第三章 空調型建築
第一節 辦公廳類建築
1. 辦公廳類建築規範 (1) 評估指標
規範中以建築物外殼耗能量 ENVLOAD 作為辦公廳類建築評估指 標，其公式為：
∑
+
− +
−
= 20370 2.512*G 0.326*L*DH 1.079* (Mk*IHk)
ENVLOAD (3-1)
其中：
ENVLOAD：建築外殼耗能量 [Wh/m2 −fl−area⋅yr]
G：全年室內發散熱量 －建築物使用時段內，
全年室內人體與照明及設備發散熱量總值。
)]
yr area fl m /(
Wh
[ 2 − − ⋅
L：外殼熱損失係數 －建築物空調區與室外溫差
在絕對溫度 1K 時，單位空調樓地板面積在單位時間內進出建築 物外殼之熱量。
)]
K area fl m /(
W
[ 2 − − ⋅
Mk：k 方位外殼面之日射取得係數－建築物某方位空調區單位樓地 板面積全年取得之日射量，與建築物毫無遮蔽時取得日射量之
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比值。
DH：當地之冷房度時 [K⋅h/yr]－建築物使用時段內之逐時外氣溫高 於冷房基準溫度 23℃之全年溫差累算值。
IHk：當地 k 方位外殼之冷房日射時 －建築物使用時段 內某方位之逐時外氣溫高於冷房基準溫度 23℃時之全年總日射 量累算值。
)]
yr m /(
Wh [ 2 ⋅
(2) 氣候分區
建築節約能源設計技術規範將氣候區分成七大類如表 2-1，氣候參 數 DH 與 IHk 之值依據建築物所在氣候區，經由建築物節約能源設計 技術規範[27]查表而得。
(3) 評估基準
辦公廳建築物外殼耗能量 ENVLOAD 計算值應低於建築物節約能 源設計技術規範[27]之外殼耗能基準值 ENVLOADs，即 ENVLOAD
<ENVLOADs 如表 2-2。
2. 分析模型
假設同一建築物，分別使用輕質與常重骨材混凝土作為外牆材料，並 假設此建築物大樓其它結構系統均相同，僅將外牆與屋頂之常重骨材混凝 土替換為輕質骨材混凝土之條件下。在北、中、南、三氣候區中各取一地 區，共建立 6 種分析模型。
參考範例：綠建築設計技術規範與計算實例專輯(2005 年版)[28]，第二 冊－辦公廳類建築專用，以下為建築物基本資料：
範例：A 辦公大樓
建築高度 H：40.4m 總樓版面積：10480m2
地面層以上樓版面積：8880m2(約 2686 坪) 海拔高度在 200m 以下
配置圖(圖 3-1)
平面圖(圖 3-2、圖 3-3、圖 3-4)
立面圖(圖 3-5、圖 3-6、圖 3-7、圖 3-8) 剖面圖(圖 3-9、圖 3-10)
3. 計算建築外殼使用常重骨材混凝土及輕質骨材混凝土之外殼耗能量 (1) 假設此大樓位於北部氣候區的桃竹苗地區
Part A： 使用常重骨材混凝土做為建築物外殼實牆部主要結構，並依 據 BEEP-II 軟體操作步驟，在 BEEP-II 程式中依序輸入下列資 料：
Step1.材料設定
(a) 建築物外殼開口部玻璃材料: A 辦公大樓外殼玻璃開口部玻 璃材料之種類如表 3-1。
(b) 建築物外殼實牆部牆壁材料: A 辦公大樓外殼實牆部牆壁材料 之種類如表 3-2。
(c) 建築物外殼實牆部屋頂材料: A 辦公大樓外殼實牆部屋頂材 料之種類如表 3-3。
Step2.輸入各區樓地板面積 Afp、AFp
依外周區之空調區計算各層樓 Afp，因 ENVLOAD 之定義為單位 外周區空調樓地板面積全年冷房顯熱負荷量，因此在計算 ENVLOAD 時需考慮外周區空調樓地板面積 Afp 與 AFp，A 辦公大樓各層外周區 空調樓地板面積如表 3-4，其中：
AFp:外牆中心線起算深度 5m 內(外周區)之所有空調總樓地板面積 Afp:各層樓外周區空調樓地板面積
Step3.建築物外殼開口部份輸入
依照建築物開口方位，輸入空調區與非空調區之開口部份玻璃面
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積及外遮陽係數(Ki)，而遮陽係數的目的為加設遮陽板後，玻璃面所受 日射面積減小，玻璃面積也必須做適當修正才能夠減低誤差。A 辦公 大樓各方位空調區外殼開口材料、面積、遮陽係數及角度如表 3-5，非 空調區如表 3-6。
Step4.建築物外殼實牆部份輸入
依照建築物外殼實牆方位，分別輸入空調區與非空調區之外殼實 牆部份面積及屋頂面積，表3-7 及表 3-8 分別為 A 辦公大樓各方位空調 及非空調區外殼實牆部份材料、面積及角度。
Step5.計算結果
由 BEEP-II 軟體計算出 ENVLOAD 值為 60.86 小於基準值表 2-2，即：
ENVLOAD=60.86 < 80 [kWh/m2−fl−area⋅yr]
Part Ｂ： 使用輕質骨材混凝土做為建築物外殼實牆部主要結構
