3.再生能源：
第三節 辦公建築案例能源評估
本節以一棟實際取得綠建築標章之辦公類建築分別進行(1)建築碳足跡 BCF 法評估，與(2)電腦動態模擬計算之方式，比較二種評估方法下建築日常使用階段 之碳排放量與能源使用分析。
一、應用建築碳足跡BCF 評估法評估碳排放量 1. 建築案例描述
本案位置座落於新竹縣寶山鄉，為地上 5 層的鋼筋混凝土構造辦公廳類建築，
主體建物為一矩形之建築，是一棟位於北部氣候區之辦公行政大樓。建築面積為 995.66m2，總樓地板面積為 4320.52m2。法定建蔽率 60％，實際建蔽率 59.99％；
法定容積率 250％實際容積率 247.71％。建物的一樓室內淨高 5 公尺。室外有戶 外休憩區，室內大部分的空間屬於 K1 的空調空間，為鄉公所的辦公空間，其餘東 方的廁所以及西方的梯廳屬於非空調區。建物二樓室內淨高 4.2 公尺。室內大部 分的空間屬於 K1 空調分區，為鄉公所的辦公空間，其餘東南方的廁所以及西北方 的梯廳屬於非空調區。另外，因為二樓有檔案室以及清潔隊的休息空間，故建物 南方的空間屬於 K2 的空調區間。
建物的三樓高 4.2 公尺。本層的空調分區較為複雜，三樓的戶政事務所檔案室 以及鄉公所檔案室屬 K2 的空調分區，其餘的戶政辦公室以及調解會辦公室、調解 會會議室為 K1 空調分區。其餘空間為非空調區，包含走廊、廁所、茶水間、電氣 室以及梯廳等。建物四樓淨高為 5 公尺。本層空調區分為兩大區域，一為鄉公所 會議室屬 K1 空間，另一為會議室與辦公室的集合空間，為簡化模擬建模過程的複 雜程度，故統一簡化為同一 K1 空間。其餘空間為非空調區，包含走廊、廁所、茶 水間、電氣室以及梯廳。建物的五樓為供社區教室以及活動中心，為儲藏室和機 房夾層空間因屬非空調區無耗能設備，為方便模擬計算，故簡化為 7 公尺淨高之 單一樓層。而社區教室以及活動中心皆屬於 J2 的空調分區，其餘包含走廊、廁所、
茶水間、電氣室以及梯廳等空間為非空調區。本模擬案例之各層平面圖如圖至圖 所示。各樓層空間分布如表 3-7 所示。
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內牆構造為厚度 10 公分之鋼筋混凝土牆，各層材料為 1cm 的水泥砂漿、8cm 的鋼筋混凝土以及 1cm 的水泥砂漿組成。詳細的各層內牆材質以及材料熱性能，
如表 3-9 所示。
表3-9 室內隔間牆構造各層建材之熱性能參數
材料名稱 厚度
（m）
傳導係數（W/m*K） 密度（kg/m3） 比熱（KJ/Kg*K）
1cm 的水泥砂漿 0.01 1.5 2000 0.8 8cm 的鋼筋混凝
土
0.08 1.4 2200 0.88
1cm 的水泥砂漿 0.01 1.5 2000 0.8
內部樓板構造為表面 1cm 的水泥砂漿、12cm 的鋼筋混凝土以及 1cm 的水泥砂 漿。詳細的內部樓板材質以及材料特性，如表 3-10 所示。
表3-10 室內各層樓板構造各層建材之熱性能參數
材料名稱 厚度
（m）
傳導係數（W/m*K） 密度（kg/m3） 比熱（KJ/Kg*K）
1cm 的水泥砂漿 0.01 1.5 2000 0.8 12cm 的鋼筋混凝
土
0.12 1.4 2200 0.88 1cm 的水泥砂漿 0.01 1.5 2000 0.8
屋頂樓板（ExtRoof）構造為傳統「五腳磚油毛氈」屋頂，各層材料配置由外 而內分別為：0.02m 的水泥五角磚（水泥板）、0.03m 的水泥五角磚（保麗龍）、0.07m 的輕質混凝土、0.01m 的油毛氈、0.02m 的水泥砂漿、0.15m 的鋼筋混凝土以及 0.015m 的水泥砂漿。詳細的屋頂材質以及材料特性，如表 3-11 所示。
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表3-11 屋頂構造各層建材之熱性能參數
材料名稱 厚度
（m）
傳導係數
（W/m*K）
密度（kg/m3） 比熱（KJ/Kg*K）
0.02m 的水泥五角磚（水 泥板）
0.02 1.5 0.791 2000 0.03m 的水泥五角磚（保
麗龍）
0.03 0.04 1.251 30 0.07m 的輕質混凝土 0.07 0.17 1.101 600 0.01m 的油毛氈 0.01 0.11 0.9 1020 0.02m 的水泥砂漿 0.02 1.5 0.8 2000 0.15m 的鋼筋混凝土 0.15 1.4 0.88 2200 0.015m 的水泥砂漿 0.015 1.5 0.8 2000
圖 3-35 一層平面圖
