科技部補助專題研究計畫報告
新建非住宿類公共建築物碳排標示制度與實施策略之研究
報 告 類 別 : 成果報告 計 畫 類 別 : 個別型計畫 計 畫 編 號 : MOST 108-2221-E-006-025-執 行 期 間 : 108年08月01日至109年07月31日 執 行 單 位 : 國立成功大學建築學系(所) 計 畫 主 持 人 : 林憲德 共 同 主 持 人 : 嚴佳茹 計畫參與人員: 碩士級-專任助理:吳麗真 碩士班研究生-兼任助理:黃詠埼 碩士班研究生-兼任助理:王祥宇本研究具有政策應用參考價值:□否 ■是,建議提供機關內政部
(勾選「是」者,請列舉建議可提供施政參考之業務主管機關)
本研究具影響公共利益之重大發現:□否 ■是
中 華 民 國 109 年 10 月 23 日
中 文 摘 要 : 本研究的目的在於建立一套適用於現有綠建築EEWH系統中新建非住 宿類公共建築物之碳排評估系統,稱之為綠建築碳排評估系統 CRSg。本CRSg內含兩種碳排評估法: 一是由目前ABRI的建築能效評 估法BERS修改而來建築耗能碳排評估法,二是採用林憲德教授的建 築構件計算法並依歐盟標準EN15978的計算範疇來執行的建材製造碳 排評估法。CRSg被期待與現行EEWH綠建築系統接軌,因此CRSg所評 估之建築耗能與建材製造兩部分之總碳排指標來替代EEWH系統之日 常節能指標與CO2減量指標。本研究最後以建築碳排密度指標CDI之 偏右分佈理論建立了CRSg碳排評分尺度,並依EN 15217的建議建立 了七階段分級之碳排評分標示法。與非量化耗能指標的目前綠建築 EEWH系統相比,或與欠缺建材碳排內涵的目前ABRI的BERS相比, CRSg由於具備建築耗能與建材碳排之雙環境衝擊評估功能,不僅更 具生命週期評估的視野,同時也更能成為建築管理部門的有效建築 減碳工具。 中 文 關 鍵 詞 : 建築能效評估系統、既有建築能效評估系統、新建建築能效評估系 統、碳排密度指標、綠建築碳排評估系統、能源公開揭露認證、蘊 含碳排、建築能效認證、耗電密度、製造碳排
英 文 摘 要 : The purpose of this research is to establish a carbon rating system, called as CRSg, for new designed
nonresidential public buildings applying in the EEWH Green Building System. CRSg includes the following two carbon evaluation methods: the first one is the building energy carbon rating method which modified from the BERS (Building Energy-Efficiency Rating System) of ABRI and the next one is the building material carbon rating method which is using professor Lin Hsien-Te’s Component Carbon
Calculation Method and following the calculation boundary of EN15978. CRSg was expected to integrated with the existing EEWH Green Building System, so as to use the building energy carbon index and the building material carbon index to substitute the existing building energy index and CO2 reduction index in EEWH. Finally, the carbon scaling was established based on the right skewed
distribution theory of CDI (Carbon Density Index) and a 7 level labelling system, which is following the suggestion of EN 15217, was introduced for CRSg. Comparing to the non-quantitative energy index in the existing EEWH or to the shortage of carbon index in ABRI’s BERS, CRSg, with two environmental impact assessment functions for building energy and building material, is supposed to have more advancing LCA view point and can become a more effective carbon reduction tool for the building management
government.
英 文 關 鍵 詞 : BERS(Building Energy-Efficiency Rating System)、 BERSe(Energy-Efficiency Rating System for Existing
Buildings)、BERSn(Energy-Efficiency Rating System for New Buildings)、CDI(Carbon Density Index)、CRSg(Carbon Rating Syatem for Green Buildings)、DEC((Display Energy
Certification)、EC(Embodied Carbon)、EPC(Energy Performance Certification)、EUI(Energy Use Intensity)、MC(Manufacture Carbon)
科技部補助專題研究計畫成果報告
(□期中進度報告/■期末報告)
新建非住宿類公共建築物碳排標示制度與實施策略之研究
A research on the Building Carbon Labelling System and Its
Execution Strategy for Nonresidential Public Buildings
計畫類別:■個別型計畫 □整合型計畫
計畫編號:MOST 108-2221-E-006-025
執行期間:108 年 08 月 01 日至 109 年 07 月 31 日
執行機構及系所:國立成功大學建築學系
計畫主持人:林憲德
共同主持人:巖佳茹
計畫參與人員:吳麗真、王祥宇、黃詠埼
本計畫除繳交成果報告外,另含下列出國報告,共 0 份:
□執行國際合作與移地研究心得報告
□出席國際學術會議心得報告
□出國參訪及考察心得報告
本研究
具有政策應用參考價值:
□否
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是,
建議提供機關內政部建築研究所、內政部營建署參考
(勾選「是」者,請列舉建議可提供施政參考之業務主管機關)
本研究具影響公共利益之重大發現:□否
■
是
中 華 民 國 109 年 10 月 23 日
I (一) 計畫中文摘要。(五百字以內) 本研究的目的在於建立一套適用於現有綠建築 EEWH 系統中新建非住宿類 公共建築物之碳排評估系統,稱之為綠建築碳排評估系統 CRSg。本 CRSg 內含 兩種碳排評估法: 一是由目前 ABRI 的建築能效評估法 BERS 修改而來建築耗能 碳排評估法,二是採用林憲德教授的建築構件計算法並依歐盟標準 EN15978 的 計算範疇來執行的建材製造碳排評估法。CRSg 被期待與現行 EEWH 綠建築系統 接軌,因此 CRSg 所評估之建築耗能與建材製造兩部分之總碳排指標來替代 EEWH 系統之日常節能指標與 CO2 減量指標。本研究最後以建築碳排密度指標 CDI 之偏右分佈理論建立了 CRSg 碳排評分尺度,並依 EN 15217 的建議建立了 七階段分級之碳排評分標示法。與非量化耗能指標的目前綠建築 EEWH 系統相 比,或與欠缺建材碳排內涵的目前 ABRI 的 BERS 相比, CRSg 由於具備建築耗 能與建材碳排之雙環境衝擊評估功能,不僅更具生命週期評估的視野,同時也更 能成為建築管理部門的有效建築減碳工具。 (二) 計畫英文摘要。(五百字以內)
The purpose of this research is to establish a carbon rating system, called as CRSg, for new designed nonresidential public buildings applying in the EEWH Green Building System. CRSg includes the following two carbon evaluation methods: the first one is the building energy carbon rating method which modified from the BERS (Building Energy-Efficiency Rating System) of ABRI and the next one is the building material carbon rating method which is using professor Lin Hsien-Te’s Component Carbon Calculation Method and following the calculation boundary of EN15978. CRSg was expected to integrated with the existing EEWH Green Building System, so as to use the building energy carbon index and the building material carbon index to substitute the existing building energy index and CO2 reduction index in EEWH. Finally, the carbon scaling was established based on the right skewed distribution theory of CDI (Carbon Density Index) and a 7 level labelling system, which is following the suggestion of EN 15217, was introduced for CRSg. Comparing to the non-quantitative energy index in the existing EEWH or to the shortage of carbon index in ABRI’s BERS, CRSg, with two environmental impact assessment functions for building energy and building material, is supposed to have more advancing LCA view point and can become a more effective carbon reduction tool for the building management government.
