綠建築標章制度下之節能成效調查與驗證研究

內政部建築研究所

永續綠建築與節能減碳科技中程

個案計畫協同研究計畫

第 2 案「綠建築標章制度下之節能

成效調查與驗證研究」

內 政 部建 築研 究 所協 同研 究 報告

中華民國 103 年 12 月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

永續綠建築與節能減碳科技中程

個案計畫協同研究計畫

第 2 案「綠建築標章制度下之節能

成效調查與驗證研究」

研究主持人：廖慧燕

協同主持人：黃國倉

研 究 員：王仁俊

研 究 助 理 ：莊鎧韓、林政賢

內 政 部建 築研 究 所協 同研 究 報告

中華民國 103 年 12 月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

目次

表次 ... III

圖次 ... V

摘要 ... VIII

第一章

緒論 ... 1

第一節

研究緣起與背景 ... 1

第二節

本研究計畫之重要性 ... 2

第三節

國內外文獻回顧 ... 3

第二章

研究方法 ... 7

第一節

綠建築樣本之選定 ... 9

第二節

建築基本資料蒐集 ... 13

第三節

綠建築樣本地址查詢 ... 15

第四節

台電用電查詢與用電資料彙整 ... 17

第五節

用電有效樣本篩選 ... 18

第三章

綠建築基線耗能建構理論 ... 23

第一節

基線耗能精算法 ... 23

第二節

建築耗能密度EUI比對法 ... 25

第三節

小結 ... 34

第四章

綠建築用電與節能效益分析 ... 35

第一節

建築逐月用電正規化方法 ... 35

第二節

綠建築節能效益分析 ... 36

第三節

綠建築耗能與日常節能指標之交叉分析 ... 47

第四節 節能率與其建物特徵之關連分析 ... 55

第五章

建築基線耗能精算法節能效益比較與驗證 ... 57

第一節 電腦模擬建築基線耗能假設 ... 57

第二節 新竹縣寶山鄉綜合行政大樓基線耗能模擬 ... 59

第三節 新竹東門郵局辦公大樓基線耗能模擬 ... 62

第四節 小節 ... 64

第六章

結論與建議 ... 65

第一節

結論 ... 65

第二節

建議 ... 66

附錄一：用電調閱使用人授權書 ... 67

附錄二：用電資料調查表格 ... 68

附錄三：期中會議委員意見回覆 ... 70

附錄四：期末會議委員意見回覆 ... 71

參考書目 ... 72

表次

表 2-1 獲綠建築標章之案例個數統計 ... 9

表 2-2 獲各等級綠建築之個數統計 ... 9

表 2-3 建築耗能基本資料調查表範例 ... 14

表 3-1 經濟部公告之建築物用電參考指標 ... 26

表 3-2 綠基會 2010 年 EUI 統計 ... 27

表 3-3 各類辦公場所 EUI 調查資料 ... 28

表 3-4 空間人員使用率與年用水量 ... 31

表 3-5 37 種基本空間 EUI 指標表 ... 31

表 3-6 地政電傳系統建築標示部之查詢畫面... 33

表 4-1 台電資料庫用電紀錄範例 ... 36

表 4-2 各類綠建築節能件數與比例分析 ... 45

表 4-3 各類型綠建築之平均節能效益 ... 46

表 4-4 各類建築外殼節能指標規範內容與基準值 ... 47

表 4-5 非連續因子與節能率之單因子變異數分析 ... 56

表 4-6 綠建築相關指標得分與節能率之相關性分析 ... 56

表 5-1 電腦動態模擬基線建築之標準輸入參數 ... 57

表 5-2 電腦動態模擬基線建築之空間使用強度與時程 ... 58

表 5-3 新竹寶山鄉行政大樓基線耗能與節能率比較 ... 60

表 5-4 新竹寶山鄉行政大樓各月基線耗能與節能率比較 .. 60

表 5-5 新竹東門郵局辦公大樓基線耗能與節能率之比較 .. 62

表 5-6 新竹東門郵局辦公大樓各月基線耗能與節能比較 .. 63

圖次

圖 1-1 取得 LEED 綠建築大部分是節能的，但亦有為數不少的

樣本卻更為耗能 ... 4

圖 1-2 LEED 能源項目得分高者未必較為節能 ... 4

圖 1-3 規模越大之 LEED 綠建築其耗能亦趨越大，且比一般建

築更為耗能 ... 4

圖 1-4 各等級 LEED 綠建築與一般辦公建築之 EUI 之分析 ... 5

圖 1-5 美國海軍取得 LEED 標章之建築節能之成效 ... 5

圖 1-6 亞利桑納州取得 LEED 標章之綠建築比基線建築實際上

反而來得耗能 ... 6

圖 1-7 取得 LEED 標章建築其實際與標稱的節能效益比較 ... 6

圖 2-1 研究流程圖 ... 8

圖 2-2 各年度所有獲綠建築標章案例數與剔除數統計圖 ... 11

圖 2-3 所有獲綠建築標章案例數與剔除數按地區別數量統計 . 11

圖 2-4 所有獲綠建築標章案例依建築類別所佔比例 ... 11

圖 2-5 所有獲綠建築標章案例依公私有所佔比例 ... 12

圖 2-6 所有獲綠建築標章案例依綠建築標章等級統計 ... 12

圖 2-7 所有獲綠建築標章案例依建築規模數量統計 ... 12

圖 2-8 樣本選定與用電資料取得流程 ... 13

圖 2-9 內政部地政司地號查詢系統之查詢畫面 ... 16

圖 2-10 台北市地理資訊 e 點通查詢系統之查詢畫面 ... 17

圖 2-11 回收樣本無效原因統計 ... 20

圖 2-12 回收樣本有效性統計(依年度) ... 20

圖 2-13 回收樣本有效性統計(依地區) ... 20

圖 2-14 回收樣本按公私有所佔比例 ... 21

圖 2-15 回收樣本按建築類別所佔比例 ... 21

圖 2-16 回收樣本內綠建築標章各等級之數量分佈 ... 21

圖 2-17 回收樣本內綠建築評定書開放查閱之數量與比例 ... 22

圖 2-18 取得之有效樣本與母體之總樓地板面積分佈盒鬚圖 ... 22

圖 2-19 有效樣本建築規模分佈圖 ... 22

圖 3-1 建築耗能精算法 EnergyPlus 運算核心與輸入模組 ... 25

圖 3-2 動態 EUI 概念示意圖 ... 29

圖 4-1 大型空間類有效樣本逐月用電 EUI ... 37

圖 4-2 大型空間類節能效益比較 ... 37

圖 4-3 百貨商場類有效樣本逐月用電 EUI ... 38

圖 4-4 百貨商場類節能效益比較 ... 38

圖 4-5 住宿類有效樣本逐月用電 EUI ... 39

圖 4-6 住宿類節能效益比較... 39

圖 4-7 其他類有效樣本逐月用電 EUI ... 40

圖 4-8 其他類節能效益比較... 40

圖 4-9 學校類(空調型)有效樣本逐月用電 EUI ... 41

圖 4-10 學校類(非空調型)有效樣本逐月用電 EUI ... 41

圖 4-11 學校類(地政電傳案例)有效樣本逐月用電 EUI ... 42

圖 4-12 學校類節能效益比較 ... 42

圖 4-13 辦公廳類(建築中心案例)有效樣本逐月用電 EUI ... 43

圖 4-14 辦公廳類(建築中心案例)有效樣本逐月用電 EUI(續) .. 43

圖 4-15 辦公廳類(地政電傳案例)有效樣本逐月用電 EUI ... 43

圖 4-16 辦公廳類節能效益比較 ... 44

圖 4-17 醫院類有效樣本逐月用電 EUI ... 44

圖 4-18 醫院類節能效益比較 ... 44

圖 4-19 實際年耗能占有率對數值 v.s.面積占有率對數值 ... 45

圖 4-20 實際 EUI 與基線 EUI 差值比較 ... 46

圖 4-21 實際 EUI 與基線 EUI 差值比較(去除百貨類) ... 46

圖 4-22 建築外殼節能指標 EEV 與節能效益之關係 ... 50

圖 4-23 空調節能指標 EAC 與節能效益之關係 ... 50

圖 4-24 照明節能指標 EL 與節能效益之關係 ... 51

圖 4-25 綠建築總得分(RS)與節能效益之關係 ... 51

圖 4-26 日常節能指標得分(RS4)與節能效益之關係 ... 52

圖 4-27 實際 EUI 與節能效益之關係 ... 52

圖 4-28 基線 EUI 與節能效益之關係 ... 52

圖 4-29 不同年份綠建築之節能效益(各類建築) ... 53

圖 4-30 不同年份綠建築之節能效益(學校類建築)... 53

圖 4-31 不同年份綠建築之節能效益(辦公類建築)... 54

圖 4-32 不同年份綠建築之節能效益(醫院類建築)... 54

圖 4-33 各綠建築樣本實際耗能之分佈 ... 55

圖 4-34 各綠建築樣本規模對實際耗能之分佈 ... 55

圖 5-1 新竹寶山鄉綜合行政大樓外觀 ... 60

圖 5-2 新竹寶山鄉綜合行政大樓各月基線建築耗能組成比例 . 61

圖 5-3 新竹寶山鄉綜合行政大樓基線建築全年耗能組成比例 . 61

圖 5-4 新竹寶山鄉綜合行政大樓基線耗能與實際耗能比較 ... 61

圖 5-5 新竹東門郵局辦公大樓外觀 ... 62

圖 5-6 新竹東門郵局辦公大樓各月基線建築耗能組成比例 ... 63

圖 5-7 新竹東門郵局辦公大樓基線建築全年耗能組成比例 ... 63

圖 5-8 新竹東門郵局辦公大樓基線耗能與實際耗能比較 ... 64

摘要

關鍵詞：綠建築、建築耗能密度(EUI)、節能成效 二、 研究緣起 減緩地球溫室效應和能源有效利用，已經成為世界各國迫切的課題，國內 節能減碳政策的推動也逐漸獲得國人的認同與普遍支持。由於綠建築法治化與標 章制度的積極推行，近年來的建築節能設計手法之應用與各項設備能源效率提升， 如節能燈具、高效率空調設備等，對於日常節能有直接且顯著之效果，對於節能 減碳政策具積極之效益。然而，通過取得綠建築標章之建築物，是否確實較省能， 其實際耗能量是否較一般未取得標章之建築物少，一直是國人關注的課題，也尚 未有具體之驗證確認。本計畫之主要目的，即是擬針對此課題，進行實證調查與 確認。 二、研究方法及過程 本計畫以普查之方式首先剔除非常時使用之特殊建築，以行文之方式取得 各綠建築使用單位之用電調閱授權，再至臺灣電力公司調閱歷年之用電量資料， 以計算各綠建築樣本之年用電密度 EUI (Energy Use Intensity, kWh/m².a)以供比 對。建築節能之比較對象則以「自我比較」為基礎下，以基線耗能精算法與基線 建築動態 EUI 比較法等二方法嘗試建構相對應之基線建築耗能，以為計算綠建 築節能效益。 三、研究成果 計畫期初一共發出 563 份之用電調閱函文，回收 208 份同意用電查詢之樣 本，後經電訪與勘查後剔除用電變動劇烈不合理、無法區分出單體建築獨立用電 等因素之樣本後，一共取得 72 案有效案例，進行分析。獲致具體結論如下： 1. 就各類型之綠建築而言，大體上是節能的。平均節能效益，辦公類為 43.9%、 醫院類為 46.7%、百貨商場類為 34.0%、學校類為 49.8%、住宿類為 30.2%、 大型空間類為 30.1%以及其他類為 54.3%。顯現獲綠建築標章之建築物具有 一定之節能。 2. 綠建築之節能效益以具固定使用用途之中央空調型建築(如辦公類、醫院類) 與綠建築日常節能指標系統得分(RS4)較具明顯之相關性，RS4 得分越高者 其節能率亦較佳。此趨勢亦同時反映於綠建築總得分(RS)上。顯見現行綠建

