建築生命週期CO2 排放量評估之研究--辦公建築使用階段CO2 排放量解析

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(1)建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 內政部建築研究所協同研究報告中華民國 95 年 12 月.

(2) 095-301070000G-3407. 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 研究主持人：陳瑞鈴組長協同主持人：林憲德教授研究員. ：黃國倉、邱瓊玉. 研究助理. ：陳靜仁、劉姵君. 內政部建築研究所協同研究報告中華民國 95 年 12 月.

(3) ARCHITECTURE & BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF THE INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. A Study on CO2 Emission of Building Life Cycle Assessment— Analysis on CO2 Emission During the Usage Phase of Office Building. BY JUI-LING CHEN HSIEN-TE LIN KUO-TSANG HUANG CHIUNG-YU CHIU December 30, 2006.

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(5) 目錄. 目錄第一章緒論 .............................................. 1 第一節第二節第三節第四節. 前言.....................................................1 文獻回顧.................................................2 研究方法與流程...........................................3 建築生命週期建設階段之評估方法概述.......................6. 第二章空調設備生產線調查與 CO2 解析 ...................... 15 第一節設備資材生產線耗能調查..................................15 第二節空調各項設備資材 CO2 排放推估公式之建立 ..................17. 第三章日常使用階段 CO2 排放量之推估 ...................... 29 第一節第二節第三節第四節第五節. 辦公建築非居室通風換氣設備耗電量之預估..................29 辦公建築照明設備全年耗電量之預估........................34 給排水系統日常耗能之推估................................37 電梯設備全年耗電量之預估................................43 辦公事務機器設備全年耗電量之預估........................46. 第四章空調系統耗能預測與 CO2 排放量解析 .................. 51 第一節第二節第三節第四節第五節第六節第七節第八節第九節. 空調耗能簡算法之開發流程................................51 台灣建築外殼耗能量 ENVLOAD 指標概說......................52 空調耗能之精算法- DOE-2 動態空調能源解析程式 ............56 空調最大設備量簡算法之建立..............................57 迴歸模型之建立與驗證....................................64 空調主機耗能簡算法之建立................................66 其他附屬空調設備之全年耗能預測..........................73 空調系統全年耗能量應用計算例............................74 小結....................................................76. 第一〇節特殊空調節能系統之節能效益評估........................76. 第五章辦公建築生命週期 CO2 排放量評估與分析 .............. 79 第一節第二節第三節第四節. 辦公建築生命週期 CO2 排放量評估計算總公式 ................79 辦公建築生命週期 CO2 排放量指標公式 ......................80 辦公建築四十年生命週期模擬..............................80 辦公建築 LCA-CO2 電腦評估系統與對比評估 ..................82. I.

(6) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究— 辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 第六章辦公建築生命週期 CO2 減量因子分析 .................. 89 第一節地區別之影響............................................89 第二節建築外殼設計之影響......................................90. 第七章結論與建議 ....................................... 91 第一節研究成果................................................91 第二節結論....................................................92 第三節建議....................................................94. 附錄期中、期末審查辦理情況 ............................. 95 參考文獻 ................................................ 99. II.

(7) 目錄. 表目錄表 1-1 國內建築物生命週期環境負荷評估相關研究一覽表 .........2 表 1-2 日本辦公建築建設階段之 CO2 排放量評估試算例 ............8 表 1-3 日本建築物平均使用年限推估值 ........................10 表 1-4 台灣各類建築物耗能密度統計與 CO2 排放量 ...............11 表 2-1 空調設備資材 CO2 排放量資料庫表格 .....................15 表 2-2 螺旋式空調主機 CO2 排放量 .............................16 表 2-3 氣冷式空調主機 CO2 排放量 .............................17 表 2-4 空調箱 CO2 排放量 ....................................17 表 2-5 吊掛隱藏室內送風機 CO2 排放量 .........................17 表 2-6 吊掛露明室內送風機 CO2 排放量 .........................17 表 2-7 箱型冷氣機 CO2 排放量 .................................17 表 2-8 方型冷卻水塔 CO2 排放量...............................17 表 2-9 圓型冷卻水塔 CO2 排放量 ...............................18 表 2-10 端吸聯結離心泵 CO2 排放量............................18 表 2-11 端吸直結離心泵 CO2 排放量 ............................18 表 2-12 進排氣風機 CO2 排放量................................18 表 2-13 鍍鋅鋼管 CO2 排放量 ..................................19 表 2-14 PVC 管 CO2 排放量....................................19 表 3-1 機械通風之最小換氣量規定 ............................25 表 3-2 各空間照度標準與照明密度基準 ........................30 表 3-3 照明安定器效率係數表.................................31 表 3-4 明控制係數表.........................................31 表 3-5 計算各空間照明耗電量之係數表.........................32 表 3-6 各類建築物一日給水量推估一覽表.......................34 表 3-7 揚水泵效率表.........................................36 表 3-8 一般辦公室電腦設備之用電功率建議值...................43 表 3-9 辦公空間標準設備密度計算.............................43 表 4-1 ENVLOAD 公式係數表...................................48 表 4-2 建築技術規則中規定之 ENVLOAD 基準值 ..................49 表 4-4 L81 直交表套用後之 81 個模擬樣本資料..................54 表 4-5 L81 直交表套用後之 81 個模擬樣本資料(續)..............55 表 4-3 實驗計畫中樣本生成所使用之參數因子及其水準一覽表 ....57 表 4-6 台灣空調最大設計用氣象資料 ..........................57 表 4-7 冷凍主機最大設備量預估迴歸式之偏迴歸數表 ............59 表 4-8 迴歸模型之統計驗證 ..................................59 表 4-9 主機標準修正曲線之係數 ..............................62. III.

(8) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究— 辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 表 4-10 空調系統全年耗能模擬所增加之二項模擬因子 ...........63 表 4-11 主機全負荷相當運轉時間預測公式偏迴歸係數表 .........65 表 4-12 經濟部公告主機性能係數標準 .........................66 表 4-13 冷卻塔全年用電密度預測式 ...........................67 表 4-14 特殊空調節能技術之省能效益 .........................70 表 5-1 標準辦公建築之各項參數 ..............................75 表 5-2 對比評估之輸出報表 ..................................79. IV.

(9) 目錄. 圖目錄圖 1-1 主要溫室氣體對地球溫暖化之貢獻比例 ...................2 圖 1-2 辦公建築生命週期 CO2 排放量評估流程 ....................5 圖 2-1 空調主機生產線耗能調查與量測 ........................14 圖 2-2 空調主機生產線耗能 ..................................15 圖 2-3 空調箱生產線耗能調查與量測 ..........................15 圖 2-4 螺旋式空調主機 CO2 推估公式 ...........................19 圖 2-5 離心式空調主機 CO2 推估公式 ...........................20 圖 2-6 氣冷式空調主機 CO2 推估公式 ...........................20 圖 2-7 空調箱 CO2 推估公式 ...................................20 圖 2-8 吊掛隱藏室內送風機 CO2 推估公式 .......................21 圖 2-9 吊掛露明室內送風機 CO2 推估公式 .......................21 圖 2-10 箱型冷氣機 CO2 推估公式 ..............................21 圖 2-11 方型冷卻水塔 CO2 推估公式 ............................22 圖 2-12 圓型冷卻水塔 CO2 推估公式 ............................22 圖 2-13 端吸聯結離心泵 CO2 推估公式 ..........................22 圖 2-14 端吸直結離心泵 CO2 推估公式 ..........................23 圖 2-15 進排氣風機 CO2 推估公式 ..............................23 圖 2-16 鍍鋅鋼管 CO2 推估公式 ................................23 圖 2-17 PVC 管 CO2 推估公式 ..................................24 圖 3-1 停車場通風換氣設備全年耗電量推估流程 ................28 圖 3-2 辦公室一般工作日之照明使用時間分佈 ..................32 圖 3-3 建築物每日用水量逐時分佈示意圖 ......................33 圖 3-4 電梯一周運轉時間之意義與計算要項 ....................39 圖 3-5 電梯全年標準耗電量預估流程 ..........................40 圖 3-6 標準設備密度之推估公式 ..............................43 圖 4-1 全年空調耗能量解析架構與流程 ........................45 圖 4-2 ENVLOAD 中外周區範圍之認定...........................46 圖 4-3 ENVLOAD 中 L×DH 與 Mk×IHk 兩複合變數之意義.............47 圖 4-4 台灣建築外殼節能計算之氣候分區圖 ....................48 圖 4-5 DOE-2 動態空調負荷解析軟體的運算架構.................49 圖 4-6 各種熱原機器之性能曲線 ..............................50 圖 4-7 ENVLOAD 計算之涵蓋範圍圖.............................51 圖 4-8 外周區係數對建築形狀之影響 ..........................52 圖 4-9 標準模擬建築之平面假設 ..............................53 圖 4-10 L81 直交表因子與水準套用情形........................54 圖 4-11 照明使用時間分佈 ...................................57. V.