II
專有名詞檢索 (以英文縮寫(英文名詞)、中文名詞、用語定義說明排列)
1. ABRI( Architecture and Building Research Institute ),內政部建築研究所 2. BERS(Building Energy-Efficiency Rating System) ,建築能效評估系統: ABRI
開發適用於非住宅類建築之能源使用效率的計算、評分、診斷、標示之方法。 3. BERSe(Energy-Efficiency Rating System for Existing Buildings),既有建築能效
評估系統: ABRI 開發適用於全國性一般既有非住宅類建築之建築能效評估系 統。
4. BERSn(Energy-Efficiency Rating System for New Buildings),新建建築能效評 估系統: ABRI 開發適用於新建非住宅類建築之建築能效評估系統。
5. CDI(Carbon Density Index),碳排密度指標: 建築物室內單位樓地板面積一年 的碳排密度,此碳排密度的範疇包括建築耗能碳排與建材碳排。
6. CRSg(Carbon Rating Syatem for Green Buildings),綠建築碳排評估系統: 本研 究開發適用於綠建築標章中非住宅類建築碳排密度的計算、評分、診斷、標 示之方法。
7. DEC((Display Energy Certification),能源公開揭露認證:針對既有公眾使用的 建築物提供以能源單據能效評估並對公眾公開揭露之認證。
8. EC(Embodied Carbon),蘊含碳排: 資材或產品在製造、施工、使用維護、生 命終結等四階段之碳排。
9. EPBD (Energy Performance of Buildings Directive),歐盟議會的建築能效指令 10. EPC(Energy Performance Certification),建築能效認證: 以模擬計算為主且無
須能源單據驗證的建築能效評估法。
11. EUI(Energy Use Intensity),耗電密度: 建築物室內單位樓地板面積全年的能源 使用密度,但因本手冊只規範用電能源,不包含液態能源,故稱耗電密度。 12. MC(Manufacture Carbon),製造碳排: 資材或產品在原料取得、原料運輸、生
產製造、製品配送等過程之碳排。
13. MCm(Manufacture Carbon for Structure & Equipment System),建材製造碳排: 建築物主軀體結構與空調、管路系統的製造碳排。
14. OC(Operation Carbon),建築使用碳排: 建築物生命週期建築耗能所換算的碳 排。
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一、 前言
為解除日益嚴重的地球環境危機,2015 年聯合國提出 17 項永續發展目標, 其中第11 項目標為「永續城市與社區」。該目標之重點即在減少建築產業的能資 源消耗,其具體行動則以推動綠建築產業之節能效率為策略。該策略所謂的綠建 築產業,並非僅止於目前流行之美國LEED 或台灣 EEWH 系統提供綠建築標章認 證之事務,而是以氣候行動之溫室氣體減量為主軸的綠色投資產業。本計畫乃依 循此目標,以建立台灣新建非住宿類公共建築物碳排之評估方法與標示制度,並 提出該制度之推動策略,期待能成為我國建築產業溫室氣體減量政策之助力。 根據聯合國環境署 UNEP (2011)的報告,認為聯合國第 11 項永續發展目標 「永續城市與社區」之重要性,乃在於全球約有50%的人口居住於城市,而城市 的能源消耗占世界能源消耗的60%至 80%。綠建築產業之重要性,在於建築部門 是全球最重要的溫室氣體排放源,消耗全球約三分之一的能源,同時消耗全球三 分之一以上的資源,包括全球12%的淡水,排放全球 40%的固體廢物總量(UNEPSBCI 2009)。根據國際能源署 IEA 的研究(IEA,2015)指出,如果在全球範圍內
實施建築業的節能措施,到2050 年可以減少 58 億噸的二氧化碳排放,減少 83% 的溫室氣體排放。 IPCC(政府間氣候變化專門委員會)在2007年關於氣候變遷的第四次評估報 告中,預估2030年不同產業在各種碳交易價格下對於全球溫室氣體減緩之經濟潛 力中,綠建築產業是位居減碳投資效益最高的行業如圖1所示。該報告認為2011年 起只要每年投資3000~10000萬億美元,2050年可以降低約三分之一的全世界建築 物能耗,同時可將地球大氣CO2濃度控制在450ppm以內。綠建築產業在維持每噸 二氧化碳當量減碳成本低於100美元之條件下,全球到2030年每年可減排5.3~6.7 千兆噸。最重要的是其中90%的減排量可在小於每噸20美元的低成本情況下實現, 其效益遠高出其他行業。 圖1 利用由下而上研究,對照於產業評估中所假設之個別基準預估2030 年不同 地區不同產業在各種碳交易價格下對於全球溫室氣體減緩之經濟潛力。
2 我國 98%能源依賴進口,自有能源匱乏。2016 年我政府設定新能源政策目標, 包括 2025 年綠能發電比例提升至20%、抑低電力年均需求成長率至 1%、強化電 網穩定性並提升供電可靠度等,希望在兼顧能源安全、環境永續及綠色經濟發展 均衡下,建構安全穩定及潔淨能源供需體系,期望創造永續價值,邁向2025年非 核家園。我國各部門CO2排放量分析(含電力消費排放),105年與住商部門相關的 服務業部門占11.96%為30.9百萬公噸,住宅部門占11.49%為29.7百萬公噸,兩者合 計占我國整體溫室氣體排放量比重約為23.4%(如圖2、表1)。由於該佔比大部分起 因於建築產業的能源使用,本計畫作為建築節能策略之一環,若能提升建築產業 能源效率,對我國節能與溫室氣體減量當有不少貢獻。為此,我立法院於2015年 通過「溫室氣體減量及管理法」,宣示全國溫室氣體排放量在2020、2050年之前分 別要降低為2005年之20、50%水準,以5年為一期之檢討目標。其中住商部門第一 期2016~2020年之分攤減量目標,要求比 2005年降低2.5%,其做法為(1)新建建築 之建築外殼設計基準值,2020年較2016年提高10%。(2)公部門建築用電效率2020 年較2016年改善5%,2025年改善10%,且達到公告之耗能密度指標(Energy Usage Index, EUI)規範。(3) 2025年研議建立建築能源資料庫,發展建築能源護照。為此, 目前內政部建築研究所(以下簡稱ABRI)正在現有綠建築標章政策中導入建築能 效標示制度BERS(Building Energy-Efficiency Rating System,參見林憲德等,2020), 而本研究的任務則是在此建築能效標示制度之上加入建築材料與設備的碳排評估 以推行建築碳足跡標示制度。由於碳足跡指標比能源指標更具地球暖化的全面性, 若能依本研究所提出的「建築碳排揭露與標示制度」執行,當能更有效達成以上 「溫室氣體減量及管理法」之目標。
