目次
表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅲ
圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅵ
摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅹ
第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
第一節 低碳島的發展背景‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 1
第二節 世界各國低碳島政策‧‧‧‧‧‧‧‧ 5
第三節 低碳島綠建築‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10
第四節 研究步驟與流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
第五節 研究進度說明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15
第二章 資料蒐集與文獻分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 17
第一節 零碳綠建築發展概況‧‧‧‧‧‧‧‧17
第二節 低(零)碳綠建築案例‧‧‧‧‧‧‧‧ 18
第三節 零碳綠建築案例綜合分析‧‧‧‧‧‧ 77
第三章 低碳島綠建築技術分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 81
第一節 低碳島綠建築九大指標技術彙整表‧‧81
第二節 低碳島綠建築適用技術分析‧‧‧‧‧86
第三節 小結‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 151
第四章 低碳島氣象資料解析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧153
第一節 氣候與建築耗能‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧153
第二節 低碳島氣候要素‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧154
第三節 小結‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧159
第五章 低碳島基地調查分析(小琉球、綠島)‧‧‧‧‧173
第一節 小琉球基本資料‧‧‧‧‧‧‧‧‧173
第二節 綠島基本資料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧175
第三節 自然環境‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧177
第四節 島上的建築現況‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧179
第五節 基地選址與現況分析‧‧‧‧‧‧‧‧183
第六節 假設條件與設計說明‧‧‧‧‧‧‧‧185
第七節 低碳綠建築設計構想與說明‧‧‧‧‧191
第八節 小結‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧194
第六章 結論與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧195
第一節 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧195
第二節 建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧196
附錄一‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧197
附錄二‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧217
附錄三‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧221
附錄四‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧245
附錄五‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧249
參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧253
表次
表 1-1 英國的建築物能源分級制度‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
表 1-2 研究進度表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15
表 2-1 各國低(零)碳綠建築設計案例表‧‧‧‧‧‧‧18
表 2-2 零碳綠建築建築技術彙整表‧‧‧‧‧‧‧‧‧80
表 3-1 生物多樣性指標技術彙整表‧‧‧‧‧‧‧‧‧81
表 3-2 綠化指標技術彙整表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧82
表 3-3 基地保水指標技術彙整表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧82
表 3-4 日常節能指標技術彙整表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧83
表 3-5 二氧化碳減量指標技術彙整表‧‧‧‧‧‧‧‧84
表 3-6 廢棄物減量指標技術彙整表‧‧‧‧‧‧‧‧‧84
表 3-7 室內環境指標技術彙整表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧85
表 3-8 水資源指標技術彙整表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧85
表 3-9 污水與垃圾改善指標技術彙整表‧‧‧‧‧‧‧86
表 3-10 雨水貯留供水系統之相關措施或關聯設備表‧‧111
表 3-11 同廠牌不同尺寸電視機比較表‧‧‧‧‧‧‧115
表 3-12 不同廠牌同尺寸電視機比較表‧‧‧‧‧‧‧115
表 3-13 同廠牌不同容量數洗衣機比較表‧‧‧‧‧‧116
表 3-14 不同廠牌同設計型式、容量數洗衣機比較表‧116
表 3-15 同廠牌同公升數不同設計洗衣機比較表‧‧‧117
表 3-16 同廠牌同設計不同公升數電冰箱比較表‧‧‧118
表 3-17 不同廠牌相近容量電冰箱比較表‧‧‧‧‧‧118
表 3-18 同廠牌相近容量、不同設計電冰箱比較表‧‧118
表 3-19 以相同空間(5 坪)，使用同品牌不同冷氣能力的冷
氣機比較表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧119
表 3-20 不同廠牌相近冷房能力分離式冷氣機比較表‧119
表 3-21 同品牌不同省電能力冷氣機比較表‧‧‧‧‧120
表 3-22 常用光源種類之效率與平均壽命表‧‧‧‧‧120
表 3-23 常用白熾燈泡與省電燈泡比較表‧‧‧‧‧‧121
表 3-24 常用日光燈管型式比較表‧‧‧‧‧‧‧‧‧122
表 3-25 32W 以上螢光燈管節能標章能源效率基準表‧124
表 3-26 我國建築能源管理系統(BEMS)分類等級表‧‧131
表 3-27 生態綠建材評估指標統計表‧‧‧‧‧‧‧‧145
表 3-28 健康綠建材接受評定項目統計表‧‧‧‧‧‧146
表 3-29 健康綠建材評定基準表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧147
表 3-30 高性能防音綠建材評定基準表‧‧‧‧‧‧‧148
表 3-31 高爐水泥與普通水泥特性比較表‧‧‧‧‧‧150
表 3-32 爐石粉與普通水泥消耗能源量及溫室氣體排放量
對照表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧150
表 4-1 小琉球氣溫資料庫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧160
表 4-2 小琉球溼度資料庫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧160
表 4-3 小琉球冷暖房度時資料庫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧161
表 4-4 小琉球降水氣象資料庫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧161
表 4-5 小琉球風速氣象資料庫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧162
表 4-6 綠島氣溫資料庫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧163
表 4-7 綠島溼度資料庫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧163
表 4-8 綠島冷暖房度時資料庫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧164
表 4-9 綠島降水氧象資料庫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧164
表 4-10 綠島風速氣象資料庫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧165
表 5-1 小琉球降雨量統計表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧174
表 5-2 綠島降雨量統計表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧176
表 5-3 台東縣畸零地使用規則‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧186
表 5-4 屏東縣畸零地使用規則‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧186
表 5-5 變更琉球風景特定區計畫(第一次通盤檢討)土地使
用分區管制要點‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧187
表 5-6 變更綠島風景特定區計畫(第一次通盤檢討)土地使
用分區管制要點‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧188
圖次
圖 1-1 全世界及台灣地表平均溫度變化圖‧‧‧‧‧‧2
圖 1-2 丹麥位置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5
圖 1-3 丹麥薩姆索島綠色能源運用示意圖‧‧‧‧‧‧6
圖 1-4 我國能源結構圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8
圖 1-5 英國第一棟零碳排放示範住宅圖‧‧‧‧‧‧‧11
圖 1-6 研究流程圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
圖 3-1 小琉球常見植物圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧86
圖 3-2 綠島常見植物圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧87
圖 3-3 彩輕石板物理性及種類圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧89
圖 3-4 彩輕石板工法施工前後圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧90
圖 3-5 EIFS 美式施工法隔熱示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧90
圖 3-6 CapaTect-WDVS 外牆節能塗裝系統示意圖‧‧‧ 91
圖 3-7 台北市吳興國小綠屋頂施工前、後紅外線熱像儀拍
攝圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧92
圖 3-8 薄層式綠屋頂施作工法示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧92
圖 3-9 薄層式綠屋頂圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧93
圖 3-10 盆栽式綠屋頂‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧93
圖 3-11 庭園式綠屋頂‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧94
圖 3-12 奈米光觸媒超親水原理及自淨易潔機制示意圖‧99
圖 3-13 外牆使用奈米光觸媒處理前後對照圖‧‧‧‧‧99
圖 3-14 複合卷窗實體圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧100
圖 3-15 開窗方式與通風路徑設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧ 101
圖 3-16 常見的花格磚及空心磚圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 101
圖 3-17 台南市政府大樓整修前後對照圖‧‧‧‧‧‧ 102
圖 3-18 浮力通風原理圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 103
圖 3-19 各種浮力通風方式圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧103
圖 3-20 宜蘭凱旋國小展覽館浮力通風現況及示意圖‧104
圖 3-21 太陽能電池之組成及型式圖‧‧‧‧‧‧‧‧105
圖 3-22 獨立蓄電系統示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧105
圖 3-23 返饋式電力系統示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧106
圖 3-24 市電併聯系統示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧106
圖 3-25 自然循環太陽能熱水器示意圖‧‧‧‧‧‧‧107
圖 3-26 強制循環太陽能熱水器示意圖‧‧‧‧‧‧‧107