築之日常節能評估得分評比，對於中央空調型建築可有效的反應其節能趨 勢。 3. 本研究亦發現非空調型建築、大型展場、非固定使用行為之建築類型其節能 效益與使用者因素有關，與建築外殼節能、空調系統節能與照明節能關係較 小，因此較難反應在既有之綠建築分級得分上。 4. 透過建築因子之關連性分析後發現，綠建築分級評估後之綠建築等級對於節 能效益在 90%信心水準下，有略微顯著的差異，顯示獲愈高等級之綠建築也 同樣有愈佳之節能表現。 四、主要建議事項 (一)立即可行建議： 建議一：研擬各類建築物基線耗能之比較基準 主辦機關：內政部建築研究所 建築節能效益之分析除了實際建築物之能源資訊取得外，建構相應於既有 建築之比較對象(基線建築)亦是重點，本研究以較為精確之電腦動態模擬進行二 案例之試算外，其餘大量樣本引用既有之文獻以我國 37 種常見空間之 EUI 標準 進行解析基線建築之耗能，在有限之時間與人力成本因素下是目前較宜的權衡之 計。然而往後於建築節能比較之研究上，建議可透過研究研擬我國合用之基線建 築建構標準，以為後續研究之參考。 (二)中長期性建議 建議二：建議建立已獲綠建築標章之建築物能源耗用填報系統 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：財團法人臺灣建築中心 有鑑於每年日益增加之綠建築數量，為瞭解綠建築之耗能行為並提醒綠建 築使用者節能之重要性並創造節能減碳之正向循環，建議可建構綠建築使用之能 耗填報機制，以長期理解綠建築之節能情況。由於在全球氣候變遷之影響下，建 築物之耗能情況將日益嚴重，由所蒐集來之實際建築耗能之分析可有助於未來擬 定與修正我國建築節能法令，以因應氣候變遷所帶來之建築能源耗用日益嚴重之 情形。

ABSTARCT

Keywords: green building, building energy use intensity, energy saving benefit It is a globally imminent issue that how to use energy efficiently under global warming effect. Green building evaluation system in Taiwan has been practiced over a decade and gaining more and more attention. Innovative strategies on improving building energy use such as energy efficient lighting, high efficient heating, ventilating, and air-conditioning systems, etc., all have positive influences on building energy use. However, there was no existing available data or evidences showed that green building certificated buildings will consume energy less, which is of one’s interest. The study aimed to analyze whether green buildings are energy efficient. We physically investigate each green building’s annual electricity use and identified the energy saving ratio by comparing with its corresponding baseline.

The electricity usage of a building was retrieved from Tai-power Company. The fundamental building information were obtained from investigating through the green building certificating proposal documentation with the help through Taiwan Architecture & Building Center. Energy use intensity (EUI) was used as energy consumption comparing index. The baseline EUI was established by the proposed space dependent baseline EUI as well as by energy dynamic simulation methods. A total of 72 samples were obtained and the results are as follow.

1. Generally, all types of green building consumes electricity less than their counterparts. The energy saving ratios for offices, hospitals, commercial buildings, school buildings, residential buildings, large space buildings, and the other type buildings are 43.9%, 46.7%, 34.0%, 49.8%, 30.2%, 30.1%, and 54.3%, respectively.

2. Positive correlation was observed for centrally air-conditioned buildings between energy saving ratio and the system score (RS4) of daily energy

saving index in EEWH system.

3. High green building scores of none air-conditioned buildings, large space buildings, and buildings with irregular usage patterns do not necessarily correspond with high energy saving ratios.

4. From parametric study of the building design factors, it revealed that, in general, buildings with high scored green building credit also would have higher energy saving performance.

This project comes to the immediate and long-term strategies. For immediate strategies:

1. The energy uses of various types of building are recommended need to be further investigated and established.

For long-term strategies:

1. Energy use data collecting and reporting system or mechanism are suggested to be established for convenient future analysis on buildings’ energy use.

第一章 緒論

第一節 研究緣起與背景

「綠建築」是將永績環保概念融入建築設計，使建築物在整體生命週期中， 從規劃設計、施工、使用、維護到廢棄拆除的過程，均達到省能源、省資源、低 污染及低廢棄物之目標。根據我國綠建築評估系統顯示，「綠建築」亦即具生態、 節能、減廢、健康之建築物。在國際上，綠建築概念從 1970 年代兩次石油危機 開始萌芽，迄今 30 餘年，經各國積極投入研究發展，業已研訂完成綠建築評估 系統 20 餘種，強調節能環保之永續發展設計理念刻已席捲全球，國際間已成立 「世界綠建築協會」(World Green Building Council, WGBC)及「永續建築環境國 際促進組織」(Intemational lnitiative for a Sustainable Built Environment, iiSBE)兩 大綠建築國際組織。我國於 1997 年即進行綠建築科技技術研究，並於 1999 年開 始，賡續訂定台灣亞熱帶氣候區專屬綠建築評估系統、建立綠建築標章制度、陸 續實施「綠建築推動方案」、「生態城市綠建築推動方案」以及「智慧綠建築推動 方案」建立綠建材標章制度、完成綠建築法制化並分階段實施(內政部 and 經濟 部 2013)。 我國之綠建築標章評定制度，自 1999 年 9 月開始受理申請，自 2002 年 1 月 1 日起並規定中央機關或受其補助達二分之一以上之公有新建建築物，建造費 用達 5,000 萬元以上者，需先取得候選綠建築證書，始得興建，2004 年更擴大至 地方政府公有新建建築物比照辦理，於 2005 年綠建築分級評估制度上路，區分 綠建築之為五等級，包括合格級、銅級、銀級、黃金級與鑽石級，累計歷年來之 綠建築標章評定，截至 2013 年 4 月底止，已有 3,881 件公私有建築物獲得綠建 築標章或候選綠建築證書，其中合格級、銅級、銀級、黃金級與鑽石級綠建築所 佔比例約分別為 71%、17%、7%、3%與 2% (張芸翠 2012)。這些綠建築對於建 築物的節約能源貢獻度，以及實際節約能源量，依據行政院智慧綠建築推動方案 之預估截至且 2012 年 12 月底止，累計已評定通過綠建築案例 3,684 案，透過其 節能、節水設計水準之提升，每年可省電 10.78 億度，省水 4,799 萬噸，合計減 少二氧化碳排放量約為 72.5 萬噸，約等於 4.87 萬公頃人造林所吸收的二氧化碳 量，每年節省之水電費約達 30.8 億元(內政部 and 經濟部 2013)。此一節能估算

