第五章 初步研究發現
本建築碳足跡評估法依據筆者研究室二十年來的累積研究發展而成，過去雖 然已多次發表建築生命週期碳排評估系統，但本研究特別因應碳足跡國際規範水 準，全面更新所有建築相關資材的碳排資料庫，同時配合建築能源證照制度之趨 勢，建立動態 EUI 之建築耗能簡算評估法才能大功告成。本研究之評估架構包 括(1)資材生產運輸、(2) 營建施工、(3)建築使用、(4)修繕更新、(5)拆除廢棄等 五個階段的碳排評估，其盤查評估之步驟與方法可概述如下：
第一節 資材生產運輸階段的碳排評估
所謂資材生產運輸階段的碳排就是建造整棟建築物（包括建築軀體與設備）
所需之資材由原物料取得、運送至工廠、工廠生產，再運送至建築現場之過程間 消耗總能源所產生之碳排，這些資材的碳排資料庫如第三章所述。這龐大的建築 資材在生產運輸階段所產生之碳足跡，雖然可採用「精算法」由實際估算資料與 碳排資料逐一累算而成，但本研究則提供以下的「簡算法」來預估其碳排。本研 究的「簡算法」將資材生產運輸階段的碳排盤查項目分為(1)基礎與假設工程、(2) 建築軀體工程、(3)建築設備工程、(4)室內裝修工程等四個項目來評估如下：
（一）基礎與假設工程碳排評估
建築之基礎工程，包括基地之開挖工程、基樁工程、檔土支撐工程、土回填 工程等，其碳排之評估範圍，包含基樁、檔土支撐設備等資材之碳排以及基礎施 工過程之挖土機、打樁機、吊車等各種機械能源消耗之碳排等。建築之假設工程，
則包括了整地、安全圍籬、臨時房舍、放樣施工、施工鷹架等之資材使用，這些 假設工程因為大部分都會重複利用多次，假設工程之碳排與實際之轉用次數以及 建築之規模有關。依據張又升論文（2002），此兩項碳排與其建築軀體整體規模 與營建施工之難易度有關，因此與建築軀體之碳排及新建工程施工之碳排有線性 比例關係，其碳排量之推估公式如下：
CFfw= 0.13 × (τ×CFb +CFc1) ---（5-1）
τ = 1.0103 + 0.00189•x1 + 0.02037•x2 ---（5-2）
其中
τ：地下開挖樓層數之比例修正係數，無單位 x1：建築物地面以上樓層數，無單位
x2：建築物地面以下樓層數，無單位
0.13:比例係數，由張又升論文中基礎工程係數 0.09 與假設工程係數 0.04 之和 CFfw：基礎與假設工程資材之總碳排(kg-CO2e)
CFb：建築軀體工程碳排量(kg-CO2e) CFc1：新建施工碳排量(kg-CO2e)
（二）建築軀體工程碳排評估
所謂建築軀體工程，包括地上以及地下之建築主結構體以及門窗與內外裝工程，
但不含建築水電、設備、室內裝修與基地環境工程等方面。建築軀體工程之碳排 量 CFb，依據結構體、內外裝分項工程採用式 5-3~5-9 來推算。
CFb= CFs＋CFow＋CFw＋CFiw＋CFf＋CFr---（5-3）
CFs＝（C ＋S CB）×W ---（5-4）
CFs 為結構體的碳排，乃依上部結構C 與下部結構S CB以下二式分別計算後再累 加而成：
i i S
S C s x s x s x s x ... s x
C = 0 + 1⋅ 1 + 2 ⋅ 2 + 3⋅ 3 + 4⋅ 4 + + ⋅ ---（5-4.1）
1 1
0 b y
C
CB = B + ⋅ ---（5-4.2）
CFow＝外牆外裝工程單位碳排 Fow(x)×外牆面積---（5-5）
CFw＝外窗單位碳排 Fw(x)×外窗面積---（5-6）
CFiw＝內牆構造單位碳排 Fiw(x)×內牆面積（長度×樓高）---（5-7）
