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建置 R-BERSn 之 EUI 評分尺度

第五章 住宅能效評估系統 R-BERSn 說明

第四節 建置 R-BERSn 之 EUI 評分尺度

建築能效評估系統必須有其 EUI 評量尺度,EUI 評量尺度通常建立於 EUI 的 市場母體分佈上。例如美國的 ENERGY STAR 的評估法建立於龐大的建築耗能資料 庫 CBECS 上。然而,很少有國家能建立像 CBECS 般昂貴而龐大的建築分類 EUI 資 料庫,大部分國家只能採取模型模擬基準(model-based benchmarking) 法來建 立 EUI 母體分佈以作為評量尺度,例如 Nikolaou et al (2009)以建築構造因子 與營運特性的亂數來建立 30,000 個 EUI 樣本(每一氣候區 10,000 樣本)的虛擬 建築數據 VBD(Virtual Building Dataset)做為希臘辦公建築能效評估的評量 尺度。TBERS 不採此模型模擬基準法,而採用建築 EUI 的偏態分佈理論,以前述 所謂技術潛力尺度方法來建立 EUI 評量尺度。所謂 EUI 偏態分佈理論是建立於大 部分建築類型的 EUI 市場分佈均具有右偏分佈 Right Skewed Distribution 的 特性,例如:根據台灣當前最新的住宅部門用電量研究(林素琴,2013),統計 我國 5,055 戶住宅 2012 年的耗電 EUI 分布(圖 5- 7),以及 Sharp(1996)、

Kaskhedikar (2013)、Environmental Commissioner of Ontario(2016)等文獻 均提到大部分的建築 EUI 都呈現右偏分佈,另外在 ENERGY STAR EUI 分佈(EPA 2015)以及本研究採用之能源局能源查核之建築 EUI 分佈也都呈現右偏分佈。有 鑑於此,R-BERSn 均建立於建築母體 EUI 偏右分佈理論上。

圖 5- 7 我國住宅部門 2012 年度 EUI 分配

(資料來源:我國住宅部門用電量以及電力分配之研究,2013)

如上節所述,台灣的住宅建築能效評估系統為了評估的敏感度,規定必先排 除揚水、輸送、公設等雜項設備之小耗電量,只針對空調、照明、電器等三項主

設備之耗電量執行標示。R-BERSn 所採用的技術潛力尺度法,亦即以住宅建築市 場一般節能法規合格水準為中位值,以現行最佳節能技術可達成的近零耗能建築 之 EUIn 基線值設定 90 分之參考點。此評分尺度之概念模型如(圖 5- 8)所示,

以建築市場最佳節能水準 EUIn、能效合格基線值 EUIb、建築市場最差水準 EUImax 設為 100、50、0 分之基線。此評分尺度由合格基線左側 EUIn~EUIb 間分割成 50 等分為 100~50 分之刻度,以 50~59 分、60~69 分、70~79 分、80~89 分、90~100 分之間距訂為 4、3、2、1、1+之建築能效等級,另外由合格基線右側 EUIb~EUImax 間分割成 50 等分為 50~0 分之刻度,以 49~40 分、39~20 分、≦19 分之間距訂為 5、6、7 之建築能效等級,其中:

(1)近零耗能建築基準 EUIn 是依據住宅可執行的最大節能潛力 25%之定義,以空 調、照明、電器節能約 25%為目標,因此以空調、照明、電器 EUI 中位值 AEUIm、

LEUIm、EEUIm 之 75%數值累算而成,此 EUIn 即為評分 90 分之基準點。

(2)R-BERSn 評估尺度以節能 5%為合格基線值 EUIb。

(3)EUImax 高耗電的住宅耗能區間約為中位值之 2~2.5 倍,因各房間的最大耗電 狀況不相同,以空調 AEUImaxu、照明 LEUImaxu、電器 EEUImaxu 最大值累算。