方法，目前常用者是以一般建築物年平均用電耗能基準節約 20%估算，用水量 之節約亦同，作為綠建築政策節能減碳效益之依據。此一「20%」節能數據之粗 估係源自於我國綠建築評估規範對獲得綠建築標章之建築物要求外殼節能需比 建築技術規則內所規定之標準更為節能 20%以上；空調節能節能 30%以上以及 照明節能 20%以上(林憲德等 2012)。然而，為確切獲知取得綠建築標章之建築 物是否較為節能？以及節能多少？需要詳細定義每一綠建築個案之比較對象與 基準。實際上，目前已完工並取得綠建築標章建築物之用電耗能現況，過往雖有 相關研究探討其用電量，但由於其比較之對象尚無定義，因此僅能以一般建築之 年均用電量進行初步之比對，對於評估綠建築節能效益，有賴更精確的統計分析 方法，作為推論之依據。 近年來，由於政府政策積極推行綠建築法制化與綠建築標章制度，通過取 得綠建築標章之建築物，實際用電量與一般建築物的差異，是否有具體節能成效， 並達成節能減碳效益，為本計畫探討之重點。本計畫擬進行實證調查與確認，透 過實際獲得綠建築標章與一般建築物之實際用電量進行具體之量化驗證，並就蒐 集之數據進行比較分析，檢討實務執行面之問題，及綠建築日常節能之評估內容， 以作為後續評估內容修正之參考。因此，本研究之主要目的如下： 1. 瞭解綠建築標章之建築物之年實際用電量變動情形，再與同類型之一般建 築比對，以獲知綠建築之節能成效。 2. 透過實際調查與比較已獲得綠建築標章之建築物與一般建築之用電量，提 出綠建築管理上之改善建議，以確保綠建築之節能效益。

第二節 本研究計畫之重要性

減緩地球溫室效應和能源有效利用，已經成為世界各國迫切的課題，國內 節能減碳政策的推動也逐漸獲得國人的認同與普遍支持。由於綠建築法治化與標 章制度的積極推行，近年來的建築節能設計手法之應用與各項設備能源效率提升， 如節能燈具、高效率空調設備等，對於日常節能有直接且顯著之效果，對於節能 減碳政策具積極之效益。然而，通過取得綠建築標章之建築物，是否確實較省能， 其實際耗能量是否較一般未取得標章之建築物少，一直是國人關注的課題，也尚 未有具體之驗證確認。本計畫即是擬針對此課題，進行實證調查與確認。本計畫

針對取得各等級綠建築標章且業已完工之建築案例進行實際全年用電量之調查 分析。由於我國自 1999 年綠建築評估系統上路至今已逾 15 年，綠建築內之日常 節能指標計算門檻在此 15 年間亦愈趨嚴格，本研究透過實際用電量之調查並與 同類型之一般建築基線(baseline)用電耗能進行比對，藉以確認獲得綠建築標章之 建築物在節電方面之量化成效。此外，同時透過各案逐月用電與建築因子、使用 特性等交叉分析，提出現行綠建築於日常節能指標評估在節能上之管制建議，以 達綠建築真正節能之目的，其結果可供未來修正綠建築日常節能評估或擬定綠建 築節能管制之參考。所欲達成之預期目標如下： 1. 針對通過取得綠建築標章之建築物實際用電量，執行實證調查與確認。 2. 進行取得綠建築標章之建築物與一般建築物實際用電量的差異分析，確認 具體節電成效。 3. 發現實務上執行面之問題，提出改善建議策略，並進行具體之量化驗證。

第三節 國內外文獻回顧

有關取得綠建築標章之建築用後耗能評估相關之文獻整理如下，國外的文 獻大多針對美國綠建築 Leadership in Energy & Environmental Design (簡稱 LEED) 評估系統之探討。美國 LEED 系統於 2000 年上路，該評估系統針對建築節能之 評估係以透過設計與標準之建築模型進行電腦動態模擬比較兩者之耗能量，藉以 計算節能項之得分，此一評估法經由 Diamond 等人以實際案例之用電量驗證該 評估系統所採用之電腦模擬耗能進行差異比對，初步發現電腦模擬節能之建築物 未必實際節能(Diamond, M. et al. 2006)。直至 2006 年始透過美國綠建築發展協會 (USGBC)之資助進行大規模 LEED 綠建築之用後評估，發現綠建築普遍節能約 25-30%(Frankel 2008)。 爾後，Newshame 等人於 2009 年以取得 LEED 認證之綠建築與美國能源局 之一般建築用電量統計資料比對，發現 LEED 綠建築平均比同等級之一般建築 較為節能 18-39%不等，然而卻仍有 28-35%之 LEED 綠建築是更為耗能的，如圖 1-1。此外，該文獻亦指出綠建築之實際用電與 LEED 能源項目之得分分佈如圖 1-2 所示，雖呈現得分高者單位樓地板面積用電量(Energy use intensity, EUI)越低 之趨勢，但卻不乏許多高得分卻也高耗能之建築物，顯示取得 LEED 綠建築並 不必然節能之現象(Newsham, Mancini et al. 2009)。而，Scofield 於 2009 年之研究

顯示規模越大之 LEED 綠建築其耗能亦趨越大，且比一般建築更為耗能，如圖 1-3 (Scofield 2009)。 此外，Scofield 以位於紐約 21 棟取得 LEED 標章之辦公綠建築與當地 953 棟辦公建築進行用電(EUI)比對，結果發現除了黃金級綠建築普遍較為節能外， 其餘銀級與合格級之綠建築皆大多較為耗能，再度印證現行 LEED 評估系統對 建築節能之評估未能保證實際較為節能，如圖 1-4 所示(Scofield 2013)。 圖 1-1 取得LEED綠建築大部分是節能的，但亦有為數不少的樣本卻更為耗能

(資料來源：(Newsham, Mancini et al. 2009))

圖 1-2 LEED能源項目得分高者未必較為節能

(資料來源：(Newsham, Mancini et al. 2009))

圖 1-3 規模越大之LEED綠建築其耗能亦趨越大，且比一般建築更為耗能

圖 1-4 各等級LEED綠建築與一般辦公建築之EUI之分析 (資料來源：(Scofield 2013)) 為因應美國政府對聯邦建築要求需於 2015 年以前達到節能 30%之目的， Menassa 等人在比較美國海軍所有取得 LEED 綠建築標章建築之耗能量時，比較 對象之選取以一般建築相同規模、使用型態與氣候區下的耗能為比較基準，以排 除使用型態上之差異，發現 11 棟取得 LEED 綠建築標章之海軍建築物中有 9 棟 未達比一般建築節能三成之綠建築目標(Menassa, Mangasarian et al. 2012)，如圖 1-5 所示。

圖 1-5 美國海軍取得LEED標章之建築節能之成效

(資料來源：(Menassa, Mangasarian et al. 2012))

此外，另一份針對美國亞利桑納州取得 LEED-NC(新建建築版)之建築節能 調查，作者將取得 LEED 標章之建築區分為中度耗能型與高度耗能型，發現中 度耗能之 LEED 建築物雖比美國全國之平均低，但卻比位處同一氣候區之一般 建築來得耗能，僅高度耗能型建築皆較為節能，如圖 1-6，研究並指出現今 LEED

評估系統無法完全反應綠建築必然較為節能之事實，因此提出有必要修正之觀點 (Oates and Sullivan 2012)。

圖 1-6 亞利桑納州取得LEED標章之綠建築比基線建築實際上反而來得耗能

(資料來源：(Oates and Sullivan 2012))

另，Turner 與 Frankel 於 2008 年分析取得 LEED-NC 新建建築綠建築標章 之建築，其原先申請時所提出之建築節能效益與後來建築實際運轉後之節效益， 指出仍有為數不少之 LEED 綠建築表現的比法規值更為耗能，如圖 1-7 所示 (Turner and Frankel 2008)。

圖 1-7 取得LEED標章建築其實際與標稱的節能效益比較

(資料來源：(Turner and Frankel 2008))

有關我國對於綠建築之用電用後評估，則僅見於內政部建築研究所於 2010-2012 年為期三年之系列研究(呂文弘 2010, 呂文弘 2011, 呂文弘 2012)。 該系列研究蒐集調查我國綠建築標章之辦公建築與住宅類建築之用電量，換算 EUI 以與既有經濟部能源局所公告之各類建築用電基準(經濟部能源局網站 2006)以及與(陳瑞鈴 and 林憲德 2010)之大規模建築耗能量調查所得資料庫進 行比較，發現北、中、南區之辦公綠建築比公告之政府機關辦公建築 EUI (122.47 kWh/m²a)平均分別低約 48.07%、51.09%與 43.33%不等(呂文弘 2010)。

