中 華 大 學 碩 士 論 文
綠建築日常節能指標改善校園舊有建築耗 能之研究-以中華大學建築與規劃學院為例
Research on the improvement of energy consumption for existing buildings on campus with green building daily
energy saving index –the College of Architecture and Planning of Chung Hua University
系所別：營建管理學系碩士班 學號姓名：M09916002 陳紀宏 指導教授：蕭炎泉 博士
中華民國 101 年 7 月
i
摘 要
地球暖化日益嚴重，節能減碳為各國政府竭力提倡之重要施政目標。本研究 以綠建築(EEWH)評估系統之「日常節能指標」為評估依據，並以改善校園舊有 建築之耗能為目的。主要評估項目為「照明系統節能效率(EL)」、「空調系統節能 效率(EAC)」與「建築外殼節能效率(EEV)」，日常節能指標合格標準為 EL、EAC、
EEV 皆須合格則通過；評估標的建物現況之用電量、用電密度、用電結構等，
而後依據綠建築之評估結果，針對不符合標準項目進行檢討及改善。本研究以 Ecotect 軟體做為現況分析及案例驗證之工具，導入現況模型進行日照遮擋、熱 輻射與光環境等分析，針對不合格之項目規劃節約能源改善方式並評估改善效益，
期望能符合綠建築規範、節省能源之耗用，以求建築永續發展之目的。
經本研究案例評估後，綠建築日常節能指標之建築外殼節能為不合格，並提 出改善計畫，其建築外殼需裝設 70cm 水平及垂直外遮陽系統，方能達成節能效 益，並符合綠建築標準；標的建物之空調系統節能現況已符合標準，經評估改善 外遮陽系統後，每年更可節省空調電費約 10%；在照明節能部分，已符合綠建築 標準，現況已將部分 T8 燈具更換為 T5 省電燈具，經評估每年可省下約 17 萬元，
預估 2.1 年燈具成本可回收。
關鍵字：綠建築、日常節能指標、舊有建築、生命週期、建築資訊模型、Ecotect
ii
Abstract
In light of the growing threat from global warming, energy conservation and carbon reduction have become key objectives of policy implementations for governments around the world. In this research, the “daily energy saving index” from the EEWH green building evaluation system has been adopted as the basis of assessment for energy consumption improvement of existing buildings on campus.
Daily energy saving index entails EL (lighting system energy efficiency), EAC (air-conditioning system energy efficiency) and EEV (building envelop energy efficiency); a building needs to pass all three efficiency standards to receive a passing daily energy saving index score. The standard was used to assess aspects of target buildings including their existing power consumption, consumption density, consumption structure and so forth to review and improve upon the noncompliant items based on the results of green building assessment. For purposes of this research, Ecotect has been chosen as the tool for situation analysis and case validation by incorporating building information modeling for analyses of sun shading, heat radiation, light environment and so forth; for noncompliant items, the study provided means of energy conservation improvement to improve relevant performances along with estimates of improvement margins so that the target buildings would become compliant with green building standards. This would reduce energy consumption and facilitate sustained development for the buildings in question.
In the assessments conducted in the study, the target buildings failed to pass the EEV standard. The plan of improvement presented in the study suggested that the building envelop required an exterior shading system (running 70cm vertically and horizontally) to achieve the expected energy saving performance required for green building standard. As for the buildings’ existing air-conditioning systems, the study found them compliant with current standards. With the suggested shading system in place, it may be expected to save approximately 10% of the costs of electricity bill for air-conditioning per year. With regards to energy conservation for lighting systems, the target buildings are in fact compliant with the green building standards. Presently, a portion of the T8 light fixtures have been replaced with the energy-saving T5 fixtures, which are expected to save approximately NT$ 170,000 per year for
iii
electricity costs. The costs of these new light fixtures are expected to be recouped within 2.1 years.
Keywords: Green building, Daily energy saving index, Existing buildings,Life
cycle, Building information modeling, Ecotect.