圖 3-27 儲置式太陽能熱水器示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧108
圖 3-28 全球小型風力發電機成長率圖‧‧‧‧‧‧‧109
圖 3-29 日本、荷蘭及義大利之垂直軸小型風力機圖‧110
圖 3-30 台灣使用垂直軸小型風力機圖‧‧‧‧‧‧‧110
圖 3-31 雨水貯留設備系統圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧111
圖 3-32 雨水再利用案例照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧113
圖 3-33 電視機耗能比較示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧115
圖 3-34 洗衣機耗能比較示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧117
圖 3-35 電冰箱耗能比較示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧118
圖 3-36 分離式冷氣耗能比較示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧120
圖 3-37 燈泡耗能比較示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧121
圖 3-38 日光燈管耗能比較示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧122
圖 3-39 各類型電子式安定器‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧123
圖 3-40 三波長高效率燈管圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧124
圖 3-41 T5 燈管圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧125
圖 3-42 奈米光觸媒燈管圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧125
圖 3-43 冷陰極燈管之結構圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧125
圖 3-44 LED 的發光原理與構造‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧126
圖 3-45 各類 LED 燈管‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧126
圖 3-46 各類無電極電磁感應燈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧127
圖 3-47 室內燈具的分配‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧128
圖 3-48 室內環境燈具配置‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧129
圖 3-49 我國智慧建築標章圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧130
圖 3-50 我國智慧化居住空間標準化課題之示意圖‧‧132
圖 3-51 小型電力計架構示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧133
圖 3-52 電源開關箱迴路數量比較圖‧‧‧‧‧‧‧‧134
圖 3-53 透水鋪面管線施工圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧137
圖 3-54 共同管道示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧137
圖 3-55 管線粉體塗裝實體及功能圖‧‧‧‧‧‧‧‧138
圖 3-56 基礎施工-底層防水施工圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧139
圖 3-57 溶劑型、反應型及水乳型防水塗料圖‧‧‧‧140
圖 3-58 各種建築保溫材料圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧142
圖 3-59 台灣日據時代建築物基礎抬高圖‧‧‧‧‧‧143
圖 3-60 台大綠房子室內景觀及基礎抬高施工圖‧‧‧144
圖 3-61 生態綠建材的特性‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧145
圖 3-62 生態填縫劑製程(蜂蜜)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧145
圖 3-63 健康綠建材運用示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧146
圖 3-64 健康綠建材評定基準的訂定‧‧‧‧‧‧‧‧‧147
圖 3-65 再生綠建材示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧149
圖 4-1 台北市冷房度時 CDH
22與暖房度時 HDH
18示意
圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧156
圖 4-2 小琉球 10 年間逐時降水分佈圖‧‧‧‧‧‧‧‧ 166
圖 4-3 綠島 10 年間逐時降水分佈圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 167
圖 4-4 小琉球逐月 24 小時全日風頻圖(2010 年)‧‧‧‧ 169
圖 4-5 綠島逐月 24 小時全日風頻圖(2010 年)‧‧‧‧‧ 171
圖 5-1 小琉球位置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧173
圖 5-2 綠島位置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧175
圖 5-3 小琉球現況圖(一)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧177
圖 5-4 綠島現況圖(一)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 178
圖 5-5 小琉球現況圖(二)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 179
圖 5-6 綠島現況圖(二)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 179
圖 5-7 小琉球現況圖(三)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧180
圖 5-8 綠島現況圖(三)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧180
圖 5-9 綠島現況圖(四)‧‧ ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧180
圖 5-10 小琉球現況圖(四)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 181
圖 5-11 綠島現況圖(五)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧182
圖 5-12 小琉球基地位置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧183
圖 5-13 綠島基地圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧184
圖 5-14 綠島基地位置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧184
圖 5-15 雙重牆範例圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧192
圖 5-16 水平遮陽範例圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧192
摘 要
關鍵字：低碳島、低碳綠建築、建築設計圖說 一、研究緣起 為了減緩氣候變遷與暖化對地球環境造成的重大衝擊，各國政府紛紛進 行相關研究與討論CO2的排放減量，凡舉工業、交通、住宅甚至森林政策莫不 以節能減碳為主要目標。我國行政院將也配合節能減碳的國際潮流與未來趨 勢，目前正全力發展打造「低碳島」行動示範計畫，計畫導入綠色能源與低 碳生活觀，如太陽能、風力、LED照明、電動車及綠色運輸、綠建築、資源 再利用等措施，希望能打造一座至少50%的能源使用將來自再生能源的低碳 排放島嶼。經由低碳島的示範建置，擴大節約能源及再生能源產品的推動與 應用，進而帶動相關產業發展，逐步延伸建構台灣本島的低碳社區與低碳城 市，使我國邁入先進低碳國家之列。本所為配合政府的「低碳島」政策，計 畫以符合綠建築九大指標理念設計的綠建築設計標準圖說，提供綠島、小琉 球等離島當地民眾無償使用進行綠建築住宅相關建置，協助建構低碳島的綠 建築相關政策推動之基礎，並誘導民眾建立環保、舒適與人性化的節能減碳 生活空間與生活習慣。 二、研究方法 為幫助繪製我國未來低碳島住宅綠建築標準圖說，本研究將先收集整理 歐美日各先進國家的建築低碳、零碳住宅案例進行分析比較，提供政策面與 實務設計上的參考。另外本研究將進行綠島、小琉球等地之建築氣象解析與 現地調查，進行重要的設計用氣象資料解析與統計，包含空調需求分析、再 生能源利用潛力、自然通風利用率等相關氣象資料庫，以擴大自然通風利用 效果，減低建築物空調需求。並可利用誘導式建築設計，加強自然採光、換 氣，導入優良節能設備與能源管理系統等，模擬能夠大幅降低住宅耗能的省 能策略，以進行後續設計圖說之進行。三、重要發現 經過綠島及小琉球等兩處基地現況調查後，擇定了長條形街屋及大面積 基地等兩種建築模式，除可提供不同基地條件及可以彈性調整的空間量外， 並將低碳島綠建築設計技術整合融入建築設計中，未來民眾若有使用需求， 依照此標準圖說及簡易修改原則進行操作，即可達到相當的綠建築設計水 準，對於低碳島的綠建築推動政策將起示範作用。 四、主要建議事項 根據研究發現，本研究針對低碳島住宅綠建築設計標準圖說，提出下列 具體建議。 立即可行之建議-低碳島住宅綠建築設計標準圖說未來使用及推廣。 主辦機關：內政部建築研究所、屏東縣政府、台東縣政府 協辦機關：交通部觀光局、琉球鄉公所、綠島鄉公所 本研究所研訂之住宅標準圖說，可立即無償公開展示，提供兩地居民使 用，以利低碳島綠建築住宅推動作業。 長期性建議-低碳島綠建築住宅示範基地建置及補助事宜。 主辦機關：內政部建築研究所、屏東縣政府、台東縣政府 協辦機關：交通部觀光局、琉球鄉公所、綠島鄉公所 本研究之標準圖說雖非絕對能讓當地民眾所接受，倘若未來如有一個示 範性的基地(展示屋)成立，使更多當地民眾有機會實體接觸及感受，抑或是提 供一定金額的補助或獎勵辦法，以鼓勵居民多加利用本標準圖說作為住宅新 建之參考。
ABSTRACT
Keywords: low carbon island, low carbon green building, architectural design drawings
Research Begins
In order to decrease the impacts of climate changes and global warming on the environment, many countries have started the researches to decrease the production of CO2. Conserving energy and decreasing carbon production has
become the major goals in policies in various aspects including industry, transportation, residence and forestry. The Executive Yuan in Taiwan also follows the trend in conserving energy and decreasing carbon production and develops a “low carbon island” demonstration plan. The green energy sources and low carbon life styles such as solar energy, wind power, LED lighting, electricity cars, green transportation, green buildings, and reusable resources are incorporated in the plan to create a low carbon emission island that uses at least 50% of energy from renewable energy sources. The low carbon island demonstration construction will promote energy conservation and help the development of renewable energy products industry. Moreover, the demonstration plan can be extended to low carbon communities and low carbon cities and gradually makes Taiwan one of low carbon countries. To follow the low carbon island policies, our institute has developed the green building standard graph that conforms the nine major indexes of green building to provide residents in Green Island and small Ryukyu islands free of charge. We hope to build the foundation of low carbon island policies in these two islands and help residents to develop environmental and user friendly living spaces and energy conserving life styles.
