研究方法及進度流程說明

壹、研究方法

為了擴展建築節能與綠建築標章政策，內政部建築研究所於 2019 年初擬完 成以電費單評估的既有建築物的綠建築評估手冊（EEWH-EB），並於 2020 年完成 台灣建築能效評估制度 TBERS（Taiwan Building Energy-Performance Rating System）相關研究，該系統包含公共建築等非住宅建築專用的建築能效評估系統 BERS (Building Energy-Efficiency Rating System)與住宅類建築專用的住宅 能效評估系統 R-BERSn (Building Energy-Efficiency Rating System for New Residential Buildings)兩大主系統。本研究做為住宅類建築之能效評估系統 R-BERSn 之研擬計畫，整合國內過去關於住宅耗能的研究成果，運用 eQuest 電腦 模擬程式，並導入最新建築技術規則中的住宅外殼節能規範以及綠建築指標，更 加入經濟部能源局推動多年的家電設備能源標示制度與節能標章，發展出一套可 評估台灣住宅能效的計算公式。此住宅類建築之建築能源效率標示法，將對新建 住宅可提供具體的節能減碳量化成效。研究制訂的建築能效標示法是參考美國的 EnergyStar、英國的 EPC，德國的建築能源護照、日本的 BELS，將是提升台灣建 築產業能源效率與綠建築未來發展的關鍵。為了順利政策的推動，必須在既有的 綠建築指標計算下發展出一套可適合用於住宅類建築的能效標示制度，減少疊床 架屋的繁瑣計算過程。

根據 Stein and Meier (2000)對建築能源評分系統(an energy rating system)的定義為：「標準狀況下的建築能源使用預測與改善潛力的評估方法(a method for the assessment of predicted energy use under standard conditions and its potential for improvement) 」。 根 據 歐 盟 標 準 EN15203(2006)、EN15603(2007)與國際標準 ISO16346 (2013)，建築能效評估法 一詞稱為「Building Energy Rating」，建築能效評估法可被分為「計算評估法 (Calculated Rating)」與「能源單據評估法(Measured Rating)」兩類，如（表 1- 2）所示。「計算評估法」又被稱為設計評估法(As Design Rating)、產物評 估法(Asset Rating)、模型評估法(Model-based Rating)、由下而上評估法 (Bottom-Up Rating)、白箱評估法(White-box Rating)；「能源單據評估法」又

被稱為營運評估(In Operational Rating)、經驗評估(Empirical Rating)、由 上而下評估法(Top-Down Rating)、黑箱評估法(Black-box Rating)。

表 1- 2 EN15203(2006)與 ISO16346(2013)關於建築能效評估系統的分類 系統分類

Rating type

建物案 輸入數據 用途目的

使用情境 氣候條件 建築條件

計算評估 Calculated

Rating

設計案 Design

標準條件 Standard

標準條件 Standard

設計條件 Design

建築許可、認證

標準案 Standard

標準條件 Standard

標準條件 Standard

實際條件 Actual

能效認證、法規

客製化案 Tailored

視情況而定

Depending on purpose

實際條件 Actual

最佳化、驗證、

改善計畫 能源單據評估

Measured Rating

營運案 Operation

實際條件 Actual

實際條件 Actual

實際條件 Actual

能效認證、法規 Statistical Scale，如（圖 1- 2）左所示。目前採用類似此統計尺度的評估法 除了 ENERGY STAR 以外，還有澳洲的商業建築能源揭露法 CBD (Commercial Building Disclosure) ， 歐 盟 的 能 源 認 證 標 示 法 DEC(Display Energy Certificates)等(IPEEC，2014)。它的優點是有實際耗能統計母體的比對，為民 眾有感的能源單據標示法，但此標示無法連動其節能熱點診斷與技術改善的關係，

較難滿足建築節能診斷與改善的功能。

二、計算評估法

「計算評估法」最常用的方法是採用 DOE、EnergyPlus、eQUEST 等耗能解析 軟體來計算建築耗能量，然後以同類標準模型之計算耗能量比對之節能比例來評 分的方法。它的優點是具有建築外殼、設備的耗能因子的操作、診斷、改善功能，

