第一章 緒論
第一節 研究緣起與背景
全球暖化與氣候變遷的議題持續受到全球關注,從2011 年12 月在南非德班(Durban)召開的聯合國氣候變化綱要公約(UNFCCC)
第17次締約國會議(COP17)、2012 年12 月在卡達杜哈開的UNFCCC COP18 會議,到2013 年11 月在波蘭華沙召開的UNFCCC COP19 會議,
均確認了全球必須努力把溫度上升控制在1.5~2℃的範圍以內,但另 一方面,由於全球經濟面臨成長衰退的隱憂,各國的減碳承諾與減 碳路線開始產生動搖,國際間許多需要仰賴大量資金挹注的綠能產 業與減碳措施,受到金融不確定性因素的影響,面臨被迫暫停或縮 小規模的窘境。許多政府不得不開始思考如何在產業發展和促進環 境永續之間找到一個平衡點,並且尋找新的科技與生活型態來支撐 相關永續政策的推動,以建築部門而言,「Green by ICT」及「ICT for Green」的概念,已被視為兼顧帶動產業發展及確保環境永續的 發展策略,在此背景下,全球主要國家對於「綠建築」與「智慧建 築」所能發揮的減碳效益與產業推升效益,均予高度重視,並催化 了建築節能與綠色建材的快速發展。
面對氣候變遷的嚴肅課題,上世紀末全球發展出新的「永續發 展(Sustainable Development)」思維,已成為人類最重要的課題,
國際上不論地區國家,都必須加強對當地的環境努力及強化國際間 相互的合作,以謀求人類最大的福祉。世界各國,包括美國、歐盟、
日本等國際組織及國家,皆積極倡導環境保護,發展節能減碳的綠 建築,期降低對環境的衝擊。「綠建築」在歐洲稱為「永續建築-
Sustainable Building」、日本稱為「環境共生建築- Symbiosis Housing」,美加與臺灣都稱為「綠建築- Green Building」,除名 稱差異外,其基本理念大致相同。目前全球各國已經有 26 個國家建 立綠建築標章制度。臺灣從 1991 年左右,即體認建築開發與使用對 生態環境、資源與能源耗用等議題之重要,積極致力於綠建築、綠 建材與永續環境技術的研究發展,並在 1999 年底建立綠建築標章評 估制度,為全球第 4 個實施具科學量化的綠建築評估系統,也是第 一個適用於熱帶及亞熱帶的評估系統,推動以來深獲各界的肯定與 支持,成效極為顯著。
另一方面,隨著建築物逐漸朝向密閉化、空調化發展,室內環 境品質逐漸受到重視。「綠建材標章制度」的推動,便是基於源頭 管制的概念,希望透過優質建材的選用,降低潛藏在室內環境中的 危害因子、提高居住環境的舒適度,同時也兼顧環境友善、資源再 利用等面向。此外,近年來國際上逐漸興起綠色貿易及綠色經濟的 風潮,許多國家都把環境保護產品與綠色採購制度連結,國內建材 若想要進入國際綠色貿易市場,必須積極進行產業升級與轉型,並 設法符合相關綠色規範。綠建材標章制度係參酌國際間相關建材標 章精神、檢測程序及評定基準,並依本土氣候環境、產業現況,擬 定相關制度,提出評定項目及評定基準,並自 2004 年 7 月開始受理 綠建材標章申請。綠建材標章初期屬推廣及自願申請性質,惟為加 強推廣應用,自 2006 年 7 月起,於「建築技術規則」明訂供公眾使 用之建築物室內裝修應採用 5%以上的綠建材,2009 年修正提高其 使用率為 30%,2012 年 7 月開始,更將使用率提升至 45%,並增 列戶外鋪面部分需使用 10%以上的綠建材,其規定內容為:「建築 物室內裝修材料、樓地板面材料及窗,其綠建材使用率應達總面積
