建築生命週期CO2排放量評估之研究(二)－建築空調設備CO2排放量解析
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(2) GPN： ISBN：978-986-01-2865-9.
(3) 建築生命週期. 排 放 量 評 估 之 研 究 二( CO 2. ︱ ) 建築空調設備. 排放量解析 CO 2. 內政部建築研究所協同研究報告. 九十六年度.
(4) 建 築 生 命 週 期 CO 2 排 放 量 評 估 之 研 究 (二 ) － 建 築 空 調 設 備 CO 2 排 放 量 解 析 研 究 助 理 ：成大研究發展基金會 研究主持人 ：李玉生 主任秘書 協同主持人 ：林憲德 教授 研. 究. 員 ：呂罡銘 講師. 研 究 助 理 ：王育忠、黃光佑. 內政部建築研究所協同研究報告 中華民國九十六年十二月.
(5) 目次. 目次 表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅲ 圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅴ 摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧IX 第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第一節 溫 室 效 應 與 地 球 溫 暖 化 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 2 第二節 研 究 動 機 與 目 的 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 7 第三節 研 究 範 圍 與 內 容 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 8 第二章. 綠建築的生命週期評估‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧13. 第一節 生命週期評估概述‧‧‧‧‧‧‧‧‧13 第二節 建築生命週期評估‧‧‧‧‧‧‧‧‧14 第三節 建築產業環境負荷統計方法‧‧‧‧‧17 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立‧‧‧‧‧23. 第一節 空調設備調查範圍界定‧‧‧‧‧‧‧23 第二節 空調設備生產階段資材 CO2 排放量分‧‧23 第三節 空調設備生產二次加工組裝 CO2 排放‧‧37 第四節 空調設備 CO2 排放推估公式建立‧‧‧‧51 第四章. 建築空調工程 CO2 排放量解析‧‧‧‧‧‧61. 第一節 空調工程 CO2 排放量解析變因範圍界定‧61 第二節 室內送風機水管系統 CO2 排放量案例解析‧64 第三節 空調箱風管系統 CO 2 排放量案例解析‧67 第四節 空調箱與室內送風機混合系統 CO2 排放量案 例解析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70 I.
(6) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 第五節 全部案例樣本不分類系統 CO2 排放量案例解 析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧72 第六節 採 用 不 同 空 調 系 統 CO 2 排放量變異數分 析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧76 第五章. 建築空調工程 CO2 排放量減量對策‧‧‧‧77. 第一節 建築物環境負荷減量‧‧‧‧‧‧‧‧‧77 第二節 空調工程建設階段 CO2 減量對策‧‧‧‧78 第三節 空調設備使用階段 CO2 減量對策‧‧‧‧78 第六章. 建築空調工程 CO2 排放量減量對策‧‧‧‧81. 第一節 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧81 第二節 建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧83 附錄. 審查會議紀錄及處理情形‧‧‧‧‧‧‧‧85. 參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧91. II.
(7)
(8) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. II.
(9) 表次. 表次 表 1-1 全球 CO2 減量水準與時機規劃 ······························4 表 2-1 建築物生命週期各階段能源使用情形 ·················17 表 2-2 日本產業關連表統計法之環境負荷資料庫 ·········18 表 2-3 日本建材生產環境負荷量統計表 ·························20 表 2-4 國內外生命週期 CO2 排放量估算模式相關文獻 ···21 表 3-1 各類能源之熱值與 CO2 排放量計算 ····················24 表 3-2 台灣 2000 年單位電力之 CO2 排放量推估······25 表 3-3 建材相關產品單位生產 CO2 排放量統計表······25 表 3-4 各類空調設備資材原當量 CO2 排放量 ················28 表 3-5 台灣 2000 年全國公路汽車貨運平均運距與 CO2 排放量推估值························································42 表 3-6 空調設備 CO2 排放量資料庫 ································44 表 3-7 空調設備材料 CO2 排放量回歸推估公式總表 ····59 表 4-1 室內送風機水管系統案例樣本一覽表 ·················62 表 4-2 空調箱風管系統案例樣本一覽表 ·························63 表 4-3 空調箱與室內送風機混合系統案例樣本一覽表 · ················································································63 表 4-4 室內送風機水管系統 CO2 排放量統計一覽表 ····64 表 4-5 空調箱風管系統 CO2 排放量統計一覽表 ············67 表 4-6 AHU 與 FCU 混合系統 CO2 排放量統計一覽表 ·70 表 4-7 全部案例樣本不分類系統 CO2 排放量統計一覽表 ················································································73 表 4-8 單因子變異數分析 ·················································76. III.
(10) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. IV.
(11) 圖次. 圖次 圖 1-1. 2070-2100 年平均異常溫升···································1. 圖 1-2. 1995-2004 年平均異常溫升···································1. 圖 1-3 溫室效應 ···································································2 圖 1-4 溫室氣體排放趨勢 ···················································3 圖 1-5 過去 100 年全球溫度變化趨勢 ·······························3 圖 1-6 地球暖化與二氧化碳濃度之關係 ···························4 圖 1-7 整體部門燃燒 CO2 排放趨勢(1990-2005) ··············5 圖 1-8 台灣 2000 年建築相關產業 CO2 排放比 ················6 圖 1-9 本研究流程圖 ·························································10 圖 2-1 建築物生命週期示意圖 ·········································14 圖 2-2 建築物生命週期 CO2 排放評估計算流程圖 ········16 圖 3-1 電力分析記錄器 ·····················································37 圖 3-2 電力分析記錄器 ·····················································37 圖 3-3 空調主機加工流程(1) ············································38 圖 3-4 空調主機加工流程(2) ············································38 圖 3-5 空調主機加工流程(3) ············································39 圖 3-6 空調主機加工流程(4) ············································39 圖 3-7 空調主機加工流程(5) ············································40 圖 3-8 空調主機加工流程(6) ············································41 圖 3-9 水泵生產線 ·····························································41 圖 3-10 冷卻水塔生產線 ····················································41 圖 3-11 空調箱生產線 ························································42 圖 3-12 冷送排風車生產線 ················································42. V.
(12) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 3-13 螺旋式空調主機 CO2 排放量及推估回歸公式····· 52 圖 3-14 離心式空調主機 CO2 排放量及推估回歸公式····· 52 圖 3-15 氣冷式空調主機 CO2 排放量及推估回歸公式····· 52. 圖 3-16 空調箱 CO2 排放量及推估回歸公式 ···················53 圖 3-17 吊掛隱藏式室內送風機 CO2 排放量推估回歸公式 ················································································53 圖 3-18 吊掛露明室內送風機 CO2 排放量及推估回歸公式 ················································································53 圖 3-19 箱型冷氣機 CO2 排放量及推估回歸公式 ··········54 圖 3-20 方型冷卻水塔 CO2 排放量及推估回歸公式 ······54 圖 3-21 圓型冷卻水塔 CO2 排放量及推估回歸公式 ······54 圖 3-22 端吸聯結式離心泵 CO2 排放量及推估回歸公式 · 55 圖 3-23 端吸直結式離心泵 CO2 排放量及推估回歸公式 · 55. 圖 3-24 進排氣風機 CO2 排放量及推估回歸公式 ··········55 圖 3-25 鍍鋅鋼管 CO2 排放量及推估回歸公式 ··············56 圖 3-26 PVC 管 CO2 排放量及推估回歸公式··················56 圖 3-27 蝶閥 CO2 排放量及推估回歸公式 ······················56 圖 3-28 逆止閥 CO2 排放量及推估回歸公式 ··················57 圖 3-29 吸入擴散器 CO2 排放量及推估回歸公式 ··········57 圖 3-30 Y 型過濾器 CO2 排放量及推估回歸公式 ···········57 圖 3-31 平衡閥 CO2 排放量及推估回歸公式 ··················58 圖 3-32 球塞閥 CO2 排放量及推估回歸公式 ··················58 圖 3-33 金屬電導管 CO2 排放量及推估回歸公式 ··········58 圖 3-34 PVC 電線 CO2 排放量及推估回歸公式··············59 圖 4-1 室內送風機水管系統案例樣本每冷凍噸 CO2 排放量 ················································································65 VI.
