建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究
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(2) ＰＧ９６０２－０００５. 建築外殼節能設計管制效益與 二氧化碳減量目標評估研究 分項計畫： 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究 子 計 畫 二 ： 辦 公 建 築 開 窗 通 風 性 能 對 ENVLOAD 基 準 優 惠 修 正 之 研 究 子 計 畫 三 ： 建 築 節 能 法 規 長 期 節 能 與 二 氧 化 碳 減 量 效 益評估研究. 研究主持人：林憲德 教授 協同主持人：張又升 研究員. ：黃國倉. 研究助理. ：孫振義. 內政部建築研究所委託研 究 報 告 中 華 民 國 96 年 12 月.
(3) 目次. 目次 目次. ....................................I. 摘要. ...................................IX. 第一章. 緒論 ............................... 1. 第一節 前言 ....................................................................... 1 第二節 建築節能是綠建築政策最重要的一環 .................. 3 第三節. 新「綠建築憲法」公佈 ....................................... 5. 第四節 台灣的能源安全度 ................................................ 6 第五節 建築用電與能源危機 ............................................. 7 第六節 研究目的 ............................................................... 9 第七節 外殼節能設計管制效益研究三大課題 ................ 10. 第二章 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策 略之研究 .......................... 13 第一節. 資料蒐集、文獻分析 ......................................... 13. 第二節 研修條文及內容 .................................................. 34. 第三章. 辦公建築開窗通風性能對 ENVLOAD 基準優惠 修正之研究 ........................ 45. 第一節 資料蒐集、文獻分析 ........................................... 45 第二節 辦公建築自然開窗通風性能之探討 .................... 55 I.
(4) 第四節 研究方法與工具 .................................................. 60 第五節 實驗內容 ............................................................. 64. 第四章. 建築節能法規長期節能與二氧化碳減量效益 評估研究 .......................... 83. 第一節 研究緣起與背景 .................................................. 83 第二節 我國建築節能法規與長期二氧化碳減量效益評估 ......................................................................................... 88 第三節 我國未來建築外殼節能管制益預測 .................. 116. 第五章 結論與建議......................... 127 第一節 結論 .................................................................... 127 第二節 建議 .................................................................... 129. 附錄 …………………………………………………133 參考書目. ................................ 149.
(5) 表次. 表 表 表 表 表. 1. 1. 2. 2. 2.. 1 2 1 2 3. 表次 四棟辦公大樓的用電統計 .......................................... 4 台灣能源供需統計 ..................................................... 7 ASHRAE90.1 氣候分區定義表 ................................. 15 ASHRAE90.1 針對氣候區 ZONE1 之住宅節能規範 . 16 ASHRAE90.1 針對氣候區 ZONE2 之住宅建築物規範. ...................................................................................... 17 表 2. 4 ASHRAE90.1 R 值與 U 值換算表 ............................. 18 表 2. 5 加拿大最小 R 值基準[第一類建築(住宅)用] .......... 20 表 2. 6 2007 年德國全年耗能量最大值與熱傳透率規定 ..... 21 表 2. 7 1996 年中國民用建築節能設計建築外殼熱傳透率上限 值 .............................................................................. 23 表 2. 8 中國夏熱冬冷地區居住建築外窗最大熱傳透率 ...... 23 表 2. 9 中國夏熱冬冷地區居住建築熱傳透率與熱惰性指標基 準 .............................................................................. 24 表 2. 10 中國夏熱冬暖地區北區建築外窗傳熱係數與綜合遮 陽係數 .................................................................... 24 表 2. 11 中國夏熱冬暖地區南區建築外窗的綜合遮陽係數 . 25 表 2. 12 1999 年日本住宅的節能設計基準最高值規定 ....... 27 表 2. 13 各地區日射修正係數 fk .......................................... 29 表 2. 14 擴大建築節能設計管制範圍修改條文 .................... 35 表 2. 15 建築物類別修改條文 .............................................. 36 表 2. 16 各國關於建築外殼隔熱水準的規定 ....................... 37 表 2. 17 美國在佛羅里達州關於水平天窗熱性能的限制 ..... 38 表 2. 18 強化屋頂隔熱與天窗遮陽修改技術規則條文內容 . 39 表 2. 19 修正後通風修正係數 fvi 表 ................................... 41 表 3. 1ASHRAE90.1 所劃分的氣候區定義表 ....................... 46 表 3. 2ASHRAE90.1 針對氣候區 ZONE1 非住宅建築物之規範 ...................................................................................... 47 表 3. 3ASHRAE90.1 針對氣候區 ZONE2 非住宅建築物之規範 ...................................................................................... 48 表 3. 4ASHRAE90.1 R 值與 U 值換算表 ................................. 49 表 3. 5 加拿大最小 R 值基準[第 2 類建築(非住宅)用] ........ 50 III.
(6) 3. 6 1999 年日本非住宅類建築節能設計基準 ................. 52 3. 7 夏熱冬暖地區建築外殼傳熱係數和遮陽係數限值 .. 52 3. 8 現行 ENVLOAD 計算公式各項係數表 ................... 54 3. 10 台中工作時段平均氣溫 .......................................... 67 3. 11 高雄工作時段平均氣溫 .......................................... 68 3. 12 台北、台中、高雄空調停機溫度可停機天數表 ..... 71 3. 14 室內發散熱假定 ..................................................... 73 3. 15 空調方式之分類 ..................................................... 76 3. 16 空調部份模擬設定 .................................................. 76 3. 17 台北 21℃-27℃空調停機前後耗能比與軸向比分析 ...................................................................................... 78 表 3. 18 台中 21℃-27℃空調停機前後耗能比與軸向比分析 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表. ...................................................................................... 79 表 3. 19 高雄 21℃-27℃空調停機前後耗能比與軸向比分析 ...................................................................................... 79 表 3. 20 可停空調優惠係數 β 表 ........................................ 81 表 4. 1 綠建築節能相關法規沿革 ........................................ 84 表 4. 2 住宅耗能結構解析值 ............................................... 91 表 4. 3 中央空調型建築物用電密度基準建議值 .................. 95 表 4. 4 商店建築用電密度 EUI .......................................... 100 表 4. 5 學校建築用電統計 ................................................. 103 表 4. 6 台中市國中小學空調設備設置情形 ....................... 103 表 4. 7 台中市幼稚園空調設置情形 .................................. 104 表 4. 8 近十年建築物分類統計樓地板面積 ....................... 106 表 4. 9 各學程 EUI 資料表 ................................................ 108 表 4. 10 EUI 計算標準表 .................................................... 108 表 4. 11 建築外殼節能效益計算標準 ................................. 109 表 4. 12 建築外殼節能 1995-2006 管制面積計算表 ........... 110 表 4. 13 1995 年-2006 年累計建築外殼節能成效 .............. 114 表 4. 14 1995 年-2006 年累計建築外殼節能設計對二氧化碳減 量效益計算 ........................................................... 115 表 4. 16 住宅節能基準強化節能率換算 ............................. 119 表 4. 17 天窗管制節能量 ................................................... 121.
(7) 表 表 表 表. 4. 4. 4. 5.. 18 三種方案節能效益整理 ........................................ 123 19 未來節能政策提案節能效果推估表 ..................... 124 20 未來節能政策提案二氧化碳減量成效推估 .......... 124 1 可停空調優惠係數 β 表 ....................................... 128. V.
(8) 圖次 圖 1. 1 台北都會區午夜熱島氣溫分佈圖 .............................. 3 圖 1. 2 台灣電力系統尖峰負載變化圖 .................................. 8 圖 2. 1 ASHRAE90.1 的氣候分區 ........................................ 14 圖 2. 2 等價開窗示意圖 ....................................................... 28 圖 2. 3 通風修正係數 fvi........................................................ 28 圖 2. 4AWSG 是各方位日射量到達玻璃面的平均值 ............. 1 圖 2. 5 水平天窗日射透過率改善後可節能空調耗能 .......... 38 圖 2.6 封閉開窗方式造成通風障礙，更造成能源浪費 ....... 40 圖 2. 6 原階梯式 AWSG 基準是依據開窗率而規定 ............. 42 圖 2. 7 新 AWSG 基準 .......................................................... 43 圖 3. 1 ASHRAE90.1 所劃分的氣候區 ................................. 46 圖 3. 2 可通風間歇空調的平面與不可通風的全空調平面 ... 56 圖 3. 4 台北市全年氣溫變動圖 ............................................ 59 圖 3. 5 研究流程圖 ............................................................... 61 圖 3. 6 台灣地區 ENVLOAD 氣候分區圖 ............................ 65 圖 3. 7 台北 TMY2 1/1-1/7 氣溫資料 ................................... 69 圖 3. 8 台北、台中、高雄空調停機溫度可停機天數折線圖 71 圖 3. 9 人員與機械設備使用情形時程圖 ............................. 74 圖 3. 10 照明使用情形時程圖 .............................................. 74 圖 4. 1 研究流程圖 ............................................................... 88 圖 4. 2 台灣各住宅類型耗電統計值 .................................... 89 圖 4. 3 公寓與透天式住宅逐月耗電量變化 ......................... 91 圖 4. 5 國際觀光旅館逐月用電密度分佈 ............................. 96 圖 4. 6 地區醫院逐月用電密度分佈 .................................... 97 圖 4. 7 大型百貨公司逐月用電密度分佈 ............................. 97 圖 4. 8 綠建築專章規管制規模曲線圖 ............................... 111 圖 4. 9 依類型區分建築外殼節能管制樓板面積比例 ........ 111 圖 4. 10 各類建築 1995-2006 累計建築外殼節能設計成果統計 .................................................................................... 113 圖 4. 11 建築節能管制提案 ................................................ 116 圖 4. 12 住宅節能基準強化方案節能效益推估 .................. 119 圖 4. 13 購物中心為製造空間效果而開設天窗採光造成能源.
(9) 圖 圖 圖 圖. 4. 4. 5. 5.. 浪費 ...................................................................... 121 14 綠建築專章強化後之三種方案預估曲線 .............. 125 15 綠建築專章強化後之三種方案預估曲線 .............. 126 1 綠建築專章強化後之三種節能方案預估曲線 ........ 128 2 綠建築專章強化後之三種二氧化碳減量方案預估曲線. .................................................................................... 129. VII.
