第一章 緒論
第一節 研究緣起與背景
第一章 緒論
第一節 研究緣起與背景
壹、研究緣起
建築物是能源最終使用的大戶。在已開發國家，建築物消耗的能源約占國家總能源量的 20-40%；在開發中國家，新蓋的大樓也正不斷地加速增加。綠建築被普遍公認為是減緩建築物 對環境衝擊的一種良好策略。為了降低對環境的衝擊，綠建築物必須儘可能地減少與有效率的 使用能源。但也不要忘了，多數的建築物是為了供人們使用而建造的，而人的一生絕大多數時 間是在室內度過的。因此，就居住者的福祉而言，營造良好、適宜的室內環境是必要的。更何 況，不良的室內環境品質往往是造成病態建築症候群的元凶。提供良好的室內環境品質，對綠 建築而言尤其重要，因為一座讓居住者高度不滿意度的低能耗建築是不可能比一座高能耗建築 有較高的接受度。美國綠建築協會(USGBC)將綠建築定義為能顯著降低或者消除建築物對環境 和居住者的負面衝擊的建築物，其意義在於強調綠建築必須能夠在環境的忍受度和居住的忍受 度之間取得平衡，不可偏重或者忽略任何一方。所以，世界各地的綠建築評估與分級系統都將 節能性能和室內環境品質同時列為評估項目，如表1-1 所示。
表 1-1 各國綠建築評估方法及內容
評估方法 內容美國 LEED
基地永續使用、水資源利用效率、能源與大氣、材料與資源、室 內環境品質、創新設計
加拿大 GBTool
資源消耗、經濟負荷量、室內環境品質、維修及服務品質、經濟、
經營管理、交通 英國
BREEAM
管理、健康與舒適、能源、運輸、水資源、材料、土地使用、生 態及污染
中國 住區環境規劃設計、能源與環境、室內環境質量、住區水環境、
材料與資源 日本
CABEE
室內環境、溫熱環境、室溫設定、外牆熱負荷控制、自然能源利 用、高效率機器設備、監測、管理系統
台灣 EEWH
生物多樣性、綠化、基地保水、日常節能、CO2減量、廢棄物減 量、水資源、室內環境品質及汙水與垃圾改善
(資料來源：本研究彙整)
儘管台
少不要犧牲
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貮、研究目的
本研究目的在於以國內獲得綠建築標章或候選證書之辦公建築為對象，透過電腦模擬以了 解其空調和照明系統的節能性能與宜居品質。預期成果及效益包括：
1. 完成國內綠建築所有類型建築物之 EEV、EAC、EL 及 IE 的得分分布調查。
2. 完成 20 棟辦公類案例空調和照明系統的節能性能與宜居品質的電腦模擬。
3. 根據模擬結果分析各辦公室的室內環境品質滿意度、節能性能與經濟效益。
4. 依據調查分析結果，提出不損及宜居品質之綠建築節能指標修正建議。
曹彬等
Toftum 等人 力及能源消
hout mechanic h mechanical c
來源：J.To
表1-al cooling cooling
oftum等
~2100 lux。
曹彬等人將
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San Francisc 99.0
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論對IEQ 方
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ulet 等人[25 條件的建築歸
(資料來
表
來源：Cla
表 1-7 “
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“綠色”與“
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9
“紅色”辦公
等，2013)
公建築的
)
的顯著性比 比較
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第三節 研究流程
綠建築在經濟上比傳統建築創造出更多的好處。這些好處包括節約能源和用水，改進室 內環境品質，提升員工的舒適度和生產力，減少員工的醫療花費和降低建築的營運及維護費 用。配合研究目的在於討論節能性能和宜居品質的交互作用，本研究將集中探索綠建築在降 低能量費用與促進健康和生產力這兩項好處上。本研究的做法是透過對20棟不同節能性能的 案例進行空調和照明系統的能耗與室內環境品質的電腦模擬結果，檢討各案例的不合適與較 佳設計手法，提出不損及宜居品質之綠建築節能指標修正建議。所擬定的研究流程，如圖1-4 所示。
