第五章 複合通風案例現場調查
第二節 建議
建議在綠建築評估系統中的日常節能指標的空調節能評估 EAC 的節能優惠係 數增訂複合通風的優惠得分β4：立即可行之建議
主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：財團法人臺灣建築中心
目前綠建築設計技術規範中已有建築外殼節能設計的自然通風優惠計算，本研 究結果也發現臺灣各城市的複合通風節能潛力很高。因此，本研究建議結合這兩項 成果，在綠建築評估手冊中日常節能指標的空調節能 EAC 評估增加複合通風優惠 係數β4。亦即在綠建築評估手冊中的表 2.4-10 空調節能技術簡易評估表中，增訂 如下的說明：
若要取得複合通風優惠係數β4，申請的建築物須滿足以下兩點條件：
1. 為學校類建築或者辦公類建築。其中辦公類建築須先滿足綠建築設計技術規範 中有關自然通風設計優惠計算的相關規定，即：外周區比γ≧0.5(即較細長的 平面)以及每一居室之可通風開窗率φ≧0.05(具備較充足通風面積)之建築 物。
2. 空調系統具有可依外氣溫度或者熱適應舒適模式進行空調的啟停控制，以及調 整合適的室內溫度之功能，以達兼顧空調節能與人員舒適的目的。前項空調控 制方式若僅為依據外氣溫度做啟停控制，則β4=0.1；若依據熱適應舒適模式進 行啟停與室內溫度設定控制，則β4=0.2。
建議二
在全球暖化和都市熱島效應作用下，越來越多的學校建築採用複合通風模式設 計，建議修改學校類的 AWSG 計算公式，以增強其導引學校類外殼設計的功能：
中、長期性建議
主辦機關：內政部營建署
協辦機關：中華民國建築師公會
建議對 2012 綠建築設計技術規範第 A3-6~8 頁中 8.2AWSG 指標計算法的公式
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(8)AWSG 的計算公式做部分修正，以使其更能導引複合通風教室的外殼熱性能設 計。修改的方向包括：(1)以總外殼面積取代窗戶面積做為 AWSG 計算公式的分母；
(2)將玻璃的透射率列為變數之一，不要強制令其等於 1.0；以及(3)將走廊側的開窗 面積納入 AWSG 的計算，而不要將其排除。調整後，適合複合學校類建築的計算 公式如下：
其中IH 為太陽輻射時, i
η
i為玻璃透射率(根據實際玻璃的η
i值，不再令為 1), K 為外遮陽修正係數, i fv 為窗戶型式的通風修正係數, i A 為窗戶面積,i A 為外殼en 面積。∑
∑
× × × ×=
i en i
i i i i i
A
A fv K
IH AWSG
η
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ASHRAE 55、EN 15251 等熱舒適 模式是否合宜，請再考量。建議本研究後續 EnergyPlus 模擬計 算，以人員密度代替原訂之人數做
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ventilation 所影響？則非 AWSG 之目標；另將 自然通風 hybrid ventilation 等產生之節能效益 列入 AWSG 內是否合適?仍待討論。 ventilation 與空調結合後的耗能觀測，並提供 如何利用熱適應舒適規範來操作冷氣與通風設 常有學習角與陽台，與計畫所用 model house 之空間型態不同。建議圖 4-5 應同時列出平面本計畫利用軟體 EnergyPlus 內建之建築外殼設 計變數作為研析對象，建議未來可多方討論如 何 利 用 建 築 節 能 設 計 方 法 來 協 助 hybrid ventilation，以及整合後的實際節能效益分析。
