九十八年度建築能源效率提升計畫

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(1)九十八年度建築能源效率提升計畫. 執行單位：財團法人台灣建築中心研究主持人：徐文志協同主持人：楊冠雄、蔡尤溪北團隊委員：李魁鵬、張裕成、李汝殷、林金童、林啟基南團隊委員：鍾基強、黃瑞隆、李靖男、柯佑沛、王佑萱、吳友烈專任助理：劉家瑋兼任助理：陳緯萍、陳宜穎、黃庭裕、鄭鴻鈞、陳彥昌、葉琮勤、唐士傑、莊淯鈞、李思賢. 內政部建築研究所補助計畫成果報告中華民國九十八中華民國九十八年十二月.

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(3) 目次目次目次............................................................................................... I 表目錄 ..................................................................................... IV 圖目錄 .................................................................................... VII 摘要............................................................................................ IX 第一章緒論 ................................................................................1 1.1 計畫緣起 ..........................................................................1 1.2 計畫內容與執行步驟 ......................................................1 1.3 計畫預期效益 ..................................................................4 第二章建築能源效率提升補助案例 ..........................................5 2.1 行政院衛生署桃園醫院 ..................................................6 2.2 行政院 ............................................................................13 2.3 行政院衛生署樂生療養院 ............................................18 2.4 國立台北科技大學 ........................................................26 2.5 國立陽明大學附設醫院 ................................................33 2.6 中央聯合辦公大樓北棟 ................................................40 2.7 中央聯合辦公大樓南棟 ................................................44 2.8 財政部財稅資料中心 ....................................................48 2.9 經濟部標準檢驗局第六組 ............................................58 2.10 內政部警政署民防防情指揮管制所..........................64 2.11 中央研究院物理研究所 ..............................................71 2.12 國家圖書館 ..................................................................79 I.

(4) 98. 年度建築能源效率提升計畫 2.13 行政院退輔會蘇澳榮民醫院 ......................................85 2.14 行政院環保署環境檢驗所 ..........................................90 2.15 臺灣臺北地方法院檢察署 ..........................................99 2.16 行政院退輔會台中榮民總醫院 ................................104 2.17 國立高雄第一科技大學 ............................................111 2.18 行政院衛生署台中醫院 ............................................116 2.19 國立成功大學附設醫院 ............................................121 2.20 國立科學工藝博物館 ................................................126 2.21 國立彰化師範大學 ....................................................130 2.22 行政院退輔會嘉義榮民醫院 ....................................137 2.23 國立虎尾科技大學 ....................................................142 2.24 行政院人事行政局地方研習中心............................149 2.25 內政部中區兒童之家 ................................................155 2.26 南部科學工業園區管理局 ........................................162 2.27 內政部警政署警察廣播電台高雄台........................168 2.28 行政院衛生署屏東醫院 ............................................174. 第三章建築能源效率提升諮詢案例 ......................................182 3.1 宏碁總部辦公大樓 ......................................................182 3.2 明台產物保險辦公大樓 ..............................................183 3.3 東元中壢廠 ..................................................................185 3.4 資策會科技服務大樓 ..................................................186 3.5 國泰金融中心大樓 ......................................................187 3.6 行政院衛生署朴子醫院 ..............................................188 3.7 國立台灣師範大學 ......................................................189 3.8 國立中正紀念堂 ..........................................................190 II.

(5) 目次第四章委員教育訓練講習會 ..................................................191 4.1 講習會緣起及目的 ......................................................191 4.2 活動日期及地點 ..........................................................191 4.3 參加對象 ......................................................................191 4.4 師資群 ..........................................................................191 4.5 講習會課程表 ..............................................................191 4.6 標準查驗程序之建立 ..................................................193 第五章網站更新與滿意度調查 ..............................................198 5.1 建築能源效率提升計畫網站更新 ..............................198 5.2 受補助單位滿意度調查 ..............................................199 第六章 99 年度改善案例徵選及現勘作業 .............................202 第七章結論與建議 ..................................................................206 參考文獻 ....................................................................................209. III.

(6) 98. 年度建築能源效率提升計畫表目錄. 表 2.1.1 行政院衛生署桃園醫既設泵浦節能效益評估....................................................... 10 表 2.1.2 行政院衛生署桃園醫改善前後冷卻水塔節能效益分析(CT-1) ............................ 11 表 2.1.3 行政院衛生署桃園醫空調 BEMS 節能效益分析 .................................................. 11 表 2.1.4 行政院衛生署桃園醫改善項目總節能效益........................................................... 12 表 2.2.1(a) 行政院改善前後泵浦節能效益分析表(180RT)................................................. 16 表 2.2.1(b) 行政院改善前後泵浦節能效益分析表(60RT)................................................... 16 表 2.2.2 行政院空調 BEMS 節能效益分析 .......................................................................... 17 表 2.2.3 行政院改善項目總節能效益................................................................................... 17 表 2.3.1 行政院衛生署樂生療養院新設熱泵主機產生之空調節能效益分析................... 23 表 2.3.2 行政院衛生署樂生療養院新設熱泵主機熱水節能效益分析............................... 24 表 2.3.3 行政院衛生署樂生療養院熱泵 BEMS 節能效益分析 .......................................... 24 表 2.4.1 國立台北科技大學改善前後送風機節能效益分析............................................... 30 表 2.4.2 國立台北科技大學預冷空調箱節能效益分析....................................................... 31 表 2.4.3 國立台北科技大學空調 BEMS 節能效益分析 ...................................................... 32 表 2.4.4 國立台北科技大學改善項目總節能效益............................................................... 32 表 2.5.1 國立陽明大學附設醫院改善前後冰水主機節能效益分析結果(160RT) ............. 37 表 2.5.2 國立陽明大學附設醫院改善前後冰水主機節能效益分析結果(200RT) ............. 37 表 2.5.3 國立陽明大學附設醫院既設冷卻水泵浦現場性能測試結果............................... 38 表 2.5.4 國立陽明大學附設醫院空調 BEMS 節能效益分析 .............................................. 39 表 2.5.5 國立陽明大學附設醫院改善項目總節能效益....................................................... 39 表 2.6.1 中央聯合辦公大樓北棟改善前後空調箱節能效益分析....................................... 42 表 2.6.2 中央聯合辦公大樓北棟空調 BEMS 節能效益分析 .............................................. 43 表 2.6.3 中央聯合辦公大樓北棟改善項目總節能效益....................................................... 43 表 2.7.1 中央聯合辦公大樓南棟改善前後空調箱節能效益分析....................................... 46 表 2.7.2 中央聯合辦公大樓南棟空調 BEMS 節能效益分析 .............................................. 47 表 2.7.3 中央聯合辦公大樓南棟改善項目總節能效益....................................................... 47 表 2.8.1 財政部財稅資料中心改善前後冰水泵浦節能效益分析....................................... 54 表 2.8.2 財政部財稅資料中心預冷空調箱節能效益分析................................................... 55 表 2.8.3 財政部財稅資料中心空調 BEMS 節能效益分析 .................................................. 56 表 2.8.4 財政部財稅資料中心改善項目總節能效益........................................................... 57 表 2.9.1 經濟部標準檢驗局第六組改善前後冷卻水塔節能效益分析表........................... 61 表 2.9.2 經濟部標準檢驗局第六組改善前後區域冰水泵浦節能效益分析....................... 62 表 2.9.3 經濟部標準檢驗局第六組空調 BEMS 節能效益分析 .......................................... 63 表 2.9.4 經濟部標準檢驗局第六組改善項目總節能效益................................................... 63 表 2.10.1 內政部警政署民防防情指揮管制所各區域舒適度測試結果............................. 68 表 2.10.2 內政部警政署民防防情指揮管制所增設全熱交換器節能效益分析(夏季) ...... 68 表 2.10.3 內政部警政署民防防情指揮管制所新設 VRV 空調變頻系統之節能效益分析69 表 2.10.4 內政部警政署民防防情指揮管制所空調 BEMS 節能效益分析 ........................ 70 表 2.10.5 內政部警政署民防防情指揮管制所改善項目總節能效益................................. 70 IV.

