第三章 歐盟及日本推動近零能源建築之剖析
第二節 歐盟朝向近零能耗建築物(NZEB)之翻新
歐盟委員會要求成員國制定並採取更具體的行動,以實現建築行業未實 現的巨大節能潛力,以及其他相關之關鍵效益,包括:改進能源安全、
創造就業機會、緩和燃料貧乏、改善室內舒適度、提高房地產價值及能 源系統效益等。
歐盟 28 國既有住宅建築的平均屋齡大約為 55 年,如圖 3-5 所示。
能源消耗問題是歐盟各會員國在經濟衰退期間面臨的主要挑戰之一,此 點可由建築翻修許可證的發展(如圖 3-6)以及與低能耗建築相關的材 料和設備之銷售情況(如圖 3-7)看出,因此近年來受到經濟危機影響 而抑制建築物的翻新動力之假設是合理的。
圖 3-5 歐盟 28 國既有住宅建築的建造期間
資料來源:ENTRANZE(http://www.entranze.enerdata.eu/)
圖 3-6 以 2010 年為基期之歐盟 28 國建築翻新之許可趨勢 資料來源:EUROSTAT(http://ec.europa.eu/eurostat)
圖 3-7 以 2010 年為基期之歐盟 28 國低能耗建築相關設備的銷售趨勢 資料來源:ZEBRA2020 數據的詳細說明
(http://www.zebra- monitoring.enerdata.eu/)
在 2011 年,BPIE17
17:歐洲建築性能研究所(Buildings Performance Institute Europe , BPIE)致力於提高整個歐洲建築的 能源性能,從而有助於減少建築物所用能源的二氧化碳排放。BPIE 是一個非營利性研究單位,
專注於獨立分析和知識傳播,支持建築物能源績效領域的循證決策。
指出,大多數估算的翻新率(除了與單一節能
措施有關的估計值)主要約為建築物存量的 0.5%至 2.5%之間。歐洲的 翻新率正常來說約為 1%,會出現較高的比率係反映了前幾年在某些特 殊情況(例如改造計畫)有關的活動。這個數值與歐盟委員會領導的弗 勞恩霍夫研究所進行之研究一致,其中西北歐、南歐和新成員國的翻新 率相對地分別為 1.2%,0.9%和 0.5%。
然而,既有建築物惟有經過“深度翻新”,才有可能達到近零能耗 建築物的水準,此處所稱之翻新,指建築圍護結構(即牆壁和窗戶)的 改造、能源系統(HVAC,照明等)以及可再生技術安裝的能源節約。
歐盟能源效率指令(EED)將其定義為:「深度翻新導致的改造,與翻 新前的水準相比,建築物的傳輸和最終能耗降低了很大百分比,從而實 現了非常高的能源效能」。歐洲議會在其 2012 年 7 月的報告(修正案 28 第 2 條第 1 款第 27.a)中,針對深度翻新提出了定義:「建築物改造後,
傳輸及最終能源消耗,至少比裝修前水準減少 80%」,在歐盟委員會成 員工作文件(Staff Working Document, SWD)(2013)143 的總結,歐盟 成員國應鼓勵對既有建築物進行深度翻新,從而導致重大的建築物能源 效率改進(通常超過 60%)。
依照 BPIE 的建議,建築物的能源效能可透過實施單一措施(如新 的加熱發電機或屋頂保溫層)而得以改善。一般來說這些措施被稱為小 翻新(small retrofit)或次級翻新(minor renovation)。通常情況下,透 過應用 1-3 個低成本/易於實施的措施,可以節約高達 30%的能源。在 規模的另一端,若進行更大規模之建築更換或升級之改善,並安裝可再 生能源技術以減少能源消耗並使其接近於零,根據 EPBD-r 的定義,可 以細分為中等翻新(moderate renovation),通常指大於 3 項改善措施,