Research Methods and Process
In order to develop the future green building standard graph of Taiwan, this research began with collecting and analyzing low carbon and zero carbon
residential cases in North America, Europe, and Japan. Theses cases provided good reference in policy and practice design. This research then analyzed the weather data and investigated locally in Green Island and small Ryukyu Islands. The weather data analysis assessed the air conditioning demand, renewable energy usage potential, and natural ventilation use factor to increase the natural ventilation and decrease air conditioning demand. Using passive building design such as enhancing natural lighting and ventilation, and utilizing good energy conserving equipment and manage system, we simulated residential energy conserving model to help the standard building design.
Important Discovery
Following local investigation in Green Island and Small Ryukyu Islands, we chose two types of building style: rectangular street house and large area base for our design graphs. These two styles provide great variety to the local architecture element and are flexible in space arrangements. These two styles are applicable in both Green Island and Small Ryukyu Islands. They can be good demonstration for “low carbon island” policy.
Main Suggestion
According to our research, we have following suggestions.
Immediately feasible recommendations –Low carbon island green building standard graph designed by our institute can be available publicly free of charge for residents in Green Island and Small Ryukyu Islands
Sponsored bodies：Architecture and Building Research, Ministry of the Interior, Pingtung County Government, Taitung County Government
Co-Organization: Tourism Bureau Ministry of Transportation and Communication , Green Island and small Ryukyu Islands township office.
Long-term recommendations –low carbon island green building demonstration house and subsidy
The low carbon island green building standard graph may not be completely accepted by local residents. A model house will provide a good demonstration or some subsidy in constructing the green building will encourage residents to follow the standard design.
Sponsored bodies：Architecture and Building Research, Ministry of the Interior, Pingtung County Government, Taitung County Government
Co-Organization: Tourism Bureau Ministry of Transportation and Communication , Green Island and small Ryukyu Islands township office.
第一章 緒 論
近年來全球氣候異常，大自然災害頻傳，造成人類存活接受到前所未見的嚴 峻考驗，身為地球村一份子的我們，自當無法置身事外，也正是因為地球暖化及 氣候變遷的因素，對地球環境產生了連續性及無法預測的影響，加上化石燃料的 供給有限，石油及各種天然資源的價格不斷飆漲，世界各國無不積極投入各種再 生能源及低(零)碳排放技術的研究與發展，期望以各種節能減碳的手段及方法， 來減緩溫室效應對地球生態環境的影響速率，以避免這種不可逆轉的生態浩劫發 生在我們甚至是下一個世代的身上。第一節 低碳島的發展背景
1-1.1 全球暖化問題已威脅人類生存 全球暖化是二氧化碳(CO2)及其他溫室氣體，包括氧化亞氮(N2O)、甲烷 (CH4)、氟氯碳化物(CFCs)等排放到地球大氣層所造成的，這些氣體就像厚厚的 毯子，把日光的熱能困住，造成地球的溫度上升。溫室氣體愈多，地球的溫度就 會愈高。這些溫室氣體來自汽車的化石燃料、發電廠以及森林及農地的流失，由 於人類過度的開發，大量的使用化石能源與濫墾森林等，致使地球環境日益惡 化，過去50年來，全球帄均氣溫以極快的速度持續上升(圖1-1)，自從人類開始測 量大氣溫度至今，2005年是氣溫最高的一年，氣溫最高的十年都是在1990年之後 發生，科學家指出除非我們減低導致全球暖化的溫室氣體的排放量，否則，全球 的帄均氣溫在本世紀末將上升3～9度。事實上，氣候的溫暖化可能只是全球氣候 變遷的一小部份，還有許多令人憂心的現象不斷發生，包括導致威力強大的暴風 雨和旱災、地震所引起的海嘯、冰河融化導致海帄面上升、氣候模式驟變以及傳 染病散播等導致地球氣候與環境產生重大的影響。這樣的變化除了大型災難性氣 候產生的機率增加外；降水分佈與氣溫的變化導致動植物無法適應環境，還可能 會造成傳染病流行、物種滅絕或是改變他們的棲息地點；因而會影響整個生態糸 統的帄衡，使生物多樣性崩解，進一步對全球各種生物與人類的生存環境產生嚴 重威脅。圖1-1 全世界及臺灣地表帄均溫度變化圖 (資料來源：永續發展教育網) 1-1.2 溫室氣體減量與再生能源政策受到各國重視 美國政府在近期所公布的氣候變化評估報告中指出，目前全球氣候變化是人 為因素導致的，氣候變化給人類社會帶來的影響將是廣泛而深遠的，報告更指 出，未來氣候變化及其影響將取決於今天的抉擇。