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(11) 摘要. 摘要. 關鍵字：二氧化碳減量、建築節能、建築法規 一、研究綠起 今 日 的 地 球 環 保 課 題 已 面 臨 生 死 存 亡 的 關 鍵 ， 2005 年 京 都 議 定 書對二氧化碳強制減量政策以來，地球氣候溫暖化之趨勢依然有增無 減。為了呼應地球環保的責任，內政部建築研究所依據全國能源會議 要求，進行住商能源節能法制管制成效評估以及我國建築節能法規與 綠建築審查的效益評估，尤其針對建築節能法規與不同使用型態建築 物進行管制基準強化與發展改善策略，俾具體提供標準工法與實際作 法，俾落實建築節能政策效益。. 二、研究方法及過程 參考國外相關之住宅類建築節能相關法令，以斟酌我國之法令是 否有疏漏之處，並加以改進。本計畫在第二章，首先進行強化住宿類 與其他類建築節能基準與管制策略之研究。目前我國住宅建築之全密 閉玻璃窗設計日益氾濫，可開窗面積日益降低，嚴重妨礙住宅自然通 風 並 增 加 空 調 耗 能 ， 另 外 原 有 住 宅 REQ 指 標 計 算 對 於 組 合 型 開 窗 之 通 風修正係數缺乏認定標準，因此建議以通風修正係數來改善住宅通風 修正係數並維護可開窗面積，同時較大通風修正係數來管制超大密閉 窗之設計，可增加開窗通風評估的彈性與公平性。其中尤其新增在不 同高樓強風區的開窗通風修正係數，增加可高樓開窗面積的通風評估 效 益，即 高 樓 可 開 較 小 窗，可 免 除 在 強 風 下 要 求 開 大 窗 的 疑 慮。另 外 ， 我國大型空間類建築原有節能設計基準過於寬鬆，本研究建議強化設 計 基 準，以 收 節 能 效 益。現 有 大 型 空 間 類 建 築 之 階 梯 式 AWSG 基 準 易 造 成 立 面 開 窗 率（ AWR）臨 界 級 距 值 時 之 不 合 理 現 象，本 研 究 建 議 為 連 續 基準，以求得公平的規範。 IX.
(12) 接 著 本 計 畫 在 第 三 章 ， 本 計 畫 辦 公 建 築 開 窗 通 風 性 能 對 ENVLOAD 基 準 優 惠 修 正 之 研 究 。 我國目 前 的 ENVLOAD 指 標 計 算 是 以 全 年 空 調 為 前 提 的基準，對於許多小型辦公建築在冬季與春秋季不空調而開窗通風的 間歇空調方式並無考慮，亦即對於部分通風減少空調之評估不足，因 此 必 須 研 擬 開 窗 通 風 性 能 對 ENVLOAD 基 準 優 惠 修 正 之 必 要 。 本 研 究 建 議 以 建 築 平 面 係 數 γ 與 可 開 窗 面 積 比 φ， 來 對 ENVLOAD 採 取 優 惠 修 正 計算，此修正方法對於平面係數 γ 與可開窗面積比 φ 所需之數據在原 有 ENVLOAD 計 算 中 已 具 備 九 成 之 數 據 ， 並 增 加 不 了 3％ 之 計 算 量 ， 但 對一些通風性能良好的辦公建築可以給以正確的優惠評估。 最後第四章則是針對我國綠建築專章制定以來，進行整體回顧， 並推算其歷年節能成效並換算為二氧化氮減量成效，並且檢討我國綠 建築專章不足之處，提出修改之策略，並預測未來節能成效。 三、重要發現 1. 我 國 對 於 建 築 建 築 外 殼 隔 熱 性 能 之 規 範 遠 遜 於 其 他 各 國 之 規 範 ， 因 此 提 出 將 屋 頂 U 值 提 升 至 1.0 W/(㎡ . k ) ， 外 牆 2.0 W/(㎡ . k ) ， 此 外 天 窗 也 是 建 築 耗 能 之 原 兇 ， 所 以 需 加 以 管 制 ； 住 宅 的 REQ 指 標 必 須 修 正 ， 以 改 善 封 閉 開 窗 與 室 內 通 風 不 良 之 問 題 ， 最 後 是 大 型 空 間 AWSG 公 式 建議改為連續式，可避免捏造數據逃避法規。 2. 台 灣 北 中 南 三 個 氣 候 區 在 春 秋 冬 季 節 ， 若 設 定 在 日 平 均 溫 度 低 於 25℃ 時 ， 分 別 有 145、 107、 66 天 可 關 閉 空 調 主 機 採 取 自然通風之潛力，可幫助建築空調節能，在鼓勵避免建築巨 型化將導致過份依賴機械設備維持室內環境的理念下，給予 辦 公 建 築 ENVLOAD 自 然 通 風 優 惠 係 數 的 修 正 。 3. 我 國 實 施 綠 建 築 專 章 以 來 ， 自 1995-2006 年 以 來 ， 累 計 之 節 能 效 果 為 3023373741. 度 電，以 一 度 電 可 減 少 0.62kg-CO 2 之. 產 生 換 算 ， 相 當 於 幫 助 我 國 二 氧 化 碳 減 量 1874491.7 公 噸 。 四、主要建議事項.
(13) 摘要. 立 即 可 行 建 議 —應 積 極 修 改 建 築 技 術 規 則 以 達 成 擴 大 節 能 管 制 的 目 標 主辦機關：內政部營建署 協辦機關：內政部建築研究所 對 於 本 研 究 案 所 提 出 之 辦 公 類 建 築 ENVLOAD 優 惠 係 數 和 住 宅 與 大 型空間之節能強化提案可加速執行，以符合政府追求永續發展之國家 政策。 長 期 性 建 議 —持 續 推 動 建 築 節 能 研 究 主辦機關：內政部營建署 協辦機關：內政部建築研究所 有鑑於綠建築專章之推動乃永續發展之本，因此建議營建署可依 照依建築技術規則之類別統計建築分類之使用執照核發，並持續擴充 建 築 EUI 指 標 樣 本 ， 且 落 實 綠 建 築 專 章 之 稽 查 。. XI.
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(15) 摘要 ABSTRACT. ABSTRACT Keywords:. carbon. dioxide. reduction,. building. energy. conservation, building codes, Environment conservation of the Earth has come to the critical point of life or death. Although compulsive carbon dioxide reduction by year 2005 of all countries was proposed by Kyoto Protocol, global warming is still escalating rapidly. According to the “Living Planet Report” by Organization of Environmental Conservation 2006 (WWF), the ecological footprint of human beings (the ratio of natural resource consumed by human beings to natural replenishing), was 20% at the year of 2001, and raised to be 25% at 2003. If natural resource is consumed at the present rate, to year 2050, it would take the resource of two Earths to supply the need of human beings, which is an astonishing fact. Nowadays, this most urgent crisis of the Earth is global warming. Huge amount of greenhouse gas is released into the atmosphere, makes radiation from the sunshine inside the atmosphere harder to go back to the space, causes higher and higher temperature, and endangers the global environment. Starting from “United Nations Framework Convention by Climate Change” by World Summit 1992, to Kyoto Protocol 1998, reduction of greenhouse gas has become the most important subject, especially carbon dioxide. In many countries, reduction of carbon dioxide has become the most important policy in industry, transportation,. and. forestry…etc.. Although. environmental. conservation should also includes energy, climate, water resource, air pollution…etc, most environmental experts also agree that 70% of current environment problems are caused by XIII.
(16) energy related issues, if we can not manage energy crisis properly, ideal sustainable development will be still a dream. The most urgent crisis for the earth is global warming caused by excessive energy consumption, therefore CO2 reduction is the most effective solution. In this way, it is very clear that energy. saving. is. the. foundation. for. global. environment. conservation, and CO2 reduction is the key to mitigate global warming. Since 1996, the Committee of Sustainable Development was found by Executive Yuen of Taiwan, and Green Building Policy became one of the most important policies of the country, and achieved fruitful results through promoting green building policy. Although this is the first step of global environment conservation of Taiwan, there is still enormous work to be handled with care in the future. To investigate the influence of building energy conservation on CO2 reduction, four research goals are listed as following: 1. Evaluate. achievement. and. difficulty. of. enforcing. building codes of energy conservation. 2. Overview international trend of energy conservation and insufficiency. of. existing. building. codes. of. energy. building. energy. conservation. 3. Study. strategies. of. promoting. conservation step by step, and simulation of energy conservation and CO 2 reduction. Propose conservation. adequate to. construction. fulfill. policy. document requirement. of. energy. of. energy. conservation.Our country aim to building heat isolation should raising to W/(㎡ . k ) f o r roof U value ,and Outer wall should raising to 2.0 W/( ㎡ . k ) ,In addition the skylight of roof.
(17) 摘要 ABSTRACT. consumed energy in the building must be control; The residential REQ formula was also revise, in order to improve interior air change , finally is the large-scale space AWSG formula that proposes changing into a continuous type. In Taiwan’s middle season can shut down air condition for energy conservation when temperature lower than 25 ℃ , it can benefit the air conditioner energy-conservation of the building, in preventing huge building relying on the mechanical equipment to maintain it works , ENVLOAD for office building shpould be revise by air conditioner shut off and good building design. Since our goverment promote green building police since 1995-2006,. the. energy-conserving. result. about. 3023373741. degrees of electricity, help the 1874491.7 metric tons of decrement of carbon dioxide. Propose feasibly immediately should revise the rule of building. technology. by. reaching. and. expanding. the. goal. controlled in energy-conservation actively. For immediate strategy should revise the rule of building technology by reaching and expanding the goal controlled in energy-conservation actively. For. long-term. strategy. suggestion. promote. building. energy-conservation to research continuously. Because green building is to seek sustainable development, so we appeal our government. continue. support. the. research. with. energy. conservation on CO 2 reduction.. XV.
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(19) 第一章. 第一章. 緒論. 緒論. 第一節 前言 近 年 來，人 類 對 於 環 境 的 破 壞 規 模，已 擴 大 至 地 球 的 尺 度，例 如 地 球 氣 候 高 溫 化、酸 雨、森 林 枯 竭、臭 氧 層 破 壞、異 常 氣 候 等 現 象 已 無 遠 弗 屆，人 類 的 生 存 已 遭 到 嚴 重 的 威 脅。有 感 於 此，1992 年 6 月 於 巴 西 里 約 召 開 的 "地 球 高 峰 會 議 "，史 無 前 例 地 聚 集 了 170 個 國 家 的 政 府 代 表 以 及 118 位 的 國 家 元 首 ， 共 同 商 討 挽 救 地 球 環 境 危 機 的 對 策 。 會 中 簽 署 了 "氣 候 變 化 公 約 "、 "生 物 多 樣 性 公 約 "， 同 時 發 表 了 "森 林 原 則 "、 "里 約 宣 言 "、 "二 十 一 世 紀 議 程 "等 重 要 宣 示 。 1993 年 2 月 聯 合 國 成 立 「 永 續 發 展 委 員 會 」 (United Nations Commission on Sustainable Development, UNCED)， 展 開 全 面 性 的 地 球 環 保 運 動 。 這些都顯示地球環境破壞已成為不容忽視的國際要務，同時也顯示 「 永 續 發 展 Sustainable Development 」 已 是 成 為 人 類 最 重 要 的 課 題。人 類 所 有 的 政 經 社 會 科 技 政 策，若 不 奉「 永 續 發 展 」為 最 高 指 導 原則，則將不見容於地球社會。 過 去 不 當 的 都 市 建 築 政 策，使 得 人 類 的 居 住 環 境 日 漸 惡 化。例 如 都 市 過 度 的 人 口 集 中、人 造 環 境 不 透 水 化、建 築 物 通 風 不 良、節 能 設 計 不 當 造 成 大 量 的 空 調 能 源 浪 費，使 得 都 市 氣 候 溫 暖 化。為 了 應 付 日 益 炎 熱 的 都 市 氣 候，家 家 戶 戶 更 大 量 的 使 用 空 調、加 速 排 熱，造 成 都 市 更 加 炎 熱 化 的 惡 性 循 環。如 今 在 七 月 的 台 北 市 中 心 與 市 郊 的 最 高氣 溫，甚 至 高 達 4~5℃（ 圖 1.1）。外 氣 溫 每 上 升 1℃，空 調 耗 電 量 約 上 昇 6﹪ 。 如 此 算 來 ， 夏 季 台 北 市 中 心 的 空 調 設 備 耗 電 量 ， 比 郊 外 高出 百分之三十，使都市高溫化效應有如火上加油。 在 當 今 此 國 際 環 保 的 潮 流 下，都 市 建 築 的 永 續 發 展 對 策 也 如 火 如. 1.
