研究方法與進行步驟

本研究計畫擬建立預鑄輕質骨材混凝土牆板之規格、品質檢測方法與 組立工法等之標準化；並嘗試將預鑄輕質骨材混凝土的建築外殼節能效益 在長期使用下轉化為可具體評估的金額，使決策者在選擇房屋牆板、樓板 或屋頂等建築物組件的材料時，不僅僅以直接成本來作為考量因子。簡言 之，本研究計畫之目的旨在輕質骨材混凝土預鑄牆板之開發應用及進行其 經濟效益評估，以作為輕質骨材混凝土使用於土木建築工程之設計及施工 的參考準繩，從而促成輕質骨材混凝土預鑄牆板構件之開發應用及營建自 動化之目的。

第三節 研究方法與進行步驟

為完成輕質骨材混凝土牆板之開發應用與經濟效益評估，本研究計畫

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細分兩分項計畫進行研究，其中分項計畫一乃針對輕質骨材混凝土預鑄牆 板構件的標準化進行研發，而建築外殼使用輕質骨材混凝土構材經濟效益 評估於分項計畫二中進行探討與評估，以下針對分項計畫二之研究方法與 進行步驟說明如下：

1. 收集國內外相關文獻與有關檢測規定調查產業概況。

過去的建築物能源效率十分低落，其節能成效尚有很大的改善空 間。優良的建築設計技術及建材使用，可以省下許多資源和成本，地 球環境才有永續發展的可能。本計畫收集建築物經濟效益相關研究文 獻、建築節能管理相關之法規及網站訊息，藉由網路上最新資料及國 內外文獻之探討，提供本研究之參考基礎，以利進行輕質與常重骨材 混凝土建築物之能源消耗成本分析與經濟效益評估。

2. 建築外殼（外牆、屋頂）使用輕質骨材混凝土構材隔熱效益評估。

由於空調與照明耗能佔建築物總耗能量中絕大部分，綠建築之

「日常節能指標」即以空調及照明耗電為主要評估對象，並將節能評 估重點設定在建築外殼節能設計、空調效率設計及照明效率設計等三 大方向。本研究則旨在探究房屋建築外殼建材的熱傳遞，並據以比較 評估建材的隔熱效率與能源耗用量。研究步驟如下:

(1) 依據建築節能法規之建築物分類，訂定數值分析模型。

在內政部建研所大力推動「綠色建築」政策下，「建築外殼 節能設計法」在 1995 年第一次被納入「建築技術規則」，經三 次修正，於 2005 年元旦全面更新基準與規範。配合法規公佈，

內政部也同時頒佈七類建築物之最新「建築節能設計技術規 範」，以利量化計算，並公佈「建築節能設計標準軟體 BEEP (Building Energy Evaluation Program)」，免費提供使用。

我國的建築節能法規中對建築物分類，共取七類如辦公室 類、百貨類、旅館類、醫院類、住宿類、學校及大型空間類、其 他類等，分別訂立不同節能指標與基準。為分析及比較常重/輕質

骨材混凝土大樓建築物的能源成本與經濟效益，研究模型假設在 具有相同的結構系統與材質下，如門窗、遮陽、室內外溫差等條 件固定，取建築節能法規中的七類為變數，再依氣候分為北部、

中部及南部等三類氣候區，最少建立常重/輕質骨材混凝土建築物 分析模型計 42 種。

(2) 房屋建築之節能分析與經濟效益評估。

由房屋建築的隔熱性評估其能源耗用量時，主要的考慮對象 是房屋與外界接連的部件，如屋頂、外牆、門窗、遮陽等建材的 隔熱效果。假設為維持室內溫度持續低於室外，則必須經由空調 設備製造的冷氣平衡之。此時，若透過建築外殼進入室內的熱流 愈多，則用以製造冷氣所需的能源，即其對應的能源耗用量也將 愈大。因此，對於建材的能源耗用量評估可從熱平衡觀點出發。

一方面推算經由外牆或屋頂傳入室內的熱量；另一方面，依據室 內所要求的溫度條件，推求溫度平衡上所需的冷空氣量。因此，

依冷氣需求量的多寡，即可據以比較評估建材的隔熱效率及能源 耗用量。

依據建築外殼之熱傳導，分析輕質/常重骨材混凝土外殼的熱 傳透率與熱散發量，並據以比較其隔熱效率、能源消耗量（即建 築物的外殼耗能量）。至於全年建築物外殼耗能量（ENVLOAD）

之計算，則可利用內政部所公佈的「建築節能設計標準軟體 BEEP」，BEEP 乃由內政部建築研究所委託成功大學建築系 Siraya 研究室所開發的電腦軟體，使用者僅需詳細閱讀使用手冊後，便 可迅速上手操作，省去繁瑣的計算與查表過程。本研究將取建築 節能法規中的七類建築為變數並參考文獻資料選定適宜之結構 系統與材質，如門窗、遮陽、室內外溫差及開窗率等條件，進行 至少 42 種模型之分析，以得全年建築物外殼耗能量。最後評估 輕質與常重骨材混凝土建築物之能源消耗成本與經濟效益。

3. 以生命週期觀點探討使用輕質骨材混凝土構材之建築外殼節能效益；並

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與常重骨材混凝土比較在長期使用下之經濟效益研究。

建築物的生命週期，從建材生產、營建運輸、長期使用、建物拆 解、廢棄建材處理等各階段，皆消耗不少能源，其中尤以長期使用的 空調、照明、電梯等耗能量佔最大部分。由於建築物外殼的使用壽命，

可長達五十年之久，為空調、照明、電梯等壽命的好幾倍，因此，使 用輕質骨材混凝土構材之建築外殼，其節能的累積效果將相當可觀。

本研究將選定一代表性之建築類別探討輕質骨材及常重骨材經 長期使用後，依其能源消耗求得服務年限內所需花費之電力成本，以 評估輕質骨材及常重骨材混凝土其全生命週期之經濟效益。

4. 輕質骨材混凝土建築之建造成本降低暨經濟效益分析。

模擬樓層數為五樓、十樓及二十樓對應不同樓版面積之輕質/常重 骨材混凝土建築，於 ETABS 程式中建立結構分析模型，分別計算建 築 之 自 重 及 地 震 力 進 行 結 構 分 析 ， 可 得 各 構 材 之 內 力 ， 再 利 用 CONKER 設計程式計算桿件之鋼筋量。材料成本計算方式為依配筋之 結果，計算各構材材料之用量，再分別乘上材料之單價(係參考國內目 前建築材料市價假定材料單價)，可求得各構材材料之費用，其加總即 為該建築之材料成本。

根據以上研究方法，研究流程圖如圖 1-1 所示

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圖 1-1 研究流程圖

結論及報告撰寫

材混凝之建築外殼節能效益

以生命週期觀點探討使用輕質骨

國內外文獻收集與產業 及建物概況調查

成本比較分析

使用輕質骨材混凝構材之建造

建築外隔使用

凝土構材隔熱效益評估

建築外殼使用輕質骨材混渾

輕質骨材混 凝土構材經濟效益評估

(資料來源：自行整理)