(13) 圖次. 圖 4-2 室內送風機水管系統 CO2 排放量回歸推估應用式 ················································································65 圖 4-3 室內送風機水管系統各類工程 CO2 排放量比例圖 ················································································66 圖 4-4 空調箱風管系統案例樣本每冷凍噸 CO2 排放量 · ················································································68 圖 4-5 空調箱風管系統 CO2 排放量回歸推估應用式 ·····68 圖 4-6 空調箱風管系統各類工程 CO2 排放量比例圖 ·····69 圖 4-7 AHU 與 FCU 混合系統案例樣本每冷凍噸 CO2 排放 量················································································71 圖 4-8 AHU 與 FCU 混合系統 CO2 排放量回歸推估應用式 ····················································································71 圖 4-9 AHU 與 FCU 混合系統各類工程 CO2 排放量比例圖 ····················································································72 圖 4-10 全部案例樣本每冷凍噸 CO2 排放量 ···················74 圖 4-11 全部案例樣本 CO2 排放量回歸推估應用式 ·······74 圖 4-12 全部案例樣本各類工程 CO2 排放量比例圖 ·······75. VII.
(14) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. VIII.
(15) 摘要. 摘. 要. 關鍵詞：生命週期評估、綠建築、二氧化碳排放、環境負荷、空調設備. 一、研究緣起 本 研 究 係 建 立 本 土 的 建 築 空調工程生命週期評估資料，以提供國 內 綠 建築相關研究的重要基礎研究。 二、研究方法及過程 藉 由 此 建 築 空 調 工 程 生 命 週期評估模式，我們得以在建築物建造 之 初 即可計算出其 CO 2 排放量，可對於建築空調產業所造成的環境破 壞 量 化評估。並藉此期待能創造出低環境負荷量的綠色建築。 三、重要發現 本研究的成果摘要如下 ： 1.建 立 台 灣 本 土 建 築 空 調 工 程 生 命 週 期 評 估 源 引 數 據 ： 本研究以台灣建築空調 工程營建階段 CO 2 排放量為探討對象，進 行 台 灣 地 區 相 關 研 究 的 盤 查 分 析 與基礎資料統計，完成台灣建築空調 工 程 營建階段 CO 2 排放量的調查結果，為本土建築空調工程生命週期 環 境 負 荷 相 關 解 析 中 建 立 了 重 要 的基礎統計資料，此資料庫可以作為 後 續 建 築空調工程生命週期評估源引的基本評估數據。 2、 建 立 台 灣 本 土 建 築 空 調 工 程 之 設 備 材 料 CO2 排 放 量 資 料 庫： 本 研 究 調 查 本 土 建 築 空 調工程設備材料的生產、加工、運輸階段 之 耗 能，建立 300 餘項國內空調工程常用設備材料 CO 2 排放量資料 庫，並得 22 項回歸推估應用式，以作為建築空調工程生命週期評估法. IX.
(16) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 之 基 礎數據。 3、 解 析 出 建 築 空 調 工 程 每 冷 凍 噸 CO2 排 放 量 ： 本研究以國內 42 個案例樣本加以分類，單獨解析出使用不同空調 系 統 時其 CO 2 之排放量，成果可歸納如下： （ 1）室內送風機水管系 統（簡稱 FCU SYSTEM）： 以國內 15 個案例樣 本解析得平均每冷凍噸 CO 2 排放量為 292 kg- CO 2 /RT，. 標準差為 66 kg- CO 2 /RT，其空調工程 CO 2. 排放回歸推估應用 式為 Y(空調工程 CO 2 排放量 kg) = 298.49 × (空調裝置容量 RT) - 4387.3，R² = 0.9083。 （ 2）空調箱風管系統（簡稱 AHU SYSTEM）： 以國內 12 個案例樣本解析得平均每冷凍噸 CO 2 排放量為 288 kg- CO 2 /RT，標準差為 56 kg- CO 2 /RT，其空調工程 CO 2 排放 回歸推估應用式為 Y(空調工程 CO 2 排放量 kg) = 256.14 × (空調裝置容量 RT) + 9968.3，R² = 0.9919。 （3）空調箱與室內送風機混合系統（簡稱 AHU＆FCU SYSTEM）： 以國內 15 個案例樣本解析得平均每冷凍噸 CO 2 排放量為 296 kg- CO 2 /RT，標準差為 64 kg- CO 2 /RT，其空調工程 CO 2 排放 回歸推估應用式為 Y(空調工程 CO 2 排放量 kg) = 272.26 × (空調裝置容量 RT) + 9698.4，R² = 0.748。 4、 變 異 數 分 析 法 解 析 上 述 三 組 不 同 空 調 系 統 ： 經變異數分析結果，其 P 值 0.950106 大於 0.05 可判定三組不同 空 調 系統 CO 2 排放量不因其採用不同之空調系統而有所差異。並以國 內 42 個案例樣本全部一起解 析其建築空調工程 CO 2 排放量，得平均 每 冷 凍噸 CO 2 排放量為 292 kg- CO 2 /RT，標準差為 61 kg- CO 2 /RT，其 空 調 工程 CO 2 排放回歸推估應用式為 Y(空調工程 CO 2 排放量 kg) = 263.5 × (空調裝置容量 RT) + 10890， R² = 0.9346。. X.
(17) 摘要. 四、主要建議事項 立即可行之建議 主 辦 機關：內政部建築研究所 協 辦 機關：國立成功大學建築系 1. 擴大建立空調設備相關產品環境負荷資料庫： 本 研究以生產線直接調 查法之方式統計生產階段 CO 2 排 放 量，由 於 需 至 現 場 量 測 各 設 備 生 產 線 上 之耗能，一一建立各項設備二次加工 部 分 之 CO 2 排放量，但每家生產商皆會考量其商業機密是否會外洩， 大 多 不 願 意 提 供 生 產 線 裝 設 電 表 紀錄用電數據，以取得二次加工組裝 階 段 耗 能 之 CO 2 排 放 量 。 因 此 需 事 先 透 過 冷 凍 空 調 業 界 的 資 源 與 安 排 ， 才 能 至 現 場 量 測 各 設 備 生 產 線上之耗能，然而空調設備材料種類 繁 多 ， 本 研 究 還 無 法 完 整 擴 及 所 有空調設備材料，因此期能配合能源 委 員 會 之 能 源 查 核 制 度 ， 對 空 調 設備相關產業作更詳盡的能源查核統 計 ， 使資料庫更形完備。 2. 定 期更新環境負荷統計資 料庫： 由於空調設備產業的 CO 2 排放量會因產業結構、能源結構變化及 新 類 型 的 工 法 、 材 料 、 設 備 或 技 術等改良而隨時間有所差異。為了隨 時 保 持 評 估 的 可 信 賴 度 ， 定 期 更 新檢討環境負荷統計資料是必須的工 作 。 此部分有賴相關單位與學術團體能持續進行研究，適時修正 CO 2 排 放 量的變動，以供建築物生命週期評估的正確利用。. 長期性建議 主 辦 機關：內政部建築研究所 協 辦 機關：國立成功大學建築系 1. 建築空調日常使用耗能後續研究探討： 本 研 究 礙 於 時 間 、 人 力 之 關係，尚未建立台灣本土空調設備日常. XI.