(10) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究— 辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 圖 4-12 室內人員之時間分佈 .................................57 圖 4-13 最大設備量概估之模擬值與預測值之關係 ...............59 圖 4-14 主機部分負載之累積小時頻度分佈 .....................61 圖 4-15 經主機部分負載曲線修正後之累積小時頻度分佈 .........61 圖 4-16 486 個建立預測模型樣本的 EFLH 模擬值與預測值相關分析.65 圖 5-1 地上 10 層樓 RC 辦公建築 40 年生命週期 CO2 排放量模擬 ....73 圖 5-2 地上 10 層樓辦公建築各項日常能源使用 CO2 排放量之比例 ..74 圖 5-3 模擬辦公建築空調、照明、動力與插座用電所佔比例 ......74 圖 5-5 辦公建築 LCA-CO2 對比評估長條圖 .......................77 圖 5-6 設計的辦公大樓日常能源使用階段 CO2 排放比例 ...........78 圖 5-7 設計的辦公大樓生命週期各階段 CO2 排放比例 .............78 圖 6-1 不同地區之空調系統全年耗能量差異比較圖 ..............80 圖 6-2 不同等級之建築外殼設計下生命週期 CO2 排放量比較 .......81. VI.

(11) 摘要. 中文摘要由於人類的過度建設開發導致地球環境嚴重惡化，溫室效應的結果導致全球氣候變遷。自京都議定書以來佔溫室氣體比重最大的二氧化碳排放減量一直是全球關注之焦點。為呼應地球環保之課題就營建之角度而言，本研究針對辦公建築生命週期之各個階段進行完整之二氧化碳排放量評估，並以日常節能之觀點提出二氧化碳減量之對策。此外，本文建構了辦公建築生命週期 CO2 之評估體系，使得建築從業人員得以在建築設計階段即可估算建築物對地球環境之衝擊程度，進而將評估結果反饋至建築設計上，以提供設計者進行綠建築與低環境衝擊設計之重要參考依據。本研究獲致之成果摘要如下： 1.. 統合既有文獻完成辦公建築完整生命週期二氧化碳評估之體系。. 2.. 日常能源使用部分，以理論之數學方法推估各種建築設備系統之全年耗能量以換算全年二氧化碳排放量。. 3.. 空調系統部分以動態熱負荷計算軟體 DOE-2 配合最大熱負荷計算氣象資料與平均氣象年(TMY2)，完成由最大空調主機容量推估至全年空調系統耗能量之完整過程，使得複雜之空調耗能量得以進行解析。. 4.. 整合建築設備知識與現行綠建築評估之方法，以理論推估辦公建築照明系統、給水系統、電梯、通風換氣系統、辦公事務設備用電等各面向之全年耗電量。. 5.. 經模擬辦公建築生命週期之二氧化碳排放量後，日常能源使用階段所佔 CO2 之排放比例達 80%以上，是所有各階段中比例最大者。因此，進行建築日常節約能源是整個建築部門最為重要且最有效的二氧化碳減量對策。. 6.. 由生命週期評估系統進一步模擬各種建築外殼因子、空調系統因子、照明系統因子等，對 CO2 排放減量之敏感度分析，並提出相對之 CO2 減量對策。. 關鍵字辦公建築、生命週期評估、二氧化碳排放、建築日常節能. VII.

(12) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究— 辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. Abstract The Earth environment has severely deteriorated as a result of excess construction and development. The “Green House Effect” has made global climate change. Since from the Kyoto Protocol, the reduction of carbon dioxide emission is always under the spotlight from all over the world. To respond the global environmental issue, from the point of view of building construction session, this research completes the assessment system of CO2 emission of various phases from the entire life cycle of office buildings. Furthermore, this paper has proposed the CO2 emission reduction strategies from daily energy use perspective. In addition, the system of office building’s life cycle assessment of CO2 emission has been established. It facilitates architecture designers to evaluate building environmental impact from the beginning of the design process. From the evaluation outcome of the LCA-CO2 system, it directly feeds back to and gives information for decision making of the designers to remodel building design and to help achieving a low environmental impact building. The achievements are concluded as follows: 1. Completes the office buildings’ life cycle assessment system of CO2 emission by integrating several former researches into the new study of this paper. 2. Introduce numerical methods to estimate the annual energy use of various building equipment systems to evaluate the amount of CO2 emission of each part. 3. Sets of prediction models of annual HVAC system energy use are established by means of dynamic cooling load calculation program (DOE-2). The whole prediction process begins from estimating of maximum chiller size to annual HVAC energy use. It makes the annual HVAC energy use to be capable of being predicted. 4. The annual energy use numerical predicting models of building lighting system, plumbing system, elevators, ventilation system and the office equipment plug loads are developed by integrating building services system knowledge as well as nowadays Green Building Evaluation System. 5. The amount of CO2 emission from the daily energy use, which is the largest, comprises more than 80% out of the total CO2 emission during the whole building life cycle. Therefore, the most important and effective strategies of reducing CO2 emission should be focused on the building daily energy use section. 6. The CO2 emission reduction strategies are proposed through several sensitivity analyses of building envelope design, lighting system and HVAC system factors.. Keywords: Office Buildings, Life Cycle Assessment, Carbon Dioxide Emission, Building Daily Energy Conservation. VIII.

(13) 第一章序論. 第一章緒論. 第一節前言工業革命以來，由於人類大量使用化石燃料、使用含氯、氟之碳化物等，造成溫室氣體大幅增加，形成地球暖化現象，此現象即為「溫室效應」。檢視過去地球一百年來的歷史，我們不難發現平均溫度最高的年份都出現在最近的幾年，前五個年均溫最高的年份依次為 2005、1998、2002、2003、以及 2004 年。近年來由於人類經濟活動的快速成長，所製造之化學品及產生之空氣污染，正以空前未有之速度，改變大氣結構。其中特別是化石燃料燃燒後所產生之 CO2 氣體所佔的比例最大，約佔整個溫室氣體排放之 82.9%。圖 1-1 為各種不同溫室氣體對地球溫暖化之效果再經過大氣中含量之比例修正後之貢獻比例，雖說 SF6、PFCs 與 HFCs 此三種溫室氣體造成地球暖化的能力最強，但由於 CO2 在大氣中所佔比例最多，其對地球增溫之貢獻比例為最大，可達 55%。CO2 在大量排放進入大氣後，吸收地表之長波輻射，造成之人為溫室效應使地表溫度逐漸增加。據估計工業革命後大氣中 CO2 濃度增加 29%，由 280ppm 上升至目前的 360ppm，科學家預測若不採取任何防治措施則於西元 2100 年時，地表溫度將較目前增加 l℃至 3.5℃，將造成北極地區冰川大面積融化、海冰面積銳減。此種溫室效應對於整個生態環境及全球氣候，將有深遠之影響。全球氣候變遷議題首先在 1992 年在巴西里約熱內盧發難，在其所召開之高峰會催生了聯合國氣候綱要公約。此後，全球氣候變遷課題在科學界及國際團體不斷研究與呼籲之下，已使得這個議題受到廣泛之重視。於西元 1997 年 12 月聯合國氣候變化綱要公約在日本所召開之京都會議達成協議(即所謂的京都議定書)，則促使該公約正式成為具約束力之國際文件。其宗旨在遏止會影響地球氣候系統的溫室效應氣體排放。. 1.

(14) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 圖 1-1 主要溫室氣體對地球溫暖化之貢獻比例. 第二節文獻回顧國內近年來目前有關建築生命週期評估之研究如表 1-1 所列，大多數論文之探討對象著重在建築軀體建設之環境負荷評估，其中又以張又升之博士論文架構最為完整，該文以生產現直接調查法建立完整之台灣建材 CO2 排放量之資料庫，其評估之範疇從建設階段、使用階段到拆除階段，不過還是偏重在建築建設階段之研究，尚缺乏建築日常能源使用上之解析與評估。部分論文探討室內裝修之二氧化碳評估以及建築設備之評估。這些文獻皆是本研究之重要參考資料來源。本文將彙整過去之研究，並以理論方式建立日常使用階段各種耗能之數學推估模式，建立完整之辦公建築生命週期評估系統。. 表 1-1 國內建築物生命週期環境負荷評估相關研究一覽表編號. 2. 來源. M1. 碩士論文. M2. 碩士論文. M3. 碩士論文. M4. 碩士論文. D1. 博士論文. M5. 碩士論文. M6. 碩士論文. 文獻名稱建築物生命週期能源消費與溫室氣體排放量分析建築物耗能與環境衝擊解析 RC建築物生命週期環境負荷評估-以耗能量與溫室氣體排放量解析建築物室內裝修環境負荷評估之研究以耗能與二氧化碳排放量解析建築生命週期二氧化碳減量評估住宅設備生命週期二氧化碳排放量解析百貨公司室內裝修生命週期二氧化碳排放量評估. 作者. 指導教授. 年代. 評估對象. 劉漢卿. 林憲德. 1994 建築軀體. 楊煦照. 林憲德. 1996 建築軀體. 張又升. 林憲德. 1997 建築軀體. 歐文生. 林憲德. 2000 住宅及辦公室內裝修建材. 張又升. 林憲德. 2002 建築軀體. 林建隆. 賴榮平. 2003 建築設備. 趙又嬋. 林憲德. 2004 百貨公司室內裝修建材.