(20) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 荼 地 展 開 來。1996 年 6 月 在 伊 斯 坦 堡 召 開 的「 居 所 會 議（ Habital Ⅱ Agenda）」，針 對 當 今 的 都 市 危 機 研 商 對 策。我 國 也 在 同 年 七 月 的 APEC 永 續 發 展 會 議 中，承 諾 推 動「 居 所 會 議 」的 決 議 目 標。同 年，我 國 行 政 院 也 成 立「 永 續 發 展 委 員 會 」，誓 言 善 盡 國 際 環 保 職 責。為 了 配 合 此 政 策，內 政 部 及 經 建 會 特 別 將「 綠 建 築 」列 為「 城 鄉 永 續 發 展 政 策 」 的執行重點，其中「建築節能政策」就是「綠建築」最重要的一環。 由 上 可 知，今 日 的 建 築 節 能 政 策 已 不 再 是 單 純 "節 能 "的 目 的，而 是為了人類的生存環境，也是一項「地球永續發展」的責任。過去， 許 多 人 為 了 國 內 電 力 不 足、夏 季 限 電 危 機，或 是 為 了 減 少 能 源 的 對 外 依 賴 度，而 倡 導 建 築 節 能 政 策。今 後 的 建 築 節 能 政 策，並 非 為 了 石 油、 電 廠、經 濟 發 展 而 存 在，亦 非 一 項 趕 熱 門 或 泛 道 德 的 工 作，而 是 一 件 為了子孫永續發展的基業，也是一項立足於地球環保的「綠建築宣 言」。 由 下 圖 1.1 台 北 都 會 區 午 夜 熱 島 氣 溫 分 佈 圖 可 明 顯 看 出 高 溫 盤 踞 於 三 重 市 至 台 北 市 之 盆 地 中 心 ， 成 大 建 研 所 西 拉 雅 研 究 室 1998 年 7 月 24 日 02:00 時 實 測 圖，紅 點 為 640 實 測 點，最 大 溫 差 4.5℃，最 大 相 對 濕 度 差 26.5﹪，關 渡 水 鳥 保 護 區、大 安 森 林 公 園、台 大、木 柵等 多綠地區有明顯低溫，萬華及天母新鬧區呈現局部高溫區。. 2.
(21) 第一章. 緒論. ¥_§ë¯¸. ¤j¸-°ª®q«Î. Ãö´ç®c. ¤¤°ê®ü±M. Âù·Ë¤½¶é. 31.5. 31.0 Ī¬w¶m¤½©Ò ºÑ´ò¤½¶é. 30.5 ¥«¥ß¬ü³NÀ]. ¦æ¤Ñ®c. 30.0 ªQ¤s¾÷³õ¤J¤f. ¤T-«¥«¤½©Ò ¥Á¥ÍªÀ°Ï¤¤¤ß ¤¤¿³¤j¾Ç. 29.5. ¥Ãµa¦Ê³f 4 1. Áp¶ÔÁ`³¡. ¥x¥_¨®¯¸. 29.0. ¥x¥_°Ó±M Á`²Î©². ¥«¬F©². «í¼Ý¤¤¾Ç. 28.5. ¸UµØ¨®¯¸. ¤j¦w¤½¶é«nªù. 28.0 «C¦~¤½¶é ¥x¤j¥¿ªù. 27.5. ªO¾ô¨®¯¸. ¥Ã©M¥«¤½©Ò. 3 2. 27.0 ¤¤©M¥«¤½©Ò. 26.5 ·Å«×(¢J). 0. 2. 4. 6. 8 km. 圖 1. 1台北都會區午夜熱島氣溫分佈圖. 第二節 建築節能是綠建築政策最重要的一環. 我 國 的 經 濟 結 構 正 面 臨 空 前 的 轉 形 期，亦 即 高 污 染、高 耗 能 的 產 業 日 漸 外 移，而 以 服 務 業 為 主 的 民 生 耗 能 日 益 高 漲，因 此 也 使 得 住 商 建 築 節 能 方 面 的 比 重 日 益 提 升。另 一 方 面，我 國 在 建 築 方 面 的 空 調 使. 3.
(22) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 用 正 開 始 起 步，例 如 目 前 我 國 大 部 分 國 中 小 學 的 普 通 教 室 均 尚 無 空調 設 備；國 小 的 辦 公 空 間 約 有 五 成 尚 未 裝 設 冷 氣 設 備；住 宅 居 室 空 間 約 有 一 半 左 右 未 裝 設 空 調 設 備；即 使 在 酷 熱 難 當 的 夏 季 中，在 有 空 調 設 備 的 住 宅 居 室 空 間 每 天 只 進 行 四 小 時 多 的 間 歇 性 空 調 而 已。在 未 來 高 品 質、高 效 率 的 要 求 下，如 此 節 儉 的 用 電 習 慣 勢 必 瓦 解 而 促 成 建 築 用 電的快速成長，也將促使建築節能的重要性日漸提升。 通 常 越 溫 暖 的 國 家，建 築 相 關 耗 能 量 越 低，例 如 住 商 部 門 所 耗 能 比 例 ， 在 中 歐 國 家 約 為 50﹪ ， 在 日 本 約 為 25﹪ ， 但 是 在 亞 熱 帶 的 台 灣 只 佔 18﹪。許 多 人 以 為 亞 熱 帶 國 家 的 建 築 耗 能 比 例 偏 低，就 認 為其 建 築 節 能 的 成 效 遠 不 及 寒 帶 國 家，事 實 上 並 不 盡 然。建 築 節 能 在 台 灣 不 只 是 建 築 環 保 的 一 環，也 是 國 家 節 能 政 策 中 最 有 成 效 的 重 點，更 是 我 國 環 保 政 策 上 的 明 日 之 星。例 如 從 能 委 會 的 統 計 表 1.1 可 知，設 計 不 良 的 全 面 玻 璃 帷 幕 大 樓 之 全 年 空 調 耗 電 量 ， 可 能 是 一 般 開 口 之 RC 外 牆 大 樓 的 四 倍；亦 即 優 秀 與 不 良 的 建 築 外 殼 設 計 可 使 空 調 耗 能 量相 差 四 倍 之 多。這 龐 大 的 耗 能 差 距 意 味 著 建 築 物 的 節 能 對 策 尚 有 極 大的 發 揮 空 間。這 建 築 上 的 巨 大 節 能 效 益 確 實 是 機 械、燃 燒、車 輛 等 其 他 產 業 的 節 能 效 率 所 無 法 比 擬 的。由 於 工 業、運 輸 產 品 的 國 際 競 爭 一 向 非 常 嚴 峻，其 產 業 的 耗 能 效 率 在 過 去 均 已 到 達 極 限，現 在 繼 續 要 求 工 業 產 品 的 節 能 效 果 要 達 成 三、四 十 ％ 的 目 標 已 非 容 易 之 事。然 而 由 於 過去的建築物能源效率十分低落，其節能效率尚有很大的改善空間， 只 要 建 築 外 殼 節 能 設 計 得 宜 的 話，可 輕 鬆 地 達 到 五、六 十 ％ 的 節 約 能 源 效 果。如 此 簡 單 而 有 效 的 建 築 節 能 效 益，豈 不 是 我 國 節 能 政 策 最 應 該重視的地方嗎？. 表 1. 1四棟辦公大樓的用電統計 建 築 (地 點 ). A. 台 北 市. B. 台 中 市. C. 台 中 市. D. 高 雄 市. 方位 樓地板面 積（㎡） 空調總面. 東. 東北. 西北. 西南. 15316. 6877. 7597. 6358. 9037. 10298. 5596. 6772. 4204. 6717. 4. 平均.
(23) 第一章. 積（㎡） 外牆形式 空調方式 空調耗電 kWh/(㎡ .yr). 玻璃帷幕 AHU ＆ FCU. RC AHU ＆ FCU. 玻璃帷幕. 玻璃帷幕. FCU. FCU. 45.2. 28.9. 68.2. 103.0. 緒論. 61.3. 資料來源:經濟部能委會，1988.04 此 外 ， 建 築 節 能 對 策 比 其 他 產 業 的 節 能 對 策 更 形 重 要 的 原 因 是： 建 築 的 使 用 壽 命 遠 比 其 他 工 業 產 品 長，因 此 其 節 能 的 累 積 效 果 更 是影 響 深 遠。建 築 物 的 平 均 壽 命 高 達 四 十 年 之 久，其 節 約 能 源 的 效 果，當 然 遠 勝 於 短 壽 命 的 冷 氣 機、冰 箱、鍋 爐。也 就 是 說，就 節 能 影 響 度 而 言，建築節能的效果是事半功倍，就建築物四十年的使用壽命而言， 建 築 的 節 能 功 效 影 響 深 遠，並 且 一 本 萬 利。根 據 成 大 建 研 所 的 研 究 顯 示：以 建 築 物 四 十 年 生 命 週 期 所 排 放 的 總 CO2 排 放 量 來 評 估，在 台 灣 空 調 型 建 築 物 四 十 年 日 常 耗 能 量 之 CO2 排 放 量 幾 乎 佔 有 八 成 以 上 之比 重，在 住 宅 中 則 約 佔 六 成 五 以 上 之 比 例。這 些 事 實 均 說 明 了 建 築 節 能 對 策 在 永 續 營 建 政 策 中 舉 足 輕 重 的 份 量，我 們 甚 至 可 說：「 建 築 物 之 日常節能對策是一切綠建築之母」亦不為過。. 第三節. 新「綠建築憲法」公佈. 在內政部大力推動「綠建築」政策之下，被譽為「綠建築憲法」 的「 建 築 外 殼 節 能 設 計 法 」在 1995 年 第 一 次 被 納 入「 建 築 技 術 規 則 」， 經 1998、2002、2005 年 三 次 修 正，於 2008 將 完 成 第 五 次 修 正，使 我 國 這 部「 綠 建 築 憲 法 」進 身 全 球 最 齊 備 周 全 的 建 築 節 能 法 令 系 統 之 林。 1995 年 第 一 次 的 法 令 只 針 對 辦 公、百 貨、旅 館 等 大 型 空 調 建 築 物 實施 節 能 管 制，1998 年 第 二 次 法 令 則 增 列 醫 院、住 宿 類 及 其 他 建 築 物 的 適. 5.
