建築耗能調查分類與住宅類耗能調查之研究

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(1)內政部建築研究所. 研究計畫成果報告. 建築耗能調查分類與住宅類耗能調查之研究. 計畫主持人：林憲德共同主持人：涂金榮. 委託單位：財團法人中華建築中心研究單位：內政部建築研究所計畫編號：MOIS 891013 執行期程：八十八年十月至八十九年十月中華民國八十九年九月三十日.

(2) 內政部建築研究所研究計畫成果報告. 建築耗能調查分類與住宅類耗能調查之研究. 計畫主持人：林憲德共同主持人：涂金榮研究人員：李榮泰研究助理：靳企、鄭嘉俐. 委託單位：財團法人中華建築中心研究單位：內政部建築研究所計畫編號：MOIS 891013 執行期程：八十八年十月至八十九年十月.

(3) 內政部建築研究所八十九年度建築研究計畫聯合研討會︱﹁建築耗能調查分類與住宅類耗能調查之研究﹂會議紀錄一、日. 期：八十九年十月五日上午九時二十五分. 二、地. 點：台北科技大學設計館八樓演講廳. 三、主. 持. 人：陳組長瑞鈴. 記錄：洪副研究員忠義. 四、主. 講. 人：林教授憲德. 五、與. 談. 人：王主任文伯、徐組長瑞鐘 ). (. 六、主持人致詞：略。. ). (. 七、主講人報告事項：略詳會議資料。八、與談人意見：王主任文伯 ) ). ( (. 二. 公有建築應依 ). (. ). 四. 耗能總量管制對象應優先列入文教及其他類。集合住宅其公共設施耗電大，宜列入未來研究調查計畫。. ). (. 三. 國家標準之照度規定研訂照明密度. 2 M / W (. 建築物分類建議依行政院主計處八十五年十二月編印之﹁中華民國行業標準分類﹂。 S N C. 一. 值。.

(4) 徐組長瑞鐘住宅耗能總量管制需謹慎，不應成為干涉人民生活方式之規定。 ). (. 二. ). (. 一. 耗能總量管制宜分階段進行，第一階段建議以辦公、旅館、百貨商場及醫院等機能型態相同者優先管制，較易進行。 ). (. 三. 住宅耗能總量管制除考慮以電價累進費率管制外，亦可鼓勵使用高效能設備以促進節約能源。. 九、主持人結論：. 十、散會。. 本案期末審查原則通過，各與談人提供之意見，請計畫主持人參採。 ). (. 二. ). (. 一. 請研究單位儘速完成研究計畫修正，如期繳交成果報告及經費核銷。.

(5) 前. 言. 能源的開發與利用是否符合整體資源的有效分配,已成為維持經濟成長與永續生態環境的重要關鍵;能源問題自七十年代以來,一直都是國際與國內政治與經濟議題矚目的焦點,1997 年 12 月在日本京都舉行氣候變化綱要公約第三次締約國大會更簽署了具有約束力之議定書,對已開發國家訂定減量期程,勢必對未來國際能源發展產生直接衝擊。世界各國為因應氣候變化綱要公約的壓力,紛紛提出因應策略來抑制溫室氣體的排放。如何減少能源消耗、提高能源使用效率及利用再生能源與替代能源是各國極力推動的措施。 1998 年我國建築產業中住宅與商業部門的民生耗能佔有 17％的比例,而且所佔份量有愈來愈大的趨勢;近年來此兩部門的每年能源消費成長率也躍居各部門之首。針對住宅與商業部門的節能,美國環保署於 1991 年提出綠光計畫(Green Light),此計畫主要是結合民間企業及團體來改善照明設備。歷年來,參與此項計畫之伙伴已經花費超過十億美金,並由於執行此項計畫而節省百分之五十的能源使用。在 1995 年美國環保署推動新能源之星建築計畫(Newer Energy Star Buildings Program),預計由於推動此項計畫,在 2000 年時,可消減 3.4 百萬公噸碳當量之溫室氣體排放,並可在 2010 年時達到 16.3 百萬公噸碳當量之削減量。台灣目前正積極參與國際性組織,遵守國際公約勢必成為躍上國際舞台的先決條件之一,且隨著“京都會議“的落幕,國際間針對抑制溫室效應氣體排放的議題可能進一步討論開發中國家參與的可能性,屆時在國際公約與經貿制裁的壓力下,台灣將很難置身事外;因此如何有效的節約能源與抑制溫室效應氣體的排放便成為未來台灣永續發展的重要課題。台灣建築產業已深切體認節約能源的重要性,尤其在快速增長的住宅與商業部門耗能上,若能有效掌握其能源使用量與消費特性、消費結構等影響;對於各耗能因子間的關係將更能輕易掌握與控制,對於相. 1.

(6) 關政府單位的節能政策與管理上將有很大的幫助。本研究為了充分瞭解掌握台灣地區住宅與商業部門的能源使用狀況,將建築日常耗能分類為住宅與商業部門兩大部門外,對商業部門再進行細分,期望經由耗能分類的結果,建立合理的分類系統,以便將來實施節約能源管理時,有公平合理的耗能管制基礎,節能政策能順利推行;為了達成上述目標,本研究將分別進行耗能分類調查,將建築區分為不同使用特性與屬性之類別。依據不同能源使用密度分類並予以調查研究，分類原則依照能源使用的條件；包括空調使用、人員密度、照明密度、耗能行為等變動因素加以分類。並針對住宅部門分類建築物做能源使用調查統計；採用統計的方法，將台灣地區不同氣候分區的建築透過抽樣調查，配合能源使用記錄資料，與抽樣用戶進行建築測繪與問卷訪查，建立住宅能源消費統計的基礎資料與推估模型。因此本研究期望能夠藉由上述之調查，建立如下之相關研究資料以供後續之發展與利用: 1.建築耗能總量調查分類 2.住宅類電力消費資料調查 3.住宅類瓦斯消費資料調查 4.住宅樣本用戶基本資料 5.住宅部門能源消費結構分析 6.住宅部門標準能源需求模型 7.現行住宅部門電價費率結構合理性. 2.

(7) 摘. 要. 關鍵詞：建築耗能、住宅耗能、電價費率目前世界各國正處於國際抑制溫室效應氣體排放的議題與經貿制裁的壓力下, 台灣各界也在此趨勢下深切體認節約能源與永續發展的重要性,政府部門也紛紛提出相關策略以為因應。本研究主要針對我國快速增長的住宅耗能上,希望藉由建築耗能總量調查分類與住宅類之耗能解析,建立住宅耗能的預測方法並提出住宅耗能總量的管制對策。本研究首先依據空調、照明、人員等建築耗能特性，制訂出住宅、辦公﹑旅館﹑ 百貨商場﹑醫院﹑娛樂場所﹑文教與其他等八大與耗能相關的建築分類。本研究建議較具體可行的建築物耗能分類管制範圍:以住宅與商業部門之辦公﹑旅館﹑百貨商場﹑醫院﹑文教﹑娛樂場所等七種建築類型為優先管制目標, 其他類等生產性或公益性場所則暫緩管制。此優先管制目標七類建築物可達到 83% 的可及效果。本研究接著以詳細的住宅耗能量與耗能因子調查，調查解析出實際空調、照明、家電的耗能構成。本研究針對家庭日常使用能源之耗電,做32戶實際抽樣調查並加以理論模擬計算各戶的能源使用數量與消費特性。透過模型的調整，將實際抽樣調查資料與理論模擬計算比對結果,兩者耗能趨勢接近, 顯示住宅耗能公式足可完整呈現台灣地區住宅類建築的各月份的耗能量與其特性；並得出夏季尖峰七月每戶平均用電總量約600度,其中空調約佔一半約300 度電,家電用電約佔200度,照明約佔100度。本研究以實際住宅規模、空間形式、空調照明家電設備量、生活起居為條件，發展出極高精度與高信賴度的住宅耗能預測法。本研究同時依此精密住宅耗能解析法，以建築規模、用電模式標準化的住宅模型發展出住宅耗能總量管制基準的方法。本研究建立標準住宅模型,擬評估標準的住宅耗電量並檢討台電電價對住宅耗電結構的合理性,發現標準住宅夏季尖峰七月每戶平均用電總量約600度,其中空調約佔五成約300度電,家電用電約佔200度,照明約佔100度。最後本研究更提出「強. I.

(8) 化現行住宅電價費率方案」與「標準住宅逐月耗電基準管制方案」作為我政府推行住宅節能政策的參考。. II.

