第一章 緒 論
第四節 研究採用之方法
本研究首先蒐集彙整國際間各國（歐盟、美國、日本…等）對於近零耗能建築 政策的推動方針、分期目標與執行策略，做為我國日後推動近零能源政策參考。
圖 1-3 歐盟零耗能建築的推動期程
（資料來源：http://solarthermalworld.org/content/austria-european-buildings-directive-demands-better-interaction-building-technologies）
二、彙整與分析適用於臺灣亞熱帶氣候與建築型態的低耗能建築技術
（1）蒐集亞洲地區零耗能建築案例
過去國際間著名的零碳建築均起源於歐美，這些零碳建築的案例手法已可由 過去的研究報告得知其具體的手法，加上案例年代較久，雖有參考價值，但無重複 分析的必要。另一方面，歐美的氣候較為涼爽，冬季嚴寒提升建築隔熱性能就能大 幅降低日常耗能，再輔以其他建築節能技術、運用再生能源，達成零碳建築並非難 事。因此溫帶地區的零碳技術/零耗能技術並非全然適用於亞熱帶地區。
近來亞洲地區陸續出現精彩的零耗能建築的案例，其分布範圍遍布日本、韓國、
新加坡、香港、大陸、甚至印度等地（圖 1-4），其中不乏專為亞熱帶熱濕氣候量 身打造的零耗能設計手法，透過這些亞熱帶零耗能建築的案例分析，可做為臺灣發 展近零耗能建築設計的借鏡。
圖 1-4 亞洲地區的零耗能/零碳建築案例
(資料來源：本研究繪製)
（2）分析適用於亞熱帶熱濕氣候之低耗能建築技術
常見的建築節能措施包括自然採光、自然通風、建築方位、建築隔熱、建築遮 陽、照明節能、空調節能、設備節能和能源管理等手法。但近零耗能建築的設計可 能會比一般建築複雜，還必須掌握實際的能源使用情況，來決定建築節能和可再生 能源的安排。因此本計畫將近零耗能建築之設計技術分為（1）被動式設計（2）主
動式設計（3）再生能源運用等三個面向來探討，並分析其適用性。
3. 評估當前再生能源技術之效率與應用性
再生能源為自然界中可以不斷再生、持續使用的能源，主要包括太陽能、風能、
水力、生質能、地熱與海洋能，其中應用最為廣泛的即為太陽能。一般而言，太陽 能發電的潛能主要以日射量強度及季節性等兩大因素來判斷。而臺灣的日射量分 布情形，整體而言在海拔五百公尺以下的區域，大致上呈現由東北往西南方向遞增 的現象。有關臺灣日射量的氣象資料與太陽能的發電量推估在過去建研所已有相 關研究整理，故本研究除將沿用此基礎資料，並結合當前太陽能技術的現況，進行 後續的整合評估。
至於其他再生能源發展現況及應用效率，參考前述亞熱帶地區近零耗能建築 的再生能源應用技術，進一步評估臺灣地區適用之可行性。
4. 我國近零耗能建築可運用之設計策略及量化評估
零能源/近零能源建築（ZEB）意義為一棟低耗能的綠建築，其概念為日常耗能 可以利用建築物設置的再生能源系統達到自給自足，兩者消抵銷後，耗能為零，CO2 排放量為零（圖 1-5）。然而就達成建築零耗能的方法而言，有其重要的先後順序。
以澳洲政府對於零碳建築及其減碳方案為例（圖 1-6），首要目標應為「建築節能」， 亦即零耗能建築本身必須先透過各種節能設計手法降低自身的耗能需求，其次才 是考量如何在場內（on site）產生再生能源，或是再生能源不足時，進一步尋求 場外（off site）的再生能源支援，才有可能透過再生能源抵銷其耗能成為零耗能 建築。所謂的場外再生能源，則是包括來自社區基金所支持的社區規模能源設施，
以及公用電廠提供的「綠色電力」(Green power)。
圖 1-5 零耗能建築的概念
（資料來源：本研究改繪）
圖 1-6 澳洲政府對於零碳建築及其減碳方案的定義
（資料來源：本研究繪製）
（1）建置一般住宅耗能的「標準虛擬情境」
本研究並未重新分析氣象資料、設定標準住宅進行動態耗能模擬，而是在既有 的研究成果下，先確立節能基準點，再以相關的節能手法對解析住宅耗能密度 EUI，