CFf＝地板內裝工程單位碳排 Ff(x)×室內樓版面積---（5-8）
CFr＝屋頂外裝工程單位碳排 Fr(x)×屋頂面積---（5-9）
其中
第六章 碳足跡評估實例
CFb：建築軀體工程之總碳排(kg-CO
2)
CFs：柱樑樓版外牆屋頂結構工程之碳排(kg-CO
2) CFow：外牆構造外裝工程之碳排(kg-CO
2) ，查表 5-2 CFw：外窗構造之碳排(kg-CO
2)，查表 5-3
CFiw：內隔間牆之碳排(kg-CO
2) ，查表 5-4 CFf：地板內裝工程之碳排(kg-CO
2) ，查表 5-5 CFr：屋頂外裝工程之碳排(kg-CO
2) ，查表 5-6
CS
：上部結構體單位面積碳排放量(kg-CO
2)
CB：地下結構體單位面積碳排放量(kg-CO
2)
0
CS
：上部結構原型之基準單位面積碳排放量(kg-CO
2)
xi
：上部結構影響因子。包括地上樓層數、震區、混凝土材料強度、跨距變動、樓 層靜載重、平面形狀...等。
si
：各影響因子之權重係數（容後補上）。
y：地下室開挖深度（m） 。
bi
：地下室權重係數（容後補上） 。
W：構造係數(木構造=0.7；鋼構造、輕金屬構造=0.8；RC 構造=1.0；SRC 構造=1.05；磚石構造=1.2)
CFs 為結構體的碳排，由上部結構C 與下部結構S CB之碳排所構成，其中公式 5-4.1~2 的單位樓地板面積之碳排 Fs，乃為今年度另案「建築物設計階段碳揭露 標示法之研究（2）－建築物軀體、空調、水電工程碳排放量評估法之研究」之 研究成果。眾所皆知，結構規範會要求不同地震區有不同鋼筋用量而有不同碳排 量才對，但結構安全是不容打折扣的基本要求，碳排評估絕不能將地震區之差異 而反應其碳排之差異，否則會導致為了低碳政策而懲罰強震區的建築結構安全，
因此在此並不反應地震區之修正。由於 5-4 公式只是反應 RC 結構之碳排，另外 對於鋼構、木構等結構方式之碳排評估在短期內不可能有新突破，因此本研究在 公式 5-4 中暫時採用構造係數 W 對 CFs 修正計算。此係數並非來自既有研究成 果，而是承襲綠建築減費指標之精神，以設定之係數來鼓勵鋼構、木構等低碳排 建築設計之意也。
表 5-2~5-6 乃是內外牆、外窗、樓地板、屋頂構造之碳排資料，這些都由上 述 4-2 數據與設計細部圖計算而來，設計者只要依圖選取數據計算即可。為了防 止資料不實、難以查證之困擾，本研究不讓申請者採用估算材料一一累算其碳 排，而以這種構造系統來簡化其碳排之評估，對低碳建築政策之推廣有莫大助益。
表5-1 形狀係數F與形狀因子fi
第六章 碳足跡評估實例
表5-2 RC外牆構造外裝工程之碳排標準CFow
第六章 碳足跡評估實例 3. 300x300x5/5 焊 接鋼線網
（三）建築設備工程碳排評估
建築設備工程包括空調與管線設備工程，其中管線設備工程可分為：電氣設備工 程（強電與弱電工程）、給排水設備工程（給水、排水與透氣工程）、消防火警設 備工程（火警感知、消防、泡沫與撒水、廣播工程）等三大類。建築設備工程之 碳排由以上四類工程之碳排加總而成，其計算公式如下：
CFe＝CFac＋CFe1＋CFe2＋CFe3＋ CFe4 ---（5-10）
CFac = AC（X）---（5-11) CFe1＝ 11.914×AF - 33138 ---=---（5-12) CFe2＝ 0.5694×AF + 6831 ---（5-13) CFe3＝0.0005 AF 2 - 9.2494 AF + 82380---（5-14) CFe4＝5.6481 AF - 20169 ---（5-15)
