綠屋頂減碳效益評估

綠屋頂減碳效益如 3.4.4 節之說明，主要是依據節能效益結果及植物 減碳效能進行分析，節能效益的結果如 4.2.2 節所說明，主要是依 1D-HF 法與 Energy Plus 模式模擬所得結果，再依據台電電廠排放係數估算節能部 份減碳效益；植物減碳能力估算則利用 3.4.4 節所述估算之，案例 C 部份，

因在進行生命週期評估時也有評估減碳效益，故亦一併討論及比較所得結 果。

表 4.4 所列為案例 A、B 與 C 之減碳效益。案例 A 部份中以 1D-HF 法節能量為 7376 度/年，使用 Energy Plus 模擬則為 8044 度/年，排放係數 則依臺灣電力公司所公佈之發電廠碳排放係數(臺灣電力公司，98 年)，並 依各種類發電所占百分比加權平均，為 0.612kg CO_2e/度。故依 1D-HF 法及 Energy Plus 模擬的節能結果計算分別可得 4,514 及 4947 kg CO_2e/年，植物 減碳部份則採用 Getter et al. (2009)所提出之綠屋頂單位面積固碳量每年 0.034kg/m²進行估算，結果為 1,815kg CO_2e/年，總減碳量依兩種不同節能 效益評估方法分別為 6,329 kg CO_2e/年與 6,762 kg CO_2e/年。

案例 B 與案例 C 估算方式與案例 A 相同，案例 B 就節能部份所計算 減碳效益分別為為 3,904 與 4,284 kg CO_2e/年；案例 C 則分別是 4,284 與 5,080 kg CO_2e/年；綠屋頂植物的減碳效益案例 B 綠屋頂面積 448m²減碳效 益為 1,680 kg CO_2e/年，案例 C 綠屋頂面積則為 590m²，植物減碳效益是

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2,213 kg CO_2e/年，加總後案例 B 部份綠屋頂減碳效益以兩方法計算分別為 5,584 與 5964 kg CO_2e/年。

案例 C 以 Simpro 評估的減碳結果為 4.4×10⁴至 1.36×10⁵ kg CO_2e，評 估範圍為綠屋頂在生命週期 40 年間，且與一般屋頂更新次數在 1 次至 3 次比較所造成地球暖化部份的環境衝擊差異，一般屋頂的量較高，兩者差 值即為綠屋頂減碳效益，此模擬結果未包括植被部份減碳，亦因為 1D-HF 法與 Energy Plus 有對節能部份進行減碳評估，故在 Simapro 部份並未就節 能部份進行減碳評估，在生命週期 40 年間減碳效益為 4.4×10⁴至 1.36×10⁵ kg CO_2e，其中在一般屋頂更新 1 次的情況下，一般屋頂與綠屋頂就地球暖 化部份的環境衝擊當量差為 4.4×10⁴ kg CO_2e，綠屋頂更新 3 次的情況下，

差為 1.36×10⁵ kg CO_2e，考慮綠屋頂生命週期 40 年，平均綠屋頂減碳量為 1100-3400 kg CO_2e/年。

就上述案例 A 至 C 減碳效益結果，在未考慮以 Simapro 所評估減碳結 果，三案例中以案例 C 最高，案例 B 最低，主要因為減碳量主要考慮兩部 份，節能量與綠屋頂面積，以面積影響較大，在考慮案例 C 有較大綠屋頂 面積與節電量，故也有較大的減碳量。

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表 4.4 案例 A、B 與 C 減碳效益 單位: kg CO_2e/年

案例 A 案例 B 案例 C

1D-HF 4514 3904 4284

Energy Plus 4923 4284 5080

SimaPro 1000-3400

植物減碳 332.75 307 405.33

植物減碳+1D-HF 4846.75 4211 4689.33 植物減碳+ Energy

Plus 5255.75 4591 5485.33

4.3.2 綠屋頂建築環境效益評估

本研究就目前已收集之綠屋頂資料，針對案例 C 與案例 D 綠屋頂進行 生命週期評估，其他案例由於資料不足，故未進行。分析比較綠屋頂與一 般屋頂生命週期下環境衝擊的差異，並據以評估綠屋頂的環境效益。