(7) 表目錄表 2.11.1 表 2.11.2 表 2.11.3 表 2.11.4 表 2.11.5 表 2.12.1 表 2.12.2 表 2.12.3 表 2.13.1 表 2.13.2 表 2.14.1 表 2.14.2 表 2.14.3 表 2.14.4 表 2.14.5 表 2.15.1 表 2.15.2 表 2.15.3 表 3.15.4 表 2.16.1 表 2.16.2 表 2.16.3 表 2.16.4 表 2.16.5 表 2.17.1 表 2.17.2 表 2.17.3 表 2.18.1 表 2.18.2 表 2.18.3 表 2.18.4 表 2.19.1 表 2.19.2 表 2.19.3 表 2.20.1 表 2.20.2 表 2.20.3 表 2.21.1 表 2.21.2 表 2.21.3 表 2.21.4 表 2.22.1 表 2.22.2. 中央研究院物理研究所改善前後泵浦節能效益分析 ......................................... 75 中央研究院物理研究所改善前後預冷空調箱節能效益分析 ............................. 76 中央研究院物理研究所改善前後冷卻水塔節能效益分析 ................................. 77 中央研究院物理研究所空調 BEMS 節能效益分析 ............................................ 78 中央研究院物理研究所改善項目總節能效益 ..................................................... 78 國家圖書館全熱交換器運轉分析表..................................................................... 82 國家圖書館全熱交換器 BEMS 節能效益分析 .................................................... 83 國家圖書館改善項目總節能效益......................................................................... 83 行政院退輔會蘇澳榮民醫院新設熱泵主機熱水能效益分析............................. 88 行政院退輔會蘇澳榮民醫院熱泵 BEMS 節能效益分析 .................................... 89 行政院環保署環境檢驗所冰水主機改善前後節能效益分析結果..................... 95 行政院環保署環境檢驗所既設水泵(CHP-03)改善前後節能效益分析 ............. 96 行政院環保署環境檢驗所室內熱環境測試結果(1F) .......................................... 96 行政院環保署環境檢驗所空調 BEMS 節能效益分析 ........................................ 98 行政院環保署環境檢驗所改善項目總節能效益................................................. 98 臺灣臺北地方法院檢察署春秋冬季外氣節能效益評估................................... 102 臺灣臺北地方法院檢察署既設泵浦節能效益評估........................................... 102 臺灣臺北地方法院檢察署空調 BEMS 節能效益分析 ...................................... 103 臺灣臺北地方法院檢察署改善項目總節能效益............................................... 103 行政院退輔會台中榮民總醫院既設蒸氣鍋爐銘牌資料................................... 104 行政院退輔會台中榮民總醫院 97 年度蒸氣鍋爐能源使用統計表................. 105 行政院退輔會台中榮民總醫院熱泵系統效益評估分析表............................... 107 行政院退輔會台中榮民總醫院新設熱泵主機產生之空調節能效益分析....... 108 行政院退輔會台中榮民總醫院熱泵 BEMS 節能效益分析 .............................. 109 國立高雄第一科技大學改善前後既設泵浦耗電測試結果............................... 114 國立高雄第一科技大學空調 BEMS 節能效益分析 .......................................... 114 國立高雄第一科技大學改善項目總節能效益成效........................................... 115 行政院衛生署台中醫院既設冷卻水塔節能效益分析....................................... 119 行政院衛生署台中醫院改善前後空調箱節能效益分析................................... 119 行政院衛生署台中醫院空調 BEMS 節能效益分析 .......................................... 120 行政院衛生署台中醫院改善項目總節能效益................................................... 120 國立成功大學附設醫院既設泵浦改善前後節能效益分析結果....................... 124 國立成功大學附設醫院空調 BEMS 節能效益分析 .......................................... 125 國立成功大學附設醫院改善項目總節能效益................................................... 125 國立科學工藝博物館改善前後水泵節能效益分析........................................... 128 國立科學工藝博物館空調空調 BEMS 節能效益分析 ...................................... 129 國立科學工藝博物館改善項目總節能效益....................................................... 129 國立彰化師範大學 97 年 6 月度至 98 年 6 月之瓦斯使用情形資料表........... 131 國立彰化師範大學新設熱泵主機熱水能效益分析........................................... 134 國立彰化師範大學交誼聽室內二氧化碳濃度及舒適度量測........................... 135 國立彰化師範大學熱泵 BEMS 節能效益分析 .................................................. 136 行政院退輔會嘉義榮民醫院新設熱泵主機熱水能效益分析........................... 140 行政院退輔會嘉義榮民醫院空調 BEMS 節能效益分析 .................................. 141. V.

(8) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 表 2.23.1 國立虎尾科技大學 97-98 年度天然氣費用....................................................... 143 表 2.23.2 國立虎尾科技大學新設熱泵主機熱水能效益分析........................................... 146 表 2.23.3 國立虎尾科技大學交誼聽室內二氧化碳濃度及舒適度量測........................... 147 表 2.23.4 國立虎尾科技大學熱泵 BEMS 節能效益分析 .................................................. 148 表 2.24.1 行政院人事行政局地方研習中心改善前後泵浦節能效益分析....................... 152 表 2.24.2 行政院人事行政局地方研習中心冷卻水塔現場性能測試結果....................... 153 表 2.24.3 行政院人事行政局地方研習中心空調 BEMS 節能效益分析 .......................... 153 表 2.24.4 行政院人事行政局地方研習中心改善項目節能效益成效總結....................... 154 表 2.25.1 內政部中區兒童之家 97 年度瓦斯使用情形資料表......................................... 156 表 2.25.2 內政部中區兒童之家新設熱泵主機熱水能效益分析....................................... 159 表 2.25.3 內政部中區兒童之家室內二氧化碳濃度及舒適度量測................................... 161 表 2.25.4 內政部中區兒童之家熱泵 BEMS 節能效益分析 .............................................. 161 表 2.26.1 南部科學工業園區管理局 CH-1 改善前後節能效益分析 ................................ 165 表 2.26.2 南部科學工業園區管理局既設水泵改善前後節能效益分析........................... 166 表 2.26.3 南部科學工業園區管理局空調 BEMS 節能效益分析 ...................................... 166 表 2.26.4 南部科學工業園區管理局改善項目總節能效益............................................... 167 表 2.27.1 內政部警政署警察廣播電台高雄台既設 150 RT 冰水主機節能效益分析 ..... 171 表 2.27.2 內政部警政署警察廣播電台高雄台改善前後熱水系統節能效益分析........... 172 表 2.27.3 內政部警政署警察廣播電台高雄台空調 BEMS 節能效益分析 ...................... 173 表 2.27.4 內政部警政署警察廣播電台高雄台改善項目總節能效益............................... 173 表 2.28.1 行政院衛生署屏東醫院新設熱泵主機熱水能效益分析................................... 179 表 2.28.2 行政院衛生署屏東醫院新設熱泵主機產生之空調節能效益分析................... 179 表 2.28.3 行政院衛生署屏東醫院熱泵 BEMS 節能效益分析 .......................................... 181 表 3.6.1 行政院衛生署朴子醫院柴油鍋爐熱水系統逐月燃耗量...................................... 188 表 4.5.1 98Beeup 委員教育訓練講習會課程表................................................................... 191 表 4.5.2 98Beeup 委員教育訓練講習會課程內容大綱....................................................... 192 表 4.5.3 98Beeup 完工查核紀錄總表................................................................................... 194 表 4.5.4 98Beeup 完工查核案例........................................................................................... 196 表 5.2.1 98Beeup 受補助單位滿意度調查項目................................................................... 199 表 6.1 99Beeup 受補助單位改善項目及預估金額表.......................................................... 202 表 6.2 99Beeup 備取單位改善項目及預估金額表.............................................................. 204. VI.

(9) 圖目錄圖目錄圖 1.2.1 98Beeup 執行流程圖................................................................................................... 3 圖 2.1.1 行政院衛生署桃園醫院建築外觀圖......................................................................... 6 圖 2.1.2 行政院衛生署桃園醫院空調系統流程圖................................................................. 9 圖 2.2.1 行政院建築外觀圖................................................................................................... 13 圖 2.3.1 行政院衛生署樂生療養院之建築外觀圖............................................................... 18 圖 2.3.2 行政院衛生署樂生療養院 96-98 年度液化石油氣費用........................................ 19 圖 2.3.3 行政院衛生署樂生療養院新設熱泵系統流程圖................................................... 21 圖 2.3.4 行政院衛生署樂生療養院增設熱泵主機節能效益分析(費用分析) .................... 22 圖 2.3.5 行政院衛生署樂生療養院增設熱泵主機節能效益分析(二氧化碳排放量) ........ 23 圖 2.4.1 國立台北科技大學綜合科館之建築外觀圖........................................................... 26 圖 2.4.2 國立台北科技大學綜合科館新設空調風管系統平面圖(第一演講廳) ................ 28 圖 2.4.3 國立台北科技大學綜合科館新設空調風管系統平面圖(第二演講廳) ................ 29 圖 2.4.4 國立台北科技大學第一演講廳二氧化碳監測結果............................................... 31 圖 2.4.5 國立台北科技大學第二演講廳二氧化碳監測結果............................................... 31 圖 2.5.1 國立陽明大學附設醫院之建築外觀圖................................................................... 33 圖 2.5.2 國立陽明大學附設醫院之空調水系統圖面........................................................... 36 圖 2.6.1 中央聯合辦公大樓北棟之建築外觀圖................................................................... 40 圖 2.7.1 中央聯合辦公大樓南棟建築外觀圖....................................................................... 44 圖 2.8.1 財政部財稅資料中心建築外觀圖........................................................................... 48 圖 2.8.2 財政部財稅資料中心新設空調水系統流程圖....................................................... 52 圖 2.8.3 財政部財稅資料中心新設預冷空調箱系統流程圖............................................... 53 圖 2.8.4 財政部財稅資料中心改善前後室內二氧化碳濃度量測....................................... 56 圖 2.9.1 經濟部標準檢驗局第六組-汐止電氣科技大樓之建築外觀圖.............................. 58 圖 2.10.1 內政部警政署民防防情指揮管制所之建築外觀圖............................................. 64 圖 2.11.1 中央研究院物理研究所之建築外觀圖 ................................................................. 71 圖 2.11.2 中央研究院物理研究所空調系統流程圖 ............................................................. 74 圖 2.12.1 國家圖書館之建築外觀圖..................................................................................... 79 圖 2.12.2 國家圖書館之全熱交換器平面配置圖................................................................. 81 圖 2.12.3 國家圖書館各樓層二氧化碳監測圖(HX-A) ........................................................ 84 圖 2.12.4 國家圖書館各樓層二氧化碳監測圖(HX-B) ........................................................ 84 圖 2.13.1 行政院退輔會蘇澳榮民醫院之建築外觀圖......................................................... 85 圖 2.13.2 行政院退輔會蘇澳榮民醫院 97 年度綜合大樓每月柴油使用量....................... 86 圖 2.13.3 行政院退輔會蘇澳榮民醫院新設熱泵結合鍋爐系統流程圖............................. 87 圖 2.14.1 行政院環保署環境檢驗所之建築外觀圖............................................................. 90 圖 2.14.2 行政院環保署環境檢驗所之空調水系統流程圖................................................. 93 圖 2.14.3 行政院環保署環境檢驗所之 1F 空調風管系統配置圖....................................... 94 圖 2.15.1 臺灣臺北地方法院檢察署之建築外觀圖............................................................. 99 圖 2.16.1 行政院退輔會台中榮民總醫院之建築外觀圖................................................... 104 圖 2.16.2 行政院退輔會台中榮民總醫院增設熱泵主機節省運轉費用分析................... 108 VII.