(15) 第一章序論. 第三節研究方法與流程辦公類建築依經濟部能源局之統計分類方式乃歸屬於商業部門，其中之能源消耗種類包括電力、燃料油、煤油、柴油、液化天然氣等，以電力佔所有商業部門能源消耗的八成居冠。然而，商業部門之能源統計包含辦公、旅館、百貨零售、餐飲類建築等，單就辦公建築依能源局之統計無法分出其能源消耗。辦公類建築其日常能源使用情況仍以電力為主。故由推估辦公建築各部分設備之用電消耗以累計全年用電量，再以 2003 年台電之單位發電之二氧化碳排放量公告值 0.69 (kg-CO2/kWh)作為換算 CO2 排放總量之依據。辦公建築之生命週期從生產到拆除依張又升君之架構約略可分為以下幾大部分： 1.. 建材生產與運輸 CO2 排放量. 2.. 設備工程與室內裝修工程 CO2 排放量. 3.. 營建工程階段 CO2 排放量. 4.. 日常使用階段 CO2 排放量 A.. 空調系統之耗能量. B.. 照明系統之耗能量. C.. 給水泵之耗能量. D.. 昇降輸送設備之耗能量. E.. 事務機械之耗能量. 5.. 修繕工程 CO2 排放量. 6.. 更新工程 CO2 排放量. 7.. 拆除工程 CO2 排放量. 8.. 廢棄工程 CO2 排放量. 本研究之章節即以上述之各個階段為主軸，分別詳加敘述其所採用之評估方法。基本上關於建築建設階段以及拆除廢棄階段之 CO2 排放量評估業已大致建立，此部分除了直接引用過去之文獻內容之外，部分以往缺漏的部分則參考日本之數據以比例暫時推估，盼往後有更進一步的研究再更新其數據。而關於建築之. 3.

(16) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 日常使用階段部分，由於過去缺乏此方面之研究，又此部分所佔之 CO2 排放比例又是最大的，是本研究之重點。辦公建築之日常使用階段全年用電之主要設備包括空調用電、照明用電、給水泵用電、昇降設備用電以及事務機器設備之插座用電等部分，各部分之用電預測方法概述如下： (1) 空調系統全年耗能量之推估空調耗能量之解析因涉及影響之變因相當多，從建築外殼設計因子、建築使用行為到空調設計因子等，因子複雜而且各個因子間又交互影響辦公建築的全年空調耗能量。故，本研究以建築空調動態熱負荷解析程式 DOE-2 為其解析基礎配合台灣台北、台中、高雄之 TMY2 平均氣象年分別代表北、中、南三種氣候分區進行辦公建築全年 8760 小時逐時空調耗能動態分析，並由空調最大設備設計量之觀點推估到全年空調耗能量。 (2) 照明系統全年耗能量之推估照明系統耗能與照明設計有關，使用的燈具以及設計之照明密度與室內照明使用時間分佈，是決定照明用電之主要影響因子。本研究擬透過調查方式，統計分析台灣辦公類建築室內照明設計之水準配合照明使用時間之分佈，以為耗能解析之依據。 (3) 給水泵全年耗電之推估給水設備之耗電量主要為揚水泵部分，此部分之用電預估擬以辦公建築每日用水量與高架水槽容量來反推揚水泵之給水量，同時配合樓高以及揚水泵與管道間之距離變數計算水頭損失以作為揚水泵最大容量之計算依據。 (4) 昇降輸送設備全年耗能量之推估昇降設備電梯全年耗電量之推估，首先必須由建築規模計算使用人口數，同時以電梯之實際設計載重、電梯數量、電梯速度進行計算電梯之一周運轉時間 (RTT)，以計算電梯之輸送能力決定電梯之額定動力，並以電梯之全年運轉時間換算其耗電量。. 4.

(17) 第一章序論. (5) 事務機械全年耗能量之推估事務機器之耗能量，主要為建築物中之插座用電，這些用電與室內機器之數量密度以及使用時間有關，此部分擬以辦公室之設備種類、密度以及使用時間之分佈，來推估全年用電量。整個研究之流程可歸納如圖 1-2 所示。日常使用階段之各項耗能推估方法詳細敘述於各章節。. ( ). 圖 1-2 辦公建築生命週期 CO2 排放量評估流程. 5.

(18) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 第四節建築生命週期建設階段之評估方法概述一、建設階段之 CO2 排放量評估按照本文重新歸納整個建築 LCA 評估體系之架構，於建築建設階段之 CO2 排放量評估尚可依各種營建工程細分為以下六大子項： 1. 建築基礎工程 2. 建築假設工程 3. 建築軀體工程 4. 營建施工工程 5. 建築室內裝修 6.. 建築設備工程. 以下就各項工程之 CO2 排放量評估方法進行說明。. 二、建築軀體工程 CO2 排放量之評估以張又升博士之定義，建築軀體工程包括地上以及地下之建築結構體工程之各部位但不含建築水電、設備、室內裝修與基地環境工程等方面。其包括了建築主結構體工程、隔間工程、衛浴工程、門窗工程、外裝修工程以及內裝修工程。在 76 棟有效辦公建築樣本以 CO2 精算法逐一計算每一使用建材之生產與運輸過程所造成之環境負荷，最後發展成以建築物地面以上樓層數推估之單位面積軀體工程 CO2 排放量之簡算法迴歸公式，型如(Eq.1-1)。 Ystructure=0.12·x12+4.45·x1+275.23. R2=0.98 -------------------- (Eq.1-1). 其中 Ystructure：單位面積軀體工程 CO2 排放量(kg-CO2/m2) x1：建築物地面以上樓層數. 此外除了營建材料使用量會影響其單位面積之 CO2 排放量以外，不同的構造別也會因為材料使用之不同而有差異，在張君之博論中亦對不同之構造別進行分析比較，其結論採用 RC 構造者較 S 構造約高出 1.26 倍，而採用 SRC 構造者又比 S 構造更高出 1.35 倍。故在其總 CO2 排放量之公式上採用構造別係數 α 來反應不同構造別之影響，並以(Eq.1-2)算出。 6.

(19) 第一章序論. LCCO2-structure=Ystructure·TFA·α --------------------------------------- (Eq.1-2) 其中 LCCO2-structure：建築軀體工程之總CO2排放量(kg-CO2) TFA：建築物總樓地板面積(m2) α：建築結構系統係數(RC構造取1，S構造取0.8，SRC構造取1.05). 三、營建施工工程 CO2 排放量之評估建築軀體工程部分為就建築過程中使用的建築材料之生產及運輸所產生之 CO2 排放量行評估。這些建築材料之施工過程所使用之能源消耗則歸屬在此一部分，包括營建施工所使用之起重機燃油、焊接設備、營建工地現場之各項設備耗能等。除少數發電機設備採用燃料油或柴油作為發電燃料之外，大部分之工地現場耗能還是以用電居多。該文假設建築物高度與營建過程之耗能呈一線性比例增加，在此前提下張君統計 6 處建築工地之用電記錄分析其建築規模對其單位面積之 CO2 排放量，可得如(Eq.1-3)之簡算式。而其全年之總 CO2 排放量則以(Eq.1-4)。 Yconstruction=x+1.99----------------------------------------------------- (Eq.1-3) LCCO2-construction=Yconstruction·TFA ----------------------------------- (Eq.1-4) 其中 Yconstruction：營建施工階段單位面積之CO2排放量(kg-CO2) x：建築物地面以上樓層數 LCCO2-construction：營建施工工程之總CO2排放量(kg-CO2) TFA：建築總樓地板面積(m2). 四、建築基礎工程與假設工程 CO2 排放量之評估建築之基礎工程包括基地之開挖工程、基樁工程、檔土支撐工程、土回填工程等，在 CO2 排放量之評估方面，包含基樁、檔土支撐設備等本身資材之 CO2 排放以及基礎施工過程這些挖土機、打樁機、吊車等各種機械之能源消耗等，後者因為施工過程無可避免之施工能源消費，事實上在張君之博論內已針對包括基礎施工等整個營建過程有所統計並已開發出 CO2 排放量簡算式，此部分之 CO2 排放量統一歸納到營建施工工程一節來談。而建築之假設工程則包括了整地、安全圍籬、臨時房舍、放樣施工、施工鷹架等之資材使用，這些假設工程因為大部分都會重複利用多次，假設工程之 CO2 排放量與實際之轉用次數以及建築之規模有關。. 7.

(20) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 本處所指的基礎工程及假設工程，為了避免將施工之耗能重複評估實際上僅限於討論基礎資材之 CO2 排放量。如欲詳細估算整個基礎與假設工程資材使用量以換算 CO2 排放量，事先必須依詳細基礎結構平面圖、地下室開挖深度等圖面資訊等逐一計算。過程繁瑣且細節甚多，不符合簡約式生命週期評估之精神，且不方便應用。故本文為彌補張君於此部分工程 CO2 排放量評估之缺漏，擬參考日本之岡建雄先生於辦公建築建設階段 CO2 排放之推估(如表 1-2 所示)，以相當於占建築軀體工程的比例多寡來推估其排放量。比較張君之建築軀體工程定義與岡建雄先生之建築建設工程項目之分類，張又升君之軀體工程所涵蓋之部分相當於表 1-2 中之 3, 4, 5, 6 項扣除營建施工耗能之部分。故依此表，假設工程部分依張君之分類定義約佔整個建築軀體工程加營建工程的 8%，而基礎工程則佔建築軀體工程加營建工程的 19%。本研究目前以此二比例來推估此部分之 CO2 排放量。. 表 1-2 日本辦公建築建設階段之 CO2 排放量評估試算例. (資料來源：岡建雄，<グリ─ンオフィスの設計>). 此外由於建築基礎工程與假設工程，應與建築物之地上與地下規模有關，然而本文採用地上樓層數來推估建築物之軀體工程的單位樓地板面積 CO2，如直接以此比例來換算基礎與假設工程之 CO2 排放量，將無法反應地下樓層開挖深度所造成之影響。故另外採用以地上與地下樓層數來推估軀體工程之迴歸預測式進行試算(如 Eq.1-1)，嘗試建立以地下樓層規模對原軀體工程 CO2 排放量之比例之修正係數 τ，以反應地下開挖越深其 CO2 也應排放愈多之情形。以地上(5 至 55 樓)與地下樓層(1 至 8 樓)一共 408 組模擬樣本逐一試算其比例修正係數 τ，並以複迴歸公式建立比例修正係數 τ 之預測，如(Eq.1-5)。而建築基礎與假設工程之 8.