(24) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 用 對 象，其 管 制 規 模 也 由 原 來 樓 地 本 版 面 積 四 千 平 方 公 尺 縮 小 至 兩千 平 方 公 尺；2002 年 則 再 度 增 列 學 校 類 建 築 為 管 制 對 象，並 把 節 能 基準 由 過 去 的 單 一 基 準 改 訂 成 北、中、南 三 氣 候 區 不 同 基 準；2005 年 增 列 大 型 空 間 AWSG 基 準 規 範 ， 並 將 主 宅 以 外 的 建 築 管 制 規 模 縮 小 至 一 千 平 方 公 尺；目 前 亦 積 極 進 行 第 五 次 強 化 建 築 節 能 管 制 規 模 與 基 準，使 受 到 影 響 的 新 建 建 築 市 場 由 1995 年 的 2﹪、1998 年 的 57﹪，2002 年 的 70﹪ ， 2005 年 的 80％ ， 預 計 在 2008 將 達 到 90％ 。 本 法 令 不 但 對 國家能源影響致巨，甚至會把台灣建築外貌塑造成亞熱帶的本土風 格，對市容景觀的美化將產生重大的影響。 本 法 令 可 說 是 全 世 界 第 一 部 真 正 屬 於「 亞 熱 帶 氣 候 」的「 建 築 節 能 法 令 」。過 去 在 世 界 各 國 的 建 築 節 能 法 令 中，歐 美 諸 先 進 國 均 偏 重 於 建 築 隔 熱 保 溫 的 規 定，熱 帶 國 家 則 偏 重 於 外 殼 遮 陽 的 規 定，很 難 適 用 於 亞 熱 帶 的 台 灣。本 法 令 是 一 部 完 全 以 本 土 氣 象 資 料 發 展 的 亞 熱帶 型 節 能 法 令，是 同 時 注 重 隔 熱、遮 陽、通 風 設 計 的 評 估 法，可 說 是 獨 步全球的熱濕氣候節能典範。. 第四節 台灣的能源安全度. 台 灣 是 一 個 能 源 短 缺 的 國 家，其 所 有 的 能 源 供 應 幾 乎 全 部 仰 賴 國 外 ， 能 源 對 外 依 存 度 到 2000 年 時 已 達 97％ 以 上 ， 這 使 國 家 的 能 源 安 全 度 亮 起 紅 燈，對 工 業 及 民 生 方 面 之 正 常 發 展 非 常 不 利。尤 其 台 灣 外 有 戰 爭 威 脅，內 有 環 保 抗 爭，應 如 何 降 低 對 外 能 源 依 存 度 及 積 極 開 發 新 能 源，乃 是 非 常 重 要 的 課 題，其 中 尤 以 節 約 能 源 政 策 是 最 值 得 注 重 的 一 環。根 據 經 濟 部 的 統 計，我 國 的 能 源 消 費 大 部 份 用 於 工 業 及 製 造 等 用 途，其 次 為 交 通 運 輸 方 面。所 謂 住 宅 及 商 業 方 面 的 能 源 就 是 與 建 築 相 關 的 部 分 ， 它 在 1980 年 住 宅 與 商 業 部 門 的 能 源 消 耗 比 例 才 佔有 12％ ， 在 2000 年 即 躍 升 為 18﹪ (表 1.2)， 而 且 其 所 佔 份 量 隨 著 生 活. 6.
(25) 第一章. 緒論. 水準的提昇而有愈來愈大的趨勢。 此 外，由 於 過 去 許 多 建 築 方 面 的 建 材 生 產 耗 能，例 如 鋼 鐵、水 泥 的 生 產 能 源，均 被 統 計 在 工 業 部 門 耗 能 上，同 時 一 些 建 材 運 輸 的 能 源 卻 被 統 計 在 交 通 部 門 耗 能 上，假 如 納 入 這 些 建 築 部 門 的 耗 能 波 及 效果 的 話，真 正 建 築 相 關 產 業 的 耗 能 比 例，應 該 遠 比 上 述 單 純 住 商 部 門 的 能 源 消 耗 比 例 18﹪ 更 為 龐 大 才 對。根 據 成 大 建 研 所 的 統 計 指 出，與 台 灣 建 築 產 業 相 關 的 耗 能 比 例 中 ， 建 材 生 產 能 源 佔 9.4％ ， 營 建 運 輸佔 0.53％ ， 營 建 工 地 佔 0.4％ ， 住 宅 使 用 佔 12％ ， 商 業 部 門 佔 6％ ， 總 計 約 有 28.3％ 的 比 例 ， 可 見 建 築 產 業 對 國 家 能 源 政 策 影 響 深 遠 。. 表 1. 2台灣能源供需統計 項目. 總供應 自產 進口 工業部門 運輸部門 農漁部門 住宅部門 商業部門. 1980 年 百萬公秉 油當量 34.3 4.7 29.6 19.2 3.6 1.0 2.9 0.6. % 100 14 86 65 12 3 10 2. 1990 年 百萬公秉 油當量 58.6 3.8 54.8 30.2 8.1 1.5 5.9 2.0. % 100 7 93 58 16 3 11 4. 2000 年 百萬公秉 油當量 106.2 3.0 103.2 50.2 14.8 1.5 11.2 5.3. 1980-2000 年. %. 成 長 率 (%). 100 3 97 55 16 2 12 6. 5.8 -2.1 6.4 4.9 7.4 1.9 7.1 11.3. 資料來源:經濟部能源委員會 第五節 建築用電與能源危機. 近 年 來 的 台 灣，由 於 電 源 開 發 不 易 與 環 保 抗 爭 不 斷，使 得 台 灣 的 電 力 備 轉 率 長 期 處 於 相 當 低 的 水 準，在 夏 日 常 常 發 生 限 電 危 機，影 響 工 業 經 濟 與 民 眾 生 活 至 巨。近 年 更 因 核 能 安 全 的 爭 議 引 發 核 四 建 廠政 爭，使 得 台 灣 的 電 力 備 轉 率 偏 低。事 實 上，造 成 我 國 供 電 危 機 最 大 的. 7.
(26) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 原 因，在 於 建 築 空 調 耗 電 量 過 高。如 圖 1.2 所 示，我 國 夏 季 及 冬 季 電 力 系 統 尖 峰 負 載 值 相 差 約 1.4 倍，其 主 要 的 差 距 當 然 由 於 夏 季 大 量 的 空 調 耗 電 所 造 成。亞 熱 帶 氣 候 的 台 灣，許 多 經 濟 活 動 與 生 產 力 均 仰 賴 空調設備而存在。根據台電的統計，近年來台灣在夏日尖峰負載時 段，空 調 用 電 更 佔 了 三 之 一，是 造 成 我 國 供 電 危 機 的 主 因。尤 其 空 調 用 電 是 民 生 用 電 的 一 部 份，其 比 重 更 是 隨 著 生 活 水 準 的 提 昇 而 日 漸高 漲。近 年 來 台 灣 的 建 築 空 調 設 備 尚 處 於 剛 起 步 的 階 段，許 多 空 調 設 備 常 常 因 陋 就 簡，甚 至 許 多 中 央 空 調 大 樓 以 常 低 效 率 的 建 築 外 殼 與 空調 設 備 來 設 計，甚 至 以 毫 無 外 氣 的 FCU 系 統 來 權 充 空 調，因 而 造 成 嚴 重 的 能 源 浪 費 與 不 健 康 之 室 內 環 境。今 後 的 台 灣 社 會 已 日 漸 脫 離 不 了空 調的生活，同時對空調品質的要求也日益提高。眼見空調大樓林立、 空 調 耗 能 節 節 上 升，唯 有 藉 由 建 築 節 能 對 策 才 是 緩 和 我 國 用 電 危 機最 重要的關鍵。. MW 26000 25000 24000 23000 22000 21000 20000 19000 18000 17000 16000 15000 14000 13000 12000. 1. 2. 3. 4. 1994年. 1995年. 1996年. 1998年. 1999年. 2000年. 5. 6. 7. 8. 1997年. 9. 10. 圖 1. 2台灣電力系統尖峰負載變化圖. 8. 11. 12 月份.
(27) 第一章. 緒論. 第六節 研究目的. 今 日 的 地 球 環 保 課 題 已 面 臨 生 死 存 亡 的 關 鍵 ， 2005 年 京 都 議 定 書 對 二 氧 化 碳 強 制 減 量 政 策 以 來，地 球 氣 候 溫 暖 化 之 趨 勢 依 然 有 增無 減 。 根 據 2006 年 世 界 自 然 基 金 會 WWF 的 《 生 命 行 星 報 告 》 ， 全 球 人 類 的 生 態 足 跡（ 人 類 消 耗 資 源 超 出 地 球 更 新 資 源 能 力 之 比 例 ） ，在 2001 年 僅 有 20%，但 在 2003 年 卻 已 上 升 至 25%，如 果 人 類 按 照 目 前 速 度 消 耗 資 源 ， 到 2050 年 人 類 將 消 耗 掉 相 當 於 兩 個 地 球 才 能 提 供 的 全 部自 然資源量，令人怵目驚心。 目 前 地 球 環 保 最 大 的 危 機，在 於 地 球 氣 候 的 高 溫 化，亦 即 由 於 大 氣 溫 室 氣 體 大 量 增 加，使 進 入 地 球 大 氣 圈 後 的 太 陽 輻 射 因 溫 室 效 應而 難以重返大氣圈外，因而使地球氣溫日益高昇而危及地球環境。從 1992 年「 地 球 高 峰 會 議 」的「 全 球 氣 候 變 化 公 約 」，到 1998 年 的「 京 都議定書」，全世界各國無不積極進行溫室氣體減量的努力， 其 中 尤 以 CO 2 減 量 政 策 已 成 為 國 際 環 保 政 策 的 首 要 目 標 ， 如 今 國 際 間 舉 凡 工 業 、 交 通 乃 至 森 林 政 策 ， 莫 不 以 CO 2 減 量 政 策 為 任 務 。 儘 管 地 球 環 保 評 估 的 對 象，應 該 包 括 能 源、氣 候、水 資 源、空 氣 污 染 等 諸多項目，但是大部分的環境專家均認知，當今所有地球的環境危 機，有 七 成 以 上 起 因 於 能 源 相 關 問 題，假 如 不 能 解 決 當 前 的 能 源 危 機 課 題，根 本 不 必 奢 談 地 球 永 續 發 展。當 今 最 緊 急 的 地 球 環 保 課 題，莫 過 於 能 源 過 渡 使 用 所 引 起 的 地 球 溫 暖 化 問 題，而 地 球 溫 暖 化 問 題 尤 其 以 CO 2 減 量 問 題 為 重 。 我 們 甚 至 可 以 說 「 節 能 為 地 球 環 保 之 母 、 CO 2 減量為緩和氣候溫暖化之鑰」均不為過。 1996 年 我 行 政 院 成 立 「 永 續 發 展 委 員 會 」 以 來 ， 「 綠 建 築 政 策 」 已成為國家施政重點。台灣的綠建築政策，如今雖然已經開花結果， 但這只是地球環保的一小步，絕不能以此為滿足而掉以輕心。 依據全國能源會議要求住商能源節能法制管制成效評估以及我. 9.