(10) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 圖 2.16.3 行政院退輔會台中榮民總醫院增設熱泵主機節省二氧化碳排放量............... 109 圖 2.17.1 國立高雄第一科技大學之外觀圖....................................................................... 111 圖 2.18.1 行政院衛生署台中醫院之建築外觀圖............................................................... 116 圖 2.19.1 國立成功大學附設醫院之建築外觀圖............................................................... 121 圖 2.20.1 國立科學工藝博物館之建築外觀圖................................................................... 126 圖 2.21.1 國立彰化師範大學女子第七宿舍之建築外觀圖............................................... 130 圖 2.21.2 國立彰化師範大學逐月天然氣費用曲線圖....................................................... 131 圖 2.21.3 國立彰化師範大學增設熱泵主機節省運轉費用分析....................................... 134 圖 2.21.4 國立彰化師範大學增設熱泵主機運轉減少二氧化碳排放量........................... 135 圖 2.22.1 行政院退輔會嘉義榮民醫院之建築外觀圖....................................................... 137 圖 2.22.2 行政院退輔會嘉義榮民醫院增設熱泵主機節省運轉費用分析....................... 140 圖 2.22.3 行政院退輔會嘉義榮民醫院增設熱泵主機節省二氧化碳排放量................... 141 圖 2.23.1 國立虎尾科技大學學生第一宿舍之建築外觀圖............................................... 142 圖 2.23.2 國立虎尾科技大學逐月天然氣費用曲線圖....................................................... 143 圖 2.23.3 國立虎尾科技大學增設熱泵主機節省運轉費用分析....................................... 146 圖 2.23.4 國立虎尾科技大學增設熱泵主機節省二氧化碳排放量................................... 147 圖 2.24.1 行政院人事行政局地方研習中心之建築外觀圖............................................... 149 圖 2.25.1 內政部中區兒童之家之建築外觀....................................................................... 155 圖 2.25.2 內政部中區兒童之家既設熱水系統圖............................................................... 156 圖 2.25.3 內政部中區兒童之家 97 年度瓦斯費用............................................................. 157 圖 2.25.4 內政部中區兒童之家設熱泵主機節能效益分析(費用分析) ............................ 160 圖 2.25.5 內政部中區兒童之家增設熱泵主機節能效益分析(二氧化碳排放量) ............ 160 圖 2.26.1 南部科學工業園區管理局之建築外觀圖........................................................... 162 圖 2.27.1 內政部警政署警察廣播電台高雄台之建築外觀圖........................................... 168 圖 2.28.1 行政院衛生署屏東醫院之建築外觀圖............................................................... 174 圖 2.28.2 行政院衛生署屏東醫院 97 年度鍋爐燃油逐月使用費用................................. 175 圖 2.28.3 行政院衛生署屏東醫院新設熱泵系統流程圖................................................... 176 圖 2.28.4 行政院衛生署屏東醫院增設熱泵主機節省運轉費用分析............................... 180 圖 2.28.5 行政院衛生署屏東醫院增設熱泵主機節省二氧化碳排放量........................... 180 圖 3.1.1 宏碁總部辦公大樓之建築外觀圖.......................................................................... 182 圖 3.3.1 東元中壢廠之建築外觀圖...................................................................................... 185 圖 3.5.1 國泰金融中心大樓之建築外觀圖.......................................................................... 187 圖 4.5.2 98Beeup 委員教育訓練講習會照片 1.................................................................... 197 圖 4.5.3 98Beeup 委員教育訓練講習會照片 2.................................................................... 197 圖 5.1.1 「建築能源效率提升計畫網站」首頁................................................................. 198 圖 5.1.2 「建築能源效率提升計畫網站」受補助改善案例............................................. 199 圖 5.2.1 98Beeup 受補助單位滿意度調查案例................................................................... 200 圖 5.2.2 98Beeup 受補助單位滿意度調查統計 1................................................................ 201 圖 5.2.3 98Beeup 受補助單位滿意度調查統計 2................................................................ 201. VIII.

(11) 摘要摘要一、研究緣起本計畫係為提升我國中央廳舍之建築物整體耗能效率(Building Energy Efficiency Upgrade Program，簡稱 BeeUP)，在建築物之空調及動力等整體既有耗能系統之基礎上，進行小量之改善工程投資及運轉與管理策略（Operation & Management，或 Maintenance，簡稱 O&M）之調整，運用低成本或無成本(Low-Cost，No-Cost)之改善策略，來達到節約能源以及 CO2 排放減量之目標，由於投資成本低，因此，可大量帶動一般民間企業之跟進，而形成更廣大而良好之示範效果。二、研究方法及過程針對篩選出之舊有中央廳舍進行建築耗能系統診斷並確定改善之建築對象。經由現場量測空調及動力系統性能，以建立建築物之實際耗能現況之比較基準（Baseline），如空調負荷以及實際使用型態（Occupancy）等，藉此獲得精確的空調負荷資料，作為下階段擬定改善策略之重要參考依據。最後依據耗能系統現況，提出改善策略，利用低成本或是零成本之改善策略，進行小量之改善工程投資及運轉與管理策略之調整進行建築物節約能源工作。三、重要發現本計畫於本年度共完成了 28 件補助案。其主要工作方向乃針對建築物兩大主要耗能設備，亦即空調系統與熱水系統，同步進行改善，皆可達到顯著之節能成果，而本年度進一步擴大辦理 TAB 程序，各補助案皆須執行 TAB 發包案，藉由簡單閥件之安裝、管線之修改與運轉參數之調整，而獲得 5% ~ 8%不等之節能效益，充分呼應了本計畫利用低成本及/或無成本之改善策略，來達到節約能源以及 CO2 排放減量之目標，除可提升本計畫之節能成效，並可帶動 TAB 產業之發展，及相關冷凍空調產業之投入與擴大內需。. IX.

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(13) 第一章緒論第一章緒論 1.1 計畫緣起本計畫係配合行政院「生態城市綠建築推動方案」總目標：「因應全球暖化及都市熱島效應，積極推動生態城市及綠建築，以達國土永續建設目標」、次目標(五)：「加強建築節約能源，落實溫室氣體減量」。在方案中所指辦理「建築能源效率提升計畫 (Building energy efficiency upgrade program，Beeup)」，乃針對不符合節能、減碳之中央政府機關及國立大專院校建築物，進行建築物能源效率提升改造示範工程。過去執行「綠建築推動方案」之「中央廳舍暨院校空調節能改善補助計畫」，主要偏於空調主機等老舊設備汰換，所得到之具體節能效益與國外相較毫不遜色，且獲得國際相當大的肯定。鑑於目前先進國家正積極推動低成本及無成本之建築物節約能源策略，且已獲得極為顯著之成果，故本計畫以前期改善經驗及成果為基礎，並因應國際最新發展節能趨勢，提出低成本或無成本之節約能源策略，進行小量之改善工程投資及運轉與管理策略之調整，預計可獲得 5％～10％之顯著節能效果，大幅度擴展節能減碳成果，深化我國推動生態城市綠建築方案之成效及具體貢獻，揚威國際。. 1.2 計畫內容與執行步驟 98 年度建築能源效率提升計畫編列改善經費約新台幣 8200 萬元，承續過去「中央廳舍暨院校空調節能改善補助計畫」之精神，公開徵選 28 個具高度配合意願之單位且符合改善效益之公有建築物進行改善工程，期望改善後能達到節能、減碳之目的，同時具觀摩示範作用。本改造計畫由內政部建築研究所籌劃相關專家學者組成「建築能源效率提升服務團隊」，進行儀器量測與改善規劃，彙整研擬改善項目大綱與內容，並進行工程經費初估與檢討修正，提出改造細部規劃、繪製改善工程之基本設計相關圖面、訂定相關規範，供受補助單位進行專業技師委託設計及工程發包等作業。服務團隊於各受補助單位設計監造發包完成後，就相關設計圖說進行審查，並俟工程完工後協助進行完工查核作業，提升計畫執行之成效與品質，最後，再將完整作業內容與成果撰寫期末報告，以提供本國落實建築節約能源與溫室氣體減量之推廣應用。而 97 年度第一期計畫已於民國 97 年 1 月至 12 月期間進行，共完成了 38 件補助案， 1.