(21) 第一章序論. 單位面積 CO2 排放量則由(Eq.1-6)與(Eq.1-7)計算。. τ=(101.027+0.189·x1+2.037·x2)/100. R2=0.973, N=408 ------ (Eq.1-5). 其中 τ：地下開挖樓層數之比例修正係數 x1：建築物地面以上樓層數 x2：建築物地面以下樓層數. LCCO2-foundation=(LCCO2-structure·τ+LCCO2-construction)·19% ------- (Eq.1-6) LCCO2-false-work=(LCCO2-structure·τ+LCCO2-construction)·8% --------- (Eq.1-7). 五、建築室內裝修工程 CO2 排放量之評估建築室內裝修工程可分為地板面之裝修、牆面之裝修、天花板裝修三大部分，廣義而言還包括了辦公家具資材之 CO2 排放量。國內有關於此部分之調查統計，在民國 93 年歐文生博士於建築學報發表有關於住宅及辦公建築室內裝修之 CO2 排放量數據。該文獻中一共統計了 54 個辦公類建築之樣本，針對天花板、牆面、地坪與辦公家具之裝修材使用量調查並換算 CO2 排放量。其結論為 SRC 構造之辦公空間平均 CO2 排放量為 19.11(kg-CO2/m2) ， RC 構造則為 21.44(kg-CO2/m2)，所有案例之平均則為 20.49(kg-CO2/m2)。此乃因為一般 SRC 構造之辦公空間，因樓地板面積較大及辦公人員使用密度較低之故。所以在建築室內裝修工程之 CO2 排放量計算上直接引用歐君之研究成果。依(Eq.1-8)來計算。 LCCO2-interior=σi·TFA ------------------------------------------------- (Eq.1-8) 其中 LCCO2-interior：建築室內裝修之總CO2排放量(kg-CO2) σi：單位樓地板面積之室內裝修CO2排放量(kg-CO2/m2)。RC構造取21.44；SRC構造取 19.11。 TFA：建築物總樓地板面積(m2). 六、建築設備工程 CO2 排放量之評估建築設備之範疇包括空調設備、給排水設備、衛生設備、昇降設備、電氣設備、照明燈具設備、消防工程設備以及上述這些設備之風管、水管與電線資材等。在評估此部分 CO2 排放量上，除了計算各項設備所組成之材料數量之外，還需考量於工廠組裝設備時之二次加工耗能。有關於此部分之 CO2 排放量國內目前尚未建立其資料庫，未來還有賴相關研究之建立。本研究已先行針對空調設備系統資材生產與二次加工部分，另行統計其耗能量建立空調設備資材之二氧化 9.

(22) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 碳排放資料庫，此部分敘述於第二章。故此處先參考日本岡建雄先生之研究以各項工程之消耗能量比例推估，則設備工程加上室內裝修工程約佔整個建築軀體工程的 40%計算。依此比例關係來推估，整理建築設備工程之計算式如(Eq.1-9)。 LCCO2-equipment=LCCO2-structure·40%－LCCO2-interior ---------------------- (Eq.1-9) 其中 LCCO2-equipment：建築設備工程之總CO2排放量(kg-CO2) LCCO2-structure：建築軀體工程之總CO2排放量(kg-CO2) LCCO2-interior：建築室內裝修之總CO2排放量(kg-CO2). 七、建築使用階段之 CO2 排放量評估建築之使用階段往往可以長達數十年之久，以日本而言其建築平均壽命依小松幸夫之研究，如表 1-3，約在 30-40 年之間。另依張又升君之大規模調查台灣建築之拆除年限並反推台灣地區之建築平均壽命與日本的情況相仿亦約在 40 年左右。在這使用時間長達 40 年的期間內，舉凡空調、照明、插座用電、給排水用電等能源之使用，以及部分建築軀體或裝修材之更新、設備之維修等皆屬於此一階段 CO2 排放量評估之範疇。可大致歸納為以下三項： 1. 2. 3.. 日常使用能源消耗建築軀體日常修繕工程建築設備與室內裝修更新工程. 表 1-3 日本建築物平均使用年限推估值建築類別. 木造. RC 造. 輕鋼造. 木造. RC 造. 鋼骨造. RC 造. 鋼骨造. 普通住宅普通住宅普通住宅集合住宅集合住宅集合住宅辦公建築辦公建築平均使用年限推估. 38.214. 40.600. 32.778. 32.064. 38.916. 28.890. 34.769. 29.133. (資料來源：小松幸夫，1992). (1) 日常使用能源消耗之 CO2 排放量評估所謂日常使用階段的 CO2 排放量就是建築物完工後日常使用能源所換算的 CO2 排放量，例如在空調、照明、電器、動力等建築物使用操作所需耗用的化石燃料與電力。此一部分由於涉及使用行為之影響，如欲瞭解此部分之 CO2 排放量，則必須詳加統計或精密估算各項設備耗能。以往在推估此一部分之 CO2. 10.

(23) 第一章序論. 排放量時，採用如表 1-4 之各類型建築全年用電密度統計資料。以辦公建築而言其單位面積之耗能量為 193.8(kWh/m2.year)，換算 CO2 排放量後則為 127.52 (kg-CO2/m2.year)，以此概估方式來計算。然而未來如欲進一步解析日常能源使用中各項耗能因子之影響，則有賴以精密推估其全年耗能量之方法，建立各項耗能之耗能預測式，才能進一步針對各種節能技術之應用。關於日常使用之各項能源消耗是本文研究之重點以彌補以往之研究多偏重於建設與拆除階段之情形。此一部分之各項耗能推估過程將是本研究之重點。. 表 1-4 台灣各類建築物耗能密度統計與 CO2 排放量建築類別辦公建築(樣本8) 百貨建築(樣本14) 旅館建築(樣本13) 醫院建築(樣本8) 住宅（樣本 31). 單位面積能源使用量. 193.8 kWh/(m2.年) 433.3 kWh/(m2.年) 230.5 kWh/(m2.年) 335.4 kWh/(m2.年) 34.0 kWh/(m2.年) 3.42(m3 NG/(m2.年)). CO2 排放量（kg-CO2/m2.年） 127.52 285.11 151.67 220.69 22.37 7.11. (資料來源：林憲德 siraya 研究室，除住宅外皆為中央空調型建築物). (2) 修繕工程 CO2 排放量之評估所謂修繕工程指的是於建築日常使用階段因為建築設備、室內裝修、建築軀體與建築室外裝修等部分之老化、維護與部分更新之需求所衍生之部分營建工程。由於此部分的 CO2 排放量目前尚無統計資料，故先參考日本石福昭與伊香賀俊治之研究來估算。該研究在有關建築之日常修繕的 CO2 排放量之假設如下： 1. 建築軀體部分以每年相當於建築軀體建設之總 CO2 排放量的 1%計算。 2. 建築設備以及室內裝修之修繕工程則以每年相當於建設階段之建築設備以及室內裝修工程總 CO2 排放量的 2%計算。綜合以上描述，建築日常修繕工程之全年 CO2 排放量可依(Eq.1-10)來計算。. LCCO2-renovation=(LCCO2-structure·1%) +[(LCCO2-interior+LCCO2-equipment)·2%]------------------------- (Eq.1-10) 其中 LCCO2-renovation：修繕工程每年之總CO2排放量(kg-CO2/year). (3) 建築設備與室內裝修更新工程 CO2 排放量之評估 11.

(24) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 所謂更新工程指的是因為建築設備老舊劣化以致於需要全面更新，以及室內裝修由於空間使用因素改變等因素而必須全面換新。本文參考日本之數據以建築設備之耐用年限 20 年全面更新一次來計算。此外除了於建設階段針對室內裝修進行 CO2 排放量評估之外，於日常使用階段也常空間使用性質改變或室內裝飾材老舊而有不同之更換週期。以建築之生命週期為 40 年計算，本文假設辦公室之室內裝修以 15 年為其更換之週期計算，意即在建築生命週期終結以前建築物一共會歷經三次之室內裝修工程。另外，本文將因為更新而將舊有室內裝修材料以及建築設備拆除後之運棄耗能亦加以評估，參考日本之數據，以一次室內裝修與建築設備工程之總 CO2 排放量之 20% 為運棄之 CO2 排放量計算。故每次更新工程之 CO2 排放量可依其計算公式如 (Eq.1-11)。 LCCO2-remodel=(LCCO2-euipment·N1+LCCO2-interior·N2)·(1+20%) ---------- (Eq.1-11) 其中 LCCO2-remodel：更新工程總CO2排放量(kg-CO2) N1：建築設備工程於建築生命週期中之更新次數 N2：室內裝修工程於建築生命週期中之更新次數. 八、建築拆除與廢棄階段之 CO2 排放量評估建築歷經長年使用後老化不符合使用機能或經濟效益時，或因建築結構體劣化導致於有使用上安全疑慮而需面臨拆除之命運。整個建築的拆除過程以耗能的觀點來看，可分為拆除過程所使用的能源消耗以及拆除後的營建廢棄物處理之過程所消耗之能源。 (1) 建築拆除過程 CO2 排放量之評估將建築拆解之過程所使用的怪手、破碎機等機械設備之耗能絕大部分為燃料油、柴油等液態能源，而拆除的能源消耗理論上在建築規模越大層數較高的建築物其所使用的單位面積建材數量也愈高。在此前提下，在張又升之論文中由實地訪查民間拆除業者並以建築規模作為變數。本文沿用該方法並以如(Eq.1-12)與 (Eq.1-13)之公式來計算拆除階段之 CO2 排放量。 Ydemolition=0.06·x+2.01 ------------------------------------------------ (Eq.1-12) LCCO2-demolition=Ydemolition·TFA-------------------------------------- (Eq.1-13) 其中. 12.