第一章 緒論
百分之四十五以上,建築物戶外地面扣除車道、汽車出入緩衝空間、
消防車輛救災活動空間及無須鋪設地面材料部分,其地面材料之綠 建材使用率應達百分之十以上」,在建築法令的強制規定下,帶動 了臺灣綠建材的產製及消費風潮。
第二節 研究目的
我國綠建築指標中包含「日常節能指標」,其內涵又包括照明 節能、外殼節能、空調節能等,而以外殼節能而言,外牆的面積雖 然較大,但是屋頂是直接受到太陽熱紅外線的照射,受熱情形較外 牆嚴峻,因此,屋頂隔熱對於建築的節能效益值得進一步確認。此 外,臺灣地區五層樓以下的公寓或透天建築仍占多數,目前許多公 寓或透天頂樓搭蓋鐵皮屋頂,未來隨著頂樓違建的減少,屋頂隔熱 的需求性亦可能隨之增高。在綠建材標章制度部分,目前雖已將隔 熱玻璃納入高性能綠建材中予以評定,惟對於屋頂與外牆的隔熱材 料並無相關評定基準。
過去的研究鮮少針對屋頂隔熱的節能效益進行單獨探討,大多 是將屋頂和外牆視為建築外殼的整體,相關研究雖顯示外殼隔熱的 節能效益甚低,但其反應的狀況不足以確認屋頂隔熱對頂樓單一樓 層的隔熱效益,此外,為進一步探討隔熱材料的效益,本所去年曾 於實驗屋進行屋頂隔熱的量測與模擬,量測結果顯示屋頂隔熱的空 調節能效益達到 18%,但是程式解析結果節能效益只有約 2-3%,
兩者差異甚大,值得進一步予以驗證。
此外,綠建材標章中,目前僅有高性能節能玻璃與建築節能直 接相關,許多民間業者多年來一再反應希望加入隔熱材料的評定項
目,因此本研究目的便是希望釐清屋頂隔熱材料性能對於屋頂層的 節能效益,以作為是否繼續推廣屋頂隔熱措施之參考依據,並期能 透過解析軟體模擬不同性能隔熱材料對於建築空調節能的影響量,
從中評估最適的隔熱材料綠建材評定基準。
本研究之目的,說明如下:
1. 收集國內外有關建築節能與隔熱材料有關之法規(如 ENVLOAD、
Req、AWSG)與文獻,並針對文獻進行回顧及探討。
2. 收集國內外有關隔熱材料評定基準(如環保標章、能源之星),
並調查市隔熱建材之性能及隔熱原理。
3. 以本土之建築節能影響因子及建築相關參數,建構隔熱材料分 析模型,解析隔熱材料之差異對建築耗能之影響。
4. 根據市售隔熱材料性能調查結果與建築耗能解析結果,研擬高 性能隔熱材料之評定基準
第三節 研究流程
建築物節能減碳之相關關鍵技術、設計、設備繁多,與節能有 關的建材亦非常多元,本研究係彙整隔熱材料相關應用及發展現況,
並配合建築法規與綠建材基準,透過動態耗能解析的方式,評估隔 熱材料對於建築耗能之影響程度,本研究之研究方法如下,研究流 程與步驟,詳圖 1.1 所示:
1. 調查並蒐集國內外有關隔熱材料之定義、基準及節能效益之文 獻。
2. 調查國內市售隔熱材料之性能分佈、用途等相關資料,以瞭解 實務上隔熱材料的應用及產業現況。
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3. 建立 RETScreen 分析模型,並以節能實驗屋為分析對象,解析 隔熱材料對於建築頂樓之節能效益。
4. 根據國內外文獻、市售隔熱材料性能分佈及實驗屋節能解析結 果,研擬國內綠建材高性能隔熱材料評定基準。
圖 1.1 研究流程
第四節 預期成果
本研究之預期成果,說明如下:
1. 完成國內外隔熱材料相關文獻蒐集。
2. 完成國內外隔熱材料相關基準調查與比較分析。
3. 量化不同性能之隔熱材料對建築節能之影響程度。
4. 完成綠建材高性能隔熱材料評定基準之研擬。