(14) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 成效相當良好。其中，空調系統改善初步導入測試、調整、平衡(Testing, Adjusting and Balancing，簡稱 TAB) 程序，證實不須進行金額龐大之設備汰換情況下，仍能藉由簡單閥件之安裝、管線之修改與運轉參數之調整，而獲得節能效益，充分呼應了本計畫利用低成本之改善策略，來達到節約能源以及 CO2 排放減量之目標，值得進一步推廣。本(98) 年度計畫進一步擴大辦理 TAB 程序，各補助案皆須執行 TAB 發包案，除深化本計畫之成效，並可帶動 TAB 產業之發展，及相關冷凍空調產業之投入與擴大內需。本計畫之執行步驟如下： 1. 針對中央機關發出申請通知，再配合系統化之書面審查與分析耗能系統，以初步篩選出適合改善之建築對象。 2. 針對篩選出之舊有中央廳舍進行建築耗能系統診斷並確定改善之建築對象。經由現場量測空調系統性能，以建立建築物之實際耗能現況之比較基準（Baseline），如空調負荷以及實際使用型態（Occupancy），藉此獲得精確的空調負荷資料以作為下階段擬定改善策略之重要參考依據。 (1). 建築物基本資料的收集，空調面積、人員使用情形、室內空氣品質(IAQ)、方位以及樓層數等基本資料收集。. (2). 建築物之空調設備等耗能設備的調查資料收集，並調查其使用時程與使用狀況。. (3). 電費單的收集，透過電費單建立建築物年度電力使用情形(每月用電度數、最高需量、半尖峰需量等資料)，以利後續進行 DSM 契約容量適化以及秏電設備使用時程訂定等工作進行。. (4). 利用上述資料，再配合北南各研究團隊進行實際建築物耗能量測評估，建立建築物耗能使用情形 Baseline，以及各耗能設備之能源使用效率情形等資料。. 3. 依據耗能系統現況，提出改善策略。利用低成本或是零成本之改善策略，進行小量之改善工程投資及運轉與管理策略之調整進行建築物節約能源工作。運轉策略之調整包含三大項，包含室內負荷之控制、空調系統節能策略，以及動力系統之節能策略之實施。 4. 本計畫將採取全尺度實驗（Full-Scale Experiment）之印證方式進行，對於改善前後之耗能系統等進行其能源使用效率之實際量測，以確認其耗電使用情形之比對。同時預計於後續計畫中對於這些改善案例，進行長期之追蹤考核（Follow-up），除確保其改善之節能效果外，並建立良好之維修保養制度以及秏電系統設備生命週期評估。. 2.

(15) 第一章緒論本計劃之執行流程如圖 1.2.1 所示。. 圖 1.2.1 98Beeup 執行流程圖. 3.

(16) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 1.3 計畫預期效益 1. 預定完成約 25 個中央廳舍及大專院校之舊有建築物能源效率提升案。運用低成本或無成本之節約能源策略，具體提升建築物耗能系統效率，預計可獲得 5％～10％之顯著節能效果，並減少 CO2 排放量，對於我國生態城市綠建築政策之推動具有具體之貢獻。 2. 本計畫之執行亦提供 5 件節能技術諮詢服務，藉以推動節能產業跟進及擴大計畫執行成效。 3. 經由改善工程之施作，使得空調及動力系統之相關廠商獲得商機，並帶動節能、環保之綠建築產業發展，對於經濟建設具貢獻。 4. 經由本計畫之執行，可訓練空調及動力等系統之節約能源設計與工程人員，對於我國生態城市綠建築政策之往下扎根與人才培育，形成深遠之影響。 5. 推動 TAB 產業之發展，帶動相關冷凍空調產業之投入與擴大內需，並持續訓練更大量之專業人力參與，對於新興產業之扶植與就業人口之提升產生顯著之助益。 6. 建立標準審查機制、及辦理團隊委員教育訓練，以達到審查同軌及深化委員對於 TAB 專業知識之瞭解，提升本計畫之執行品質與成效。 7. 辦理 98 年度受補助單位滿意度調查，以充分了解是否達到預期之成果並發掘改善之空間，求得計畫控管與執行品質方面之精進。 8. 更新擴充「建築能源效率提升計畫」網頁，以提供本計畫案例及相關資訊取得平台。 9. 完成 98 年度建築物能源效率提升成果報告，並以淺顯易懂之方式呈現具體量化為節電度數(kWh)數據及 CO2 排放減量值，同時加強 TAB 及 BEMS 改善之具體效益分析，顯現實際之執行成效與各節能策略之經濟效益，建立極重要之成效分析數據。 10. 完成 99 年度改善案例初選及現勘作業，加速下年度計畫進行期程。. 4.

(17) 第二章建築能源效率提升補助案例第二章第二章建築能源效率提升補建築能源效率提升補助案例能源效率提升補助案例本(98)年度共進行了全國 28 個受補助單位，包含：. 2.1 行政院衛生署桃園醫院. 2.15 臺灣臺北地方法院檢察署. 2.2 行政院. 2.16 行政院退輔會台中榮民總醫院. 2.3 行政院衛生署樂生療養院. 2.17 國立高雄第一科技大學. 2.4 國立台北科技大學. 2.18 行政院衛生署台中醫院. 2.5 國立陽明大學附設醫院. 2.19 國立成功大學附設醫院. 2.6 中央聯合辦公大樓北棟. 2.20 國立科學工藝博物館. 2.7 中央聯合辦公大樓南棟. 2.21 國立彰化師範大學. 2.8 財政部財稅資料中心. 2.22 行政院退輔會嘉義榮民醫院. 2.9 經濟部標準檢驗局第六組. 2.23 國立虎尾科技大學. 2.10 內政部警政署民防防情指揮管制所. 2.24 行政院人事行政局地方行政研習中心. 2.11 中央研究院物理研究所. 2.25 內政部中區兒童之家. 2.12 國家圖書館. 2.26 南部科學工業園區管理局. 2.13 行政院退輔會蘇澳榮民醫院. 2.27 內政部警政署警察廣播電臺高雄台. 2.14 行政院環境保護署環境檢驗所. 2.28 行政院衛生署屏東醫院. 以下即依此次序加以說明：. 5.

(18) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 2.1 行政院衛生署桃園醫院 2.1.1 建築簡介行政院衛生署桃園醫院位於桃園縣桃園市中山路 1492 號，為 8 層樓高建築物，地上 7 層、地下 1 層，樓板面積 15,233 m2。主要作為醫療用途，使用人數約 100 人。建築物空調系統採用空調箱、小型送風機及箱型機系統，空調面積 14,471 m2。空調使用時間每日 24 小時連續使用。圖 2.1.1 為行政院衛生署桃園醫院建築物之外觀。. 圖 2.1.1 行政院衛生署桃園醫院建築外觀圖 2.1.2 改善前設備及系統狀況概述目前建築物共有 3 台 120 RT 冰水主機提供冰水供應醫院空調負荷，其中 1 號主機，以故障無法運轉，送風系統使用空調箱及小型送風機系統。以下為工程改善前空調系統現況： 1.. 目前位於 5、6F 護理之家有 106 台小型送風機，由民國 68 年設置至今，使用將近 30 年，目前該設備使用效率不佳並且時常故障，造成室內溫度不均，舒適度不佳。. 2.. 該院於 92 年受補助，新增 2 台變頻器控制冰水泵，但實際上已多年無法使用該套節能裝置，泵浦幾乎仍是滿載運轉。失去變頻器設置的目的。. 3.. 建築物共有 2 台冷卻水塔分別為 150 及 300 RT，其中 150RT 冷卻水塔提供其中 1 台 120RT 冰水主機(CH-3)；300RT 冷卻水塔提供另外 2 台 120RT 冰水主機 (CH-1、2)，目前該設備之冷卻風扇為定風量馬達，無法依外氣條件或趨近溫 6.

(19) 第二章建築能源效率提升補助案例度進行控制，以減少風機耗電量量，導致能源浪費。 2.1.3 改善項目及對策說明改善項目一覽表：改善項目. 更新小型送風機. 改善對策. 問題描述. 汰換護理之家 5 樓、6 樓小型送風機已使用近 30 之老舊小型送風機，增設年，設備老舊，造成空間溫度感測及控制器，提高冷熱不均，能源效率低落室內舒適度及能源效率，並成為後續改善之範例. 增設冰水流量平衡閥、調既有空調冰水變流量系整壓差感測器位置，並進既設空調冰水變水量變統失效，不能隨負載作變行冰水側之測試調整平衡頻系統進行維修水量控制 (TAB)，以達變水量節能運轉功能既設冷卻水塔目前之冷卻風扇為定風量馬達，無冷卻水塔風機增設變頻法依外氣條件或趨近溫器控制度進行控制，以減少風機耗電量量，導致能源浪費。. 增設空調 BEMS. 增設冷卻水塔風機變頻器，並利用冷卻水出水溫度進行控制，提高整體系統運轉效率。. 設置空調能源管理系統，無空調暨電力集中監控有效管控各設備運轉及操作，提高整體系統運轉效系統率. 進行改善項目之測試調整平衡. 2.1.4 改善前後比較. 新設小型送風機. 舊有小型送風機. 7.