(18) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估 使 用 階 段 之 能 源 使 用 模 式 ， 在 計 算 精 度 要 求 高 的 LCCO 2 分 析 上 ， 需 對 該 棟 建 築 物 作 精 確 的 能 源 使 用 預估或實測，才能得到該棟建築物在 使 用 階 段 精 確 的 CO 2 排 放 量 。 因 此 建 立 可 信 的 建 築 物 日 常 耗 能 預 測 公 式 有待後續研究者進行，以提高 LCCO 2 指標評估的實用價值。 2. 導入我國綠建築評估體系，推廣 LCCO 2 之評估觀念： LCCO 2 指 標 對 於 評 估 建 築 物 生 命 週 期 的 環 境 負 荷 量 具 有 相 當 完 整 周 詳 的評估 能力，如果能將此評估架構推廣，並對於低環境負荷建 築 物 加 以 認 證 ， 相 信 這 將 是 日 後 我國綠建築最具發展性的評估法，這 也是本研究建立此套本土化 建築物生命週期環境負荷評估體系與指 標 所 欲達到的目標。. XII.
(19) 摘要. Abstract Key word ： life cycle evaluation 、 Green building 、 CO 2 emission 、 environmental load、air conditioning equipment This research is related to set up the native evaluation in building air conditioning engineering life cycle, in order to offer the important basic research of domestic green-building relevant research. By making use the model of building air conditioning engineering life cycle, we can calculate out the CO 2 emission at the beginning when the building is built, quantify and assess the environmental disruption caused by air conditioning. industry. of. building.. And. expect. to. create. the. green-building with low environmental load. The achievement summary of this research is as follows: 1. Set up Taiwan native building air conditioning engineering life cycle and evaluate the data source: This research probe CO 2 emission of building air conditioning engineering in construction stage in Taiwan , carry on investigation and analyzing of relevant research in Taiwan and basic data statistic , finish the investigation result of CO 2 emission of building air conditioning engineering in construction stage in Taiwan , Setting up important basic statistical data while correlated analyzing for the environmental load of life cycle of air conditioning engineering of native building, the database can build as basic assessment datum for follow-up evaluation and source guide of air conditioning engineering life cycle.. XIII.
(20) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估 2. Set up the CO 2 emission database of air-conditioning engineering equipment and materials of the native building in Taiwan. This research Investigate energy consumption in the stage of production, processing & transportation of the native building air conditioning engineering equipment and materials, set up more than 300 items of the domestic equipment and materials CO 2 emission database of air conditioning engineering, and come out 22 items of estimating formula, in order to set up the basic data to evaluate building air conditioning engineering life cycle. 3. Analyze out the CO 2 emission per refrigeration tonnage of air conditioning engineering of the building. This research classify 42 domestic case samples, analyzing out the CO 2 emission while using different air conditioning systems separately, the achievement can be summarized up as follows: ( 1) Fan coil water piping system ( Abbreviated as FCU System): 15 case samples are analyzed and gained CO 2 emission per refrigeration tonnage is 292 kg- CO 2 /RT, standard deviation is 66 kgCO 2 /RT, the CO 2 emission of air conditioning estimate formula is Y (the CO 2 emission of air conditioning kg) =298.49 *(the capacity of air conditioning RT ) – 4387.3，R 2 = 0.9083. ( 2) Air handling duct system( Abbreviated as AHU System): 12 case samples are analyzed and gained CO 2 emission per refrigeration tonnage is 288 kg-. CO2 /RT,. standard deviation is 56 kg-. CO 2 /RT, the CO 2 emission of air conditioning estimate formula is Y (the CO 2 emission of air conditioning kg) =256.14 *(the capacity of air conditioning RT ) +9968.3，R 2 = 0.9919.. XIV.
(21) 摘要 ( 3) Air handling and fan coil mixed system ( Abbreviated as AHU& FCU System): 15 case samples are analyzed and gained CO 2 emission per refrigeration tonnage is 296 kg- CO 2 /RT, standard deviation is 64 kgCO 2 /RT, the CO 2 emission of air conditioning estimate formula is Y (the CO 2 emission of air conditioning kg) =272.26 *(the capacity of air conditioning RT )+9698.4， R 2 = 0.748. 4. Make variation analysis to analyze three groups of different air conditioning systems: From the analysis result of making variation, the P value is 0.950106 and greater than 0.05. It can. judge the CO 2 emission is not. different to use different air conditioning systems. And analyze the CO 2 emission of air conditioning engineering of building together in 42 case samples, the average of the CO 2 emission per refrigeration tonnage is 292 kg- CO 2 /RT, standard deviation is 61 kg- CO 2 /RT, the CO 2 emission of air conditioning estimate formula is Y (the CO 2 emission of air conditioning kg) =263.5 *(the capacity of air conditioning RT )+10890， R 2 = 0.9346.. XV.
(22) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. XVI.
(23) 第一章 緒論. 第一章. 緒. 論. 工 業 革 命 以 來 ， 人 類 大 量地製造二氣化碳、氧化亞氮、甲烷、氟 氯 碳 化 物 等 溫 室 氣 體 ， 聯 合 國 氣 候變化綱要公約的「跨政府間的專家 小 組 」(IPCC)於 2007 年 2 月 2 日提出的第四次科學性報告指出，過去 100 年平均溫度已上升 0.74℃，且溫室氣體以當前的趨勢持續排放， 未 來 二十年，平均每十年溫度將增加 0.2℃，至本世紀末(2100 年 )，大 氣 溫 室 氣 體 濃 度 將 相 較 於 工 業 革 命前的濃度增加兩倍，平均溫度將上 升 3℃。海平面將上升 50 公 分(介於 15-95 公分)，導致兩極冰水的融 解 ， 地球將面臨毀滅性的大災難。. 圖 1-1 2070-2100 年平均. 圖 1-2 1995-2004 年平均. 異常溫升. 異常溫升. (圖 1-1、圖 1-2 來源網站: Global Warming Art http://www.globalwarmingart.com/). 1.
(24) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 第一節. 溫室效應與地球溫暖化. 大 氣 層 中 的 氣 體 ， 如 水 汽及二氧化碳，幾乎不吸收可見光波段的 太 陽 輻 射 (或 稱 短 波 輻 射 )， 但 是 卻 很 有 效 率 地 吸 收 紅 外 線 波 段 的 太 陽 輻 射 (或稱長波輻射)，因此，穿透大氣層的太陽輻射(大部分為短波輻 射，少 部分為長波輻射)，約有 47%為地表吸收，23%為海洋吸收及微 量 儲 存在植物內以便進行光合作用，此外仍有約 30%為地表反射，在 反 射 回大氣中之長波輻射約有 75%無法穿透大氣層而為大地吸收，使 得 地 表溫度提高，稱為溫室效應(Greenhouse effect)如圖 1-3 所示。. 圖 1-3 溫室效應 (Greenhouse Effect) (美國環保署，2006) 過去百年來台灣經歷了全島性的暖化現象，與全球暖化趨勢一 致，但氣溫上升速率（1.0-1.4℃/百年），卻遠大於全球平均值（0.6℃ / 百 年 ），而大氣中的 CO 2 濃 度似乎也呈現出節節上升的趨勢。從工業 革 命 前的 280ppm 上升至目前的 360ppm 如圖 1-5 及圖 1-6 所示。. 2.