但因其輸入的人員、電器、使用排程常與實況有很大差異，使其解析耗能量與實 際能源單據有所差異，因而難以作為既有建築能源標示之依據。以美國能源部 DOE 與 ASHRAE 共通開發的 BEAS(Building Energy Asset Score)評分法(Karpman 2017)為例，計算評分法乃是採用 Energy-Plus 軟體以基準建築模型 prototype buildings (Deru et al., 2011, Torcellini et al., 2008, Kneifel 2012) 來創造虛擬建築母體的 EUI 分佈以評量建築能源效率。此法採用拉丁超立方抽樣 法 Latin hypercube sampling 將模擬的 EUI 資料庫轉成一系列的階梯線性尺度 stepped linear scales 作為計分法(Wang N., et al., 2016)。類似這種模型 計算法所建立的評量尺度稱為「技術潛力尺度 Technical potential scale」

(ASHRAE 2009)，其做法通常以建築市場一般技術之中位數水準 building type population median 、 節 能 法 規 水 準 、 近 零 能 建 築 水 準 Net Zero Energy performance 來設定技術潛力參考點 technical potential reference points 作為建築能效的評分尺度如（圖 1- 2）右所示。該法之目的是透過建築市場的 同儕比較來診斷能源相關的建築性能，並促進建築能效改善行動、追蹤建築能源 改善效率，同時可幫助投資者、承租業者理解不同建築型態在使用與運營上的相 對能源效率。

圖 1- 2 統計尺度(左)與技術潛力尺度(右)的示意圖

（資料來源：ASHRAE 2009）

綜合比較兩種方法，「能源單據評估法」必須有大量可靠的實測 EUI 母體統 計資料庫，但該母體統計成本昂貴且數據品質控制不易。例如，CBECS 資料庫首 先在 1979 年調查了約 6000 棟商業建築，之後每四年調查一次，1986 年起以面 談訪問方式蒐集資料，1999 起以電話訪問方式蒐集資料。該資料包含物理特徵、

使用狀況、能源相關設備、能源型態與數量，建築型態、運轉時間。CBECS 資料 庫累計了二十年數據，才能理出長時間的能源變遷，現在才能被用於 ENERGY STAR 之能源揭露評分中。由於可靠 EUI 實測資料庫的建置不易，目前大多國家均以採 用「計算評估法」為多(IPEEC，2014)。例如歐盟的 EPC (Energy Performance Certificate)、澳洲的 NatHERS (Nationwide House Energy Rating Scheme)、

日本的 BELS。由於「計算評估法」是以技術因子操作的理論模型解析，可隨使用 目的而鎖定耗能熱點解析而較有彈性，可針對設計條件或實際建築條件來執行能 效認證，也可採用更詳細的氣候、使用情境、營運條件來執行客製化評估。雖然

「能源單據評估法」與「計算評估法」常常是被同時使用，根據歐洲建築能效機 構 BPIE (Buildings Performance Institute Europe)的報告(2014)指出: 歐盟 國家的建築能效揭露實施現況中，有 14 國只採用「計算評估法」的單軌，其他 則同時採用兩種方法推行，也有些國家「能源單據評估法」只用於非住宅建築，

有些則用於既有建築或新建築，在瑞典對新建築先採計算評估，完工之後還要採 能源單據評估。

R-BERSn 綜合以上方法後，不對既有住宅採用「能源單據評估法」，原因在於 住宅耗能密度低、數量多、規模小，耗能使用行為差異大、耗能預測誤差大、侵 害隱私憂慮等問題，使其難以採用能源單據來查核驗證其能效，因而只需對新建 住宅進行「計算評估法」，此現象在所有先進國家之建築節能制度現況均相同，

例如歐盟 EPBD 雖要求住宅在完工、銷售、出租時必須提供買者或租賃能效認證，

但該認證均以新建設計時之計算評估認證為依據。

貳、進度流程說明

本研究將針對國內的住宅建築進行有系統的模擬與耗能解析，有助於建立住 宅建築能源效率標示制度。為使本研究順利執行，列出研究過程中的主要工作項 目，流程如下所示（圖 1- 3）：

研究動機與目的

國外住宅類建築能效 計算法之比較研究 國內住宅類建築能效

計算法之比較研究

研究方法與範圍限制

R-BERS研究方法擬定

集合住宅與透天住宅

實測數據整理與分析

撰寫「住宅類建築物能效計算標準與標 示法」手冊

撰寫期末報告

研擬住宅類建築能效在新建（R-BERSn）與 既有（R-BERSe）建築之標示內容與標示法 住宅模擬參數設定

提出建築物能效標示制度的實施策略 耗能模擬軟體eQUEST配合TMY3氣象資料 模擬住宅不同空間下的空調EUI標準之修正係數

模擬數據合理性判讀

主要家電設備數量與耗電調查

圖 1- 3 研究流程架構