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二、 研究目的
本研究的目的在於建立一套適用於綠建築標章評估中非住宿類公共建築物之 碳排評估系統系統,稱之為綠建築碳排評估系統CRSg(Carbon Rating System for Green Buildings)。CRSg為結合現有綠建築標章之日常節能指標與CO2減量指標, 形成一個更符合評估地球暖化目的的簡易碳排評估法與標示制度,以期讓政府、 業界、民間能以自願性、強制性或鼓勵性策略改善建築產業能源效率以達溫室氣 體減量之目的。本研究乃將目前ABRI正在發展的建築能效評估系統BERS擴大為 包含建財的建築碳排標示制度。BERS與CRSg兩制度均仿效自歐盟議會的建築能 效指令EPBD (Energy Performance of Buildings Directive)所引發的的建築能源護照
或建築能效標示制度。EPBD最早由歐盟議會於2002年頒佈,在2010年二度被強化
(European Union. 2014)後,授權歐盟國家設定各自的近零能耗建築(nZEBs)標準, 規定新建公共建築在2018年前應達成該近零能耗目標,且在2020年以後所有新建 建築也應達標。近零能耗建築乃指運行中僅需極少能耗並且盡可能使用再生能源
的建築 ,歐盟將之定義為一次能源消費量在住宅上限為160kWh/(m2.yr),在非住
宅建築上限為170 kWh/(m2.yr)。比利時甚至規定要提前六年實現該指令,且其布
魯塞爾地區在2007年所有建築物均已達標(Intelligent Energy Europe, 2012)。 為了達成前述建築能效指令EPBD,建立建築能效之簡易評估法與標示制度乃 是必要條件,依此才能提供清晰易懂的性能資訊揭露和認證,才能取得建築業主、 管理者和使用者的充分理解合作以落實節能管理決策。透明、科學、可信的、及 時的節能資訊揭露,包括能效標示、分級評估、公正第三方認證、公開揭露表揚 等,可使建築業主和城市領導者得以衡量實質節能效益並落實目標管理。EPBD要 求歐盟各成員國必須建立新舊建物市場之建築能效評估方法、耗能標準以及建築 能效認證事務。歐盟所發展之能效評估法主要分為兩類(BEng D. H. 2011):一是 EPBD7.2文件要求針對受規範建築物必須在完工、銷售、出租時,對買者或租賃 者 提 供 以 模 擬 計 算 為 主 且 無 須 能 源 單 據 驗 證 的 建 築 能 效 認 證EPC(Energy Performance Certification)之能效認證(圖3),二為EPBD7.3文件針對既有供公眾使 用 的 建 築 物 提 供 以 能 源 單 據 能 效 評 估 並 對 公 眾 公 開 揭 露 之 能 源 揭 露 認 證 DEC((Display Energy Certification)。
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圖3 德國與法國建築能效證書 EPC 的示範例
歐盟強制採用建築物能效揭露與標示的做法,不但對國家整體節能產生很大 成果,同時也造就極大綠色商機。某一對實施歐盟的建築能效指令EPBD的影響進 行評估(Haydock and Arbon 2009),發現歐盟到2020年可以實現減少能源需求 5~6%,降低二氧化碳排放量4~5%的目標,同時可以新增在新建築或改造工程、綠 色資材或設備、再生能源及其服務、回收利用、廢物管理等方面約28~45萬就業機 會。有許多調查研究(Bio Intelligence Service, 2013)發現歐盟執行建築能源效率認 證EPC案件確實因能源標示而在大部分歐盟地區有提高房價與租金之成效(除了 英國少部分地區有例外)。例如在奧地利能源效率改善會增加8%房價與4.4%的租 金。在比利時顯示主要能源效率改善在Flander區可提升房價4.3%與租金3.2%,在 比利時Wallonia 與Brussels區可提升房價5.4、2.9%,提升租金1.5、2.2%。另外, 在法國的Marseille、Lille區每一住宅能源等級提升一級可提升房價4.3、3.2%,但 在集合住宅則無明顯差距。在愛爾蘭住宅能源等級提升一級可提升房價2.83%與 租金1.4(圖4)。另外,在荷蘭的調查追蹤32000棟有建標能效標章標識的住家(Dirk Brounen, NilsKok,2011),發現能效標示與交易價格有明顯正相關,有綠色標章的 住家會有3.6%增值。在綠色標章上每增一級有3.7%增值,A級標章比D級標章增值 10.2%,G級標章則降值5%。2009年荷蘭住宅平均每月能源支出152歐元,但A級、 G級平均支出可下降為105、231歐元。另外有一美國研究顯示有Energy Star標示的 綠色辦公建築租金比一般高2~3%,交易價格高出13~16%。我國若能依循本研成 果,建議在綠建築標章中納入「建築碳排揭露與標示制度」,亦應有歐盟前例一般 的產業商機提升效益才對。
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圖4 歐盟國家執行EPC而提升房價與租金的調查(Bio Intelligence Service,2013) 鑑於歐盟的建築能效指令EPBD成效斐然,各國乃紛紛起而效尤,目前已有三 十幾個國家已採用強制型建築能效揭露與標示的做法,連澳洲、巴西、中國也已 通過建築能源標示法律。台灣目前雖然對新建建築市場設有ENVLOAD、Req等強 制型建築外殼的節能規範,但對節能效益更大的空調EAC、照明EL指標等設備系 統之規範只局限於自願型之綠建築標章市場上,其整體節能成效嚴重受限,為了 彌補此缺憾,歐盟的建築能效揭露與標示的做法乃是我節能政策最好學習的榜樣。 鑒於歐盟的建築能效標示制度的成就,ABRI自2020起開始立案研擬我國的建 築能效評估法BERS(林憲德等,2020),預計將建築能效評估與示制度融入EEWH-BC綠建築標章制度中。然而從建築生命週期評估之角度來看,以單一建築耗能指 標的標示制度尚嫌不足,因為它尚欠缺評估建材的環境衝擊,要把建築耗能與建 材碳排之環境衝擊一併納入一個完整的碳排標示制度,才能對減緩地球暖化發揮 更全面有效的功能。我國現行綠建築九大指標中,除了日常節能指標之外,CO2減 量指標均是減緩地球暖化之主要指標,CRSg被期待能結合此二指標形成為建築碳 排之評估與標示制度,以便發揮整體的建築減碳策略。總之,CRSg是承襲目前 ABRI正推動建築能效評估法BERS與綠建築日常節能指標接軌之工作,預計將 BERS轉為建築耗能碳排評估,再融合本研究的建材碳排評估法成為更完整的建築 碳排評估與標示法,如此便能結合綠建築之日常節能指標與CO2減量指標成為更 周全的碳足跡標示制度,以期能成為政府更有效的建築減碳管理工具。