iv
誌 謝
時光飛逝，兩年的研究所生涯已經接近尾聲，在學期間，我所接觸到的任何 人事物都讓我成長了不少。撰寫論文過程中，時常遭遇到許多困境，從題目審、
進度審、所內審直到所外審，過程漫長也辛苦，時不時冒出放棄的念頭，卻有一 句話不斷的激勵自己-「吃苦當作吃補」，想要有幸福的人生，就要甘於吃苦，
因此燃起了鬥志，繼續前進，困難也一一克服，讓我在逆境與挫折中繼續前進，
最後能完成一篇論文且順利畢業，也得到了不少的成就感。
首先我真的很感謝我的指導教授 蕭炎泉博士，在我撰寫論文過程中能督促 我，熱心地與我討論，指引我撰寫論文的方向，提供了不少的建議，讓我的論文 能夠順利完成。我還要感謝系上吳卓夫老師、王明德老師、吳福祥老師、鄭紹材 老師、余文德老師、楊智斌老師、楊錫麒老師、許玉明老師、邱垂德老師、石晉 芳老師，感謝各位老師在我大學及研究所六年以來的教導。也要感謝論文口試委 員 林大森博士在百忙之中抽空，對學生給予諸多寶貴的意見及指導。
接著我要感謝我的學長驄騰與士凱，相處的時間雖然不長，可是特別感謝過 去一年來的協助與指導，感謝誌銘、宇德學長，時常與我們分享寶貴的學習經驗；
感謝 99 級碩士班的所有同學，泰羽、泰旭、家洋、肇猷、泱達、宇芬、玉國、
懷德、輝龍、伊揚，有你們的陪伴，在論文撰寫時給予我許多意見及鼓勵，讓我 論文能夠順利的完成；還有 98 級碩士班的學弟們，欣佑、佳慶、泯峰，剩下一 年的時間你們也要努力成長，好好加油；還有我的大學同學育瑋、明正、富盛，
謝謝你們時常關心我，永遠不忘記與你們相處時的歡笑與快樂；感謝院辦助理佩 娟及系辦助理雅嵐，感謝你們這幾年來的幫忙。
最後我要感恩我的家人，感恩我的父親，在精神上全力的支持我就讀研究所，
也給予我許多寶貴的意見；感恩我的母親，給予我最多的關懷還有包容；感恩我 的姊姊，在我面對挫折及壓力時鼓勵我，讓我重拾信心。感恩父母親這二十多年 來的養育之恩，再多的言語也無法表達心中的感激。
中華大學營建管理學系碩士班 陳紀宏 2012/07/11
v
目 錄
摘 要... i
Abstract ... ii
誌 謝... iv
目 錄... v
表 目 錄... viii
圖 目 錄... x
第一章 緒論 ... 1
1.1 研究背景... 1
1.2 研究動機... 2
1.3 研究目的... 2
1.4 研究範圍與限制... 3
1.5 研究方法... 3
1.6 研究流程... 5
第二章 文獻回顧 ... 6
2.1 綠建築... 6
2.1.1 綠建築的定義... 6
2.1.2 台灣推行綠建築之現況... 7
2.1.3 綠建築九大指標的意義... 8
2.1.4 國內外綠建築評估比較... 12
2.2 日常節能指標... 14
2.2.1 日常節能指標的節能政策... 14
2.2.2 日常節能的目的... 14
2.2.3 日常節能的規劃... 15
2.2.4 其他節能設計... 17
2.3 建築資訊模型(BIM) ... 19
2.3.1 建築資訊模型(BIM)之介紹 ... 19
vi
2.3.2 建築資訊模型(BIM)之應用 ... 20
2.3.3 Ecotect 之介紹... 21
2.3.4 Ecotect 之應用... 22
第三章 建築節能評估法 ... 24
3.1 建築技術規則-綠建築基準 ... 24
3.1.1 建築物節約能源... 24
3.1.2 日常節能用詞定義... 24
3.1.3 建築物外殼節約能源之設計... 25
3.2 學校類建築物節約能源設計技術規範... 26
3.2.1 節約能源技術規範之依據、目的及適用範圍... 26
3.2.2 氣候分區... 27
3.2.3 評估指標... 29
3.2.4 評估基準... 29
3.2.5 指標計算法... 30
3.3 綠建築日常節能指標評估法... 33
3.3.1 建築外殼節能效率評估法(EEV) ... 33
3.3.2 空調系統節能效率評估法(EAC) ... 34
3.3.3 照明系統節能效率評估法(EL) ... 37
3.4 Ecotect 輔助功能探討... 39
3.4.1 日照與遮擋分析... 39
3.4.2 空間舒適度分析... 42
3.4.3 光環境分析... 44
第四章 標的建物案例分析 ... 47
4.1 建築與規劃學院... 47
4.1.1 用電調查及分析... 49
4.1.2 標的建物空調統計平面圖... 51
4.1.3 標的建物照明統計平面圖... 55
4.1.4 標的建物立面圖... 59
4.2 日常節能計算... 61
vii
4.2.1 建築外殼節能效率評估(EEV 計算) ... 65
4.2.2 空調系統節能效率評估(EAC 計算) ... 69
4.2.3 照明系統節能效率評估(EL 計算) ... 71
4.3 使用 Ecotect 進行現況分析... 78
4.3.1 Ecotect 分析外殼節能... 80
4.3.2 Ecotect 分析空調節能... 83
4.3.3 Ecotect 分析照明節能... 85
第五章 以 Ecotect 模擬及改善效益評估 ... 88
5.1 改善外殼節能效益評估... 88
5.1.1 外殼節能 EV 值改善 ... 90
5.1.2 Ecotect 模擬改善前後比較... 94
5.2 改善空調節能效益評估... 97
5.2.1 Ecotect 模擬改善前後比較... 98
5.2.2 年度節省費用... 100
5.3 改善照明節能效益評估... 101
5.3.1 投資成本與年度節省費用... 102
5.3.2 回收年限估算... 103
5.3.3 省電效率估算... 103
第六章 結論與建議 ... 104
6.1 結論... 104
6.2 建議... 105
參考文獻... 106
viii
表 目 錄
表 2.1 台灣綠色建築九大評估指標系統、排序與與地球環境關係... 10
表 2.2 台灣綠建築指標評估內容概要表... 11
表 2.3 國際既有建築相關之綠建築評估系統架構... 12
表 2.4 日常節能指標簡易查核表... 15
表 2.5 燈具比較表... 18
表 3.1 天窗日射透過率表... 25
表 3.2 氣候分區表... 27
表 3.3 學校類建築物居室空間之窗面平均日射取得量表... 27
表 3.4 建築外殼耗能指標與基準表... 34
表 3.5 空調系統冰水主機性能係數標準 COPc ... 36
表 3.6 主機容量效率基準 HSCc ... 37
表 3.7 安定器效率系數 Bi ... 38
表 3.8 照明控制系數 Ci ... 38
表 3.9 燈具效率系數 Di... 38
表 4.1 建築與規劃學院基本資料... 47
表 4.2 標的建物 2011 年度設備用電量統計表 ... 49
表 4.3 標的建物日常節能指標評估標準表... 61
表 4.4 天窗平均日射透過率 HWs 及外殼玻璃可見光反射率 Gri 評估表 ... 63
表 4.5 屋頂平均熱傳透率 Uar 評估計算表... 64
表 4.6 標的建物開窗統計表... 65
表 4.7 學校類建築物 AWSG 正式評估表 ... 66
表 4.8 標的建物照明數量統計及預估年度用電量... 71
表 4.9 燈具效率係數 IE 計算表 ... 74
表 4.10 主要作業空間照明功率檢核表... 76
表 4.11 日常節能指標評估表 ... 77
表 5.1 標的建物外殼節能 EV 值改善前後比較表 ... 90
表 5.2 學校類建築物 AWSG 正式評估表(改善後) ... 91
表 5.3 外遮陽對於室內熱環境的影響... 97
ix
表 5.4 改善外遮陽室內節能統計表... 100
表 5.5 室內照明設備改善統計表... 101
表 5.6 CNS 國家照度標準表學校類 ... 102
表 5.7 T5 燈具價格及數量表 ... 102
表 5.8 建築與規劃學院照明改善後節省費用及回收年限比較表... 103
表 5.9 建築與規劃學院改善後省電效率表... 103
x
圖 目 錄
圖 1.1 研究流程圖... 5
圖 2.1 Ecotect 在設計中的應用... 22
圖 3.1 氣候分區圖... 28
圖 3.2 項目頁面設定... 39