(9) ABSTRACT Keywords: Buildings energy consumption, Energy consumption of residential buildings, Electricity rates. Green architecture has been the most popular and important topic in the architecture field recently, which also has led a fashion toward the recognition of the global environment protection. One of the most important topics of green architecture is the energy conservation for residential buildings. By the analysis of energy consumption of the buildings’ samples. This research is to study the energy consumption on different residential building types and count the energy consumption on that buildings. Energy consumption includes air-conditioning, illumination, electrical equipment, are simulated separately in this paper. And the results will be showed as follows：. 1.The classification on energy consumption of buildings which is more practicable for Taiwan includes 8 sections: residential, office, hotel, store, hospital, recreation place, education institutional, and others. 2.The investigation of energy consumption of the 32 existing residential buildings.. III.

(10) 3.The simulation of energy consumption of residential buildings. Includes air-conditioning, illumination and electrical equipment’s electrical consumption. That developed the forecasting method of energy consumption of residential buildings. 4.Set the model of standard residential buildings’ for the purpose of simulation and comparison of energy consumption. 5.The scheme of electricity rates of residential buildings for energy conservation policy in Taiwan.. IV.

(11) 目. 次. 中文摘要…………………………………………………………………….……..Ι 英文摘要…………………………………………………………………….………Ⅲ 目次………………………………………………………………………..…………Ⅳ 前言………………………………………………………………………………..…01 第一章建築耗能分類 1-1 建築物耗能調查分類的問題………………………………………….03 1-2 現有建築物耗能分類…………………………………………...……….05 1-2-1 台灣現有建築物耗能分類分析………………………………………05 1-2-2 國外建築物耗能調查分類之概況……………………………………07 1-3 建築物耗能分類的建議………………………………..………………..11 1-3-1 建築物耗能分類的原則………………………………………………...11 1-3-2 建築物耗能分類的建議……………….………………………………..13 1-3-3 耗能總量管制對象建議………………………………..……………..…15 第二章住宅耗電量理論解析 2-1 既有住宅耗電量之研究回顧分析…………………………………….17 2-1-1 “台灣地區家用電器普及狀況調查研究告”……………...……….17 2-1-2 “台灣地區住宅與商業部門能源消費查”………………………….18 2-1-3 “集合住宅電力消費量之研究”……………...……………………….19 2-1-4 既有住宅耗電量調查之問題檢討………………………………….20 2-2 住宅耗電量模擬理論…………………………………………………….23 2-2-1 住宅耗電量模擬計算理論………….…………………………….….24 2-2-2 空調耗電模擬計算公式…………………………….…………….…..25 2-2-3 照明耗電模擬計算公式…………………………….…………….…..26 2-2-4 家電耗電模擬計算公式……………………….………………….…..27 第三章住宅耗電量與耗電因子解析 3-1 住宅耗電量與耗電因子調查項目…………………………………...28. V.

(12) 3-2 住宅耗電量與耗電因子調查步驟與方法…………………………..30 3-3 住宅耗電量與耗電因子調查結果分析………………………….…..32 3-3-1 住宅基本資料調查結果分析…………………………………….…..32 3-3-2 住宅耗電量調查結果分析……………………….…………………...33 3-3-3 住宅家電器具量調查結果分析……………………………………..40 3-4 小結…………………………………………………………….……………..46 第四章住宅耗電量模擬解析 4-1 住宅空調耗電量模擬解析………………………………………………47 4-1-1 空調耗電量精算理論解析法與氣象資料介……………..………47 4-1-2 空調耗電量精算解析之行為模式……………….…………………51 4-1-3 住宅空調耗電量模擬解析結果分析………………………………53 4-2 住宅照明耗電量模擬解析……………………………………………...54 4-2-1 照明耗電量解析之器具量分析……………..……………………...54 4-2-2 照明耗電量解析之行為模式………………………………………..54 4-2-3 住宅照明耗電量解析結果分析……………………………………..57 4-3 住宅家電耗電量模擬解析………………………………………….…..58 4-3-1 家電耗電量解析之器具量分析………………………..……….…..59 4-3-2 家電耗電量解析之行為模式…………………….………….……….61 4-3-3 住宅家電量耗電解析結果分析…………………………….……….62 4-4 住宅耗電總量模擬解析……………………………..………….……….63 第五章住宅耗電總量管制方案 5-1 現行住宅電價費率標準檢討………………………………….……….66 5-1-1 現行住宅電價費率標準……..……………………………….……….66 5-1-2 現行住宅電價費率檢討…………..………………………….……….68 5-2 標準住宅耗電量分析………..………………………………….……….70 5-2-1 標準住宅之建立與解析……………..……………………….……….71 5-2-2 標準住宅耗電量基準分析………………………………………….75. VI.

(13) 5-3. 住宅耗能總量管制方案………………………………….…….…………..79. 第六章結論與建議……………………………………………………..……………83 參考文獻…………………………………………………………….……………..…….84 附錄 1. 住宅耗能調查住戶樣本資料與電表號碼………………………….…………..86 2. 住宅耗能問卷調查表 (1) (2) (3) (4) (5)……………………..………. 87 3.期初會議審查紀錄意見回應表………………………………….…...92 4. 期中會議審查紀錄意見回應表……………………………………..94 5. 期末會議審查紀錄意見回應表……………………………………..96. VII.

(14) 圖目錄圖 2-1. 住宅耗電量分析法流程………………………………………. 23. 圖 3-1. 住宅耗電量與居住人數關係圖…………………………….. 35. 圖 3-2. 住宅耗電量與住戶坪數關係圖…………………………….. 36. 圖 3-3. 住宅平均雙月耗電量…………………………………………. 36. 圖 3-4. 住宅耗電量與區域別關係……………………………………. 37. 圖 3-5. 住宅耗電量與建築類型關係…………………………………. 38. 圖 3-6. 住宅建築類型與居住人數關係………………………………. 39. 圖 3-7 住宅平均每月耗電量與建築類型關係………………………. 39 圖 3-8 住宅每戶耗電量與建築類型關係……………………………. 39 圖 4-1 模擬住宅客廳室內人員空調使用時間表……………………. 51 圖 4-2 模擬住宅臥室室內人員與空調使用時間表…………………. 51 圖 4-3 模擬住宅餐廳廚房室內人員與空調使用時間表……………. 51 圖 4-4 模擬住宅客廳室內人員照明使用時間表……………………. 55 圖 4-5 模擬住宅臥室室內人員照明使用時間表……………………. 55 圖 4-6 模擬住宅餐廳廚房室內人員照明使用時間表………………. 55 圖 4-7 住宅耗電總量模擬值與實際值的比較圖………………….. 65 圖 5-1. 標準住宅平面之一(公寓)…………………………………... 72. 圖 5-2. 標準住宅平面之二(連棟透天)………………………………. 72. 圖 5-3. 標準住宅平面之二(獨棟透天)………………………………. 72. 圖 5-4. 標準住宅室內人員使用時間…………………………….…… 73. 圖 5-5 標準住宅模擬耗電量與實際用電統計比較…………………. 77 圖 5-6 住宅耗電量標準的概率理論示意圖…………………………. 77 圖 5-7. 現行電價與方案 A 倍率比較表………………………………..80. 圖 5-8. 現行電價與方案 B 倍率比較圖………………………………..82. 圖 5-9. 建議方案 A 與建議方案 B 倍率比較表……………………..…82. VIII.

(15) 表目錄表 1-1. 台灣現有建築物耗能分類…………………………………... 6. 表 1-2. 美國 ASHRAE 節能規範建築物耗能分類…………………….. 8. 表 1-3. 日本建築節能法令建築物耗能分類………………………... 9. 表 1-4. 建築物耗能調查分類-台灣與日本之比較………………..…10. 表 1-5. 建築耗能分類建議表……………………………………….. 14. 表 1-6. 耗能總量管制對象建議…………………………………….. 16. 表 2-1. 台中市集合住宅月別平均耗電量………………………….. 19. 表 2-2. 冷氣機之能源效率比值(EER)標準表………………………. 26. 表 3-1. 住宅耗能因子與要項……………………………………….. 表 3-2. 住宅耗能總量問卷調查項目……………………………….. 29. 表 3-3. 住宅耗電量與耗電因子調查 32 案例統計分析………….… 32. 表 3-4. 住宅耗能調查台電用電資料……………………………….. 34. 表 3-5. 住宅耗能調查基本統計資料 ………………………………. 35. 表 3-6. 住宅耗電量區域別分析…………………………………….. 37. 表 3-7. 住宅耗電量調查建築類型分析…………………………….. 38. 表 3-8. 住宅各空間電器瓦數統計表……………………………….. 表 3-9. 住宅耗能調查各空間空調機器容量統計…………………… 42. 表 3-10. 住宅室內人員與空調行為使用時間表……………………. 42. 表 3-11. 住宅耗能調查各空間空調時數……………………………. 43. 表 3-12. 住宅室內人員與照明使用時間表………………………... 表 3-13. 住宅照明電器統計…………………………………………. 44. 表 3-14. 住宅家電器具量統計…………………………………….… 44. 表 3-15. 住宅家電烹飪類器具量統計………………………….….. 45. 表 3-16. 住宅耗能調查家庭電器擁有率(一)………………….….. 45. 表 3-17. 住宅耗能調查家庭電器擁有率(二)………………….….. 45. 表 4-1. 住宅空調耗電量模擬值…………………..………….……. 53. IX. 29. 41. 43.