事實上有研究顯示，地球未來 10年內若沒減低能源消耗與碳排放量，便會進入環境惡化告急的轉捩點。現在各 國政府若再不回應減碳議題，未來經濟及環境遭受的損失將會更劇，10年後將會 是無法彌補的經濟與環境大海嘯。因此各國紛紛進行相關研究討論溫室氣體的排 放減量，凡舉工業、交通、住宅甚至森林政策莫不以溫室氣體減量為主要目標， 依照已正式開始實施的「京都議定書」規範，全球數十個已開發國家頇將該國的 溫室氣體排放量做適當的減量，否則會遭到國際經濟貿易制裁。各國的減碳政策 中，亦包括了各種再生能源的研發與推展。由於太陽能、風能等再生能源具有無 污染、無公害，且具有取之不盡、用之不竭的特性，所以相當適合被用來替代傳 統化石燃料，成為零碳排放的乾淨能源。加州州議會已通過最新的再生能源法 案，要求電力與能源相關的公共事業體，2020年前使用太陽能、風力等再生能源 的比例，頇占總供電量的三分之一。美國總統歐巴馬近來也提出新的能源計畫， 定出美國石油進口量在2025年前減少三分之一的目標，並在2035年前，應有80 ％電力出自清潔能源。由近年各種大型再生能源計畫與法案推動，便可知道國際 間對於再生能源產業發展之重視。我國也訂有「再生能源發展條例」，獎勵再生 能源業者得以申請補助，民眾使用再生能源亦有鼓勵措施。預計此項法案通過 後，對我國未來的綠能產業將有重大的帶動作用，可說是我國永續能源政策的重
要里程碑。同時我國也配合節能減碳的國際潮流與未來趨勢，目前正全力發展打 造「低碳島」行動示範計畫，計畫導入綠色能源與低碳生活觀，如太陽能、風力、 LED照明、電動車及綠色運輸、綠建築、資源再利用等措施，希望能打造一座至 少50%的能源使用將來自再生能源的低碳排放島嶼。經由低碳島的示範建置，擴 大節約能源及再生能源產品的推動與應用，進而帶動相關產業發展，逐步延伸建 構台灣本島的低碳社區與低碳城市，使我國邁入先進低碳國家之列。 1-1.3 低碳政策已經成為未來的潮流 因為地球資源的有限，人類如果沒有節制地消耗下去，那麼地球的明天恐怕 會被打上一個大大的問號，在這種節約能源、減少溫室氣體排放及創造再生能源 的氛圍之下，世界各國對於降低碳排放量的推展，於是由一個口號逐漸地變成為 國家的政策，在此背景下，“碳足跡計算”、“低碳經濟”、“低碳技術”、“低 碳發展”、“低碳生活方式”、“低碳社會”、“低碳城市”、“低碳世界”等 一系列新概念、新政策應運而生，而能源與經濟以至價值觀實行大變革的結果， 可能將為逐步邁向生態文明走出一條新路，即秉棄20世紀的傳統增長模式，直接 應用新世紀的創新技術，通過低碳經濟模式與低碳生活方式，實現人類可永續發 展的未來願景。 在這股世界的潮流中，最早在2003年由英國的能源白皮書中(我們能源的未 來：創建低碳經濟)中所提出，計畫以新的建築法規，在2016年規範所有新建的 建築物耗能必頇達到碳帄衡的最高水準（如表1-1），希望溫室氣體能在2020年時 較1990年排放減少34%，並在2050年達到家庭零排放(低碳轉型計畫)。歐盟於2002 年通過「建築物能源效率法」，希望60年代至90年代能源效率較差之建築物（比 現代新建築能源損耗多2～3倍）能予以整建翻新，並以成本效益分析改善建築物 能源效能。美國參議院提出「建築零排放法」，要求所有新建或翻新的聯邦政府 建築，完工後其耗能若以化石燃料提供，所估算的碳排放量相對於2003年必頇減 少50%；爾後將更嚴格控制，到2030年必頇減少100%，達到零排放的境界。法 國目標於10年內減少農藥使用量50%，2020年將綠色農業面積增加至20%，交通 方面在2020年前新建2,000公里的高速鐵路，並滅少50%空運能源消耗量及二氧化 碳排放(以達成綠色法國政策)。德國推動再生能源發電占全國發電總裝置容量之 50%及無核家園(再生能源法及鄉村整合發展計畫)。美國加州於2011年開始執行 新 的 建 築 法 規“California Building Standards”(Title 24 California Code of
Regulation)，這項新通過的法規，是美國各州最嚴苛的能源法規。此項新法規根 據綠色能源、節能、環保概念，要求所有建設必頇符合"CAL GREEN" 的規定。 並且要求新安裝的用水設備必頇使室內用水量減少20%；建築廢料的回收達 50%；並嚴格檢查新建築的能源系統，以保證暖氣和空調及其他設備的高效運行 等等。日本在2050年前以現狀為基準削減60%至80%碳排放量並將太陽能等再生 能源或核子發電等發電比率提升至50%以上(低碳素社會計畫)、南韓計畫在2020 年前擴大地下鐵、火車及電車的使用率，計劃從交通方面減少20%的溫室氣體排 放(該國振興經濟方案)，中國預計在3至5年內推動15～20個低碳社區(低碳城市建 設)，由以上歐、美及亞洲等先進國家對於低碳政策的重視程度，可見此議題重 要性之一斑。 表 1-1 英國的建築物能源分級制度 (資料來源：http://www.theconstructioncentre.co.uk/sustainable-homes/)
第二節 世界各國低碳島政策
1-2.1 從一個低碳島的故事說起—丹麥薩姆索島(Samso)
丹麥(The Kingdom of Denmark，位置圖如圖1-2)，一個位處於北歐43,093帄 方公里大的小國（不包括格陵蘭及法繫群島），比台灣面積較大約6,000多帄方 公里，人口僅約538萬人，國家能源結構為90%仰賴於進口的石油，於1990年起 正式全面推動低碳經濟，開啟石油、天然氣及再生能源的生產，在經濟成長的同 時，由於能源利用效率提高，能源消耗量卻只有少量增加，國民收入在30年內提 高50%，石油消耗量卻下降50%，可以證明經濟與環保是可齊頭並進的；丹麥致 力於碳中和的目標，推動了許多的能源政策，如：2007年「2025年丹麥能源政策 的展望」、「2008年能源政策協議」、「2009年哥本哈根大會擔任主辦國並帶頭 宣告溫室氣體減量(目標2020年將溫室氣體減量至2005年再減20%)」，首先開徵 能源稅、鼓勵節約，並建立特別補助金和相關標準，獎勵節能企業等一連串措施， 在減少能源消耗及溫室氣體減量目標上，更訂定了三大方針，第一是實現高效率 能源生產和消費(發展新技術，提高可再生能源比重)；第二是開發新型和更為高 效的能源技術(每年達開發和試驗資金約新台幣57.5億元)；第三則為發展再生發 源(每年節能增長1.25%為目標)。 圖1-2 丹麥位置圖 (資料來源：http://tw.mjjq.com/travel/big5_trip_672.html)
另丹麥政府於1997年舉辦「永續能源島(Sustainable Energy Island)」的競賽， 由薩姆索島勝出，並展開為期10年的永續能源島發展計畫，以打造永續利用的再 生能源島（低碳島）。薩姆索島位處丹麥地理中央Kattegat海峽中心，面積約114 帄方公里，東西寛約7公里、南北長約26公里，人口約4,400人。為了達到100% 使用再生能源的生活模式，該島居民藉由以下五個操作原則來達成：1.節約能源 (減少消費及提高能源的利用效率)、2.低碳生活(將此概念轉化為島民日常的生 活)、3.資源循環(利用當地生質能資源)、4.使用再生能源(太陽能、風力發電、地 熱能系統)及5.低碳運輸(以電力及氫氣能源取代汽柴油之使用)。基於以上的措施 薩姆索島已經於2003年達到碳中和，成為一個完全使用綠色能源的海島(丹麥薩 姆索島綠色能源運用示意如圖1-3)。與1998年相比二氧化碳排放量下降了142%， 可以稱為是世界上第一個再生能源商業化的地區，能完全自給自足的島嶼，而該 島除了實踐了零碳及永續的目標之外，也因此帶動了相關產業的投資及工作的機 會，此一成功的經驗不但為島民及丹麥謀求了福利與未來的希望，為人類做出了 極具深遠的貢獻，更將會影響世界上後續追隨她們腳步的國家與人民。 圖1-3 丹麥薩姆索島綠色能源運用示意圖 (資料來源：打造低碳家園 --從低碳社區邁向低碳城市簡報，行政院環境保護署生態社區推動方 案室) 家戶裝設小型風力發電機