圖 3.3 基本遮陽形式... 40
圖 3.4 陰影模擬... 40
圖 3.5 太陽光線照射模擬... 41
圖 3.6 太陽光線可視化頁面... 41
圖 3.7 網格配置圖... 42
圖 3.8 空間輻射溫度分布(a) ... 43
圖 3.9 空間輻射溫度分布(b) ... 43
圖 3.10 燈具配置圖... 44
圖 3.11 光源設置 ... 45
圖 3.12 光源匯入... 45
圖 3.13 人工照明計算結果... 46
圖 3.14 全局照度三維立體圖... 46
圖 4.1 東面... 47
圖 4.2 西面... 47
圖 4.3 南面... 48
圖 4.4 北面... 48
圖 4.5 T8 螢光燈 ... 48
圖 4.6 T5 螢光燈 ... 48
圖 4.7 建築與規劃學院 3D 建模 ... 48
圖 4.8 2011 年度設備設備用電量比例圖 ... 49
圖 4.9 標的建物年度用電量及單位面積用電圖... 50
圖 4.10 標的建物 2011 年用電量圖 ... 50
圖 4.11 標的建物 1F 空調平面圖 ... 51
圖 4.12 標的建物 2F 空調平面圖 ... 52
xi
圖 4.13 標的建物 3F 空調平面圖 ... 53
圖 4.14 標的建物 4F 空調平面圖 ... 54
圖 4.15 標的建物 5F 空調平面圖 ... 54
圖 4.16 標的建物 1F 照明平面圖 ... 55
圖 4.17 標的建物 2F 照明平面圖 ... 56
圖 4.18 標的建物 3F 照明平面圖 ... 57
圖 4.19 標的建物 4F 照明平面圖 ... 58
圖 4.20 標的建物 5F 照明平面圖 ... 58
圖 4.21 標的建物東向立面... 59
圖 4.22 標的建物西向立面... 59
圖 4.23 標的建物北向立面圖... 60
圖 4.24 標的建物南向立面圖... 60
圖 4.25 3F 空間配置圖 ... 78
圖 4.26 5F 空間配置圖 ... 78
圖 4.27 A307 教室空間量體 ... 78
圖 4.28 A324 教室空間量體 ... 79
圖 4.29 A502 教室空間量體 ... 79
圖 4.30 太陽光線照射透視圖(A307) ... 80
圖 4.31 太陽光線照射立面圖(A307) ... 80
圖 4.32 太陽光線照射透視圖(A502) ... 81
圖 4.33 太陽光線照射立面圖(A502) ... 81
圖 4.34 七月太陽光線照射透視圖(A502) ... 82
圖 4.35 十二月太陽光線照射立面圖(A502) ... 82
圖 4.36 室內平均輻射溫度透視圖(A307) ... 83
圖 4.37 室內平均輻射溫度平面圖(A307) ... 83
圖 4.38 室內平均輻射溫度透視圖(A502) ... 84
圖 4.39 室內平均輻射溫度平面圖(A502) ... 84
圖 4.40 T8 人工照明照度圖(A324) ... 85
圖 4.41 T8 加入自然採光照度(A324) ... 85
xii
圖 4.42 T8 人工照明照度圖(A307) ... 86
圖 4.43 T8 加入自然採光照度(A307) ... 86
圖 4.44 T5 人工照明照度圖(A307) ... 87
圖 4.45 T5 加入自然採光照度(A307) ... 87
圖 5.1 台灣四季太陽仰角與方位圖說... 88
圖 5.2 各種遮陽設施的適宜朝向... 89
圖 5.3 改善外遮陽照射情形透視圖(A307) ... 94
圖 5.4 改善外遮陽照射情形立面圖(A307) ... 94
圖 5.5 改善外遮陽照射情形透視圖(A502) ... 95
圖 5.6 改善外遮陽照射情形平面圖(A502) ... 95
圖 5.7 改善外遮陽照射情形透視圖(A502) ... 96
圖 5.8 改善外遮陽照射情形立面圖(A502) ... 96
圖 5.9 改善後室內溫度分析透視圖(A307) ... 98
圖 5.10 改善後室內溫度分析平面圖(A307) ... 98
圖 5.11 改善後室內溫度分析透視圖(A502) ... 99
圖 5.12 改善後室內溫度分析平面圖(A502) ... 99
1
第一章 緒論
1.1 研究背景
近年來，人類對地球之破壞日趨嚴重，世界各地也出現了極端氣候，溫度升 高、極地冰融量遽增、森林大火、臭氧層破壞、海洋溫度升高等異常現象，人類 的生存空間已遭受到了重大的威脅，各國政府對於各項影響地球環境之議題逐漸 受到重視。
我國政府也意識到氣候異象對未來的影響，開始提倡節能減碳，亦於 1999 年發展出本土的綠建築評估系統。綠建築是以「舒適性」、「自然調和健康」、
「環保」等三大設計理念而組成，綠建築標章包含了「基地綠化指標」、「基地 保水指標」、「水資源指標」、「日常節能指標」、「二氧化碳減量指標」、「廢 棄物減量指標」、「污水垃圾改善指標」。然而隨著「綠建築解說與評估手冊」
(2003)的檢討更新，加入「生物多樣性指標」與「室內環境指標」，成為九大指 標，藉此使綠建築由過去「消耗最少地球資源，製造最少廢棄物的建築物」的消 極定義，擴大為「生態、節能、減廢、健康的建築物」的積極定義[1]。行政院 在節能減碳總計畫中也發布了十大標竿方案，其中包含了「營建綠色新景觀與普 及綠建築」[2]。
我國對於進口能源依賴度相當高，由於國內自產能源僅占 2%，其餘 98%必 須依靠國外進口，節約能源之議題必然在國內具有相當的重要性；為因應能源價 格高漲以及全球暖化之環境衝擊，行政院於民國 97 年 6 月 5 日核定「永續能源 政策綱領」，馬總統更宣告 99 年為「節能減碳年」。其總目標包括-節能目標：
未來 8 年每年提高能源效率 2%以上，使能源密度於 2015 年較 2005 年下降 20%
以上，並由技術突破及配套措施，2025 年下降 50%以上；減碳目標：全國二氧 化碳排放減量，於 2020 年回到 2005 年排放量，於 2025 年回到 2000 年排放量[3]。
由此可見政府對節約能源及綠建築之重視，希望能夠減少環境帶來的衝擊及強調 永續發展之重要性。
2
1.2 研究動機
台灣位處亞熱帶氣候，氣候潮濕多雨，高密度都市造成的「熱島效應」日益 嚴重，尤其到了夏季，家家戶戶使用空調、冷氣將廢熱排放至戶外，造成了都市 炎熱化的惡性循環，如今台灣的大都會區在夏季市中心與市郊的最高氣溫差甚至 高達 3~4 度，根據台電的統計，夏季尖峰外氣溫度每上升 1 度，空調耗電量約上 升 6%，其問題在於都市人口密度過高、建築物通風不良、節能設計不當等因素 所造成。
台灣建築物每 100 棟中，有 97 棟屬於舊有建築，而舊有建築大多沒有取得 綠建築標章，以台灣綠建築(1999)發展至今推估舊有建築之生命週期尚有 30 年 左右(建築生命週期約為 50 年)，以現今都市發展程度，為降低能源之虛耗，則 必須從日常生活中做起。建築生命週期中，使用階段之消耗能量佔約 93%[4]，
因此改善舊有建築之節能其具有實質經濟效益。
為取得綠建築標章，九大指標必須通過至少四項，其中「日常節能指標」及
「水資源指標」為必須達到之基本指標，本研究以「日常節能指標」為主，此指 標主要探討項目為外殼節能設計、空調節能設計及照明效率設計三方向，查核方 向與用電耗能方面有著密切的關係。BIM(Building Information Modeling，BIM) 為國內研究中相當熱門的領域，本研究將建置建築資訊模型(BIM)，並導入 Ecotect 進行節能項目分析，且針對不符合指標之標準項目提出改善方案，評估 其改善效益。
1.3 研究目的
本研究以中華大學建築與規劃學院為例，將評估本建築是否符合綠建築日常 節能指標之標準，且利用建築資訊模型之功能，能夠精準的模擬能源之使用及環 境配置，研擬管理手法並尋求最省能的方式，不但能減少能源耗損，最大之效益 則能達到永續發展之目的。
一、 以中華大學建築與規畫學院為案例，評估標的建物日常節能指標之現況，
使用綠建築指標之標準研擬改善方案。
二、 探討建築資訊模型及 Ecotect 其應用於綠建築「日常節能指標」所能達到的 成效，建立建築與規劃學院之建築資訊模型，將標的建物的基本資料含門
3
窗、照明設備、空調等資訊加入模型內。