(25) 第一章 緒論. 圖 1-4 溫室氣體排放趨勢 (美國環保署，2006). 圖 1-5 過去 100 年全球溫度變化趨勢 (IPCC，2007). 3.
(26) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 1-6 地球暖化與二氧化碳濃度之關係 (來源網站: Woods Hole Research Centerhttp://www.whrc.org/) CO 2 是一種會導致溫室效應的氣體，溫室效應能夠使地球保持適 當 的 的溫度，以利萬物生存。然而，若這些溫室氣體（Greenhouse Gas） 在 大 氣 中 的 濃 度 提 高 ， 所 造 成 的 溫室效應也隨之增大，也就是說明了 今 日 地 球 的 溫 暖 化 現 象 （ Global Warming） 與 溫 室 氣 體 的 含 量 有 密 切 的 關 係 。 國 際 間 應 協 議 工 業 化 國 家採行更嚴格的總量管制，並誘導開 發 中 國家限制其排量。依 IPCC 規劃，於 2100 年時將控制大氣 CO 2 濃 度 達 550ppm，亦即控制溫度最高上升 2℃，估計之經濟衝擊成本 GDP 減 少 0.1%~2%，如表 1-1 所示。. 表 1-1 全球 CO 2 減量水準與時機規劃 CO 2 濃 度 (ppm). 累積排放量 (GtC)(2001~2100). 全球排放減量年度. 450. 365-735. 2005-2015. <2000-2040. 550. 590-1135. 2020-2030. 2030-2100. 650. 735-1370. 2030-2045. 2055-2145. 750. 820-1500. 2040-2060. 2080-2180. 1000. 905-1620. 2065-2090. 2135-2270. ( IPCC，2001 ). 4. 全球排放高峰年度.
(27) 第一章 緒論. 聯合國氣候變遷網要公約於 1997 年 12 月初通過了京都議定書， 各 工 業國家均分別訂定控制溫室氣體放的目標，我國於 1998 年由行政 院 宣 佈 要 參 與 對 抗 地 球 暖 化 行 動 ，並舉行全國能源會議，集合全國專 家 提 出控制溫室氣體的相關策略。 依 能源局 2006 年統計資 料，台灣整體部門(1990~2005 年) CO 2 排 放 趨 勢得知，1990 ~ 2005 年累積成長 134.6%，平均年成長率 5.9%；1990 ~ 1998 年累計成長 69.7%，平均成長率 6.8%；1998 ~ 2005 年累計成長 38.2%，平均年成長率 4.7%。如圖 1-7 所示。. 整體部門燃料燃燒CO2排放趨勢(1990-2005). 單位：千公噸. 300,000 250,000 200,000 150,000 100,000 50,000. 20 05. 20 04. 20 03. 20 02. 20 01. 20 00. 19 99. 19 98. 19 97. 19 96. 19 95. 19 94. 19 93. 19 92. 19 91. 19 90. 0. 年度. 圖 1-7 整體部門燃燒CO 2 排放趨勢(1990-2005) ( 本研究整理) 在台灣以 2000 年之統計資料建築相關產業每年的 CO 2 排放 量 佔 全國總排放量的 30%左右，如圖 1-8。我們可以發現建築產業確 定 對 地 球 環 保 具 有 相 當 大 的 影 響 力；例如營建過程所使用的鋼鐵、金 屬 、 玻 璃 及 混 凝 土 等 現 代 化 建 材 ，都是高耗能密度的工業產品。本研 究 希 望 透 過 生 命 週 期 環 境 負 荷 評 估的方式，得以在建築空調建造之初 即 可 計 算 其 空 調 工 程 環 境 負 荷 量 ，對於建築空調產業所造成的環境破 壞 加 以量化評估，並藉此期待能創造出低環境負荷的綠色建築。. 5.
(28) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 商業部門 5.94%. 建材生產 9.31%. 營建 建材運輸 0.20% 1.49%. 住宅部門 11.88%. 其他 71.18%. 圖 1-8 台灣 2000 年建築相關產業CO 2 排放比 ( 本研究整理). 6.
(29) 第一章 緒論. 第二節. 研究動機與目的. 建築相關產業對於地球環境影響部份相當重要，所以在全球 CO 2 減量的趨勢中，建築產業 CO 2 減量工作將無可避免成為我國整體 CO 2 減 量 計劃中的重要一環。 國 內針對建築設備 CO 2 排放量評估研究並不多，尤其空調設備更 為 缺 乏 ； 目 前 皆 以 參 考 日 本 相 關 文獻以比例概估之方式加以評估，但 由 於 各項設備資材之生產以及運輸之耗能因國情不同，其 CO 2 之排放 量 亦 而異，導致無法有效評估空調設備 CO 2 排放量。鑑於國內相關研 究 尚 於 起 步 階 段 ， 為 擴 充 整 體 評 估系統更形完整，本研究希望達到如 下 目 的： 一 、 建 構 台 灣 本 土 之 空 調 設 備 CO2 排 放 量 評 估 系 統 ： 本 研 究 延 續 國 內 已 完 成 建 築 軀 體 室 內 裝 修 等 CO 2 排 放 量 評 估 系 統，配合現有相關研究統計資料以建構台灣本土空調設備 CO 2 排放量 評 估 系統。 二 、 建 立 本 土 化 空 調 設 備 CO2 排 放 量 資 料 庫 ： 建立空調系統各設備之資材、二次加工與運輸階段之 CO 2 排放資 料 庫 ， 包 括 各 類 冰 水 主 機 、 空 調 箱、水泵、冷卻塔、風管、空調送水 管 等 各設備種類之 CO 2 排放資料庫與推估方式。 三 、 試 算 建 築 樣 本 ， 推 估 空 調 工 程 CO2 排 放 量 ： 以既有建築樣本配合上述各項空調設備之 CO 2 排放推估公式，進 行 整 棟建築空調工程之試算，建立空調工程之 CO 2 排放量推估簡算法 以 便 於應用。 四 、 提 出 空 調 工 程 CO2 排 放 量 減 量 對 策 ： 針對國內建築空調工程提出改善建議，以期降低建築空調工程 CO 2 排放量，創造低耗能、環保的綠色空調。. 7.
