量為主，較偏重於整體行業別之統計，對單體商業建築並無單獨 探討，故單體商業建築僅能算是附屬於商業部門中，因此無法對單 體商業建築類型之能源消費狀況進行暸解，而劉氏（劉漢卿 1994．

P56）利用 80 年至 81 年間中計對 60 棟建築調查分析出四大類型，

分別是辦公大樓、百貨商場、旅館飯店、醫院建築等四類，而其消 耗能源種類與單位面積能源消耗量如表 2-3 所示。

而其中辦公大樓建築之耗能支出以電力消耗為主，依李氏（李 靖男 1994．P188）對辦公類建築統計資料，由表 2-4 中可看出不同 季節中辦公建築其用電組合結構，其中包括空調用電、照明用電、

動力用電等三部份，而隨著季節的變化不同及建築型的不同，其單 位面積用電量以及各用電組合間比例關係亦不相同，整體而言，各 類型建築中以空調用電佔了最大比例、照明次之、動力用電再次之，

而辦公建築的空調用電比例隨著季節變動較大，顯然是深受外氣候 影響、夏季期間空調用電佔最大比例，而冬季則以照明用電為主，

由此可知辦公建築其單位面積耗能量雖不及旅館、醫院建築，但因 該類型建築物數量較之其他類型眾多（以營建年報使用執照資料中 顯示，辦公室類佔 5.44％，旅館類佔 0.2％，醫院類佔 0．88％），

所以其總耗能量相對之下，也較其他類型來的多。因此針對辦公類 型建築進行節能對整體能源消耗量上將有相當助益，由此也可暸解 不同建築類型因其用途不同造成之用電結構差異應注意不同的節能 手法方能有效困應。

表 2-3 單體商業建築消費種類單位面積能源消費量表

商業建築類型 調查樣本數 能源消費種類 能源消費量 [kcal ㎡.yr]

辦公類 10 電力 141335

百貨類 10 電力、天然氣 309644

旅館類 10 電力、渦爐油、天然氣、燃

料油 432291

醫院類 10 電力、渦瀘油、柴油、天然

氣、燃料油 298282 資料來源：劉漢卿，建築物週期能源消費分析與溫室氣體排放量分析

表 2-4 辦公建築各季節用電組成分析表 各類別用電比例 建築類型 季節別

空調用比例 照明用比例 動力用比例

夏季 41％ 35％ 25％

春秋季 27％ 48％ 25％

辦公建築

冬季 19％ 58％ 24％

資料來源：李靖男，空調系統省能案例 1994．P188

參、空調用電相關影響因素

台灣位處亞熱帶氣候，多屬於冷房度日需求類型，為了維持室 內環境舒適的要求，空調使用相當的普遍，尤其是商業部門，甚至 於冬季亦有使用空調的現象，而且空調用電因其受外氣溫變化影 響，因此隨著季節變化而有不同需求，而單日之變化則受使用模式 差異而影響，加上人體對空調溫度的要求不同也會直接影響其空調

負荷。而近年來台灣，因地方環保抗爭不斷及新電源開發不易，使 得台電的電力備轉率出現偏低的現象，在夏季期間更是嚴重，常常 會發生限電的危機，對國內工業經濟發展與民眾生活造成重大的影 響，而此供電危機，係因空調耗電量過高所造成, 根據台電的統計，

台灣平均約有百分之三十的發電設備量，都是為了應付夏日空調用 電而開發，而且夏日尖峰負載時，空調用電更佔 41％至 45％之多，

而有關空調用電量變化趨勢，在此說明如下：

一、 氣候因素影響—依據台電統計顯示，我國夏季及冬季電力系統 尖峰負載值相差約 1.4 倍，而其間差距主要是由於夏季大量空 調用電所造成。

二、使用模式影響—由夏日用電單日負載曲線顯示，用電量最少的 時間出現在早上七點左右，同時也是外氣溫最低時，隨著八點 開始上班時則用電量則大幅上昇，至九點後則上昇趨勢漸緩，

直至十二點到一點之間，用電量又急速下降，顯示邁入午休時 段，而隨著下午營運的開始用電量又再次上昇，至午後二至三 點時為全天用電最高峰，這時外氣溫亦為最高溫，之後則持續 下降至午後六至七點，而後因家庭用電開始大量使用而再次上

昇，由此可看出其單日用電負載趨勢受使用營建模式的影響。

三、經濟發展趨勢—電力乃是經濟發展的差礎，隨著經濟活動越頻 繁，其商業、工業、交通等部門用電需求也日益提高，另一方 面平均國民所得越高，則對環境舒適要求亦越高，也造成空調 用電需求之上昇，所以基本上用電需求與經濟成長大致成正相 關之趨勢。如表 2-5 所示。

表 2-5 經濟成長率與電力負載關係表 年代 40 年代

(40-49）

50 年代 (50-59)

60 年代 (60-69）

70 年代 (70-79）

80 年代

(80-84） 85 年代 經濟成長率 8.0％ 9.6％ 9.8％ 7.9％ 6.7％ 6.7％

尖峰負載成長率 13.4％ 12.9％ 12.1％ 8.0％ 7.3％ 9.2％

平均負載成載率 13.3％ 13.8％ 11.9％ 7.0％ 6.8％ 5.7％

資料來源：經濟部能源委員會，1997 年

四、人體舒適度要求—隨著人類生活水準的提昇，對生活空間物理 之舒適之要求也相對提高，對室內環境品質也更加重視，而影 響人體舒適感為室內氣候因子，即是氣溫、濕度、氣流與周壁 溫度，稱之為冷熱感覺四要素，當其組合適當時，室內氣候即

四、人體舒適度要求—隨著人類生活水準的提昇，對生活空間物理 之舒適之要求也相對提高，對室內環境品質也更加重視，而影 響人體舒適感為室內氣候因子，即是氣溫、濕度、氣流與周壁 溫度，稱之為冷熱感覺四要素，當其組合適當時，室內氣候即