(20) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 改善前室內三速開關. 改善後室內三速開關. 增設水流量傳訊器. 增設多功能流量平衡閥. 增設多功能電錶. 增設水管型温度感測器. 增設空調 BEMS. 增設冷卻水塔風機變頻控制器. 8.

(21) 第二章建築能源效率提升補助案例. 圖 2.1.2 行政院衛生署桃園醫院空調系統流程圖 2.1.5 成效分析本次改善工程針對上述問題進行改善並將改善後之設備納入 BEMS 建築能源管理系統，有效控管空調設備運轉及操作，提高整體系統運轉效率。 1. 既設冰水泵浦節能分析. 本案原冰水泵浦均全載運轉，改善後根據負載變化來調整變頻器之頻率，進而改變水泵之轉速，冰水泵浦秏能差異說明如表 2.1.1 所示。整年度節能效益預估達到 35.5%，每年可減少 33,624 度之運轉耗電量，84,060 元之運轉費用，並且可以減少 21,385kg 之二氧化碳排放量。. 9.

(22) 98. 年度建築能源效率提升計畫表 2.1.1 行政院衛生署桃園醫既設泵浦節能效益評估說明. 改善前. 改善後. 每年平均電費(kWh) 每年平均電費(元). 94,608 236,520. 60,984 152,460. 每年 CO2 排放量(kg). 60,171. 38,786. 節能效益(kWh) 節能效益(元). 33,624 84,060. 減少 CO2 排放量(kg). 21,385. 註: 1. 改善前以全年運轉時數 7,008 小時進行評估 2. 改善後以全年運轉時數 4,840 小時進行評估 3. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳 4. 每度電力費用為 2.5 元進行評估(含夜間離峰用電). 節能效益(%)計算式. 節能效益% =. 改善前耗電量(kWh ) − 改善後耗電量(kWh ) × 100% 改善前耗電量(kWh) 節能效益% =. 94,608 − 60,984 = 35.5% 94,608. 2. 冷卻水塔節能效益分析. 本工程改善案包括針對既設 150 及 300 RT 冷卻水塔風機增設變頻器控制。若使用 CT-1(300RT)進行整年度節能效益評估，預估可達到 41.0%。表 2.1.2 為改善前後節能效. 益分析，預估平均每年可節省 13,455 度之運轉耗電量；減少 33,638 元之運轉費用；並且減少 8,558kg 之二氧化碳排放量。. 10.

(23) 第二章建築能源效率提升補助案例表 2.1.2 行政院衛生署桃園醫改善前後冷卻水塔節能效益分析(CT-1) 說明. 改善前. 改善後. 每年耗電量度數(kWh). 32,797. 19,342. 每年平均電費(元). 81,994. 48,355. 每年 CO2 排放量(kg). 20,859. 12,302. 節能效益(kWh). 13,455. 節能效益(元). 33,638. 減少 CO2 排放量(kg). 8,558. 註： 1. 評估時以 300RT 運轉，以全年使用 7,008 小時進行評估 2. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳 3. 每度電力費用為 2.5 元進行評估(含夜間離峰用電) 節能效益(%)計算式. 改善前耗電量(kWh ) − 改善後耗電量(kWh ) × 100% 改善前耗電量(kWh). 節能效益% =. 節能效益% =. 32,797 − 19,342 = 41.0% 32,797. 3. BEMS 系統節能效益分析. 本次改善將增設空調 BEMS 系統，有效控管空調設備運轉及操作，提高整體系統運轉效率。其空調 BEMS 系統效益分析如表 2.1.3 所示。預估整年可減少 45,242 度之電力消耗；減少 113,105 元運轉費用；減少 28,774kg 二氧化碳排放量。表 2.1.3 行政院衛生署桃園醫空調 BEMS 節能效益分析項目. 節能效益分析. 節能效益(kWh). 45,242. 節能效益(元). 113,105. 減少 CO2 排放量(kg). 28,774. 註： 1. 以該建築物樓地板面積 15,233m ×EUI(醫院 220kWh/year． m ) 2. 11. 2.

(24) 98. 年度建築能源效率提升計畫空調系統總耗電佔 45%，其中送水、其他系統共佔 20%進行評估 3. 每度電力費用為 2.5 元進行評估(含夜間離峰用電) 2.. 4. 改善成效總結. 表 2.1.4 行政院衛生署桃園醫改善項目總節能效益既設冰水泵浦. 既設冷卻水塔. 變頻模組檢修. 使用變頻控制. (CHP-1). (CT-1). 35.5. 41.0. －. 系統節能效益(kWh). 33,624. 13,455. 45,242. 系統節能效益(元). 84,060. 33,638. 113,105. 減少 CO2 排放量(kg). 21,385. 8,558. 28,774. 說明. 系統節能效益(%). 空調系統節能效益(kWh). 92,321. 空調系統節能效益(元). 230,803. 空調系統減少 CO2 排放量 58,717. (kg). 12. 空調 BEMS 系統.

(25) 第二章建築能源效率提升補助案例 2.2 行政院 2.2.1 建築簡介行政院位於台北市忠孝東路 1 段 1 號，為地上 4 層樓高建築物，樓板面積 13,417m2。主要作為辦公用途，使用人數約 366 人。建築物空調系統採用空調箱系統，空調面積 7,024m2。空調使用時間為 08:30-17:30，共 9 小時。圖 2.2.1 為行政院建築物之外觀。. 圖 2.2.1 行政院建築外觀圖 2.2.2 改善前設備及系統狀況概述建築物使用 2 台 180 RT 及 1 台 60 RT 冰水主機，送風系統使用空調箱風管系統，空調使用時間為 08:30-17:30。以下為工程改善前空調系統現況： 1. 目前部份空調箱之變頻器、風管型溫度感測器及電動控制閥損壞。風管型溫度. 感測器、二氧化碳偵測器及出風靜壓感測器老化，造成偵測結果失真，導致空調箱無法發揮空調箱溫控及節能功能。 2. 冰水主機 CH-3 監控模組及水管溫度感測器損壞。水管型溫度感測器、系統水. 壓差感測器及流量感測器偵測老化，造成偵測結果失真。 3. 原有監控系統缺少空調設備耗電量量測、冰水主機效能統計及趨勢預估功能。 4. 既有泵浦變頻器已損毀，導致泵浦只能在滿載下運轉，無法依附載進行水量調. 整。. 2.2.3 改善項目及對策說明改善項目一覽表： 13.

(26) 98. 年度建築能源效率提升計畫問題描述. 改善對策. 既有設備之感測器與監控模組異常. 冰水系統及空調箱設備，因監控元件損壞及感測器偵測結果失真，無法有效運作. 更新損壞的空調監控元件，並重新進行偵測結果校正，以恢復空調箱及系統正常運作，確保整體系統運轉效率. 既設泵浦變頻器進行更換或維修. 既有泵浦變頻器已損毀，導致泵浦只能在滿載更換既設變頻器，提高整下運轉，無法依負載進行體系統運轉效率水量調整. 升級為空調 BEMS. 升級空調監控系統為空調原有空調監控系統缺少能源管理系統，有效管控耗電量統計及空調負載空調設備運轉及操作，提估算功能高能源效率. 改善項目. 進行改善項目之測試調整平衡 2.2.4 改善前後比較. 增設水流量平衡閥. 增設水流量平衡閥. 增設水流量計. 增設二通閥件. 14.

(27) 第二章建築能源效率提升補助案例. 增設水泵變頻器盤&DDC 盤. 增設數位電表. 增設空調 BEMS. 空調 BEMS 畫面. 2.2.5 成效分析本次改善工程將針對上述問題進行改善並將改善後之設備納入 BEMS 建築能源管理系統，有效控管空調設備運轉及操作，提高整體系統運轉效率。 1. 泵浦節能效益分析. 本次工程改善項目包括：針對現有既設冰水泵浦、冷卻水泵浦進行變頻器更換及泵浦更新作業。整年度節能效益分析如表 2.2.1(a) 與 (b) 所示，預估每年節能效益可達 36.0%，可減少 35,838 度之運轉耗電量，111,098 元之運轉費用，並且可以減少 22,793kg. 之二氧化碳排放量。. 15.

(28) 98. 年度建築能源效率提升計畫表 2.2.1(a) 行政院改善前後泵浦節能效益分析表(180RT) 說明. 改善前. 改善後. 每年耗電量度數(kWh). 73,360. 48,730. 每年平均電費(元). 227,416. 151,063. 每年 CO2 排放量(kg). 46,657. 30,992. 節能效益(kWh). 24,630. 節能效益(元). 76,353. 減少 CO2 排放量(kg). 15,665. 註: 1. 改善前全年運轉時數 1,400 小時 2. 改善後全年運轉時數 1,100 小時 3. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳 4. 每度電力費用為 3.1 元進行評估表 2.2.1(b) 行政院改善前後泵浦節能效益分析表(60RT) 說明. 改善前. 改善後. 每年耗電量度數(kWh). 26,124. 14,916. 每年平均電費(元). 80,984. 46,240. 每年 CO2 排放量(kg). 16,615. 9,487. 節能效益(kWh). 11,208. 節能效益(元). 34,745. 減少 CO2 排放量(kg). 7,128. 註: 1. 改善前全年運轉時數 1,400 小時 2. 改善後全年運轉時數 1,100 小時 3. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳 4. 每度電力費用為 3.1 元進行評估 2. BEMS 系統節能效益分析. 本次工程升級空調監控系統為空調能源管理系統，增設數位型電表設備，將耗電量. 16.