(30) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 第三節. 研究範圍與內容. 本研究範圍界定於空調工程之建設階段 CO 2 排放量評估；空調設 備 之 CO 2 排放量統計包括資材生產之 CO 2 排放、設備二次加工之 CO 2 排 放 以及成品運輸至建築現場之運輸階段 CO 2 排放等三階段。資材生 產 之 CO 2 排放量評估，必須從基礎能源使用調查分析做全面性的耗能 統 計 較 為 準 確 客 觀 。 為 了 提 供 直 接可信的數據，採用生產線直接耗能 統 計 法 。 本 研 究 之 資 材 生 產 能 源 消費，在原料素材部份，以經濟部能 源 委 員 會 「 能 源 查 核 與 節 約 能 源 效益評估計畫」之能源使用調查數據 換 算 而 得(經濟部能委會，1999)；運輸階段之 CO 2 排放量數據，以「中 華 民 國 台 灣 地 區 汽 車 貨 運 調 查 報 告」之建材運距與車輛運輸耗油效率 換 算 而得(交通部統計處，2001)。 空調設備資材種類繁多，大致可分為四大工程類型分別為： (一 ) 空 調 設 備 工 程 ： 離 心 式 空 調 主 機 、 螺 旋 式 空 調 主 機 、 氣 冷式空調主機、水冷式箱型機、空調箱、室內送風機、 冷卻水塔、直結或聯結水泵、送排風機等。 (二 ) 水 管 工 程 ： 鍍 鋅 鐵 管 、 不 鏽 鋼 管 、 PVC 管 、 蝶 閥 、 逆 止 閥、防震軟管、Y 型過濾器等管件閥件。 (三 ) 風 管 工 程 ： 鍍 鋅 鐵 皮 、 風 管 保 溫 材 料 及 各 類 型 出 回 風 口。 (四 ) 配 電 及 中 央 監 控 工 程 ： 配 電 相 體 、 電 導 線 、 導 線 槽 線 、 電導管、中央監控等。 每 一 空 調 設 備 之 生 產 耗 能與組成之資材種類皆不相同，擬透過空 調設備生產廠商取得上述各項設備之資材組成，配合既有原物料之 CO 2 排放資料庫，以換算各設備資材部分之 CO 2 排放量。此外，以生 產 線 直 接 調 查 法 之 方 式 ， 至 現 場 量測各設備生產線上之耗能，一一建 立 各 項設備二次加工部分之 CO 2 排放量資料庫。最後再以現有案例進 行 整 棟大樓之空調系統 CO 2 排放量試算，建立建築空調工程 CO 2 排放 量 推 估之簡算法，並更新現有建築生命週期 CO 2 排放量評估系統有關. 8.
(31) 第一章 緒論. 於 空 調設備之推估邏輯。本研究的進行步驟如圖 1-9 所示。 本研究之方法與步驟如下： (一 ) 於 空 調 設 備 生 產 階 段 CO2 排 放 量 之 調 查 統 計 分 為 三 大 部分。其研究調查之方法如下： 1. 空 調 設 備 資 材 生 產 階 段 耗 能 之 CO2 排 放 量 調 查 ： 空 調 設 備 資 材 組 成 包 括 各種鐵、銅、鋁等金屬材料，且需依其不 同 機 型分別調查其資材使用量與重量，再依其資材生產耗能之 CO 2 排 放 量 ，計算出空調設備資材生產階段耗能之 CO 2 排放量。 2. 空 調 設 備 生 產 二 次 加 工 組 裝 階 段 耗 能 之 CO2 排 放 量 調 查 : 空 調 設 備 在 工 廠 組 裝 為 成品時，仍需消耗部分能源，此部份以電 能為主要加工耗能，此部分需於生產線上現場裝設電表紀錄用電數 據 ， 以取得二次加工組裝階 段耗能之 CO 2 排放量。 3. 空 調 設 備 運 輸 階 段 之 CO2 排 放 量 調 查 : 空調設備運輸階段之 CO 2 排放量數據，以「中華民國台灣地區汽 車 貨 運 調 查 報 告 」 之 建 材 運 距 與 車 輛 運 輸 耗 油 效 率 換 算 而 得 (交 通 部 統 計 處， 2001)。. 9.
(32) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 1-9 本研究流程圖 ( 本研究整理). ( 二 ) 建 立 空 調 系 統 各 項 設 備 之 C O 2 排 放 量 資 料 庫，包 括 各 類 冰水主機、空調箱、水泵、冷卻塔、風管、空調送水管. 10.
(33) 第一章 緒論. 等 各 設 備 種 類 之 CO2 排 放 資 料 庫 與 各 項 設 備 CO2 排 放 量推估公式。 (三 ) 以 既 有 建 築 樣 本 配 合 上 述 各 項 空 調 設 備 之 CO2 排 放 推 估 公 式 ， 進 行 整 棟 建 築 空 調 系 統 之 CO2 排 放 量 試 算 ， 建 立 空 調 系 統 CO2 排 放 量 推 估 簡 算 法 以 便 於 應 用 。 (四 ) 結 論 與 建 議 ： 依建築空調工程樣本 CO 2 排放量評估後，根據所得資料推論並提 出 相 關之 CO 2 減量建議，日後於設計初期便能創造出低環境負荷之綠 色建築。. 11.
(34) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 12.
(35) 第二章. 第二章. 綠建築的生命週期評估. 綠建築的生命週期評估. 現 代 綠 建 築 理 論 有 兩 項 很重要的項目，第一項為地球環境負荷減 量；也 就是解決全球暖化現 象，降低 CO 2 排放量。第二項為建築生命 週 期 評 估 觀 念 ； 所 謂 建 築 生 命 週 期評估就是從建材生產、營建過程、 日 常 使 用 、 維 護 修 繕 、 更 新 到 建 築物拆解、廢棄物處理等生命週期各 階 段 進 行 詳 細 的 環 境 衝 擊 評 估 ， 亦即從建築物的出生到死亡，進行全 面 性 、系統性的環境負荷評 估。. 第一節. 生命週期評估概述. 生命週期評估（Life Cycle Assessment, LCA）的歷史沿革可追溯 自 1969 年，美國可口可樂公 司（Coca-Cola Co.）委託 MRI（Midwest Research Institute），以飲料容器的原料來源、耗能與污染排放等經濟 與 環 保 因 子 所 做 的 分 析 ， 為 其 飲 料容器所做的評估研究；這個研究首 次 考 量 了 「 生 命 週 期 」 的 觀 念 ， 並計算出相關的環境影響數據，其後 部 分 企 業 界 便 引 用 來 評 估 其 產 品 在製程與廢棄處理上的改善程度。根 據 國 際標準組織 ISO（ISO-14040 總則）對 LCA 的敘述如下：生命週 期 評 估 是 在 產 品 的 生 命 過 程 中 ， 從原料的取得、製造、使用與廢棄等 階 段 ，評估其產生的環境衝擊。 由 上 述 的 敘 述 ， 我 們 可 知 LCA 是 評 估 產 品 在 整 個 生 命 過 程 中 所 產 生 環境衝擊的評估工具，是一種具有宏觀角度的環境負荷管理。LCA 目 前 主 要 的 應 用 範 圍 已 日 趨 廣 泛 ，除了可作為企業改良產品環境設計 之 參 考 、 管 理 產 品 對 環 境 產 生 之 衝擊、增加企業市場競爭力外；就政 府 部 門而言，亦可提供作為政策方向擬定之工具，輔導產業發展升級。. 13.
(36) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 第二節. 建築生命週期評估. 所 謂 建 築 的 生 命 週 期 評 估，就是從建材生產、營建過程、日常使 用 、 維 護 修 繕 、 更 新 到 建 築 物 拆 解、廢棄物處理等生命週期各階段進 行 詳 細 的 環 境 衝 擊 評 估 ， 亦 即 從 建築物的出生到死亡，進行全面性、 系 統 性 的 環 境 負 荷 評 估 。 由 於 這 樣的評估觀念具有宏觀的眼光，完整 考 量 到 每一個環節，整合性地評估建築物的環境衝擊影響。. 圖 2-1 建築物生命週期示意圖 （張又升，2002）. 14.