謝謝委員意見。
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本計畫利用熱舒適度作為 hybrid ventilation 的 啟動依據，建議未來可加入室內外空氣品質作 為推動時機評估之考量。
謝謝委員意見。
24
本計畫已完成預期成果，值得肯定。 謝謝委員意見。
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附錄三
「複合式通風應用於臺灣潛力分析之研究」
第一次專家學者座談會會議記錄
一、 時間：102 年 04 月 30 日（二） 下午 2 時 30 分 二、 地點：國立聯合大學
三、 主席：黃瑞隆 教授
四、 出/列席人員：鄭明仁、林子平、陳若華、梁漢溪、陳海曙、
吳友烈、黃瑞隆、黃國倉、施文玫 五、 主席致詞： (略)
六、 計畫簡報：(略) 七、 委員意見：
鄭明仁 教授：
1. 研究流程架構合理可行。
2. 室內外各溫差層分析時，在研究主軸「採複合式通風的節能」分 析項上宜有更明確的節省能耗百分比數據會更佳。
3. 研究進度符合計畫要求。
林子平 教授：
1. 本計畫攸關能源節約及使用者的滿意度，具有價值。
2. 主持人對此領域極為熟悉專業，目前採用的研究方法周延、進度 良好，應可達到預期成果。
3. 有關複合通風的實際進行模式，例如操作的方法、時段、決策模 式 力可於研究成果呈現後略為補充說明，以推廣提供建築物使 用單位可即刻應用。
4. 在檢討現有學校類建築外殼性能規範(AWSG)對複合式通風應用
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潛力的影響後，亦可進一步提出對 AWSG 修正之建議，以健全 綠建築評估體系的熱適應性對策。
陳若華 院長：
1. 本研究對提昇國內建築物節能具有實際價值。
2. 複合式通風對教室類建築物的成效及對住宅類的差異性，可加以 補充說明。
3. 學校類建築的邊界條件假設可加以補充。
4. 有關東南亞規範之背景可多作介紹。
5. 本研究內容深具潛力，值得深入發展。
梁漢溪 主任：
1. 複合式通風建築以臺灣為例，應是比例較高之建築型式，對建築 通風影響可能比較大(當採用自然通風時)。
2. 季節變化對臺灣複合式通風較可能產生室內環境品質差異。
3. 複合式通風之節能效果可以百分比予以呈現。
陳海曙 教授：
1. 複合式通風節能潛力 ASHRAE 55 規範下，對於室內外溫度差 8
℃、5℃。、2℃之意義，須做較明確說明，如人數。
2. 本研究結果對未來 AWSG 評估公式改善有關，但是 AWSG 公式 中 fv 並無風向及風力大小的差異，並無考慮微氣候之情。
3. 複合式通風之定義，須再說明，須強調非空調型建築或學校用途 建築。
吳友烈 教授：
1. 複合式通風若能應用在臺灣將深具節能效益，本研究具往高研究 價值。
2. 本研究以學校為例，學校一般建築物軀殼具有大開窗的特性，採 自然通風具有潛力，但在分析前，建議須把假前題目列清楚，例 如方位遮陽、人數、室內熱源等。
3.