(25) 第一章序論 Ydemolition：單位面積拆除階段CO2排放量(kg-CO2/m2) x：建築地面以上樓層數 LCCO2-demolition：拆除階段總CO2排放量(kg-CO2) TFA：建築總樓地板面積(m2). (2) 建築拆除後廢棄物處理之 CO2 排放量評估建築物經拆除後之廢棄物必須妥善處理，此階段包括以物理、化學、焚化、運棄掩埋等各種方法來處理廢棄物，其過程所耗用之能源則在此處評估。由於台灣對於營建廢棄物之處理多以公路交通運輸至掩埋處回填，故該文對於廢棄物處理僅計算廢棄物運輸所造成之耗能與其產生之 CO2 排放，分不同樓層規模與構造模式分別以(Eq.1-14)與(Eq.1-15)來概估單位面積之 CO2 排放量。最後整個拆除廢棄物之總 CO2 排放量再依(Eq.1-16)計算。. RC、SRC構造之建築物：Ywaste-treatment=0.54·x+38.89--------- (Eq.1-14) S構造之建築物：Ywaste-treatment=－0.01·x2+0.91·x+7.72 -------- (Eq.1-15) LCCO2-waste-treatment=Ywaste-treatment·TFA------------------------------ (Eq.1-16) 其中 Ywaste-treatment：單位面積廢棄物運輸之CO2排放量(kg-CO2/m2) x：建築物地面以上樓層數 LCCO2-waste-treatment：廢棄物處理之總CO2排放量(kg-CO2) TFA：建築總樓地板面積(m2). 13.

(26) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 14.

(27) 第二章空調設備生產線調查與 CO2 解析. 第二章空調設備生產線調查與 CO2 解析第一節設備資材生產線耗能調查本節探討空調設備資材部分之 CO2 排放量。以中央空調系統而言，空調設備包括冷凍主機、空調箱、風管、冷卻塔、冰水與冷卻水管線等設備資材。設備資材的二氧化碳排放量可從三個部分來討論，一為設備組成之原物料統計，此部分包括銅、鐵、鋁等各種原物料之組成重量，以各原物料單位重量之 CO2 排放資料庫換算單一設備原料組成之 CO2 排放。第二部分為將這些原物料二次加工組合成設備所需之耗能統計，第三部分則加上成品運輸階段 CO2 排放。為了統計並建立各項空調設備資材之 CO2 排放資料庫，本研究以生產線直接調查之方式，實地至空調設備製造工廠進行生產線之耗能調查。調查之方法，以現場生產線上掛電表監測之方式，將各項空調設備之生產過程，以產量與用電耗能換算每生產一單位之設備所需之耗能量並換算其 CO2 排放量。並記錄於如表 2-1 中，建立空調設備資材生產與加工之 CO2 排放資料庫。. 圖 2-1 空調主機生產線耗能調查與量測. 15.

(28) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 圖 2-2 空調主機生產線耗能. 圖 2-3 空調箱生產線耗能調查與量測. 16.

(29) 第二章空調設備生產線調查與 CO2 解析. 表 2-1 空調設備資材 CO2 排放量資料庫表格設備材料規格. 單位. 生產階段材料CO2排放量鐵(kg). CO2(kg). 銅(kg). CO2(kg). PVC(kg). 加工安裝階段運輸階段 CO2(kg). 鋁(kg). CO2(kg). CO2(kg). 總CO2. CO2(kg) 排放量(Kg). 台. 第二節空調各項設備資材 CO2 排放推估公式之建立空調設備資材之生產耗能調查之生產線耗能數據可分別由以下二種方式取得。若所調查之工廠所生產之產品單一，則由當月電費單搭配該月之產量換算其單位設備之生產耗能。如工廠所生產之設備種類繁多，包括主機、風機、空調箱等，則無法以當月用電量換算成各項設備之生產耗能，此類之樣本則需以現場生產線上掛電表監測之方式，來量測生產單位產品所需之耗能量以換算生產階段之 CO2 排放量。本文以監測或單月電費換算之方式建立各項設備生產之 CO2 排放資料庫。此外於設備資材用量部分，本文由廠商所提供之數據計算每一設備之原物料組成重量換算原物料之 CO2 排放。再加上張又升君先前研究所建立之運輸階段 CO2 排放資料庫，完成各項空調設備之 CO2 排放資料庫。最後再建立各項設備之推估回歸公式以為應用。所建立之二氧化碳排放資料庫如表 2-2 至表 2-14 所示，以及其對應之 CO2 排放量推估回歸公式如圖 2-4 至圖 2-17。. 17.

(30) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 表 2-2 螺旋式空調主機 CO2 排放量機組冷凍能力RT. 機組總CO2排放量KG. 10. 796.40. 15. 942.95. 300. 8656.30. 25. 1145.10. 500. 12740.91. 30. 1309.46. 700. 10974.93. 40. 1694.16. 900. 21663.03. 50. 2034.30. 1100. 25837.34. 80. 2723.49. 1300. 31073.19. 100. 3341.70. 120. 3951.41. 140. 4380.45. 160. 4999.12. 200. 6319.79. 240. 7539.21. 280. 8397.30. 300. 9478.64. 400. 11259.93. 500. 13150.81. 表 2-3 氣冷式空調主機 CO2 排放量機組冷凍能力RT. 18. 表 2-3 離心式空調主機 CO2 排放量. 機組總CO2排放量KG. 機組冷凍能力RT. 機組總CO2排放量KG. 表 2-4 空調箱 CO2 排放量機組冷凍能力RT. 機組總CO2排放量KG. 3. 844.28. 5. 900.94. 12. 889.34. 12. 1112.86. 7.5. 957.25. 15. 1263.69. 10. 1233.84. 15. 1287.58. 20. 1591.39. 20. 1471.93. 30. 1914.45. 20. 1522.23. 40. 2232.97. 30. 1886.08. 50. 2520.82. 40. 2486.52. 60. 2862.90. 50. 3636.34. 70. 3215.54. 60. 4234.76. 80. 3631.00. 90. 4077.76. 100. 4603.68. 80. 5209.10. 100. 7089.22. 120. 8611.50.

(31) 第二章空調設備生產線調查與 CO2 解析. 表 2-5 吊掛隱藏室內送風機 CO2 排放量機組送風量CFM. 機組總CO2排放量KG. 300. 30.08. 400. 30.76. 600. 41.47. 800. 50.38. 1000. 64.08. 1200. 73.52. 1400. 91.01. 表 2-7 箱型冷氣機 CO2 排放量機組冷凍能力RT. 機組總CO2排放量KG. 表 2-6 吊掛露明室內送風機 CO2 排放量機組送風量CFM. 表. 機組總CO2排放量KG. 300. 39.69. 400. 40.37. 600. 53.22. 800. 62.32. 1000. 78.16. 2-81200 方型冷卻水塔. 機組冷凍能力RT. 89.25 CO2 排放量. 機組總CO2排放量KG. 3. 246.67. 100. 1039.79. 5. 332.49. 150. 1347.99. 8. 431.44. 200. 1731.12. 10. 469.63. 300. 2307.74. 15. 689.85. 400. 3745.75. 20. 854.98. 500. 4157.53. 30. 1238.75. 600. 4415.49. 40. 1534.50. 700. 5873.94. 50. 1699.65. 800. 6324.47. 1000. 7472.36. 1200. 8630.98. 1500. 10738.72. 表 2-10 端吸聯結離心泵 CO2 排放量表 2-9 圓型冷卻水塔 CO2 排放量機組冷凍能力RT. 機組總CO2排放量KG. 機組馬力HP 3. 機組總CO2排放量KG 222.71. 5. 241.90. 7.5. 321.30. 10. 338.08. 15. 455.80. 2086.43. 20. 501.96. 2726.28. 25. 543.87. 500. 3169.88. 30. 677.05. 600. 3954.76. 40. 787.66. 700. 4508.41. 800 1000. 100. 762.63. 150. 1108.23. 200. 1360.70. 300 400. 50. 969.97. 60. 1017.04. 4968.27. 75. 1187.86. 6778.82. 100. 1458.95. 125. 1615.09. 150. 1940.31. 200. 2354.96. 19.

