第二章 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策
第二節 研修條文及內容
以 上 描 述 了 國 外 有 關 住 宅 的 節 能 設 計 法 令 , 也 說 明 了 我 國 住 宅 、 大 型 空 間、其 他 類 的 建 築 節 能 規 範,其 中 關 於 國 外 的 大 型 空 間、其 他 類 的 建 築 節 能 規 範 之 所 以 未 予 描 述,是 因 為 國 外 有 些 將 之 納 入 空 調 類 建 築( 有 如 下 一 章 所 述 )或 非 住 宅 類 來 規 範,有 些 並 未 規 範,這 與 我 國 因 應 建 築 類 別 之 空 調 特 性 而 詳 細 分 類 規 範 不 同 , 特 此 說 明 。 接 著 , 為 了 提 出 我 國 住 宅 與 其 他 類 建 築 的 節 能 規 範 改 善 策 略,依 據 下 述 研 究 方 法 與 進 度 提 出 說 明 。
壹 、 擴 大 住 宅 、 學 校 、 大 型 空 間 建 築 節 能 管 制 範 圍
我 國 目 前 對 於 建 築 節 能 設 計 的 管 制 規 模 限 制,在 住 宿 類 或 學 校 類 及 大 型 空 間 類 建 築 物 超 過 五 百 平 方 公 尺 者,在 其 他 各 類 建 築 物 超 過 一 千 平 方 公 尺 者,才 受 到 建 築 節 能 之 管 制。這 種 限 制 規 模 範 圍 之 節 能 規 定 為 世 界 少 有,且 造 成 嚴 重 遺 漏 節 能 管 制 成 效。由 上 述 國 外 建 築 節 能 法 令 之 考 察,可 發 現:除 了 日 本 對 於 辦 公、旅 館、百 貨、醫 院 有 規 模 門 檻 之 限 制 管 制 之 外,各 國 對 於 所 有 類 型 建 築 物 均 是 全 面 管 制。我 國 對 於 住 宅 、 大 型 空 間 、 學 校 類 建 築 的 節 能 管 制 , 當 初 是 因 為 受 到 ENVLOAD 立 法 管 制 僅 針 對 大 型 建 築 管 制 的 原 則 之 影 響 , 而 以 五 百 平 方 公 尺 以 上 來 管 制,不 但 遺 漏 絕 大 部 分 建 築 物 的 節 能 管 制,也 違 反 國 際 節 能 管 制 慣 例,因 此 建 議 對 於 住 宅、大 型 空 間、學 校 類 建 築 取 消 規 模
門 檻 之 限 制,全 面 納 入 節 能 設 計 管 制。然 而,為 了 避 免 一 些 無 人 居 住
大 型 空 間 類 、 住 宿 類 以 外 之 建 築 物 , 包 括 :
住 宿 類
(H1、 H2) 住 宅 、 集 合 住 宅 、 寄 宿 舍 、 學 校 宿 舍 其 他 類 工 廠 、 倉 庫 等
館
D2類 : 文 教 設 施 ---博 物 館 、 圖 書 館 E 類 : 宗 教 殯 儀 ---教 堂 、 寺 院
住 宿 類
(H1、 H2) 住 宅 、 集 合 住 宅 、 寄 宿 舍 、 學 校 宿 舍 其 他 類 前 述 未 例 舉 用 途
參 、 強 化 屋 頂 隔 熱 與 水 平 天 窗 的 遮 陽 規 定
台 灣 現 有 的 住 宅 隔 熱 規 定 可 能 為 世 界 最 低 水 準,例 如 美 國 佛 羅 里 達 州 對 屋 頂 的 隔 熱 性 能 規 定 為 台 灣 的 3.3~7.8 倍,對 外 牆 的 隔 熱 性 能 規 定 為 台 灣 的 4.0~6.9 倍 , 中 國 華 南 對 外 牆 的 隔 熱 性 能 為 台 灣 的 2.3 倍,對 屋 頂 的 隔 熱 性 能 為 台 灣 的 1.2~1.5 倍,非 進 行 調 整 不 足 以 與 世 界 接 軌。我 國 過 去 之 所 以 規 定 如 此 低 之 水 準,原 因 在 於 台 灣 的 住 宅 市 場 屋 頂 以 15cmRC 加 防 水 PU 而 已,很 少 加 隔 熱 層,若 遽 然 增 加 大 量 隔 熱 規 定 , 恐 難 適 應 。 然 而 自 從 1990 年 實 施 建 築 節 能 法 令 以 來 , 屋 頂 隔 熱 磚、隔 熱 材、隔 熱 工 法 已 經 漸 普 遍 化,因 此 建 議 不 只 是 住 宅,連 所 有 類 型 建 築 物 的 屋 頂 隔 熱 水 準 皆 必 須 由 1.2W/( m2.yr)強 化 為 1.0 W/