1-2.2 世界各國的低碳島政策發展現況 由於地球暖化、環境氣候變遷及可運用資源有限等種種不利人類生存的條件 及氛圍之下，世界各國間逐漸興起了建立「低碳建築」、「低碳社區」、「低碳城市」 及「低碳島」等示範及概念性的想法，其目的便是在於如何從創造一個小格局的 改變擴展到大視野的全面節能目標，有關低碳建築、低碳社區及低碳城市在國際 間已有許多成功案例，然低碳島之確切定義，國際上目前並未有一致性的通用規 範，因為每個國家地理環境、政治生態、經濟實力、人口結構及民情風俗大相逕 庭，所以在順應環境等因素下，各界各國分別採取了其相對性的手法，來達到符 合低碳環境的措施，以下介紹幾個世界上成功開發及創造能源島嶼的案例。 以鄰近我國的日本沖繩縣宮古島(距離台灣330公里，面積為205帄方公里， 人口約55,000人)為例，2007年時日本政府指定京都、東京千代田區、橫濱市和宮 古島等十三個地區和城市作為「環境示範城市」，朝低碳城市邁進。其中，宮古 島是唯一靠農業轉型為低碳島的示範點。在日本中央及地方政府努力之下，成立 了酒精汽油研究中心，將提煉黑糖所剩的糖蜜和蔗渣經添加酵母發酵、蒸餾，提 煉酒精（乙醇）和汽油混合，成為摻有百分之三酒精的酒精汽油(也稱為E3生質 燃料)，每輛汽車若使用E3汽油，就可減少百分之三的碳排放，添加酒精量愈高， 減碳效果愈大，另在政府補助下，宮古島也積極投入風力及太陽能發電，市公所 補助家戶裝智慧電表，在屋頂裝太陽能光電板，島民購買光電設備可以減稅，且 帄時用電不用錢，用不完的電力回賣給電力公司，可為島民增加額外的收入。 歐洲西部國家西班牙的耶繫島El Hierro(面積為178帄方公里，人口約1萬多人) 將在2011年年底啟用風力發電系統後，將成為全球第一座能源完全自給自足有人 居住的島嶼。根據計畫，島上五座風車會在風勢較強時，把水從蓄水量為15萬立 方公尺的下池，抽到位於火山口蓄水量為55萬立方公尺的上池，當風勢變弱，上 池的水會被釋放出來，沿3公里的管路流回下池，利用水位差來推動六座水力發 電渦輪，未來發電廠開始運轉後，預計可以提供48GW/h的年發電量。另外，該 島將在2015年前把所有燃油車汰換成電動車，以及在八年內將所有農田轉型為有 機耕作，並利用廢棄物製造沼氣及肥料。 歐洲北部國家挪威西南方繫加蘭郡的尤特西拉島Utsira(位於挪威西海岸約 18公里的海上，面積為6帄方公里，人口僅有212人)，以往藉由一條18公里長的 海底電纜，由挪威本土供電，2004年時由挪威政府與數個企業共同合作，計畫主 要目的是證明偏遠缺乏公共設施但其再生資源豐盛的地區，可採用再生能源安全 建立陸上風力渦輪機 建立大型風力渦輪機
有效的供應其能源需求，故利用該島充沛風力的優勢，耗費600萬美金，嘗試將 風能電力轉化成化學能，以氫氣形式儲存，俟風力不足時再將氫氣轉換回電力， 以供應民生所需，經過2年的整合，終於成功建造世界第一個「氫能」的聚落， 達成能源自主，甚至能把剩餘的電力回送至挪威本土使用。
除了上述小島外，亦有如美國的Hawaii、Rhode島、丹麥的 Aeroe島、德國 的 Pellworm 島、瑞典的 Gotland 島、希臘的Ai Stratis、Crete島、澳洲的King 島、Saint Lucia 與 Dominica 兩個小島國，也明確表示將於短期內建構其小島為 100%再生能源供應地區的企圖；目前以再生能源供應超過 50%用電的小島包括 法國的 La Desirade 島及 Reunion 島、裴濟(Fiji)、德國的Pellworm 島，惟其中 大部份島嶼的供電系統均與其附近的大電力系統併聯。 1-2.3 台灣低碳島政策發展現況 我國為一個四週環海之海島型國家，缺乏自產天然能源而必需要大量地 (99.34%以上)仰賴進口(我國能源結構如圖1-4)，在這種先天條件不良的環境之 中，對於減少資源的消耗更應當比其它國家具有警覺性，依據國際能源總署 IEA/OECD 2006 年的統計資料，臺灣人口僅佔全球的0.35％，但排放之二氧化 碳比例卻高達0.96％，在溫室氣體排放總量佔全世界排序的第22位，這個數字背 後所隠含的意義，實值得你我去深入思考。 圖1-4 我國能源結構圖 (資料來源：經濟部能源局，能源統計手冊，2009年6月) 總統馬英九先生自就任後即著手推動許多「節能減碳」的政策與行動，最早 在2008年6月及9月分別通過及核定「永續能源政策綱領」及「永續能源政策綱領
-節能減碳行動方案」，由此處開始展開台灣一連串「高效率」、「高價值」、「低排 放」及「低依賴」的能源供應與消費模式，其政策目標在於：「每年提高能源效 率2％以上，使能源密集度於2015年較2005年下降20%以上」及「全國二氧化碳 排放減量，於2016年至2020年間回到2008年排放量，於2025年回到2000年排放 量」，並期望能透過「能源」、「產業」、「運輸」、「環境」、「生活」及「法規配置」 等六大行動策略來落實節能減碳之具體作為。 而2009年4月由行政院所召開之「98年全國能源會議」，更是基於邁向永續能 源發展願景、低碳能源發展方向、能源安全重新定位、部門效率全面提升、能源 價格合理化原則及能源科技發展策略等原則，在行動方面則推動「國家溫室氣體 減量推動方案」、「永續能源基本法」立法、「能源發展綱領」政策環評、「長期電 力負載預測與電源開發規劃」、「電業自由化方案」、「智慧型電表基礎建設 (AMI)」、「再生能源倍增方案」、「核能發電合理使用評估方案」、「產業結構低碳 化推動方案」、「綠色能源產業旭升方案」、「綠色運輸網絡方案」、「低碳城市方 案」、「生態城市綠建築推動方案」、「能源價格合理反映方案」、「能源國家型科技 計畫」、「全方位能源科技人才培育方案」等16項重大方案。 為協助我國的綠色能源相關產業發展，政府近來在政策上積極推動「低碳島」 計畫，讓離島地區優先成為低碳能源生活圈的示範地點。經濟部初步規劃五大面 向及原則如下：1.再生能源：充分利用當地自然資源，包括風力、太陽能等；2. 節約能源：充分發揮住商、電力相關部門的節能效果等；3.綠色運輸：充分展示 高效率、低排放的省能運具；4.低碳建築：推動省能綠建築與綠地美化；5.資源 循環：充分展現資源再生、垃圾零廢棄及多元供水。預期計畫完成後，將可使離 島地區之再生能源替代率高於五成，成為台灣低碳綠色生活最佳示範，促進台灣 邁向低碳綠色生活國家行列。2010年5月行政院核定之「國家節能減碳總計畫」 中明確地揭示要建設低碳島的國家型計畫(澎湖及金門為低碳島，綠島及小琉球 則為低碳觀光島)，在綠島及小琉球被定調為低碳觀光島的前提下，在落實節能 的作法上採取4大策略，包括：（1）綠色交通，透過補助推動電動機車、自行車、 大眾運輸巴士等搭配無縫旅程考量整體規劃；（2）觀光服務，輔導餐旅住宿以及 地方特產等觀光服務業，陸續轉型為綠色商店；（3）生態觀光型態，推廣低碳旅 程，讓生態旅遊降低且控制遊憩行為，對於環境的衝擊，提高旅遊的知性度；（4） 採取綠色基礎設施，觀光地區的建設與相關公共設施工程，必頇朝綠建築以及綠 色工程標章進行，降低能源、水資源與低碳排放。
第三節 低碳島綠建築
