近零能源建築操作設計及評估方法探討

國內近零能源建築（nZEB）意義為低耗能的綠建築，日常耗能利用建築物設 置的再生能源系統達到自給自足，兩者相抵銷後，耗能為零。零能源建築優先目 標應為「建築節能」，亦即零耗能建築本身必須先透過各種節能設計手法降低自 身的耗能需求，其次才是考量透過再生能源抵銷其耗能成為零耗能建築。因此，

近零能源建築必須以建築耗能評估與標示為目標，建立簡化且可靠的建築能源評 估法，以供執行落實與推動實踐。目前國際間的建築能源標示方法，以建築能源 密度EUI (Energy Unit Intensity)為指標，評估方法大致分為營運評估法（Operational Rating）與模擬評估法(Asset Rating)。

營運評估法採用能源紀錄單據或能源實測資料來評估，故又稱為量測評估法 (Measured Rating) ， 其 評 分 標 示 採 用 既 有 能 源 統 計 的 經 驗 基 準 (Empirical Benchmarking)來判別與執行。美國的能源之星(Energy Star)評估標示制度，即是採 此營運評估或量測評估法，評估對象為建築物的能源密度EUI數據與美國環保署 EPA的建築分類母體EUI的統計值來進行比較評估。該建築分類標準EUI之統計母 體來自於美國能源資訊管理署EIA (Energy Information Administration)的商業建築 耗能調查CBECS (Commercial Building Energy Consumption Survey)計畫所收集的 大量EUI實際耗能資料。

模擬評估法採用一系列假設情境與熱負荷計算模型來模擬計算作為評估之依 據 ， 故 又 稱 計 算 評 估 法(Calculated Rating) 或 模 型 基 準 標 示 法 (Model-based Benchmarking)。評估方法上以數種建築變數，包括暖房度時、冷房度時、人員密 度、營運時間等所組成之回歸方程式，預測該建築物的實際耗電資料來執行對比 評估，並以低於設定之建築物標準EUI的節能百分比評定分數。歐盟的EPC (Energy Performance Certification)與DEC (Display Energy Certificates)，澳洲的ＮatHERS (Nationwide House Energy Rating Scheme)與NABERS (National Built Environment Rating System)，美國的HERS (Home Energy Rating與BEAS (Building Energy Asset Score)均採此模擬評估法。

158 計算而得。本研究參採低碳建築聯盟所提BCF法計算耗能量（kWh/m².yr），以及動 態EUI計算為節能評估基準，整體建築系統空間的總耗能密度值平均推估EUI之計 算，如式4-1 所示：

EUI＝ΣEUIi × AFIi/AF× ERi（4-1）

EUI: 建築平均單位面積耗能密度（kWh/m².yr）

EUIi：i 類空間之建築耗能密度（kWh/m².yr）

AFIi： i 類空間之室內樓地板面積（m²） AF：室內總樓地板面積（m²）

ERi：i 類空間之承諾節能潛力值或節能設計節能效率值，無單位，基準 案時ERai＝1.0。

調和綠建築制度與評估方法，新建建築近零能源建築基準將與綠建築日常節 否耗能，與其「建築耗能密度」有關。建築耗能密度（Energy Use Intensity, EUI）

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為一棟建築物單位樓地板面積的耗電量，能反映建築物的耗能特性，通常EUI 越 高，表示建築物越耗能。本研究參考低碳建築聯盟的「碳足跡評估法（簡稱BCF 法）」所設定的「標準虛擬情境」，將複雜的使用者、時程、設備透過能源動態 模擬先行「標準化」。例如住宅建築設定每戶住宅標準人口設定為大人2人、小孩 2人，同時將住宅空間的三大主要耗能來源（家電設備、照明設備、空調設備）的 耗電量標準化（林憲德，2015）。

（2）「標準建築」節能效益之量化評估

國外的近零耗能建築案例，均導入完備的建築能源管理系統（BEM），因此 能有效率的掌握建築物各類耗能支出，本研究導向近零耗能建築EUI 情境之可行 性探討，呼應未來既有建築建築綠建築分類評估與建築能源標示制度推動。藉由 標準建築建立的標準耗能情境後，將此定義為「基準值」；而後評估建築採用節 能技術之後的耗電量，此為「設計值」；「基準值」與「設計值」之比較可得節 能效益。由於建築物的主要能源消耗包括空調、照明、電器、輸送、給排水等五 項。因此分別將空調、照明、電器、輸送、給排水設備所採用的節能手法與EUI 推算出之後，可得數種節能手法設計下不同的建築EUI，做為後續近零能源建築可 行性評估的基礎模型。本研究參採既有研究文獻之評估方法與綠建築制度，利用 適宜的建築節能設計技術，建立ZEB 的量化評估方法。首先以「建築耗能密度

（Energy Use Intensity, EUI）」作為評估基準，以低碳建築聯盟的「碳足跡評估法

（Building Carbon Footprint Evaluation Method 簡稱BCF法）」所設定的「標準情 境」，將複雜的使用者、時程、設備透過能源動態模擬先行「標準化」，再予以 計算各種建築節能技術下，建築耗能的折減情形。根據功能空間建立之建築耗能 密度標準EUI，如表4-1~3所示。輸送設備與給排水設備系統耗能型態不同，另表 計算。建築基準值之耗能密度計算，根據動態EUI理論依功能空間分別累算耗能密 度。

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「臺灣日射量分布圖」（圖4-1）得出所在地之每日平均日射量（kWh/m².day），

再乘以太陽能光電設置容量（kW）、日數、使用年限及修正係數0.8（m²/ kWh），

即可得全年發電量設計值。

太陽能光電板發電量（kWh/年）＝每日平均日射量（kWh/m2.day）× 修正係數0.8

（m2/kWh）× 太陽能光電設置容量（kW）× 365（days）

圖 4-1 臺灣日射量分布圖^[A1]

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表4-4 再生能源替代效率估算項目估算方式

再生能源項目 節電量設計值

太陽能熱水 以全年節電量設計值（kWh/yr）與使用年限(yr)換算 太陽能光電 以全年發電量設計值（kWh/yr）與使用年限(yr)換算 風力發電 以全年發電量設計值（kWh/yr）與使用年限(yr)換算

生質能 以全年發電量設計值（kWh/yr）或天然氣換算值與使用年限(yr)換算 其他再生能源 以全年發電量設計值（kWh/yr）或天然氣換算值與使用年限(yr)換算

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