(16) 表 4-2. 住宅照明耗電量模擬值………………….. ……………….. 57. 表 4-3 台灣電力公司常用住宅電器耗電估計表……………………. 60 表 4-4. 住宅家電耗電量模擬值…………………..………………... 62. 表 4-5 住宅耗電總量模擬值與實際值的比較表……………………. 64 表 5-1. 現行住宅用電電價表………………………………………... 67. 表 5-2 現行住宅用電電價費率換算比較表……………………….. 67 表 5-3 台灣電力公司住宅用電最近五年業務統計資料……………. 68 表 5-4. 標準住宅照明數量表…………………………………………. 73. 表 5-5 標準住宅其他空間照明模擬條件………………………….… 74 表 5-6. 標準住宅家電數量表…………………………………………. 74. 表 5-7 標準住宅模擬空調耗電量統計比較表………………………. 76 表 5-8 標準住宅模擬耗電量與實際用電統計比較表………………. 76 表 5-9 住宅電價費率與用電量之關係與建議…………………….… 78 表 5-10 現行住宅用電電價費率換算比較表…………………………..79 表 5-11 建議方案 A 住宅用電電價費率換算比較表…………………..80 表 5-12 住宅電價費率與用電量之關係與建議…………………….….81 表 5-13 現行電價與建議方案 A、建議方案 B 倍率比較表…………...82. X.

(17) 第一章 1-1. 建築耗能分類. 建築物耗能調查分類的問題建築物耗能調查分類目的是為了使建築物能源使用管理政策上的順. 利執行,耗能分類既能符合社會公平正義原則､減少推行阻力又能達成節約能源目標,但是建築物的使用會依不同的用途而有很多不同之耗能類型,複雜且多樣,往往難以簡單的幾個類型加以歸納就可達到上述理想的分類,因此建築物耗能分類所面臨的幾個問題可歸納如下: (1)建築物耗能會隨建築物機能不同而有差異: 建築物外觀與機能差異大會有不同的耗能量,這點似乎無容置疑,例如百貨商場與辦公大樓外觀與機能差異大,耗能量差異大自然容易理解,但是外觀相近的辦公大樓與銀行,其耗能行為卻有不小的差異, 而且即使同屬辦公大樓,低層的辦公室與超高層大樓,可能就有不同的耗能量;在建築物耗能分類上如何區分歸屬,的確相當棘手;再加上近年工商部門不斷發展,建築物的使用機能已因科技與社會的日新月異而大異於以往傳統的使用機能,建築物的使用已趨多元化與複雜化,更增加耗能分類的困難度。 (2)建築物耗能會隨建築物地理區位不同而有差異: 因為建築物坐落地理區位之不同可能會受地理氣候､生活水準等等因素影響,而有不同的耗能特性;台灣面積雖不大,但卻有平原與海拔 3000 公尺以上之高山,南與北､東與西的區域氣候差異,加上都市與鄉間生活水準的不同,即使是同樣性質的建築物若坐落在不同的地理區域,可能就會有極大的差異,這些差異是否影響到將來耗能分類標準的公平性與合理性,在研究耗能分類的過程中是不能忽視的。 (3)建築物耗能會隨季節不同而有差異: 建築物的耗能會受季節變動的影響,這點是顯而易見的,我們從每年夏季台電電力吃緊的窘狀就可得到印證;台灣雖然號稱為四季如春. 3.

(18) 的寶島,但社會日趨都市化的結果,都市熱島效應逐漸明顯,夏天不得不使用冷氣的現象愈趨嚴重,冬天使用冷氣也並不感到意外,這些季節與氣候的變動,影響建築物耗能的層面到底有多深廣?也是吾人應徹底探討的。 (4)民營化能源供應公司的技術支援與配合存在諸多問題: 在能源政策管理的執行層面上諸如: 即將民營化的台電公司以及民間瓦斯公司等能源供應公司,與節能政策管理有密不可分的關係,包括能源費率結構､計錶技術支援體系等等,在在都存在著如何配合的問題,中央空調系統的計收費率準則,至今仍未實施,就是明顯例證, 尤其是台電民營化後,問題更加難以處理,因此耗能分類也需考慮執行層面的配合問題以增加推行效率。. 4.

(19) 1-2 現有建築物耗能分類 1-2-1. 台灣現有建築物耗能分類. 台灣現行有關建築物耗能分類的主要法令有內政部主管的”建築技術規則”與經濟部主管的”中央空調系統使用電能標準及費率計收準則”, 另外台灣電力公司也有類似的建築物分類,是以供電電壓高低為分類原則,與本研究較無關聯,但為更清楚掌握現行各項相關法令,仍列入比較; 上述三種建築物之耗能分類比較可參見表 1-1,茲分別敘述如下: (1)”建築技術規則”的耗能分類: 內政部營建署於 1994 年 3 月 27 日頒布了有關建築物的節約能源設計法規,在”建築技術規則”設計施工篇中規定辦公廳､百貨商場､旅館等三類建築物的外殼設計的節能標準,1997 年 8 月 18 日又增加了醫院､住宿及其他類等建築物,把所有建築物都納規範,因此建築技術規則的此項規定只規範設計階段的外殼設計,雖然只規範外殼設計但因其計算內容牽涉到空調耗能等等複雜因素,再加上空調耗能的計算已顧及建築物的使用行為,因此這些分類亦可視為建築物之耗能分類,為本研究之重要參考指標。 (2)”中央空調系統使用電能標準及費率計收準則”的耗能分類: 經濟部能委會自能源管理法通過以後於 1994 年 3 月 27 日頒布”中央空調系統使用電能標準及費率計收準則”,目的是為管制耗電量較大的商業建築的中央空調系統,立法宗旨甚佳,唯因建築物耗能分類的方法(見表 1-1)並不合理,電費計費標準無法站在公平的立足點上, 以致於該準則至今仍覺窒礙難行,能委會曾為此於 1994 年委託成功大學建築研究所特別調查研究修正方案,唯礙於諸多因素而未能實施,頗令人惋惜,此事足以證明耗能分類若無法符合實際情況及公平合理原則,任何管理方案都將束之高閣。. 5.

(20) 表 1-1. 台灣現有建築物耗能分類. 管理概念. 法規名稱用途分類方法分類目的與原則受影響管理單位建築物 “建築技術規則” 現行案: (實施中) 分類原則:依不同耗能設計施工篇第 1.辦公廳類分類規定建築物外設計管理二章第八節 2.百貨商場類殼節約能源設計基全部 45-2,-4,-5 條 3.旅館類準 4.醫院類分類目的:確保建築物內政部 5.住宿類之外殼設計符合節 6.其他類約能源標準分類原則:依不同耗能現行案: (窒礙難行) 分類規定建築物中 “中央空氣調節 1.住宅,辦公或其他非營業場所央空調系統使用電中央空系統使用電能及 2.旅館或其他觀光住宿場所能之收費標準調用戶費率計收準則” 3.醫院,商店或其他營業場所 4.餐廳,夜總會或其他娛樂場所使用管理第三條分類目的:促進建築物 (商業部中央空調系統之電門之主 (日常使用改善建議案: (*) 能使用符合標準,以要部分) 能源) 經濟部 1.辦公廳類價制量,杜絕浪費 2.旅館類 3.百貨商場類 4.娛樂場所類 5.醫院類現行案: (實施中) 分類原則:依不同供電使用管理 “電價表” 1.低壓供電:電燈,綜合.電力用電壓與營業性質分電;營業(商業建築),非營業類規定建築物使用全部電能之收費標準 (日常使用經濟部 (住宅) 能源) 台灣電力公司 2.高壓供電:綜合.電力用電分類目的:促進建築物 3.特高壓供電:綜合.電力用電之電能使用符合標準 ,以價制量,杜絕浪費註: * 為經濟部,1994.11,”中央空氣調節系統使用電能及費率計收準則之研究”建議案. 6.