(37) 第二章. 綠建築的生命週期評估. 基 本 上 ， 由 生 命 週 期 評 估的觀點來看建築能源消費的話，大致可 由 下 列 幾個主要生命週期階段的耗能量來評估，如圖 2-1、圖 2-2 及表 2-1： 1. 建 材 生 產 運 輸 ： 包 括 建 材 在 工 廠 中 所 消 耗的電力、瓦斯、煤、燃料油等能源，以 及 將 建材運至建築工地的車輛運輸所消耗的液態能源。 2. 營 建 施 工 ： 包 括 工 地 內 車 輛 、 揚 重 設備、建築機具消耗的電力或液態燃料與 臨 時 辦公室用電等能源使用。 3. 日 常 使 用 ： 指 建 築 物 落 成 後 數 十 年 期間所有的能源使用，可能包括電力、瓦 斯 與 燃料油等等。 4. 更 新 修 繕 ： 指 建 築 物 數 十 年 壽 命 期 間，裝璜、維修、翻修或改建等工程之建 材 生 產運輸營建施工的耗能量。 5. 拆 除 廢 棄 處 理 ： 建 築 物 老 化 不 符 使 用 機 能或經濟效益時，將之拆除解體的怪手、 破 碎 機等機器設備耗能以及廢棄處理所消耗的能源。 6. 建 材 回 收 利 用 ： 由 建 築 物 拆 除 解 體 的 建 材廢料中，將金屬、玻璃、骨材等可回收 再 利 用的建材回收，並再製成 可用建材的能源量，此部分的處理為延 續 建 築物生命的另一個開始。. 15.
(38) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 2-2 建築物生命週期CO 2 排放評估計算流程圖 (張又升，2002). 16.
(39) 第二章. 綠建築的生命週期評估. 表 2-1 建築物生命週期各階段能源使用情形 階 段 建 設 階 段 使 用 階 段 拆 除 階 段. 生命週期 建材生產階段 建材運輸階段. 能源使用情形 建材生產、加工所耗用的化石燃料與電力 建材搬運、運輸之機器動力所耗用的化石燃 料與臨時用電. 建材施工階段. 組立、工事之機器動力及施工所有建設項目 耗用的化石燃料與臨時用電. 日常使用階段. 建 築 完 工 以 後， 在 空 調、照 明、烹 飪、盥 洗 、 電器、動力等日常使用所耗用的化石燃料與 電力. 更新修繕階段. 建築物經常性之維護、修繕與大規模修改更 新工程所耗用的材料的化石燃料與電力. 拆除解體階段. 建築物解體、拆除、耗用的化石燃料與電力. 廢棄處理階段. 搬運及廢棄物處理所耗用的化石燃料與電力. 回收再生階段. 拆除廢棄物回收再利用或再製成再生建材所 耗用的化石燃料與電力. （張又升，2002） 第三節. 建築產業環境負荷統計方法. 在 從 事 本 土 性 的 建 築 產 業環境負荷調查前，讓我們先瞭解國外相 關 的 建 築 產 業 環 境 負 荷 的 統 計 方 法。日本在此方面從事多年的研究， 用 以 建 立 基 礎 分 析 的 環 境 資 料 庫 以供後續建築物生命週期評估使用， 日 本 方 面關於建材生產的環境負荷有下列三種統計方法：（空氣調和‧ 衛 生 工 學會，1995） 一、產業關連表統計法： 所謂「產業關連表」（input-output table）是政府單位每 5 年針對 日 本 國 內 各 種 產 業 間 的 產 值 、 需 求量、交易量、粗附加價值等進行的 金 額 相 關 統 計 資 料 。 所 謂 建 材 環 境負荷的產業關連表統計法，就是利 用 產 業 關 連 表 之 關 係 ， 以 建 築 產 業的需求量與建材消耗量求出其他建. 17.
(40) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 材 產 業 與 能 源 產 業 的 產 值 、 產 量 之直接與間接波及效果，並因此求出 耗 能 量 與 CO 2 排 放 量 之 方 法 。 由 於 此 方 法 單 純 以 金 額 來 計 量 能 源 與 CO 2 排 放 量 情 形 ， 因 此 很 容 易 以 建 築 產 業 的 施 工 估 計 金 額 來 換 算 出 耗 能 量 與 CO 2 排放量，是一種十分簡便的環境負荷評估法（日本建築學 會 ， 1992 ； 空 氣 調 和 衛 生 工 學 會 ， 1995； 岡建雄，1993）。然而， 由 於 這 種 方 法 求 出 的 數 據 通 常 為 該產業建材的平均環境負荷量，因此 無 法 區 別 個 別 建 材 的 環 境 負 荷 量 ，使其難以用來進行精密的環境負荷 評 估，而有先天上之缺陷。例如，它只有水泥、鋼鐵、玻璃之平均 CO 2 排 放 量 數 據 ， 而 無 法 區 別 白 水 泥 、波特籣水泥、高爐水泥之數據，也 無 鋼 筋、型鋼、不鏽鋼之數據，更無法分辨普通玻璃、反射玻璃、low-E 玻 璃 之 差 別 。 另 一 方 面 ， 由 於 此 方法完全以金額來換算，因此無法區 別 能 源 結 構 ， 亦 無 法 顧 及 成 品 或 半成品建材在國外加工能源之情形， 而 使 統 計 數 據 存 在 有 很 大 誤 差 。 同時，由於此方法為包括人事設備利 潤 等 間 接 影 響 的 產 業 關 連 統 計 ， 使其環境負荷數據隱藏太多與能源無 關 的 波 及 評 估 在 內 ， 與 必 須 考 量 的通貨膨脹因素，因而使本方法之信 賴 度 大為降低。. 表 2-2 日本產業關連表統計法之環境負荷資料庫（節錄）. (日本 建築學 會， 建物の LCA 指針（ 案），1999). 18.
(41) 第二章. 綠建築的生命週期評估. 二、限定間接需要算入法： 有 鑑 於 上 述 產 業 關 連 表 包含太多間接波及的影響，使其環境負荷 量 統 計 數 據 有 嚴 重 偏 大 失 真 的 趨 勢，因此遂有去除其間接關連因素而 統 計 的 方 法 （ 酒 井 寬 二 ， 1992） 。 此 法 的 環 境 負 荷 量 數 據 當 然 比 上 法 更 為 單 純 與 值 得 信 賴 ， 但 是 它 依 然只求出該建材產業的平均環境負荷 量 ， 而無法區別個別建材種類的環境負荷量。 三、生產線直接耗能統計法： 此 方 法 直 接 由 建 材 製 造 廠商的產量與耗能結構算出其環境負荷量 （ 酒 井 寬 二 ， 1993） ， 亦 即 相 當 於 建 材 生 產 線 的 直 接 耗 能 統 計 。 雖 然 不 同 建 材 廠 商 的 耗 能 效 率 與 能 源 使用結構可能不盡相同，但以目前產 業 競 爭與節能效率提升下，最終產品耗能量與 CO 2 排放量之差異已日 漸 縮 小 ， 生 產 工 廠 抽 樣 代 表 性 所 產生的個別差異不至有太大的懷疑， 因 此 本方法可說是一種最直 接可靠的 CO 2 排放統計法。然而，由於各 種 建 材 廠 商 之 配 合 意 願 不 高 、 生 產線耗能結構的統計不易、統計量龐 14 大 之 因 素 ， 使 本 統 計 困 難 度 相 當 高。同時由於一些二次建材或組合建 材 是 由 其 他 數 種 一 次 建 材 再 加 工 所組成，其耗能結構更是難以一一掌 握 清 楚 。 因 此 本 法 是 以 上 三 種 統 計法中最複雜與最困難的方法；但亦 是 提 供最直接可信的環境負荷數據的方法。 由 於 上 述 統 計 法 之 理 論 差異甚大，因此不同方法對於相同建材的 環 境 負 荷量統計 值 之 間 常 包 含 甚 大 的 誤 差（空氣調和‧衛生工學會，1995），其 差 異 有 時 高 達 數 倍 （ 見 表 2-3） ； 有 時 參 差 不 齊 ， 因 此 不 同 統 計 法 之 間 根 本 無 法 比 較 ， 唯 有 在 同 一 統 計法之下論述其環境負荷量評估才有 相 對 的意義。. 19.