(32) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 表 2-12 進排氣風機 CO2 排放量表 2-11 端吸直結離心泵 CO2 排放量機組馬力HP. 機組總CO2排放量KG. 1. 98.56. 1 1/2. 117.04. 2. 127.23. 3. 161.76. 5. 183.36. 7.5. 235.68. 10. 259.61. 15. 296.72. 20. 348.51. 25. 446.79. 30. 493.20. 40. 641.32. 50. 690.55. 20. 機組總CO2排放量KG. 0.5. 181.84. 1. 224.23. 2. 276.35. 3. 355.66. 5. 539.39. 7.5. 766.02. 10. 1236.08. 15. 1514.78. 20. 2212.31. 25. 3116.56. 30. 4373.70. 40. 5568.72. 50. 5639.88. 60. 7373.48. 75. 8723.42. 表 2-14 PVC 管 CO2 排放量. 表 2-13 鍍鋅鋼管 CO2 排放量鋼管直徑 in. 機組馬力HP. PVC管直徑 in. 總CO2排放量KG. 0.75. 2.63. 1. 3.56. 1.25. 4.62. 1.5. 5.30. 2. 7.36. 2.5. 10.35. 3. 11.98. 4. 16.87. 5. 20.39. 6. 26.93. 8. 40.91. 10. 57.63. 12. 72.06. 14. 92.74. 16. 105.49. 18. 119.16. 20. 132.9754. 總CO2排放量KG. 0.75. 0.30. 1. 0.47. 1.25. 0.61. 1.5. 0.79. 2. 1.11. 2.5. 1.42. 3. 2.13. 4. 3.40. 5. 4.72. 6. 6.32. 8. 10.14. 10. 15.53. 12. 22.06. 14. 29.86. 16. 38.62.

(33) 第二章空調設備生產線調查與 CO2 解析. 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0. y = 26.601x + 700.44 R2 = 0.992. 0. 100. 200. 300. 400. 500. 600. 冷凍能力RT. 圖 2-4 螺旋式空調主機 CO2 推估公式. 離心式空調主機CO2排放量 y = 23.152x - 30.407 2. R = 0.9182 35000 30000 CO2排放量KG. CO2排放量KG. 螺旋式空調主機CO2排放量. 25000 20000 15000 10000 5000 0 0. 200. 400. 600. 800. 1000. 1200. 1400. 冷凍能力RT. 圖 2-5 離心式空調主機 CO2 推估公式. 21.

(34) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 氣冷式空調主機CO2排放量 y = 69.005x + 84.02 2 R = 0.9929 10000 CO2排放量KG. 8000 6000 4000 2000 0 0. 20. 40. 60. 80. 100. 120. 140. 冷凍能力RT. 圖 2-6 氣冷式空調主機 CO2 推估公式. 空調箱CO2排放量. y = 36.835x + 750.51 R2 = 0.995. CO2排放量KG. 5000 4000 3000 2000 1000 0 0. 20. 40. 60. 80. 冷凍能力RT. 圖 2-7 空調箱 CO2 推估公式. 22. 100. 120.

(35) 第二章空調設備生產線調查與 CO2 解析. 吊掛隱藏式室內送風機. y = 0.0553x + 9.4666 2. R = 0.9834 100 CO2排放量KG. 80 60 40 20 0 0. 200. 400. 600. 800. 1000. 1200. 1400. 1600. 送風量CFM. 圖 2-8 吊掛隱藏室內送風機 CO2 推估公式. 吊掛露明室內送風機 y = 0.0574x + 19.336 2 R = 0.9874. CO2排放量KG. 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 0. 200. 400. 600. 800. 1000. 1200. 1400. 送風量CFM. 圖 2-9 吊掛露明室內送風機 CO2 推估公式. 23.

(36) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 箱型冷氣機CO2排放量 y = 32.402x + 181.46 R2 = 0.9894. CO2排放量KG. 2000.00 1500.00 1000.00 500.00 0.00 0. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 冷凍能力RT. 圖 2-10 箱型冷氣機 CO2 推估公式. 方型冷卻水塔CO2排放量 y = 6.9594x + 494.88 R2 = 0.9915. CO2排放量KG. 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 0. 500. 1000. 1500. 冷卻能力RT. 圖 2-11 方型冷卻水塔 CO2 推估公式. 24. 2000.

(37) 第二章空調設備生產線調查與 CO2 解析. 圓型冷卻水塔CO2排放量 y = 6.4144x + 95.605 2. R = 0.9947 CO2排放量KG. 8000 6000 4000 2000 0 0. 200. 400. 600. 800. 1000. 1200. 冷卻能力RT. 圖 2-12 圓型冷卻水塔 CO2 推估公式. 端吸聯結離心泵CO2排放量 y = 10.913x + 290.2 2 R = 0.9862 3000 CO2排放量KG. 2500 2000 1500 1000 500 0 0. 50. 100. 150. 200. 250. 機組馬力HP. 圖 2-13 端吸聯結離心泵 CO2 推估公式. 25.

(38) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 端吸直結離心泵CO2排放量 y = 12.315x + 116.47 R2 = 0.9868. CO2排放量KG. 800 600 400 200 0 0. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 機組馬力HP. 圖 2-14 端吸直結離心泵 CO2 推估公式. 進排氣風機CO2排放量. y = 120.12x + 52.123 2. R = 0.9863 10000. CO2排放量KG. 8000 6000 4000 2000 0 0. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 機組馬力HP. 圖 2-15 進排氣風機 CO2 推估公式. 26. 70. 80.

(39) 第二章空調設備生產線調查與 CO2 解析. y = 6.9183x - 7.8735 R2 = 0.9917. 鍍鋅鋼管CO2排放量. CO2排放量 KG. 150 100 50 0 0.00 (50). 5.00. 10.00. 15.00. 20.00. 25.00. 鋼管直徑 in. 圖 2-16 鍍鋅鋼管 CO2 推估公式. PVC管CO2排放量. y = 2.3237x - 4.3121 2. R = 0.9467 50.00. CO2排放量KG. 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0.00 (10.00). 2.00. 4.00. 6.00. 8.00. 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00. PVC管直徑 in. 圖 2-17 PVC 管 CO2 推估公式. 27.

(40) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 28.

(41) 第三章日常使用階段 CO2 排放量之推估. 第三章日常使用階段 CO2 排放量之推估辦公建築日常使用階段之能源消耗種類單純，大多以用電為主，所以本研究針對辦公建築各項設備之 CO2 排放量推估主要以由其全年耗電量，並配合 2003 年台電所公佈之數據(每度電約相當於 0.69kg 之二氧化碳排放)來換算。依辦公建築之用電分類，以各種設備系統之全年耗能來分類的話，可區分為空調系統用電、通風換氣設備用電、照明設備系統用電、給排水設備系統用電、電梯設備用電以及辦公事務設備之插座用電等六大範疇。以下就其他各項設備系統以理論推估其全年耗能之方式詳細敘述如下各節：. 第一節辦公建築非居室通風換氣設備耗電量之預估建築物之空間為維持室內空氣品質或安全需求之因，在建築技術規則建築設備編之第 102 條有建築物各種用途使用空間之最小通風換氣量之規定，如表 3-1。一般而言公共廁所之換氣方式以第三種最為常見，而地下停車場則三種設計方式都有，視設計之情況與選用之通風換氣系統而定。為了達到建築技術規則最小通風換氣量要求，辦公建築內需要輔以機械通風設備之空間包括停車場、公共廁所與受配電室機房。所採用之方法為依通風換氣量基準以理論推求合理機械換氣風扇之最大設備量，並配合全年運轉時間以概估機械換氣風扇全年耗能量。. 29.

(42) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 表 3-1 機械通風之最小換氣量規定. (資料來源：建築技術規則設備編第 102 條). 一、地下停車場通風換氣風扇之耗能預估停車場的通風換氣系統可分為傳統式的風管系統以及誘導風機系統兩種設計情況。兩者的差別在於前者與以風管作為抽排氣的管道，並於風管前端以大型鼓風機作為換氣之送風動力。此種系統由於風管裝配空間之需要，要有較大之室內淨高。另外一種誘導風機系統，係由數個小型誘導風機的組合以取代傳統的風管，藉由誘導風機誘導室內氣流流動至排風處統一排出。依建築技術規則之規定停車場之最小通風換氣量基準為 25(m3/m2hr)，在此前提下來估算風機之額定動力。以下就此二種系統提出耗電量之預測模式：. 30.

(43) 第三章日常使用階段 CO2 排放量之推估. 1. 傳統風管系統：鼓風機之動力可依(Eq.3-1)來求取。總風量可由樓地板面積與最小通風換氣量基準求出，而總靜壓部分由於與風管之設計長度、風管壁之磨擦損失、風管配管方式等諸多方式有關，在計算此值時需要事先完成詳細之風管平面才得以算出正確之靜壓，但此處為求簡易概估與方便應用，總靜壓之求取暫以停車場之面積與形狀來概風管長以換算其靜壓並來推估風機動力，本文所採用之靜壓概算法容後敘述。而風機之全年耗電量，則可由風機之額定動力與全年運轉時間由(Eq.3-2)算出。風機之運轉時間本研究以每小時運轉 15 分鐘(以辦公建築工作時間 13 小時加上上班前與下班後各再一小時計算，大約每日運轉 3.75 小時)作為概估全年運轉時間之基準。. Pfan =. Q ⋅ PT ⋅ SF -------------------------------------------------- (Eq.3-1) 6120 ⋅ η T. 其中 Pfan：鼓風機之額定動力(kw) Q：總風量(m3/hr) PT：總靜壓(mmAq) ηT：風機靜壓效率(一般國產風機約為0.5，國外之風機約0.7) SF：安全係數(取1.2). Event-fan=Pfan·Tday·252-------------------------------------------------- (Eq.3-2) 其中 Event-fan：鼓風機之全年耗電量(kWh/year) Tday：風機每日運轉時間(hr)，基準值取3.75(hr) 252：全年上班日數(天). 2. 小型誘導風機系統：誘導風機系統是由許多台小型誘導機搭配一台排風機之組合，換氣之方式是以誘導機驅趕室內空氣造成誘導氣流至排風機處排出。一般依設計之經驗每 8m×8m 之樓地板面積需要一台約 200W 之誘導風機。另外負責排風之風機由於非以接續風管之方式排風其壓損較小，故於概估風機額定動力時以總靜壓 15(mmAq)依(Eq.3-1)來設計其大小。由停車場面積估算所需小型誘導風機之台數換算總瓦數後，再連同排風機依(Eq.3-2)之方法來概算全年耗能量。依上述之推估邏輯，以每日上班時間為 13 小時計，試算其停車場通風換氣 31.

