應用指南模擬案例之實證流程

依據前章節指南架構與附件五的節能外牆技術指南，本節將以實際案例說明 應用指南的設計流程，並透過計算綠建築法規以達節能效益之結果分析說明。

一、指南應用流程

根據文獻整理，在設計過程中通常可分為四個階段，因此本研究透過四個階 段(A 規劃階段、B 概念設計階段、C 設計發展階段、D 施工計畫階段)分析節能 目標、策略、節能外牆資料庫等置入的決策點，以下分別根據四個階段作說明。

圖 5-4 節能外牆技術指南應用流程 (本研究繪製)

A. 規劃階段

在前期規劃階段，將考量基地本身氣候條件與建築類型作設計初期綠建築法 令條件下的分析，並依據採光、隔熱與通風潛力分析決定節能策略是否可立面達 到節能的效益，接著進入下一個階段做設計手法的發想。

B. 概念設計階段

在概念設計階段，透過初步分析與既有條件，可以同時定義節能目標與設計 準則，並決定關鍵的節能立面。在此階段也是最重要的階段，設計者定義的節能 目標，可以是依據綠建築法規是否符合基準、標章申請等需求或是透過專業能源

94

模擬顧問計算 EUI 耗能分析。接著，在立面設計選項中可配合「節能外牆技術指 南資料庫」，單元式外牆設計基本的數據顯示代入計算中，快速求得設計結果的 比較。

C. 設計發展階段

在設計發展階段，除了耗能與法規分析之外，設計者可透過既有軟體做簡單 的採光分析，相互比較與耗能之間的差異，最後仍須檢討選擇的立面在初期制訂 的目標是否有達成，若已達成便可進一步做建築外牆構法的最佳化之研究。

D. 施工計畫

在外牆構法最佳化確定後，便可在施工計畫中，編列相關材料、工法與造價。

二、模擬案例操作

本小節將以舊台南縣政府為例，示範操作本指南之流程。

本案位於台南市新營區為舊台南縣政府大樓，屋齡達 30 年，於 2003 年進行 室內外整建，並配合經濟部能源局補助設置 12kwp 太陽能光電設施。本案由葉 世宗建築師事務所設計以 BIPV 遮陽板形式呈現，兼具遮陽、通風與造型美學，

是全台第一座具規模的光電建築整建案。

太陽光電減碳量計算

太陽光電板發電量可透過新版建築碳足跡計算：全年發電量設計值換算成減 碳量，換算係數為 0.532KgCO2e/kWh。

所在位置每日平均日射量(kWh/(m2.day))*修正係數 0.8(kWh/(m2.day))*太陽 光電設計容量(kW)*365(days/yr)*使用年限(yr)

根據葉世宗建築師所提供之參考文獻 - 透境：光電構築‧鋼鐵風情，本案設 置容量 12kWp，採用 345 片 35w 的 BIPV 光電板，太陽光電發電系統與市電併 聯、互為補充，達到最大應用效果。因此電力可產生：345*35w*0.001=12.075KW 本 案 太 陽 發 電 若 搭 配 直 流 電 設 備 節 省 轉 換 效 率 可 再 提 升 效 能 10% ， 故 10.075*1.1=11.08KN 使用年限 20 年，台南市南向立面之平均日射量透過查表 Ihk 垂直面為 464500/365 天/1000=1.27 (kWh/m2.day)

因此太陽能減碳措施，依我國低碳建築聯盟(LCBA)之計算方法，結果為：

Cfo= 1.27*11.08*0.532*0.8*365*20 年 = 43718.7726 KgCO2e 遮陽係數計算

第二部分將嘗試將南向立面更改為指南中不同的樣式，包含：BC-SS01 延伸 的建築造型廊道遮陽、BC-S05 可動遮陽板、BC-WR01 漸變開口，並透過驗算綠

第五章 整合式節能外牆之應用實證

95

建築法規之 Envload 比較樣式之差異性。本模型由 Autodesk Revit 建置，配合軟 體之雲端計算工具 GBS 可於初期即分析建築效能係數，包含 EUI 等 (圖 5-5) 。

