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臺灣近零能源建築設計與推動策略之探討  132

第五章  臺灣近零能源建築之量化評估

第三節  臺灣近零能源建築設計與推動策略之探討  132

從前一節的近零能源建築量化評估,以及第三章近零能源住宅的案例可知,小 規模的單戶住宅因耗能單純,加上有充足的屋頂面積及空地面積,因此在不考慮任 何設備成本的情形下,均有達成 ZEB 的潛力。然而臺灣地狹人稠,尤其居住型態大 多為中高樓層的集合住宅,要利用 on-site 的再生能源來達成 ZEB 的平衡有相當 大的限制。因此必須先儘可能的提升住宅本身的節能效率,其次利用太陽能做為主 要再生能源進行彌補。

就目前的技術條件而言,臺灣住宅最大節能效益可達 34%,但參考國外 2025 年的 ZEB 試算條件,未來的空調與照明節能技術仍會持續進步,加上其他能源的 開發利用、BIPV 的整合、雲端控制技術的應用,未來即使是中高層的建築,也有 達成 ZEB 的可能。

一、ZEB 的設計策略

1. 節能設計技術的應用

欲達成 ZEB 的目標,除了運用各種節能技術之外,更重要的是被動式設計和主 動式設計的整合,善用光和風等的自然能源,減少設備的能源消耗,系統化的整合 設計至為重要。ZEB 節能設計的對策包括 3 個層面:

(1)耗能減量對策:利用建築規劃設計的方式,在基地選址上對應當地氣候特 色、運用各種被動式的節能設計手法來降低建築外殼負荷、降低外氣負荷、

降低室內熱負荷

(2)機器設備對策:空調、熱源輸送、照明設備的高效率化

(3)能源使用對策:採用低碳排的能源、利用再生能源、開發未利用之能源 2. 建築控制管理系統

ZEB 必須對建築物的耗能負荷進行精準的動態控制,並且要能維持建築節能與 環境舒適性的平衡。

(1)設備的整合:空調+照明+IT 設備機器

(2)設備與使用者的整合:無人狀態時的空調、照明控制、感知設備的活用

(3)建築負荷追蹤控制系統:紀錄各種機器的最高效率、能源使用情形、未來 氣象對應之空調模式控制…等

(4)各個建築物間的系統整合 3. 建築能源的活用

(1)既有能源的活用

臺灣的地狹人稠,建築多為高密度且面積狹小的中高層大樓,因此未來若要全 面的推動 ZEB 政策,有必要發展連結複數建築群的能源網絡,使能源設施共有化,

讓同一區域內的建築物能共用同一套空調系統,例如日本橫濱市著名的「3施設 ESCO 事業」就整合體育中心、療養中心與醫療中心 3 棟建築物的空調冷暖房系統,

估計約可減少 20%~30%的耗能(圖 5-11)。

此外,法國巴黎將廢棄物燃燒的熱能,透過城市的蒸氣網路進行再利用,也是 將城市未利用能源最大化的借鏡。未來在能源利用的面向上,還需包括降低能源費 用、區域開發的定位、省能效率評估方法的確立等,才能提升整體能源的運用效率。

(2)未利用能源的活用

熱泵是吸收熱,並將其轉換成熱能的裝置,除了吸收大氣中的熱能,還能活用 目前尚未開發利用的熱能,如地中熱、其他工廠排放廢熱等,即能發揮更多效益。

圖 5-11 橫濱市 3 施設 ESCO 事業空調系統整合案例

(資料來源:http://www.energy-advance.co.jp/case/view/10)

(3)再生能源的使用限制條件考量

前述有關再生能源的替代率與 ZEB 的達成潛力計算固然有其依據,但實際在 規劃設計上,也必須考慮到再生能源的使用限制條件。以太陽能光電為例,臺灣北 中南三區的日射量不同,故設置容量也有所不同,而在「建築整合型態陽光電系統 BIPV(Building Integrated Photo Voltaic)」的設計中,太陽能光電板的設置必 須考慮方位座向、傾斜角度、鄰房及鄰近障礙物的相對位置,否則一旦產生屏蔽,