( m2.yr ) , 但 對 於 外 牆 的 隔 熱 水 準 則 因 台 灣 為 整 體 耗 能 指 標 ENVLOAD、 Req 之 架 構 , 暫 時 不 予 調 整 。
表 2. 16各國關於建築外殼隔熱水準的規定 節 能 法 令 所 在 氣 候 屋 頂 U 值 外 牆 U 值
美 國 Zone1&Zone2 0.368~0.153w/m2k 0.505~0.875w/m2k 中 國 華 南 1.0~0.8 w/m2k 1.0~2.0 w/m2k 台 灣 1.2 w/m2k 3.5 w/m2k
另 一 方 面,台 灣 近 年 來 大 部 分 大 水 平 天 窗 的 設 計 造 成 嚴 重 能 源 浪 費,民 眾 叫 苦 連 天,即 使 想 要 事 後 改 善 也 因 結 構 安 全 與 漏 水 問 題 而 束 手 無 策。我 內 政 部 建 研 所 所 推 動 的 綠 廳 舍 改 善 工 程,也 屢 次 針 對 水 平 天 窗 的 耗 能 問 題 進 行 改 造,如 圖 2.5 所 示。其 耗 能 最 大 的 問 題 在 於 水
平 天 窗 缺 乏 良 好 的 遮 陽 效 果,因 此 改 善 工 程 均 在 水 平 天 窗 上 外 加 遮 陽 百 葉 。 假 如 我 國 的 建 築 法 令 對 於 水 平 天 窗 自 始 即 要 求 良 好 遮 陽 性 能 , 即 可 大 量 防 止 此 類 問 題 。
例 如 美 國 對 於 南 方 熱 濕 氣 候 區 的 水 平 天 窗 之 遮 陽 性 能 即 有 所 限 制,在 ASHRAE90.1 規 定 水 平 天 窗 之 日 射 取 得 率 SHGC 必 須 在 0.19~0.36 以 下 , 如 表 2.17 所 示 。 目 前 台 灣 水 平 天 窗 浪 費 能 源 與 造 成 酷 熱 環 境 的 癥 結,在 於 採 用 低 遮 陽 性 能 的 染 色 玻 璃、膠 合 玻 璃 而 已,其 日 射 穿 透 率 η 高於 0.6 以上,其輻射熱取得量為美國的 1.7~3.2 倍,因而造 成 嚴 重 的 公 害。本 研 究 建 議 1.0m2以 下 與 仰 角 80 度 以 上 之 透 光 天 窗( 幾 乎 如 垂 直 之 外 窗 )不 予 管 制,但 對 1m2以 上 且 仰 角 80 度 以 下 透 光 天 窗,
隨 天 窗 面 積 之 增 加,其 最 高 日 射 穿 透 率 由 0.3 強 化 至 0.15,如 下 表 所 示。其 規 定 相 當 於 鼓 勵 採 用 Low-E 玻 璃,為 容 易 入 手 之 水 準,其 最 高 水 準 規 定 為 高 反 射 玻 璃 或 再 加 裝 外 50 % 投 影 面 積 之 外 遮 陽 即 可 通 過。此 規 定 將 會 免 除 許 多 水 平 天 窗 造 成 酷 熱 環 境 的 現 象,只 有 增 加 環 境 品 質 並 節 約 大 量 能 源,不 會 造 成 設 計 障 礙。基 於 上 述 關 於 強 化 屋 頂 隔 熱 與 水 平 天 窗 遮 陽 性 能 的 要 求,本 研 究 建 議 修 改 建 築 技 術 規 則 內 容 如 表 2.18 所 示 。
圖 2. 5水平天窗日射透過率改善後可節能空調耗能 表 2. 17美國在佛羅里達州關於水平天窗熱性能的限制
平均最大U值 最大日射取得率SHGC
天窗面積比0~2% 1.36(雙層中空玻璃以上) 0.36
天窗面積比2.1~5.0% 1.36(雙層中空玻璃以上) 0.19
表 2. 18強化屋頂隔熱與天窗遮陽修改技術規則條文內容