設計初期亦可配合 BIM 相關工具或外掛程式初步分析採光之效果在初期即 讓設計者可有概念性策略，本模擬示範以工具 Autodesk Revit Plugin- Light Analysis 做初步分析的示意(圖 5-6)。

圖 5-5 舊台南縣政府關鍵立面更新模型圖 (本研究繪製)

圖 5-6 初步概念採光分析示意圖(Light Analysis) (本研究繪製)

在設計初期便設定預期達到的節能目標，本模擬案例根據綠建築法規之 Envload 簡算法計算，使得 EEV<0.8 的標準為基礎。簡算法如下表 5-9，其中，

總外殼面積 Aen=564.67 與台南地區新營 15m 之日射量 Ihk=464500 為不變的參 數，更正的其他參數為「總開窗面積 Ai、玻璃日射量i、遮陽系數 ki」；由每個 立面外牆所呈現不同的關鍵參數帶入計算 Envload，以比較每個立面之差異性。

96

表 5-9 案例模擬操作 Envload 查表之相關數據

ENVLOAD=

(a=0.887, b=67628)

ENVLOAD/ENVLOADc=EEV<0.8 (ENVLOADc=115)

(本研究整理)

Envload=

0.887*347.4*1*

0.78*464500/56 4.67+67628

= 265342.73

=79055.41

BC-SS01

0.41*2)/9=0.56

Envload=

第五章 整合式節能外牆之應用實證

97

在 BC-WR01 之中，本研究嘗試將一個單元立面建置為可自動調整並計算開 窗率的參數化設計模型，設定一個網格為 100x200cm 中置入兩個方形開口的單 元立面，並設定最大開口寬度不大於 45cm(圖 5-7)。

圖 5-7 BC-WR01 開口率參數化設計模型之參數設定示意圖 (本研究繪製)

透過參數化工具的輔助，建置單元式的漸變開口，在設計過程可同時計算相 關數據，更新後可快速萃取資訊，提供給綠建築之計算使用。因此，在這個部分 我們透過 BIM 相關軟體快速取得幾何資訊將單元設定的參數藉由 Revit 外掛程 式工具 Dynamo 擷取單元與整體的開口率。(圖 5-8)

圖 5-8 開口率資訊擷取示意圖 (本研究繪製)

98

第五章 整合式節能外牆之應用實證

99

三、Envload 與 EEV

將前面所計算之 Envload 簡算法除以 Envload 基準值即可以得到 EEV，根據 規定 EEV 應低於 0.8，因此在此立面的操作時可選擇低於基準值越多的方案。

由圖 5-9 可明顯發現，更換既有南向立面為節能外牆技術指南中的案例，可 大大降低外殼耗能量 Envload；然而，在計算 EEV 之後，發現在設計手法中，開 口率 BC-WR01 仍然是影響 Envload 最多的手法，而在遮陽構件 BCS05 中，可發 現 BCS05-0 度遮陽效果無法達到基準值的目標，因此，若設計者若考慮使用此 種遮陽構件時，可考慮從大於 0 度的設計手法開始作為遮陽構件的最小基本值，

或是透過混合兩種以上的設計手法以降低相關的關鍵參數。

圖 5-9 既有方案與五種方案之 Envload 比較圖表 (本研究繪製)

圖 5-10 既有方案和五種方案之 EEV 與 Baseline 比較圖表 (本研究繪製)

0 50 100 150 200 250 300

OLD BC-SS01 BC-WR01 BC-S05-0 BC-S05-15 BC-S05-45

Envload

0 0.5 1 1.5 2 2.5

OLD BC-SS01 BC-WR01 BC-S05-0 BC-S05-15 BC-S05-45

EEV

EEV EEV Baseline

100