此標示法為承襲 EN 15217(2007)所建議 A~G 之七階段標示標準,在 1 等級 中內含近零耗能建築等級 1+之標示。在歐盟通常定義 4 級為現行市場的平均水 準,同時定義近零耗能建築為現行最佳節能技術與策略所能達到的水準。R-BERSn 定義 1、1+等級之分界線,為近零耗能建築基準線 EUIn,此數值在新建住宅 R-BERSN 設定為總節電 25%之水準(R-R-BERSN 定義住宅最大節能潛力為 25%,亦即比 中位值低 25%耗電時,已可達合理情況下的最大節能努力),其得分設定為 90 分。

因此設定 4 級為合格基準,另外 6、7 等級乃是市場上能效極差的不良建築,在 評分上無須施行過細分級認證,因而給予較寬之間距。

圖 5- 8 客製化 EUI 評分尺度模型概念圖

總體來說客製化 EUI 評分尺度能夠達到以下之目的:(1)反應不同居室組合 的耗能、(2)不同氣候區域的差異、(3)不同電器設備量程度。依建築設計的不 同所量身訂做的獨一無二的動態評分尺度。正因它是符合個別評估案的客製化 EUI 評分尺度,所以能更公平、精確地評估執行建築能效之評估與標示。

壹、採用「動態評估法」建置 R-BERSn 之 EUI 評分尺度

(1)執行 R-BERSn 之第一步,將住宅的「免評估分區」排除於評估範圍外。

(2)執行 R-BERSn 之第二步,依照(式 4~式 6)求出住宅單元的 EUI 數據,集合 住宅需使用(表 5- 5)之 EUI、透天住宅則使用(表 5- 6)之 EUI,兩者住 宅型態不同因此不能混用。

(3)執行 R-BERSn 之第三步,由於整棟的集合住宅或連棟式透天住宅通常具有多 種不同單元所構成,因此需要求得評估案例中的各種住宅單元 EUI,再與各 類單元的面積加權計算。因此 R-BERSn 動態評估法的層級架構關係如(圖 5- 9),它由不同的住宅空間(房間)組合成一戶的住宅單元,再由不同的住宅 單元組合成整棟或連棟式住宅 EUI。

圖 5- 9 住宅「動態評估法」的空間層級架構

(資料來源:本研究整理)

(4)執行 R-BERSn 之第四步,建置評估案例之 EUI 評分尺度,該 EUI 評分尺度依 照第四節所述 R-BERSN 的技術潛力評分法建置而成,其 90、50、0 分基準點 為之 EUI 數值被設為近零耗能建築基準 EUIn、合格基線值 EUIb、最大值 EUImax,其計算法如(式 7~式 9)所示。

(5)R-BERSn 動態評估法可因應任何複雜的住宅案件,面對各式各樣的住宅單元 類型,皆能客製化其專屬的 EUI 評分尺度,採用本方法雖然計算較為繁瑣,

但能更公平、精確地評估執行建築能效之評估與標示。

整棟或連棟式住宅 j類住宅單元

i類住宅空間 EUIi

「住宅單元(unit)」EUI 評分尺度合格基線值 EUIbu

EUIbu= 0.95×(AEUImu+ LEUImu + EEUImu) --- (4) AEUImu=(Σ1~i AEUImi×Afi×RE)/AFe --- (4-1) LEUImu=(Σ1~i LEUImi×Afi)/AFe --- (4-2) EEUImu=(Σ1~i EEUmi×Afi)/AFe --- (4-3)

「住宅單元(unit)」EUI 評分尺度近零 EUInu

EUInu= (AEUImu + LEUImu + EEUImu)×0.75 --- (5)

「住宅單元(unit)」EUI 評分尺度最大值 EUImaxu

EUImaxu= AEUImaxu + LEUImaxu + EEUImaxu --- (6) AEUImaxu=(Σ1~i AEUImaxi×Afi×RE)/AFe --- (6-1) LEUImaxu=(Σ1~i LEUImaxi×Afi)/AFe --- (6-2) EEUImaxu=(Σ1~i EEUmaxi×Afi)/AFe --- (6-3)