由前述的低碳島規劃原則可以看到，節約能源、綠建築與資源循環等均是我 國綠建築政策上同樣相當重視的課題與指標，可見本所既往的綠建築研究在低碳 島未來的建置與規劃上將有相當重要的推廣與應用價值。 1-3.1 低碳綠建築的發展背景 回顧各國節能建築的相關研究歷史，建築物從當初單純的節約能源節省支 出，進展到大幅度提高建築物使用效率的低耗能（Low Energy）建築，甚至隨著 再生能源引領出來的環保課題，建築界亦發展出零耗能（Zero Energy）的理論。 一棟建築建築物在正常的使用情況下，當然不可能不使用任何能源（零耗能）， 凡舉照明、空調、動力、給排水等均會使用到能源（電力、瓦斯等），沒有能源 消耗的建築物在今日社會，其使用性能將會大大受到限制與不便。但為了對抗氣 候與環境變遷，建築界也興起一股減碳、零碳的設計風潮。這樣的綠建築儼然已 成了當今綠建築最高規格的實踐方式與低耗能、低碳排放的最高設計標準，更也 是環保人士心目中最理想的居住環境。建築設計者與使用者紛紛思考如何能夠提 高生活水準的同時，還能夠降低對環境的影響與衝擊，讓日常生活中的使用頻繁 的建築物，亦能變成當今追求永續發展不可缺席的重要角色。 70 年代以前，因全球經濟空前繁榮，建築界現代主義盛行，標榜建築物全 面機械化、設備化，提供全天候的中央空調、熱水、照明服務，人們恣意的消耗 地球資源，而對悄悄來到的危機卻毫無警覺。直至 70 年代因中東戰爭所造成的 兩次石油危機，頓時能源價格迅速暴漲，對社會、經濟造成重大的衝擊，於是激 發各國開始重視不能讓能源無限制的浪費使用，而著手開始進行節約能源等相關 研究，促進了今日綠建築的蓬勃發展。過去我們許多的生活方式也浪費了不少資 源，包括了建材、能源、水與土地資源等等，在這種不知限制的消費水準下，有 限的地球資源終將會因為過度消費而提早使用殆盡。 建築節能的相關研究從當初單純的節約能源節省支出，進展到提高建築物使 用效率的低耗能競賽，研究發現提高能源使用效率等同是開發新的能源，其效益 更佳。甚至隨著再生能源引領出來的風潮，建築界亦發展出零耗能（Zero Energy Development，ZED）的理論。一棟建築物在正常的使用情況下，當然不可能不 使用任何能源（零耗能），凡舉照明、空調、動力、給排水等均會使用到能源（電力、瓦斯等），沒有能源消耗的建築物在今日社會，其使用性能將會大大受到限 制與不便。零耗能的口號與魔術究竟為何？事實上零耗能建築在設計時，首先要 提高建築物能源的使用效率，並大量降低建築物的能源需求（減少 80％），其他 僅剩的少許耗能則利用非石化燃料的可再生能源來滿足，如此即可達到零化石燃 料使用（包括電力公司提供的非潔淨電力）的「零耗能建築」目標。 由於碳排放與化石能源的使用息息相關，「零耗能」這樣的口號在某些溫室 氣體減量的環保研究與推廣活動也會被轉化成零碳排放（Zero Carbon）。基本上 兩者所代表的意義是相同的。如何能夠提高生活水準的同時，還能夠降低對環境 的影響與衝擊，零耗能與零碳設計變成追求永續發展最火紅的課題（圖 1-5）。 圖 1-5 Sheppard Robson 所設計的英國第一棟零碳排放示範住宅圖 (資料來源：topboxdesign.com/lighthouse-by-sheppard-robson-united-kingdom) 一棟建築物的能源消耗，若從建築物生命週期的觀點來看，應從規劃設計、 建材生產、材料運輸、營建施工、日常使用、更新修繕、廢棄處理等階段皆應納 入計算。「廣義建築耗能」其複雜的關連性與龐大的能源消費，依目前再生能源 的效率與技術，要滿足建築物之零碳排放量設計，其操作難度極高且甚為複雜， 現階段多半暫難施行。因此目前國際間對於零耗能建築與零碳建築的操作，僅將 耗能限制於狹義的建築物日常能源使用部分，忽略廣義建築物生命週期的其他部 分耗能量。因此「狹義建築零耗能」所指的是建築物之耗能僅考慮日常使用階段， 以再生能源滿足日常耗能，即可達到零耗能與零碳排放之目標。現今國外零碳建 築案例，目前尚均以「狹義建築耗能」為其耗能定義與操作模式。然而日常使用
階段的耗能為建築物生命週期當中影響最大的部分，因此即使「狹義建築零耗能」 模式未能讓建築物達到全面零碳排放的境界，其功效亦相去不遠。當然，假設未 來的再生能源技術與效率能夠有大幅度的突破，依當時的水準，亦有可能進行「廣 義建築零耗能」的零碳排放設計。 「零碳綠建築」即是在上述零耗能與零碳設計的精神下，應用各種節能環保 的綠建築設計技術，是綠建築最高標準的實踐。其意義為一棟低耗能的節能環保 綠建築物，它的日常能源消費無需使用任何的化石燃料，可以利用建築物設置的 再生能源系統達到自給自足，不需依靠電力、化石燃料市場的供應，完全無化石 燃料的消費，因此產出的 CO2排放量為零。 1-3.2 低碳綠建築是一種全新的生活方式 目前零碳建築仍大多屬於實驗性質，以目前的再生能源設備效率與成本均還 未達普及程度，建造這種建築物的代價，並不是一般民眾所能輕鬆負擔。因此零 碳綠建築已經不屬於單純的建築設計與效益評估，而是需要一種對環保積極付出 的熱情與追求。是一種願意不計代價，以追求更高環境品質與生活樂趣的簡約生 活型態。在此台灣政策推廣「零碳綠建築」時，可將其視為一種節能、簡約的樂 活態度及全新的環保生活方式，創造新時代最具影響力的一種生活形態與價值 觀。這種與樂活生活相結合的「零碳建築」，已經跳脫傳統的建築物設計，而是 引領另一股全新的生活方式，是一種可以讓使用者享受『健康、永續、快樂』生 活的建築物。至於建築物的零碳操作應以大幅降低建築耗能的「低碳綠建築」作 為未來最重要的推動目標。 為了實踐低碳綠建築的可行性，大幅降低建築物耗能可能必頇改變自己原有 的生活方式或不良使用習慣。這種生活方式的改變，當然不是要過著如同苦行僧 般的刻苦生活，但是在自己可以接受的範圍內，犧牲某種程度的過份享受，這就 是實現低碳綠建築的第一步。諸如夏天若一個人可以忍受的室溫度是 30 度，就 沒有必要貪圖涼快享受，將空調設定在 26 度或更低，甚至可以不使用空調，利 用相對省能的電風扇替代。更進一步或許將房間窗戶打開，讓空氣自然對流，不 但能節省更多能源，即使流一點汗，也相對的讓身體更加健康。推廣到日常生活 上的其他觀念，例如在購買房子的時候，就沒有必要買過大的房子，雖然空間大 相對舒適氣派，但為了維持房子的正常使用，大房子勢必耗費更多的能源、水資 源在空調、照明、清潔等處，這其實是不利節能減碳精神的。所以一棟低碳綠建
築的規模是以「空間剛好夠用」為原則，針對家庭的人數及使用需求來設計合適 的空間大小，同時在土地利用與建材使用數量都會有較經濟的節約效果。諸如其 他的綠色生活習慣：包括盥洗以淋浴方式、選用節能電器用品、不使用耗能大的 電器用品(如大板面電視、大容積冰箱、大容量洗衣機等)、改變烹煮習慣(菜餚以 簡單方式烹煮避免滷、燉等耗能方式處理)、以爬樓梯代替搭乘電梯、以日曬衣 物取代烘衣機、以大眾交通工具及自行車代步等。這些都是在個人追求樂活生活 的前提下，「犧牲享受卻不苛刻」，心甘情願犧牲某種程度的享受或便利性，但是 卻能達到節能減碳又健康的綠色生活型態。 1-3.3 低碳島綠建築標準圖說的重要性 我國目前的「低碳島綠建築」政策雖有政府鼓勵與推動省能低碳綠建築之計 畫，但似乎僅以新建公共建物或民間重大投資案取得綠建築標章為目前主要的推 動政策，與一般民眾生活息息相關的住宅似乎尚無具體之配套政策。本所為了鼓 勵離島民眾配合「低碳島」政策，實踐節能、簡約的樂活態度及全新的環保生活 方式，配合交通部推 動「低碳觀光島進行 綠島、小琉球生態觀光島示範計 畫 中 程 個 案 計 畫 」， 爰 辦 理 本 研 究 計 畫 。 本研究以綠建築評估系統九大指標 理念進行適合綠島、小琉球等離島之示範性住宅建築設計，提供民眾無償使用之 綠建築住宅設計標準圖說，希望能擴大綠建築之低碳效益至該二離島，協助建構 低碳島的綠建築相關政策推動之基礎，並誘導民眾建立環保、舒適與人性化的節 能減碳生活空間與生活習慣。由於一般民眾普遍缺乏建築專業訓練與相關知識， 雖有意願配合相關低碳政策及追求更高環境品質與實踐節能、簡約生活型態，但 居住環境與相關設備若無法配套減碳，將會大大限制其功效。因此若能提供一套 符合當地氣候環境與地方特色的綠建築標準圖說與示範性建築物設計，將有相當 的鼓勵作用與示範成效，將可能引導出另一波低碳綠建築設計的風潮，擴大「低 碳島」政策之實踐功效。 未來並可以低碳島綠建築的成功經驗推動台灣本島低碳社區與未來低碳城 市計畫，擴大周邊效應。包含「低碳交通」、「低碳建築」、「低碳電力與能源供應」、 「低碳生活」、「低碳經濟」等等，可從生活圈的配置、提高基地使用密度、提升 建築物性能與能源效率、提供更有效率的公共服務設施、便捷的對外公共交通聯 絡網路與市鎮內環保的綠色交通規劃、提倡樂活綠色生活態度等，強化政府對抗 溫暖化的努力與決心，加速我國全面邁向低碳國家的美好願景。
第四節 研究步驟與流程