圖1-4 研究流程圖
(資料來源：本研究繪製)
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本研究首先對國內於民國99年至102年取得綠建築標章或綠建築候選證書之建築物的節 能指標及室內環境指標進行得分分布調查。依據台灣建築中心劃分的北、中、南三區選擇共 20個辦公室綠建築案例做為研究案例。接著是將每一件中選的綠建築研究案例的建築外殼、
空 調 以 及 照 明 系 統 的 設 計 資 料 輸 入 建 築 環 境 與 能 耗 模 擬 軟 體 ， 使 用 能 耗 模 擬 軟 體 為 EnergyPlus及DIALux進行案例的能耗與室內環境品質解析。第三步是室內環境宜居品質的量 化評估，針對室內環境的音、光、熱和空氣品質四個方面與滿意度之間的關係，建立總體滿 意度評價模型，將之量化成經濟上的效益，以完成綠建築的節能效益與宜居品質的交互作用 解析。
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第二章 日常節能與室內環境指標得分統計
第一節 日常節能指標
一棟建築的夀命可達50 年以上，而建築的日常耗能中以空調及照明用電佔了最大比例，尤 其在夏日建築物的空調用電比約佔總尖峰用電的三分之一左右，若能減少日常能源的消耗，得 到的效益遠遠大於其它工業產品。因此在「日常節能指標」中，是以空調及照明用電的節能設 計為重點，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，並且三個項目皆通過才算合格。日常節能指標在建築外殼、空調系統和照明三個方面的 主要評估項目如圖2-1 所示。
圖2-1 日常節能指標主要評估項目 (資料來源：本研究繪製)
在建築外殼節能評估方面，要通過認證之綠建築其外殼耗能的合格基準比建築技術則規定 之節能法規嚴格20%。必須同時滿足玻璃可見光反射率 Gri、外牆平均傳透率 Uw、水平透光天 窗日射透過率HWs 及外殼節能設計 EEV 等四個項目。此四項基準值需符合式(2-1)-(2-4)的要 求。
外殼玻璃可見光反射率Gri ＜ 0.25，i=1~n (2-1)
外牆平均傳透率Uw ＜ Uwmax (2-2)
日 常 節 能
外殼節能
空調節能
照明節能
外殼耗能基準 EVc
外殼耗能指標 EV
EEV=EV/EVc≦0.8
空調容量限制 HSC
空調設備效率
空調節能技術
照明設備效率 IER 照明密度限制 IDR
HSC≦HSCc
EAC≦0.8
EL=IDR*IER≦0.7
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水平透光天窗日射透過率HWs=[(1.0-Khi)×ηi×Agi] /ΣAgi ＜ HWsc (2-3)
外殼節能設計EEV=EV/EVc ≤ EEVc=0.8 (2-4) 其中Agi 為屋頂透光部位水平投影面積，ηi 為 i 部位玻璃日射透過率，Khi 為外遮陽或固定式 內遮陽之遮蔽率，EV 及 EVc 則是建築外殼耗能指標和建築外殼耗能基準。建築外殼耗能指標 值 EEV 是根據「建築節能設計技術規範」所規定的計算法來評估，依建築類型的不同，EV 計 算方式也有所不同，如表2-1。
表 2-1 建築外殼耗能指標與基準
外殼耗能指標EV 外殼耗能基準EVc 辦公類 建築外殼耗能量ENVLOAD ENVLOAD/ENVLOADc≦0.8 百貨商場類 建築外殼耗能量ENVLOAD ENVLOAD/ENVLOADc≦0.8 旅館類 建築外殼耗能量ENVLOAD ENVLOAD/ENVLOADc≦0.8 醫院類 建築外殼耗能量ENVLOAD ENVLOAD/ENVLOADc≦0.8 學校類 窗面平均日射取得率AWSG AWSG/AWSGc≦0.80 大型空間類 窗面平均日射取得率AWSG AWSG/AWSGc≦0.8 住宿類 等價開窗率Req Req/Req,c≦0.8 其他類 屋頂熱傳透率Uar Uar≦1.0
(資料來源：綠建築解說與評估手冊，2009 年版[27])
辦公類、百貨商場類、旅館類和醫院類的建築外殼耗能指標為ENVLOAD，基準值 ENVLOADc 如表 2-2，計算公式如式(2-5)。
表 2-2 各類建築物之 ENVLOAD 基準值