第二章 研究方法

本研究區分為四大部分：(1)綠建築調查樣本之選定與基本資料蒐集、(2)各 綠建築案例之實際年用電調查、(3)各案綠建築耗能基線之擬定與(4)綠建築節電 成效分析與提出建議。整個計畫之研究流程如圖 2-1 所示。本計畫首先以財團 法人臺灣建築中心所建構之歷年獲綠建築標章之建築物清單為所有調查樣本之 母體，初步進行第一階段用電調查樣本之篩選。在各案例(樣本)之用電取得上， 主要仰賴臺灣電力公司之用電記錄資料庫，有鑑於個人資料保護法於民國一百零 一年十月一日實施，所有用電調閱之查詢皆須取得使用者(即電錶登記人)之授權 始可查詢，因此本計畫以正式行文各獲綠建築標章之單位再輔以電訪查詢之方式 取得用電調閱授權書或直接取得歷年用電資料之方式同步進行，以取得最大有效 之樣本數。研究第三部份為針對取得之用電資料有效樣本，建構相對應之基線耗 能，以為比較用電耗能之客觀基準。透過用電耗能分析與各建築設計因子交叉分 析後，計畫最終將呈現綠建築標章日常節能指標與綠建築耗能之關係，據以提出 執行面上之改善建議。 由於在進行建築節能效益之分析時，必須首先確認比較對象之假定必須合 理始得互為比較。因此，本計畫除調查獲得綠建築標章之建築用電數據外，之另 一重點將在於擬定合理之比較對象，以確認真正之用電節能效益。為進行評斷獲 綠建築標章建築之節能與否，首先需建立相應之比較對象，亦即基線耗能。所謂 基線耗能之定義為，在相同的建築使用強度、使用模式與符合建築法令最低限的 建築外殼構造與空調、照明水準下之耗能。有關建築基線耗能之建構，由既有文 獻上存在多種方法，有以電腦模擬之方式獲得建築之基線耗能者，如美國冷凍空 調協會(ASHRAE)於其 Standard 90.1 所建議之能源平衡模擬 Energy Budget Model (ASHRAE 2007)以及(Turner and Frankel 2008, Pan, Zuo et al. 2011)等；亦有為數 不少之文獻採用與大規模建築耗能調查之統計結果相比對者，如(Diamond, M. et al. 2006, Newsham, Mancini et al. 2009, Scofield 2009, Scofield 2009, Beauregard, Berkland et al. 2011, Menassa, Mangasarian et al. 2012, Oates and Sullivan 2012, Scofield 2013)等，並無統一標準之作法。因此，本研究採用此二種方法並行之方 式進行基線耗能之建構：在以電腦模擬為基礎之基線耗能建構上，以精算法 EnergyPlus 進行全年電腦動態模擬以建構特定建築之基線耗能，然而有鑑於樣本

數多，在時間人力有限之情況下無法逐一建立各案對應之電腦模型，因此，針對 大規模建築用電統計為基礎之基線耗能建構方式上，則以動態 EUI 區分各空間 基線耗能之方式為之。各部分分述如下各節。

圖 2-1 研究流程圖

第一節 綠建築樣本之選定

本研究彙整財團法人臺灣建築中心歷年經過綠建築標章評定之案例資料庫， 進行初步之樣本篩選。篩選之原則以取得綠建築標章至少一年以上之案例為原則， 以確保具完整一年之用電。擬調查之建築類型中央空調型建築包括辦公建築、旅 館、醫院與商業百貨建築；非中央空調型建築包括學校類、大型空間類與其他類 建築，各分區件數與建築類型數量整理如下表 2-1 與表 2-2 所示，迄今獲綠建 築之數量計有 1237 件。再剔除甫取得綠建築標章營運未滿一年者，用電資料難 以取得之非公眾使用之住宅類，明顯非供居室使用之機房、廠房倉庫、變電站等 及國防部軍事單位建築共 674 件，剩餘可供調查之潛在樣本共 563 件，全部以行 文方式俾便取得其用電調閱之授權。本計畫以大規模普查之方式針對上述所有潛 在樣本，商請委託單位(內政部建築研究所)協助發文至各案建築管理單位協助提 供電錶資訊、各月用電資料、建築物基本資料之問卷填列與用電調閱授權書。再 依回傳之有效樣本，從中挑選具代表性或指標意義之建築物進行現地之調查，以 確認建築各樓層使用情形、建築運轉時程等細部資料，以作為後續以精算法建構 其相對應之基線建築以為用電分析比對之用。 表 2-1 獲綠建築標章之案例個數統計(單位：件) 分區 北區 中區 南區 總數 公有 民間 綠建築總數 569 248 420 1237 984 253 辦公廳類 116 39 55 210 166 44 醫院類 110 20 44 174 67 107 百貨商場類 123 74 147 344 322 22 學校類 8 4 7 19 14 5 住宿類 82 41 61 184 156 28 大型空間類 11 5 10 26 16 10 其他類 119 65 96 280 243 37 (資料來源：本研究整理) 表 2-2 獲各等級綠建築之個數統計(單位：件) 綠建築等級 鑽石級 黃金級 銀級 銅級 合格級 無分級 綠建築總數 54 47 61 143 575 357 辦公廳類 11 7 9 28 77 78 旅館餐飲類 1 0 0 0 2 1 住宿類 2 7 17 18 73 57

學校類 10 9 11 45 193 76 百貨商場類 0 0 0 5 9 5 大型空間類 18 18 14 29 88 17 其他類 13 6 10 18 135 124 (資料來源：本研究整理) 綠建築樣本與建築用電調查之流程詳如圖 2-8 所示。本研究以普查所有歷 屆曾獲綠建築標章之建築物為目標，無論該樣本之綠建築標章是否還在有效期內 皆納入母體樣本調查之列。然而，部份顯然調查用電無意義之樣本，應予事先排 除以節省人力物力之投入。首先以臺灣建築中心之歷屆獲綠建築標章之清單資料 進行第一階段之樣本篩選，目的在於剔除顯然無法分析或分析後無意義而無法獲 致結論之樣本，此階段剔除之原則有四： (1) 剔除建築使用未達一年而無全年完整用電資料者，因無全年用電量而無法 與既有以年用電為基礎之 EUI 基準進行比較。 (2) 剔除私有集合住宅之樣本，原因為通常私有住宅之用電授權較難以取得， 再加上此類建築電錶分戶獨立，各戶建築物之地址難以確認，因而無法以 行文之方式處理。此外考量住宅類建築物之用電特性大多與家電設備、居 住者使用習慣、個人生活觀念與價值等非建築因素之影響居多，較難得出 具體用電之影響因子，因此予以剔除。 (3) 剔除機房、倉庫、變電站、汙水廠、停車場、火葬場、游泳池、車站月台 等非常時使用之建築物。此類建築物平常非為居室或使用情形特殊，難以 歸納為特定空間因此無基準建築可供比較，且用電耗能之特徵與建築外殼 設計較無絕對相關，因此予以排除。 (4) 剔除國防部軍事單位使用之建築物，如營舍、彈藥庫、停機棚等。此類建 築物因有事涉國家機密之疑慮，研判取得用電授權之機會不大，予以排 除。 第一階段之篩選符合上述四原則而剔除者一共 674 案，佔母體樣本數之 54%。各年度之剔除率如圖 2-2 所示。如以地區別觀之，北、中、南三區之剔除 率分別為 57%、53%與 52%。

圖 2-2 各年度所有獲綠建築標章案例數與剔除數統計圖 (資料來源：本研究整理) 圖 2-3 所有獲綠建築標章案例數與剔除數按地區別數量統計 (資料來源：本研究整理) 圖 2-4 所有獲綠建築標章案例依建築類別所佔比例 (資料來源：本研究整理)

圖 2-5 所有獲綠建築標章案例依公私有所佔比例 (資料來源：本研究整理) 圖 2-6 所有獲綠建築標章案例依綠建築標章等級統計 (資料來源：本研究整理) 圖 2-7 所有獲綠建築標章案例依建築規模數量統計 (資料來源：本研究整理)

圖 2-8 樣本選定與用電資料取得流程 (資料來源：本研究整理)

第二節 建築基本資料蒐集

為利於用電資料取得之後續探討建築因子與耗能之關係，以及瞭解實際綠 建築之使用、運轉情況，有必要針對每一綠建築案例進行建築相關資訊之調查， 此部分則以問卷調查之方式進行。調查區分為三大部分：(1)建築基本資料：建