(29) 第二章建築能源效率提升補助案例量測結果、系統冷凍能量統計及趨勢預估功能，有效控管空調設備運轉及操作，提高整體系統運轉效率。空調 BEMS 系統效益分析如表 2.2.2 所示。預估整年可減少 57,961 度之電力消耗；減少 179,680 元運轉費用；減少 36,863 kg 二氧化碳排放量。表 2.2.2 行政院空調 BEMS 節能效益分析項目. 節能效益分析. 節能效益(kWh). 57,961. 節能效益(元). 179,680. 減少 CO2 排放量(kg). 36,863. 註： 1. 以該建築物樓地板面積 13,417m ×EUI(辦公室 160kWh/year． m ) 2. 空調系統總耗電佔 45%，其中送風、送水系統共佔 40%進行評估 3. 每度電力費用為 3.1 元進行評估 2. 2. 3.改善成效總結. 表 2.2.3 行政院改善項目總節能效益泵浦節能效益. 說明. BEMS 系統. 改善前. 改善後. －. 每年耗電量度數(kWh). 99,484. 63,646. 57,961. 每年平均電費(元). 308,400. 197,303. 179,680. 每年 CO2 排放量(kg). 63,272. 40,479. 36,863. 節能效益(kWh). 93,799. 節能效益(元). 290,778. 減少 CO2 排放量(kg). 59,656. 節能效益(%)計算式. 節能效益% =. 改善前耗電量(kWh ) − 改善後耗電量(kWh ) × 100% 改善前耗電量(kWh) 節能效益% =. 99,484 − 63,646 = 36.0% 99,484. 17.

(30) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 2.3 行政院衛生署樂生療養院行政院衛生署樂生療養院 2.3.1 建築簡介行政院衛生署樂生療養院位於桃園縣龜山鄉萬壽路一段 50 巷 2 號，為 9 層樓建築物，地上 8 層，地下 1 層，樓地板面積共 33,543.2 m2，主要作為醫療用途，使用人數約 500 人。空調使用時間每日 24 小時連續使用。圖 2.3.1 為行政院衛生署樂生療養院建築. 物之外觀。. 圖 2.3.1 行政院衛生署樂生療養院之建築外觀圖 2.3.2 改善前設備及系統狀況概述目前建築物空調系統共有 600 RT 之冰水主機 2 台、300 RT 冰水主機 1 台，使用空調箱及小型送風機送風系統；熱水提供主要藉由 2 台 5500 kcal/hr，使用液化石油氣之蒸氣鍋爐交替使用來製造熱水，儲熱水槽 1500 GAL 共 4 座，提供 55oC 熱水，供應各病房病患洗浴(500 床)、洗衣房洗衣、洗手槽、污物清潔洗槽。目前蒸氣鍋爐共有 2 台(1 號機與 2 號機)，每日運轉 1 台，採交互運轉，提供 7 kg/cm2 高壓高溫蒸氣，藉由蒸氣分配管路，將高溫蒸氣輸送至 4 個儲熱水槽進行熱交換。根據該單位 97 年所提供蒸氣鍋爐燃料費用共 3,397,125 元，共使用 184,000 度。如圖 2.3.2 所示為 96-98 年鍋爐使用液化天然氣逐月費用。. 18.

(31) 第二章建築能源效率提升補助案例. 圖 2.3.2 行政院衛生署樂生療養院 96-98 年度液化石油氣費用. 2.3.3 改善項目及對策說明改善項目一覽表：改善項目增設熱泵系統與既設鍋爐系統結合. 問題描述現有鍋爐製造熱水的能源成本過高. 改善對策增設熱泵系統與現場鍋爐系統結合，熱泵系統做為預熱或先發運轉，提升整體熱水系統能源效率. 目前鍋爐設施無設置監增設熱水能源管理系統，設置熱水 BEMS，進行節控系統，無法有效掌控相有效管控各設備運轉及操能管理關運轉情形作進行改善項目之測試調整平衡. 19.

(32) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 2.3.4 改善前後比較. 既有蒸氣鍋爐設備. 既有蒸氣鍋爐設備. 新設熱泵主機. 新設熱水儲存桶. 超音波流量計架設. 熱泵主機性能量測. 增設 BEMS 系統. 熱水 BEMS 畫面. 20.

(33) 第二章建築能源效率提升補助案例增設熱泵系統與既有鍋爐結合. 圖 2.3.3 行政院衛生署樂生療養院新設熱泵系統流程圖 2.3.5 成效分析本次工程改善增設熱泵系統與既設鍋爐系統結合並將改善後之設備納入 BEMS 系 21.

(34) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 統，有效控管設備運轉及操作，提高整體系統運轉效率。 1. 熱水系統節能效益分析. 目前既設 2 台鍋爐設備主要提供 500 床之病人 55℃生活用熱水，以鍋爐效率為 0.75 計算及根據該單位所提供 97 年度鍋爐平均每月燃料消耗度數及費用分別為 15,333.3 度，283,094 元。以每度液化天然氣產生熱值為 9,900 kcal 計算(98 年度非製造業能源查核)，97 年度每月平均所產生液化天然氣(LNG)產生熱值共 113,849,753 kcal，每月平均熱水熱值之能源費用 2.49(元/Mcal)、每年 CO2 排放量 425,040kg。改善後使用熱泵系統提供生活用熱水，熱泵熱水系統平均 COP 為 2.93；冰水系統平均 COP 為 2.02。改善前後節能效益分析，如表 2.3.1 及表 2.3.2 所示，分別為改善後熱水系統節能效益評估及使用熱泵系統產生冰水節能效益評估計算。使用熱泵系統，預估使用效率可提高 4 倍左右，加上與既設鍋爐系統配合使用，評估熱水系統每年可節省 921,340 元運轉費用，並且每年可減少 43,206 kg 二氧化碳排放量；若加上熱泵系統運轉所產生之空調節能效益進行評估，預估改善後每年可節省 1,342,983 元；並可減少 129,710 kg 二氧化碳排放量。. 3,397,125 3,500,000 3,000,000 2,500,000 2,000,000. 1,570,441. NT$. 1,342,982 1,500,000 905,344. 921,340. 1,000,000 421,642 500,000 0. 鍋爐系統 (改善前). 鍋爐系統. 熱泵系統. 熱水系統節省費用 (改善後). 冰水節省費用. 總節省費用. 圖 2.3.4 行政院衛生署樂生療養院增設熱泵主機節能效益分析(費用分析). 22.

(35) 第二章建築能源效率提升補助案例 450,000. 425,040. 400,000 350,000 300,000 196,093. 250,000 CO2 (kg). 185,742. 200,000 129,710 150,000. 86,505. 100,000. 43,206. 50,000 0. 鍋爐系統 (改善前). 鍋爐系統. 熱泵系統. 熱水系統 (改善後). 冰水系統. 總減少CO2排放量. 圖 2.3.5 行政院衛生署樂生療養院增設熱泵主機節能效益分析(二氧化碳排放量). 表 2.3.1 行政院衛生署樂生療養院新設熱泵主機產生之空調節能效益分析說明. 每年耗電量度數值熱泵系統每日平均產生之冷凍能力(RT) 系統使用效率(Chilling) 每年節省之耗電量量(kWh) 每年可節省燃料(電力)費用(元) 每年可減少 CO 排放量(kg) 2. 註：. 熱泵冰水系統分析 292,046.3 27.4 2.02 *136,014 421,642 86,505. 以每冷凍噸耗電量 0.8kW/RT 估算，每日運轉 17 小時，共 365 天 2. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳 3. 1 度電力費用為 3.1 元進行評估 1. (*). 23.

(36) 98. 年度建築能源效率提升計畫表 2.3.2 行政院衛生署樂生療養院新設熱泵主機熱水節能效益分析鍋爐系統分析. 熱水系統分析. 每月平均產生熱水熱值 (kcal) 每月平均熱水熱值之能源費用(元/Mcal) 每年平均產生熱水熱值 (kcal) 每年燃料消耗量(耗電量度數) 每年燃料費用(元) CO 排放量(kg) 每年可節省燃料(電力)費用(元) 節省費用(%). 熱泵系統分析. 改善前分析. 鍋爐系統分析. 改善後分析 *. 113,849,753. 61,324,877. 52,524,876. 2.49. 1.23. 2.49. 1,366,197,030. 735,898,519. 630,298,511. 184,000. 292,046. 84,889. 3,397,125. 905,344. 1,570,441. 425,040. 185,742. 196,093. 2. －. 921,340 27.1%. 註： 1. 改善前鍋爐效率為 0.75 進行評估 2. (*)每日運轉 17 小時，共 365 天 3. 平均 LNG 一度費用 18.5 元 4. 1 度 LNG 產生 2.31kg 二氧化碳 5. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳(台灣電力公司 97 年度電力排放係數) 6. 1 度電力費用為 3.1 元進行評估. 2. BEMS 系統節能效益分析. 本次工程設置熱泵 BEMS 系統，量測熱水出水溫度、熱水用水量、總系統用電量、桶槽液位計等監視系統，並可驗證實際運轉效能。相關分析結果如表 2.3.3 所示。預估熱泵 BEMS 系統管理整年可減少 43,807 度之電力消耗；減少 135,801 元運轉費用；減少 27,861kg 二氧化碳排放量。. 表 2.3.3 行政院衛生署樂生療養院熱泵 BEMS 節能效益分析項目. 節能效益分析. 節能效益(kWh). 43,807. 節能效益(元). 135,801. 減少 CO2 排放量(kg). 27,861. 註：. 24.