建議未來可套入黃老師之前歸納之熱舒適區域，加入複合式通風
之節能潛力分析，可更具代表性。
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附錄四
「複合式通風應用於臺灣潛力分析之研究」
第二次專家學者座談會會議記錄
八、 時間：102 年 10 月 28 日（一） 下午 2 時 00 分
九、 地點：中國醫藥大學立夫教學大樓職安系 15 樓多功能研究室 十、 主席：黃瑞隆 教授
十一、 出/列席人員：如會議簽到表 十二、 主席致詞： (略)
十三、 計畫簡報：(略) 十四、 委員意見：
陳若華 院長：
1. 本研究成果對改善目前教學類空間之空調耗能效益甚有助 益。
2. 本研究問卷對象以學生為主，建議未來可考慮其他類型空間的 使用人員意見，如辦公空間亦具有開發潛力。
陳海曙 教授：
1. 複合通風的適用建築的用途及建築型態須界定清楚，以確定複 合通風的操作範圍與評估方式。
2. 自然通風有效性公式，應以上課時間之時數為主，而非 8760 小時。
3. 本研究結果之建議，有關於學術類 AWSG 對玻璃的透射率之建 議，建議透射率不得低於某個數值，避免設計 ηi 值過低之情況 發生。
吳友烈 教授：
1. 本研究具實用性，內容充實，探討以學校為使用用途之建築物，
採複合式通風之可行性，研究結果建議以熱適應性模式作為學 校空調管理之參考依據，達到節能減碳之目的。
2. 開窗對於自然通風效率有重要之影響，開窗距地面高度是否會
影響通風路徑及通風有效性，或許可加入後續(明亮度)研究，。
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趙又嬋 教授：
1. AWSG 鼓勵學校類建築遮陽，使用清玻璃自然採光，關於通風 性能之修正，是否另採計算標準較為適宜？
2. 學校教室大多搭配吊扇輔助通風，未來是否考慮此條件下對於熱 舒適度提升之效果？
柯佑沛 教授：
1. 一般教科書皆言溫、濕度皆會影響舒適感，此研究並未討論濕度 的作用，對此應稍加說明解釋。
2. 自然通風受風速、風向影響甚大，此案以走廊朝向探討風向作用，
不知是否亦可呈現出風速的靈敏度分析？
陳振菶 教授：
1. 本計畫進程符合計劃目標，成果對複合式通風在我國適用性評估 當有助益。
2. 可在結論中討論 EN15251 在我國不同區域(如台北 VS 高雄)適用 之差異。
李孟杰 教授：
1. 根據自然通風的情況，潛熱的考量是否需要加入考量？
2. 自然通風的風速與風向會造成室內熱流動的趨勢，建議可增加此 方面的考量。
3. 可依據 AWSG 的建議公式，修正出一個適合自然通風與複合通 風的評估方式。
鄭明仁 教授：
1. 本計劃廣泛應用臺灣之氣候並以國際熱舒適標準分析臺灣各地 應用複合式通風之潛力成果豐碩。
2. 本研究採用諸多研究理論，建議可詳加說明其公式與意義較易於
理解。
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參考書目
[1] S.J. Emmerich, Simulated performance of natural and hybrid ventilation systems in an office building, HVAC&R Research 12 (4) (2006) 975-1004
[2] S Ezzeldin, S Rees, M Cook, Performance of mixed-mode cooling strategies for office buildings in arid climates, Building Simulation 2009, Glasgow, Scotland, July 27-30, 2009
[3] YC Ji, KJ Lomas, MJ Cook, Hybrid ventilation for low energy building design in south China, Building and Environment 44(2009) 2245–2255
[4] X Su, X Zhang, J Gao, Evaluation method of natural ventilation system based on thermal comfort in China, Energy and Buildings 41(2009) 67-70
[5] GS Brager, Mixed-Mode Cooling, ASHRAE Journal, 48 (2006), 30-38
[6] P Wouters, N Heijmans, C Delmotte, L Vandaele, Classification of hybrid ventilation concepts, Belgian Building Research Institute
[7] International Energy Agency Energy Conservation in Buildings and Community Systems Program, Annex 35, Hybrid Ventilation, Sydney, 2000
[8] S Aggerholm. Hybrid Ventilation and Control Strategies in the Annex 35 Case Studies. IEA, pages 1–31, July 2002.
[9] P. Wouters, N. Heijmans, C. Delmotte, L. VandaeleClassification of Hybrid Ventilation Concepts, First International One day Forum on Natural and Hybrid Ventilation, HybVent Forum’99, 09/1999, Sydney, Australia
[10] G BRAGER, S BORGESON, YS LEE, SUMMARY REPORT: CONTROL STRATEGIES FOR MIXED-MODE BUILDINGS, Center for the Built Environment (CBE), University of California, Berkeley, USA,2007
[11] Daly, A. 2002. “Operable Windows and HVAC Systems”, HPAC Engineering, December 2002
[12] Emmerich, S.J. and J. Crum. 2005. Simulated Performance of Natural and Hybrid Ventilation Systems in an Office Building. Final Report, Air-Conditioning and Refrigeration Technology Institute, ARTI-21CR/611-40076-01
[13] http://www.eere.energy.gov/buildings/highperformance/
[14] Torcellini, P.A., M. Deru, B. Griffith, N. Long, S. Pless, and R. Judkoff.