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三、 文獻探討
本研究開發的綠建築碳排評估系統CRSg內含兩大工作項目,一是援用目前 ABRI正在推動的台灣建築能效評估法BERS來計算建築使用碳排,二是依歐盟標 準EN15978範疇來計算建材製造碳排MCm。這兩大工作項目相關的既有文獻概述 如下3-1 建築能效評估法既有文獻概述
本研究開發的綠建築碳排評估系統CRSg之第一部分方法論,為援用目前 ABRI正在推動的台灣建築能效評估法BERS。BERS乃是建立於台灣的亞熱帶氣候、 建築節能法規、綠建築評估體系的建築能效之計算、評分、診斷、標示之標準。 目前國際間類似此建築能效評估法,有模擬評分法Asset Rating(筆者稱Simulation Rating)與運營評分法Operational Rating兩種。前者適用於新建建築市場,以防範於 未然的事前節能設計為目的,採用一系列假設情境與熱負荷計算模型來模擬評估 的 方 法 , 故 又 稱 為 計 算 評 估 法Calculated Rating或 模 型 基 準 標 示 Model-based benchmarking 法 , 例 如 歐 盟 的 EPC (Energy Performance Certificate), 澳 洲 的 Nationwide House Energy Rating Scheme (NatHERS), 美國的Home Energy Rating System (HERS)或Building Energy Asset Score法。後者適用於舊有建築市場,以事 後促進節能改善、能源營運管理效率為目的,採用能源單據或能源實測資料來評 估的方法,故又稱為量測評分法Measured Rating,其評分因採用既有能源統計的 經 驗 基 準 來 執 行 故 又 稱 為 經 驗 基 準empirical benchmarking 法 , 例 如 美 國 的 ENERGY STAR score, 歐盟的DEC(Display Energy Certificates), 澳洲的Built Environment Rating System (NABERS)。在節能政策上,模擬評分法與運營評分法兩者是相輔相成的策略,例如英國 在公共建築銷售與租任階段採EPC之模擬評分法,但歐盟EPBD只針對公有建築物 強制採用DEC之運營評分法。澳洲IPEEC (the International Partnership for Energy Efficiency Cooperation)的研究報告(2014)舉出,目前國際間採用這兩種建築能效評 估法的概況如成員國之評分系統概況如表2所示。目前強制採用這兩類之一建築能 效評估制度的國家已遍及三十國以上,由此可見此乃國際時勢所趨。 由於本研究成果被期待能夠與現行綠建築EEWH-BC版本接軌,因屬新建建築 的設計規範,因此只採用適於新建建築市場的模擬評分法,而不採舊建築市場的 運營評分法。國際間所採用的模擬評分法,有線性回歸Linear Regression 的方法, 例如Sharp (1996)引用CBECS之EUI數據庫,由75變數中先找出35個相關變數,最 後找出人員密度、電腦數量、使用型態、營運時間、個別空調、主機等六變數回 歸方程式。也有採用如DOE之軟體模擬法,如Huang et al., (1993)使用DOE程式模
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擬481商業與集合住宅之能源並執行對隔熱、開窗率等建築變數之敏感度分析。另
外有採用Regression Tree-Based 法建立辦公與學校的EUI公式,結果比線性回歸的 Energy Star法之預測精度稍好(Kaskhedikar A. P, 2013)的研究成果。
關 於 能 源 模 擬 評 分 法 的 建 築 能 效 標 示 實 例 , 例 如 美 國DOE 所 屬 Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) 在2012年發展了一個自願性的國家評分法 Building Energy Asset Score,以虛擬母體EUI分布來評量建築能源效率,其評估法 如圖6所示。此法採用拉丁超立方抽樣法Latin hypercube sampling應將模擬的EUI 資料庫轉成一系列的階梯線性尺度stepped linear scales作為計分法(Na Wang,
表2 國際間採用建築能效評估法的概況(取自 IPEEC,2014,圖 11) 國家 計畫名稱 強制 與否 評估方式 建築形態 模 擬 評估* 運營 評估* 新 建 既 有 公 有 非住 宅 獨立 住宅 集合 住宅 澳洲 NABERS
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商業建築能源揭露認證 是◎
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NatHERS 是◎
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巴西 PBE Edifica◎
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加拿大 EnerGuide Rating◎
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ENERGY STAR◎
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REALpac 能源標竿計畫◎
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中國 三星能源效率評估◎
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歐盟 能效認證(EPCs) 是◎