(21) 1-2-2 國外建築物耗能調查分類之概況世界上許多先進國家早在兩次能源危機之後即陸續立法規範建築物之能源使用,其中頗多值得我國借鏡之處,由於國情與地理氣候等等因素之不同,各國的節約能源規範彼此間都大異其趣,限於篇幅,本研究擬以較具規模的美國及國情較接近台灣的日本等兩個國家的建築節能規範,其中的耗能分類方法為分析對象,討論如下: (1)美國: 美國的節能法規種類繁多,聯邦政府､州政府､學術團體等均可制定,但其中以美國冷凍空調學會(ASHRAE)所訂定的建築物節能基準最為完備,1975 年制定的. ASHRAE STANDARD 90-75. 節能標準獲得 45 州同意為各州之節能母法 ,1980 增修為 ANSI/ASHRAE/IES 90A-1980 規範建築之空調系統､空調設備､熱水供應､電力分配系統､照明等五項 ,1981 更修訂成為 ANSI/ASHRAE/IES 100-1981,此次修正重點有二:其一將建築物區分為表 1-2 之六大類,分別訂立節能標準,其二是規範內容由上述五項多了一項建築外殼設計標準;建築物內容分為住宅､商業､工業､政府､公共等六大類,簡單明瞭並已涵括所有建築物,觀其分類要旨, 應以建築物之功能為主,公部門的機關與公共場所與私部門的住､商､工,符合了簡易與公平之原則;此項規範實施至今將近 20 年,頗值得吾人參考。 (2)日本: 為了因應兩次的能源危機,日本政府於 1979 年 6 月制定”能源使用合理化法”為各類節約能源基準的制定依據,1980 年 2 月主管建築的建設省制定了”住宅”與”辦公”類之節能基準(參看表 1-3), 1985 年 1 月制定”物販店舖”,1990 年 9 月制定”旅館”,1993 年 3 月增加”病院” ､”學校”,規範內容也從外殼設計､空調系統設計到 1993 年的換氣通風､照明､熱水與電梯系統;綜觀其規範系統在建築物規範方面是以私部門之消費性(非生產性質)能源使用為規範目標,生產性質的能源消費諸如工業建築､公共服務設施等,均不列入. 7.

(22) 建築物規範範圍內而由其他基準法規範;本規範系統行之多年,已獲致相當成果,由於國情與我國相近,因此不管建築物的名稱､使用行為與台灣有許多相似之處,甚至於耗能分類方法與管制內容都有值得吾人參考之處;另外日本在耗能實況調查研究上值得一提的文獻是尾島俊雄教授,從 1963 到 1982 年 20 年間的長期調查 474 棟建築物的耗能狀況所得到的統計表 1-2 分類. 美國 ASHRAE 節能規範建築物耗能分類建物用途. 第一類低層住宅第二類高層住宅. 第三類商業建築. 第四類工業建築. 第五類機關建築. 第六類公共建築. 用途摘要 1.獨立住宅 2.移動住宅 3.三層以下集合住宅 4.連棟住宅 5.其他類似住宅 1.高層集合住宅 2.其他類似住宅 1.旅館與汽車旅館 2.宿舍,寄宿舍 3.銷售展示場所 4.辦公,專業服務場所 5.服務場所-加油站等 6.50 人以下餐廳等服務設施 7.其他類似場所 1.工業設施 2.建材等製造業 3.電力瓦斯等民生設施 4.製造廠,鑄造場等 5.倉庫 6.資源回收等設施 7.其他類似場所 1.學校等教育機構 2.研究機構 3.衛生醫療機構 4.法院,看守所 5.緊急服務-警察,消防 6.博物館,圖書館 7.其他類似場所 1.展示廳,休閒中心,車站 2.體育設施 3.戲院,音樂廳,舞廳 4.宗教建築 5.餐廳 6.其他類似場所. 管制標準 ANSI/ASHRAE/IES STANDARD 100.1 ANSI/ASHRAE/IES STANDARD 100.2 ANSI/ASHRAE/IES STANDARD 100.3. ANSI/ASHRAE/IES STANDARD 100.4 ANSI/ASHRAE/IES STANDARD 100.5 ANSI/ASHRAE/IES STANDARD 100.6. 資料來源:1.ASHRAE,ANSI/ASHRAE/IES STANDARD 100-1981. 2.節能標準內容:建築外殼,空調系統,空調設備,熱水供應,電力分配系統,照明等六項. 8.

(23) 表 1-3. 日本建築節能法令建築物耗能分類. 分類建物用途用途摘要管制基準第 1.獨立住宅能源使用合理化法一住宅 2.集合住宅住宅新省能基準類 3.連棟住宅熱損失係數 Q 值, 熱傳透率 U 值第能源使用合理化法二事務所辦公建築建築省能-建築主判斷基準類 PAL(外殼) CEC/AC(空調) CEC/V(換氣) CEC/L(照明) CEC/EV(電梯). 第百貨商場三物販店舖 ,餐廳類第四旅館旅館建築類第五類. 病院. 第六類. 學校. 能源使用合理化法建築省能-建築主判斷基準 PAL(外殼) CEC/AC(空調) CEC/V(換氣) CEC/L(照明) 能源使用合理化法建築省能-建築主判斷基準 PAL(外殼) CEC/AC(空調) CEC/V(換氣) CEC/L(照明) CEC/HW(熱水). 能源使用合理化法建築省能-建築主判斷基準. 醫院建築. PAL(外殼) CEC/AC(空調) CEC/V(換氣) CEC/L(照明) CEC/HW(熱水). 學校建築. 能源使用合理化法建築省能-建築主判斷基準 PAL(外殼) CEC/AC(空調) CEC/V(換氣)CEC/L(照明). 資料來源:財團法人住宅建築省機構,1982.03,1983.11,. 分類結果如表 1-4,尾島氏以日本都市計劃的用途設施分類作為他調查分類之開始參考依據,所得的結論則如表中所述依耗能情況相近者可歸納為同一類,而總共可分為居住設施､業務設施､宿泊設施､商業設施､娛樂設施､醫療設施､教育設施､文化設施及其他設施等九大類, 有關他建築物分類的內容､名稱及與台灣之比較,亦可於表中得悉,因此表 1-3､表 1-4 實可作為本研究之重要分類參考。. 9.

(24) 表 1-4 台灣. 建築物耗能調查分類-台灣與日本之比較. 本研究建議. 日本. 都市計劃法之設施分類與. 2000 部分. 建物用途. 門類. (面積比). 住第住宅類. 內政部使用分管理分類. 建物用途. 用途摘要. (面積比). 類. (46%). 居住設施 ˙獨立住宅. 宅一. 獨立住宅,集合住宅或其他. 部類. 類似用途之場所. 1963∼1982. 尾島研究室實例調查分類. H2. 09. ˙集合住宅 (59.44%). 透天住宅,農村住宅,專用住宅木造公寓,國民住宅,集合住宅,宿舍,寄宿舍. 門第辦公類. (6%). 二. 辦公廳或其他類似用途建. 類. 築物. G1.2. 業務設施 ˙機關設施. 縣市政府,警察局,法院. ˙通信設施. 電信局,郵局,報社,廣播. 01 (8.93%). 電台,交通設施 ˙事務設施. 第旅館類三. (0.2%). 宿泊設施 ˙觀光旅館. 國際光旅館,一般旅館或其. B4. 05. 業類. 五門類. 國際觀光旅館,觀光旅館旅館,簡易宿泊所. 商業設施 ˙集合販賣設施. 百貨公司,商場,店舖,餐廳. B1.2.3. 02. ˙一般小店舖 (6.10%). 或其他營業場所. 部第娛樂場所類. 館. (2.85%). 類他類似用途建築物商第百貨商場類 (25%) 四. ˙旅. 銀行,公司,事務所. (0.1%) A1. 03. 各種批發店. ˙飲. 各種飲食店. 食. 店. ˙特種營業設施 (1.58%). 夜間營業之娛樂場所. 各種小店舖. ˙批發店舖. 娛樂設施 ˙娛樂設施. 夜總會,歌廳,舞廳或其他. 超級市場,百貨店. ˙育樂設施. 劇場,電影院,演藝場酒吧,舞廳,俱樂部,料理屋桌球場,高爾夫練習場,保齡球場. 第醫院類六. (0.7%). F1.2. 04 醫療設施 ˙醫. 醫院,診所或其他醫療場所. 院. ˙各種醫療設施 (1.28%). 類. 教育設施 ˙綜合大學 D3.4.5. 第文教類七. 醫院保健所,診療所. 學校. 06. (5%). ˙學. 校. (6.21%). 類. 研習所,專門學校,補習班. 文化設施 ˙一般文化設施. 文化設施其他類. 小學校,中學校,高等學校,短期大學. ˙各種學校文教類. 綜合大學. (-). D2. 07. (0.32%). (17%). ˙公共文化設施. 圖書館,博物館,美術館集會堂,公民館. ˙倉庫設施. 營業倉庫,自家倉庫. ˙市. 中央批發市場,魚市場. ˙工廠,倉庫. C. 第. ˙市場. B1. 08 其他設施 ˙運輸設施. 八. ˙車站,停車場. A2. ˙宗教設施. 類. ˙寺廟,教會. E. ˙養老院,殘褔中心. F2.H1. ˙其他. D1. 場. (13.29%) ˙社會褔祉設施. 車站,貨運站,車庫寺廟,教會養老院,老人之家,身障礙中心. ˙其. 他. 研究設施,服務業,運動設施,其他. 資料來源:1.台灣部分參考:經濟部能源委員會,1994.11,”中央空調系統使用電能標準及費率計收準則之研究” 面積比:為營建署:營建統計年報,1989-1998 年(參見表 1-6) 2. 日本部分參考:尾島俊雄,1984.08,”建築光熱水費-企劃.設計.管理者手引” 調查樣本總數:474 面積比:為尾島氏根據日本建設省計劃局:建築統計年報 1970-1980 年作成. 10.