(37) 第二章建築能源效率提升補助案例熱泵系統整年運轉耗電度數 292,046 kWh 2. BEMS 節能效益為熱泵系統運轉度數的 15%進行計算 3. 每度電力費用為 3.1 元進行評估 1.. 3.改善成效總結 1. 使用熱泵系統，預估使用效率可提高 4 倍左右，加上與既設鍋爐系統配合使用，. 評估熱水系統每年可節省 921,340 元運轉費用，並且每年可減少 43,206kg 二氧化碳排放量。 2. 熱泵系統運轉所產生空調節能效益進行評估，並且每年可減少 136,014 度耗電. 量，421,642 元之運轉費用並可減少 86,505kg 二氧化碳排放量。 3. 預估熱泵 BEMS 系統管理整年可減少 43,807 度耗電量；減少 135,801 元運轉費. 用；減少 27,861kg 二氧化碳排放量。. 25.

(38) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 2.4 國立台北科技大學 2.4.1 建築簡介國立台北科技大學綜合科館位於台北市忠孝東路三段 1 號，為 9 層樓高建築物，地上 8 層、地下 1 層。樓地板面積共 38,500 m2，本次工程改善針對建築物地下一樓第一演講廳及地下二樓第二演講廳進行改善，可容納共 650 人，空調使用面積 1,630 m2。圖 2.4.1 為國立台北科技大學綜合科館建築物之外觀。. 圖 2.4.1 國立台北科技大學綜合科館之建築外觀圖 2.4.2 改善前設備及系統狀況概述建築物之第一、第二演講廳之空調系統主要使用 1 台 80 RT 水冷螺旋式冰水主機。送風系統使用小型送風機。以下為工程改善前空調系統現況： 1.. 第一及第二演講廳，採用小型送風機系統，因過大冷房設計造成冰水主機龐大耗電量；冷風機無法對現場作溫度控制，僅有三速開關手動控制。且各區域送回風量多寡不均，經常有冷熱不均現象。. 2.. 位於一樓之第一演講廳與地下一樓演講廳，未考量進行大型研討會時多人參與之新鮮外氣替換，容易造成室內空調品質不良。. 2.4.3 改善項目及對策說明改善項目一覽表：. 26.

(39) 第二章建築能源效率提升補助案例改善項目. 改善對策. 問題描述. 綜合科館大型會議室室內冷風機系統，設備老舊增設預冷空調箱及汰換造成空間冷熱不均，且缺小型冷風機乏新鮮外氣，人員易感疲倦及不舒適. 升級空調 BEMS. 室內冷風機汰換為新式直流無刷型變風量冷風機，並增設外氣預冷空調箱，依外氣溫度及室內 CO2 濃度控制外氣量，有效達到節約能源之目的. 升級空調能源管理系統，既有空調能源管理系統將冷風機及預冷空調箱等僅有主機側系統納入，無設備納入，有效管控整體法有效控管冷風機及預空調設備運轉及操作，提冷空調箱等設備之操作高能源效率，並成為校園其他各大樓改善範例. 進行改善項目之測試調整平衡 2.4.4 改善前後比較. 改善前既設三速開關. 改善後新設溫度控制器. 改善前既有小型冷風機. 改善後新設小型冷風機. 27.

(40) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 改善後預冷空調箱增設變頻器控制. 新設數位多功能電表. 預冷空調箱 BEMS 系統畫面. 小型送風機 BEMS 系統畫面. 新設預冷空調. 既設 FCU 更新為直流無刷送風機. 圖 2.4.2 國立台北科技大學綜合科館新設空調風管系統平面圖(第一演講廳). 28.

(41) 第二章建築能源效率提升補助案例新設預冷空調箱. 既設 FCU 更新為直流無刷送風機. 圖 2.4.3 國立台北科技大學綜合科館新設空調風管系統平面圖(第二演講廳) 2.4.5 成效分析本次改善工程將針對上述問題進行改善並將改善後之設備納入 BEMS 建築能源管理系統，有效控管空調設備運轉及操作，提高整體系統運轉效率。 1. 送風機節能效益分析. 根據現勘結果該演講廳共有 25 台小型送風機，本次工程將既設小型送風機全部更換為直流無刷冷風機，依據室內需求透過感測器傳送信號至改變轉速達到控制風量之功能。根據測試結果，改善前既設小型送風機運轉風量有不足情況發生，總風量為 19,375 CMH，容易導致室內溫溼度分佈不均；工程改善後針對新設送風機進行耗電量及風量量. 測，根據結果送風機所提供之風量已接近該設備之額定送風量，總風量為 30,880CMH，為改善前的 1.6 倍。改善前僅只使用三速開關控制送風機風量，並且無溫度控制；於改善後利用室內設定溫度進行小型送風機多段風量控制(共分 7 段，100%-50%)，以達到節約能源目的。相關改善前後節能效益分析如表 2.4.1 所示，預估改善後節能效益有 37.5%，平均每年可減少 1,924 度之運轉耗電量，5,964 元之運轉費用，並且可減少 1,224kg 之二氧化碳排放量。. 29.

(42) 98. 年度建築能源效率提升計畫表 2.4.1 國立台北科技大學改善前後送風機節能效益分析說明. 改善前. 改善後. 每年平均電費(kWh) 每年平均電費(元). 5,136 15,922. 3,212 9,957. 每年 CO2 排放量(kg). 3,266. 2,043. 節能效益(kWh) 節能效益(元). 1,924 5,964. 減少 CO2 排放量(kg). 1,224. 註： 1. 每日運轉 8 小時，每年使用 200 天計算，1,600 小時 2. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳 3. 1 度電力費用為 3.1 元進行評估 4. 風量 50%佔使用時數 50%；風量 100%佔使用時數的 50%，進行評估節能效益(%)計算式. 節能效益% =. 改善前耗電量(kWh ) − 改善後耗電量(kWh ) × 100% 改善前耗電量(kWh) 節能效益% =. 5,136 − 3,212 = 37.5% 5,136. 2. 預冷空調箱節能效益分析. 本案於施工改善前無外氣引入裝置，於本次改善針對第一及第二演講廳增設外氣預冷空調箱，維持室內二氧化碳濃度，提高室內空氣品質。目前將室內二氧化碳濃度設定在 1000ppm，依室內二氧化碳濃度變化控制預冷空調箱外氣引入量。相關監測結果如圖 2.4.4 及圖 2.4.5 所示。若於春秋冬季節引入外氣作為冷房使用，當外氣溫度低於設定值. 時，該設備以全外氣進行外氣冷房，而不足之冷凍能力則由既設二通閥控制冰水流量之變化來進行調節作業。分析結果如表 2.4.2 所示，預估於春秋冬季節使用可以減少 16 RT 冷房能力(以 2008 年每用平均氣象資料計算，室內溫溼度設定為 26oC、50%)，若加上可減少主機與區域循環泵浦耗電量降低，以每 1RT=1.06 kW 估算其節省耗電量。本改善預估可減少 17 kW 之耗電量。預估每年可節省 9,520 度電，29,512 元之電費費用，並且可減少 6,055kg 之二氧化碳排放量。 30.

(43) 第二章建築能源效率提升補助案例感測器1 感測器2 變頻器輸出 1200.0. 70. 設定值. CO2. 60. 1000.0. 50. )m 800.0 pp ( 度濃 600.0 碳化氧二. 40. 30. 400.0. z)H (率頻轉運機風. 20. 200.0. 10. 0.0. 0 11:09. 10:57. 10:45. 10:33. 10:21. 10:00. 9:48. 9:36. 9:24. 9:12. 9:00. 8:48. 8:36. 8:24. 8:12. 8:00. 7:48. 7:36. 7:24. 7:12. 7:00. 6:48. 6:36. 6:24. 6:12. 6:00. 圖 2.4.4 國立台北科技大學第一演講廳二氧化碳監測結果. 感測器1. 感測器2. 1200 CO2. 變頻器輸出 50. 設定值. 45. 1000. 40. )mp 800 (p 度濃 600 碳化氧二 400. 35 30 25 20 15 10. 200. 5 0. 0 11:00. 10:48. 10:36. 10:24. 10:12. 10:00. 9:48. 9:36. 9:24. 9:12. 9:00. 8:48. 8:36. 8:24. 8:12. 8:00. 7:48. 7:36. 7:24. 7:12. 7:00. 6:48. 6:36. 6:24. 6:12. 6:00. 圖 2.4.5 國立台北科技大學第二演講廳二氧化碳監測結果. 表 2.4.2 國立台北科技大學預冷空調箱節能效益分析說明. 節能效益分析. 節能效益(kWh). 9,520. 節能效益(元). 29,512. 減少 CO2 排放量(kg). 6,055. 註: 1. 以每年運轉 70 日(12 月至 3 月)，每日運轉 8 小時估算 2. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳 3. 1 度電力費用為 3.1 元進行評估 31. z)H( 率頻轉運機風.