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能源揭露認證(DESs) 是◎
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法國 能效診斷(DPE) 是◎
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德國 能源護照 是◎
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印度 建築星級評分◎
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義大利 能源認證 是◎
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日本 CASBEE◎
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俄羅斯 能源護照◎
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南韓 建築能效認證◎
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英國 能效認證(EPCs) 是◎
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能源揭露認證(DESs) 是◎
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美國 ENERGY STAR◎
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Home Energy Score
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商業建築能源評分
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HERS
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*筆者註:運營評分法 Operational Rating 即用能源單據或能源實測資料來評估的方法,又稱量測評分 法Measured Rating 或經驗基準 empirical benchmarking 法。模擬評分法 Asset Rating 為採用假設情境 與熱負荷計算模型來模擬評估的方法,又稱為計算評估法。
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Supriya Goel, Atefe Makhmalbaf & Nicholas Long, 2016)。該法之目的是讓業主能透 過建築架構的同儕比較來改善與能源相關的建築性能,並追蹤建築改善的能源效 率。此模擬計分同時可幫助其他投資者、承租業者等建築同行理解在使用與運營 上不同建築型態的相對效率。
圖6 美國能源部的Building Energy Asset Score標示法
3-2 建材碳排評估法既有文獻概述
本研究開發的綠建築碳排評估系統CRSg預計將前述BERS法的建築耗能計算 結果上,再加入出建材製造碳排成為較完整的碳足跡評估法。然而,國際間關於 建築碳排評估有不同層次的做法。例如,現行歐盟關於新建建築的能效認證EPC 與既有公共建築的能源揭露認證DEC均內含碳排評分標示如圖5(IEA 2012)、圖 6(Cohen R. et al 2006)所示,但此碳排評分標示只是將空調、照明、熱水等建築設 備系統之耗能項目換算成碳排而已,並不包含建材製造運輸之碳排。這種評估法 顯然有所不足,因為作為地球溫暖化指標的碳排之原意應以生命週期評估LCA (Life Cycle Assessment)觀念來評估才對。碳排的LCA應分析建築物從原料取得、9 生產製程、運送、使用到最終棄置的所有過程中的碳排,即所謂搖籃到墳墓的碳 排評估才對。 圖5 英國能效評估制度同時有能源標示與碳排標示(IEA 2012) 圖6 歐盟建築能效評估以設備系統換算碳排之案例(Cohen et al 2006) 現在國際間已經有歐盟標準EN15978(BSI 2011)針對建築碳足跡計算範籌設有 規定,該標準設定建築營建工程的碳足跡計算範疇如如圖7所示,此國際規範顯示 建築碳排評估應含括建材生產、施工、使用、拆除、廢棄等全生命週期之碳足跡 評估才對。此碳排計算範疇主要包含使用碳排OC(Operation Carbon)與蘊含碳排 EC(Embodied Carbon)兩大部分,前者為前述建築耗能所換算的碳排,後者則以建 材在產品製造、施工、使用維護、生命終結等四階段之碳排為其計算範疇(圖中第 五階段的建材回收使用碳排不在範疇內)。這四階段的蘊含碳排共包含14碳排項目。
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圖7 EN15978 建議建築使用碳排 OC 與蘊含碳排 EC 之計算範疇
圖8 歐亞 84 研究個案所揭露的碳排計算項目統計(統計自 IEA, EBC Annex 57,
ST4 report, Appendix 1, 2016) 然而,上述EN15978所示四階段的碳排計算太過於複雜,本研究只建議採納圖 7所示A1~A3之資材製造碳排(即建材製造碳排MCm)即可,其原因如下: (1) 國際間的先進研究只採納資材製造碳排 MC 為計算範疇之最大公約數 蘊含碳排EC 是剛萌芽的嶄新研究領域,但 EN15978 似乎有陳義過高而曲高 和寡之憂。例如,IEA 有一份針對近年 78 個 LCA 研究案例之最尖端論文 (內 含 13 個歐洲國家的 66 定量案例與 6 個定性案例以及日本與韓國的 12 定量
案例)之調查報告(IEA, EBC Annex 57, ST4 report),整理出這 78 研究案所涵
蓋EN15978 定義的四階段 14 項目的實踐實況如圖 8 所示,由此可知 A1~A3 之資材製造碳排MC(manufacture carbon)是目前最清楚、最有共識、最被嚴格 遵守之EC 計算範疇,其他 11 碳排項目為修繕更新與廢棄物處理之碳排,也 許是因為資料不全或計算方法太複雜而並未被最尖端論文完全納入評估。既 然這修繕更新與廢棄物處理之碳排評估未有國際共識,當然不宜草率納入作 為我政府推動建築碳排評估之內容才對。 (2) 建築耗能碳排 OC 與建材 MCm 已涵蓋 LCA 之 85%以上碳排 本研究將修繕更新與廢棄物處理之碳排評估排除在外的第二理由為: 前述建 築耗能碳排OC 與建材 MCm 已可涵蓋 LCA 之 85%以上碳排,足以充分掌握 建築產業對地球暖化之評估。在此舉例F 辦公大樓、L 住宅診所、K 醫院、 C 餐廳等四類建築物在 60 年生命週期之碳足跡評估案例,來證明聚焦於建築 耗能碳排與建材 MCm 之必要性。此四案例為筆者執行建築碳足跡在生命週