三、 在建築資訊模型中導入 Ecotect，進行各項節能計算，依綠建築評估指標標 準進行改善並驗證其果效。
1.4 研究範圍與限制
以我國現行『綠建築標章制度』九大指標之「日常節能指標」評估制度，依 政府推動節約能源之現況，了解節約能源重點。使用 BIM 建立資訊模型後導入 Ecotect 進行分析，探討舊有建築節能及改善之方式並評估省能效益。
本研究以綠建築日常節能評估項目為改善依據，以單一建築物做為研究對象；
使用 Ecotect 模擬與改善時，評估項目以外殼、空調、照明之節能方式為主，其 餘節能方式不在本研究範圍內。
1.5 研究方法
本研究以綠建築「日常節能指標」為主，建築資訊模型為輔，探討本校舊有 建築-建築與規劃學院是否符合日常節能指標之標準，以改善舊有建築能源虛耗 之情形，本研究方法如下：
一、文獻回顧法
收集及分析有關綠建築、日常節能及 BIM 等相關文獻，針對綠建築的應用 及實做情形做近一步的探討，以及 BIM 在目前國內的發展情形，最後期望以綠 建築和 BIM 的結合做進一步之分析。
二、系統分析法
針對文獻及訪談結果，利用流程技術分析『綠建築日常節能指標改善校園舊 有建築耗能』之資訊流程，確認必須作業流程及項目，使用系統分析將所需資訊 落實於研究架構中。
4
三、以 Ecotect 驗證節能效益
本研究以本校建築與規劃學院為研究對象，調查該建築之用電量及效率。使 用綠建築之日常節能指標評估是否達到綠建築標準，再建立建築資訊模型導入 Ecotect 計算，評估該建築物目前之節能效率以及能改善之空間，並以『綠建築 標章制度』之「日常節能指標」為輔助工具，使用上述軟體帶入各項不同係數進 行模擬，尋求最符合經濟及節能效益，進而改善以達到綠建築日常節能指標之標 準。
5
1.6 研究流程
研究動機與目的
現有軟體與資料
收集 文獻收集
探討綠建築指標之 應用
了解BIM在業界之使用 狀況
探討節能設計與方 法
BIM與綠建築日常節能之 研究
研究方向與問題確定
研究方式與方法確 定
建築資訊模型之 建置
綠建築日常節能指 標之分析
模擬與分析節能 改善方法
NO
提出改善計 畫
結論與建議 YES 分
析 與 結 論 現 況 模 擬 與 分 析 專 家 訪 談 文 獻 回 顧
圖 1.1 研究流程圖
6
第二章 文獻回顧
本研究為探討綠建築日常節能指標改善校園舊有建築耗能，使用 BIM 做為 日常節能指標的模擬及驗證工具，因此對於 BIM、綠建築九大指標、日常節能 指標等文獻做相關探討。
2.1 綠建築
從生態(Ecology)、節能(Energy Saving)、減廢(Waste Reduction)、健康(Health) 之英文字首我們可稱此體系為台灣的「綠建築評估 EEWH 系統」，此系統充分 掌握了國內建築的耗能、耗水、減廢環保之特性，且深具引導綠建築設計之效益。
我國於 1999 年推出的七項綠建築標「綠化量指標」、「基地保水指標」、「日 常節能指標」、「CO2減量指標」、「廢棄物減量指標」、「水資源指標」、「汙 水垃圾改善指標」固然簡化而實用，但對於舒適性、生態性等更高層次的內容則 暫未納入評估系統內，而有遺珠之憾。有鑑於此，內政部建築研究所在 2003 年 全面檢討「建築與評估手冊」(2003)之內容決定加入「生物多樣性指標」與「室 內環境指標」組成目前的綠建築九大評估範疇[5]。
2.1.1 綠建築的定義
在建築生命週期，以最低節約能源、最有效利用資源、最低環境負荷的方式 與手段，建造最安全、健康、效率及舒適的居住空間，達到人、建築物與環境共 生共榮、永續發展的目標。可將「綠建築」定義為：「以人類的健康舒適為基礎，
追求與地球環境共生共榮及人類生活環境永續發展的建築設計，並消耗最少地球 資源及製造最少廢棄物的建築物，即生態、節能、減廢、健康的建築物」[6]。
我國綠建築發展萌芽於能源危機，為因應環保趨勢及推動永續發展的共識與 潮流，1999 年內政部建築研究所正式建立「綠建築標章」認證制度，並接受各 界申請。其目的能建立評估系統，其能對國內建築物的耗能、耗水、排廢、環保 等相關議題，建築業相關業主(包括建築師)能依本「綠建築標章制度」之評估系 統進行設計，確實可達「生態、節能、減廢、健康」的建築物，同時消費者能依
7
據「綠建築指標」來選擇居住環境，可獲得節能、省水、減廢、衛生、舒適、健 康及環保的目的[7]。
2.1.2 台灣推行綠建築之現況
台灣是繼美國、英國、加拿大後全球第四個訂定綠建築評估系統的國家。依 據財團法人台灣建築中心的統計，從 1999 年執行綠建築標章認證制度至 2011 年 8 月 31 日止，共發出 2300 餘件的綠建築標章及候選綠建築證書之認證，其總 樓地板面積約 3780 萬平方公尺。依據綠建築節能效益評估可達 20%，節水達 30%，
因此每年累積節約電力約為 9.46 億度、水資源達 4200 萬公噸，相當於每年可節 省經費約 27 億元新台幣[8]。目前獲得綠建築標章之建築以政府單位為最多，比 率高達九成六以上，由於內政部核定綠建築推動方案中規定，工程總造價在新台 幣五千萬元以上之公有新建建築物，應先取得候選綠建築證書，使得核發建造執 照[9]。這個政策使台灣成為第一個實施公有建物綠建築設計管制的國家，也是 國際間執行永續政策的標竿[10]。
新北市環保局環評會於 100 年 3 月 25 日決議事項「推動綠色城市環境影響 評估審議規範」，此規範主要針對對象為，新市區建設、高樓建築、舊市區及工 業區更新等，應辦理環境影響評估之相關建築開發案者，需取得建造執照後放樣 勘驗前取得候選綠建築證書，並於取得執照後六個月內取得綠建築標章，並應達
「銀級」(60-79 分)以上等級。開發行為應朝節能、省水方向設計(例如：照明採 用自然採光或節能照明設備，並禁止使用白之燈泡；中央空調、抽水馬達及電梯 採用可變容量形式；採用節能標章、省水標章及環保標章產品或經第三公正單位 查驗確認符合對環境有利之產品；加熱設備使用再生能源或熱冷交換系統；水井 設施應使用再生能源為動力等)，並避免採用玻璃帷幕設計，使整體節省效益達 50%以上。相關規範請參閱[11]。
由上述研究文獻回顧得知，目前全國正大力推動綠建築標章，而綠建築之落 實與推廣效益確實不容小覷。由於政府目前並沒有硬性要求所有新建建築需取得 候選綠建築證書之政策，相對而言則是希望我們能夠漸漸地朝向綠色建築這個方 向前進，因此政府在這方面也做為領頭羊，許多公有建築都已取得綠建築標章，
成為國內建築業的優良模範。
8
2.1.3 綠建築九大指標的意義
台灣當今的綠建築評估體系 EEWH 系統，是一套針對熱帶、亞熱帶氣候所 發展出的綠色建築系統，具有獨特的熱溼氣候建築文化特色，同時對建築生態環 境的評估亦以量化之方式做為有信賴度的檢驗，此系統於 2007 年 1 月施行「綠 建築分級評估制度」，建立了總分 100 分的綜合評估法，得分概率 95%以上為鑽 石級、80%~95%為黃金級、60%~80%為銀級、30%~60%為銅級、30%以下則為 合格五等級評估系統[12]。以下為綠建築九大指標各指標概述。
一、生物多樣性指標
所謂「生物多樣性」係在於顧全「生態金字塔」最基層的生物生存環境，亦 即在於保全蚯蚓、蟻類、細菌、菌類之分解者、花草樹木之綠色植物生產者以及 甲蟲、蝴蝶、蜻蜓、螳螂、青蛙之較初級生物消費者的生存空間。過去許多人談 到生態，就以為是要去保護黑面琵鷺、台灣彌猴或梅花鹿等樣版動物，殊不知生 活於我們屋角石縫下的蟾蜍、蜈蚣，或長於枯樹上的苔蘚菇菌均是貢獻於生態的 一環。然而，唯有確保這些基層生態環境的健全，才能使高級的生物有豐富的食 物基礎，才能促進生物多樣化環境。
二、綠化量指標
所謂「綠化量指標」就是利用建築基地內自然土層以及屋頂、陽台、外牆、
人工地盤上之覆土層來栽種各類植物的方式。
三、基地保水指標
基地的保水性能係指建築基地內自然土層及人工土層涵養水分及貯留雨水 的能力。基地的保水性能愈佳，基地涵養雨水的能力愈好，有益於土壤內微生物 的活動，進而改善土壤之有機品質並滋養植物，維護建築基地內之自然生態環境 平衡。
9
四、日常節能指標
建築物的生命週期長達五、六十年之久，從建材生產、營建運輸、日常使用、
維修、拆除等各階段，皆消耗不少的能源，其中尤以長期使用的空調、照明、電 梯等日常耗能量佔最大部分。由於空調與照明耗能佔建築物總耗能量中絕大部分，