(44) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 之風機全年耗電密度，傳統風管式系統約為 10.04 (kWh/m2.year)，誘導系統則為 5.25 (kWh/m2.year) ，換算其單位樓地板面積 CO2 排放量傳統風管系統為 6.93(kg-CO2/m2.year)，誘導系統則為 3.62(kg-CO2/m2.year)。整個停車場通風換氣設備之全年耗能預估如下圖 3-1 之流程所示。 z. 風管靜壓之概估法通風換氣上於決定風機大小時，除了需考量換氣風量與風機效率等之機械. 性能以外，風機的動力另外與風管管長以及排風路徑之壓損有密切關係，這些壓損即為風機之靜壓，透過靜壓大小之計算可反應風機為了抵抗送風阻力而所需要之風機動力。靜壓計算包括四個部分：一為排氣口處之壓損，一般大樓為了建築立面之美觀於排風口處常以百葉窗的型式美化風口，此百葉窗之靜壓損約為 13(mmAq)；壓損的第二來源為地下停車場之風管抽風口處，一般以 2(mmAq)估算；第三部分為風管本身之壓損，此與風管之斷面形狀有關，一般以每米風管 0.15-0.2 (mmAq/m)計算；第四部分與風管配管設計有關，轉折處越多其壓損也越大，此處以風管管長壓損的 1.5 倍概估。. 二、公共廁所通風換氣風扇之耗能預估廁所之通風換氣量基準為 30(m3/m2.hr)，在廁所之通風換氣方式多為機械排氣之前提下，以總靜壓 15(mmAq)依(Eq.3-1)來預估其排風機之額定動力。此外，由於公共廁所之排氣風機多為全天運轉，故每日運轉時間 Tday 與辦公大樓之上班時間同步。依此假設前提下計算其全年耗電密度約為每平方公尺廁所樓地板面積 9.64(kWh/m2.year)，相當於 6.65(kg-CO2/m2.year)。. 32.

(45) 第三章日常使用階段 CO2 排放量之推估. 停車場換氣量標準 25(m3/m2.hr). 傳統風管系統. 判斷通風換氣方式. 誘導風機系統風機與誘導機分開預估. 風機大小預估. 排風機大小預估. 有無靜壓設計值. 以停車場平面無計算風管長度換算靜壓. 假設靜壓為 15(mmAq). 無. 有無靜壓設計值. 有依實際靜壓計算風機大小. 決定小型誘導機數量. 誘導風機總動力. 有風機大小算出. 風機大小算出. 依實際靜壓計算風機大小. 計算總通風換氣風扇動力. 每日運轉時間設定. 已知. 未知. 以實際每日運轉小時數計算. 以每日3.75小時運轉計算. 全年運轉時間. 全年運轉時間. 風機全年耗電量. 圖 3-1 停車場通風換氣設備全年耗電量推估流程. 三、配電室通風換氣風扇之耗能預估依建築技術規則之規定，配電機房之通風換氣量標準為 10(m3/m2hr)。按前述之方法，首先必須確認其面積大小，面積大小如於未知之情況則需以下面之方法事先推求其面積。一般而言此機房為台電輸配電至建築物之位置，且需位於建築物之一樓或地下一樓。其面積之大小常因變壓器之總容量、受電電壓、變壓器 33.

(46) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 群數等因素影響，很難正確預估出所需面積之大小。本研究以建築物之總樓地板面積依經驗公式(Eq.3-3)推估總用電負荷量，並依(Eq.3-4)來推估合理配電室之面積。 WT=0.09·TFA---------------------------------------------------------- (Eq.3-3) FA=0.98·(WT)0.7 ------------------------------------------------------- (Eq.3-4) 其中 WT：推估之總用電負荷量 TFA：總樓地板面積(m2) FA：配電室面積(m2). 決定面積之後，假設以機械排風方式進行換氣，以總靜壓為 15(mmAq)以及全年 365 天，每天 24 小時運轉的情況下依(Eq.3-1)，(Eq.3-2)推估其全年耗電量。試算結果其單位受配電室樓地板面積之年耗電密度為 8.59 (kWh/m2.year)，相當於單位樓地板面積全年 CO2 排放 5.93(kg-CO2/m2.year)。. 第二節辦公建築照明設備全年耗電量之預估在建築生命週期評估之日常能源使用佔了相當大的一部份。一般於描述空間之照明設計用電量是以單位面積之用電密度來評估，若將辦公室內照明器具之總用電功率(W)除以空間面積(m2)，可得到單位面積之照明用電密度(unit loghting power density，簡稱 UPD，單位為 W/m2)。於推估照明全年耗電量時，是以空間之總照明用電功率配合全年照明點燈時間依(Eq.3-5)來計算。由於空間使用型態的不同所需的照度標準也不相同，不同的照度需求下其空間之照明密度設計自然也相異，如表 3-2。以辦公室而言照度標準為 500 lx，照明密度基準為 20(W/m2)。然而，辦公建築實際之照明密度設計，常由於業主之喜好因素或不當之照明設計之因，實際之照明密度與理論值不見得一致。故本文目前所採用之辦公建築照明密度基準以 20 (W/m2)以為計算標準之照明耗電之基準。. 一、安定器之功率耗損影響氣體放電燈系如螢光燈、水銀燈等，必須輔以安定器作為補助點燈，而安定器本身亦消耗額外的少量電功率，所以在計算氣體放電燈系之實際用電量時除了螢光燈本身的額定功率之外尚需加上安定器的功率耗損，才是真正的用電功 34.

(47) 第三章日常使用階段 CO2 排放量之推估. 率。搭配螢光燈發光的安定器可分為傳統式安定器與電子式安定器二類。傳統式安定器通常約額外消耗燈管額定功率的 20%，因此一根 40W 的螢光燈管，應以 48W 來計其實際耗電功率。而採用電子式安定器除了節省本身安定器之耗電功率外更可以提升燈管之發光效率，一般而言可以節省原照明用電約 15%。本文以如表 3-3 安定器效率係數 Bi 來評估此方面之節能效果。. Elighting = ∑(FA i ⋅ δ i ⋅ UPD i ⋅ α i ⋅ B i ⋅ C i ⋅ ri ⋅ Ti ) / 1000 ----------- (Eq.3-5) 其中 Elighting：照明之全年耗電量(kWh) FAi：空間面積(m2) δi：燈具種類之使用面積比例 UPDi：各空間之照明設計密度(W/m2) αi：安定器功率消耗係數(氣體放電燈系為1.2，複金屬燈為1.14，非氣體放電燈為1.0) Bi：安定器效率係數(表3-4) Ci：照明控制係數(表3-5) ri：採用率(-) Ti：全年照明點燈時間(hr). 相較於辦公空間之照明密度，走道、梯廳、停車場等空間之照明等級隨著辦公大樓之定位不同而相異。這些所謂的附屬空間佔了整個建築物之總樓地板面積從 20%-40%不等。不同的空間其累積全年的點燈時間亦不相同。本文為盡可能細分不同空間之照明耗電屬性，於估算全體建築物之照明用電時，將空間區分為 1.辦公空間；2.會議空間；3.走道與梯廳空間；4.停車場空間三部分。在計算照明耗電量標準時，各部分依(Eq.3-5)搭配本文建議之各項變數基準值如表 3-5 內容，來分別估算其全年用電量。. 表 3-2 各空間照度標準與照明密度基準照度標準（lx）. 作業或活動的類型. 全面照明用電密度基準. 500. 簡單視覺要求的作業，如禮堂、觀眾席、會客室、大廳、休息區、書庫、廚房、候診室等中等視覺要求的作業，如辦公室、會議室、教室、圖書閱覽室、餐廳等. 750. 有較高視覺要求的作業，如縫紉、繪圖、運動比賽場地等. 20 30. 難度很高的視覺作業，如機密加工及裝配、顏色辨別等特殊視覺要求的作業，如手工雕刻、醫院之檢查與注射等極精細視覺作業，如精密機械與電子零件製造、外科手術等. 40 60 80. 300. 1000 1500 ＞2000. 12. (資料來源：綠建築解說與評估手冊-2003 年版). 35.

(48) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 表 3-3 照明安定器效率係數表燈具種類. 安定器效率係數 Bi. 電子安定器. 0.8. 高功率安定器. 0.9. 普通安定器. 1.0. (資料來源：綠建築解說與評估手冊-2003 年版). 表 3-4 明控制係數表照明設備控制種類. 照明控制係數 Ci. 具有自動調光控制、紅外線控制等功能. 0.8. 具有自動點滅控制功能. 0.9. 具良好之分區開關控制. 0.95. 無自動控制功能. 1.0. (資料來源：綠建築解說與評估手冊-2003 年版). 其中辦公室之全年照明點燈時間之計算，參照前述用於空調耗能模擬時照明之一日點燈時間分佈(如圖 3-2)，假設一日之上班時間含加班時間為 13 小時計算，其工作天一日之相當點燈時間為 11.75 小時，與全年上班日數 252 天換算全年照明相當點燈時間為 2961 小時。會議空間由於使用率較低，此處以一般辦公時間的 20%計算其全年照明時間，而其面積亦約佔辦公區域面積的 1/4。此外，於放假日期間之照明為顧及部分安全必要之照明而以走道與地下停車場總照明瓦數的 1%點燈率來換算全年相當之照明點燈時間。另外走道與地下停車之照明點燈模式與辦公人員之變動無關，於上班時間內皆全開的狀態，而下班後以 1%之點燈率計算，經換算後走道與地下停車之每日照明相當點燈時間為. 13+0.01×(24-13)=13.11. 小時，故其全年照明點燈時間以. 13.11×252+0.24×(365-252)=3330.84 小時計算。於照明節能措施方面，為了針對採用照明安定器與特殊照明控制系統對照明用電量之節省效果，本文引入現行綠建築評估對於照明系統之安定器折減係數 Bi(表 3-3 與照明控制方式之折減係數. Ci(表 3-4)配合採用率來計算其省能之效果。. 36.