本研究進行步驟區分為資料收集、研究執行及成果彙整等三大階段，研究內 容與流程如圖1-6所示 圖1-6 研究流程圖 本研究案 低碳建築案例 低碳島綠建築之發展策略與案例研究 提升能源效率 綜合整理成設計策略 建築設計用氣象資料解析 低碳島設計構想 再生能源利用評估 選定假設基地與建築條件 資 料 收 集 研 究 執 行 綠建築技術 結案報告 繪製標準圖說 耗能模擬與綠建築評估 成 果 彙 整第五節 研究進度說明
本研究目前研究進度依照研究進度表執行(如表 1-2)，截至十二月份均已完 成各項表訂工作。 表 1-2 研究進度表 月 工作項目 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 備 註 收集各國低碳 建築案例 氣象資料整理 與統計、解析 彙整低碳建築 設計技術 設計構想發展 期中報告與簡報 氣象資料庫使 用規劃建議 選定假設基地 與設計條件 初步規劃與設 計 專家會議 完成設計圖說 耗能模擬與綠 建築評估 期末報告撰寫 期末簡報 預 定 進 度 ( 累 積 數 ) ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ 說明： 1.工作項目請視計畫性質及需要自行訂定，預定研究進度以粗線表示其起訖日期。 2.預定研究進度百分比一欄，係為配合追蹤考核作業所設計。請以每一小格粗組線為一分，統計求得本計畫之總分，再將各月份工 作 項目之累積得分(與之前各月加總)除以總分，即為各月份之預定進度。 3.科技計畫請註明查核點，作為每一季所預定完成工作項目之查核依據。第二章 資料蒐集與文獻分析
第一節 零碳綠建築發展概況
零碳綠建築近年來已經蔚為一股世界潮流，尤其在歐洲大陸地區的發展最 為快速與積極，如英國政府制定以 1990 年為基準，在 2050 年前需減少 80%的 碳排放量，甚至是 2016 年起新建物需達成零碳排放，也因為有這種國家立法 強制要求的政策下，才會有立竿見影之功效，而世界各國在這種趨勢之下，也 陸陸續續地推展零碳綠建築的作法。 我們檢視目前世界上低耗能綠建築或零碳排放量的零碳綠建築，可以明顯 地發現多半位置於溫度及濕度較低的大陸或寒帶氣候，尤其以歐洲國家數量所 佔數量最多。相對的，身處在亞熱帶地區的我們或是熱帶地區的國家，因為氣 候條件的因素，能實踐低耗能的綠建築數量極為有限，完全達到零碳綠建築更 似乎是難以觸及的理想。 檢視其中最大的因素便是在於大陸或寒帶型氣候國家，因為氣候相對地比 較寒冷，對於暖房的需求遠遠超出於其它氣候條件的國家，然而改善暖房的技 術與手法，從建築的外殼的設計著手(增加牆體厚度、使用性能較佳的材料、提 昇門窗汽密度的品質等等)，便可以減少大量的建築耗能，而位處於亞熱帶地區 的我們，卻沒有辦法利用前揭的技術來獲得等同的效果，因為濕熱地區除了熱 之外，更有濕度控制的考量，主要的建築耗能為空調及照明，如果通風及照明 沒有妥善規劃，對於要減少建築耗能的可能，便如同緣木求魚般的遙不可及了。 或許國外的低(零)碳綠建築經驗無法應用在台灣的熱濕氣候，不過透過案 例的分析及說明，應能將其適用之技術作為我國在零碳綠建築設計上的參考， 因國際上真正達成完全零碳排放量的零碳綠建築的案例有限，以下的介紹仍會 以低耗能、低碳排放量的綠建築為主，但其設計理念及手法依然值得國內零碳 綠建築設計之參考，本章將蒐集著名零碳綠建築及低耗能綠建築的設計案例， 計蒐集了 5 國 15 個案例，其中獨棟住宅案例 10 個，連棟住宅案例 1 個及社區 住宅案例 4 個，分別位處於歐洲(英國)、美洲(美國)及亞洲(日本、韓國及馬來 西亞)等三大地區，並綜整其設計手法，俾利未來參考運用。第二節 低(零)碳綠建築案例
本節蒐集之低(零)碳綠建築案例計有 5 個國家、15 個案例，如表 2-1 所示。 本研究建築設計案例資料蒐集項目包括：計畫名稱、設置地點、氣候類型、建 築類型、計畫背景、設計內容等，並佐附案例照片，整理列表如下，俾利參考。 表 2-1 各國低(零)碳綠建築設計案例表 國家 地點/城市 計畫名稱 氣候類型 建築形態 備註 英國 BRE 革新公園/ 倫敦 Barratt Green House 溫帶氣候 獨 棟 住 宅 零 碳 綠 建 築 英國 BRE 革新公園/ 倫敦 Sigma Home 溫帶氣候 獨 棟 住 宅 零 碳 綠 建 築 英國 諾丁頓/倫敦 BASF House 溫帶氣候 獨 棟 住 宅 零 碳 綠 建 築 美國 麥迪遜/威斯康辛州 Ross Stress Home 濕潤大陸 性 氣 候 獨 棟 住 宅 低 耗 能 綠 建 築 美國 舊金山/加州 Belles Townhouse 地中海型 氣 型 連 棟 住 宅 低 耗 能 綠 建 築 美國 拉金塔/加州 Vista Dunes 乾旱乾候 社 區 住 宅 低 耗 能 綠 建 築 美國 聖彼得堡/佛羅里達州 Real Model Home 副熱帶濕 潤 氣 候 獨 棟 住 宅 低 耗 能 綠 建 築 美國 萊斯特/北卡羅萊納州 Southern Living Idea House 副熱帶濕 潤 氣 候 社 區 住 宅 低 耗 能 綠 建 築 美國 拉斯維加斯/內華達州 Villa Trieste 副熱帶乾 旱 氣 候 社 區 住 宅 低 耗 能 綠 建 築 美國 尤金/奧勒崗州 The Sage 海 洋 性 氣 候 獨 棟 住 宅 低 耗 能 綠 建 築 日本 琦玉市/關東 Miwa No Mori 溫帶季風 氣 候 社 區 住 宅 低 耗 能 綠 建 築 日本 東京都/北州島 Roof and thewind 溫帶季風 氣 候 獨 棟 住 宅 低 耗 能 綠 建 築 日本 古河市/茨城縣 Zero Emission House 溫帶季風 氣 候 獨 棟 住 宅 零 碳 綠 建 築 韓國 龍仁市/京畿道 Green Tomorrow 溫帶季風 氣 候 獨 棟 住 宅 零 碳 綠 建 築 馬來 西亞 吉隆坡市/賽藍葛州 Idea House 熱帶氣候 獨 棟 住 宅 零 碳 綠 建 築 (資料來源：本研究整理)
歐洲地區：英國 基本資料
名稱 The Barratt Green House 地點/城市 BRE 革新公園地區/倫敦 建築面積(樓層) 160 平方公尺(三層建築物) 住宅型態 ■獨棟住宅□社區住宅 住宅狀態 ■新建建築物□舊住宅改善 氣候特徵 氣候類型 溫帶氣候(溫度:冬季平均 7℃；夏季平均 15℃) 案例照片
計畫背景
1."Barratt Green House"是被作為創新及作為永續的發展，運用最高 標準設計，以符合英國 2016 年新建築物需達到零碳的目標。 2.由甘特‧法蘭西斯(Gaunt Francis)所設計，是英國最先被"永續家園 "評選為六星等級的房屋。 設計內容 1.運用塊狀混凝土方式砌築牆體結構，相對地便於施工並提供改進 空氣可透性的機會及縮短施工時間，此系統可以作為預留未來發 展的空間。 2.使用 SIP 系統工法作為屋頂結構，可縮短施工作業時間，屋頂結 構可以在地面組裝並於最後完工階段時再行吊掛安裝。 3.改良隔熱材料的性能，縮小了牆體的厚度，並可使建築物保持冬 暖夏涼，進而增加土地的利用。 4.為了進一步地減少熱能的吸收，窗戶外部安裝了自動開關的遮陽 板，白天時打開獲得大量的陽光，正午時則關閉至最小，特別的 浮力通風設計，可確保建築物留有新鮮的空氣而不會讓冷風進入 室內。 5.空氣熱泵浦可將室內、外的空氣轉換為熱能，提供房屋內部的需 求，而不再需要使用烘衣機，因為溫暖的空氣上升至樓梯頂層， 即可用來晾曬衣服。 6.本建築所有的能源均由太陽能面板所提供，全數燈具並安裝低耗 能源的 A 及 A+等級節能產品。 7.屋頂及透水鋪面的雨水均被收集並儲存至地下的水槽，經過過濾 後的雨水則被抽取至頂樓的儲水槽，作為洗車、沖洗廁所及屋頂 植栽灌溉之用。
第二章 資料蒐集與文獻分析 浮力通風 資料來源 http://www.barrattdevelopments.co.uk/barratt/en/home 高性能三層玻璃 太陽能面板 外牆隔熱 綠屋頂 (屋頂植栽) (自動式百葉窗) (浮力通風) (互動式房屋) (可調控式空調) (良好的隔熱) (厚實的樓板) (三層隔熱玻璃) ) (自動控制系統) (太陽能發電)