(44) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 3. BEMS 系統節能效益分析. 本次將針對該演講廳之冰水主機、冷風機系統設置空調能源管理系統，有效控管空調設備運轉及操作，提高整體系統運轉效率。空調 BEMS 系統效益分析如表 2.4.3 所示。預估整年可減少 10,452 度之電力消耗；減少 32,402 元運轉費用；減少 6,648kg 二氧化碳排放量。表 2.4.3 國立台北科技大學空調 BEMS 節能效益分析項目. 節能效益分析. 節能效益(kWh). 10,452. 節能效益(元). 32,402. 減少 CO2 排放量(kg). 6,648. 註： 1. 以該建築物樓地板面積 1,630m ×EUI(學校 95kWh/year．m ) 2. 空調系統總耗電佔 45%進行評估 3. 每度電力費用為 3.1 元進行評估 2. 2. 4. 改善成效總結. 表 2.4.4 國立台北科技大學改善項目總節能效益更換既設送風機說明. 為直流無刷送風機. 增設預冷空調箱並採變頻控制. BEMS 系統. 系統節能效益(%). 37.5. －. －. 系統節能效益(kWh). 1,924. 9,520. 10,452. 系統節能效益(元). 5,964. 29,512. 32,402. 減少 CO2 排放量(kg). 1,224. 6,055. 6,648. 空調系統節能效益(kWh). 21,896. 空調系統節能效益(元). 67,878. 空調系統減少 CO2 排放量 13,927. (kg). 32.

(45) 第二章建築能源效率提升補助案例 2.5 國立陽明大學附設醫院 2.5.1 建築簡介國立陽明大學附設醫院位於宜蘭市新民路 152 號，分為行政大樓與病房大樓，為 5 層樓高建築物，地上 4 層、地下 1 層。樓地板面積共 12,356 m2。建築物主要作為醫療用途，使用人數共 2,250 人。建築物空調系統採用空調箱及小型送風機系統，空調使用面積 9,859m2，使用時間為 24 小時。圖 2.5.1 為國立陽明大學附設醫院之外觀。. 圖 2.5.1 國立陽明大學附設醫院之建築外觀圖 2.5.2 改善前設備及系統狀況概述本建築物共有 1 台 200RT 及 1 台 160 RT 冰水主機供應空調負荷，送風系統使用空調箱及小型送風機系統。空調使用時間 24hr。相關工程改善前空調系統現況如下： 1.. 建築物空調系統使用螺旋式冰水主機 200 +160 RT 並聯運轉來供應建築空調負荷，冰水主機使用接近 10 年左右，冷凝器並無進行清洗作業，導致熱交換性能不加，增加主機耗電量。本次工程改善增設防垢水處理系統，改善冷卻水管結垢問題，增加熱交換性能。. 2.. 既設中央監控系統無針對空調系統之設備進行相關電力資料及該設備性能參數進行監控。於冰水主機及空調主配電盤裝設數位型電表，進行電力監測，並於冰水主機上安裝相關物理感測元件(流量、溫度、壓力)，進行主機性能分析與紀錄。. 3.. 160 RT 冰水主機之冷卻水泵浦(CWP-1、2)採定流量系統供應，無法依負載變. 化有效控制冷卻水循環量，造成能源浪費。. 33.

(46) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 2.5.3 改善項目及對策說明改善項目一覽表：問題描述. 改善對策. 增設冷卻水水處理系統. 既設 200RT 及 160RT 冰水主機已使用接近 10 年左右，冷凝器並無進行清洗作業，導致熱交換性能不加，增加主機耗電量. 本次工程改善增設防垢水處理系統，改善冷卻水管結垢問題，增加熱交換性能. 增設空調 BEMS. 缺乏空調中央監控系統，設置空調能源管理系統，空調系統只能手動切換控有效管控空調設備運轉及制操作，提高能源效率. 改善項目. 160 RT 冰水主機之冷卻水泵浦採定流量系統供應，將既設 160RT 冷卻水泵浦既設 160RT 冷卻水泵浦增無法依負載變化有效控制進行更換並增設變頻器進設變頻器冷卻水循環量，造成能源行控制，提高使用效率。浪費. 進行改善項目之測試調整平衡 2.5.4 改善前後比較. 改善後 200RT 主機運轉性能量測. 改善後 160RT 主機運轉性能量測. 改善後增設結垢水處理系統. 主機耗電量量測. 34.

(47) 第二章建築能源效率提升補助案例. 改善前既設 160 RT 冷卻水泵浦. 改善後增設冷卻水泵浦變頻系統控制. 改善後增設集合式電表. 改善後增設流量感測器. BEMS 系統畫面. BEMS 系統畫面. 35.

(48) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 更新冷卻水泵浦並更改為變頻系統. 既設主機增設結垢水處理系統圖 2.5.2 國立陽明大學附設醫院之空調水系統圖面 2.5.5 成效分析本次改善工程將針對上述問題進行改善並將改善後之設備納入 BEMS 建築能源管理系統，有效控管空調設備運轉及操作，提高整體系統運轉效率。 1. 冰水主機節能效益分析. 本次工程改善將針對既設各 1 台 200 及 160 RT 冰水主機增設結垢水處理系統，提高冷凝器熱交換性能及冰水主機效率。相關改善前後節能效益分析如表 2.5.1 及表 2.5.2 所示，預估每年共可節省 125,914 度電，314,784 元之運轉費用，並且預估每年可減少 80,081kg 之二氧化碳排放量。. 36.

(49) 第二章建築能源效率提升補助案例表 2.5.1 國立陽明大學附設醫院改善前後冰水主機節能效益分析結果(160RT) 說明. 改善前. 改善後. 每日耗電量度數(kWh). 6,336. 6,106. 每日平均電費(元). 15,840. 15,264. 每年平均電費(元). 1,449,360. 1,396,656. 368,717. 355,309. 每年 CO2 排放量(kg) 節能效益(kWh). 21,082. 節能效益(元). 52,704. 減少 CO2 排放量(kg). 13,408. 註:. 天氣較冷時(11-4 月，共 183 天)，以 160RT 運轉，其中滿載佔運轉時數 50%，半載佔 50%評估，每日運轉 24 小時評估(根據管理人員敘述) 2. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳 3. 每度電力費用為 2.5 元進行評估(含夜間離峰用電) 1.. 表 2.5.2 國立陽明大學附設醫院改善前後冰水主機節能效益分析結果(200RT) 說明. 改善前. 改善後. 每日耗電量度數(kWh). 4,704. 4,128. 每日平均電費(元). 11,760. 10,320. 每年平均電費(元). 2,140,320. 1,878,240. 544,497. 477,824. 每年 CO2 排放量(kg) 節能效益(kWh). 104,832. 節能效益(元). 262,080. 減少 CO2 排放量(kg). 66,673. 註:. 天氣較熱時(3-10 月，共 182 天)，以 200RT 運轉，以滿載運轉評估，每日運轉 24 小時計算(根據管理人員敘述) 2. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳 3. 每度電力費用為 2.5 元進行評估(含夜間離峰用電) 1.. 37.

(50) 98. 年度建築能源效率提升計畫. 2. 冷卻水泵浦節能效益分析. 根據現勘結果現場共 2 台冷卻水泵浦(25hp)，供應 160 RT 冰水主機冷卻水，本次工程改善針對既有冷卻水泵浦進行更新並且增設變頻器設備進行冷卻水流量調整，因應負載需求進行比例積分微分模糊控制方式自動調整泵浦最佳運轉台數與頻率，以減少冷卻水泵浦耗電量。相關工程改善前後測試結果如表 2.5.3 所示，預估改善前後節能效益為 12.5%，平均每年可減少 14,494 度之運轉耗電量，36,234 元之運轉費用，並且可減少 9,218kg 之二氧化碳排放量。. 表 2.5.3 國立陽明大學附設醫院既設冷卻水泵浦現場性能測試結果說明. 改善前. 改善後. 636. 557. 每日平均電費(元). 1,590. 1,392. 每年平均電費(元). 290,970. 254,736. 每年 CO2 排放量(kg). 74,023. 64,805. 每日耗電量度數(kWh). 節能效益(kWh). 14,494. 節能效益(元). 36,234. 減少 CO2 排放量(kg). 9,218. 註: 1. 以 160RT 運轉 183 天，每日運轉 24 小時評估 2. 每消耗 1 度電力產生 0.636kg 二氧化碳 3. 1 度電力費用為 2.5 元進行評估(含夜間離峰用電) 節能效益(%)計算式. 節能效益% =. 改善前耗電量(kWh) − 改善後耗電量(kWh ) × 100% 改善前耗電量(kWh ). 系統節能效益% =. 636 − 557 × 100% = 12.5% 636. 3. BEMS 系統節能效益分析. 本次改善設置空調 BEMS 系統，有效控管空調設備運轉及操作，提高整體系統運轉 38.