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圖 3-36 二層平面圖
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圖 3-37 三層平面圖
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圖 3-38 四層平面圖
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圖 3-39 五層平面圖
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根據建築產業碳足跡BCFc 法(BCF Certification for Completed Projects)(林憲德 2018)，設備系統之耗能碳足跡是由「功能空間」的耗能標準(∑EUI × 𝐴𝐹𝐼 )為主幹，
再依建築外殼節能效率 Baci、空調節能效率 EAC、照明節能效率 EL 這三項操作 因子所計算而得。本案主設備為空調、照明、電器等三項設備，雜項設備為換氣、
輸送及給污水三項設備，所使用主要功能空間為J2、K1、K2、F1，其各項耗能密 度，如表3-12 所示；各功能空間樓地板面積，如表 3-13 所示。
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EUIai：i 類功能空間之空調耗能密度(kwh/m2*yr) AFIi：i 類功能空間之室內空調樓地板面積(m2) Baci：建築外殼節能效率，詳(式 3-3)
EAC：空調系統節能效率，取值自綠建築標章報告書，本案為 0.73。
β：碳排係數(kgCO2e/kWh)，標準 0.532 (kgCO2e/度)
Ba𝑐 = 1.0 − 0.15 × ( ) × 𝐸𝐸𝑉 (3-3)
其中：EEVi 為外殼節能效率，參考綠建築評估手冊之(EVc-EV)/(EVc-EVmin)值計算之。
表3-14 外殼節能效率
EVc 80 EEVi 計算結果
Baci
EV 60.55 0.760 0.931
EVmin 54.408
外殼節能效率部分，本案因屬辦公類建築，須檢討ENVLOAD；Aen=5001.12m2， 大 樓 開 窗 採 用 8mm 清 玻 璃 ， ENVLOAD=61.08kWh/m2yr 。 基 準 值 依 北 區 為 80kWh/m2yr 檢討，可得 EEV=0.76 <基準值=0.8。
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空調節能效率 EAC 部分，本案空調設備系統設計之敘述如下：
1. 大樓 10 小時空調區分設三套中央空調系統，分別採用：
(1)公所及活動中心：110RT 水冷式冰水主機一台。
(2)戶政事務所：15RT 氣冷式冰水主機一台。
(3)鄉民代表會：25RT 氣冷式冰水主機一台。
共計 150RT。
2. 依本案綠建築標章申請資料，其空調主機供應面積 ACs=23.51m2/RT，基準值 ACsc=26.78m2/RT，主機容量效率 HSC=1.14<1.35 基準值。
3. 在空調節能技術方面，本案空調熱源系統採用多台多壓縮機主機控制運轉、變風 量 VAV 送風機、建築能源管理系統等，合算其 EAC=0.73。
由上述可得知，以ΣEUIai*AFIi=198514.290、Baci=0.931、EAC=0.73、β=0.532 代 入(式 2)可得本案建築使用階段空調耗能碳足跡(CFa)=
198514.290*0.931*0.73*0.532 = 71814(kgCO2e)
(3)照明設備碳足跡(CFl)
CFl = ∑(𝐸𝑈𝐼𝑙 × 𝐴𝐹𝐼 ) × 𝐸𝐿 × 𝛽 (3-4)
其中：
CFl：建築使用照明耗能碳足跡(kgCO2e)
EUIli：i 類功能空間之照明耗能密度(kwh/m2*yr) EL：照明系統節能效率，基準案以 0.8 計
其中，
照明系統節能效率EL：
本案是依「綠建築評估手冊EEWH-BC」進行照明節能評估，其設備如下所示：
1. 總用電功率基準=45186.8W。採用電子式安定器、T5 燈管、鏡面鋁板反射板。實 際總用電功率=28263.7W。
2. IER=0.63，IDR=1.05，EL=0.66 。
由上述可得知，ΣEUIli*AFIi=141828.880、EL=0.66、β=0.532，代入(式 3-4)可得 CFl = 141828.880*0.66*0.532= 49799 (kgCO2e)