(28) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 國 建 築 節 能 法 規 與 綠 建 築 審 查 的 效 益 評 估，尤 其 針 對 建 築 節 能 法 規與 不 同 使 用 型 態 建 築 物 進 行 管 制 基 準 強 化 與 發 展 改 善 策 略，俾 具 體 提 供 標 準 工 法 與 實 際 作 法，俾 落 實 建 築 節 能 政 策 效 益。為 了 探 索 未 來 加 強 建 築 節 能 與 CO 2 減 量 之 效 益 ， 本 計 畫 將 以 下 列 為 研 究 目 標 ： 1. 檢 討 過 去 建 築 節 能 法 制 化 的 成 效 與 困 境 。 2. 檢 討 最 新 國 際 節 能 趨 勢 與 台 灣 節 能 法 令 的 困 境 。 3. 研 擬 未 來 漸 進 式 各 種 建 築 節 能 管 制 對 策 方 案 ， 並 以 各 種 方 案 情 境 模 擬 節 能 管 制 效 益 與 CO 2 減 量 效 益 。 4. 提 出 配 合 建 築 節 能 管 制 對 策 的 營 建 工 法 圖 說 ， 以 利 節 能 政 策之推行。. 第七節 外殼節能設計管制效益研究三大課題. 為了落實總計畫，本計畫預計分成下列三個子計畫來達成： 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究 整 體 而 言，目 前 我 國 的 建 築 節 能 規 範 尚 稱 功 能 齊 全，然 而 在 既 有 傳 統 工 法 與 設 計 習 慣 之 障 礙 下，住 宿 類 與 其 他 類 建 築 的 節 能 法 令 尚停 留 於 低 落 與 粗 糙 之 水 準，尤 其 住 宅 的 隔 熱 性 能 水 準 嚴 重 偏 低、密 閉 窗 面 積 氾 濫 與 大 型 空 調 建 築 物 的 水 平 天 窗 的 濫 用，使 得 居 住 熱 環 境 惡 化 特別嚴重。因此強化住宿類與其他類建築節能基準為未來首要目標。. 子 計 畫 二 ： 辦 公 建 築 開 窗 通 風 性 能 對 ENVLOAD 基 準 優 惠 修 正 之 研 究 目 前 的 辦 公 建 築 ENVLOAD 指 標 是 以 全 年 空 調 為 前 提 的 基 準，但 是 現實上有許多辦公建築在冬季與春秋季是以不空調而開窗通風的形 式 度 日，因 此 ENVLOAD 指 標 對 於 部 分 通 風 減 少 空 調 之 評 估 不 足，有 鼓 勵 中 央 空 調 與 平 面 巨 型 化 設 計 之 疑 慮，因 此 必 須 研 擬 開 窗 通 風 性 能對 ENVLOAD 基 準 優 惠 修 正 之 必 要 。. 10.
(29) 第一章. 緒論. 子計畫三：建築節能法規長期節能與二氧化碳減量效益評估研究 我 國 自 1995 年 在 建 築 技 術 規 則 中 制 訂 建 築 節 能 設 計 標 準 以 來 ， 至 今 已 過 十 年，同 時 經 過 四 次 修 改 強 化 節 能 水 準，目 前 又 進 入 第 五 次 修 正，為 了 明 示 我 國 建 築 節 能 之 成 效，同 時 呼 應 全 國 能 源 會 議 對 於 二 氧 化 碳 減 量 效 益 評 估 之 要 求，應 具 體 以 營 建 政 策 之 節 能 管 制 面 積，以 各 種 方 案 情 境 模 擬 節 能 管 制 效 益 與 CO 2 減 量 效 益 。. 11.
(30) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究. 12.
(31) 第二章. 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 第二章 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制. 策略之研究. 第一節. 壹、. 資料蒐集、文獻分析. 國外住宅節能法令概要. 1. 美 國 住 宅 節 能 法 令 美國的住宅節能相關法規與規範大部分由各民間專業團體現行 制 訂，然 後 由 各 地 方 政 府 或 聯 邦 政 府 所 採 用，其 中 最 具 權 威 的 就 是 美 國 冷 凍 空 調 協 會 ASHRAE 的 建 築 節 能 法 令，現 已 獲 得 45 州 同 意 引 用 為 各 州 建 築 節 能 之 母 法 。 ASHRAE 節 能 體 系 對 於 住 宅 的 隔 熱 性 能 依 照 各 地 的 「 暖 房 度 日 」 (Degree Days， 表 示 氣 候 的 寒 暖 程 度 的 數 值 )大 小 來 制 定 全 部 壁 面 的 平 均 熱 傳 透 率 U 值 。 ASHRAE90.1 的 氣 候 分 區 如 圖 2.1 所 示 。 由 於 美 國 的 幅 員 廣 闊 ， 氣 候 特 性 南 轅 北 轍 ， 我 們 必 須 參考 與 台 灣 熱 濕 氣 候 相 近 的 氣 候 分 區 相 關 規 定 才 有 意 義。我 們 可 引 用 佛羅 里 達、德 州 南 部 等 熱 濕 氣 候 的 ZONE1 與 ZONE2 之 規 定，來 討 論 美 國 住 宅 外 殼 的 節 能 規 範 （ 如 圖 2.1 與 表 2.1-表 2.4） ， 以 符 合 氣 候 特 色 。 其 中 可 發 現 ASHRAE 除 了 針 對 不 同 之 建 築 構 造 規 範 屋 頂 、 外 牆 、 與 土 壤 接 觸 樓 板、樓 板 與 門 窗 之 U 值 與 R 值。由 其 規 定 可 知，ZONE1 與 ZONE2 2 對 住 宅 屋 頂 U 值 的 規 定 為 0.368~0.153w/m k，約 為 台 灣 住 宅 屋 頂 U 值. 規 定 1.2w/m 2 k 的 3.3~7.8 倍 ， 另 外 對 建 築 外 牆 的 U 值 規 定 為 2 2 0.505~0.875w/m k， 約 為 台 灣 住 宅 外 牆 U 值 規 定 3.5w/m k 的 4.0~6.9. 倍，可 見 我 國 關 於 外 殼 隔 熱 性 能 的 要 求 水 準 嚴 重 偏 低，今 後 有 加 強 之. 13.
(32) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究 必要。 此 外 ， ASHRAE90.1 對 於 水 平 與 垂 直 玻 璃 窗 的 U 值 規 定 要 求 低 於 1.22~1.98w/m 2 k， 這 相 當 於 要 求 高 隔 熱 的 雙 層 玻 璃 窗 ， 這 嚴 格 的 要 求 在 台 灣 由 於 成 本 之 考 量，尚 不 敢 貿 然 跟 進。ASHRAE90.1 對 於 水 平 與 垂 直 玻 璃 窗 還 規 定 了 平 均 最 大 日 射 取 得 率 (SHGC)在 0.19~0.25 以 下，藉 以 控 制 垂 直 與 水 平 面 (天 窗 )之 日 射 取 得 量，這 種 規 定 相 當 於 要 求 採用 昂 貴 的 雙 層 low-E 玻 璃 。 其 中 尤 其 對 於 水 平 天 窗 的 SHGC 要 求 低 於 0.19，是 一 種 十 分 有 效 減 少 水 平 烈 日 所 引 發 的 空 調 耗 能 量 的 方 法，值 得我國借鏡。. 圖 2. 1ASHRAE90.1 的氣候分區 資料來源：取自 2004 年 ASHRAE90.1 Figure. B-1. 14.
(33) 第二章. 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 表 2. 1ASHRAE90.1 氣候分區定義表. 資料來源:取自 2004 年 ASHRAE90.1. 15.
(34) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 表 2. 2ASHRAE90.1 針對氣候區 ZONE1 之住宅節能規範. 資料來源:取自 2004 年 ASHRAE90.1 Figure.B-4. 16.
(35) 第二章. 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 表 2. 3ASHRAE90.1 針對氣候區 ZONE2 之住宅建築物規範. 資料來源:整理自 ASHRAE90.1 Table5.5-2. 17.
(36) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 表 2. 4ASHRAE90.1 R 值與 U 值換算表 Assembly U-Factor for Roofs with Insulation Entirely Above Deck. 18. Rate-R-Value Insulation Alone. Overall U-Factor for Entire Assembly(w/m 2 k). R-0 R-1 R-2 R-3 R-4 R-5 R-6 R-7 R-8 R-9 R-10 R-11 R-12 R-13 R-14 R-15 R-16 R-17 R-18 R-19 R-20 R-21 R-22 R-23 R-24 R-25 R-26 R-27 R-28 R-29. 7.275 3.189 2.043 1.504 1.186 0.982 0.834 0.732 0.647 0.579 0.528 0.482 0.443 0.414 0.386 0.357 0.340 0.318 3.007 0.289 0.272 0.261 0.250 0.238 0.227 0.221 0.210 0.204 0.199 0.193.
(37) 第二章. 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. R-30 R-35 R-40 R-45 R-50 R-55 R-60. 0.182 0.159 0.142 0.125 0.113 0.102 0.091. 資料來源:整理自 ASHRAE90.1 Table A2.2 2. 加 拿 大 住 宅 節 能 法 令 加 拿 大 石 油 對 外 依 存 率 只 有 25%， 比 起 其 他 工 業 國 家 算 是 得 天 獨 厚 的，但 是 加 拿 大 政 府 當 局 還 宣 佈 要 完 成 全 自 主 的 能 源 政 策。因 此 在 1977 年 9 月 1 日 實 施 了「 加 拿 大 住 宅 隔 熱 計 劃 」，1978 年 又 公 佈「 新 建建築物的節約能源法」作為指導性的標準法規。 這 個 「 新 建 建 築 物 的 節 約 能 源 法 」 對 於 住 宅 類 建 築 (室 內 用 電 密 度 在 25W/m 2 以 下 者 )制 定 每 個 建 築 部 位 (component)的 熱 性 能 如 下 表 所 示。加 拿 大 對 牆 壁、窗、門、屋 頂 等 建 築 物 外 面 構 造 的 表 示 法，全 部 用 熱 阻 係 數 R［ m 2 .℃ /W］ 來 標 示 。 這 R 值 剛 好 是 上 述 美 國 表 示 法 U 值 的 倒 數，同 樣 是 表 示 熱 流 通 過 牆 面 的 難 易 程 度。加 拿 大 也 依 照 各 地 的「 暖 房 度 日 」大 小，對 各 部 位 規 定 了 不 同 的 R 值。也 就 是 在 愈 冷 的 地 方，對 建 築 物 的 R 值 加 以 愈 嚴 格 的 限 制。其 規 制 內 容 如 表 2.5 所 示。 由 此 表 來 看，住 宅 建 築 因 為 相 對 外 表 面 積 較 大、室 內 發 散 熱 較 小 之 故，因 此 建 築 物 的 熱 損 失 較 大，也 因 此 在 法 規 中 對 其 外 表 面 R 值 的 要 求 也 較 嚴 格。依 照 這 法 規 的 限 制，加 拿 大 的 建 築 物 窗 面 積，幾 乎 必 須 維 持 在 外 表 面 積 的 40%以 下 ， 而 且 大 部 份 地 區 的 窗 面 都 要 有 雙 層玻 璃 的 構 造，甚 至 較 冷 的 地 區 要 有 三 層 玻 璃 的 構 造 才 能 合 格。但 是 南 向 的 窗 面 因 可 取 得 多 量 的 日 射 熱，在 規 定 上 也 採 取 緩 和 措 施。也 就 是 面 向 正 南 方 45°以 內 的 窗 面 ， 在 法 規 計 算 上 可 以 放 寬 到 其 他 方 位 窗 面 的 2 倍大。. 19.