可以獲得 30-60%的能源節約;深度翻新(deep renovation),涉及高度 改進的整合,能夠達到 60-90%的節能效果。
根據ZEBRA202018
圖 3-8 一些歐盟成員國的深度翻新率的變化情況
資料來源:ZEBRA2020(http://www.zebra- monitoring.enerdata.eu/)
收集之數據顯示,儘管歐盟成員國已經做出努力,
目前只有少數幾個國家可以實現較高的翻新率,但該翻新率仍顯著低於 整個建築物庫存的 1%,如圖 3-8 所示。
COHERENO專案19制定了一套標準,以確定單戶住宅的不同類型近 零能耗建築物(NZEB)的翻新,包括整體翻新、接近NZEB水準的翻新 和建築部件(如牆壁、窗戶、屋頂等)的深度翻新。其標準是根據四個 國家(奧地利,比利時,德國,荷蘭)的市場情況,使用能源效能證書
(EPC)等現有工具,以實用和簡單的方式關注相關專案。例如奧地利 採用了國家氣候倡議klimaaktiv20的最低要求,德國採用了KfW 銀行(德 國政府擁有的開發銀行)用於資助計劃21
18:ZEBRA2020 專注於跟踪市場向近零能耗建築(nZEBs)的過渡,為建築行業和政策制定者提供 建議和策略,並加速市場對 nZEB 的吸收。
19:歐洲智能能源(IEE)資助的住房近零能源改造項目(COHERENO)旨在加強企業在創新業務 計劃方面的合作,以實現單家庭業主自住房屋的近零能耗建築改造。
20:供熱需求量:對於 SFH(A/V = 0.8)為 51 kWh/m2/a ;一次能源需求量:200 kWh/m2/a; CO2排 放量:32 kg/m2/a。
21:效率房 55 或更高,與新建築的要求相比,一次能源的需求減少 45%。2009 年之前改造的房屋 如果一次能源需求低於 40 kWh/m2/a 而且傳輸熱損失低於 0.28 W/m2K 者,則被視為近零能耗建 築物。
的方法。
ENTRANZE專案22調查了 10 種歐洲背景下 4 種典型建築類型(單 戶住宅、公寓樓、辦公室和學校),採用深度翻新措施可達到的效能水 準,並聚焦於近零能耗建築目標,分別確認了南歐、中歐及北歐一次能 源可獲得的最大值,分別為 40、75 和 100kWh/m2/a。此外,近零能耗 建築物在經濟效益上會比基礎改造23
根據ENTRANZE專案展開的情境分析,按照目前已經實施的政策 措施(BAU情境),當 2020 年及 2030 年時,歐盟 28 國建築物深度翻新
(或達到NZEB水準)的比例,約可達佔建築物存量的 2.5%及 5-5.5%;
若再額外適度的努力
更具優勢,特別是在中歐和北歐。
24,將可增加到 3.7%及 8.7%;若再更積極的改善25
圖 3-9 當 2020 年及 2030 年時歐盟 28 國建築深度翻新比例
資料來源:ENTRANZE(http://www.entranze- scenario.enerdata.eu/site/)
, 則可將這些佔比增加到 5.4%及 14.4%。如圖 3-9 所示。
展望未來,一個關鍵問題將是制定和採用新的國家政策,但同樣重
22:ENTRANZE 專案的目標是通過提供所需的數據,分析和指導實現 nZEB 和 RES-H / C 在現有國 家建築庫存中的快速和強大滲透,積極支持政策制定。 該項目旨在將來自歐洲研究和學術界的 建築專家與國家決策者和主要利益相關者聯繫起來,以期制定雄心勃勃但現實證明的政策和路 線圖。
23:它代表效率較低的翻新水準,並且不考慮翻新對建築構件沒有影響熱能需求的情形,包括:建 築立面和屋頂(裝飾材料)的修復、舊的窗戶系統和舊的供熱/冷卻系統用類似的組件代替、安裝主 動冷卻系統(以保證類似的熱舒適條件)。