另 外 原 有 住 宅 REQ 指 標 計 算 對 於 組 合 型 開 窗 之 通 風 修 正 係 數 缺 乏 認 定 標 準,因 此 建 議 以 表 4 之 通 風 修 正 係 數 來 改 善 住 宅 通 風 修 正 係 數 並 維 護 可 開 窗 面 積 。
目 前 中 國 對 於 住 宅 可 開 窗 面 積 強 制 限 定 於 45% 以 上,亦 即 根 本 禁 止 密 閉 窗 之 設 計,反 觀 台 灣 密 閉 窗 設 計 日 益 猖 獗,對 耗 能 與 居 住 舒 適 性 產 生 嚴 重 傷 害。另 一 方 面,目 前 住 宅 REQ 指 標 計 算 之 通 風 修 正 係 數 只 有 如 圖 2.3 的 數 據 , 對 於 多 種 可 開 窗 與 密 閉 窗 組 合 的 開 窗 並 無 數 據,造 成 通 風 評 估 性 能 不 足 的 遺 憾。有 鑑 於 此,在 表 2.19 以 更 實 用 、 更 多 樣 的 開 窗 組 合 訂 立 數 據,在 此 暫 不 限 制 密 閉 窗 的 設 計 自 由,但 以 較 大 係 數 來 管 制 超 大 密 閉 窗 之 設 計,可 增 加 開 窗 通 風 評 估 的 彈 性 與 公 平 性。其 中 尤 其 新 增 在 不 同 高 樓 強 風 區 的 開 窗 通 風 修 正 係 數,增 加 可 高 樓 開 窗 面 積 的 通 風 評 估 效 益,即 高 樓 可 開 較 小 窗,可 免 除 在 強 風 下 要 求 開 大 窗 的 疑 慮 。
圖 2.6 目前流行的封閉開窗方式,不但造成通風障礙,更造 成能源浪費
表 2. 19 修正後通風修正係數 fvi 表
伍、 強化大型空間類建築節能設計基準
我 國 大 型 空 間 類 建 築 原 有 節 能 設 計 基 準 過 於 寬 鬆,本 研 究 建 議 強 化 設 計 基 準,以 收 節 能 效 益。另 一 方 面,現 有 同 時 大 型 空 間 類 建 築 之 階 梯 式 AWSG 基 準 易 造 成 立 面 開 窗 率( AWR)臨 界 級 距 值 時 之 不 合 理 現 象 , 本 研 究 建 議 為 連 續 基 準 , 以 求 得 公 平 的 規 範 。 原 階 梯 式 AWSG 基 準,是 依 過 去 委 員 會 之 建 議 以 分 級 分 段 規 範 之 公 平 原 則 來 處 理,雖 然 達 到 對 高 耗 能 從 嚴 對 低 耗 能 從 寬 之 目 的 , 但 造 成 申 請 者 在 臨 界 值 處 , 為 了 取 得 低 一 水 準 的 基 準 規 範,不 惜 對 面 積 計 算 造 假 或 修 改 細 部 設 計 之 不 正 常 現 象,審 查 者 也 無 法 一 一 查 驗 其 正 確 性。為 了 免 除 此 不 必 要 之 爭 議,並 取 得 更 公 平 自 由 健 康 之 節 能 設 計 風 氣,本 研 究 以 各 階 段 基 準 之 中 間 值 來 建 立 連 續 二 次 曲 線 基 準 公 式,對 於 建 築 技 術 規 則 建 議 修 正 條 文 如 下 表 ( 表 2.20) 。
圖 2. 6原 階 梯 式 AWSG 基 準 是 依 據 開 窗 率 而 規 定
0 50 100 150 200 250 300 350 400
10%~20% 20%~30% 30%~45% 45%~60% 60%以上
平均立面開窗率
氣候分區基準值(kWh/㎡-fl-area.yr)
北部 中部 南部
圖 2. 7新 AWSG 基準以一次與二次連續方程式來規範的情形
y = -292.03x + 255.68 R2 = 0.9517
y = 146.22x2 - 414.86x + 276.17 R2 = 0.9586
0 50 100 150 200 250
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90
表 2. 20大型空間修改條文