來進行近零耗能計算的探討，其主要原因如下：前期的建研所計畫諸如「零碳綠建 築發展與策略規劃之研究」（吳桂陽，2010）與「零碳綠建築願景、策略及可行性 之研究」（鄭元良，2009）中，已有詳細的氣象資料與動態模擬，無須重複運作。
前述計畫中均有設計一住宅案例進行耗能模擬，然而實際上每間住宅的耗能 模式均不相同，因此單僅模擬一住宅代表性有限。故本研究參考「低碳建築聯盟」
的「BCF 評估法」，直接以「標準虛擬情境」的住宅耗能進行討論。
一棟建築是否耗能，與其「建築耗能密度」有關。建築耗能密度（Energy Use Intensity, EUI）為一棟建築物單位樓地板面積的耗電量，能反映建築物的耗能特 性，通常 EUI 越高，表示建築物越耗能。成大建築研究所之研究顯示，國民中學之 平均 EUI 為 28.6 kWh/(m2.yr)，透天住宅為 39.3 kWh/(m2.yr)，公寓住宅則為 45.6 kWh/(m2.yr)，顯示國民中小學與住宅為耗能較低的建築類型（林憲德，2015）。
然而學校與住宅相比，不僅規模大、使用性質也較複雜，因此本研究選定「住 宅類」做為建零耗能建築的評估標的。雖然住宅類型相對單純，但是仍有百萬種的
建築樣式與使用型態，因此本研究參考低碳建築聯盟的「碳足跡評估法（簡稱 BCF 法）」所設定的「標準虛擬情境」，將複雜的使用者、時程、設備透過能源動態模擬 先行「標準化」。每戶住宅標準人口設定為大人 2 人、小孩 2 人，同時將住宅空間 的三大主要耗能來源（家電設備、照明設備、空調設備）的耗電量標準化（林憲德，
2015）。
（2）「標準住宅」節能效益之評估
綜觀國外的近零耗能建築案例，均導入完備的建築能源管理系統（BEM），因此 能有效率的掌握建築物各類耗能支出，本研究導向近零耗能住宅 EUI 情境之可行 性探討，呼應未來「住宅耗能標示」的重要性與必要性。藉由上一個步驟得出「標 準住宅」的耗能情形之後，將此定義為「基準值」；而後第二階段評估標準住宅採 用節能技術之後的耗電量，此為「設計值」；「基準值」與「設計值」之比較可得節 能效益。
由於住宅的主要耗能來自「家電設備」、「照明設備」及「空調設備」三部分，
因此分別將家電、照明、空調所採用的節能手法與 EUI 推算出之後，可得數種節能 手法設計下不同的住宅 EUI，做為後續近零能源可行性評估的基礎模型（圖 1-7）。
圖 1-7 近零耗能住宅節能技術應用與 EUI 折減之示意圖
（資料來源：本研究繪製）
（3）計算再生能源的替代效率
此步驟計算建築的所使用的再生能源及其替代效率，其類別與估算方式如表
1-2 所示。以「太陽能光電」為例，可依「臺灣日射量分布圖」（圖 5-8）得出所在 地之每日平均日射量（kWh/m2.day），再乘以太陽能光電設置容量（kW）、日數、使 用年限及修正係數 0.8（m2/ kWh），即可得全年發電量設計值。
表 1-2 再生能源替代效率估算
項目 估算方式
太陽能熱水 以全年節電量設計值（kWh/yr）與使用年限(yr)換算 太陽能光電 以全年發電量設計值（kWh/yr）與使用年限(yr)換算 風力發電 以全年發電量設計值（kWh/yr）與使用年限(yr)換算
生質能 以全年發電量設計值（kWh/yr）或天然氣換算值與使用年限(yr)換算
（資料來源：本研究整理）
（4）近零耗能建築設計之量化評估與執行機制
最後，將各種近零耗能住宅設定情境之耗能與再生能源之產能相抵，則可比較 各方案的效益與可行性。
事實上，也有文獻指出，近零耗能建築目前在技術上已經沒有問題，關鍵在於 降低「成本」，使其可以大規模的推廣應用（陳碩，2011）。如果成本可以於 7~8 年 回收，該零耗能建築技術就值得大規模推廣；如果需要 15~20 年回收，仍可進行小 規模的試驗；但如果回收年限擴大至 20~30 年以上，則單純只能做為案例探討（許 俊民，2012）。因此本研究計畫最後將整合研究成果，提出近零耗能建築的設計程 序與目標設定，以及研擬短期、中期、長期的執行建議。