第三章 研究流程與方法
3.2 案例資料收集與整理
3.4.3 資料庫參數輸入
在綠屋頂原料、使用維護部份，為供 LCA 軟體評估，需考慮以下參 數。
1. 原料部份：綠屋頂組成資料，估算各單元原料比重，計算所使用 原料使用量，本研究就兩案例所提供資料進行輸入。
2. 運輸部份：考慮材料運輸需要，一般多採用 LCA 軟體內建值估算 之，本研究採用 Simapro 內建資料庫。
3. 能量消耗：在建置過程或在維護部份器材使用所產生之消耗甚微，
主要為綠屋頂在使用過程對於建築物節能效益，本研究以 3.4 節 能部份評估方法所得節能量，進行環境效益評估。
4. 維護部份：主要在使用階段，綠屋頂植物與基質置換率。
一般屋頂主要考慮建築物結構上方部份(不含鋼筋結構部分)，主要分 為原料、運輸及維護部分，以下分別說明之。
1. 原料部份：本研究採用建築師事務所所提供之資訊，包括水泥磚、
水泥砂漿、保麗龍、油毛氈等建材原料使用比與用量，配合屋頂 面積各層厚度，估算原料使用量。
2. 運輸部份：因本研究未收集一般屋頂各原料產地資料，且部份資 料收集較為困難，故本研究未考量一般屋頂原料運輸部份。
3. 維護部份：一般屋頂維護主要是檢視等，環境衝擊不大，主要的 維護工作是防水層更換，且更換時即需要更換屋頂，唯目前並沒 有找到國內防水層的平均更換年限，故本研究採用 10、15 及 20 年三個不同年限進行評估。
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3.4.4 綠屋頂減碳效益評估
綠屋頂減碳效益評估部份，本研究主要以綠屋頂節能效益、LCA 模式 所評估與綠屋頂表面植物固碳效益三方面估算。
1. 綠屋頂節能：利用 E+與 1D-HF 模式模擬出年節電量，配合臺灣電力 公司所提出之發電廠碳排放係數，估算綠屋頂節能部份減碳量，電廠 碳排放使用 98 年資料，將各種類發電碳排放係數依所占發電百分比 加權平均，以 0.612kg CO2e/度計算。
2. 表面植物固碳效益：本研究使用 Getter et al.(2009)所提出之綠屋頂兩 年單位面積固碳量 1.375kg/m2進行估算，生命週期 40 年，每年固碳 量為 0.687 kg/m2。
3. LCA 模式：利用 LCA 模式對案例 C 進行生命週期評估，估算綠屋頂 與一般屋頂二氧化碳當量差，估算其減碳量。
計算上述三部份綠屋頂減碳量，以評估綠屋頂減碳效益。
3.4.5 綠屋頂建築環境效益評估
本研究案例建築物綠屋頂為一般屋頂上方加裝設置薄層型綠屋頂，考 慮綠屋頂對於屋頂保護作用與環境效益，本研究利用 Simapro 軟體對案例 建築物分別就未設置綠屋頂與設置綠屋頂兩狀況，在生命週期間，評估以 下部份。
1. 初設原料使用情況：一般屋頂所使用原料，如鋼筋、水泥、防水 層用料與綠屋頂原料包括植物、基質、排水板、透水布、防水層 等部份用量對環境衝擊差異。
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2. 維護上的原料使用情況：一般屋頂與綠屋頂在生命週期間，屋頂 維護與綠屋頂置換部份原料使用差異。
3. 在綠屋頂生命週期間，一般屋頂與綠屋頂所產生節能效益，進行 環境效益評估。
綜合上述各項進行環境衝擊分析，比較一般屋頂與綠屋頂環境衝擊差異，
以兩衝擊差距作為環境效益，以評估綠屋頂環境效益。
3.5 綠屋頂成本推估
在進行成本效益評估之前，有必要先收集建立綠屋頂成本資料，本研 究雖亦針對密集式綠屋頂案例進行節能模擬，但由於該案例已建置很久，
不易找到具代表性成本資料，且密集式綠屋頂的型式差異很大，成本及維 護等需求均較高，建置密集式綠屋頂的比例不高，故本研究主要針對薄層 綠屋頂建立成本資料，以作為後續進行成本效益評估之依據。
參考國內外相關文獻(Wong et al., 2003; Carter and Keeler, 2008;錫鎦基 金會，97 年)，綠屋頂成本主要可分為建製、運送、維護與更新等項目，
並考慮折現率，以下說明各項目之內容。
1. 建置成本：綠屋頂組成材料與建造花費，其中綠屋頂組成材料包 括植物、基質、排水板、透水布、防水層等部份。