(25) 1-3 建築物耗能分類的建議如 1-1､1-2 節所述,建築物耗能分類的適切與否,關係著能源管理政策之公平合理以及能否順利推行,本節將討論建築物耗能分類的原則, 進而提出分類的建議,以供相關單位參考。. 1-3-1 建築物耗能分類的原則建築物耗能分類須與實際用電之趨勢分類一致才能有效管理並且符合社會公平與正義原則,因為耗能分類若無法掌握實際用電之動態趨勢, 將耗電密度少的歸於耗電密度大的一類或相反的將耗電密度大的歸於耗電密度小的,使得管制標準有過度寬鬆或過度嚴苛現象,過度寬鬆的管制用戶感覺無關痛癢,而收不到節約能源效果,過度嚴苛的結果則又波及過大,引起民怨,增加推行阻力,對於節約能源政策會有反效果,因此耗能分類要能合理,就必須掌握分類重點與原則方能湊效。建築物耗能分類首先必須將建築物耗能(電)量密度相近的歸於同類, 而耗能密度差異大的加以分開,以避免過度寬鬆或嚴苛有大致不差的管制效果。然而建築物的能源使用的種類是以空調､照明及動力(如電梯､家電等)為主要構成項目,其中照明與動力屬於基本使用能源,耗能(電)量為常態性支出,容易計算而能輕易掌握,往往這兩項耗能量,並不列為耗能分類的關鍵性因素,只有空調耗能,不但耗能量大且影響因素複雜, 耗能(電)量為動態性支出,常常是耗能分類的決定性因素;因此建築物耗能的分類必須依循影響空調耗電大小的指標來分類。大凡影響空調耗電量的因素有：1.戶外氣候､2.建築外殼設計､3.空調系統機械效率､4.室內使用條件等四大項。前三項之戶外氣候､建築外殼設計與空調系統機械效率因素因牽涉的是地理氣候､建築設計與機械設計的問題,而與建築耗能分類無關,因此不列入分類參考項目。第四項的室內使用條件諸如空調使用時間､室內人員密度､照明使用密度,隨著建築物不同使用類型有不同的模式､. 11.

(26) 而且差距頗大,為耗能分類最重要的指標。因此建築物空調系統耗能分類的原則有下列兩項: (1)依空調使用時間分類的原則: 諸如辦公大樓､百貨商場､餐廳､旅館､醫院等類型建築物,隨著使用機能不同而有不同之空調使用時間。使用機能較單純者,作息時間一致而有規律,例如辦公大樓其空調時間通常伴隨上下班時間,為早上八點至下午六點,再如百貨商場大樓通常為早上十點開始營業,晚上十點打烊等等;但使用機能較複雜者例如旅館,整棟建築物中就包含有多種空調使用時段類型,如客房部是全日空調,其他還有宴會廳､商店､行政辦公部門､夜總會､吧臺等等不一而足,空調時段之不同, 室內與室外之溫度變化互動關係也不同,因此其空調耗能量亦有所差異,雖然各建築物之空調時段均有或多或少的不同,但大體上可歸納為幾種類似之型態,例如朝九晚五上下班辦公型態屬 10 小時系統, 空調時段為 8:00-18:00,餐廳百貨商店之營業型態屬 12 小時系統, 空調時段為 10:00-22:00,而全天不打烊的型態屬 24 小時系統,空調時段為 0:00-24:00,夜間營業型態屬 6 小時系統為 18:00-24:00;以上就是四種典型的空調時段。 (2)依人員、照明密度變動模式來分類的原則: 在上述幾種建築物中,因為機能之不同,除了空調時間不同之外,室內人員與照明之情況亦會有所不同。例如辦公大樓與百貨商場之人潮與照明量就大不相同,辦公大樓人員密度較低,人員之流動變化亦較穩定,週末假期辦公室空無一人,但百貨商場則是人多､照明量大,遇週末假期更是人潮洶湧,這些人員在室內活動及照明系統所發之熱量,即構成了空調負荷,因此不同的建築物使用型態,人員､照明密度與變動模式有所差異時,自然會形成不同之空調能源使用型態,各類型建築物之人員､照明密度，將列於表 1-5 中。. 12.

(27) 1-3-2 建築物耗能分類的建議若遵循上節的分類原則,本研究把台灣地區的建築物概分為如表 1-5 的住宅部門與商業部門共八大類型;而各類建築物之人員照明密度與空調時間之標準數據均列在表中,其中旅館與醫院兩類建築物因為整棟建築物是由數種不同耗能性質空間組合而成,因此同一類建築物又可細分為數種空調時段的空間,各空間的樓地板面積比也列於加註處(樓地板面積統計之說明參見 1-3-3 節)。. 13.

(28) 表 1-5 部分建築物用途別門類住第住宅類宅一獨立住宅,集合住宅或部類其他類似用途之場所門第辦公類二. 辦公廳或其他類似用. 類. 途建築物. 第. 旅館類. 商業部門. 三. 國際光旅館,一般施館. 類. 或其他類似用途建築物. 建築耗能分類建議表空間名稱、用途. 空調人員照明時間密度密度. 1.獨立住宅 (獨立式透天住宅、傳統合院等 ) 2.連棟透天住宅 (連棟式透天住宅等 ) 3.集合住宅 (中、高層公寓、國宅、眷村、套房、宿舍等) 1.政府機關、一般辦公室、事務所等小. 0.1 20. 1 . 客房部、大廳、電梯廳、接待辦公室、交誼室 24 小. 0.07 15. 2.工廠、學校等附設之辦公場所. 10 時. 職員休息室、設備控制室、走廊等 2.商店餐廳、宴會場、出租會議室、咖啡廳等. 時 12. 小. 0.3 30. 小. 0.1 20. 時. 3.行政部門內之辦公室、會議室等. 10 時. 4 . 夜總會、舞廳、遊藝場、吧檯、三溫暖、公共 6 小時. 0.3 15. 浴室等第. 百貨商場類. 四. 百貨公司,商場店舖,. 類. 餐廳或其他營業場所. 第. 娛樂場所類. 五. 夜總會,歌廳舞廳或其. 類. 他夜間營業之娛樂場所. 第六類. 1 . 百貨商場 ( 百貨公司、商場、量販店、店舖等 ) 12 小 2. 餐廳 (餐廳、飲食店等). 夜總會、舞廳、遊藝場、吧檯、酒吧三溫暖、公共浴室及其 6 小時. 小. 0.1 25. 1.行政部門 (掛號、病歷部門、辦公等 ) 醫院,診所或其他醫療場 2 . 教學部門 ( 教學研究、圖書、實習等 ) 所 3 . 門診部門 ( 內外料、婦產科、小兒科、牙科等 ) 10 小. 0.3 30. 1.急診部門 (急診區、手術室、加護病房 ). 24. 2.病房部門 (病房、產房、嬰兒室 ). 時. 醫院類. 時. 5.供應部門 (供應、消毒清潔、藥局及其他空間 ) 6.復建部門 (診療、治療、營養供應 ) 7.餐飲部門 (餐廳、褔利社 ) 1.大專院校 (大學､技術專科學校、研究所 ). 文教類. 2.中小學校 (公私立中小學、職業、補習學校 ). 七. 學校,圖書館,文化中心. 3 . 其他教育設施 ( 研習中心、職訓中心、補習班 ) 10 小. 類. 或其他教育文化場所. 4.一般文化設施 (美術館、博物館、文化中心、圖時書館等) 5.公共文化設施 (活動中心、集會堂、紀念館等 ). 其他類第八類. 0.3 15. 他夜間營業用空間. 4.檢驗部門 (放射線、血液透析等 ). 第. 0.3 30. 時. ˙工廠,修理廠,倉庫 ˙市場 ˙車站,停車場 ˙寺廟,教會 ˙養老院,殘褔中心 ˙其他未列之場所. 1.工廠,修理廠,倉庫等 2.市場等. 24. 3.車站,停車場等. 時. 4.寺廟,教會等. 或. 5.養老院,殘褔中心等. 10. 6.其他. 時. 註 :1.人員密度單位 :[人 /㎡ -fl-area]、照明密度單位 :[W/㎡ -fl-area] 2.空調時間主要四種類型時段 10 小時系統為 8:00-18:00 ,12 小時系統為 10:00-22:00, 24 小時系統為 0:00-24:00, 6 小時系統為 18:00-24:00 3.旅館類面積比為 24 小時:12 小時:10 小時:6 小時系統為 80%: 13%: 3%: 4% 4.醫院類面積比為手術部:急診部:病房部:門診部:辦公:餐廳為 5%: 5%: 30%: 20% :30% :5%. 14. 小. 小.