(42) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 表 2-3 日本建材生產環境負荷量統計表 （以 CO 2 排放量為例，單位：kg- CO 2 /kg） 產業關連法. 研究代表者. 限定間接 需要算入 法. 生產線直接耗能統計法. 酒井等. 外岡. 日本其他相關文獻 調查. 外岡. 吉岡等. 酒井等. 0.00642. 0.00568. 0.00103. 日本建築研究所 0.00103. 0.00781. 0.00693. 0.00117. 0.00117. 石. 砂礫採 石 碎石. 纖. 棉. 0.198. 維. 絲. 0.334. 製. 毛. 0.620. 品. 其他. 木. 製材. 0.216. 0.136. 0.029. 0.029. 材. 合板. 0.598. 0.433. 0.179. 0.179. 紙. 紙板. 1.507. 1.331. 0.675. 砂. 和室紙. 0.341. 2.955. 2.585. 0.796. 塗料. 1.932. 1.481. 0.656. 0.653. 合成樹脂品. 2.101. 1.690. 0.645. 2.787. 1.980. 1.782. 1.519. 1.291. 3.703. 3.333. 2.124. 1.584. 0.183. 0.169. 2.817. 0.818. 0.803. 0.825. 0.689. 0.418. 陶 瓷 器 1.467 衛 生 陶 瓷 器 0.953. 玻 璃. 平板玻 璃 玻璃纖 維 其他. 水泥 陶. 陶瓷器. 0.781. 瓷. 耐火陶 瓷 其他. 1.052. 0.920. 0.616. 0.000. 0.103. 1.287. 1.111. 1.888. 銅. 2.424. 1.573. 1.028. 鋁. 4.726. 3.711. 2.259. 鉛. 3.227. 2.673. 1.925. 鋅. 2.757. 2.380. 1.841. 器. 鐵（鋼胚）. 其 他. 其他 隔 熱 材. 2.435. 水 泥 0.799 高 爐 水 泥 0.506. 型 鋼 0.990 大 型 型 1.089 小 型 型 0.634 棒 鋼 0 693 6.472. 0.785. 鋼 胚 1.232 電 弧 0.517 高 爐 鋼 1.907. 型 鋼 0.990 軟 鋼 2.130 鋼 筋 0.693 鋼 板 1.599. 6.446. 3.117 （ 高 爐 ）. 6.131. 玻纖棉 射出成 型發泡. 3.659 3.579. (『地球環境時代における建築設備の課題』p.56，經本文換 算成 CO 2 排放量) 彙整國內外生命週期 CO 2 排放量估算模式之相關文獻，約略 如 表 2-4 所示。為了提供直接可信的數據，本研究採用生產線直接耗 能 統 計 法 ， 相 當 於 建 材 生 產 線 的 直接耗能統計。此外，為延續補充建. 20.
(43) 第二章. 綠建築的生命週期評估. 築物生命週期評估體系，並參閱成功大學建築研究所西拉雅 （ SIRAYA） 研 究 室 林 憲 德 教 授 指 導 之 劉 漢 卿 、 楊 煦 照 、 張 又 升 、 歐 文 生 、 趙 又 嬋 、 黃 國 倉 、 曾 正 雄 等之相關論文著作，使生命週期研究 系 統 更加完備。. 表 2-4 國內外生命週期 CO 2 排放量估算模式相關文獻 文獻名稱. 作者. 出版. 環境負荷統計法. 建設業資源消耗量解析環 境負荷量推定. 酒井 寬二、漆崎 昇. 1992. 限定間接需要法. 地球環境時代における建 築設備の課題. 日本空氣調和— 衛生學會. 1995. 生產線直接耗能 法. 環 境 共 生 住 宅 A-Z. 日本環境共生住宅推進協 議會. 1997. 產業關連法. 建 物 の LCA 指 針 （ 案 ）. 日本建築學會. 1999. 產業關連法. LCCO 2 の 試 算 方 法. 岡建 雄. 2000. 產業關連法. 空 氣 調 和 -衛 生 設 備 の 環 境 負荷削減對策マニユアル. 日本空氣調和— 衛生學會. 2000. 生產線直接耗能 法. 建築物室內裝修環境負荷 評估研究. 歐文生. 2000. 生產線直接耗能 法. 建築物生命週期二氧化碳 減量評估. 張又升. 2002. 生產線直接耗能 法. 住宅設備生命週期二氧化 碳排放量解析. 林建隆. 2003. 產業關連法. 百貨公司室內裝修生命週 期二氧化碳評估. 趙又嬋. 2004. 生產線直接耗能 法. 公寓住宅設備管線二氧化 碳排放量評估. 曾正雄. 2006. 生產線直接耗能 法. (本研究整理). 21.
(44) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 22.
(45) 第三章. 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 空調設備 CO 2 排放量資料庫建立. 第一節 空調設備調查範圍界定 由於市面上空調設備種類繁多，新產品或新規格設備材料不斷推 陳 出 新 ，受調查時間限制，無法一一詳加檢討，因此本研究以台灣普 遍 使 用 之空調設備材料為主要討論範圍，調查對象為國內主要生產廠 家 ， 空 調設備材料原料製品(如鐵、銅、鋁等)原始當量 CO 2 排放量值 採 用 先前研究資料(張又升，2002)，由不同資材組合加工所製成的設 備 材 料，需調查其加工過程 中所需生產耗能，稱為二次加工 CO 2 排放 量 。 因此一空調設備成品所產生的環境負荷量，是由分別使用一次資 材 的 CO 2 排放量，再加上二 次生產加工組立及運輸過程產生之 CO 2 排 放 量 所累算而成。. 第 二 節 空 調 設 備 生 產 階 段 資 材 CO2 排 放 量 分 析 由於幾乎所有的環境負荷評估其分析資料都是從原始資材的使用 量 統 計 而來，因此從事空調 設備生產的 CO 2 排放量評估，首先也必須 從 基 礎資材使用盤查分析。空調設備資材的二氧化碳排放量可從三個 部 份 來討論，一為設備組成之原物料統計，此部分包括銅、鐵、鋁等 各 種 原物料之組成重量，以各原物料單位重量之 CO 2 排放資料庫換算 單 一 設備原料組成之 CO 2 排放量。第二部份為將這些原物料二次加工 組 合 成設備所需之耗能統計，第三部份則加上成品運輸階段 CO 2 排放 量。資材 CO 2 單位排放量參照先前研究資料(張又升，2002)，如表 3-1、 表 3-2 及表 3-3。 計 算 例：一螺旋式空調主機 100RT，其生產採用的資材有鋼鐵 1181kg， 銅材 784kg，其資材 合計相當排出 2117.53kg 的 CO 2 量。. 23.
(46) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 表 3-1 各類能源之熱值與 CO 2 排放量計算. (張又升，2002 ). 24.
(47) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 表 3-2 台灣 2000 年單位電力之 CO 2 排放量推估. (張又升，2002 ) 表 3-3 建材相關產品單位生產 CO 2 排放量統計表. 25.
(48) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 26.