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EUIei：i 類功能空間之電器耗能密度(kwh/m2*yr)，參考表 3-11。
ERei：i 類功能空間之插座電器承諾節能潛力(採夜間待機用電停機設定，有則 0.9、無則 1.0)
本案採夜間待機用電停機進行插座電器節能，ERei 以 0.9 計。因此，
ΣEUIei*AFIi=81220.740、ERei=0.9、β=0.532，可得 CFe = 81220.740*0.9*0.532 = 38888(kgCO2e)
由上表取值計算可得 CFv = 6*1802.46+35.7*276.52= 20687 (kgCO2e)
CFppv
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Eeli：i 類電梯全年標準耗電量(kwh/台*yr)，基準值取 5526。
nsj：j 類電扶梯台數(台)，本案無電扶梯。
Eesj：j 類電扶梯全年標準耗電量(kwh/台*yr)，本案無電扶梯。
本建案之輸送設備為兩台電梯，且並未設置手扶梯。根據電梯之載重規格與
由上述可得知，nei=2、Eeli=3684、nsj=0、Eesj=0、β=0.532，代入式 7，可得 CFtr = (2*3684+0*0)*0.532=3920 (kgCO2e)
(7)給污水設備碳足跡(CFv)
CFv = Wt × β (3-8)
其中：
CFv：建築使用給污水耗能碳足跡(kgCO2e) Wt：給污水耗電量(kWh/yr)
給污水設備是以計算淨水污水處理及自來水之馬達揚水設備之碳足跡兩者而 得。本建案並未使用雨水沖廁系統以及雨水庭園澆灌系統；因此淨污水耗能密度 將以標準值 0.81 來做計算。又，
128
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其中，Wt=6418.580、β=0.532 代入式 8，可得 CFv = 6418.580*0.532 = 3415 (kgCO2e)
CFa=71814、CFl=49799、CFe=38888、CFv=20687、CFtr=3920、CFv=3415 故CFeu =71814+49799+38888+20687+3920+3415 = 188522 (kgCO2e)
茲將上述各步驟之碳排計算如表3-17 所示，合計全年之總碳排放量為 188522 (kgCO2e/yr)，全年用電耗能為 354365(kWh/yr)，本案之 EUI相當於 82.02 (kWh/m2)。
本案件建築主要設備碳排放佔總碳排84％雜項設備碳排佔 16％。而，各設備細項
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圖 3-40 設備比例
圖 3-41 整年用電量(kWh/yr)
131
圖 3-42 整年碳排量(kgco2e/yr)
132 值(Shading Coefficient)是參考綠建築設計技術規範以 0.91 計算；而玻璃之熱 傳透率(U 值)則以 6.16 W/m2K 計，詳細模擬參數如表 3-19 所示。
(Emissivity) 8mm 清玻璃 0.91 6.07 0.90 0.84
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表3-20 各空間室內發散熱密度
項目 人員密度
（Occupant）
照明密度
（Lighting）
事務機器密度
（Equipment）
單位 W/m2 人/m2 W/m2
人員密度（Occupant） 照明密度（Lighting） 事務機器密度（Equipment）
0
人員密度（Occupant） 照明密度（Lighting） 事務機器密度（Equipment）
圖 3-45 10 小時行政辦公空間書庫區 3.電腦動態能源解析之建模
本案在 eQuest 模擬中之
圖
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0時 1時 2時 3時 4時 5時
Fraction
人員密度（Occupant
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小時行政辦公空間書庫區（K2）週間室內發散熱逐時變動率 電腦動態能源解析之建模
模擬中之 3D 示意以及各向立面圖如圖至圖所示
圖 3-46 eQuest 模擬中的大樓透視全貌