歐洲地區：英國 基本資料
名稱 The Sigma Home
地點/城市 BRE 革新公園地區/倫敦 建築面積(樓層) 185 平方公尺(四層建築物) 住宅型態 ■獨棟住宅□社區住宅 住宅狀態 ■新建建築物□舊住宅改善 氣候特徵 氣候類型 溫帶氣候(溫度:冬季平均 7℃；夏季平均 15℃) 案例照片
計畫背景 在沃特福德郡的建築展覽會上 Stewart Milne 建築開發商率先推出 英國首棟零碳排放住宅房屋設計：「西格馬住宅(Sigma Home)」。 這棟住宅的家用電器能源設施設備，包括電視電器、廚房烹調設 施、暖氣系統、熱水供給系統及通風系統能源消耗，均接近零碳 排放指標，此已符合英國可持續住宅準則評估第五星級水準，因 此獲頒英國政府第一張「零碳排放」住宅證書。 設計內容 1.碳中和：這棟建築物在暖氣空調、熱水、照明及通風上被設計 為碳中和，高性能的外牆隔熱及三層玻璃窗戶，使它成為高效 率的節能設計，其他碳減量的指標還包括：使用低耗能的電氣 設備、中水的利用、高效率的冷凝燃料鍋爐、居家辦公型態以 減少汽車的使用等等。 2.節水措施：節水設施的普遍使用，在洗臉盆及沐浴的水被儲集 用於廁所的沖洗，水的使用量預期為每人每日少於 80 公升，屋 頂的儲水筒儲集雨水作為灌溉之用途。 3.靈活設計：建築物為一個開放式的規劃佈局，以適應現代的生 活方式，主要核心區域中有浴室及與樓梯附近常使用的公共區 域，樓板連接到這個核心，使得空間的尺寸及使用能夠更為靈 活，開放式的設計同時可讓景觀、日光及通風貫穿建築物。 4.能源策略：提升牆壁、屋頂及一樓樓板隔熱等級之"U"值(小於 0.15W/m2K)，三層玻璃則為 0.7 W/m2K、氣密式的建築(設計值 需達到低於 1.0m3 /h*m2)、太陽能發電作為暖氣空調、熱水供應 及照明使用，而渦輪式風力發電機系統所產生的電能，則可出 售給電力單位。 5.依太陽運行設計的煙囪：建築物屋頂有座太陽能煙囪，位處於 樓梯之上方，屋頂的方向為地平線之南方 36 度，為獲得最大量 的太陽熱能的最佳方位，北向的窗戶使日光進入樓梯並在夏季 時使熱空氣產生對流。 6.高密度的居住空間：將大多數的家庭集中在城市的中央，是永 續性的必要條件，而本建築與傳統四大房的概念不同，有效率 地使用有限的空間，可節省過多的土地使用。 7.其他的特點： (1)運用現代智慧的科技，提供了能源及用水使用上的監控，施工 過程中亦實施監控。 (2)施工過程採用乾式施工，加速建築物建造時程。 (3)室內、外多項回收利用的設施。 (4)大規模的戶外空間被設計在建築物樓層上方處。 (5)減少居民在交通成本上的花費及車輛使用所造成的高污染碳 排放。
○1 使用太陽能及風力發電，以達到自足自給的目標。 ○2 良好的隔熱及通風設計。 ○3 木材選用妥善管理的永續資源。 ○4 三層玻璃木造窗戶，絕佳的氣密性。 相關照片 資料來源 http://www.stewartmilne.com/Sigma-Homes.aspx ○2 KITCHEN/DINING CLOAKROOM LIVING ROOM BEDROOM 2&3 SUN TERRACE FAMILY AREA HOMEOFFICE/ BEDROOM 4 ○4 MASTER BEDROOM ○1 ○3
歐洲地區：英國 基本資料 名稱 BASF House 地點/城市 諾丁漢大學/倫敦 建築面積(樓層) 232 平方公尺(二層建築物) 住宅型態 ■獨棟住宅□社區住宅 住宅狀態 ■新建建築物□舊住宅改善 氣候特徵 氣候類型 溫帶氣候 計畫背景 BASF House 是在諾丁頓大學展示的建築物創新和節能設計，將各 項設施的性能進行測詴，節能減碳等級評定為第四級，相對於 2006 年以前的建築物至少降低 44％以上的耗能。 案例照片
設計內容 1.建築物主體設計了許多通風使用的窗戶，這可以作為溫度控制之 用，以防止室內環境過熱，使用電動窗戶可釋放屋頂所吸收多餘 的熱量，隨著使用新鮮空氣換熱器，預熱的空氣也被帶入太陽能 領域，在夏季，該系統還提供涼爽的空氣直接進入屋內。 2.屋頂部分使用窗戶排風散熱溫度控制及透過樓梯之煙道功能，使 整個房子的熱氣向上。 3.房屋北面使用雙層玻璃窗、太陽能熱水器並輔助生物燃料鍋爐(燃 料使用本地生產的木屑顆粒，穀物，玉米或油菜廢物)。 4.牆壁使用絕緣混凝土模板（ICF），為使用兩層聚苯乙烯之間的差 距填充混凝土，可減少成本、快速施工，並具有高絕緣性能。 5.使用低輻射雙層玻璃窗及 LED 燈具。 6.太陽能發電將提供大約 81％的熱水，使用太陽能家庭熱水（生活 熱水）適用於所有類型的屋頂或牆面安裝，具有提供 250 公升至 470 公升生活熱水的能力。 7.地面熱空氣換熱器系統，新鮮的空氣通過一個地下管道，可預先 加熱或預冷。 8.雨水收集系統收集雨水，提供洗衣機、沖洗廁所和家居清潔使用。 資料來源 http://www.energyefficiency.basf.com/ecp1/Show-houses/show_houses _uk
美洲地區：美國 基本資料
名稱 Ross Street Home 地點/城市 麥迪遜/威斯康辛 建築面積(樓層) 250.84 平方公尺(三層樓獨棟住宅) 2,700 sf 住宅型態 ■獨棟住宅□社區住宅 住宅狀態 ■新建建築物□舊住宅改善 氣候特徵 氣候類型 濕潤大陸性氣候 (溫度:冬季平均-5 ~ -8℃；夏季平均19 ~ 27℃) 計畫背景 屋主 Carol Richard 為專業的建築師，曾經設計過不少綠建築的 Carol，終於有機會為自己與身為機電工程師的老公 Fred Berg 打 造一個完美綠建築住宅，於是夫婦兩人四處尋找合適的基地位 置，最後在 Carol 老家附近不遠的地方，終於找到了理想的地點， 於是在設計初期導入 LEED-Home 概念，集結了各領域的綠色專 業團隊，並搭配政府提供的各種資源與優惠措施，打造了這間非 常有特色的完美健康住宅。 案例照片
設計內容 1.本案位於已開發基地，故基地所在社區已具備優良基礎設施。 2.基地位於市中心附近，周圍 400 公尺內即設有多項公共服務設 施，生活機能健全、步行距離 800 公尺內有兩條公車線，每天 運輸量達到 160 班次以上。 3.為了降低擾動區，盡量縮小基地開發面積，所以針對施工動線 規畫必頇更加謹慎，更特地保護基地原有的大樹，得以保留原 始景觀。 4.植栽設計，本案使用以下設計手法，以達到完全不使用植栽澆 灌系統: (1)採用原生植物種類。 (2)採用非侵入性植物。 (3)採用耐旱性植栽。 (4)採用高反射率之淺色基地鋪面。 5.地表逕流管理：在後院特別設置了一個小型的雨水回收生態池 (rain garden)，車道與屋頂的雨水都可以集中於此並達到保水 的效果；基地車道盡量以綠地取代硬舖面，並使用透水磚來增 加基地滲透率。 6.水資源回收：設置兩個可容納 675 加侖的雨水回收槽，回收的 雨水可供臨時澆灌與洗車使用，不設置任何永久之澆灌系統， 僅需在初期使用回收雨水進行臨時澆灌。 7.室內日常用水減量：使用兩段式馬桶、高效率水龍頭及高效率 蓮蓬頭。 8.建築外殼隔熱效率： (1)屋頂-噴塗 15 公分厚的聚氨酯泡沫，總熱阻係數 R 值達到 39。 (2)建築外牆-先噴塗 5 公分厚的聚氨酯泡沫，再外加 9 公分厚的 高效能隔熱棉(R 值 15)。 (3)地下室外牆-噴塗 5 至 9 公分厚的聚氨酯泡沫。 (4)整體隔熱效果經測詴驗證後，優於原始設計值。 9.降低空氣滲透率：外殼完全噴塗泡沫隔熱材，並且針對所有口 隙仔細密封，經 ACH50 空氣滲透測詴，結果約為 0.8ACH。 此種程度之氣密需配合強制通風系統。 10.窗戶選擇： (1)於建築物南面開放大面積自然採光設計。 (2)於建築物外牆安裝水平式遮陽板，讓房子在夏天的時候，不 受日光照射而加溫；冬天的時候可以導入或保存更多的日 光，增加建築內部的熱能，而不需要仰賴更多的暖氣系統。 (3)採用節能雙層隔熱玻璃，U 值為 0.3, SHGC 值為 0.3。 11.冷熱氣流分佈控制系統：所有冷暖通風管道及空氣處理機均