築物名稱、地址、電錶個數與每一電錶號碼、用電需量、綠建築等級、綠建築標 章取得年期、建築類別、建築方位、使用人數、地上地下樓層數、總樓地板面積、 地下停車面積、空調面積等；(2)建築物空調設備資料：空調方式(中央空調或窗 型及分離式空調)、總空調噸數(USRT)、採用之空調節能技術等；(3)建築維護與 使用方式：週間上下班時間、假日使用情形、有無特殊用途空間(如 24 小時電腦 機房、實驗室等)以及調查取得標章後所進行之建築照明、空調等之更新等事項。 以上問卷資料擬商請綠建築使用單位盡量填寫，部分業主無法提供者，再透過財 團法人臺灣建築中心原申請單位之綠建築評定報告書查詢取得。為了系統姓的進 行建築耗能調查，研擬如下表 2-3 之「建築耗能基本資料調表格」以為蒐集相 關資料、數據之用。 表 2-3 建築耗能基本資料調查表範例 綠建築證書編號 GBXXX 案名 臺灣高雄 XX 辦公大樓新建工程 綠建築評估版本 2003 年版 綠建築等級 免評估 建築外殼節能 EEV(=EV/EVc) 0.79 主要空調空間面向方位 東西向 分類 項目 設計值 建築基本資料 建築座落地點 高雄市 總樓地板面積(m²) 10009.8 地下停車場面積(m2 ) 3027.8 地上樓層數(層) 6 地下樓層數(層) 1 標準層有效面積率 0.7 建築外殼參數 各時區之ENVLOAD值(kWh/m2 .a) 或AWSG或Req 90.63 外周區係數 0.57 建築外殼熱損失係數L(W/m2.a) 3.97 建物外殼各方位之總日射取得量 Mk*Ihk (W/m2a.) 52877.32 空調樓地板面積(m2 ) 5917.6 空調系統 冷凍主機形式(離心式或容積式) 離心式 冷凍主機總噸數(USRT) 125 主機性能 COP 4.82

空氣側系統(AHU or FCU) FCU 外殼熱性能 外牆構造平均熱傳透率U (W/m2 K) 2.47 屋頂構造平均熱傳透率U (W/m2 K) 1.09 開口部玻璃U (W/m2 K) 6.07 開口部玻璃日射透過率ηi 0.35 照明節能 照明 IER N/A 照明 IDR N/A 照明 EL 0.7 有非空調之走道(廊) 非空調走道面積(m 2 ) 0 居室面積(m2 ) 使用行為 建築使用時程 週一至週五 8:00-18:00；週休二 日 全年用電 EUI EUI (kWh/m2.a) 66.13 EUI(扣除停車場) (kWh/m2.a) 94.80 實際年用電量(kWh) 661931 動態EUI基準(kWh/m2 .a) 91.86 其他基本資料 基地面積(m2 ) 10587.45 建築面積(m2) 3666.2 構造種類(m2 ) RC 綠建築得分 綠建築總分 RS N/A 日常節能指標外殼得分RS41 N/A 日常節能指標空調得分RS42 N/A 日常節能指標照明得分RS43 N/A (資料來源：本研究整理)

第三節 綠建築樣本地址查詢

建築基本資料調查以及用電調閱之授權皆需與建築使用單位取得聯繫已獲 取所需資訊，因而需要取得使用單位之建築地址與聯絡方式，然而台灣建築中心 之綠建築資料庫內，由於當初的綠建築申請係多委由設計單位提出，且許多案例 於申請時並未取得詳細之地址，僅有地號地段資料與設計單位之聯絡方式。因此， 有必要透過既有的地號及相關的已知資訊反查詢建築物的地址與聯絡資訊。 地址的取得管道計有： (1) 內政部地政司地號查詢系統：此查詢系統的資料庫涵蓋了全國土地的資訊， 同時結合了交通部的路網數值圖等資訊，提供了一個簡潔、方便的系統提

供民眾查詢土地位置，包含了建物門牌、村里、地號等方式。在此系統中， 選擇地籍之頁籤，接著再選擇欲查詢處之縣市及鄉鎮市區，輸入段號及該 建築之地號，即可成功查詢到該位置，查詢畫面如圖 2-9 所示。 (2) 台北市地理資訊 e 點通查詢系統：包含電子地圖、PDA e-Map、進階地理 資訊等的查詢工具提供民眾查詢，其中進階地理資訊工具，是整合了地籍 圖、地形圖、道路及門牌的真實座標，並參考了市政業務的資料，提供定 位查詢的服務。進入「進階地理資訊」之頁面後，選擇「地籍地號」之頁 籤，在搜尋欄位中輸入地段小段、母號和小號，即可查看該地段地號所在 之位置，然而此查詢系統僅包含了台北區域的查詢，查詢畫面如圖 2-10 所示。 (3) 電訪申請單位或設計單位：如建築之使用單位為公家機關，常會設有官方 網頁，使用單位的聯絡方式與地址可透過官方網頁取得，再以電話確認建 物的實際地址與取得管理聯絡人資訊。 由於本計畫以發文至建築使用單位之方式取得用電調閱之授權，因此必須 確認發聞知受文單位與正確之發文地址。發文單位名稱之確認除透過官方網頁查 詢外，尚可藉由去電使用單位詢問而得。由「內政部地政司地號查詢系統」或「台 北市地理資訊 e 點通查詢系統」取得之地址資訊，再以 Google Map 反查驗證地 址之正確性。 圖 2-9 內政部地政司地號查詢系統之查詢畫面 (資料來源：本研究整理)

圖 2-10 台北市地理資訊e點通查詢系統之查詢畫面 (資料來源：本研究整理)

第四節 台電用電查詢與用電資料彙整

建築物實際用電量之取得管道分為(1)由建築管理者透過填寫問卷提供或(2) 藉由臺灣電力公司網站以電錶號碼進行查詢，電錶號碼亦需透過業主提供。因此， 建築物之用電資訊取得無論以何種方式，皆須仰賴業主之配合。因此，本研究最 終用電調查之樣本數量將取決於問卷調查過程所回收之有效樣本數而定。第一種 取得用電資料之方法最為直接，針對有意願配合用電調查之案例，則可透過本研 究設計之制式用電資料與建築使用行為調查表格，逕由使用單位填寫後回傳，表 格內容如附錄二所示。問項包括電錶號碼、各電錶號之用電記錄涵蓋範圍、建築 一週使用期程、電錶登記人以及各電錶號逐次抄錶起迄日與各期用電量等資訊。 其過程以有效之樣本為例，各綠建築案例用電之調查將依據各使用單位所 揭露之電錶號碼，透過臺灣電力公司網站之用電資料庫即可查詢該案最近 12 筆 之逐月或逐雙月之歷史用電度、電費資訊與抄表日期等資訊。但由於每次抄表日 期都不固定，為了求取逐月之用電量，本研究擬以每次抄表度數除以兩次抄表日 期內總天數，以求取此期間之單日平均用電量，最後再依每月日曆天數累計以求 得逐月之用電量，方法詳述於第四章第一節。此外，為了排除建築物無人或低限

使用而導致統計之偏差以失公允，將初步透過用電資料之分析剔除月均用電量為 基本用電度之樣本。

第五節 用電有效樣本篩選

有關於有效樣本之定義，必須為取得之用電量即為該標的建築物之用電量， 並且必須反應該建築正常使用下之用電情形，始能正確比較是否節能與否，以排 除因使用率低導致假性節能之情況。因此，除了一開始使用單位即無意願提供用 電資料以及資料不全或因重新申請標章延續之重複案例外，有必要針對業已取得 之各案用電資料予以初步分析或再次電訪使用單位詢問其建築物之使用狀況，以 釐清並判定是否進入後續之分析。以下為本研究歸納之幾種典型之無效樣本之樣 態，研究上皆予以剔除，避免影響分析之正確性與可信度。 1. 統計期間月用電量不足基本用電者 一般表燈用戶在向電力公司申請電號時，均會簽訂基本用電度數，此數據 乃決定於用戶當初對本身用電行為的定位而有所不同，若是用戶多半為營業使用， 則基本度數的設定值可能會較高或採用需量用戶的計費方式。表燈用戶月用電量 若高於該值，則以實際使用電量計算其電費；倘該用戶實際月用電量不足該基本 度數時，則以其基本度數收取電費。一般而言只要用戶長期持續使用建築，計費 期間內的用電量大多均會超過此基本度數，因此一旦在統計期間內發現用電資料 出現基本度數時，則表示該戶在這段期間可能為無人使用的狀態，屬於不穩定的 用電型態，本研究將取其他年份之用電資料予以分析，如其他歷年用電結構亦有 基本度數零星出現時，則將其歸類為無效樣本予以剔除不用，以免影響建築用電 比對時之客觀性。 2. 統計期間各月用電量呈現大幅波動而不穩定者 此外，部分樣本雖然其逐月用電量均大於基本用電度數，但是屏除因季節 交替造成的用電差異，如該用戶每個月間用電差異極大，或是夏季期間用電遠低 於其他月用電量。由於藉由觀察用電戶之逐月用電量可反映出其使用行為，故可 確定其是否為用電不穩定的用戶，意即該建築物之使用或因改裝無人使用，或因 出租率不高而部份閒置等各種因素導致建築之整體使用率不高，此情形亦不能反