5時 6時 7時 8時 9時 10時 11時 12時 13時 14時 15時 16時 17時 18時 19時 時間
Occupant） 照明密度（Lighting） 事務機器密度（
週間室內發散熱逐時變動率
所示。
19時 20時 21時 22時 23時
（Equipment）
圖
圖
135
圖 3-47 eQuest 模擬中的南向立面圖
圖 3-48 eQuest 模擬中的西向立面圖
圖
圖
136
圖 3-49 eQuest 模擬中的東向立面圖
圖 3-50 eQuest 模擬中的北向立面圖
4.空調系統之描述
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表3-21 冰水主機的參數設定 空調主機 冷凍噸數
（RT）
冷卻能力
（Kcal/hr）
COP EIR 說明
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圖 3-52 空調系統週間的逐時溫度設定時程
圖 3-53 空調週間開關的時間時程
16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
0時 1時 2時 3時 4時 5時 6時 7時 8時 9時 10時 11時 12時 13時 14時 15時 16時 17時 18時 19時 20時 21時 22時 23時
溫度（攝氏）
時間 溫度（Temperature）
0 1
0時 1時 2時 3時 4時 5時 6時 7時 8時 9時 10時 11時 12時 13時 14時 15時 16時 17時 18時 19時 20時 21時 22時 23時
On/Off
時間 HVAC（On/Off）
開
關
圖 3-54
圖
3-140
54 寶山行政大樓空調系統昇位圖（一）。
-55 寶山行政大樓的系統昇位圖（二）
141
5.建築能源分析模擬結果闡釋
本辦公建築案例以台北之平均氣象年透過 eQuest 模擬分析之結果在主要設備 方面，全年空調總用電量為132,200 kWh，照明系統耗能 104,640 kWh，事務機器 設備用電 7,7720kWh。由於 eQuest 乃基於空調熱負荷計算之軟體，因此對於換氣 設備、輸送設備以及建築之給排水設備系統之耗能量並未予以估算。因此，本研 究針對上述這些雜項設備耗能的估計，則沿用建築碳足跡評估BCF 方法計算之。
而空調系統、照明系統與事務設備插座用電之逐月耗能量及逐月分布如圖3-56 所 示。
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以建築碳足跡（BCF 法）與電腦動態熱負荷解析軟體(eQuest)模擬之結果，共 同表列於如表3-25 所示。顯示二者計算差異不大，二者建築全年耗能 EUI 分別為
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
逐月用電量(kWh)
空調系統 照明 插座用電
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築之照明節能指標EL 作為推估，然而 EL 之評估尚針對照明燈具之型式給予照明 節能之優惠計算，此一燈具優惠之節能量並無法真實反應在基於熱負荷計算之軟 體中，因而產生模擬值會較計算值高的情況。
表3-25 建築碳足跡 BCF 與 eQuest 模擬之差異比較
分類 細項
eQuest 模擬 BCF 法
年用電量 年碳排量
EUI 比例% 年用電量 年碳排量
EUI 比例%
(kWh/yr) (kgCO2e/yr) (kWh/yr) (kgCO2e/yr)
主要設備
空調設備 132200 70330 30.59 36.0% 134988 71814 31.24 38.1%
照明設備 104640 55669 24.22 28.5% 93607 49799 21.67 26.4%
電器設備 77720 41347 17.99 21.2% 73099 38888 16.92 20.6%
雜項設備
換氣設備 38884 20687 9.00 10.6% 38884 20687 9.00 11.0%
輸送設備 7368 3920 1.71 2.0% 7368 3920 1.71 2.1%
給排水設備 6419 3415 1.49 1.7% 6419 3415 1.49 1.8%
合計 367231 195368 85.00 100% 354365 188522 82.02 100%
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