將會降低光電板發電效率,故建議仍以「獨立型建築」及「屋頂面」做為優先設置 考量,而後再思考立面整合太陽能光電設計的可行性。尤其薄膜型太陽能電池運用 於建築立面時,會降低可見光的透過率,不利於室內採光,也不便開窗,因此也未 必全然適用於對於通風採光要求較高的住宅類建築。其他再生能源如風力發電、地

熱利用等,也都有基地條件的限制性,必須詳加考量,才能發揮太陽能光電發電的 最大潛力。

4. 建築能源管理系統

透過建築能源管理系統,能夠將複雜的數據進行標準化與診斷分析,來檢視 ZEB 的效能與成本。同時若能將建築能源數據標準化,不僅能整合各項設備機器間 的介面,也有便於複數建築物的群組管理。

二、ZEB 的政策推動策略

1. 強化建築節能基準

我國目前的建築節能法令訂於《建築技術規則》第十七章,主要針對建築的外 殼耗能進行規範,但外殼耗能基準制訂迄今尚未有所調整。推動 ZEB 政策的第一 步,應是提升現行的建築節能法規基準,並制訂中長期的建築節能目標,逐步地提 升法規門檻,並使一定規模以上的新建建築物能適用之。

2. 建立建築能源標示制度

「建築能源效率標示制度」在歐洲已推行多年,透過標示制度將建築耗能進行 能源效率分級,並改善效能不佳的建築物,已有顯著的成效。尤其 ZEB 並非僅關注 於建築外殼耗能,也須計入空調、照明、設備等耗能以提供建築整體的耗能結構,

加上目前生命週期探足跡評估 BCF 法已可於設計階段進行完整詳盡的耗能評估,

大幅降低能源標示分級的難度,因此建築能源標示制度更有其必要性。

3. 執行長期的建築耗能盤查

不同類型建築間的耗能差異其實頗大,因此應就不同的建築使用類型訂立不 同的耗能基準,方能反映真實的耗能情形。再以美國的CBECS(Commercial Buildings Energy Consumption Survey)為例,其定期收集商業建築的耗能資訊,

包括建築特點、能源消耗和支出,成為許多能源政策推行的依據,反觀臺灣的建築 耗能資料調查困難,欠缺詳細的建築能源基本普查資料,其實不利相關能源政策的

推動。建議運用政府公權力進行各類建築的長期的建築耗能盤查,建立詳實完備的 建築耗能基礎資料庫,有利於我國未來推動建築能源政策的依據。

4. 獎勵 ZEB 設計

ZEB 建築為了進一步建築效能,並且有效地運用再生能源,在前期的技術開發 與設備投入均需可觀的資金,雖然在建築使用的中長期階段能透過節能效率進行 回收,但由於再生能源設備的回收期間很長,因此從獎勵的觀點,應給予 ZEB 開發 設計者資金面的支援與獎勵,例如稅制的減免等,例如日本取得認證的住宅可享有 所得稅、登錄免許稅、不動產取得稅以及固定資產稅的減免,民眾在購買具備較佳 的省能以及耐震性的住宅時,可以有較多的課稅抵扣額。

尤其既有建築物的節能改善能大幅提昇環境效益,但又較新建建築物更不容 易達成 ZEB 的目標,所以更應該利用鼓勵更多的既有建築投入節能改善的行列,

以實際折減的節能效果做為獎勵措施。

5. 擬定 ZEB 推動目標與執行期程

未來政府應立即著手訂立明確的目標期程,例如以 5、10 年為一階段目標,並 參考國際 ZEB 目標關鍵年(2030 年、2050 年)的目標採取相關的配套節能標準與 獎勵措施,展示我國推動近零能源建築的決心與執行力,並促進建築技術產業的再 升級。

第六章 結論與建議