24:努力於更加創新和一貫的政策方案,如採取適量的能源稅措施、適度的增加建築翻新和 RES 補 貼的預算等。
25:採取更加創新和一貫的政策,如採用高能源稅措施,並配合社會政策,特別是支持低收入家庭。
增加建築改造和 RES 補貼的預算等。
要的將會是歐盟委員會的指導作用。例如,相關利益方正在要求對近零 能耗建築物之翻新提供明確的指導,並可能在建築能源效能指令評估的 背景下進行後續工作。此外,多位專家指出,淨年度一次能源指標不足 以描述近零能耗建築物的特徵:例如 Hermelink 等人建議實施數個指標,
以便更加完整和正確地描述和排序近零能耗建築物。
第三節 歐盟近零能耗建築物(NZEB)之案例介紹
歐洲各成員國已普遍有各種各樣的高能效或低能耗建築之概念、模 型和案例。歐洲各國之政策也促使民間建築業採取主動的行動,朝向近 零能耗建築物轉型。然而,目前歐盟大多數近零能耗建築物仍然只是示 範性的個案,尚未達到全面實施落實之程度。
國際能源總署(IEA)已經創建了一個遍布歐洲的零能耗建築物數 據庫。該網站資料顯示,目前在世界很多國家都有零能耗建築物的實際 案例,其中以歐盟地區最多,其次是美國、加拿大等,如圖 3-10 所示,
歐盟有相當數量的案例都位於奧地利(AT)、德國(DE)、丹麥(DK)
和瑞典(SE)等地。
圖 3-10 零能耗建築物的實際案例分布圖
資料來源:IEA, SHC Task 40 / Annex 52, towards net zero energy solar buildings, IEA SCH task 40 and ECBCS Annex 52, Available:
https://batchgeo.com/map/net-zero-energy-buildings.
於JRC26
1、 一般資訊:包括
國家近零能耗建築物(NZEBs)規劃綜合報告中,制定了 共同之近零能耗建築物完成案例之資料填寫表件,並於 2016 年提供給 各成員國填報其推動情況後予以彙整。然而各國所填報之現有案例的能 源數據,反映了各國計算方法和能源消耗的不確定性。此外,在所填報 案例之運行期間,還應在已建立的近零能耗建築物進行測量,以驗證其 聲明的效能和解決方案實施後的有效性。
被選定的範例應該盡可能準確地反映該國實際的近零能耗建築物 翻新建築物庫存,以便實現所取得成果的可重複性,並將過去經驗轉化 為未來推動之程序路徑。該表件的填寫內容主要如下:
(a)建築物的名稱;
(b)國家;
(c)建設年份和改造年份;
(d)以m2
2、 建築類別:包括
為單位的面積(面積不是統一值,可以是受熱面積或淨面積 或是未規定);
(e)氣候條件等。
(a)不同類型的單戶住宅;
(b)公寓樓;
(c)辦公室;
(d)教育建築物;
(e)醫院;
26:聯合研究中心(Joint Research Centre, JRC)是歐盟委員會的科學和知識服務團隊。JRC 聘請科 學家進行研究,以便為歐盟政策提供獨立的科學建議和支持。
(f)飯店和餐廳;
(g)運動設施;
(h)批發和零售貿易服務建築物;
(i)其他能源消耗類型的建築物。
3、 消耗和節約:收集翻新後的能源消耗絕對值。所獲得的節約額以相 對比例(%)進行分析。
4、 技術措施:分為 8 個主要領域,它們被認為是近零能耗建築物之翻 新建築的共同特徵:外殼圍護、供熱、製冷、通風、照明系統、控 制系統、可再生能源等。有關圍護部分包括地下室、屋頂、外牆和 窗戶類型,通常被視為不同組成部分。在可能的情況下,應報告每 個部件的熱傳透率值。
5、 財務參數:考慮的經濟參數有兩個:投資成本(歐元或歐元/m2
6、 近零能耗建築物定義:如果建築物所在的歐盟成員國有近零能耗建
6、 近零能耗建築物定義:如果建築物所在的歐盟成員國有近零能耗建