第一節 研究緣起與目的 一、研究緣起
我國長期以來一直是能源短缺的國家，根據 103 年全國能源會 議最新資料顯示，台灣目前每年仍有 98%的能源仰賴進口，若檢視 我國各部門之能源消費結構，可發現住宅及服務業部門（亦即早期 所謂之住商部門）合計約佔 23%，可見建築物每年所消耗之能源，
就約佔全國四分之一，這些建築物普遍存在耗能及不符生態環境等 問題，若能從這些類建築著手進行節能改善，對於我國整體之能源 消費節省及降低溫室氣體排放，將有莫大貢獻。
為因應全球氣候變遷，節能減碳已為各國永續發展工作重點，
亦為我國施政主軸。然而台灣地區的既有建築物佔全國建築物總量 高達 97%以上，為帶動所有建築物逐年降低耗能，我政府自 100 年 起推動「政府機關及學校四省（省電、省油、省水、省紙）專案計 畫」，作為示範並引導民間採行節約能源措施。該專案強制要求中央 及地方之政府機關及學校每 年用電量、用油量及用水量以負成長為 原則，其中每年用電量以較前一年減少 1%為原則，並以 96 年為基 期年，至 104 年時以總體用電量節約 10%為目標，以具體行動帶動 民間響應節能減碳政策。
內政部建築研究所﹙以下簡稱本所﹚從 92 年開始辦理綠廳舍及 建築能源效率提升改善計畫，針對中央廳舍及國立大專院校選擇具 改善潛力之既有建築物，進行綠建築改善及節能改造示範計畫，以 引導建築物進行節能改善。總計 92 年至 103 年期間已完成綠廳舍類 改善 212 案、建築節能類改善 297 案，可說是既有建築改善之先驅 及典範，除能提高既有建築物能源使用效率及減緩都市熱島效應外
，同時達到帶動我國相關綠能產業發展之目標。
經統計至 103 年本所進行之外殼耗能、屋頂隔熱及外遮陽等改 善案例累計達 96 案，除能有效降低建築外周區之空調耗電外，對於 室內熱負荷亦有很大程度改善。惟上述改善手法執行至今，僅能以 經驗方式推估其節能成效，缺乏較精準之量化方式去計算其節能改 善效益，且對於室內環境舒適度改善之成效說明亦較無深入著墨。
二、研究目的
本研究將先回顧整理有關建築物屋頂隔熱以及室內熱舒適度等 之基礎理論文獻資料，並收集國內之屋頂隔熱常見設計型式及法規 檢討，以及相關節能成效推估方式。
研究過程將透過電腦數值模擬方式（採用 EnergyPlus 軟體），
根據 ENVLOAD 設計重點，選定假想之模擬建築物，同時整理欲分 析之屋頂隔熱型式作為本研究模擬對象，配合台灣不同地區之氣候 條件參數，分別模擬出該假想建築物之空調耗電量及室內環境舒適 度（將採用 PMV 指標作為分析標的），最後可分析探討建築物受屋 頂隔熱降低 U 值、建築物立面開窗率、朝向比例及所在地區等變因 下，與空調耗電量及室內熱環境舒適度之關聯性。
本研究之最終目的，係期望透過上述電腦數值模擬結果，可建 立建築物於不同屋頂隔熱條件下之改善成效資料庫，進而可交叉比 對分析得知在上述不同因子下，何種情況其改善成效較佳，以及其 關聯程度。除可作為本所後續辦理「建築節能與綠廳舍改善補助計 畫」之屋頂隔熱補助案例之事前評估改善效益參考依據外，亦可供 一般民眾或業界參考。
第二節 研究方法與流程 一、研究方法
本計畫之具體目的，為建置台灣本土常見之屋頂隔熱型式其改 善效益資料庫，並研擬其最佳改善效益之適用情況，其中所採用之 研究方法主要包括以下項目：
1、文獻回顧法：
收集整理我國屋頂隔熱常見之設計型式、法規檢討及成效推 估方式等相關資料，並整理有關建築日照、屋頂隔熱以及室 內熱舒適度等之基礎理論文獻資料。
2、專家諮詢法：
本研究將與國內專家學者諮詢請益有關屋頂隔熱節能效益 評估模式及電腦模擬能耗軟體之技術問題，並配合調整修正 建模資料。
3、數值模擬法：
採用電腦數值模擬方式（例如 EnergyPlus 等建築能源模擬軟 體），模擬屋頂隔熱及屋頂綠化於改善前、後，對於建築物 耗能狀況及室內熱環境舒適度（例如 PMV 及 PPD 指標）之 模擬結果。
4、比較分析法：
針對模擬建物於不同地區及屋頂隔熱條件下，分別進行模擬 並交叉比對其改善成效，分析其差異及關聯性。
5、總結法：
綜合上述相關資料進行綜合分析後，研擬所模擬各案之屋頂 隔熱及屋頂綠化，其節能及室內熱環境舒適度改善成效。整 理分析所模擬案件中，對於不同地區、屋頂隔熱條件下，何 種條件情況下之改善效益較佳。
二、研究流程
本計畫之研究流程，詳圖 1-1 所示：
圖 1-1 研究流程圖 (資料來源：本研究整理) 確立研究標的與範圍
文獻收集
分析我國屋頂隔熱常用之 工法、法規檢討及成效推
估方式等相關資料
探討有關建築日照、屋 頂隔熱以及室內熱舒適
度等之基礎理論
實際屋頂隔熱改善案例 介紹與成效分析
專家學者意見諮詢
結論與建議
期中報告
進行電腦數值模擬與資 料分析
設定模擬建築物及屋頂 隔熱類型等相關參數
成果報告
第三節 文獻收集項目
依據本計畫研究之目的及研究內容，本計畫擬收集下列相關文 獻及資料，以作為進行數值模擬分析時之建模依據。預定收集之文 獻資料項目如下：
我國屋頂隔熱及屋頂綠化常見之設計型式、相關規範、法規檢 討及成效推估方式等資料。
建築日照及屋頂隔熱相關基礎理論文獻。
室內環境熱舒適度理論文獻。
臺灣地區主要城市之 TMY3 標準氣象年資料。
EnergyPlus 相關文件及操作手冊。
本計畫將彙整上述資料進行分析探討，詳細探討內容將於後面 各章節說明。
第四節 研究成果
本計畫之研究成果，說明如下：一、 完成蒐集有關建築日照、屋頂隔熱、屋頂綠化、熱傳遞及室 內熱舒適性等基本理論之相關文獻。
二、 完成常見屋頂隔熱及綠屋頂改善手法之實際案例探討，並提 出其改善後節能成效之簡易估算模式。
三、 完成不同屋頂隔熱 U 值及屋頂綠化條件下之建築耗能及室內 熱舒適度（例如 PMV 或 PPD 指標）之模擬及分析。
四、 可供作為本所後續辦理「建築節能與綠廳舍改善補助計畫」
屋頂隔熱及屋頂綠化補助案例之事前評估參考依據。