案例 C 綠屋頂層組成資料為錫鎦基金會(錫鎦基金會，97 年)所提供，

下方原一般屋頂材料組成則是依據林建成建築師事務所提供資料，如表 4.7 所列，綠屋頂植被主要為萬年草與景天科為主，所選用介質主要為根基旺 綠化園藝公司所提供的根基旺栽培介質，依錫鎦基金會所提供的資料，為 蛭石、真珠石與泥碳土以體積比 1:1:1 混合而成，其中蛭石與真珠石密度 約 1-1.35g/cm³，泥碳土則約 1.5g/cm³，以面積 590m² 估計，約使用蛭石 26,284kg、真珠石 19,660kg 與泥炭土 29,500kg；下層透水布則是以不織布 製成，用量約 4kg，下方排水板為聚氯乙烯(PVC)，單位重量 0.0998g/cm²， 排水板總重約為 588kg；抗根 PE 防水布材質為聚乙烯(PE)，重量為 30.04kg；

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運輸部份，因為案例 C 綠屋頂為臺北市錫鎦基金會委外建置，由於主要材 料來自台南，故運送距離為台南至案例的距離約為 320 公里，亦分析 3.2.2 節案例 C 節能結果之環境效益。

表 4.5 案例 C 綠屋頂層組成

名稱 組成 密度或單位重 使用量

根基旺

蛭石 1.35 g/cm³ 26284kg 真珠石 1.00 g/cm³ 19660kg 泥炭土 1.50 g/cm³ 29500kg

透水布 不織布 6g/m² 35.4kg

隔水板 聚氯乙烯 0.0998g/cm² 588kg 阻根 PE 防水布 聚乙烯 50.92g/ m² 30.04kg 資料來源：錫鎦基金會(98 年)

原一般屋頂部份，屋頂組成資料由所方提供，材質資料部份則是詢問林志 成建築師事務(100 年)各層材料比例與密度後計算而得，主要計算結構層混 凝土上方包括水泥磚、水泥砂漿、保麗龍、發泡混凝土與油毛氈等層之組 成，如表 4.8 所列，最上層為水泥磚，密度 3.10 g/cm³，以厚度 2cm 估計，

使用量約為 36,500kg，水泥砂漿主要成份為水泥與砂以重量比 1:3 比例配 置而成，依面積與厚度 4cm 估算用量為 23,600kg；發泡混凝土則是以水泥 與砂以重量比 1:2 並加入空氣混合而成，厚度 5cm，使用量為 40,710kg；

保麗龍厚度假設為 1cm 密度為 0.015 g/cm³用量為 117kg，油毛氈單位面積 重量則為 0.5 g/cm²，用量為 2,950kg。

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表 4.6 案例 C 原一般屋頂組成

名稱 組成 密度或單位重 使用量

五角水泥磚 水泥 3.10 g/cm³ 36580 kg

水泥砂漿

水泥 3.10 g/cm³ 5900 kg 砂 1.51 g/cm³ 17700 kg 保麗龍 發泡聚苯乙烯 0.015 g/cm³ 117 kg

發泡混凝土

水泥 3.10 g/cm³ 13570 kg 砂 1.51 g/cm³ 27140 kg 油毛氈 油毛氈 0.5 g/cm² 2950 kg 資料來源：林志成建築事務所 (100 年)、信義區公所 (100 年)

本研究依據上述綠屋頂層與原一般屋頂的材質資料，分別就原一般屋頂假 設更新防水隔熱層週期 20 年，15 年與 10 年情況以 Simapro (Goedkoop, 2008) 軟體進行生命週期分析，以生命週期 40 年，比較兩者環境衝擊差異，並 據以分析綠屋頂環境效益，評估方法部份，因為 CML 2(Saiz et al., 2006) 可評估大部份環境衝擊，而 Impact 2002+ (Humbert et al., 2005)則可以依據 四類衝擊分別給予單一級分，比較上較方便，故本研究分別以 CML 2 與 Impact 2002+兩方法進行評估及比較。