其中
CFe：設備工程總碳排量（kg）
CFac：空調工程碳排量（kg）
CFe1：電氣設備工程碳排量（kg）
CFe2：弱電設備工程碳排量（kg）
CFe3：給排水設備工程碳排量（kg）
CFe4：消防火警設備工程碳排量（kg）
AC（X）:空調系統碳排推估公式，取自表 5-7 X：總空調冷凍容量（RT）
AF:總樓地板面積（m2）
其中對空調設備工程之碳排評估，乃取自今年度另案「建築物設計階段碳揭 露標示法之研究（2）－建築物軀體、空調、水電工程碳排放量評估法之研究」
之研究成果，其碳排系以總空調冷凍容量（RT）依表 5-7 之公式來推估。
另外建築之管線設備工程，必須分電氣、弱電、給排水、消防等四項分別推 估其碳排量，其推估公式如表 5-8 所示，這些公式亦為今年度另案「建築物設計 階段碳揭露標示法之研究（2）－建築物軀體、空調、水電工程碳排放量評估法 之研究」之研究成果。
第六章 碳足跡評估實例
表5-7空調系統碳排推估公式
碳排推估公式 AC（X） R² 統計樣本 箱形冷氣機組 Y= 42.22 X –179 0.989 9 室內送風機（FCU）系統 Y= 338.56 X –2136 0.8909 15 空調箱風管（AHU）系統 Y=307.11 X +16766 0.9951 12 空調箱與室內送風機混合
（AHU＆FCU）系統 Y = 346.77 X + 3753 0.837 15 採窗型、分離型空調暫以箱形冷氣機組替代之
(資料來源：本研究整理)
表5-8 各項水電工程碳排量推估回歸公式（y單位:kg，x單位: m
2）
工程項目 碳排放量迴歸式 R2
電氣工程 y = 11.914x - 33138 0.9098 弱電工程 y = 0.5694x + 6831.1 0.7631
給排水工程 y = 0.0005x2 - 9.2494x + 82380 0.9608 消防工程 y = 5.6481x - 20169 0.9545
總碳排量 y = 31.429x - 116076 0.9146
(資料來源：本研究整理)
（四）室內裝修工程碳排評估
建築室內裝修工程可分為地板面、牆面、天花板三大部分之裝修，廣義而言，
還包括了家具資材之碳排。由於室內裝修之程度隨著建築物之使用類型不同而 異，根據筆者研究室統計對住宿類之室內裝修單位樓地板面積二氧化碳排放量平 均 約 為 17.3(kg-CO2/m2) ， 而 相 對 於 裝 修 量 較 多 的 商 業 空 間 則 約 為 21.1(kg-CO2/m2)。此外，裝修風格偏向華麗重裝潢者其所使用的資材也較多，本 文假設其裝潢比一般多出 20%的碳排來評估。其評估之方式如下式所示：
CFin=Fin(x)×Di×TFA ---（5-16）
其中
Fin(x)：室內裝修工程碳排密度(kg-CO2/m2) (住宿類=17.3；辦公、辦公建築=20.5；飯店、商業、
娛樂類=21.1)
Di：裝潢係數(儉樸裝潢=0.8；一般裝潢=1.0；華麗重裝潢=1.2) TFA：室內總樓地板面積(m2)
CFin：室內裝修工程之總碳排(kg-CO2)
第二節 營建施工階段碳排評估
營建施工階段的碳排，應分新建建築工程與修繕更新工程兩部份的施工碳 排。所謂新建建築工程的施工碳排 CFc1，就是營造基地現場起重機、吊車、電 梯、揚水馬達、焊接設備、工地辦公室耗能等營建施工階段之碳排；所謂修繕更 新工程的施工碳排 CFc2，就是生命週期中因局部老化劣化而斷斷續續執行的小 改裝或大翻修的零星工程的施工碳排。前者可依張又升之研究（2002），以簡化 之營建施工碳排密度公式（式 5-14.1）來推估，後者則假設與新建施工碳排 CFc1