11 期五階段的建築碳足跡組成如圖9(林憲德 2018)所示。由此可知:四類建築物 在 60 年的碳足跡計算中,建築耗能碳排佔比高達 63.5~94.1%,而資材 MCm(即圖中新建工程碳排)在低耗能的 F 辦公大樓與 L 住宅診所約佔 3.1%~21.6%,這兩者合計更高達 84.0~97.2%,這意味著修繕更新與廢棄物處 理之碳排佔比只有2.8%~16.0%。該圖所示碳排佔比尚包含空調水電設備之碳 排處理,若將之排除後,所有建材在修繕更新與廢棄物處理在LCA 之碳排佔 比應低於5%。由此可知,建築耗能碳排與建材 MCm 以外的修繕更新與廢棄 物處理之碳排在LCA 中不只佔比小,同時其模擬情境複雜、計算誤差大、毫 無減碳操作潛力,將之排除於建築碳排評估範圍外才是上策。 圖7 四建築物案例生命週期五階段建築碳足跡組成(取自林憲德 2018) 總之,以上既有文獻提供了本研究CRSg兩大計算理論之參考,一是建築使用 碳排OC可採用目前ABRI正在推動的台灣建築能效評估法BERS來計算,二是建材 製造碳排MCm可依國際標準EN15978範疇來計算。
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四、 研究方法
4-1 CRSg 的適用對象 本研究開發綠建築碳排評估系統CRSg被期待能與ABRI正在推動的台灣建築 能效評估法BERS接軌。然而,該BERS包括新建建築之BERSn與既有建築之BERSe 兩系統,由於本研究只限用於新建物範圍,因此以下均只提其中之BERSn為方法 論。BERSn將建築能效標示的適用範圍限定於於非住宅類且較具規律使用特性的 十一類公共眾使用的建築物,其原因在於此類建築物有較高室內發熱、空調時間 長、耗能較高、較具公共利益,同時因為此類建築物較具共通營運模式、較能確 保系統評估的精準度。具體而言,CRSg依BERSn之規定,只適用於海拔八百公尺 以下平野地區之下述十一類建管行政建築分類之建物範圍,位處高於海拔八百公 尺地區或非此十一類範圍的建築類型,因氣候條件、商場效益、私人隱私、營運 模式之差異大而有損耗能預測精度之疑慮,暫被排除於其適用範圍之外。 (1) A-1 集會表演:供集會、表演、社交,且具觀眾席及舞位於臺之場所。 (2) B-1 娛樂場所:供娛樂消費,且處封閉或半封閉之場所。 (3) B-2 商場百貨:供商品批發、展售或商業交易,且使用人替換頻率高之場所。 (4) B-3 餐飲場所: 供不特定人餐飲,且直接使用燃具之場所。 (5) B-4 旅館:供不特定人士休息住宿之場所。 (6) D-1 健身休閒:供低密度使用人口運動休閒之場所。 (7) D-2 文教設施:供參觀、閱覽、會議,且無舞臺設備之場所。 (8) F-1 醫療照護:供醫療照護之場所。 (9) G-1 金融證券:供商談、接洽、處理一般事務,且使用人替換頻率高之場所。 (10) G-2 辦公場所:供商談、接洽、處理一般事務之場所(含研究實驗空間)。 (11)H-1宿 舍 安 養 : 供 特 定 人 短 期 住 宿 之 場 所 。 4-2 研究方法一:以 BERSn 法計算建築使用碳排 OC 4-2-1 CRSg 的動態分區 EUI 理論 首先,CRSg是採用目前ABRI正在推動的新建物之建築能效評估法BERSn來 研擬建築使用碳排OC之評估法。CRSg所承襲的BERSn方法論,乃是依據林憲德 教授提出的動態分區EUI理論(Dynamic Zone EUI Method, Lin Hsien-Te, et al, 2013) 而成立。該理論乃是為了改善混合使用建築物的建築耗能預測能力,將所有建築 物空間拆解成數十種以空調營運模式、室內發熱水準分類的耗能分區,並建立各 分區的標準化耗能密度EUI,再以此標準化耗能密度EUI與其建築外殼與設備之設 計條件來預測整體建築耗能的方法。 動態分區EUI理論的概念如圖9所示,一棟由展覽、商業、辦公等三類「耗能 分區」所組成的建築物,其三項主設備的耗能基準可是由此三類空間的EUI值加權13 計算而得。為此,本研究已建立如附錄一所示耗能分區在空調、照明、電器等三 設備之EUI基準,此基準值是其根據其空調營運時程、室內發熱之標準情境,採用 e-QUEST軟體所模擬出來的標準耗能密度基準值。 圖9 CRSg必須依據「耗能分區」之排列組合來評估 4-2-2 CRSg 必先排除「免評估分區」之評估 CRSg仿BERSn,為了鎖定建築行政上熱點操作效率,只針對空調、照明、電 器等三項主設備之耗電量執行能效標示,而將揚水、輸送、加熱等雜項用電等繁 複的小耗電部分排除於能效標示範圍之外。另外,由於有一些特殊機能空間具有 固定耗能特性但毫無節能操作潛力,CRSg為了避免這些特殊機能空間干擾整體能 效評估之敏感度,必須將之排除於評估範疇之外。有鑑於此,CRSg規定表3所示 的「免評估分區」必先被排除於評估範疇之外。這些分區有些如電腦、電信機房 或餐廳專用廚房等超高耗能的空間,有些如倉儲區、室內停車場等非居室低耗能 之大面積非空調區,在執行CRSg評估前,必先檢視找出這些「免評估分區」,將 之排除後才能納入CRSg評估程序。 表3 「免評估分區」之對象 免評估分區名稱 1 供兩餐餐廳專用廚房區(小吃街、中餐廳或宴會廳廚房*1) 2 供三餐餐廳專用廚房區(西餐廳廚房*1) 3 輕食咖啡餐廳專用廚房區(含吧檯) 4 24hr 餐廳專用廚房區(速食連鎖餐廳)