應該建築物日常正常使用下之用電行為，此部分本研究也將其歸類為無效樣本的 範疇。 此外，許多商業建築採取需量用戶的計費方式，亦即訂定某一基準值的電 費標準，不論用電戶使用的狀況為何，其電費基準是相同，而這對於營業用途的 大用電戶，其收費的基本費用雖較高，但是平均單位電價卻較便宜，因此大部分 需較高耗電量的商業店舖傾向以需量用戶計價。倘該建築之用電狀況不穩定時， 此時電費雖然可能維持相同的支出，但是用電戶的用電量仍會反映出其低度使用 之情況，而需予以排除視為無效。 在用電資料的取得上，無效樣本的存在屬必然的情況。在過去相關研究的 文獻中，對於無效樣本的部分，因其形成的理由以及呈現的用電情形均無法解釋， 故在解析時乃採取刪去樣本的作法，僅就有效的合理樣本進行解釋。 3. 用電資料無法區分出獲綠建築標章建築之用電 有些案例向台電申設的電錶僅有全校單一電錶而無法取得獲綠建築標章建 築物之用電量，此一情況以學校類建築為數最多。本計畫針對此類情況，將再次 去電該學校(或單位)詢問是否校方私自設有獨立之電錶或能源監控系統，並要求 提供該標的建築之用電資料，若皆無時才歸納為無效樣本予以剔除。 4. 用電資料涵蓋大部份非建築本體之用電 少部份樣本雖有獨立之電錶，然而卻同時記錄了景觀用電、路燈照明用電 等非屬建築本體之用電，此亦無法明確區分出建築物本體之實際用電，如採用將 嚴重扭曲建築實際之用電情形，因此亦歸為無效樣本。茲將發文回收後有效樣本 之統計，分別依年份與地區別統計如下圖 2-12 與圖 2-13。 以上述之原則剔除無法分析之樣本後，在發出之用電調閱函文共 563 件中， 可供用電分析之有效樣本共 72 件，各排除原因之樣本數量與其比例之統計見圖 2-11。

圖 2-11 回收樣本無效原因統計 (資料來源：本研究整理) 圖 2-12 回收樣本有效性統計(依年度) (資料來源：本研究整理) 圖 2-13 回收樣本有效性統計(依地區) (資料來源：本研究整理)

圖 2-14 回收樣本按公私有所佔比例 (資料來源：本研究整理) 圖 2-15 回收樣本按建築類別所佔比例 (資料來源：本研究整理) 圖 2-16 回收樣本內綠建築標章各等級之數量分佈 (資料來源：本研究整理)

圖 2-17 回收樣本內綠建築評定書開放查閱之數量與比例 (資料來源：本研究整理) 圖 2-18 取得之有效樣本與母體之總樓地板面積分佈盒鬚圖 (資料來源：本研究整理) 圖 2-19 有效樣本建築規模分佈圖 (資料來源：本研究整理)

第三章 綠建築基線耗能建構理論

由第一章之文獻回顧可知，任何建築物之耗能比較皆須立足於與相似之建 築與使用條件之比較基礎上，始可公正客觀的進行節能評斷。先進國家的建築耗 能評估體係不外乎有兩大重要計算機制以修正維持其建築耗能比較之公平性與 合理性，此即待評估之建築與比較基準之建築其「營運條件」與「建築空間組成」 需具備一致性。唯有上述二條件皆相同之情形下，方能使待評估建築與比較基準 站在相同的先天條件下進行耗能比較。在台灣坊間各式建築空間中，同類型建築 物的空間組成不盡相同，以台灣坊間百貨公司為例，內部空間除了一般常見的服 飾、商品展售區外，有的百貨公司包含電影院影城、有的有美食街、有的則附設 生鮮超商，這即是同類型建築物空間組成不盡相同之例。說明了台灣「建築空間 混用」極為普遍之現況(陳介慧 2009, 蘇梓靖 2014)。 本研究為公允探討已獲綠建築標章建築物之節能成效，必須事先定義每一 建築物之比較對象，建立建築基線耗能比較對象之方法區分為電腦模擬精算法與 EUI 比較法。影響建築耗能之因子可區分為建築設計因子與使用因子。其中建築 因子包括氣候因子、建築外殼之性能、照明系統之選用與空調系統效率，這些因 子業已納入綠建築日常節能指標評估之範疇，因此得以管制。然而在建築使用因 子部分，涉及人為使用模式因素，存在相當大之不確定性，過去曾有研究探討事 前之電腦模擬預估與實際之建築耗能量之差異，發現兩者差距可達 60-70%，但 藉由實際觀察建築物之使用模式後，重新描述模擬建築之使用行為再次進行模擬 比對實際之用電量，則可將差異縮減至 3% (Menezes, Cripps et al. 2012)。然而應 用電腦模擬建立建築耗能基線以排除使用者因子之方式必須經過長時間與廣泛 之使用者行為觀察，以作為模擬之輸入要項，所需人力與成本較高，本研究擇二 個資料取得較為完整之案例進行此一基線耗能精算法之建構並與 EUI 比較法進 行探討其差異。因此，本研究為建構建築基線耗能以為節能比對之對象所採用之 方法有二：(1)建築耗能精算法與(2)建築 EUI 比對法。此二種方法分述如下各節。

第一節 基線耗能精算法

所謂精算法係指以電腦動態模擬之方式搭配當地之氣象資料模擬建築物之 全年合理耗能量。此類常用之模擬工具如 DOE-2.2、EnergyPlus 等，是一由描述

建築各部位構造、空調系統、照明系統與使用行為等是一種由下而上將各耗能項 目逐項累計之建築能源預測方式。由於此類模擬軟體著重於空調熱負荷之解析， 因此較適合應用於中央空調類型建築之能源預測，對於非空調型如學校類、大型 空間類等建築則不適用此一方法。美國 LEED 對商業建築能源之評估法即以電 腦動態模擬之方式比對設計之建築(proposed)與與事先定義之基線建築(baseline) 耗能差異以計算得分，並以建築營運(in operation)後一年之實際用電量予以驗證 得分，其基線建築之建築規模、方位、比例、空間組成、開口率、外界氣候等皆 完全比照設計之建築物來模擬，而建築各部位性能方面則採用美國冷凍工調協會 ASHRAE Standard 90.1 標準附錄 G 內對建築外殼性能、設備性能之定義進行模 擬(ASHRAE 2007)。 本研究承襲 ASHRAE standard 90.1 之精神以其對基線建築物之模擬方法作 為本研究模擬基線建築耗能之方法。研究上擬以美國能源部開發之 EnergyPlus 為模擬工具，針對中央空調型之綠建築(例如：辦公、百貨、醫院、旅館等)，以 調查得之綠建築建築圖面資訊建立基線模型，其內容建築構造熱性能以現行建築 構造法令規定上限外牆熱傳透率 3.5 W/m²K 與屋頂熱傳透率 1.0 W/m²K 模擬；空 調系統以合理主機容量搭配定風量系統模擬；照明則依綠建築日常節能指標各空 間之照明功率密度模擬之。模擬時同步以用電取得期間之中央氣象局測站觀測逐 時資料為模擬之外界氣候條件以與同時期之實際建築用電比較，建立綠建築之基 線用電耗能以為與實際用電量比對節能成效。 本研究所採用之綠建築基線耗能模擬軟體 EnergyPlus 是在美國能源部 (Department of Energy, DOE)的支持下，由勞倫斯·伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory, LBNL)、伊利諾斯大學(University of Illinois)、美國 陸軍建築工程實驗室(U. S. Army Construction Engineering Research Laboratory)、 奧克拉荷馬州立大學(Oklahoma State University)及其他單位共同開發的，是一個 全新的軟體，它不僅整合了建築能耗分析軟體 DOE-2.2 和 BLAST 的優點，並且 具備許多新的功能，被認為是用來替代 DOE-2.2 的新一代的建築能耗分析軟體 (Crawley, Lawrie et al. 2001)。其運算核心如圖 3-1 所示。

圖 3-1 建築耗能精算法EnergyPlus運算核心與輸入模組

(資料來源：(Lawrence Berkeley National Laboratory 2013))

然而礙於此類電腦耗能模擬計算程式是以建築熱負荷為基礎，主要目的在 於推算建築之空調耗能，一棟商業建築之用電耗能除了空調與照明用電外，尚有 電梯、給排水泵、事務機器用電、機械通風設備等之用電，此部份用電之推估則 擬以前節所述之 LCCO2-C 有關此類設備用電之推算法進行預估。 由於以此法進行基線耗能之建構方式有其複雜性，建構電腦耗能模擬用之 模型需大量人力時間之投入，因此本研究擬視樣本取得情形擇幾棟進行精算模擬。 本研究主要之節能驗證方式，將以下一節建築 EUI 比對法為主。

第二節 建築耗能密度 EUI 比對法

用於描述建築物之耗能量常以「建築耗能密度 EUI (Energy Use Intensity)」 作為建築耗電指標來進行統計研究，以排除用電量隨建築規模越大而趨大之情況。 所謂「建築耗能密度 EUI」，即將建築全年耗電量除以建築總樓地板面積所得數 值，是代表建築物用電密度之指標，EUI 能有效反映建築耗電特性，為國際間常 用的建築耗能指標。 國內過去已有針對我國住商部門進行大規模之用電統計調查，於 2005 年由 經濟部委託財團法人中華建築中心執行之大規模之建築用電調查，曾建立各類建 築之平均建築耗能密度 EUI (溫維謙, 簡永和 et al. 2005, 溫維謙, 簡永和 et al. 2006)，此成果後經經濟部能源局於 2006 年公告為「建築物用電參考指標」，如 下表 3-1 所示(經濟部能源局網站 2006)，為因應不同建築物的停車面積比例不 同，而停車空間的耗電需求僅有低密度照明與通風，其耗電密度顯然遠小於其他 空間，因此該研究提出 EUI 基準之計算方式，應將一般居室空間與停車空間分 開計算用電，並以樓地板面積加權計算其基準 EUI。