112
“Lessons Learned from Field Evaluation of Six High-Performance Buildings”.
ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Buildings, August 2004.
[15] P Charvat, M Jicha1, A Niachou, M Santamouris, Simulation of performance of a Hybrid ventilation system in different climates, Ninth International IBPSA Conference, Montréal, Canada, August 15-18, 2005, pp 146-150
[16] DM UTZINGER, Hybrid Ventilation Systems and High Performance Buildings, PLEA2009 - 26th Conference on Passive and Low Energy Architecture, Quebec City, Canada, 22-24 June 2009
[17] YC Ji, KJ Lomas, MJ Cook, Hybrid ventilation for low energy building design in south China, Building and Environment 44 (2009) 2245–2255
[18] Peter FOLDBJERG, Thorbjorn Faring ASMUSSEN and Karsten DUER, Hybrid ventilation as an energy efficient solution for low energy residential buildings, PLEA 2011 - 27th Conference on Passive and Low Energy Architecture, Louvain-la-Neuve, Belgium, 13-15 July 2011.
[19] Baizhan Li Wei Yu Meng Liu Nan Li, Climatic Strategies of Indoor Thermal Environment for Residential Buildings in Yangtze River Region, China(2011).
[20] De Dear, R. and G. Brager. 1998. “Developing an Adaptive Model of Thermal Comfort Preference.” ASHRAE Transactions 104(1): 27 – 49.
[21] G. Brager, Mixed-Mode Cooling Mixed-Mode Cooling, ASHRAE Journal (Vol.
48, August 2006).
[22] D Mumovic, M Davies, C Pearson, G Pilmoor, I Ridley, HA Medina & T
Oreszczyn, A comparative analysis of the indoor air quality and thermal comfort in schools with natural, hybrid and mechanical ventilation strategies, Proceedings of Clima 2007 WellBeing Indoors
[23] MP Deuble, RJ de Dear, Mixed-mode buildings: A double standard in occupants’
comfort expectations, Building and Environment 54 (2012) 53-60
[24] S Borgeson, G Brager, Comfort standards and variations in exceedance for mixed-mode buildings, Building Research & Information (2011) 39(2), 118–133 [25] Seppänen, O. and W. Fisk. 2001. “Association of ventilation system type with
sick building symptoms in office workers”, Indoor Air, 2001, pp. 98-112.