綠建築之「日常節能指標」即以空調及照明耗電為主要評估對象，同時，將「日 常節能指標」定義為夏季尖峰時期空調系統與照明系統的綜合耗電效率。
五、二氧化碳減量指標
所謂 CO2 減量指標，乃是指所有建築物軀體構造的建材(暫不包括水電、機 電設備、室內裝潢以及室外工程的資材)，在生產過程中所使用的能源而換算出 來的 CO2排放量。
六、廢棄物減量指標
所謂廢棄物係指建築施工及日後拆除過程所產生的工程不平衡土方、棄土、
廢棄建材、逸散揚塵等足以破壞周遭環境衛生及人體健康者。
七、室內環境指標
所謂「室內環境指標」主要在評估室內環境中，隔音、採光、通風換氣、室 內裝修、室內空氣品質…等，影響居住健康與舒適之環境因素，希望藉此喚起國 人重視室內環境品質，並減少室內污染傷害以增進生活健康。
八、水資源指標
所謂「水資源指標」，係指建築物實際使用自來水的用水量與一般平均用水 量的比率，又名「節水率」。其用水量評估，包括廚房、浴室、水龍頭的用水效 率評估以及雨水、中水再利用之評估。
九、汙水垃圾改善指標
本指標著重於建築空間設施及使用管理相關的具體評估項目，是一種可讓業 主與使用者在環境衛生上具體控制及改善的評估指標。
10
為了簡化起見，將內容屬性相近的指標統合，歸納為生態 (含生物多樣性、
綠化量、基地保水三指標)、節能 (日常節能指標)、減廢 (含 CO2及廢棄物減量 二指標)、健康 (含室內環境、水資源、汙水及垃圾改善三指標)等四大範疇，以 便易於記憶與理解(詳表 2.1) [5]。
表 2.1 台灣綠色建築九大評估指標系統、排序與與地球環境關係 大
指 標 群
指標名稱
與地球環境關係 排序關係
氣
候 水 土 壤
生 物
能 源
資 材
尺 度
空 間
操作 次序
生 態
1.生物多樣性指標 ● ● ● ● 大
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| 小
外
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| 內
先
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|
|
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| 後 2.綠化量指標 ● ● ● ●
3.基地保水指標 ● ● ● ● 節
能 4.日常節能指標 ● ●
減 廢
5. CO2減量指標 ● ● ●
6.廢棄物減量指標 ● ●
健 康
7.室內環境指標 ● ● ●
8.水資源指標 ● ●
9.汙水垃圾改善指標 ● ● ●
本研究以內政部建築研究所出版「綠建築解說與評估手冊」2009 年版為評估 依據；該手冊至 1999 年初版至今，為因應相關法令，同時在操作實務上不斷更 新改進，經歷七次更新修訂。而 2009 年版最主要之更新是因應 2009 年 7 月 1 日「建築技術規則」建築設計施工篇第十七章綠建築基準之修訂，其九大指標主 要評估內容概略詳表 2.2[13]。
11
表 2.2 台灣綠建築指標評估內容概要表
評估項 評估項目 評估考量內容
生 態
1.生物多樣性 指標
綠地面積、植栽種類之變異度、喬木數量、表土保存技術、
生態水池、生態水域、生態邊坡/生態圍籬設計和多孔隙環境。
2.綠化量指標 包括生態綠化、牆面綠化、牆面綠化澆灌、人工地盤綠化技 術、老樹保留。
3.基地保水指 標
雜草綠地、透水鋪面、景觀貯留滲透水池、主流滲透空地、
滲透井與滲透管、人工地盤貯留。
節 能
4.日常節能指 標
(1)相關技術：建築配置節能、適當的開口率、外遮陽、開口 部玻璃、開口部隔熱與氣密性、外殼構造及材料、屋頂構造 與材料、帷幕牆。
(2)風向與氣流之運用：包括善用地形風、季風通風配置、善 用中庭風、善用植栽控制氣流、開窗通風性能、大樓風的防 治、風力通風的設計、浮力通風設計、通風塔在建築上的運 用。
(3)空調與冷卻系統之運用：包括空調分區、風扇空調並用系 統、大空間分層空調、空調回風排熱、吸收式冷凍機及熱源 台數控制、儲冷槽系統、VAV 空調系統、VRV 空調系統、
VWV 空調系統、全熱交換系統、CO2濃度外氣控制系統與外 氣冷房系統、建築能源管理系統 BEMS。
(4)能源與光源之管理運用：包括建築能源管理系統、照明光 源、照明方式、間接光與均齊度照明、照明開關控制、開窗 面導光、屋頂導光與戶外式簾幕。
減 廢
5.二氧化碳減 量指標
簡樸的建築造型與室內裝修、合理的結構系統、結構輕量化 與木構造。
6.廢棄物減量 指標
包括再生建材利用、土方平衡、營建自動化、乾式隔間、整 體衛浴、營建空氣汙染防制。
健 康
7.水資源指標 省水器材、中水利用計畫、大耗水項目之彌補措施、雨水再 利用與植栽澆灌節水。
8.汙水與垃圾 改善指標
包括雨污水分流、資源分類與回收、垃圾集中場改善及綠美 化、垃圾前處理設施、生態濕地汙水處理與廚餘堆肥。
9.室內健康與 環境指標
包括室內隔音性能、噪音防制與震動音防制、採光通風潛力、
汙染控制、室內照明設備、生態塗料與生態接著劑、生態建 材、預防壁體結露/白華、地面與地下室防潮。
12
2.1.4 國內外綠建築評估比較
綠建築在日本稱之為「環境共生建築」，有些歐美國家則稱之為「生態建築 (Ecological Building)」、「永續建築(Sustainable Building)」，在美洲、澳洲、東 亞國家，北美國家則多稱為「綠建築(Green Building)」。而全球第一部綠建築評 估系統 BREEAM，在 1990 年由英國建築研究所 BRE 提出，美國相繼提出於 1996 年的 LEED、第三為 1998 年加拿大的 GBTool 等評估法。建立於 1999 年的台灣 EEWH 系統，也是全球第四個綠建築評估系統，而後日本的「建築物綜合環境 性能評估系統 CASBEE」、澳洲的「Energy Star」，則正式啟用於 2002 年。如 今有些系統，像 LEED、CASBEE、BREEAM、EEWH，已擴大其適用範圍，發 展出不同建築類型之專用版，甚至提出舊有建築物、生態社區的評估版本，有些 甚至成為該國公共建設必要的規範。如表 2.3 為國際既有建築相關之綠建築評估 系統架構[14]。
表 2.3 國際既有建築相關之綠建築評估系統架構
國家 評估系統 評估議題 評估對象及階段
台灣 EEWH
生物多樣性 綠化量 基地保水 日常節能 二氧化碳減量 廢棄物減量 室內環境 水資源
汙水垃圾改善
評估對象：
辦公廳、百貨商場、旅館、醫院、住宿、
學校、大型空間類建築 評估階段：
「候選綠建築證書」-設計階段
「綠建築標章」-完工階段
美國 LEED
永續基地保持 水資源
能源與環境 材料與資源 室內環境 營運創新 區域優先情況
評估對象：
辦公建築、學校、商場、醫院、住宅類建 築
評估階段：
「LEED-NC」-設計及興建階段
「LEED-EB」-營運及管理階段
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表 2.3 國際既有建築相關之綠建築評估系統架構(續)
國家 評估系統 評估議題 評估對象及階段
日本 CASBEE
室內環境 服務機能品質 室外環境 能源
資源與材料 基地外環境
評估對象：辦公建築、學校、商場、餐飲 店、集會場所、輕工場、醫院、旅館、住 宅類建築
評估階段：
「CASBEE-NC」-設計及興建階段
「CASBEE-EB」-營運及管理階段
「CASBEE-RN」-更新及改造階段
英國 BREEAM
營運管理 能源 交通 汙染 材料 水資源 土地使用 健康與福祉 廢棄物
評估對象：
非居住類-辦公建築、學校、商場、醫院、
輕工場、法院、監獄 居住類-住宅、集合住宅 評估階段：
「EcoHomes」-設計及興建階段
「EcoHomeXB」-營運及管理階段
「Domestic Refurbishment」-更新及改造 階段
14
2.2 日常節能指標
建築物的生命週期長達五、六十年之久，從建材生產、營建運輸、日常使用、
維修、拆除等各階段，皆消耗不少的能源，其中尤以長期使用的空調、照明、電 梯等日常耗能量佔最大部分。由於空調與照明耗能佔建築物總耗能量中絕大部分，
綠建築之「日常節能指標」即以空調及照明耗電為主要評估對象，同時將「日常 節能指標」定義為夏季尖峰時期空調系統與照明系統的綜合耗電效率[15]。