(29) 1-3-3 耗能總量管制對象建議建築物的耗能總量管制若將所有建築物均納入實施,恐有施行上的困難,其理由是: (1)商業部門的前五類建築物(見表 1-6),同一類內建築物耗能型態較一致, 用同一個管制標準,爭議較少,只有其他類建築物組成較複雜,例如工廠,不同種類的工廠耗能量差異就極為懸殊,若要使用同一管制標準,恐有極大爭議,加上其他類建築物還有如寺廟等特殊的使用機能若與工廠並列在一起,也有標準制定的困難,這種生產性質的建築物, 與商業部門其他建築類型屬於消費性質的能源使用型態是不同的, 如上節所提在日本只規範消費性質的建築物的做法是值得我們參考的。 (2)文教類建築物(見表 1-6)屬於公部門或公益性質的使用型態,因其所佔的比重達到 5﹪之多（與辦公建築 6﹪比重接近），日常使用之耗電量大，因此列入第一階段管制項目中。 (3)本研究另外根據營建署 1999 年”中華民國八十七年台閩地區營建統計年報”, 1989 年至 1998 年台閩地區歷年核發建築物使用執照-按用途別分之總樓地板面積統計,這八類型建築物的樓地板面積比率，統計如表 1-6 所示。「其他類」約佔 17%的樓地板面積。基於以上三點,「其他類」建築的建築形式繁多、耗能行為複雜，其所佔比例又只有 17﹪，因此本研究建議我政府為了有效落實建築節能政策，不妨擱置此類建築的節能管制，先就耗能行為明確、耗能量大、建築數量龐大前七大類建築進行節能管制對策，以求節能政策有立竿見影之效。. 15.

(30) 表 1-6 部門住宅部門. 分類第一類. 耗能總量管制對象建議. 建築物用途別. 住宅類. 獨立住宅,集合住宅或其他類似用途之場所. 樓地板面積比管制建議 46 %. 商. 第二辦公類辦公廳或其他類似用途建築物 6% 類第三旅館類國際光旅館,一般旅館或其他類似用途建築物 0.2 % 83 % 管制類第四百貨商場類百貨公司,商場店舖,餐廳或其他營業場所 25 % 類第五娛樂場所類夜總會,歌廳舞廳或其他夜間營業之娛樂場所 0.1 % 類第六醫院類醫院,診所或其他醫療場所 0.7 % 類第七文教類學校,圖書館,文化中心或其他教育文化場所 5% 類第其他類工廠,修理廠,倉庫,市場,車站,停車場,寺廟,教 17 % 17﹪ 暫緩管制八會,養老院殘褔中心或其他上列六類未包括之場所類註:1.資料來源:營建署,1999.07,”中華民國八十七年台閩地區營建統計年報”,p202-207,台閩地區歷年核發建築物使用執照-按用途別分之總樓地板面積統計,年份為 1989 年至 1998 年,共 10 年. 2.定義比對: 本研究分類與營建署上述統計年報(p772-773)之定義比對如下: 1)“住宅類”為統計年報之”住宅”:建築物供單戶或多戶家庭居住之使用者. 2) “辦公類”為統計年報之”辦公室”:建築物供辦公之使用者. 3) “旅館類”為統計年報之”旅館”:建築物供旅宿之使用者. 4) “百貨商場類”為統計年報之”商店(店舖住宅)”:建築物供從事商業行為或商品販賣之使用者. 5) “娛樂場所類”為統計年報之”遊樂場”:建築物供大眾戶外遊樂之使用者,俗稱樂園. 6) “醫院類”為統計年報之”醫院”:依醫療法規定之醫療機構. 7) “文教類”為統計年報之”學校”:為達教育目的之持續性公共設施. 8) “其他類”為統計年報之”工廠”, ”倉庫”及 ”其他”. 業部門. 16.

(31) 第二章住宅耗電量理論解析 2-1 既有住宅耗電量之研究回顧分析建築物的耗能分類於第一章中概分為住宅及商業兩大部門,住宅部門歸納成住宅一類,而商業部門又可分為辦公､百貨商場､旅館､醫院､… 等七類,各類建築物的節約能源管理,均需訂定個別的耗能標準,始得為之,然耗能標準之訂定則又必須按上述之分類分別就其建築物之耗能特性展開調查與分析;本研究即是以住宅部門之住宅類建築為對象進行調查研究,期能對台灣地區之住宅耗能量有深入之瞭解,以建立可供立法參考之住宅耗能標準。至於其他類型建築物分別由其他研究案研究而不屬於本研究範圍。在進行住宅耗能量調查研究之前,本研究針對有關台灣地區住宅耗能量調查研究之文獻加以回顧分析,找出可資參考運用的資源;在整理過相關文獻之後, 本研究以其中三篇與住宅耗能主題較接近之研究報告為例於下節起陸續分析之。. 2-1-1 台灣地區家用電器普及狀況調查研究報告(台電公司,1993) 主導台灣重要能源資源的台灣電力公司曾不斷對台灣地區用電特性作調查研究,其中與住宅耗電較有關者為 1993 年之“台灣地區家用電器普及狀況調查研究報告” 對住宅耗電量調查有如下之結論: 1.住宅每戶平均用電量 320.4 kWh/月.戶。 2.住宅以每戶 5 人的家庭比例居多。 3.家庭住宅類型以透天住宅及公寓比例最多。 4.家庭坪數則以 20-29 坪比例最高。 5.人數越多、所得越高、教育程度越高、住宅類型越偏向樓房、居住坪數越高,其擁有家用電器之普及率越高。 6.一般家用電器都市與鄉村差異不大,但冷氣普及率在都市與鄉村差異. 17.

(32) 頗大,都市普及率較高。 7.家庭電器最常使用時間與日常作息時間有很大,關係幾個主要家用電器最常使用時間為:6:00~9:00 使用洗衣機;冬春季 8:00~16:00 使用除濕機;夏季 11:30~17:30 使用冷氣機;17:00~18:00 使用電子鍋 ;17:00~21:00. 使用電視機 ;18:00~21:00. 使用乾衣. 機;20:00~24:00 使用錄放影機。. 2-1-2 台灣地區住宅與商業部門能源消費調查. (經濟部能委會,1994). 主管台灣能源事務的經濟部能委會曾多次對民生部門的能源消費作研究調查,與本研究較有關聯之研究報告為 1994 年委託中華經濟研究院所作的“台灣地區住宅與商業部門能源消費調查”,該研究曾對台灣住宅部門有效樣本 1300 戶及商業部門有效樣本 800 戶的詳細調查,其中與住宅部門能源消費相關的調查結果整理如後,可為本研究之參考: (1)住宅電力消費 1.就成長性而言:1993 年住宅部門推估用電量高達 23,938 百萬度, 較民國 75 年增加 122%,1986 年∼1993 年之年平均成長率為 10.57%，較 1982 年∼1986 年之年平均成長率 8.13%為高。 2.就地區性而言:1993 年推估家庭用電量為 23,938 百萬度,其中北部地區佔 46%,中部佔 22%,南部佔 29%,東部佔 3%。北部地區因人口及生活水準皆較高,因此電力消費佔絕大比率,東部多為鄉村,都市化程度不高,故用電最少。 3.就季節性而言: 若以北部地區夏季用電量 3,371 百萬度為 100%, 則各地區之夏/冬二季用電量分別為北部地區 100%/64%,南部 63%/41%,中部 46%/34%,東部 4%/3%。全省皆呈夏多冬少的情況,推其主要原因乃是由於天候及氣溫的影響所致。 4.就時段而言:全年日負載曲線(平均每天每小時),尖峰用電以 17-18 時的 6,657 千度最高,其次是 19-23 時 5,255 千度,再次為 11-12 時 2,686 千度;離峰用電以 08-10 時 1,277 千度及 24-05 時 1,294 18.