「整棟集合住宅」或「連棟式透天住宅」之 EUI 評分尺度

EUIb=(Σ1~j EUIbuj×Afj)/ ΣAfj --- (7) EUIn=(Σ1~j EUInuj×Afj)/ ΣAfj --- (8) EUImax=(Σ1~j EUImaxuj×Afj)/ ΣAfj --- (9)

參數說明:

AEUIbu、AEUImaxu:評估住宅單元之空調耗電密度之合格基線值、最大值[kWh/(m2.yr)]

LEUIbu、LEUImaxu:該評估住宅單元之照明耗電密度之合格基線值、最大值[kWh/(m2.yr)]。

EEUIbu、EEUImaxu:該評住宅單元之電器耗電密度之合格基線值、最大值[kWh/(m2.yr)]

AEUIbi、AEUImaxi:i 類空間空調耗電密度之合格基線值、最大值[kWh/(m2.yr)]

LEUIbi、LEUImaxi:i 類空間照明耗電密度之合格基線值、最大值[kWh/(m2.yr)]

EEUIbi、EEUImaxi:i 類空間家電耗電密度之合格基線值、最大值[kWh/(m2.yr)]

EUIbu、EUImaxu:住宅單元之客製化評估尺度之合格基線值、最大值[kWh/(m2.yr)]

EUInu:該住宅單元作為 90 分參考點之近零耗能住宅單元 EUI 基準值[kWh/(m2.yr)]

EUIbuj、EUImaxuj:j 類住宅單元之客製化評估尺度之合格基線值、最大值[kWh/(m2.yr)]

EUInuj:j 類住宅單元之近零耗能建築 EUI 基準值[kWh/(m2.yr)]

EUIb、EUImax:整棟或連棟式住宅之客製化評估尺度之合格基線值、最大值[kWh/(m2.yr)]

EUIn:整棟或連棟式住宅作為 90 分參考點之近零耗能建築 EUI 基準值(kWh/(m2.yr))

AFe:評估之住宅單元總樓地板面積(m2),其中 AFe =Σ1~iAfi Afi:住宅單元中,i 類耗能分區的樓地板面積(m2

Afj:j 類住宅單元面積(m2)

RE:集合住宅頂樓單元的空調修正係數請見(表 5- 5),透天住宅邊間或獨棟的空調修正係

表 5- 5 集合住宅耗能分區耗電密度 EUI 標準[kWh/(m2.yr)]

耗能分區

電器 EEUI EEUImin, EEUIm, EEUImax

照明 LEUI LEUImin,

LEUIm, LEUImax

空調 AEUI 北部

AEUImin, AEUIm, AEUImax

中部 AEUImin,

AEUIm, AEUImax

南部 AEUImin,

AEUIm, AEUImax

頂樓空 EEUImin, EEUIm, EEUImax

照明 LEUI LEUImin,

LEUIm, LEUImax

空調 AEUI 北部

AEUImin, AEUIm, AEUImax

中部 AEUImin,

AEUIm, AEUImax

南部 AEUImin,

AEUIm, AEUImax

邊間 or 獨

貳、採用「格局評估法」建置 R-BERSn 之 EUI 評分尺度

為了簡化評估,R-BERSn 已蒐集大量國內各種規模的集合住宅與透天住宅案 例,雖然住宅平面規劃無一致標準,但在合理的建築規劃設計下,各類房間所佔 的面積比例仍有一定規則可尋。建置完成各類住宅單元的 EUI 標準提供最簡易的 評估計算,可用來快速換算戶數多、單元類型多或大量連棟式透天住宅之 EUI 標 準,省略繁複的逐一房間清點計算過程,能有助於住宅建築能效之評估與推廣。

