第四章 住宅耗能模擬與解析
第二節 透天住宅模擬說明
壹、建築與室內設定情境說明
本節為透天住宅模擬之說明,由於申請綠建築標章的連棟透天住宅案件極少,
因此挑選於 2000 年取得綠建築標章之連棟透天住宅案例,此建案為地上五層之 建築,為座北朝南之格局,平面圖如(圖 4- 5)所示。各房間電氣、照明,以及 使用排程與前小節的方式相同不再贅述。
透天住宅:地上 5 樓、座北朝南。
樓地板面積:319m2。
建築單層樓高:2.8m。
等價開窗率 Req 為 9.05%、開窗率 40%。
外牆隔熱:3.49[W/m2.k]。
屋頂隔熱:0.79[W/m2.k]。
清玻璃遮蔽係數(SC):1.0、單層玻璃隔熱值:6.07 [W/m2.k]。
照明設備[W/m2]:依照第三章之各空間照明密度最小值、中位、最高值設定。
機械設備[W/m2]:依照第三章之各空間設備密度最小值、中位、最高值設定。
空調設備:最小值採用變頻冷氣與對應之性能曲線 COP 設定為 6.0、中位值 採用變頻冷氣 COP 設定為 5.0、最大值採用定頻冷氣 COP 設定為 3.0。
利用 AutoCAD 描繪此圖後轉出到 eQUEST 進行描繪、建模與各項參數設定,
分別設定:獨棟(具有臨外氣的兩側牆面)與連棟(左右兩側為建築量體遮 擋)透天住宅的各房間耗能,做為後續住宅建築能效評估使用(圖 4- 6)。
圖 4- 5 取得綠建築標章之透天住宅案例
(資料來源:本研究整理)
圖 4- 7 比較中部地區透天住宅在不同耗電下之耗電比例
(資料來源:本研究整理)
二、各房間空調、照明、電器 EUI 之中位值、最大值、最小值說明
為讓 R-BERSn 評估法能快速評估住宅耗能,將集合住宅房間劃分為 A1~A7 共七種空間類型,分別列出高中低三種耗能密度。BERS 與 R-BERSn 評估法不同 的地方在於電器 EEUI 具有大中小三種數值,這是因為住宅的電器設備耗電量高,
設備性能差異甚大,必須區分出大中小不同等級程度,才能忠實反應耗電構成。
三、連棟、邊間與獨棟住宅空調修正說明
透天住宅具有獨棟、連棟(中間戶與邊間戶)等格局,隨著臨接外氣面積的 不同會直接反應在空調耗電上。雖然獨棟格局的透天住宅較多牆壁臨外氣,理應 空調耗電會較高,但透過模擬後發現獨棟與邊間的全年空調耗電僅多出約 7 度 電。分析其原因在於透天住宅的寬度有限(室內容積不大),邊間戶的全年熱負 荷量與獨棟戶幾乎相同,因此邊間與獨棟住宅的空調耗電不需再做修正,但會比 中間戶多約 8%的空調耗電(表 4- 4)。本研究提出「透天住宅邊間或獨棟的空調 修正係數 RE」,透過修正後之空調 EUI 數據可與實際空調耗電接近。
表 4- 4 中部某透天住宅在不同格局位置下的耗電比較[kWh/(m2.yr)]
格局 總耗電量 倍率
連棟透天住宅(中間戶) 6,504 1.000 連棟透天住宅(邊間戶) 7,046 1.083
獨棟透天住宅 7,053 1.084
(資料來源:本研究整理)
37.9% 39.2% 38.5%
36.2% 40.6% 40.3%
25.9% 20.1% 21.2%
0.0%
20.0%
40.0%
60.0%
80.0%
100.0%
120.0%
最小值 中位值 最大值
照明 電器 空調
參、EUI 分布信賴度驗證
根據「我國住宅部門用電量以及電力分配之研究」之 EUI 分佈組距為透天與 公寓住宅混和之數據(以公寓樣本居多),因此透天住宅的信賴度驗證改採 2005 年郭柏巖博士論文所調查之透天住宅 EUI 樣本共 35 戶進行比對驗證。經由上述 條件模擬後的透天住宅耗電密度:最大值 EUImax 為 73.8[kWh/(m2.yr)]、中位值 EUIm 為 32.4[kWh/(m2.yr)]、最小值 EUImin 為 19.5[kWh/(m2.yr)],與其統計 5055 戶住宅建築 EUI 分佈圖套疊比較(圖 4- 8)。由該圖可看出模擬值窄於耗電 統計範圍,此乃模擬值係透過研究理論設定,若能透過情境修正耗電密度,例如 設備效率等參數修正可更貼近實際耗電模擬,至此階段已貼近國內住宅建築的耗 電範圍,足以通過信賴驗證。
圖 4- 8 透天住宅 EUI 分佈圖與透天住宅模擬值比對
(資料來源:住宅耗電實測解析與評估系統之研究,2005)
1
2
8
9
6
3
2 3
1 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
9以下 10~23 24~32 33~40 41~48 49~56 57~64 65~74 75以上
戶數 最大值(獨棟)
EUImax=73.8 最小值(模擬)
EUImin=19.5
北中南中位值(模擬)EUIm=32.4 郭君論文平均值 EUIm=32.8