2. 運輸成本：主要為在建製階段，材料運輸之花費。
3. 維護成本：有關綠屋頂後續養護成本，雖然國外文獻(Wong et al., 2003)曾考慮維護成本，唯不太適用於國內情形，故本研究未採用，
且由於國內薄層綠屋頂主要是種植養護較單純的植物為主，本研 究因而假設綠屋頂巡查、維護為所有人自行負責，未計算此部分
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表 3.2 臺灣電力公司各級電價
夏日 非夏日
110 度以下部分 2.10 元/度 2.10 元/度 111~330 度部分 3.02 元/度 2.68 元/度 331~500 度部分 4.05 元/度 3.27 元/度 501~700 度部分 4.51 元/度 3.55 元/度 701 度以上部分 5.10 元/度 3.97 元/度 整理自臺灣電力公司(101 年)。
減碳之經濟效益部份，本研究使用綠屋頂減碳效益估算雖國外已有收 碳稅，約在新臺幣 600 元至 4500 元/tonCO2e，但臺灣目前尚未收碳稅，故 本研究採用蕭(98 年)所建議 750 元/tonCO2e，估算綠屋頂減碳之經濟效益。
綜合上述兩項經濟效益，配合綠屋頂推估成本，評估綠屋頂成本效 益。
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第四章 結果與討論
本章說明及討論依據第三章所述之研究流程與方法進行之結果，主要 分為案例建築物介紹、綠屋頂 U-value、綠屋頂節能效益評估、案例建築 物綠屋生命週期評估及綠屋頂成本效益評估等部份部分，以下將依續說明 及討論。
4.1 案例建築
本研究案例分別為(A)環工館; (B)建成國中; (C)信義區公所與(D)大溪 高中，其中針對案例 A、B 及 C 進行綠屋頂節能減碳效益評估，針對案例 C 及 D 則進行生命週期評估，以下介紹各案例。
案例 A 為本校環工館，本研究假設在該館屋設置類似大溪高中型式之 薄層式綠屋頂，該館如圖 4.1 所示，為ㄇ字行建築，右方樓層一至五樓為 研究室，左方樓層三至五樓為研究室，兩樓層之間橫向樓層一樓為大廳，
二樓為所辦公室與會議廳，三至四樓則為教室與教授研究室。
右 側 研 究 室
教授辦公室與教室
左側 研 究室
圖 4.1 案例 A 環工館配置圖
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案例 B 為建成國中，部分屋頂有設置密集式綠屋頂，其下方有八間教 學用教室，四層樓，照明燈具每間 8 盞，空調設備為窗型冷氣 1 台，並無 使用其他電器，為一般上課用教室。
圖 4.2 案例 B 建成國中教室配置圖
案例 C 為臺北市信義區公所，為一長方型式辦公大樓，區公所屋頂設 置一薄層式綠屋頂，由臺北市錫鎦基金會委外建置，下表為該綠屋頂資 料。
表 4.1 案例 C 綠屋頂基本資料
植被 主要以萬年草、景天科等多種植物組成
基質 蛭石、真珠石與培養土 2:1 厚度 10 公分
排水層厚度 2 公分
綠屋頂面績為 590m2，種植植物種類繁多，但以萬年草與景天科為主，基 質部份則是以蛭石、真珠石與培養土混合而成，綠屋頂下方樓層為 11 樓 之辦公大樓，本研究除評估綠屋頂對信義區公所下方各層辦公室節能效益 外，亦對綠屋頂進行綠屋頂生命週期評估。
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案例 D 為桃園大溪高中，本研究於此綠屋頂進行 U-value 測量與生命 週期評估，唯下方教室未裝設空調系統，故本研究未進行節能效益評估，
下表為案例 C 綠屋頂資料。
表 4.2 案例 D 綠屋頂基本資料
植被 萬年草
基質 陶粒與培養土 2:1 厚度 8-10 公分
排水層厚度 2 公分
綠屋頂面績 36m2，由 4 個 9m2小正方型綠屋頂組成，種植植物為萬年草等，
基質則為陶粒與培養土以 2:1 進行鋪設，本研究於綠屋頂、其下方教室及 其旁未設綠屋頂對照組教室進行綠屋頂 U-value 測量。
4.2 案例建築物綠屋頂節能效益評估