2.2.1 日常節能指標的節能政策
「日常節能指標」是以空調及照明用電為主的指標，其中尤以空調節能為重 點。在台灣，夏日的建築空調耗電佔了總尖峰用電量的三分之一左右，空調節能 的重要性由此可見一般。目前有關建築外殼的節能設計，已經納入「建築技術規 則」中成為強制法令。根據成大建研所的解析，本法令實施二十年後預計至少可 降低 16%的建築空調尖峰用電量，相當於 7%的全國尖峰用電容量，相當於兩座 大型火力發電場，或一部大型核能機組。其貢獻不可謂不大矣!同時，就全年的 累積效果而言，每年可節約空調用電量約 46 億度，每年相當可減少七百萬公噸 的二氧化碳排放量，可減緩地球氣候溫室化效應，對於地球環保有莫大的貢獻 [5]。
取得候選綠建築證書之最低門檻，為審查建築物應至少通過四項指標，其中 兩大必要指標為「日常節能指標」以及「水資源指標」。以日常節能指標而言，
所牽涉到的省能與用電量是直接相關的。由文獻中得知，本法令實施二十年後可 以降低全國約 7%尖峰用電量，此標章的實行是能直接反映出節能效益的，如果 用電量少，則代表發電量相對減少；若是以火力發電場發電，則代表碳排放量也 跟著減少，對地球之傷害則減緩，因此日常節能指標所帶來之效益則不容忽視
。
2.2.2 日常節能的目的
建築的日常耗能中以空調及照明用電佔了最大比例，在夏日建築物的空調用 電比約佔四至五成，而照明用電比高達三至四成，因此從空調與照明上來談論建 築節能最有效果。另一方面由於建築物的使用壽命長，其節能的累積效果遠勝於
15
其他工業產品。我們甚至可說，建築節能設計是國家節約能源政策最有潛力的一 環[15]。
2.2.3 日常節能的規劃
綠建築評估法分為三階段，稱之「三階段評估法」，第一階段為「規劃評估」，
第二階段為「設計評估」，第三階段為「分級評估」。日常節能的規劃於此階段 為屬第一階段之規劃評估階段，是專為開發業者、規劃者所開設的查核法，使開 發業者能於規劃階段就能做綠建築指標之簡易查核及初步判斷是否符合評估標 準，以擬定設計對策，方便在第二階段之設計評估階段前就能了解如何設計才能 符合綠建築之評估標準(詳表 2.4) [5]。
表 2.4 日常節能指標簡易查核表
設計對策 是否
符合
外 殼 節 能
1.住宿類與辦公類建築物，應盡量設計成建築深度 14 米以下的平 面，已便涼爽季節採自然通風，並停止空調以節能。
2.切忌採用全面玻璃造型設計，辦工建築開窗率最好在 35%以 下，住家開窗率最好在 25%以下，其他建築在合理採光條件下，
不宜採用太大開窗設計。
3.盡量少用屋頂水平天窗設計，若有水平天窗設計必須採用低日 射透過率的節能玻璃。
4.住宿類建築物避免採用全密閉式開窗，每居室應至少有四分之 一以上可開窗面，以利通風，並避免日曬。
5.開窗部位盡量設置外遮陽或陽台以遮陽。
6.大開窗面避免設至於東西日曬方位。
7.住家採用清玻璃，空調型建築多採用 Low-E 玻璃。
8.做好屋頂隔熱設施(U 值在 1.2W/( m2.K)以下)。
16
表 2.4 日常節能指標簡易查核表(續)
設計對策 是否
符合
空 調 節 能
1.冷凍主機不可超亮設計(一般大樓每 USRT 應可供應 7 坪以上)，
一空調重要度額定其備載容量，且不宜採太高的備載設計。
2.選用高效率冷凍主機或冷氣機(可依表 3-4.3 性能細數標準 COPc 來查核)，切勿貪圖廉價雜牌貨或來路不明的拼裝主機，以免浪費 大量能源而得不償失。
3.空間平面深度盡量低於 7 米，所有窗戶應可開啟，以便在秋冬 之季採自然通風而停止空調冷氣。
4.採用主機台數控制、VAV 等節能設備系統。
5.主機及送水馬達採用變頻控制等節能設備系統。
6.風管是空調系統採用全熱交換器等節能設備系統。
7.採用 CO2濃度外氣控制空調系統。
8.大型醫院或旅館採用吸收式冷凍機系統。
9.辦公室、展示館、體育館類建築採用儲冰空調系統。
10.採用建築能源管理系統 BEMS。
照 明 節 能
1.居室應保有充足開窗面以便利用自然採光。
2.盡量避免採用鎢絲燈泡、鹵素燈、水銀燈之低效率燈具。
3.一般空間盡量採用電子式安定器、高反射塗裝之螢光燈。
4.高大空間盡量採用高效率投光型復金屬燈、鈉氣燈來設計。
5.閱覽、製圖、縫紉、開刀房、雕刻室等精密工作空間之天花板 照明不必太亮，盡量採用燈檯、投光燈來加強工作面照明。
6.不要採用超過合理照度需求的超量燈具設計。
7.配合室內工作模式做好分區開關控制，以隨時關閉無人使用空 間照明。
8.設置自動調光控制、紅外線控制照明自動點燈等照明設計。
9.設置晝光之控制自動點滅控制功能。
10.室內採用高明度的顏色，以提高照明效果。
17
2.2.4 其他節能設計
綠建築節能設計規劃中，需考量到結合外殼節能、開口率、遮陽、能源管理 之利用，成為節省能源的建築，創造省能、環保的良好生活環境。
影響建築熱環境的最重要的建築外殼熱性能因素，包括「保溫性能」、「遮陽 性能」、「氣密性能」等三項，但「氣密性能」之要求在現在建築工程成熟的技術 下幾乎已顯得不重要。其中以「開窗率」對空調耗能影響最大，約佔 4 到 5 成之 節能影響；「窗面遮陽」為空調耗能的第二重大因子，窗面遮陽包括「玻璃材質」
與「外遮陽」的遮陽性能，以日常節能指標外殼節能評估而言，主要評估項目為 外遮陽系統，包括垂直遮陽、水平遮陽與格子遮陽做節能試算。「建築方位」相 對於空調耗能影響力則較小，主因在於開窗率影響過大而使其相形變小之原因 [16]。
彭文正提到，建築使用壽命低於 30 年時，耗能將較為嚴重。使用壽命高於 30 年後則耗能值有趨於平緩的走勢，兩者差距不大。另外，研究中亦發現在居 住階段建築外殼耗能量計算中，若採用外殼遮陽板的建築設計時，在鋼骨結構建 築物的外殼耗能將可降低 29%，而在鋼筋混凝土結構建築物中則降低 13%，將 有效降低建築物的耗能[17]。可知建築使用年限與耗能有著密切的關聯，而外遮 陽系統對外殼節能而言，確實有不錯的效果。
不同類型的空調型建築物之空調、照明、動力三個方面的用電比例也不相同。
整體而言，空調型建築中以空調用電占了最大比例，在夏日約佔 4 到 5 成，冬季 也佔了 2 到 4 成。然而在空調系統中冰水主機耗電量占總空調耗能的 6 成以上，
故空調節能設計需從主機節能部分著手，才能達到最大的效益，而在台灣空調系 統耗能之原因中，主要是因為冰水主機超量設計與效率低之問題[16]。
目前普遍建築皆使用 RC 構造，建築生命週期大約五十年，若設計不當，未 來在使用階段勢必產生許多能源虛耗之問題。成大建築系教授林憲德以中南部透 天厝為例。西曬的透天厝冷氣用電較大，年平均用電量是北向住宅的 1.33 倍，
南向的 1.06 倍，可見日曬嚴重的方位也是「漏財」的方位。現代大樓全落地的 大開窗，雖然美觀，但造成的空調耗電比開窗率 30%的大樓高出六成[18]。不僅 是建築開口大小的設計，開口方位的設計也相當重要，若在設計階段沒有做詳細 的研擬及分析，未來承擔的則是屋主，更是一種浪費。
18
日常節能指標之照明節能部分，一般而言學校教室標準照度(Luminance，lux) 規定範圍約 500 至 750lux 之間，每瓦(w)所能產生之流明(Luminous flux，lm)數 是越高越好，代表本照明設備效率高。以搭配電子安定器的 T5(Tube 5/8Inches) 螢光燈每盞光效(Luminous Efficacy)可以產生 120lm/w 而領先傳統 T8(Tube 8/8Inches)燈管的優勢，也被日本所新推出的高效能高頻 T8 燈管所超越，光效可 以達到 120lm/w 以上，而類似蚊香造型的新環形細節能燈管更具有高達 90lm/w 的優異性能，以打破傳統光源的應用限制[19]；傳統 T8-40w 則大約只有 65lm/w，
相較下 T8 光效不如 T5，可推估更換後，用電量也能隨之降低。
葉武宗提到，更新使用 T5 系列照明燈具及 23 瓦省電燈泡，約可節省總照明 用電 54%，經評定照明系統節能效率 EL 值不符合綠建築日常節能指標標準者，
其改善效益更為可觀。有關舊有建築物日常節能效率改善，以改善照明系統最簡 易，且改善照明系統約有 30~50%之照明省電潛力，是值得推行之節能方法[20]。
表 2.5 燈具比較表
T8 與 T5 燈具比較表
照明設備 T8 照明 T5 照明
口徑(cm) 2.6 1.6