[26] Pavel Charvat1, Miroslav Jicha1, Aikaterini Niachou and Mat Santamouris,
113
Simulation of the Performance of a Hubrid Ventilation System in Different Climates, Ninth International IBPSA Conference, Montréal Canada, August 15-18(2005)
[27] F Cron, C Inard, R Belarbi, Numerical Analysis of hybrid ventilation performance depending on climate characteristics, International Journal of Ventilation, HybVent – Hybrid Ventilation Special Edition, pp 41-52
[28]Sam Borgeson & Gail Brager: Comfort standards and variations in exceedance for mixed-mode buildings, Building Research & Information, 39:2, 118-133(2011) [29] Gail Brager & Lindsay Baker: Occupant satisfaction in mixed-mode buildings,
Building Research & Information, 37:4, 369-380(2009)
[30] P. Karava, A.K. Athienitis , T. Stathopoulos , E. Mouriki, Experimental study of the thermal performance of a large institutional building with mixed-mode cooling and hybrid ventilation, Building and Environment 57 (2012) 313-326 [31] Yingchun Ji, Kevin J. Lomas, Malcolm J. Cook, Hybrid ventilation for low
energy building design in south China, Building and Environment 44 (2009) 2245-2255
[32] Florence Cron, Christian Inard, Rafik Belarbi, Numerical Analysis of Hybrid Ventilation Performance Depending on Climate Characteristics, International Journal of Ventilation Volume 1 HybVent – Hybrid Ventilation Special Edition, 41-50
[33] Simone Steiger, Jannick Karsten Roth, Lennart Ostergaard, The Advantages of a Hybrid Ventilation Concept for Schools, Department Indoor Climate, Fraunhofer Institute for Building Physics, Fraunhoferstrasse 10, 83626 Valley, Germany [34]Sherif Ezzeldin, Simon Rees, and Malcolm Cook, PERFORMANCE OF
MIXED-MODE COOLING STRATEGIES FOR OFFICE BUILDINGS IN ARID CLIMATES, Eleventh International IBPSA Conference Glasgow, Scotland, July 27-30, 2009
[35] http://www.cbe.berkeley.edu/mixedmode/index.html [36] http://www.hybvent.civil.aau.dk/index.htm
[37] Fanger P.O. Thermal comfort, Analysis and applications in environmental engineering. Copenhagen: Danish Technical Press; 1970.
114
[38] ISO, International Standard 7730, Moderate thermal environments: determination of PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort, International Organization for Standardization, Geneva, 1994.
[39] Humphreys, M.A. and Nicol, J.F. (1998) Understanding the Adaptive Approach to Thermal Comfort, ASHRAE Transactions 104 (1) pp 991-1004)
[40] de Dear, R.J. (1998) "A global database of thermal comfort field experiments,".
ASHRAE Transactions 104 (1) pp 1141-1152).
[41] 羅明智，李百戰，鄭傑，人體熱適應性與熱舒適，製冷與空調，1 75-78(2005)。
[42] ANSI/ASHRAE, Standard 55-2004: Thermal environmental conditions for human occupancy, American Society of Heating, Atlanta, Georgia: Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) Inc.; 2004
[43] EN 15251:200708, Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics, Beuth Verlag, Berlin, 2007.
[44] McCartney KJ, Nicol JF, Developing an adaptive control algorithm for Europe.
Energy Build 2002;34:623-635.
[45] Richard J. de Dear, Gail S. Brager, Thermal comfort in naturally ventilated buildings: revisions to ASHRAE Standard 55, Energy and Buildings 34 (2002) 549–561
[46] Fergus Nicol, Michael Humphreys, Derivation of the adaptive equations for thermal comfort in free-running buildings in European standard EN15251, Buildings and Environment 45(1), 11–17
[47]G. Schiller, E. Arens, F. Bauman, C. Benton, M. Fountain, T. Doherty, ASHRAE Transactions 94 (2) (1988).
[48] Richard de DearÀ, Gail BragerÁ, Donna Cooper ASHRAE RP-884: developing an adaptive model of thermal comfort and preference
[49] Ming-Jen Cheng, Ruey-Lung Hwang, Tzu-Ping Lin, Field Experiments on Thermal Comfort Requirements for Campus Dormitories in Taiwan, Indoor and Built Environment, 17:3(2008)191-202
[50] Ruey-Lung Hwang, Tzu-Ping Lin, Chen-Peng Chen, Nai-Jung Kuo, Investigating the adaptive model of thermal comfort for a naturally ventilated school building
115
in Taiwan, International Journal of Biometeorology (2009) 53:189-200
[51] Ruey-Lung Hwang, Chen-Peng Chen, Wen-Mei Shih, Weiwei Liu, Shih-Yin Chang, The influence of air-conditioning managerial scheme in hybrid-ventilated classrooms on students' thermal perception, Indoor and Built Environment
[52] Cristian G, Francis A, Potential for free-cooling by ventilation, Solar Energy 80 (2006) 402-413