原一般屋頂在壽命假設為 10 年、15 年及 20 年下，以 CML 2 方法評 估各項環境衝擊的影響如表 4.9 所列，主要環境衝擊為地球暖化(Global warming)、人類毒性(Human ecotoxicity)、水體、海洋與陸域毒性(Fresh water aquatic、Marine aquatic &Terrestrial ecotoxicity)等五項，其它環境衝擊量則 較少，各項環境衝擊量由一般屋頂壽命 10 年開始遞減，一般屋頂壽命 15

64

年的環境衝擊量大約是一般屋頂壽命 10 年環境衝擊 75%，在一般屋頂 20 年的情形則是 50%。

設置綠屋頂後環境衝擊差異，為加綠屋頂後各項環境衝擊與一般屋頂 的差異，差異如表 4.10 所列，差異值為更換綠屋頂各項環境衝擊量與原一 般屋頂環境衝擊量之比值，在一般屋頂壽命為 20 年時，上述五項環境衝 擊中，主要以海洋水體毒性環境衝擊減少量最多，由 15828.0834 kg 1,4-DB eq /m²降至 8175.23 kg 1,4-DB eq /m²，減少 49%以上，其它人類毒性、水 域生物與陸域生物毒性減少量有 45%至 49%左右的減少比例，其它環境衝 擊部份，減少衝擊量較少，環境衝擊減少比例在 40%至 49%左右；一般屋 頂壽命為 15 年與 10 年時的環境衝擊由於更換次數較多而較大，也因而與 綠屋頂的差異亦擴大，其中人類毒性、水域生物與陸域生物毒性兩項環境 衝擊減少量主要是來自於綠屋頂延長一般屋頂壽命的效益，增加一般屋頂 壽命，減少防水隔熱層更換次數，因而減少五角水泥磚、水泥砂漿、發泡 混凝土等建材更換，所產生環境衝擊量因此下降，其它如地球暖化等環境 衝擊減量亦以綠屋頂對一般屋頂延壽效益所產生。

案例 C 節能部份的環境效益結果如表 4.12 所列，在 40 年生命週期間，

其節能量為 30.6 萬度，將此量輸入 Simapro 估算其在各面向的影響量，主 要面向為地球暖化、人類毒性、水域生物與陸域生物毒性等，地球暖化約 是 11 萬 kg CO2 eq，人類毒性、水域生物與海洋生物毒性則是人類與水域 生物毒性兩項約是 35000kg 1,4-DB eq 左右，海洋生物毒性 8× 10⁷kg 1,4-DB eq。

65 Ozone layer

depletion Fresh water

aquatic ecotox.

kg 1,4-DB eq 3898.0 5847. 0 7796.1

66

表 4.8 案例 C 綠屋頂環境衝擊差異¹

影響類別 單位 GR CR20 CR15 CR10 Abiotic depletion kg Sb eq 188.7439 118.16 271.611 425.063

61.5% 41.0% 30.7%

Acidification kg SO2 eq 94.35302 70.6873 153.207 235.728 57.2% 38.1% 28.6%

Eutrophication kg PO4--- eq 20.06762 15.9222 33.917 51.9119 55.8% 37.2% 27.9%

Global warming (GWP100)

kg CO2 eq 49679.93 42997 89335.5 135674 53.6% 35.7% 26.8%

Ozone layer depletion (ODP)

kg CFC-11 eq 0.002307 0.00214 0.00436 0.00658 51.9% 34.6% 26.0%

Human toxicity kg 1,4-DB eq 6057.836 5191.09 10815.5 16440 53.9% 35.9% 26.9%

Fresh water aquatic ecotox.

kg 1,4-DB eq 2059.095 1838.94 3787.95 5736.97 52.8% 35.2% 26.4%

Marine aquatic ecotoxicity

kg 1,4-DB eq 4823390 4515179 9184464 1.4E+07 51.7% 34.4% 25.8%

Terrestrial ecotoxicity kg 1,4-DB eq 85.60023 67.573 144.16 220.746 55.9% 37.3% 27.9%

Photochemical oxidation kg C2H4 4.536344 3.35529 7.30111 11.2469 57.5% 38.3% 28.7%