(33) 千度為最低。夏、冬二季的日負載曲線大致相同，不過夏季的尖、離峰耗電量明顯高於冬季。 5.就用途而言:隨著生活水準提高,電器用品被廣泛的使用,不僅在數量上增加,種類也較多,且使用時間也較長。以全年觀之,電力消費以空調用電最高達 7,537 百萬度,約佔 31%;其次為照明設備佔 20%;次為烹飪約佔 20%;其他之各種用途只佔 29%。 6.就每戶用電量而言:每月平均用電 313 度,而所得收入與用電量是成正相關的情勢,亦即所得愈高者用電量愈多;月所得 2 萬元以下者每月用電 248 度,2-5 萬元者 292 度,5-8 萬元者 337 度,8-10 萬元者 406 度，10 萬元以上者 439 度。 7.就住宅類型而言:亦可反映家電產品使用種類使用頻率。據調查結果發現就全年而言連棟式者之電力消費量 10,597 百萬度為最高, 佔 44%;次為 5 樓以下公寓,少的是 12 樓以上的建築,有 665 百萬度,佔 2%。此種趨勢冬夏相仿,無明顯的季節性差異。. 2-1-3 集合住宅電力消費量之研究. (黃漢泉,1998). 逢甲大學建築研究所黃漢泉教授等人 1998 年在”集合住宅電力消費量之研究-以台中市為例”一文中對台中市之集合住宅電力消費量調查研究所得的結論是: 1.集合住宅電力消費調查結果: 以台中市集合住宅單元用電消費而言,其年總用電量平均值為 3.78[kWh/㎡.月] ,基本用電量平均值為 2.83[kWh/㎡.月];而夏季空調用電量與基本用電量之比值為 0.84。表 2-1 台中市集合住宅月別平均耗電量 (黃漢泉,1998) 季節冬季中間季夏季中間季年平別均月別 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月用電 2.49 2.48 2.70 3.01 3.96 5.25 6.12 5.92 4.83 3.54 2.59 量註:1.單位 [kWh/㎡．月] 2. 有效樣本數 1011 戶,調查期間 1995∼1996. 19. 2.50. 3.78.

(34) 2.由日常生活節能最具效率: 雙併集合住宅地上 12 層,地下 2 層,以 50 年使用年限估算,其總用電消費約佔日常使用耗能之 75%,且為建材生產、營建材料運輸及施工過程總耗能之 7.7 倍,由此可知從日常生活的節約能源來降低用電消費量是管制建築物節能是最有效率之手法。 3.氣候要素影響用電消費: 經分析後氣溫與日射量明顯的影響了集合住宅的用電消費,其中用電量與氣溫之變化趨勢是呈二次曲線的正相關(R2=0.98),與日射量呈直線相關(R2=0.86)。 4.樓層別差異性影響用電消費: 本研究之問卷調查中,由於居住於屋頂層之住戶使用較多的電器設備,因此在年平均用電量明顯的比中間層住戶來高約 51.4%,而在夏季空調用電部份更是多達 102.5%。由外殼耗能量作比較，屋頂層約為中間層住戶之 1.5 倍。. 2-1-4 既有住宅耗電量調查之問題由上述三篇既有文獻所做的結論可以歸納一些住宅耗電量調查結果之重點如下: 1.住宅平均用電量夏季約為冬季的 1.47 倍。 2.住宅每戶每月平均用電量約 313∼320 度。 3.住宅每戶平均用電量中,夏季裡空調用電(冷氣､風扇與除濕)約為基本用電(非空調)的 0.84 倍。 4.住宅生命週期中日常耗能總量約為建設耗能總量的 7.7 倍。以上幾點可以作為本研究之參考,尤其是繁雜無法全部列述的家電器具耗電基本資料,這些都是諸多研究單位,從辛苦中獲得的寶貴資料; 也因此證明住宅耗能調查是相當複雜而難以掌握的工作。但是對於本研究之主旨:作為住宅耗能管制標準,上述結論仍有下列諸多難題,需提出. 20.

(35) 來加以研究或克服的: 1.住宅用電量統計缺月份別: 住宅耗能通常以”電能”為主,因此討論的內容幾乎是以耗電量為主, 然而台電公司的電費計費是以每月為單位,雖然現在抄表改為兩個月一次,但電費費率仍是以個別月份計收(把兩個月相加),以月份別為耗電量統計基礎,符合用電量季節變動的現況趨勢,亦符合台電計收電費之管理系統;三個研究案中僅有黃氏有統計月份別的耗電量, 其他均以年平均來計算,無法分辨季節變動的趨勢,殊為可惜,而黃氏所統計之資料以”單位面積”為統計單位,而非以常用之”戶”為單位, 且統計區域僅限台中市之中高層集合住宅,對於其他縣市區域及非公寓之透天住宅,仍無法掌握其耗能狀況。 2.住宅用電量統計缺地區別: 住宅耗能地區別差異是否明顯?以及管制標準是否要有地區別,甚至於以台電公司目前的各管理處所管轄的區域是否與氣候分區重疊而具有合理性等等問題,仍有待深入討論,但是在研究初期仍應分開統計,以便將來可供決策單位參考,另外也可讓社會大眾清楚掌握地理區域之差異,提高節能對策的精準度; 而三個研究案中僅有能委會案有統計台灣地區四個區域別的耗電總量,但只是總量統計而無每戶每月用電量,因此仍無法有效看出住宅坐落在此四區到底有何耗電量的差異? 3.住宅以”戶”或以” ㎡” 為統計單位,何者較佳? 商業部門的耗能的計量單位往往建議以” ㎡” 為主,是考量公平合理､容易精確掌握與容易理解等等因素,然而住宅耗能的計量單位是否仍以” ㎡” 為佳,或者改以”戶”為主?為了管理上的公平性､便利性與可行性,這個小問題可能變成大問題,值得我們深思,有關此問題, 依本研究對台灣地區 32 戶住宅初步統計結果(圖 3-1,3-2),可以發現住宅耗電量與住宅坪數與住宅人口數毫無關聯,因此以” ㎡” 或以”. 21.

(36) 人”為計量單位較不恰當,本研究建議以”戶”為單位為佳,此點亦符合台電計費以”戶”為收費單位行之有年的習慣,相關問題留待下一章詳細討論。 4.住宅耗能的關鍵因素在於生活習性,尤其是空調的使用行為: 依經濟部的報告住宅耗能中空調能源佔大宗(31%),然而各研究均無對住宅耗能的最大影響因素作說明,若依本研究對台灣地區 32 戶住宅初步統計結果(圖 3-1,3-2,3-3),發現”住宅耗電量與住宅坪數與住宅人口數毫無關聯”這點來判斷, 住宅耗能的關鍵因素應在於生活習性,尤其是夏季裡的空調使用行為。. 22.

(37) 2-2 住宅耗電量模擬理論解析由上節的討論中可以了解住宅耗能與一般商業建築耗能型式是大不相同的,既無標準模式可依循,影響因素又多樣而難以掌握,且住宅耗能的調查量小而瑣碎,是所有建築類型耗能調查中困難度最高者;有鑑於此, 本研究擬出如圖 2-1 的住宅耗能(電)量的解析方法,調查步驟就是: 1.首先選取住宅樣本,調查樣本的建築物､設備､家居人員與其生活習性等等詳細資料: 本步驟就是住宅耗電量與耗電行為現況調查,將影響住宅耗電的因素包括生活習慣等鉅細靡遺的列入調查,圖 2-1 粗框部分就是需執行的調查工作,此部份將於第三章詳細討論。 2.把上述資料輸入動態精算耗能程式 HASP 作空調耗能解析: 本步驟是針對住宅空調耗電量作精密解析,期望把住宅耗電量最重要且最難解析的部分-空調耗能量透過大型電腦程式解析出來,此部份也將於第 4-1 節中詳細討論。 3.把上述空調耗能解析結果連同照明及其他家電,以計算公式模擬用電量: 模擬住宅耗電量是重要步驟之一,上述算出的空調耗能量必須換算成電量,再加上照明與家電器具的耗電量一並以公式計算出來,才是大功告成;模擬公式於 2-2 節討論,並於第四章詳細討論計算過程。 4.把住宅樣本的台電實際用電資料調出,與理論的模擬用電作一比對: 模擬的結果與實際用電作比對可以反映模擬公式是否正確,本步驟將於 4-4 節討論。氣象. 設備. HASP 生活. 精算耗能程式. 習性. 模擬用電. 比對. 人員. 圖 2-1. 住宅耗電量分析法流程. 23. 實際用電.