(38) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 表 2. 5加拿大最小 R 值基準[第一類建築(住宅)用] 最 小 熱 阻 係 數 [m 2 .℃ /W] 建築物各部位 最 大 暖 房 度 日 (Degree Days) 臨接外氣或非暖氣空間的壁面 (除 了 基 礎 以 外 的 地 上 部 份 ) 臨接外氣或非暖氣空間的基礎部的壁面 臨接外氣或非暖氣空間的屋頂、天花面 (a)可 燃 構 造 時 (b)不 燃 構 造 時 臨接外氣或非暖氣空間的地板 (a)可 燃 構 造 時 (b)不 燃 構 造 時 地 平 面 起 60cm 以 內 的 無 舖 面 外 圍 部 份 地 板 (a)樓 板 下 舖 有 暖 氣 用 的 管 道 、 配 管 、 電 熱 線 (b)不 包 括 在 (a)的 其 他 部 份. 3.. ＜ 3500 2.5. 5000 3.0. 6500 3.4. ＞ 8000 7.5. 1.6. 1.6. 1.6. 1.6. 4.7 2.5. 5.6 3.0. 6.4 3.4. 7.1 3.7. 4.7 2.5. 4.7 3.0. 4.7 3.4. 4.7 3.7. 1.3 0.8. 1.7 1.3. 2.1 1.7. 2.5 2.1. 西德住宅節能法令 西 德 在 1973 年 第 一 次 能 源 危 機 之 前 ， 就 對 建 築 的 能 源 消 費 與 建. 築 的 形 態 做 過 調 查 研 究，他 們 發 現 集 合 住 宅 及 低 層 獨 立 住 宅 兩 者，經 由外壁或窗面逃逸的熱損失都很大。但獨立住宅因為相對表面積大， 往 屋 頂 或 地 下 室 的 熱 損 失，比 起 集 合 住 宅 要 大 得 多。這 調 查 結 果 說 明 著，對 不 同 的 建 築 物 要 有 不 同 方 式 的 隔 熱 處 理。根 據 以 上 實 驗 的 調 查 結 果 ， 西 德 在 1977 年 以 來 的 「 建 築 物 能 源 節 約 法 令 」 中 ， 也 依 照 建 築 物 規 模 大 小 規 定 各 種 隔 熱 基 準，建 築 物 規 模 愈 小，其 隔 熱 規 定 愈 嚴 格 。 這 政 令 用 形 態 係 數 （ 建 築 物 外 表 面 積 A 與 容 積 V 的 比 (A/V)） 來 訂 定 建 築 物 的 最 大 平 均 熱 傳 透 率 HT。 西 德 的 平 均 熱 傳 透 率 HT 與 上 述 美 國 的 容 許 熱 傳 透 率 U， 所 代 表 的 意 義 完 全 相 同 。 表 2.6 中 A/V 值愈 大 (也 就 是 規 模 愈 小 )的 建 築 物 ， 其 H T 的 規 定 也 愈 嚴 格 (愈 小 )。 以 上 是 關 於 整 體 隔 熱 基 準 的 規 定，但 由 於 能 源 使 用 與 設 備、使 用 行 為 有 關，很 難 以 單 純 的 隔 熱 基 準 來 規 範，因 此 在 最 新 2007 年 的「 建. 20.
(39) 第二章. 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 築 物 能 源 節 約 法 令 」中，更 提 倡 整 體 耗 能 量 的 規 範，亦 即 建 築 物 同 時 必 須 依 標 準 耗 能 解 析 法 計 算 耗 能 量，其 計 算 值 不 得 超 出 表 2.6 的 基準 值。. 表 2. 6 2007 年德國全年耗能量最大值與熱傳透率規定 全年耗能量 A/V 值. Q p ＂ kWh/（ ㎡ ‧ a） Qp＂ 與 使 用 面 積 相 關. (面 積 與 體 積 比 值 ). 居住用建築物 (第 三 欄 以 外 之 建 築 物 ). 以電力提供熱水 的居住用建築. 最大平均 表面熱傳透率 HT (W/（ ㎡ ‧ K） ) 居住用建築. 第1欄 第2欄 第3欄 第4欄 ≦ 0.2 66.00 + △ Q TW 83.80 1.05 0.3 66.00 + △ Q TW 91.33 0.80 0.4 81.06 + △ Q TW 98.86 0.68 0.5 88.58 + △ Q TW 106.39 0.60 0.6 96.11 + △ Q TW 113.91 0.55 0.7 103.64 + △ Q T W 121.44 0.51 0.8 111.17 + △ Q T W 128.97 0.49 0.9 118.70 + △ Q T W 136.50 0.47 1 126.23 + △ Q T W 144.03 0.45 ≧ 1.05 130.00 + △ Q T W 147.79 0.44 第二欄的耗能量計算公式如下： 2 Qp＝ 50.94kWh/(m .a)＋ 75.29×A/Ve ＋ 2600kWh/a÷（ 100＋ 表 面 積 ） 第三欄的耗能量計算公式如下： Qp＝ 68.74kWh/(m 2 .a)＋ 75.29×A/Ve 第 四 欄 的 最 大 平 均 表 面 熱 傳 透 率 HT 計 算 如 下 ： HT＝ 0.3W/(m2.K)＋ 0.15W/(m3.K)÷（ A/Ve） 4. 中 國 住 宅 節 能 法 令 中 國 在 1986 年 第 一 次 公 布 「 民 用 建 築 節 能 設 計 標 準 」 ， 其 中 以 建 築 形 態 係 數 來 規 定 建 築 外 殼 之 隔 熱 水 準 如 表 2.7 所 示 （ 1996 年 新 版 ）。由 於 此 法 令 乃 針 對 極 冷 地 區 與 寒 冷 地 區 的 採 暖 節 能 規 定，因 此 完 全 以 保 暖 隔 熱 的 熱 傳 透 率 來 訂 立 基 準。另 外 鑑 於 旅 館 建 築 的 大 量興 起，在 1993 年 頒 佈「 旅 遊 旅 館 建 築 熱 工 與 空 氣 調 節 節 能 設 計 標 準 」，. 21.
(40) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究 其中規定在極冷與寒冷地區的旅館主體建築之形態係數不能大於 0.35（ 不 能 太 細 長 ）、標 準 層 之 開 口 率 不 能 大 於 0.45、極 冷 地 區 的遮 陽 係 數 必 須 大 於 0.8、 非 極 冷 地 區 的 遮 陽 係 數 必 須 小 於 0.6 或 採 用 外 遮陽、以及各氣候區窗戶、外牆、屋頂隔熱基準。 到 了 2001 年 更 發 佈 「 夏 熱 冬 冷 地 區 （ 華 中 ） 居 住 建 築 節 能 設 計 標 準 」 ， 其 中 規 定 了 建 築 形 態 係 數 、 窗 面 氣 密 性 以 及 如 表 2.8、 2.9 所 示 的 外 殼 熱 傳 透 率 與 熱 惰 性 指 標。此 法 令 同 時 也 提 出 耗 熱 量 與 空調 年 耗 電 量 之 節 能 綜 合 指 標 基 準 值。到 了 2001 發 佈「 夏 熱 冬 暖 地 區（ 華 南 ）居 住 建 築 節 能 設 計 標 準 」，其 中 將 華 南 分 為 北 區 與 南 區，規 定 了 建 築 形 態 係 數 、 遮 陽 係 數 、 傳 熱 係 數 以 及 如 表 2.10、 2.11 所 示 ， 顯 示中國對於南方熱濕氣候，特別強化外遮陽之規定。 中 國 的 夏 熱 冬 暖 地 區（ 華 南 地 區 ）相 當 於 台 灣 的 氣 候，因 此 我 們 以 此 區 的 節 能 規 範 來 檢 討 台 灣 的 規 範 似 乎 較 為 可 信。中 國 的 夏 熱 冬暖 地 區 關 於 平 均 窗 牆 面 積 比 C M 的 規 定 必 須 低 於 45％ ， 亦 即 禁 止 超 大 面 開 窗 的 設 計，同 時 屋 頂 的 U 值 規 定 在 1.0w/m 2 k 以 下，外 牆 之 U 值 規 定 在 2.0w/m 2 k 以 下，兩 者 均 遠 較 台 灣 嚴 格，這 凸 顯 台 灣 的 外 殼 隔 熱 規 定 太 過 於 寬 鬆，值 得 台 灣 引 為 參 考。另 外，中 國 的 夏 熱 冬 暖 地 區 對 於 平 均 窗 牆 面 積 比 在 0.4～ 0.45 之 大 開 窗 設 計，規 定 其 遮 陽 係 數 Sw 在 0.3 以 下，亦 即 可 使 用 外 遮 陽 或 Low-E 玻 璃 之 意，這 種 規 定 有 過 於 寬 鬆 之 嫌，因為並未強調外遮陽設計的比重。. 22.
(41) 第二章. 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 表 2. 71996 年中國民用建築節能設計建築外殼熱傳透率上限值 窗面 採暖期戶外 屋頂 外牆 平均氣溫 形態係數 形態係數 形態係數 形態係數 （℃） ≤ 0.3 ＞ 0.3 ≤ 0.3 ＞ 0.3 2.0~1.0 4.70(4.00) 0.80 0.60 1.10(1.40) 0.80(1.10) 0.9~0.0 4.70(4.00) 0.80 0.60 1.00(1.28) 0.70(1.00) -0.1~-1.0 4.70(4.00) 0.80 0.60 0.92(1.20) 0.67(0.85) -1.1~-2.0 4.70(4.00) 0.80 0.60 0.90(1.16) 0.65(0.82) -2.1~3.0 4.70(4.00) 0.70 0.50 0.85(1.10) 0.62(0.78) -3.1~-4.0 4.00 0.70 0.50 0.68 0.65 -4.1~-5.0 3.00 0.70 0.50 0.75 0.60 -5.1~-6.0 3.00 0.60 0.40 0.68 0.56 -6.1~-7.0 3.00 0.60 0.40 0.65 0.50 -7.1~-8.0 2.50 0.60 0.40 0.65 0.50 -8.1~-9.0 2.50 0.50 0.30 0.56 0.45 -9.1~-11.0 2.50 0.50 0.30 0.52 0.40 -11.1~-14.5 2.00 0.40 0.25 0.52 0.40 2 單 位 ： (W/(m .k)) 註：形 態 係 數 為 建 築 物 外 表 面 積 與 容 積 比 (F/V)，表 中 兩 欄 數 據 之 前 欄 為 單 層 玻璃塑膠窗，後欄為雙層玻璃金屬窗. 表 2. 8中國夏熱冬冷地區居住建築外窗最大熱傳透率 朝向. 北. 外環境條件. 冬季最冷月室外 平 均 氣 溫 ＞ 5℃ 冬季最冷月室外 平 均 氣 溫 ≤5℃ 東、西 無 外 遮 陽 措 施 有 外 遮 陽 措 施（ 日 射 透 過 率 ≤20﹪ ） 南. 2. 外 窗 最 大 熱 傳 透 率 K(W/(m .k)) 窗牆面積 窗牆面積 窗牆面積 窗牆面積 窗牆面積 比 ≤ 0.25 比 ＞ 0.25 比 ＞ 0.30 比 ＞ 0.35 比 ＞ 0.45 且 ≤ 0.30 且 ≤ 0.35 且 ≤ 0.45 且 ≤ 0.50. 4.7. 4.7. 3.2. 2.5. --. 4.7. 3.2. 3.2. 2.5. --. 4.7 4.7. 3.2 3.2. -3.2. -2.5. -2.5. 4.7. 4.7. 3.2. 2.5. 2.5. 23.