假設常重與輕質骨材混凝土建築物大樓之結構系統均相同，僅將 外殼實牆與屋頂之常重骨材混凝土替換為輕質骨材混凝土。且經由實 驗 證 明 得 知 ， 良 好 的 輕 質 骨 材 混 凝 土 其 熱 傳 導 係 數 ｋ 值 介 於 0.3~0.5[W/m⋅K]之間，此處假設ｋ值為0.5[W/m⋅K]做為計算。
在 BEEP-II 軟體中，修改下列資料:
(a) 建築物外殼實牆部牆壁材料: 如表 3-9 為 A 辦公大樓改用輕質 骨材混凝土後之外殼實牆部牆壁材料之種類。
(b) 建築物外殼實牆部屋頂材料: 如表 3-10 為 A 辦公大樓改用輕 質骨材混凝土後之外殼實牆部屋頂材料之種類。
即可計算出 ENVLOAD 值為 59.32 ]，小於基準 值，亦小於 Part A 計算結果。
yr area fl m / kWh
[ 2 − − ⋅
ENVLOAD=59.32 < 80 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
(2) 假設此大樓位於中部氣候區的中彰投雲地區
Part A： 使用常重骨材混凝土做為建築物外殼實牆部主要結構
由於建築物位址不同，其氣候參數 DH 與 IHk 也會不同。依建築 物節約能源技術規範[27]中規定辦公類建築位於桃竹苗地區 DH 及 IHK 如表 3-11，而辦公類建築位於中彰投雲地區之 DH 與 IHk 如表 3-12 所 示，在使用 BEEP-II 軟體計算 ENVLOAD 之值時，可在建築物資料欄 位中，選取其建築物位址，假設不改變此建築物之結構系統、海拔高 度及方位，僅將建築物位址由原先桃竹苗地區換至中彰投雲地區，得 到建築物外殼耗能量(ENVLOAD)值為 82.96 小於 中部地區基準值，即：
] yr area fl m / kWh
[ 2 − − ⋅
ENVLOAD=82.96 < 90 [kWh/m2 −fl−area⋅yr]
Part Ｂ： 使用輕質骨材混凝土做為建築物外殼實牆部主要結構
同理可獲得在中彰投雲地區，使用輕質骨材混凝土作為外牆實牆 部 主 結 構 時 之 建 築 物 外 殼 耗 能 量 (ENVLOAD) 值 為 79.97
，即：
] yr area fl m / kWh
[ 2− − ⋅
ENVLOAD=79.97 < 90 [kWh/m2 −fl−area⋅yr] (3) 假設此大樓位於南部氣候區的高屏地區
Part A：使用常重骨材混凝土做為建築物外殼實牆部主要結構
假設不改變此建築物之結構系統、海拔高度及方位，僅將建築物 位址由原先桃竹苗地區換至高屏地區，表 3-13 為高屏地區辦公廳類大 樓氣候參數DH 與 IHk 值，得到建築物外殼耗能量(ENVLOAD)值 107.07
，即：
] yr area fl m / kWh
[ 2 − − ⋅
ENVLOAD=107.07 < 115 [kWh/m2−fl−area⋅yr] Part Ｂ： 使用輕質骨材混凝土做為建築物外殼實牆部主要結構
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同 理 可 獲 得 在 高 屏 地 區 ， 使 用 輕 質 骨 材 混 凝 土 作 為 外 殼 實 牆 部 主 結 構 時 之 建 築 物 外 殼 耗 能 量 (ENVLOAD) 為
102.55[kWh/m2 −fl−area⋅yr]，即：
ENVLOAD=102.55 < 115 [kWh/m2−fl−area⋅yr] 4. 常重/輕質骨材混凝土外殼耗能量及空調費用之比較
將前面所得結果整理成表 3-14，由表 3-14 辦公廳大樓在北中南氣候區 使用常重與輕質骨材混凝土外殼耗能量之比較可知，如果在桃竹苗地區使 用輕質骨材混凝土做為外殼實牆部主結構，則 ENVLOAD 之值將可減少 1.54 ，也就是每年每單位外周區空調樓地板面積將可有效減少 1.54 千瓦小時之能量，若我們假設電費每度為 3.5 元，並乘上此大樓地面層 以上之外周區空調樓地板總面積 4326
) yr m /(
kWh 2⋅
m2(約 1300 坪)，即可得到此棟大樓一 年所能節省之空調用電費為：
1.54 kWh/(m2⋅yr)* 4326 (m2)* 3.5 (元/kWh) = 23,317 (元/yr)
如再進一步假設此建物之使用年限為 50 年，我們可計算出 50 年內將 可節省：
23,317 (元/yr) * 50 (yr) = 1,165,850 (元)
依此類推，可將另外兩地區之空調能源節省費用算出，整理如表 3-15。
北部地區外周區空調樓地板面積約1300 坪辦公大樓在一年期間內可節 省電費 23,317 元。若考慮建築年限 50 年內可節省電費 1,165,850 元，中部 地區可節省電費 2,263,600 元，南部地區可節省電費 3,421,850 元。