額定功率(w) 20、40 14、28 光效(lm/w) 52.5 89.29
(本研究整理)
19
2.3 建築資訊模型(BIM)
對於國內工程界而言，建築資訊模型是一個有點陌生但是最近又常聽到的名 詞。事實上，在美國、歐洲與亞洲一些地區，建築資訊模型已經發展多年，雖然 還未到普遍採用的階段，但 BIM 相關軟體工具已經逐漸齊備，一些國外政府招 標中，BIM 也成為合約的交付項目標準，同時在學術文獻上也發現不少 BIM 成 功的案例[21]。
2.3.1 建築資訊模型(BIM)之介紹
建築資訊模型以三維數值技術為基礎，統整了建築工程專案各種相關資訊的 工程數據模型，意即營建專案相關資訊之詳盡數值化之表達。建築資訊模型同時 也是一種應用於設計、建造、管理的數值化方法，應用於建築工程的集中化管理 環境，使建築工程在整個專案流程提高效率和減少風險的發生[22]。
由於建築資訊模型需要應用於建築工程生命週期管理之集中化管理環境，因 此建築資訊模型的結構為一具備數值模型和行為模型之複合結構，兩相結合後，
透過關聯賦予數據意義，因此可用於模擬真實世界的行為。如模擬建築物的結構 應力分布、構材傳熱狀況，其行為的模擬結果當然與資訊的品質息息相關[22]。
簡單而言，可以將建築資訊模型視為數位化的建築 3D 幾何模型。此資訊具 有許多表達形式，諸如建築的平面圖、立面、剖面、詳圖、三維立體視圖、透視 圖、材料表或是計算每個房間的照明效果、所需空調通風量、材料造價、採購訊 息等。因此，實際上 BIM 等於是透過數位化技術，在電腦中建立一個虛擬建物，
該建物資訊模型就是提供了一個單一的、完整一致的、邏輯的建築資訊庫[23]。
由文獻回顧中得知，建築資訊模型已經是新世代建築設計、管理、維護之先 驅，我們漸漸地將建築生命週期走向數位化，資訊模型內包含之訊息非常詳細。
3D 模型建置的精細度能夠與業主進行溝通，以達成與未來展望之契合；或與客 戶進行視覺化的溝通、協調，為客戶量身打造他們期望的建築。建築資訊模型在 台灣目前處於剛起步，因此 BIM 的推廣在這個新舊交替之時期則顯得格外重要，
許多營造廠、工程顧問公司也已經採用 BIM 的系統，相信未來會有更多營建業 也會引進這樣的優良資源。
20
2.3.2 建築資訊模型(BIM)之應用
BIM 雖然成為工程顧問公司、建築師事務所考量挑選之工具，但目前國內大 多仍以 2D 工程圖說做為工程依據的工作流程，要以 BIM 取代現今的作業模式，
對許多公司或業主而言，仍存有疑慮。而建築資訊模型大約可分為六大應用範疇，
其中包含建築設計、結構分析、協同作業、空間環境模擬、資訊再利用及維護管 理等六大項[24]。下列為業界實際使用 BIM 之技術概況。
隨著 3D 視覺軟體工具與工程應用技術快速發展，為了改良營建工程的效能 與品質達成永續節能的產業理念，台灣世曦(台灣世曦工程顧問股份有限公司)體 認到 BIM 軟體工具在 3D 功能上已相當成熟，因此推薦台肥(台灣肥料股份有限 公司)在花蓮海洋度假園區先期景觀工程開始應用 BIM 技術，包括景觀檢討、數 量檢算與改裝設計檢核。該工程於 2008 年級開始 BIM 模型的建置與技術導入，
將 2D 成果予以 3D 視覺化，檢測 2D 設計所呈現的空間樣貌[25]。
BIM 工具除了在設計及繪圖的層面上，減少了許多錯誤外，更可提升建築生 命週期資料流通及應用的效率。以公路總局新建埔里工務段辦公大樓做為導入的 實證案例，使用 Autodesk Revit 系列的 BIM 軟體，由於導入 BIM 的時間點在該 工程發包以後，故方法上乃反向應用 BIM 工，依照專案的二維圖說， 用 RevitArchitecture、RevitStructure 及 RevitMEP，分別建置三維數值 BIM 模型，嘗 試以工程實例驗證導入 BIM 流程的效益。綜合此研究的成果與經驗，足以提出 以下結論[26]。
一、 採用三維物件可有效避免傳統二維圖說所產生的圖面不一致、遺漏、衝突 或錯誤的問題，也可有效的提升設計方與施工方的資訊流通效益。
二、 Revit 系列的專業軟體所建模型的套疊整合已相當成熟，可任意改變角度的 視圖、顯示各部位的搭配狀況；在結構物件的材料輸出明細部分，可依框 選部分輸出數量明細的改善空間。
三、 將三維模型搭配施工排程，用 NavisWorks 製作的四維施工模擬，可做為施 工程序檢討的溝通工具，可用來掌握施工資源提升效率，也可搭配軟體的 碰撞檢查功能，達到預先發現工程序所產生之問題。
四、 於規劃設計階段即導入 BIM，可發揮三維視覺化溝通效益，可使業主需求 與建築設計理念契合外，更可追求工程數量估算之精確度，也可由模擬分
21
析各種不同替代方案。
五、 在傳統 DBB 契約中，因契約方利益先於專案整體利益，加上有以仲裁訴訟 解決爭議的條款，無法發揮 BIM 工具的「分工建模、協作設計、整合分析」
功效。美國建築師協會提倡的 IPD，應是工具改變後的制度流程改造方向。
六、 在現行 AEC 產業環境制度下較難用公部門專案來客觀探討 BIM 流程產生 的量化效益，未來的類似研究案例，建議選擇私部門的專案進行。
2.3.3 Ecotect 之介紹
Ecotect 是 Square One 公司研發的輔助生態設計軟體，此軟體之構想最初出 現於其主要研發者安德魯•馬歇爾博士在西澳大利亞大學建築與藝術學院的一篇 博士論文中。他認為建築的各種性能應該是建築師在概念構思階段應考慮到的首 要因素，而不應是整個設計過程最後可能考慮的裝飾品，假設從開始就關注到這 個因素，那麼建築師將會節省大量的時間、精神，並創造出更宜人、舒適的建築 [27]。
Ecotect 採用了靈活而直觀的 3D 訊息化模型，簡化了複雜幾何體的構思過程，
並徹底拋棄了傳統 CAD 之複雜定位建模方式。Ecotect 中包含了熱環境、光環境、
聲環境、日照、經濟性及環境影響、可視度六類分析功能，另外還附帶了一個可 視化氣象數據分析模組，上述六類分析基本上涵蓋到了建築設計中的主要影響因 素。圖 2.1 中將這六類分析對應到建築創作構思的各種影響因素中，我們可以發 現這些分析對於造型、空間規劃、立面和環境關係等關鍵影響因素都具有相當的 決定性[28]。
由研究文獻中了解到，Ecotect 這一套建築環境分析軟體涵蓋了六大類分析功 能，他能精確的模擬一棟建築在任何地方，一年四季與周圍環境的對應關係，也 包含了建築內部的環境分析，而且無須匯入複雜的建築模型。而這套軟體則幫助 我們在設計建築物時能花最少的時間，做最詳細的模擬及實驗，讓未來居住的人 能夠擁有舒適的居住空間；在節能的部分，分析了日照量、熱環境等等與空調和 照明設備有關的資訊，讓建築能夠減少能源之虛耗，進而達到節能之目的。
22 可視度分析
熱環境分析 日照分析
光環境分析
經濟和環境分析
聲環境分析 造型量體
空間劃分
構造及材料
立面設計
環境關係
廳堂形狀 方案設計
中的分析
Ecotect中
的分析 方案設計
中的分析
圖 2.1 Ecotect 在設計中的應用
2.3.4 Ecotect 之應用
以台大綠房子為例，運用了 Ecotect 生態建築輔助設計軟體建置了數值模型，
並進行了不同設計方案下多次的數值模擬計算，其目的是為了確知同一棟建築物 是否設置熱緩衝空間的情況下，對於空調負荷及日間照明耗電量究竟有何具體之 影響。建築是耗能大戶在這個什麼都強調「綠」的時代，建築師在設計時面對比 以往更龐雜的資訊與考量，在建築物建成前，須採用快速、精簡人力物力、可信 度高的方法或輔助工具，也就是在這樣的趨勢下，催生出許多建築耗能模擬分析 之輔助設計工具，包括 EnergyPlus、Dest、DesignBuilder、Radiance、Airpak、IES VE 等，Ecotect 相較之下有許多特點如下[28]。
一、使用介面簡單，操作方式與 AutoCAD 環境相似。
二、無須複雜模型就能執行模擬分析，模型也可自其他軟件做導入。
三、Ecotect 在計算方法的選擇上權衡了分析速度與相對精確度，因為在很多情 況下，計算結果的絕對精確度在設計早期階段通常並不那麼重要，只要進行 相互比較計算的前提是一致，並可保持相對精確度即可。
23
四、Ecotect 提供熱環境、光環境、聲環境、日照陰影、經濟性及環境影響等分 析模塊，功能廣泛且全面性高。