(42) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 表 2. 9中國夏熱冬冷地區居住建築熱傳透率(W/(m 2 .k))與熱 惰性指標基準 屋頂. 外牆. 分戶牆和樓版. 架空樓板. 戶門. K ≤ 2.0. K ≤ 1.5. K ≤ 3.0. K ≤ 1.0，D≥ 3.0 K ≤ 1.5，D≥ 3.0 K ≤ 0.8，D≥ 2.5 K ≤ 1.0，D≥ 2.5. D：熱 惰 性 指 標 指 外 殼 結 構 緩 和 溫 度 波 動 和 熱 流 波 動 之 性 能，為 熱 阻 與 蓄 熱 係數之乘績. 表 2. 10中國夏熱冬暖地區北區建築外窗傳熱係數與綜合遮 陽係數 外窗傳熱係數 K[W/(㎡．K)] 外窗的 綜合遮 平均窗 平均窗牆面 平均窗牆 平均窗牆 平均窗牆 外牆 陽係數 牆面積 積比 面積比 面積比 面積比 比 Sw O.25<C M ≤ 0.3 0.3<C M ≤ 0.35 0.35<C M ≤ 0.4 0.4<C M ≤ 0.45 C M ≤ 0.25. K ≤ 2.0 D ≥ 3.0. K ≤ 1.5 D ≥ 3.0. K ≤ 1.0 D ≥ 2.5. 24. 0.9. ≤ 2.0. –. –. –. –. 0.8. ≤ 2.5. –. –. –. –. 0.7. ≤ 3.0. ≤ 2.0. ≤ 2.0. –. –. 0.6. ≤ 3.0. ≤ 2.5. ≤ 2.5. ≤ 2.0. –. 0.5. ≤ 3.5. ≤ 2.5. ≤ 2.5. ≤ 2.0. ≤ 2.0. 0.4. ≤ 3.5. ≤ 3.0. ≤ 3.0. ≤ 2.5. ≤ 2.5. 0.3. ≤ 4.0. ≤ 3.0. ≤ 3.0. ≤ 2.5. ≤ 2.5. 0.2. ≤ 4.0. ≤ 3.5. ≤ 3.0. ≤ 3.0. ≤ 3.0. 0.9. ≤ 5.0. ≤ 3.5. ≤ 2.5. –. –. 0.8. ≤ 5.5. ≤ 4.0. ≤ 3.0. ≤ 2.0. –. 0.7. ≤ 6.0. ≤ 4.5. ≤ 3.5. ≤ 2.5. ≤ 2.0. 0.6. ≤ 6.5. ≤ 5.0. ≤ 4.0. ≤ 3.0. ≤ 3.0. 0.5. ≤ 6.5. ≤ 5.0. ≤ 4.5. ≤ 3.5. ≤ 3.5. 0.4. ≤ 6.5. ≤ 5.5. ≤ 4.5. ≤ 4.0. ≤ 3.5. 0.3. ≤ 6.5. ≤ 5.5. ≤ 5.0. ≤ 4.0. ≤ 4.0. 0.2. ≤ 6.5. ≤ 6.0. ≤ 5.0. ≤ 4.0. ≤ 4.0. 0.9. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 4.0. ≤ 2.5. –. 0.8. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 5.0. ≤ 3.5. ≤ 2.5. 0.7. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 5.5. ≤ 4.5. ≤ 3.5.
(43) 第二章. 或 K ≤ 0.7. 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 0.6. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 6.0. ≤ 5.0. ≤ 4.0. 0.5. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 5.0. ≤ 4.5. 0.4. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 5.5. ≤ 5.0. 0.3. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 5.5. ≤ 5.0. 0.2. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 6.5. ≤ 6.0. ≤ 5.5. 表 2. 11中國夏熱冬暖地區南區建築外窗的綜合遮陽係數 外 窗 的 綜 合 遮 陽 係 數 Sw 外 牆 (ρ ≤0.8). 平均窗牆 平均窗牆面 平均窗牆面 平均窗牆面 平均窗牆面 面積比 積比 積比 積比 積比 CM≤0.25 O.25<CM≤0.3 0.3<CM≤0.35 0.35<CM≤0.4 0.4<CM≤0.45. D≥3.0 D≥3.0. ≤0.6 ≤0.8. ≤0.5 ≤0.7. ≤0.4 ≤0.6. ≤0.4 ≤0.5. ≤0.3 ≤0.4. K≤1.0 D≥2.5 或 K≤0.7. ≤0.9. ≤0.8. ≤0.7. ≤0.6. ≤0.5. K≤2.0 K≤1.5. 註： 1 本條文所指的外窗包括陽台門的透明部分 2 南區居住建築的節能設計對外窗的傳熱係數不作規定 3 ρ是外牆外表面的太陽輻射吸收係數. 5. 新 加 坡 住 宅 節 能 法 令 1976 年 6 月 新 加 坡 舉 辦 了 第 一 次 建 築 節 約 能 源 全 國 會 議，對 於 節 約 電 力 消 耗 作 成 數 項 修 訂 建 築 法 規 的 建 議 。 隨 即 在 1979 年 完 成 建 築 節 能 立 法，制 定 建 築 物 中 的 建 築 外 殼、照 明、空 調 的 節 能 規 範。基 本 上，新 加 坡 有 關 建 築 外 殼 的 節 能 規 範，是 仿 效 美 國 加 州 過 去 的 OTTV(外 殼 總 傳 熱 值 )指 標 來 訂 立 的 ， 其 對 於 建 築 外 殼 的 節 能 限 制 如 下 兩 式 所 示：. 外 殼 總 傳 熱 值 OTTV＝ （ 外 殼 溫 差 傳 熱 量 ＋ 透 光 部 位 日 射 取 得 ） ÷ 外殼總面積. ＜ 基 準 值 45. 2 W/ m ---(1). 25.
(44) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 屋頂熱傳透率 U. ≤. 基 準 值 1.2. W/( m 2 . K). ------------(2). 由 上 可 知，OTTV 及 U 值 最 主 要 在 規 範 建 築 外 殼 的「 隔 熱 能 力 」， 但 是 OTTV 在 第 二 項 中 對 透 光 部 位 的 日 射 取 得 有 所 限 制 ， 也 相 當 於 對 外 殼 「 遮 陽 能 力 」 有 所 規 定 。 在 其 OTTV 計 算 中 ， 對 於 外 遮 陽 設 計 有 詳 細 的 優 惠 計 算 規 定。這 種 對「 遮 陽 」有 所 規 範 的 法 令，在 歐 美、日 本 的 住 宅 節 能 法 令 中 均 附 之 闕 如，可 算 是 熱 濕 熱 帶 國 家 特 別 對 於 日射 遮 陽 設 計 特 別 關 心 的 特 色 。 這 熱 帶 型 的 OTTV 節 能 法 令 ， 如 今 已 遍及 東南亞國家。. 6. 日本住宅節能法令 能 源 對 外 國 依 存 率 99.8%的 日 本，雖 然 早 在 1973 年 的 石 油 危 機 之 後 就 有 節 約 能 源 的 動 向 ， 但 是 值 到 1976 年 6 月 才 成 立 了 「 能 源 使 用 合理化法律」。在這法律中的第 3 章就是有關建築方面的節能法規。 在 這 法 律 制 定 的 同 時，日 本 的 學 界 應 官 方 的 委 託，提 出 了 建 築 節 約 能 源的設計及施工的指針和基準。 1978 年 日 本 依 照 寒 冷 的 程 度 ， 把 全 國 分 成 五 個 氣 候 區 ， 分 別 制 定 住 宅 各 部 位 的 最 高 熱 損 失 係 數 Q 值 的 基 準。越 冷 的 地 方，對 於 R 值 的 基 準 也 越 嚴 格。同 時 為 了 使 一 般 工 匠 容 易 理 解 起 見，同 時 制 定 住 宅 各部位的隔熱材厚度、標準施工法和圖解。 由 於 日 本 當 時 是 以 削 消 減 大 量 暖 房 能 源 為 目 標，因 此 這 基 準 的 主 要 規 定 與 暖 房 能 源 有 關 的「 隔 熱 基 準 」而 已，對 於 外 殼 的「 遮 陽 基 準 」 並未予以規定。這是重暖房而輕冷房的作法，由於沒有「遮陽基準」 的規定，對於炎熱的南九洲沖繩地區的住宅並未能達到防暑的功能。 因 此 在 1992 年 的 日 本 「 住 宅 新 節 能 基 準 與 指 針 」 中 ， 將 舊 有 住 宅 節 能 法 令 全 面 更 新，特 別 加 入 了 有 關 遮 陽 的 規 定，亦 即 日 射 取 得 係 數 μ(-) 最 高 值 規 定 最 高 值 的 規 定，顯 示 日 本 對 於 住 宅 節 能 同 時 兼 顧 隔 熱 Q 值. 26.
(45) 第二章. 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 及 遮 陽 μ值 的 雙 重 規 定。到 了 1999 年 為 了 呼 應 京 都 議 定 書 之 目 標，除 了 依 最 新 氣 候 分 區 全 面 強 化 隔 熱 Q 值 及 遮 陽 μ值 之 規 定 外 ， 更 加 入 氣 密 性 、 全 年 冷 暖 房 負 荷 之 新 規 定 如 表 2.12 所 示 。 此 住 宅 節 能 法 令 可 說是全世界目前在建築熱性能上最周全的規定。. 表 2. 12 1999 年日本住宅的節能設計基準最高值規定 氣候區 I 2 損 失 係 數 Q(W/(m .k)) 1.6 2 2 氣 密 性 (cm /m ) 2.0 0.08 遮 陽 μ(-)值 2 全 年 冷 暖 房 負 荷 (MJ/(m .年 )) 390. 貳、. II 1.9 2.0 0.08 390. III 2.4 5.0 0.07 460. IV 2.7 5.0 0.07 460. V 2.7 5.0 0.07 350. VI 3.7 5.0 0.06 290. 我國住宅節能法令概要. 關 於 住 宅 節 能 規 範，我 國 採 用 兩 項 較 簡 易 的 建 築 外 殼 指 標，也 就 是 代 表 外 殼「 遮 陽 性 能 」的「 等 價 開 窗 1 率 Req」，以 及 代 表 外 殼「 隔 熱 性 能 」 的 「 平 均 熱 傳 透 率 Uai」 ， 來 作 為 「 住 宿 類 建 築 」 節 能 設 計 的 指 標 。 所 謂 「 等 價 開 窗 率 Req」 ， 係 指 建 築 物 各 方 位 外 殼 透 光 部 份 之開窗面積，經標準化之日射與遮陽、通風修正計算後之開窗面積， 對 其 建 築 外 殼 總 面 積 之 比 值，見 圖 2. 2。所 謂「 平 均 熱 傳 透 率 Uai」， 是 指 屋 頂 不 透 光 部 位 之 平 熱 傳 透 率 Uar 及 外 牆 不 透 光 部 位 之 平 均 熱傳 透 率 之 Uaw。 其 計 算 式 及 法 令 上 的 基 準 值 限 制 如 下 ：. 等 價 開 窗 率 Req＝ (Σ 窗 面 積 Agi ×日 射 加 權 fk×遮 陽 修 正 Ki × 通 風 修 正 fvi ) ÷ 外 殼 總 面 積 Aen ＜ 基 準 值 0.13（ 北 部 氣 候 區 ） ＜ 基 準 值 0.15（ 中 部 氣 候 區 ） ＜ 基 準 值 0.16（ 南 部 氣 候 區 ）-（ 3）. 1. 「 等 價 開 窗 率 」的「 等 價 」之 意 ， 就 是 各 地 各 向 的 日 射 取 得 均 以 台 北 南 向. 日 射 量 為 基 準 之 意 (相 同 Req=16 ﹪ 下 之 台 北 市 高 雄 市 實 際 開 窗 率 ). 27.
