集合住宅模擬說明

壹、建築設定情境說明

本研究提出的住宅耗能計算是採用第三章所設定的標準生活排程，以及照明、

家電、人口密度等基本資料所建立，應能符合台灣當前一般家庭生活狀況，使用 eQUEST 程式模擬解析，並參考國內最新的住宅耗電統計資料「我國住宅部門用 電量以及電力分配之研究」（建築學報 2013 年 86 期），將模擬結果與該研究的統 計結果交叉比對，以確保透過此研究方法所求得的 EUI 耗電密度具有足夠的信賴 度。根據過往的住宅耗能研究常以國宅作為模擬樣本，但國宅或社會住宅的面積 偏小，以 100 戶樣本統計顯示：一房至三房的面積大約在 10～24 坪之間（社會 住宅規劃設計興建及營運管理作業參考手冊，2018）。若以公宅案例做為模擬樣 本，較難符合市面上大部分集合住宅的特性，因此本研究挑選於 2016 年取得綠 建築標章之集合住宅案例，此建案為每層四戶之配置，分為三房兩廳與四房兩廳 共兩種格局。選擇西南方位三房兩廳的住宅為模擬對象，選擇此方位的理由是熱 負荷量最高的方位，只要能滿足此方位的耗能標準，其餘方位的空調耗能皆可滿 足（圖 4- 1）。

 住宅單元：選擇左下角單元，住宅開窗朝向南方與西方。

 樓地板面積：139m²。

 建築單層樓高 2.8m。

 等價開窗率 Req 為 8.05%、開窗率 35%。

 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：頂樓、中間層與地面層各房間之耗能狀況，以做為後續住宅建築 能效評估使用（圖 4- 2）。

圖 4- 1 取得綠建築標章之集合住宅案例

圖 4- 2 使用 eQUEST 程式模擬集合住宅案例

貳、室內模擬條件說明

為合理模擬集合住宅耗電，將建築內各類空間別類整理後，依照第三章之住 宅各房間使用排程，人員密度、照明設備密度、電器設備密度之負載率設定。空 調冷氣考量當前市面上新購買的冷氣皆為變頻冷氣，故模擬住宅耗電最小值與中 位值時皆採用變頻冷氣，並配合變頻機種其運轉性能曲線一併在 eQUEST 中進行 設定；而模擬住宅耗電最大值則以定頻冷氣為主，是考量到仍有住宅的空調冷氣 並未更換，故採用耗電量較高的定頻機種。

參、模擬成果與 EUI 說明

22.7% 24.8% 24.7%

48.1% 51.9% 50.3%

29.2% 23.3% 25.1%

0.0%

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、頂樓房間空調修正說明

不同氣候區域下對空調耗電有相當程度的影響，為瞭解空調耗電在台灣北、

中、南三區的空調耗電差異，進行三區域的空調耗電模擬比較。通常南部區域氣 候較炎熱空調負荷高，空調 EUI 呈現越往南部逐漸遞增的情況。同時，頂樓房間 與中間層房間因熱負荷不同，反應在空調耗電的差異較大，因此本研究特別針對 位於頂樓的房間提出「集合住宅頂樓單元的空調修正係數 RE」，頂樓房間約比中 間層房間多約 2 成耗電量，而客廳空調白天啟動時間較長（由過去研究的空間排 程得知），多約 4 成耗電量，透過修正後之空調 EUI 數據與實際空調耗電接近。

至於房間方位對於空調耗電的影響甚小，主要是因為空調啟動時間集中在晚 上時段，根據文獻（住宅類建築節能減碳標示法，2009）擬案例，全年空調耗電 量僅 1～7%的差異（表 4- 2），為簡化評估流程關於房間的方位關係幾乎可以忽 略。另外評估公式中也已將 Req 等價開窗率納入，而 Req 的計算係數中已將方位 係數 fk 納入，因此不需再進行二次修正。

表 4- 2 住宅旋轉方位後在空調耗電的差異 住宅旋

轉角度 0 45 95 135 180 225 270 315 空調

耗能 1056 1122 1083 1126 1115 1117 1067 1108 倍率 1.00 1.06 1.02 1.07 1.06 1.06 1.01 1.05

（資料來源：住宅類建築節能減碳標示法，2009）

肆、EUI 分布信賴度驗證

本研究也參考國內當前最新的住宅耗電統計資料「我國住宅部門用電量以及 電力分配之研究」（建築學報 2013 年 86 期），該研究指出我國住宅部門 EUI 在 30[kWh/(m².yr)]以下共計 1516 戶（佔 30.0%）、EUI 在 31～60 為主要耗能密度 範圍共計 2208 戶（佔 43.7%）、EUI 在 61～90[kWh/(m².yr)]的戶數共計 1014 戶

（佔 20.0%），EUI 在 91～120[kWh/(m².yr)]佔比 4.6%，而 EUI 在 121[kWh/(m².yr)]

以上的佔比僅 1.6%，整體住宅部門 EUI 平均值為 48.1[kWh/(m².yr)]。此研究相 較於 2005 年郭柏巖論文所調查之集合住宅為 41.83[kWh/(m².yr)]、透天住宅為 32.08[kWh/(m².yr)]，其住宅耗電提高不少。

該研究將用電統計樣本等分為 8 組後，透過直方圖呈「正偏態（右偏）」之 現象與美國統計能耗分布曲線接近，此右偏的特性與國內其他各類建築的耗能分 佈也相同。此外，本研究模擬後的集合住宅耗電密度：最大值 EUImax 為 103.7[kWh/(m².yr)]、中位值 EUIm 為 48.5[kWh/(m².yr)]、最小值 EUImin 為 29.4[kWh/(m².yr)]，與其統計 5055 戶住宅建築 EUI 分佈圖套疊比較（圖 4- 4）。 由該圖可看出模擬值必定窄於耗電統計範圍，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- 4 我國住宅部門 2012 年 EUI 分佈圖與集合住宅模擬值比對

（資料來源：我國住宅部門用電量以及電力分配之研究，2013）

最大值(模擬頂樓) EUImax=103.7 最小值(模擬)

EUImin=29.4

北中南 中位值(模擬) EUIm=48.5

文獻平均值 EUIm=48.1