本研究在估算案例 A、B 及 C 綠屋頂節能效益前，須先有 U-value 值，
以下首先說明由大溪高中所測量綠屋頂 U-value 結果，之後說明各案例節 能效益估算結果。
4.2.1 綠屋頂 U-Value
如 3.3 節之說明，估算綠屋頂降溫節能須要知道綠屋頂的 U-value，由 於未找到現成資料，本研究因而於大溪高中教室上方進行綠屋頂 U-value 實驗，實驗步驟請參見 3.3 節及附錄 A 之說明，本研究共監測綠屋頂三點 及作為對照組一般屋頂二點的數據，包括室內外溫度、內外表面溫度與熱 通量資料，並利用式 3.1 與 3.2 估算 U-value。
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GR-1 GR-2 GR-3
CR-1 GR-2
圖 4.3 大溪高中綠屋頂(GR)及一般屋頂(CR)監測點示意圖
監測點佈置如圖 4.3 所示，綠屋頂簡寫為 GR，一般屋頂為 CR，依所 測得之結果，綠屋頂部份不含量測初期較不穩定的數據，所估算的 U-value 值在 0.312 至 0.342 之間，對照組一般屋頂 U-value 值則是 1.312 左右，兩 測點結果相近，以下說明各點測量結果。圖 4.4 為各點之 U-value 估算結 果，圖 4.4 (a)為屋頂點 GR-1 依監測數據及式 3.1 與 3.2 所估算之綠屋頂 U-values，點 GR-1 為左下綠屋頂，萬年草生長情況良好。由於一開始數據 不穩定，故剔除前 200 分鐘的數據後作平均，依式 3.1 估算的平均值為 0.326，
依式 3.2 估算的平均值為 0.317，差異約 4%，基本上二個式子所得結果相 近，由於此點的植物生長情形較 GR-3 茂盛，故所測之 U-Value 值亦較 GR-3 低。
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0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000
U-value
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000
U-value
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000
U-value
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點 GR-2 依式(3.1)所得結果為 0.327，以式(3.2)估算值為 0.319，兩式估算 結果相近，兩式結果相差 2%，平均為為 0.323，點 GR-2 與點 GR-1 所估 算 U-value 值相近，都在 0.32 左右。
圖 4.4 (c)為點 GR-3 之 U-value 估算值，因植植物生長情形不佳，故測 量時表面幾無植被，兩式平均結果約 0.340，以式(3.1)估算結果為 0.342，
以式(3.2)估算則為 0.337，兩式結果相近，差距約 1%左右，因 GR-3 植物 生長情況較差，植物覆蓋率低，熱通量較大，因而 U-value 較高。
就上述三點測量結果，考慮點 GR-3 所測量之值為植物生長情況不佳 綠屋頂，故本研究以點 GR-1 與點 GR-2 所測量之結果平均，作為綠屋頂 U-value 值，此 U-value 值為綠屋頂含屋頂之值，如欲瞭解綠屋頂 U-Value 值，需估算對照組一般屋頂 U-Value，方能以式 3.3 估算綠屋頂本身的 U-value。
圖 4.5 為對照組一般屋頂 CR-1 與 CR-2 二點依測量結果所估算的 U-values。部份二點所估算 U-value 值在 1.32 左右，兩點式 3.1 所估算之值 皆微微高於式 3.2，屋頂材質主要為表層鋪設水泥砂漿與鋼筋水泥混凝土
圖 4.5 為對照組一般屋頂 CR-1 與 CR-2 二點依測量結果所估算的 U-values。部份二點所估算 U-value 值在 1.32 左右，兩點式 3.1 所估算之值 皆微微高於式 3.2，屋頂材質主要為表層鋪設水泥砂漿與鋼筋水泥混凝土