(46) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究 屋 頂 不 透 光 部 位 平 均 熱 傳 透 率 Uar ＜ 基 準 值 1 . 2 W/(㎡ . k ) -（ 4） 外 牆 不 透 光 部 位 平 均 熱 傳 透 率 Uaw＜ 基 準 值 3.5 W/(㎡ . k ) -（ 5 ）. 圖 2. 2等價開窗示意圖. 固定窗. 橫拉窗. 旋轉窗. 推 窗. FIX. (玻 璃 磚 ). 通風修正係數 2.0. 通風修正係數 1.0. 通風修正係數 0.8. 圖 2. 3通風修正係數 fvi. 28.
(47) 第二章. 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 表 2. 13各地區日射修正係數 fk 地 區 別 水平面 南 南南西 西南 西南西 西 西北西 西北 北北西 北 北北東 東北 東北東 東 東南東 東南 南南東. (H) (S) (SSW) (SW) (WSW) (W) (WNW) (NW) (NNW) (N) (NNE) (NE) (ENE) (E) (ESE) (SE) ( SSE ). 北宜金馬 桃竹苗 中彰雲投 雲嘉澎 2.189 1.000 0.996 0.983 0.932 0.835 0.726 0.602 0.496 0.446 0.512 0.643 0.788 0.909 1.006 1.045 1.036. 2.324 1.042 1.040 1.032 0.982 0.883 0.770 0.641 0.528 0.474 0.545 0.686 0.838 0.962 1.061 1.098 1.083. 2.884 1.380 1.419 1.407 1.315 1.146 0.961 0.759 0.595 0.518 0.591 0.740 0.910 1.065 1.216 1.311 1.360. 3.018 1.468 1.567 1.591 1.514 1.334 1.115 0.862 0.649 0.551 0.619 0.758 0.922 1.073 1.225 1.325 1.396. 高屏. 台東. 花蓮. 3.296 1.561 1.595 1.590 1.497 1.313 1.105 0.867 0.665 0.572 0.662 0.855 1.073 1.263 1.438 1.531 1.560. 3.131 1.427 1.443 1.444 1.368 1.209 1.0321 0.823 0.635 0.535 0.633 0.839 1.060 1.245 1.407 1.480 1.473. 2.722 1.179 1.115 1.071 0.995 0.879 0.776 0.659 0.553 0.497 0.597 0.797 1.005 1.173 1.308 1.349 1.295. 註：本 表 為 以 18℃ 基 準 溫 度 之 各 地 冷 房 日 射 時 IHk［ Wh／ (ｍ ２．yr)］換 算 而 得 的 比 值( 以 台 北南 向 I h k 值 為 1 . 0 ). 其中 Req： 等 價 開 窗 率 (﹪ ) U a r ： 屋 頂 平 均 熱 傳 透 率 (W/(㎡ . k ) ) U a w ： 外 牆 平 均 熱 傳 透 率 (W/(㎡ . k ) ) Aen： 集 合 住 宅 外 殼 總 面 積 (㎡ ) fk： k 方 位 日 射 修 正 係 數 （ － ） ， 參 見 規 範 fvi： 通 風 修 正 係 數 （ － ） ， 參 見 規 範 ki： 外 遮 陽 日 射 透 過 率 修 正 係 數 （ － ） ， 參 見 規 範 Agi： i 部 位 之 外 殼 玻 璃 窗 面 積 ( ㎡ ) ， 參 見 規 範. 29.
(48) 建築外殼節能設計管制效益與二氧化碳減量目標評估研究 子計畫一：強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究 在 此 必 須 注 意 的 是 : Req 所 管 制 的 範 圍 只 限 於 門 窗 之 透 光 部 位 ， 而 Uar 及 Uaw 所 管 制 的 範 圍 只 管 制 外 牆 及 屋 頂 之 不 透光部位。也就是，本規範是將透光部分與不透光部分分開 來 管 制 的 。 亦 即 ， 以 透 光 部 位 的 Req 代 表 其 對 日 射 的 「 遮 陽 性 能 」 ， 以 不 透 光 部 位 的 Uar、 Uaw 帶 代 表 其 對 溫 差 熱 流 的 「隔熱性能」。當然，在理論上不透光部位也有日射取得， 在透光外殼也有溫差熱流，但因其影響較小，而予以省略。 R e q 計 算 中 的 日 射 修 正 係 數 fk，即 方 位 的 日 射 加 權，是 以 台 北 市 的 南 向 全 年 日 射 量 為 基 準 值 1.0， 所 換 算 的 各 地 各 方 位 全 年 日 射量 比 例 (如 表 2.13 所 示 )。因 此 在 中 部 氣 候 區 Req 小 於 0.15 的 意 義，事 實 上 就 是 將 各 地 各 向 建 築 外 殼 的 日 射 取 得 量 ， 限 制 在 與 台 北 南 向 15 ﹪開窗率相同日射取得量之條件下之開窗率。 很 明 顯 地 ， 「住宿類建築」的三項節能設計指標 Req、Uar、Uaw， 是針對「遮陽」及「隔熱」的性能規定。等 價 開 窗 率 R e q 是 考 慮 外 殼透光部位的太陽輻射熱取得，相當於「遮陽」的因子；平 均 熱 傳 透 率 Uar、 Uaw， 則 代 表 屋 頂 及 立 面 外 殼 的 溫 度 差 熱 取 得 ， 相 當 於 「 隔 熱 」 的 因 子 。當然，建築外殼真正的「遮陽」及「隔熱」 兩因子，本是相互影響而並非獨立之變數，本來不應獨立分別考慮， 我 們 將 之 分 離 規 範 只 是 一 種 方 便 之 計 而 已 。 這 些 簡 化 的 指 標 並非直接 代表能源的數值，而只是一種近似能源的熱性能指標而已。 除 了「 遮 陽 」、「 隔 熱 」兩 因 子 之 外，Req 對 於「 通 風 」的 因 子 ， 更 有 獨 到 的 見 解 。 通 風 設 計 尤 其 對 於 亞 熱 帶 氣 候 的 「住宿類建築」特 別重要。基本上開 窗 形 式 具 有 不 同 導 風 與 通 風 效 果 。 所 謂 開 窗 導 風 效 果 的 好 壞，在 於 其 開 口 比 例 的 大 小 與 垂 直 導 風 整 流 效 果 的 好 壞，亦 即 流 體 力 學 所 謂 風 量 係 數 flow coefficient 的 大 小 。 一 般 具 有 外 推 功 能 的 外 推 窗 與 旋 轉 窗，其 最 大 開 口 面 積 約 為 橫 拉 窗 的 兩 倍，同 時 垂 直 外 推 部 分 的 窗 面 對 於 通 風 氣 流 的 誘 導 有 很 大 助 益，因 而 具 有 較 好 的 通 風 性 能。一 般 台 灣 所 採 用 的 開 窗 方 式 大 部 分 皆 為 左 右 橫 拉 窗，事 實 上. 30.
(49) 第二章. 強化住宿類與其他類建築節能基準與管制策略之研究. 是 一 種 通 風 品 質 較 差 的 開 窗 方 式。本 規 範 為 了 鼓 勵 自 然 通 風 的 開 窗設 計，在 公 式 (3)中 對 於 不 同 開 窗 形 式，賦 予 不 同 的 通 風 修 正 係 數 fvi。 其 計 算 法 如 圖 2.3 所 示；對 於 最 常 用 的 可 開 式 橫 拉 窗 以 1.0 為 計 算 基 準 ； 對 於 通 風 效 果 較 好 的 旋 轉 窗 ， 則 賦 予 0.80 的 優 惠 計 算 （ 即 開 窗 可 放 大 1.25 倍 ） 。 這 些 通 風 修 正 係 數 ， 是 以 回 路 分 析 法 由 台 灣 各 地 的 全 年 逐 時 風 向 風 速 資 料，分 析 出 室 內 平 均 風 速，並 在 人 體 舒 適 條 件 下 解 析 因 通 風 而 減 少 的 空 調 時 間，並 進 而 模 擬 出 空 調 節 能 的 比 例。本 規 範 特 別 對 於 密 封 不 通 風 的 固 定 窗，訂 立 fvi 係 數 為 2.0 之 懲 罰 性 修 正 計 算，亦 即 只 要 採 用 一 面 固 定 窗 就 必 須 懲 罰 以 減 少 相 同 一 面 透 明開 窗 的 機 會，以 遏 止 住 宅 不 通 風 化、空 調 化 之 惡 習。在 世 界 各 國 的 建 築 節 能 法 令 中，鮮 有 像 我 國 對 於 通 風 修 正 有 特 別 規 定 的 前 例，因 此 本 規 範 可 說 是 一 部「 遮 陽 」、「 隔 熱 」與「 通 風 」性 能 並 重 的 規 定，對 熱 濕 氣 候 的 通 風 需 求 有 充 分 的 考 量，堪 稱 是 亞 熱 帶 國 家 建 築 節 能 法 令的 圭臬。. 參、. 我國大型空間類建築節能設計指標. 我 國 關 於 大 型 空 間 建 築 類 建 築 節 能 設 計 規 範 是 2005 年 新 增 的 法 令，這 是 針 對 目 前 ENVLOAD 指 標 無 法 規 範 的 諸 多 建 築 類 型 所 提 出 的 緊 急 改 善 對 策。由 於 大 型 空 間 建 築 類 建 築 的 對 象 由 機 場、車 站 至 體育館、 禮堂十 分 複 雜 ， 如 不 限 定 範 圍 則 難 以 規 範 其 節 能 設 計 。 目 前 大 型 空 間 建 築 建 築 能 設 計 最 大 的 問 題 有 二。一 是 與 屋 頂 之 隔 熱 功 能 不 良，造 成 室 內 溫 度 酷 熱 化 而 嚴 重 損 壞 室 內 環 境。二 是 建 築 立 面 開 窗 之 外 遮 陽設 施 不 足，造 成 日 曬 入 侵 室 內 而 浪 費 能 源。有 鑑 於 此，我 國 建 築 技 術 規 則將大型空間建築屋頂隔熱與外遮陽節能設計必須滿足下兩項指標 與基準之要求：. 1.大 型 空 間 建 築 類 建 築 物 所 有 屋 頂 部 位 之 平 均 熱 傳 透 率 U a r 之 計 算 值 應 低 於 1.2 W/(㎡ ‧ k)， 亦 即 需 符 合 (6)式 之 規 定 。. 31.
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