14 5. 量販店、超商熱食區專用廚房 6. 宿舍、企業員工餐廳簡易廚房 7. 旅館專用洗衣空間 8. 醫院專用洗衣空間 9. 室內停車場分區(含同層變電室、機房、儲藏室等雜空間) 10. 單一50m2以上無空調之專用倉儲、儲藏、書庫、機械、設備、器材室 11. 人員進出型專用冷藏室 12. 人員進出型專用冷凍室 13. 休閒設施烤箱或蒸氣室耗電 14. 電腦、電信機房 15. 屋凸面積 *1:專用廚房區指高耗能廚房設備密集且有明顯隔間作為烹飪、配膳、洗滌作業 且之分區,其他乾貨庫、理貨、玄關、走廊應納入餐廳分區評估。 4-2-3 CRSg 的耗能分區法 CRSg仿BERSn的耗能分區法來執行建築耗能計算。所謂耗能分區是指室內人 員、照明、電氣設備、空調運轉模式相類似而具有大致不差耗電密度特性的空間 分區,此分區通常是營業時間、空調系統分割、保全管理上必要的分區方式。由 於CRSg是以耗能分區的排列組合方式來推算建築物耗能密度EUI的方法,因此該 評估法的第一步驟必須先依照建築平面圖正確地執行耗能分區。 執行耗能分區之原則,是把生活作息、營業型態、空調運轉時程相近的空間整 合在一起的空間計畫,基本上一個建築案可被分成單一耗能分區,也可能被分成 多種耗能分區。像辦公廳舍、商店之類的建築物,通常有明顯一致的上下班模式, 則常被歸成單一耗能分區;像大型觀光旅館,可能分成24小時營運的客房區與接 待大廳,12小時營運的餐飲宴會區、運動休閒區、商店區,10小時營運的辦公區, 以及24小時通風換氣區的地下停車場區等六個分區。在執行耗能分區時,應注意 以下原則: 1. 耗能分區法非以建管行政名稱認定,而應以空間實質使用現況認定。 2. 耗能分區均以室內面積來計量,所有戶外之走廊、陽台、梯間、露台、風雨操 場均不得計入,例如像集合住宅約有 10%的戶外陽台、學校約有 25%的戶外 公共空間、旅館的半戶外游泳池、購物中心的半戶外停車場,均應小心排除在 計算之外才行,否則會招來不少誤差。 3. 評估案必先檢視是否有表 3 所示「免評估分區」並將之排除於評估範圍外,再 進入評估。「免評估分區」除外後,評估案所有室內空間均必須歸入某一耗能 分區來處理,且不得重複計算,例如梯廳與連接走道在餐廳層應歸入餐廳空間 面積計算,在客房層則應歸入客房空間面積計算。 4. 耗能分區通常是以一個主空間為主,連同其附屬門廳、梯廳、走廊、洗手間、 儲藏、機械間等附屬空間所構成的完整機能分區,通常有相同空調起停運轉、 上下班模式以方便營運管理。耗能分區可能跨越不同層空間、不同棟建築物, 但其中有時出現局部個別空調或無空調設備之小空間,只要是同一營運模式,
15 也盡量將之歸為同一耗能分區處理即可。假如在一個大耗能分區下夾雜其他異 質的次空間(如大廳中有咖啡座、商店)時,若該次空間明顯為獨立空調運作之 大面積空間(如大廳之獨立空調外租商店區)時則應另闢為不同耗能分區來處 理,但若該次空間面積不及該分區 20%且小於 500 ㎡時,雖有獨立運作之空 調設備,但為了簡化,將之歸入同一耗能分區即可。 5. 耗能分區必須是一個完整營運機能分區,其分區通常以樓層或牆介面分割為主, 不宜進行太細小、形狀迂迴之空間分割。附屬於主空間內之雜項小空間,如大 廳、玄關、走道、梯廳、儲藏、廁所、會客室、休息室應歸入主空間分區一次 處理。例如,乾貨區、洗碗區、進貨玄關、廁所則應與用餐區一同餐廳分區; 電影院之販賣、售票、等候區、電扶梯間、廁所則應歸入整個電影院分區即可。 如演講廳、演藝廳、展覽區則應包含其附屬的休息廳、走廊、梯間、廁所、儲 藏室、機械室等。 6. 照明密度差異大、人員設備密度差異大、運營獨立、空調系統獨立的大空間應 以獨立耗能分區處理,例如飯店大廳內之小商店、櫃臺區或開放型咖啡座應歸 入大廳空間,但若有明顯空間分割且有獨立隔間、吧檯、調理台設備的輕食區 則應與飯店大廳不同分區處理之。又如,辦公大樓內的大型會議廳或大餐廳、 醫院內的商店餐廳街、文化中心的行政辦公區與表演廳均應分離獨立處理才好。 4-2-4 以 BERSn 的耗電密度指標 EUI*計算建築使用碳排 OC CRSg沿用BERSn的建築耗能預測法,依最新EEWH-BC版所計算之建築外殼 節能效率EEV、空調系統節能效率EAC、照明系統節能效率EL三指標,採用以下 諸式來預測其耗電密度指標EUI*。CRSg再引用此耗電密度指標EUI*以式1來計算 建築使用碳排OC OC= EUI*×β×LC--- (1) EUI* = AEUIm×ACe + LEUIm×EL + EEUI×Ep – GEUI ---(2) 空調耗電密度 照明耗電密度 電器耗電密度 外購綠電 EUI ACe = 1.0 - Ef×Es×EEV – (1.0-EAC)/(1.0 –Ef×Es×EEV) --- (2.1) 外殼之空調節能率 空調設備之空調節能率
Ef=1.0-(V/SA -3.0)×0.07,但 Ef≦1.0 --- (2.2)
參數說明:
16 AEUIm、LEUIm:評估案之空調EUI中位值、照明EUI中位值(kWh/(㎡.yr)),取自附錄一 AFe:評估案評估範圍 (免評估分區除外) 內之室內樓地板面積(m2) EAC:依最新EEWH-BC版所計算之空調系統節能效率,無單位,但EAC不得小於0.4,若 EAC<0.4,則令EAC=0.4 EUI*:耗電密度指標(kWh/(㎡.yr)) EEUI:評估案之電器EUI(kWh/(㎡.yr)),取自附錄一 EEV:依最新 EEWH-BC 版所計算之建築外殼節能效率,無單位 Ef:建築外周區面積比,無單位 EL:依最新EEWH-BC版所計算之照明系統節能效率,無單位,但EL不得小於0.4,若 EL<0.4,則令EL=0.4 Ep:電器系統節能效率,無單位,指夜間待機用電停機自動控制設計,有待機自動停機線路 設計圖說證明時取0.9,無則為 1.0 Es:建築外殼節能效率 EEV=1.0 時之最大空調節能貢獻率,無單位,設定為降低建築外殼節 能法規合格水準50%外殼顯熱負荷之水準,使用時應以建築分類自表 4 讀取即可 GEUI:申請案以「再生能源憑證」購買綠電所換算的 EUI(kWh/(㎡.yr)),若無則令GEUI=0。
非「再生能源憑證」以外的自發自用綠電已被計入EAC 指標,連同自發外賣綠電在此均 不能計入。此GEUI 與式 23 的 GEUI’不同,提請注意。 SA:屋突、地下層除外之建築外殼表面面積(m2) V:屋突、地下層除外之建築體積(m3),規則平面時通常為寬度×長度×樓高 β:能源局公告的最新電力碳排係數 kgCO2 / kWh LC:建築物生命週期標準,RC、SRC、S 構造為 60 年,輕鋼構為 48 年,木構造為 30 年。 OC:評估案的生命週期使用碳排(kgCO2/LC) 表4 各建築分類外殼節能之最大空調節能貢獻率 Es(取自林憲德等,2020) A-1 集會表演 0.24 B-1 娛樂場所 0.11 B-2 商場百貨 0.11 B-3 餐飲場所 0.11 B-4 旅館 0.24 D-1 健身休閒 0.24 D-2 文教設施 0.24 F-1 醫療照護 0.13 G-1 金融證券 0.24 G-2 辦公場所 0.24 H-1 宿舍安養 0.15