(1) 「格局評估法」對四房以上的集合住宅格局設定耗電密度 EUI 時,已進行 使用率修正,原因在於台灣現今家庭人口數偏低,根據「我國家庭結構發展 推計(106 年至 115 年)國家發展委員會」報告指出民國 89 年至 99 年期 間,家庭普通住戶每戶平均人口數自 3.3 人下降到 3.0 人。因此購買四房 集合住宅或四樓透天住宅以上的家庭,雖然家庭人口數有可能高於 3 人,

但隨著小孩求學、工作,以及家庭人口結構逐漸變化,許多四房或四樓以上 的家庭其實存在很多房間呈現使用率偏低的狀況,考量當前使用狀況與未 來趨勢,將四房與五房以上的住宅進行耗電修正,故不能以全房間滿載使 用來評估。簡易評估法的修正方式是將四房以上或四樓透天以上的「非主 臥」房間裡的 1 至 2 個房間取用電量 5 成保守估算,避免形成具有多房間 的大型住宅耗電評估偏高失真,造成懲罰多房間但鮮少使用之現象。

(2) R-BERSn 格局評估法的層級架構關係如(圖 5- 10),它由住宅單元依照各 類單元的戶數數量加權計算,組合成整棟集合住宅或連棟式透天住宅之 EUI,

執行此方法時仍然必須遵循右偏分佈的理論。

圖 5- 10 住宅「格局評估法」的空間層級架構

(資料來源:本研究整理)

(3) 執行 R-BERSn 簡算法第一步,依照(式 10~式 13)求出整棟集合住宅或連 棟式透天住宅的 EUI 數據,集合住宅分為 1 房~5 房共 5 大類格局需使用

(表 5- 7)之 EUI、透天住宅則分為 2 樓~5 樓共 4 大類格局需使用(表 5- 8)之 EUI,兩者住宅型態不同因此不能混用。

整棟或連棟式住宅

j類住宅單元

EUIm=(Σ1~j EUImj×Nj)/ ΣNj --- (10) EUIb=0.95 × EUIm ---(11) EUIn=0.75 × EUIm --- (12) EUImax=(Σ1~j EUImaxj×Nj)/ ΣNj --- (13)

參數說明:

EUIb、EUIm、EUImax:R-BERSn 評估尺度之 EUI 合格基線值、中位值、最大值[kWh/(m2.yr)]

EUImj、EUImaxj:j 類住宅單元 EUI 之中位值基準、最大值基準[kWh/(m2.yr)],若為集合住 宅則取自(表 5- 7),若為透天住宅則取自(表 5- 8)

EUIn:R-BERSn 作為 90 分參考點之近零耗能住宅 EUI 基準值[kWh/(m2.yr)]

Nj:j 類住宅單元的數量(戶),例如:某集合住宅具有 A 類型住宅單元 20 戶,B 類型住宅 單元 40 戶,需分別代入 20 與 40 累加計算,再除以分母總數 60

表 5- 7 不同格局集合住宅之 EUI 基準[kWh/(m2.yr)]

集合住宅 1 房 2 房 3 房 4 房 5 房

北部

EUImin 33.9 30.2 30.0 27.7 27.3

EUIm 53.1 47.3 45.1 43.5 41.7

EUImax 99.3 93.5 90.3 85.9 79.8

中部

EUImin 35.1 31.5 31.2 28.8 28.3

EUIm 54.4 48.8 46.5 44.8 42.9

EUImax 104.3 99.1 95.4 90.7 84.1

南部

EUImin 36.4 33.0 32.6 30.2 29.6

EUIm 56.1 50.8 48.3 46.5 44.4

EUImax 105.6 100.5 96.6 91.9 85.2

表 5- 8 不同格局透天住宅之 EUI 基準[kWh/(m2.yr)]

透天住宅

2 樓透天 3 樓透天 4 樓透天 5 樓透天

2 樓透天 3 樓透天 4 樓透天 5 樓透天