氣候區 辦公廳類 百貨商場類 旅館類 醫院類 北部 80 240 100 140中部 90 270 120 155 南部 115 315 135 190
(資料來源：綠建築解說與評估手冊，2009 年版[27])
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16 EAC={PRs×[(HCi×COPci) / (HCi×COPi)] × Rs+PRf×Rf+PRp×Rp}×Rm ≤ 0.8 (2-11) ACs 為冰水主機設計供應面積，ACsc 為冰水主機設計供應面積基準，HCi 是冰水主機容量，COPi 為冰水主機設計性能係數，則PRs、PRf、PRp 分別是熱源系統、送風系統、送冰水系統之設計 功率比，Rs、Rf、Rp 則為熱源系統、送風系統、送冰水系統的節能效率。
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照明系統同樣的以預防照明燈具超量與鼓勵採用高效率燈具設計為主。評估公式如公式 (2-12)，是計算建築物所有居室的燈具效率係數 IER，以及主要作業空間照明功率係數 IDR，如 式(2-13)和式(2-14)。
EL = IER ×IDR×(1.0-β1-β2-β4) ≤ 0.7 (2-12) IER = (ni×wi×Bi×Ci×Di) / (ni×wi×ri) (2-13)
IDR = (swj) / (UPDcj×Aj) (2-14) 其中ni、wi 及 ri 為某 i 類燈具的數量、功率及效率比。Bi 是安定器係數，Ci 是照明控制係數，
Di 是燈具效率係數。swj 則是主要作業空間的照明總功率，Aj 是主要作業空間樓地板面積，UPDcj 是主要作業空間照明功率基準。
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第二節 室內環境指標
我國綠建築自2003 年起，將原本的七大指標系統「綠化量指標」、「基地保水指標」、「日常 節能指標」、「CO2減量指標」、「廢棄物減量指標」、「水資源指標」、「污水及垃圾改善指標」加 入「生物多樣性指標」及「室內環境指標」兩項新的指標，變為現行的四大指標群、九項評估 項目，並將綠建築原有的定義，重新定義成「生態、節能、減廢、健康的建築物」。而因人的一 生，絕大多數的時間都生活在室內，在建築達到節能之目標的同時，確保健康的室內環境品質，
乃綠建築中重要的一環。在綠建築九大指標中，「室內環境指標」主要是在評估室內環境中的隔 音、採光、通風換氣、室內空氣品質、室內裝修等會影響使用者的健康與舒適的環境因子。主 要目的是希望透過指標來喚醒民眾對室內環境品質的重視，以提升民眾的生活健康。因此室內 環境指標分成音環境、光環境、通風環境及室內建材裝修等四個評估項目，如表2-6 所示
表 2-6 室內環境指標查核項目與給分權重
查核項目 得分 總分 權重
音環境 牆的隔音效果 30
100 0.2
窗戶的隔音效果 35
樓板的隔音效果 35
光環境 自然採光玻璃透光率 20
100 0.2 地面層所有居室之自然採光開窗 60
居室空間照明光源是否有防眩光格 柵、燈罩
20 通風環境 可為自然通風空間的居室樓地板面積
100 100 0.2 或中央空調引入新鮮外氣的居室樓地
板面積
建材裝修 主要居室空間的裝修量 40
100 0.4 牆、天花板及地板綠建材使用率 60
(資料來源：本研究彙整)
音環境評估目的在於緩和戶外傳來的噪音與鄰房傳遞來的振動音之干擾，評估內容包含空 氣傳音、固體傳音兩個部分，評估重點為牆、樓板和窗戶的隔音性能。光環境的評估是為了確 保使用者有良好、健康舒適的視覺工作環境，評估項目有二項，自然採光及人工照明，評估室 內是否有足夠的自然採光，以及避免人工照明產生眩光。在通風環境部分，主要強調居室是否
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可自然通風或者有外氣引入，確保室內的空氣品質以及削減部分熱負荷。建材裝修的部分，則 是在檢查居室是否過度裝修，以及鼓勵採用綠建材以減低有害空氣污染物逸散。室內環境指標 評分以及權重分配，如表2-6 所示。
可自然通風或者有外氣引入，確保室內的空氣品質以及削減部分熱負荷。建材裝修的部分，則 是在檢查居室是否過度裝修，以及鼓勵採用綠建材以減低有害空氣污染物逸散。室內環境指標 評分以及權重分配，如表2-6 所示。