(38) 2-2-1 住宅耗電量模擬計算理論（ALE 預測法）為了能精確模擬住宅的耗電量,以便將來訂立節能規範時有可資依循的計算公式,同時也是為了還原住宅的耗電的可能發生過程與數量分布,進而了解影響耗能的主要原因,因此本研究特別研擬住宅用電模擬計算公式-ALE 預測法如下: ALE. ＝ Ea. +. El. +. Em. …………………………. 2-1 (住宅總用電)(空調用電)(照明用電)(家電用電). 其中: ALE: 住宅總用電量模擬值 [kWh/月•戶]。 Ea: 住宅空調用電量模擬值 [kWh /月•戶],計算法詳公式 2-2。 El: 住宅照明用電量模擬值 [kWh /月•戶],計算法詳公式 2-4。 Em: 住宅家電用電量模擬值 [kWh /月•戶],計算法詳公式 2-5。. 公式 2-1 的住宅耗能計算單位,本研究採取以”戶”及”月”為單位,也就是每戶每月之耗電量有多少度電,較易為大眾了解,也便於政策管理及符合台電收費習慣;住宅耗電量是由三大項目空調､照明與家電構成,這些項目的模擬計算公式將於下節起陸續介紹。. 24.

(39) 2-2-2 空調耗電模擬計算公式住宅三大耗電項目之一的空調耗電量的模擬計算公式可以下式來計算: Ea =ΣQci / (EERi×1000) ………………………………2-2 其中: Ea: 住宅空調用電量模擬值 [kWh /月．戶]。 Qci: 住宅 i 房間空調負荷模擬精算值,以 HASP 程式計算 [kcal/月．戶] 。 EERi: 住宅 i 房間空調機械能源效率比值, 國家標準 CNS 3615 B 7048, [kcal/h．W]參見表 2-2。 i: 住宅房間編號參數 [-]。 j: 用電器具編號參數 [-]。公式 2-2 中 Qci 是住宅空間的空調負荷精算值,空調負荷值是較難計算的部分,因為它牽涉的不僅是複雜的建築物､氣象､人員､照明､使用行為等等因素,還牽涉艱深的動態空調計算理論,本研究為了精確求得住宅的空調耗能量而採用知名的日本大型動態空調精算程式 HASP 來計算,計算過程中必須輸入上述的各項數據才能進行模擬,而這些數據除了氣象資料是現成已有之外,其他的資料都必須靠住宅現況調查求得,相關理論的分析與案例解析結果將介紹於 4-1 節與 4-4 節中。公式中的另一個係數-能源效率比值 EER 是 Energy Efficiency Ratio 的縮寫;它的意義是冷氣機以定額運轉時 1W 電力 1 小時所能產生的熱量（Kcal or Btu）,因此 EER 值愈高即代表冷氣機愈省電,世界各國都有此耗能效率標準,冷氣機出廠時就必須作此實驗,達於標準始可上市銷售, 為空調節能政策的第一道把關,也是最有效率的把關,我國也有此國家標準 CNS 3615 B 7048,可作為本研究的參考標準,而它的公式定義是：冷氣能力 Kcal（或 BTU）/h. 25.

(40) EER＝---------------------------消耗電力（W）表 2-2. …………………………2-3. 冷氣機之能源效率比值(EER)標準表. 空調機種類. 單體式 (窗型冷氣機) 分離式. 法規標準(EER) kcal/h．W(BTU/h．W). 省能產品 (EER). 冷氣能力小於 2000 kcal/h. 2.22 (8.8). 2.33 以上. 冷氣能力 2000 kcal/h 以上冷氣能力 3550 kcal/h 以下. 2.27 (9.0). 2.38 以上. 冷氣能力大於 3550 kcal/h. 2.07 (8.2). 2.17 以上. 一般式. 2.43 (9.6). 2.55 以上. 變頻式 (變速式). 2.27 (9.0). 2.38 以上. 2.18 (8.6). 2.40 以上. 冷氣能力 3550 kcal/h 以下. 冷氣能力大於 3550 kcal/h. 資料來源:1.本表為中國國家標準 CNS 3615 B 7048, 81.1.17 修訂, 82.1.1 起實施 2.表中規定值為產品標示之最低值,試驗值必須達到產品標示值之 95%以上. 2-2-3 照明耗電模擬計算公式住宅的第二大耗電項目照明耗電量的模擬計算公式可以下式來計算: El = Σ Plij×Tlij ×Φlij/1000 ………………………… 2-4 其中: El: 住宅照明用電量模擬值 [kWh /月•戶] 。 Plij: 住宅 i 房間 j 照明器具功率 [W] 。 Tlij: 住宅 i 房間 j 照明器具使用時間 [h/月•戶] 。 Φlij: 住宅 i 房間 j 照明器具季節調整係數 [-]參見 4-2 節說明。 i: 住宅房間編號參數 [-]。 j: 用電器具編號參數 [-]。住宅空間的照明用電量模擬比起空調用電量的計算是簡易許多,因為它的耗能計算較為單純,只要照明器具功率乘上使用時間即可求得,至於照明時間因季節之晝夜長短不同而有差異,需以季節調整係數作調整說明部分則參見 4-2 節,此外照明器具功率與使用時間的資料就必須依. 26.

(41) 賴住宅現況調查來求得,也就是依使用現況來模擬才能求得接近實際情況的模擬耗電量。. 2-2-4 家電耗電模擬計算公式住宅的第三大耗電項目家電耗電量的模擬計算公式可以下式來計算: Em= Σ (Pmij1×Tmij1 )＋( Pmij2×Tmij2×Φmij) / 1000 …………2-5 其中: Em: 住宅家電用電量模擬值 [kWh /月•戶] 。 Pmij1, Pmij 2: 住宅 i 房間 j 家電器具功率 [W] 。 Tmij1, Tmij2: 住宅 i 房間 j 家電器具使用時間 [h/月•戶] 。 Φmij: 住宅 i 房間 j 家電器具季節調整係數 [-],參見 4-3 節說明。 i: 住宅房間編號參數 [-]。 j: 用電器具編號參數 [-]。住宅空間的家電用電量模擬如同照明計算一樣是家電器具功率乘上該家電器具使用時間即可求得,大部分家電器具之使用不受季節氣候變動之影響,但少部分如熱水器等會受影響,因此需作個別調整,此部份調整方法可參見 4-3 節說明;至於家電器具功率與使用時間的資料則必須依賴住宅現況調查來求得,因為家電器具的種類繁多,而且會隨家庭所得､個人喜好､社會型態與時空環境而變遷。家電用電量與照明用電量之案例資料收集與解析結果將介紹於 4-2､4-3 與 4-4 節中。. 27.

(42) 第三章住宅耗電量與耗電行為現況調查 3-1 住宅耗電量與耗電因子調查項目住宅耗能量現況調查目的是要了解台灣地區住宅用戶的耗能影響因素與耗能量分布實際情況,作為住宅耗能解析理論的輸入與比對印證資料,更可作為政府訂立住宅節能措施的重要參考資料;然而如上節所述住宅電器或其他能源器具的種類繁多,會隨家庭所得､個人喜好､社會型態與時空環境而變遷,複雜與多樣的本質形成了調查上的困難。因此在作住宅耗能量現況調查之前必須把住宅電器或其他能源器具作一分類, 以便於工作進行,本研究經過文獻整理與統計後將其歸類於表 3-1 中;住宅能源使用器具大致可分為三大類:空調､照明與家電類;而其中家電類中又再細分為烹調､熱水､娛樂､通訊､清潔與其他等五小類;同時也預測了各類電器可能的耗能影響因素及能源使用類型,以方便調查問卷內容之製作;在影響因素上,本研究預測影響住宅耗能的主要因子不外電器設備的水準與耗能行為兩項,而空調類則加上氣候與建築等兩項影響因素;根據上述影響因子而製作調查問卷,住宅耗能總量現況調查的問卷表格型式及案例請參閱附錄 1､2。. 28.