表 3-1 經濟部公告之建築物用電參考指標 建築物分類 扣除室內停車場之 EUI 值(kWh/ ㎡.yr)(註 1) 計入室內停車場之 EUI 值(kWh/ ㎡.yr) (註 1) B/A 主類別 次類別 總樣 本數 平均 值(A) 標準 差 標準差/ 平均值 Top 25% (註 3) Btm 25% (註 3) 平均 值(B) 標準 差 標準差/ 平均值 Top 25% (註 3) Btm 25% (註 3) 行政院所 屬機關 (註 2) 47 － － － － － 155.8 68.4 43.9% 109.7 201.9 地方政府 所屬機關 (註 2) 91 － － － － － 116.5 48.3 41.4% 83.9 149.0 公立大專 院校 (註 2) 國立科 技大學 10 － － － － － 92.2 24.9 27.0% 75.4 109.0 國立普 通大學 20 － － － － － 72.8 19.2 26.3% 59.9 85.7 辦公大樓 類 132 241.9 87.4 36.1% 183 301 186.2 72.3 38.8% 137.0 235.0 77% 旅館類 國際觀 光旅館 31 314.9 60.2 19.1% 274 356 262.0 58.3 22.3% 223.0 301.0 83% 一般觀 光旅館 及一般 旅館 124 190.6 58.6 30.8% 151 230 169.7 50.4 29.7% 136.0 204.0 89% 醫院類 教學醫 院 15 320.8 42.7 13.3% 292 350 258.7 38.8 15.0% 233.0 285.0 81% 區域醫 院 59 310.1 51.0 16.4% 276 344 254.1 45.6 18.0% 223.0 285.0 82% 地區醫 院 37 205.3 66.7 32.5% 160 250 180.8 56.9 31.5% 142.0 219.0 88% 百貨商場 類 購物中 心 15 525.2 162.8 31.0% 415 635 289.0 71.9 24.9% 240.0 338.0 55% 量販店 80 457.4 92.9 20.3% 395 520 297.8 92.8 31.2% 235.0 360.0 65% 百貨公 司 54 586.2 92.9 15.8% 523 649 402.1 92.2 22.9% 340.0 464.0 69%

註 1：EUI 表 Energy Use Intensity，每年單位樓地板面積耗電量(kWh/㎡.yr)。 註 2：目前政府機關及公立大專院校，目前尚無室內停車場面積之統計資料。 註 3：Top25%表相對取換算統計區間 100 名中，由高至低排列第 25 名之值、而 Btm25%則取第 75 名之值(由低至高則為第 25 名)之用電指標值。 (資料來源：(溫維謙, 簡永和 et al. 2006)與(經濟部能源局網站 2006)) 另外，行政院為了落實全民全面節能減碳行動，亦於民國 100 年 5 月 23 日 核定「政府機關及學校四省（省電、省油、省水、省紙）專案計畫」，以精進政 府機關及學校節約能源成效，示範引導民間採行節約能源措施，該專案同時制訂 公告了六大類共 176 種建築類別之 EUI 基準以為參考。而，財團法人綠色產業 基金會於 2010 年取樣 674 家能源大用戶資料統計，統計 2010 年 1 月至 12 月之 用電資料，結果如表 3-2 所示，然而以上統計係納入建築物之停車場面積進行

單位面積年用電量密度(EUI)計算，未將耗能密度較低之地下停車場予以獨立區 分(財團法人台灣綠色生產力基金會 2011)。 此外，據(陳瑞鈴 and 林憲德 2010)之研究指出，過去建築物的耗能分類標 準多有賴於可靠又大量的建築耗能量統計基礎，這些統計在國外多透過電力公司 進行，而台灣電力公司對於建築耗能管理著力不深，致使於國內建築耗能密度 EUI 分析與研究統計樣本數有限，現階段尚無法同時區分建築型態、樓層高低、 使用時間、設備密度對於 EUI 差異的影響，該研究歸納出我國各類建築的耗電 強度 EUI 平均水準，其成果首先提出了各類建築耗能動態 EUI 之概念(如表 3-3)， 區分建築內部之各建築空間型態、使用強度、使用時間、設備密度等因空間型態 之不同對於 EUI 產生差異之影響，該研究藉由大規模分析建築之實際用電量以 及輔以電腦模擬不空調時區、不同空間使用強度分區之用電量，提出了辦公類、 百貨類、醫院類、旅館類與住宿類建築，以樓地板面積加權各不同空間屬性之 EUI 而得整體建築物之 EUI。 表 3-2 綠基會 2010 年 EUI 統計 建築物用途分類 統計樣本 平均值 最小值 最大值 標準 差 主類別 次類別 (家) kWh/(m².a) kWh/(m².a) kWh/(m².a) 政府機 關類 中央(一般行政) 27 130.3 44.8 202.5 47.8 地方(一般行政) 19 96.5 73.1 136.2 17.5 學校類 一般大學 57 89.7 59.0 132.2 9.3 科技大學 32 75.7 55.9 97.0 0.5 高級中學 45 68.8 20.0 164.0 29.9 工商職業學校 11 54.9 38.4 79.5 2.3 辦公大 樓類 無 134 164.5 98.0 271.1 10.0 旅館類 國際觀光旅館 33 218.1 153.2 283.4 35.1 一般觀光旅館 16 219.7 137.4 309.3 50.0 一般旅館 8 192.7 176.3 210.0 3.6 百貨商 場類 購物中心 13 216.3 137.4 276.7 16.6 百貨公司 50 345.9 221.4 493.7 72.8 量販店(一般) 80 261.4 151.4 498.8 74.3 量販店(無冷凍 冷藏) 9 233.2 148.0 393.8 93.1 複合式商場 21 255.2 136.7 410.0 72.3 醫院類 醫學中心 24 246.5 155.4 339.9 48.5

區域醫院 56 235.0 161.8 321.9 40.4 地區醫院 25 170.5 115.1 230.7 36.9 電信機房 30 871.9 509.2 1411.1 223.0 註:取樣 674 家能源大用戶資料統計，統計期間為 2010 年 1 月至 12 月。以上統計納入建築物之停 車場面積進行單位面積年用電量密度計算 (資料來源：(財團法人台灣綠色生產力基金會 2011)) 表 3-3 各類辦公場所 EUI 調查資料 建築類型 空間類型 EUIs 基準值 (kWh/m²) 辦公建築 辦公空間 179.86 非空調走道空間 5.4 百貨商場建築 量販店 457.4 大型百貨公司 586.18 醫院建築 病房部門 EUI 基準值 211.1 10 小時營運部門基準值 263.1 重症部門 EUI 基準值 620.8 國際觀光旅館 大廳空間 EUI 基準值 549 辦公行政空間 EUI 基準值 210.3 餐飲空間 EUI 基準值 445.2 娛樂商場空間 EUI 基準值 424.6 客房空間 EUI 基準值 153.3 觀光及一般旅館 大廳空間 EUI 基準值 431 辦公行政空間 EUI 基準值 155.6 餐飲空間 EUI 基準值 299 娛樂商場空間 EUI 基準值 379.5 客房空間 EUI 基準值 126.3 (資料來源：(陳瑞鈴 and 林憲德 2010)) 由於我國之建築使用常為複合型態，意即單一建築物內常有使用行為迥異、 使用期程不一等之建築使用用途，各用途別之建築耗能模式亦大不相同，因此倘 以單一建築類型之 EUI 作為比較之基準，將無法反應建築物真實之使用情況。 從過去建築能源統計的文獻得知，不同建築類型，耗能數值、耗能密度 EUI 亦 不相同；而若再以更微觀的角度解檢視建築內部空間，亦會發現建築空間亦有類 似的現象：低度使用的儲藏室、營運單純的辦公空間、人員流動頻繁的商店所呈 現出來的耗能特性都大不相同。顯然，若能分辨耗能特性不同的建築室內空間，

即能掌握建築各種空間的耗能多寡，而可將各別空間堆砌在一起，進而組合獲得 整棟建築物的耗電全貌(蘇梓靖 2014)。因此，國內另有文獻提出以動態 EUI 之 觀念來呈現此一複合型建築耗能情況複雜之用電基準，將更為合理並符合臺灣之 民情，可應用於大多數臺灣坊間之各類建築，此一動態 EUI 之概念參考自(楊冠 雄, 黃志弘 et al. 2012, 林憲德 2014)、(陳瑞鈴 and 林憲德 2010)與(蘇梓靖 2014)，茲將這些研究內所歸納出之 37 種典型建築空間使用類別之 EUI 基準羅列 如表 3-5 所示，作為本研究後續建築耗能 EUI 之比較基礎。 為應用建築動態 EUI 之原理以計算一棟建築之基線耗能，首先需將一棟建 築物依該 37 種空間類型逐一區分出其相應之樓地板面積，再乘上各空間類型之 EUI 基準值，最後再除以總樓地板面積而得該棟建築所屬獨一無二之 EUI 基準， 作為本研究實際綠建築耗能之比較對象，公式如下所示。其概念如圖 3-2 所示， 首先區分同一棟建築物內分屬 10 小時辦公空間、12 小時商場與 24 小時停車場 等之面積，再分別以各所屬空間類型之耗能 EUI 基準以樓地板面積加權之方式， 換算全棟建築之基線耗能 EUI。 𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝑏𝑏 = ∑(𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸_{∑ 𝐹𝐹𝐹𝐹}𝑠𝑠𝑠𝑠 × 𝐹𝐹𝐹𝐹𝑠𝑠) 𝑠𝑠