（式 5-14.1）成正比關係，亦即以「修繕更新資材之碳排對於建築軀體資材之碳 排增加比例(Frn/ CFb)來修正而得（式 5-14.2）。最後，兩者之和，即營建施工階 段的總碳排 CFc 之計算如下式：
CFc= CFc1＋CFc2---（5-17）
CFc1＝Fc(x) × AF---（5-17.1）
CFc2＝CFc1×（Frn/ CFb）---（5-17.2）
Fc(x)= x1 + 1.6x2 + 2.0 ---（5-17.3）
其中
CFc：營建施工工程之總碳排(kg-CO
2) CFb：建築軀體資材之碳排（kg）
CFrn：修繕更新階段資材總碳排（kg）
x
1：為地上的總樓層數，無單位 x
2：為地下的總樓層數，無單位
Fc(x)：營建施工工程碳排標準(kg-CO
2/m
2)
AF：總樓地板面積(m
2)
第六章 碳足跡評估實例
第三節 建築使用階段碳排評估
前言
建築使用階段之碳排是指生命週期期間所使用的空調、照明、機電、熱水、
烹飪等設備所使用能源之碳排，此部份佔總碳足跡最大部份，也是最難解析的部 份。由於住宅與公共建築之耗能模式迥異，耗能分析理論與計算複雜度也差異甚 大，因此建築碳足跡評估系統如能對住宅與公共建築分開處理，在操作上有很大 的好處。以下就此此兩類建築物進行耗能碳足跡評估法之介紹。
5-3.1 住宿類建築建築使用階段碳排評估
住宅建築包含透天住宅與集合住宅兩種形式，其中透天住宅幾乎沒有公共空 間，而集合住宅卻含有總面積 20~40%的公共空間。基本上住戶單元與公共空間 的耗能行為有很大差距，本研究為了精確掌握住宅建築之耗能特色，特別把「住 戶」與「公共空間」兩部份之耗能分開來解析。其中「住戶耗能」部份分家電耗 能(含揚水耗能)、照明耗能、空調耗能(含空調冷氣與電扇耗能)、加熱系統耗能(含 烹飪及熱水耗能)等四部份，「公共空間耗能」部份則分照明、空調、電器等三部 份來計算耗能。基本上，作為住宅碳足跡評估之「設計案」，其使用階段耗能總 碳排 CFeu 之計算架構圖與公式如下所示：
圖 5-1 住宅建築耗能評估架構圖
(資料來源：本研究繪製)
CFeu = β×(EU×n+ EP)×LC --- (5-18) EU =EUE + EUL+ EUA + EUH--- (5-19) Ep=EPac + EPl + EPe ---(5-20)
其中
CFeu：「設計案」建築使用階段耗能總碳排(kg CO2) β：電力的碳排係數 0.53 kg CO2 / kWh
LC：RC 住宅生命週期標準 60 年
EU：透天住宅或集合住宅住戶部份全年耗能量 (kWh/yr) n：透天住宅或集合住宅總戶數(戶)，若為單戶則 n＝1.0
EP：集合住宅公共空間全年耗能(kWh/yr)，若為透天住宅則 EP＝0.0 EUE：透天住宅或集合住戶家電耗能 (kWh/yr)。
EUL：透天住宅或集合住戶照明耗能 (kWh/yr)。
EUA：透天住宅或集合住戶空調耗能 (kWh/yr)。
EUH：住戶加熱系統耗能 (kWh/yr)
EPac：集合住宅公共空間空調全年耗能(kWh/yr)，透天住宅時 EPac＝0.0。
EPl：集合住宅供公區域照明全年耗能(kWh/yr)，透天住宅時 EPl＝0.0。
EPl：集合住宅供公區域照明全年耗能(kWh/yr)，透天住宅時 EPl＝0.0。