(49) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. (張又升，2002 ) 本節探討空調設備資材部份之 CO 2 排放量，以中央空調系統而 言 ， 空調設備包括空調主機、空調箱、冷卻水塔、送排風車及水管系 統 、 風管系統、配電系統等設備資材。本研究如表 3-4 所示。. 27.
(50) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 表 3-4 各類空調設備資材原當量 CO 2 排放量. 28.
(51) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 29.
(52) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 30.
(53) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 31.
(54) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 32.
(55) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 33.
(56) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 34.
(57) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 35.
(58) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 36.
(59) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. (本 研 究 整 理 ) 第 三 節 空 調 設 備 生 產 二 次 加 工 組 裝 CO2 排 放 量 分 析 為了統計並建立各項空調設備資材之 CO 2 排放資料庫，本研究以 生 產 線直接調查之方式，實地至空調設備製造工廠進行生產線之耗能 調 查 。調查之方法，以現場生產線上掛電表監測之方式，將各項空調 設 備 之生產過程，以產量與用電耗能換算每生產一單位之設備所需之 耗 能 量並換算其 CO 2 排放量。並建立空調設備資材生產與加工之 CO 2 排 放 資料庫。 以 空調主機生產線耗能 調查與量測為例：. 圖 3-1 電力分析記錄器 (本研究整理). 圖 3-2 電力分析記錄器 (本研究整理). 37.
(60) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 3-3 空調主機加工流程(1)： 熱交換器端蓋板車床鑽孔加工過程 (本研究整理). 圖 3-4 空調主機加工流程(2)：熱交換器銅管裁管備料過程 (本研究整理). 38.
(61) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 圖 3-5 空調主機加工流程(3)：熱交換器銅管安裝過程 (本研究整理). 圖 3-6 空調主機加工流程(4)：熱交換器銅管漲管過程 (本研究整理). 39.
(62) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 3-7 空調主機加工流程(5)：壓縮機與熱交換器安裝過程 (本研究整理). 40.
(63) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 圖 3-8 空調主機加工流程(6)：空調主機完成、測試運轉過程. (本研究整理) 空調設備資材之生產耗能調查之生產線耗能數據可分別由以下二 種 方 式 取得。若所調查之工廠所生產之產品單一，則由當月電費單搭 配 該 月 之產量換算其單位設備之生產耗能。如工廠所生產之設備種類 繁 多 ， 包括主機、風機、空調箱等，則無法以當月用電量換算成各項 設 備 之 生產耗能，此類之樣本則需以現場生產線上掛電表監測之方 式 ， 來 量測生產單位產品所需之耗能量以換算生產階段之 CO 2 排放 量。本文以監測或單月電費換算之方式建立各項設備生產之 CO 2 排放 資 料 庫。此外於設備資材用量部分，本文由廠商所提供之數據計算每 一 設 備之原物料組成重量換算原物料之 CO 2 排放。再加上張又升君先 前 研 究所建立之運輸階段 CO 2 排放資料庫如，表 3-5 所示，完成各項 空 調 設備之 CO 2 排放資料庫。如表 3-6 所示。. 圖 3-9 水泵生產線 耗能與量測 (本研究整理). 圖 3-10 冷卻水塔生產線 耗能與量測 (本研究整理). 41.
(64) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 3-11 空調箱生產線 耗能與量測 (本研究整理). 圖 3-12 冷送排風車生產線 耗能與量測 (本研究整理). 表 3-5 台灣 2000 年全國公路汽車貨運平均運距與 CO 2 排放 量推估值. 42.
(65) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. (張又升，2002). 43.
(66) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 表 3-6 空調設備 CO 2 排放量資料庫. 44.
(67) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 45.
(68) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 46.
(69) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 47.
(70) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 48.
(71) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 49.
(72) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 50.
(73) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. (本 研 究 整 理 ). 第 四 節 空 調 設 備 CO2 排 放 推 估 公 式 建 立 本節依上節所完成各項空調設備 CO 2 排放量資料庫，依序再建立 各 項 空調設備 CO 2 排放量推 估回歸公式以為應用。 本 研究所建立 CO 2 排放量推估回歸公式如圖 3-13 至圖 3-34 及表 3-7。. 51.
(74) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 3-13 螺旋式空調主機CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-14 離心式空調主機CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-15 氣冷式空調主機CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 52.
(75) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 圖 3-16 空調箱CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-17 吊掛隱藏式室內送風機CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-18 吊掛露明室內送風機CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 53.
(76) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 3-19 箱型冷氣機CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-20 方型冷卻水塔CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-21 圓型冷卻水塔CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 54.
(77) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 圖 3-22 端吸聯結式離心泵CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-23 端吸直結式離心泵CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-24 進排氣風機CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 55.
(78) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 3-25 鍍鋅鋼管CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-26 PVC管CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-27 蝶閥CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 56.
(79) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 圖 3-28 逆止閥CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-29 吸入擴散器CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-30 Y型過濾器CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 57.
(80) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 圖 3-31 平衡閥CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-32 球塞閥CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 圖 3-33 金屬電導管CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ). 58.
(81) 第三章. 空調設備 CO2 排放量資料庫建立. 圖 3-34 PVC電線CO 2 排放量及推估回歸公式 (本 研 究 整 理 ) 表 3-7 空調設備材料CO 2 排放量回歸推估公式總表. 59.
(82) 建築空調設備生命週期二氧化碳排放量評估. 60.
(83) 第四章 建築空調工程 CO2 排放量解析. 第四章. 建築空調工程 CO 2 排放量解析. 中央空調系統的組成包括水側系統與空氣側系統二大系統，水側 系 統 包 括空調主機、冷卻水塔、冰水泵、冷卻水泵及管路系統等，而 空 氣 側 包含末端設備空調箱或室內送風機及風管系統等。建築物空調 裝 置 容 量會依其空調使用類型如醫院、量販店、百貨商場、旅館等經 由 動 態 空調負荷計算軟體如 DOE2，計算其尖峰負荷值，再配置適當 容 量 與數量的空調主機，依其空調主機之容量與數量，再搭配其周邊 設 備 與管路，構成一完整中央空調系統。而空調裝置容量越大，其空 調 設 備所產生的 CO 2 排放量 也越大。本研究以不同空調使用類型樣 本，分別解析其單位冷凍噸 所產生之 CO 2 排放量，並建立簡易回歸推 估 應 用式，方便建築物初期設計階段來預估空調工程 CO 2 排放量。. 第 一 節 空 調 工 程 CO2 排 放 量 解 析 變 因 範 圍 界 定 ： 壹. 同一建築物空調裝置容量會因其使用類型不同而不同： 同 一建築物(相同室內空調面積)，使用類型如醫院、百貨商場、 辦 公 大 樓等，其空調負荷裝 置容量會不同，如為百貨商場用途，其空 調 裝 置 容量遠大於辦公大樓 用途。如以建築物樓地板面積換算 CO 2 排 放 量 是會有所差異，因此必須以空調裝置容量的單位冷凍噸所產生的 CO 2 排放量來解析空調工程 CO 2 排放量。 貳. 不同類型之中央空調系統之研究樣本界定： 中央空調系統種類繁多，如水冷式中央空調、氣冷式中央空調、 儲 冰 中央空調、吸收式中央 空調、熱回收型中央空調等，不同類型空 調 系 統其 CO 2 排放量也會不同，而水冷式中央空調系統為時下建築物 常 用 之 空調系統，因此本研究樣本皆採用水冷式中央空調系統。. 61.
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