(49) 第三章日常使用階段 CO2 排放量之推估. 表 3-5 計算各空間照明耗電量之係數表空間別. FAi. δi αi UPDi. 辦公室. (總樓地板面積-停車場面積)×有效面積比×0.8. 會議空間. (總樓地板面積-停車場面積)×有效面積比×0.2. 走道、梯廳. (總樓地板面積-停車場面積)×(1-有效面積比). 地下停車場. 依實際面積填入. Bi. Ci. Ti(hr). 1.0. 1.2. 20. 1. 1. 2961. 1.0. 1.2. 20. 1. 1. 592.2. 1.0. 1.2. 5.3*. 1. 1. 3330.84. 1.0. 1.2. 3.2*. 1. 1. 3330.84. *. ( 參考 ASHRAE Standard 90.1-2004 之基準訂定). 一日相當點燈時間為 11.75 小時. 圖 3-2 辦公室一般工作日之照明使用時間分佈. 第三節給排水系統日常耗能之推估建築物之給水主要是利用揚水馬達，將水由低處之受水槽送至高處之高架水槽，再藉由水本身之重力送往各個樓層。整個系統之耗能以耗電量而言主要來自於揚水泵之馬達。揚水泵之耗電量如以定頻馬達而言其全年耗電量可由揚水泵之輸出功率配合全年運轉時間，依(Eq.3-6)而求得全年耗電之理論值。而揚水泵馬達之最大輸出功率設計會隨建築物單日用水需量、建築物供水方式、高架水槽容量與建築物高度之不同而有相當大之差異。以建築物供水方式而言，可分為自來水直接給水方式、高架水槽方式、壓力水櫃方式、泵直接給水方式等四種。但為顧及辦公建築物多為高層建築物，且其供水設計多以高架水槽為主，故本文以高架水槽之供水方式來估算水槽容量以反求揚水泵之設計容量。 Epump=揚水泵馬達最大輸出功率×每次運轉時間 ×每日平均運轉次數×全年工作天日數 ------------------- (Eq.3-6) 37.

(50) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 揚水泵馬達最大輸出功率設計值之決定是以在 30 分鐘內能將設計之高架水槽容量打滿為原則下進行設計。故需事先由高架水槽容量設計著手。而其全年耗能量之估算則以建築物整體之水使用量與高架水槽容量，來決定一天揚水馬達啟動次數而換算用電量。揚水泵之全年耗能推估步驟，整理如以下說明：建築物之總用水需量可分為生活用水以及空調系統冷卻循環水之補給水量兩方面。建築物用水量依生活習慣、建築物種類、季節等而異，一般而言平均每人實際使用水量 0.12-0.25(m3/日.人)，以一般建築而言其使用水之單日時間分佈應如圖 3-3 所示。在建築物之用水量規劃設計方面是以單日以及瞬間預測最大給水量來作為各項給水設備容量設計之依據。整個揚水泵容量之推估過程如以下步驟： 1. 生活用水量(Qu)之推估：生活用水需量之推算可分為三種方式：(1)按使用人數推算(2)按建築物有效面積推算(3)按給排水衛生設備器具之數量推算。在規劃設計階段一般以建築物之使用人數配合建築有效面積，按表 3-6 類建築物一日給水量中之各設計值之方式來推算辦公建築單日最大用水需量以決定各種給水設備容量。以辦公室而言每人單日之使用水量以 0.12 (m3/人)，辦公建築有效面積以台灣最常見之出租型辦公大樓取 0.6 之有效面積比進行估算配合室內人員密度 0.2 (人/m2) 由(Eq.3-7)可求得。 Qu=0.12·0.2·0.6·TFA ------------------------------------------------- (Eq.3-7) 其中 Qu：辦公建築單日生活用水需量(m3) TFA：總樓地板面積(m3). 圖 3-3 建築物每日用水量逐時分佈示意圖 38.

(51) 第三章日常使用階段 CO2 排放量之推估. 表 3-6 各類建築物一日給水量推估一覽表. (資料來源：建築設備設計マニュアル II 給排水・衛生編). 2. 冷卻循環水補給水量(Qc)之推估：辦公大樓如因採用水冷式中央空調系統其冷卻水塔之冷卻循環水，於運轉時會因為蒸發、水滴飛濺與排放損失等因素而需要適當之補充冷卻水量。. 39.

(52) 建築生命週期 CO2 排放量評估之研究 --辦公建築使用階段 CO2 排放量解析. 其中： (1). 蒸發損失：. 為冷卻循環水流經冷卻塔處之熱交換過程中，由於此熱交換過程為開放式，所以有部分循環水會有蒸發而需要隨時補充，此部分之蒸發損失與水溫與氣溫之溫度差有關，一般而言在溫差 6℃時其蒸發損失水量約為循環水量的 1%。 (2). 飛濺損失：. 主要是因為於冷卻塔熱交換過程中隨冷卻塔風扇而飄散至大氣之霧狀水滴。一般可接受的飛濺損失量約為循環水量的 0.1%以下。 (3). 排放損失：. 循環水於長期使用為防止冷卻水中形成水垢，而定期排放定量之舊循環水，而以乾淨之新水補充之以維持水質防止水垢於冷卻水管壁中累積，其排放水量於計算時一般以循環水量的 0.2%-0.3%估計。綜合以上之各種水量損失之描述，同時考慮因其他原因而耗損之水量，為了保持冷卻塔正常運轉水量之前提下，一般實務上冷卻水之補給水量大致上以約為總循環水量的 2%-3% 來估算。又依冷卻塔之循環水量設計，其循環水量以. 13(LPM/冷卻噸)之水量計算。如 (Eq.3-8)之公式。 qc=1.3·qRM-------------------------------------------------------------- (Eq.3-8) 其中 qc：冷卻塔容量(USRT) qRM：冷凍主機容量(USRT). 今若以冷卻水每小時之補給水量約為冷卻水循環水量的 3%估算，冷卻水循環水之補給水量可由(Eq.3-9)求得。. Qc=qc·T·13·60·3%/1000 ---------------------------------------------- (Eq.3-9) 其中 Qc：每日冷卻水補給水量(m2/day) qc：冷卻塔容量(USRT) T：每日空調運轉時間(hr/day). 3. 高架水槽容量(Vh)之推估：由 step 1 與 step 2 可求得辦公建築之總用水需量 Qtotal(m3/day)，如 (Eq.3-10)。高架水槽之容量為供水無虞之考量，是由每小時最大預測給水量. 40.

(53) 第三章日常使用階段 CO2 排放量之推估. 與瞬間預測最大給水量依(Eq.3-12)估算而來。其中每小時最大預測給水量約兩倍於平均每小時之用水量(Eq.3-11)，瞬間預測最大給水量(Qp)以三倍於 Qm 計。 Qtotal=Qu+Qc ----------------------------------------- (Eq.3-10) Qm=2·Qtotal/T---------------------------------------- (Eq.3-11) Vh=(Qp－Qm)·Tp+Qm·Tm--------------------------------- (Eq.3-12) 其中 3. Vh：高架水槽之容量(m ) 3 Qp：瞬間預測最大給水量(m /hr)=3×Qm 3 Qm：最大預測給水量(m /hr) 3 Qtotal：辦公建築之每日總用水需量(m /day) Tp：瞬間預測最大給水量之運轉時間(hr)，取0.5hr Tm：揚水泵之最短運轉時間(hr)，取0.15hr. 而揚水泵最大容量之計算則以 30 分鐘內將高架水槽打滿之原則之下其揚水量(Q)應為 2Vh(m3/hr)。 4. 馬達效率(η)之計算: 揚水泵馬達之效率隨揚水泵最大揚水量之不同而變化，最大揚水量則又反應在泵之出水口徑上，一般而言在不同的泵出水口徑下其馬達對應之理論效率值可依表 3-7 得。而泵之出水口徑可由揚水量與管內水流速依(Eq.3-13) 求得。. 4⋅Q ----------------------------------- (Eq.3-13) 3600 ⋅ π ⋅ vp. d= 其中. d：揚水泵口徑(m) 3 Q：揚水量(m /hr) vp：管內水流速(m/sec)，取1.6。. 表 3-7 揚水泵效率表揚水泵口徑(mm). 50. 70. 80. 100 130 160 180 200 250. 300 400. 效率(%). 45. 50. 55. 60. 74. 65. 70. 72. 73. 73. 75. (資料來源：空気調和衛生工学便覧). 5. 總揚程(H)之計算：揚水泵揚水總揚程之計算如(Eq.3-14)示。其中吐出水頭為重力高架水槽至揚水馬達之垂直距離，為維持建築物內各種用水器具具有正常之使用水壓，重. 41.