五、Ecotect 本身內嵌數值模型交換端口，可以直接將數值模型模擬及其中包含 空間、材質、計算參數等資訊轉出到更為專門的模擬分析軟體中，進行全年 逐時動態耗能、室內晝光照度、氣流分部或空調系統建構及耗能預測。
六、可依分析內容產生相當豐富的圖表及可由使用者自行揣摩的表現法，適合做 為與業主的溝通工具。
以北海市一高層辦公大樓方案設計過程為例，運用英國 Square One 公司開發 之生態建築設計軟體 Ecotect 為研究工具。此研究之分析成果共分為氣候及設計 策略分析、場地設計分析、遮陽措施分析、外窗措施分析、外牆與通風措施分析 五大項，以下針對這五大項進行重點整理[29]。
一、 氣候及設計策略分析：北海地處廣西南端，屬亞熱帶海洋性季風氣候，夏 季較熱且時期長，熱、濕指數高，因此在進行建築設計時，需要注意夏季 溫度和濕度都較高的炎熱期設計。
二、 場地設計分析：透過場地累計日平均輻射分析，可以確定場地太陽輻射之 分布情況。
三、 遮陽措施分析：Ecotect 的優化遮陽設計模塊能根據指定的日期自動生成遮 陽形式，為遮陽設計提供很好的參考。分析得出，綜合遮陽採光係數和照 度雖然低於水平遮陽，但都能很好地滿足辦公大樓的採光要求，因此辦公 大樓東西朝向立面採用綜合遮陽策略是十分合理可行的。
四、 外窗措施分析：玻璃外窗傳熱細數及其太陽輻射透過率，是影響室內舒適 度和空調能耗的主要因素。研究中以鋁合金框單層玻璃與鋁合金框低輻射 中空玻璃相比較前後能耗情形，得知前者採光係數是 9.32%，平均照度是 412.92lux，後者採光係數是 10.45%，平均照度是 560.55lux。因此選用鋁合 金框低輻射中空玻璃窗更有利於節能與採光。
五、 外牆與通風措施分析：該方案外牆在建築表面積裡所佔的比例較大，外牆 的導熱性能對建築節能具有重要意義。
24
第三章 建築節能評估法
3.1 建築技術規則-綠建築基準
依據建築設計施工編第十七章-綠建築基準，與日常節能指標相關之法則做出 以下整理。
3.1.1 建築物節約能源
建築外殼節約能源之適用與否，及符合某些特殊條件下之建築物，不必達成 節約能源之目的，有關之條款詳建築技術規則第 298 條第 3 款。
建築技術規則第 298 條第 3 款：
指以建築物外殼設計達成節約能源目的之方法，其適用範圍為學校類、大型 空間類、住宿類建築物，及同一幢或連棟建築物之新建或增建部分之地面層以上 樓層（不含屋頂突出物）之樓地板面積合計超過一千平方公尺之其他各類建築物。
但符合下列情形之ㄧ者，不在此限：
一、 機房、作業廠房、非營業用倉庫。
二、 地面層以上樓層（不含屋突）之樓地板面積在五百平方公尺以下之農舍。
三、 經地方主管建築機關認可之農業或研究用溫室、園藝設施、構造特殊之建築 物。
3.1.2 日常節能用詞定義
各類重要之日常用詞定義，包含建築物外殼耗能量、外周區、外殼等價開窗 率、平均熱傳透率等用詞定義，有關之條款詳建築技術規則第 299 條第 4~9 款。
建築技術規則第 299 條第 4~9 款：
一、 建築物外殼耗能量：指建築物室內臨接窗、牆、屋面及開口等外周區單位 樓地板面積之顯熱熱負荷。
二、 外周區：指空間的熱負荷受到建築外殼熱流進出影響之空間區域，以外牆 中心線五公尺深度內之空間為計算標準。
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三、 外殼等價開窗率：指建築物各方位外殼透光部位，經標準化之日射、遮陽 及通風修正計算後之開窗面積，對建築外殼總面積之比值。
四、 平均熱傳透率：指當室內外溫差在絕對溫度一度時，建築物外殼單位面積 在單位時間內之平均傳透熱量。
五、 窗面平均日射取得量：除屋頂外之建築物所有開窗面之平均日射取得量。
六、 平均立面開窗率：指除屋頂以外所有建築外殼之平均透光開口比率。
3.1.3 建築物外殼節約能源之設計
建築外殼節約能源之設計主要評估項目為，屋頂平均熱傳透率、天窗平均日 射透過率、外殼玻璃可見光反射率以及 AWSG 評估，有關之條款詳建築技術規 則第 308 條。
建築技術規則第 308 條：
建築物建築外殼節約能源之設計，應依據表 3.2 氣候分區辦理。
建築技術規則第 308-1 條：
受建築節約能源管制建築物之屋頂平均熱傳透率應低於 1.0w∕（m2．度）， 且 當設有水平仰角小於八十度之屋頂透光天窗之水平投影面積 HWa 大於 1.0 平方 公尺時，其透光天窗日射透過率 HWs 應低於下表之基準值 HWsc。但建築物外 牆透空二分之一以上之空間，不在此限。
表 3.1 天窗日射透過率表
水平投影面積 HWa 條件 透光天窗日射透過率基準值 HWsc HWa<30 m2 HWsc＝0.35
HWa≧30 m2且 HWa<230 m2 HWsc＝0.35－0.001×（HWa－30.0）
HWa≧230 m2 HWsc＝0.15 計算單位 HWa：m2；HWsc：無單位
(建築物外牆、窗戶與屋頂所設之玻璃對戶外之可見光反射率不得大於 0.25。) 建築技術規則第 311 條：
學校類建築物居室空間之窗面平均日射取得量應分別低於表 3.3 之基準值。
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3.2 學校類建築物節約能源設計技術規範
依建築技術規則建築設計施工編第三百一十五條，有關建築物節約能源之外 殼節約能源設計，應依設計技術規範辦理。前項建築物節約能源設計技術規範，
由中央主管建築機關定之。
3.2.1 節約能源技術規範之依據、目的及適用範圍
一、 本規範依據建築技術規則建築設計施工編第三百十五條第二項規定訂定。
二、 目的：
(1) 為促進能源有效利用，在不妨礙居住環境之安全、衛生與舒適條件下，提供 學校類、大型空間類及其他類建築物節約能源設計之基準。
(2) 提供學校類、大型空間類及其他類建築物節約能源設計指標之統一計算方法 與評估標準。
三、 適用範圍
(1) 本規範所稱之學校類建築物係指國小、國中、高中、專科、學院、大學等各 級學校使用之教學及行政辦公之場所，包括普通教室、特殊教室及行政辦公 空間之建築物、補習班、安親班、才藝班、教養機構、幼稚園、托兒所、育 幼院等。（包括之建築物使用類別為：D-3類、D-4類、D-5類、F-2類、F-3 類）
(2) 本規範所稱之大型空間類建築物係指供集會表演、大眾運輸及文物陳展等設 施， 包括戲（劇） 院、電影院、演藝場、歌廳、觀覽場、體育館（場）、
音樂廳、文康中心、社教館、集會堂（場）、社區（村里）活動中心、車站、
水運客站、航空站、保齡球館、會議廳、展示廳、博物館、美術館、圖書館、
水族館、科學館、陳列館、資料館、歷史文物館、天文台、藝術館、教堂、
寺廟、汽車商場、電信機房、攝影棚。（ 包括之建築物使用類別為：A-1類、
A-2類、B-1類、C-1類、C-2類、D-1類、D-2類、E類）
(3) 本規範所稱之其他類建築物，係指達本規則建築設計施工編第二百九十八條 之管制標準。但未在三百零八條之一至三百十二條所述之辦公廳、旅館餐飲、
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醫院、百貨商場、住宿、學校、大型空間等各類建築物範圍內之建築物。
(4) 一宗土地內之同一幢或連棟建築物內供建築技術規則建築設計施工編第三 百零八條之一至第三百十二條所定用途使用者，學校類、大型空間類及其他 類建築物之使用空間部分依本規範限制之，其他各類用途空間應依各該類技 術規範計算基準值， 與本規範分別評估。
3.2.2 氣候分區
本規範所用氣象資料，依據建築物所在之氣候分區計算，其氣候分區依表 3.2 及圖 3.2 所示區域定之。
表 3.2 氣候分區表
氣候分區 行政區域
北部氣候區 臺北市、新北市、宜蘭縣、基隆市、桃園縣、新竹縣、新竹市、
苗栗縣、福建省連江縣、金門縣
中部氣候區 臺中市、彰化縣、南投縣、雲林縣、花蓮縣
南部氣候區 嘉義縣、嘉義市、臺南市、澎湖縣、高雄市、屏東縣、臺東縣
表 3.3 學校類建築物居室空間之窗面平均日射取得量表 學校類建築物：
Ｄ類第三組 Ｄ類第四組 Ｄ類第五組 Ｆ類第二組 Ｆ類第三組
氣候分區 窗面平均日射取得量基準值 單位：kW ∙ H(𝑚2∙ Y)
北部氣候區 160
中部氣候區 200
南部氣候區 230
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圖 3.1 氣候分區圖