1差異值為改用綠屋頂後各項環境衝擊剩餘值，GR 為綠屋頂含一般屋頂環 境衝擊，CR20、15 與 10 則為一般屋頂壽命分別為 20 年、15 年及 10 年下綠屋頂與一般屋頂的環境衝擊差異量。

67

表 4.9 案例 C 綠屋頂節能環境衝擊差異²

影響類別 單位 GR

Abiotic depletion kg Sb eq -838.455 Acidification kg SO2 eq -196.486 Eutrophication kg PO4--- eq -246.123 Global warming (GWP100) kg CO2 eq -110004 Ozone layer depletion (ODP) kg CFC-11 eq -0.00923

Human toxicity kg 1,4-DB eq -36443.7 Fresh water aquatic ecotox. kg 1,4-DB eq -38840.9 Marine aquatic ecotoxicity kg 1,4-DB eq -8.1E+07 Terrestrial ecotoxicity kg 1,4-DB eq -99.5132 Photochemical oxidation kg C2H4 -11.3526

2差異值為為綠屋頂節能所減少之環境衝擊。

原一般屋頂以 Impact 2002+法(Humbert et al., 2005)評估結果如表 4.12 所列，主要環境衝擊為 Aquatic ecotoxicity、Terrestrial ecotoxicity 與 Global warming 等三項，其它衝擊量則較少，一般屋頂壽命為 20 年、15 年與 10 年各項環境衝擊比例則與使用 CML 2 法結果相似，以壽命 10 年最多，壽 命 15 年與 20 年約是壽命 10 年的 75%與 50%。在一般屋頂壽命 20 年情況 下，綠屋頂安裝後環境衝擊差異如表 4.13 所列，環境衝擊減少量雖以 Aquatic ecotoxicity 與 Terrestrial ecotoxicity 兩項量最多，分別由 2275591 與 535138.8 減低至 1799637 與 433238.5，但兩項減少比例在 20%左右，其

68

它面向則是在 50%左右，在一般屋頂壽命 15 年與 10 年，環境衝擊減少比 例則依等比例增加。

表 4.10 案例 C 一般屋頂以 Impact2002+法所估算之環境衝擊

影響類別 單位 CR20 CR15 CR10

Ozone layer depletion

kg CFC-11 eq 0.004479 0.006719 0.008958 kg CFC-11 eq/m² 0.0 0.0 0.0 Aquatic

ecotoxicity

kg TEG water 2275591 3413387 4551182 kg TEG water /m² 3,050.2 3,856.9 5,785.4 Terrestrial

ecotoxicity

kg TEG soil 535138.8 802708.2 1070278 kg TEG soil/m² 734.3 907.0 1,360.5 Global warming kg CO2 eq 91019.1 136528.7 182038.3

kg CO2 eq/m² 82.6 154.3 231.4 表 4.12 案例 C 綠屋頂環境衝擊差異

影響類別 單位 GR CR20 CR15 CR10 Ozone layer

depletion

69

原一般屋頂在壽命假設為 10 年、15 年及 20 年下，以 Impact 2002+法 (Sébastien Humbert et al., 2005)綜合級分進行評估，結果如圖 4.18 所示，由 結果顯示，主要為氣候變遷部份影響最大，其次為自然資源與人類健康，

GR CR20 CR15 CR10

PT

Resources Climate change Ecosystem quality Human health

70

能部份因為案例 D 下方教室並無設置空調系統，並無進行分析，故案例 D 未對兩部份進行評估。

表 4.12 案例 D 綠屋頂層組成

名稱 組成 密度或單位重 使用量

基質

陶粒 0.3 g/cm³ 316kg 培養土 1.8g/cm³ 1620kg 過濾綿 不織布 6g/m² 1kg 排水板 聚氯乙烯 0.0998g/cm² 64kg 防水布 聚乙烯 50.92g/ m² 2kg 資料來源：大溪高中(100 年)

原一般屋頂部份，屋頂組成資料由校方提供，材質資料部份亦是詢問林志

原一般屋頂部份，屋頂組成資料由校方提供，材質資料部份亦是詢問林志