其中EUIb為整棟建築之基線年耗能量(kWh/m².a)；EUIsi為i空間類型之年耗能基準(kWh/m².a)；FAi 為i空間類型之樓地板面積(m²) 圖 3-2 動態EUI概念示意圖 (資料來源：本研究整理) 另，如以某銀行為例，其建築內部之空間組成為地下二、三樓是地下停車 場(F1)、地下一樓部份為十小時營業之員工餐廳(K3)、部份為停車場(F1)、九樓 為 24 小時運轉之電腦機房(E2)，而其餘空間則全為十小時空調使用之辦公空間 與附屬大廳空間(K1)，意即該棟銀行大樓係由如表 3-5 內之空間代號F1、K3、

E2 與K1 所組成，各空間有其各自獨立之合理年用電密度基準(EUIsi)，因此在計 算整棟建築之基準EUI時，即以各空間種類所佔之樓地板面積進行加權計算而得。 然而，此一建築動態EUI基準僅計算了空調系統、照明系統與事務機器設備之耗 能，尚未包括給排水耗能、電梯耗能等，因此尚須預估給排水與電梯設備系統之 耗能基準，始得與綠建築之實際用電量基於同樣之基礎上互為比較。  電梯設備基線耗能推估法 在電梯基線耗能之估算上，本研究調查每一綠建築樣本之所有電梯數量， 並以 15 人份之標準電梯取中運轉速度(約 105m/min)並依日本之建築省能計算標 準手冊之建議，以一年使用 2000 小時估計，相當於每部電梯約耗電 8058 (kWh/ 台.yr)來估計。  給排污水基線耗能推估法 給排污水之耗能主要來自於水泵之運轉耗能，此部份係由建築各空間之使 用人數推估而得，依據建築碳足跡計算(林憲德 2014)中的 BCF 法(Building Carbon Footprint Evaluation Method)，針對建築使用階段，給汙水全年耗能量(Wt) 之計算法如下各式：

Wt = Qw × Ewp + Qw × Ewt Qw = �(𝑛𝑛𝑛𝑛𝑠𝑠 × 𝑛𝑛𝑝𝑝𝑠𝑠 × 𝑄𝑄𝑄𝑄𝑠𝑠) npi = pdi × AFIi

Ewp = 0.02 × (S + Sb + 2) Wt：給汙水耗電量(kWh/yr) Qw：總用水量(m3/yr) Qwi：i類空間用水量(m3/yr)，如表 3-4 npi：i 類空間使用人數 pdi：公共建築i類空間人員密度(人/m2) AFIi：i類空間室內面積(m2) pri：i 類空間用人員使用率，無單位，如表 3-4 Ewp：揚水耗能密度(kWh/m3) Ewt：淨水汙水處理耗能密度(kWh/m3)，標準值為 0.8 kWh/m3 S：地上的總樓層數 Sb：地下的總樓層數

表 3-4 空間人員使用率與年用水量 空間所屬分區 人員使用率 pri 用水量(m3 /人) 24 小時空調型住宿類空間 0.7 109.5 24 小時間歇空調常住型住宿類空間 0.8 98.6 24 小時營業設備間歇使用類空間 0.5 11.0 24 小時營業設備穩定使用類空間 0.5 11.0 24 小時無空調類空間 0.4 1.1 18 小時交通運輸類空間 0.4 11.0 15 小時視聽娛樂類空間 0.5 3.6 12 小時營業類空間 0.5 4.6 12 小時間歇使用類空間 0.5 9.1 10 小時行政辦公類空間 0.7 25.4 10 小時學校教室類空間 0.6 10.1 工廠廠房製程空間 (10 小時行政辦公類) 0.7 25.4 工廠廠房製程空間 (24 小時設備穩定使用類) 0.7 43.8 (資料來源：(林憲德 2014)) 表 3-5 37 種基本空間 EUI 指標表 空間所屬分區 空間名稱 EUIsi基準 (kWh/m2) 24 小時空調型 住宿類空間 A1 24 小時輕設備醫療空間（一般病房+護理站） 225 A2 全年空調住宿空間（飯店客房及辦理入住業務之大廳、 櫃台） 138 24 小時間歇空 調型住宿類空 間 B1 間歇空調透天住宅、集合住宅（含住宅室內公共空間） 50 B2 間歇空調不常住型住宿設施（學校、機關、企業宿舍及 其附屬接待大廳、室內公共空間） 56 24 小時間歇空 調常住型住宿 類空間 C1 間歇空調常住型住宿設施（養老院、孤兒院、療養院及 其附屬接待大廳、室內公共空間） 76 24 小時營業設 備間歇使用類 空間 D1 24 小時連鎖超商與速食餐廳 1393 D2 24 小時重設備醫療空間（加護病房、急診區） 486 D3 醫院手術房(含其附屬空間) 518 24 小時營業設 備穩定使用類 空間 E1 24 小時冷凍冷藏空間（飯店、餐廳、量販店之大型專 用冷凍冷藏空間) 700 E2 電腦、電信機房（內含高密度電腦、電信設備之全空調 機房） 933 24 小時無空調 類空間 F1 24 小時機械換氣空間（室內停車空間、變電室、地下 室倉庫、機房等雜空間） 28 F2 無空調之大型專用倉庫（不含其他空間附屬之小儲藏 室、倉庫） 37 18 小時交通運 輸類空間 G1 車站、轉運站、航站之大廳（業務大廳區以外空間(如 販賣部、商品店等)以 12 小時營業空間處理） 355

15 小時視聽娛 樂類空間 H1 電影院、影城（包括走廊、前廳） 354 12 小時營業類 空間 I1 一般商店、超市、百貨專櫃(未設餐飲空間、美食街、 冷凍冷藏設備等者） 316 I2 高照明商場（百貨一樓美妝商場） 484 I3 一般餐廳、飯店宴會場（中西餐廳，特色餐廳，美食街 等，含附屬廚房、備餐區、冷凍冷藏區） 345 I4 有大量冷凍冷藏設備之生鮮商場、量販店 591 I5 中央廚房、中央洗衣房 253 I6 12 小時輕設備醫療空間（醫院之門診部、診所、大廳 等） 229 I7 12 小時重設備醫療空間（醫院之檢驗部、藥劑部、放 射科、血液透析中心、復健部等） 530 I9 體育館室內賽場區、運動場館空間（健身房、舞蹈室、 室內球場、保齡球道、運動練習室、運動俱樂部、室內 游泳池，含附屬空間） 119 I10 娛樂空間（電子遊樂場、KTV、網咖、撞球、酒吧、舞 廳、卡拉 OK 等，含附屬空間） 211 I11 有大量加熱設備之專用休閒設施（營業專用 SPA&三溫 暖、溫泉澡堂，不含附屬於其他空間之小休閒設施） 607 12 小時間歇使 用類空間 J1 展覽空間（美術館、文物陳列室、商業展覽場等，及其 附屬接待大廳、室內公共空間） 153 J2 專用演講廳、禮堂、會議中心、會議廳、演講活動兼用 之宗教集會廳 155 J3 演藝廳、表演廳、演藝活動兼用之體育館 166 J4 體育館專用室內座位區 187 10 小時行政辦 公類空間 K1 辦公行政類空間、學校辦公行政空間（辦公、會議、行 政、視聽、研究、實驗相關空間及其附屬大廳與室內公 共空間） 121 K2 圖書館（含閱讀區、書庫區與及其附屬大廳與室內公共 空間） 113 K3 機關餐廳（學校、企業、工廠之大眾餐廳，含附屬廚房、 備餐區、冷凍冷藏區） 238 K4 工廠實驗、研究室（研發空間及其附屬大廳與室內公共 空間） 162 10 小時學校教 室類空間 L1 學校教室（普通教室、專科教室、視聽教室） 97 工廠廠房製程 空間(24 小時設 備穩定使用類) M1 無空調一般工廠作業區 253 M2 空調型一般工廠作業區 541 M3 空調型精密製造區 591 M4 空調型潔淨生產區 563 工廠廠房製程 空間(10 小時行 政辦公類) M1 無空調一般工廠作業區 86 M2 空調型一般工廠作業區 170 M3 空調型精密製造區 186 M4 空調型潔淨生產區 176 註：工廠廠房製程空間 EUI 之計算上，扣除製程設備耗能(80%電器設備密度) (資料來源：(林憲德 2014, 蘇梓靖 2014))