17 圖10 由體形係數推估外周區面積比的簡算式 耗電密度指標EUI*乃依據式2,由附錄一所揭露之空調、照明、電器三項設備 的EUI基準值AEUIm、LEUIm、EEUI,乘上三項設備的設計效率,最後再扣除外 購綠電所換算的耗電密度GEUI而成。此三項設備的設計效率為空調節能率ACe、 照明節能率EL、電器系統節能效率Ep。然而,由於EAC、EL兩指標在偏低數值時 有過度節能評估現象,在此EAC、EL必須有不低於0.4之限制(亦即EAC≧0.4,EL ≧0.4)。 式2之外購綠電耗電密度GEUI,乃是以「再生能源憑證」購買綠電所換算的 EUI(kWh/(㎡.yr)),若無則令GEUI=0。請注意非「再生能源憑證」以外的自發綠 電已被計入EAC指標,連同自發外賣綠電在此均不能計入GEUI內。在此必須叮嚀: 附錄一同時提供了全年空調與間歇空調兩類的空調基準值AEUIm,使用者必須依 評估案之全年空調或間歇空調的實情,讀取正確的空調基準值AEUIm來評估,以 免產生不公平評估的現象。 式2.1之空調節能率ACe,乃基於空調節能程序是先由外殼減少熱流後再經空 調節能技術減少耗電的原理,在建築外殼上先產生Ef×Es×EEV之空調節能率之後, 再由空調設備達成(1.0-EAC)/(1.0- Ef×Es×EEV) 之空調節能效果。其中的建築外殼 節能效率EEV與空調系統節能效率EAC應依最新綠建築手冊EEWH-BC版計算而 得,而Es為建築外殼節能效率EEV=1.0時之最大空調節能貢獻率,該值取自表4(林 憲德等人,2020)即可。 式2.1之建築外周區面積比Ef乃是以建物體形係數(V/SA)由式2.2計算而得,其 意義為:體形係數(V/SA)越大,外周區面積比Ef越小,外殼對空調耗能影響力越 小。該式乃由一個20×10m的6F小規模建物(V/SA=3.0,Ef=1.0)、與一個60×30m的 20F大規模建物(V/SA=9.0,Ef=0.58)所模擬建立的簡算公式(如圖10所示)。通常,
18 該空調節能率ACe受外殼影響較小(即Ef×Es×EEV數值很小),而絕大部分受空調設 備EAC值所影響。 最後,式2.1中插座電器系統節能效率Ep是指夜間待機用電停機自動控制設計, 它必須有待機自動停機線路設計圖說證明時取0.9,無則為1.0。 總之,以上已說明CRSg對建築碳排OC之預測法,該法乃是由綠建築標章的三 個節能指標EEV、EAC、EL換算成BERSn之耗電密度指標EUI*,再以式1由此EUI* 換算而得。 4-3 研究方法二: 依據 EN15978 範疇來計算建材 MCm 4-3-1 建材 MCm 的 BCF 構件計算法 首先,CRSg第二項工作目標是依據EN15978範疇來計算建材製造碳排MCm, 該計算對MCm採用林憲德教授所發展的BCF構件計算法(林憲德,2018),該法預 先建構了系統化、套裝化的建築構件的MC資料庫如附錄二所示,依此可由建築設 計圖面上的構件類別與面積簡易地計算完成所有MCm。為了後續分級評估的比對 所需,必須分評估案與基準案兩類,依下式由主結構建材MC、非結構建材MCns 來計算兩種建材製造碳排MCm、MCm*: MCm=MCs+MCns --- (3) MCm*=MCs+MCns * --- (3*) 其中 MCm:評估案之建材 MC(kgCO2) MCm*:基準案之建材 MC 基準值(kgCO2) MCs:主結構建材 MC(kgCO2) ,取自式 4 MCns:非結構建材 MC(kgCO2),取自式 5 MCns*:非結構建材 MC 基準值(kgCO2),取自式 5* 以上主結構建材MC、非結構建材 MCns 之計算法如下: 4-3-2 主結構建材 MC 計算法 主結構建材MC 計算公式如下: MCs=1.19×((Cs×W+Cb)×Bc+Cw)---(4) Cs=[245+4.11×(S-10)+679.64×(Z-0.137)]×AFu---(4.1) Cb=330×AFb+ 45.5×AF---(4.2) Cw=ΣCowj×Aowj---(4.3) 其中
19 AF:總樓地板面積(m2),AF=AFu+AFb AFI:室內總樓地板面積(m2) AFb:地下層總樓地板面積(m2) AFu:地上層總樓地板面積(m2) Aowj:j 外牆構造之面積(m2),不含柱樑部份與非結構帷幕外牆面積 Bc: 高爐混凝土減碳比例,無單位。其中 Bc=1.0-0.49×爐石粉對爐石水泥之重量比 Br(無 單位)。若為基準案或無參用爐石粉時則令Bc=1.0。 Cb:地下部分結構體 MC(kgCO2),取自式 4.2 Cowj:j 一般結構外牆構造碳排(kgCO2/m2),查附錄二表 1 Cs:地上部分柱樑樓板等主結構體 MC(kgCO2),取自式 4.1 Cw:外牆構造 MC(kgCO2),取自式 4.3 S:地上樓層數,不計入屋突,無單位之整數 Sb:地下樓層數,無單位之整數 W:構造係數,取自表 6,無單位。基準案在樓高 19F 以下設為 RC 構造,20F 以上設為 S 構造,但評估案為SRC 構造時,基準案應同樣設為 SRC 構造。 Z:設計地震力係數,以表 5 中地盤 II(普通地盤)之數據認定之,評估案與基準案必須相 同 式4之MCs為主結構建材MC,其內容包括柱、樑、樓板、外牆、結構內牆、樓 梯等結構體建材以及基礎假設工程建材之MC,其計算依上部結構Cs、下部結構Cb 與外牆結構Cw先由式4.1~4.3計算後再代入式4計算即可。式4另外以係數1.19在 結構體建材外額外計入19%之碳排,以涵蓋基礎工程與假設工程等兩部份建材之 碳排。此19%之碳排比例乃是以岡建雄所擬日本辦公建築物之碳排標準模型,取 用其基礎假設工程與結構體工程之建材MC計算而得(由岡建雄2000b,p83,表3.2, 0.19=168527÷888288)。眾所皆知,基礎工程與假設工程之建材量應與結構體建 材量成正比關係,因而在此以結構體建材MCs來推估基礎假設工程之建材MC尚稱 合理。此公式雖引用岡建雄之資料,但只援用其建材碳排比例關係,並非取其建 材碳排數據,最後還是以台灣主結構建材MCs來評估,不會喪失台灣本土化之特 色。 接著,式4中上部主結構Cs、下部主結構Cb必須以理論式4.1~4.2推算而得,這 些公式為由十數棟RC建築物主結構資材盤查之實際碳排量與結構理論分析統計 而得(杜怡萱,2013)。此式顯示主結構體MCs受到地上樓層數S、地震力係數Z、 樓板面積Af所影響,但這些均屬於結構安全、空間組合等不容打折扣的基本功能, 這些變數在評估案與基準案中均必須設為相同才行。由於一般RC結構的外牆通常 與柱樑一體澆灌而成,因此應被視為主結構之一環。式4中的Cw就是外牆構造資 材的碳排,由式4.3計算而得。 另一方面,由於式4原為集合住宅樣本所發展之碳排推算公式,為了能適應耐
20 震法規上不同建築物用途係數之要求,同時適用於不同構造方式,特別導入黃振 祥(2015)所提構造係數W來修正之,同時也採用高爐混凝土之減碳比例Bc對整 體主結構碳排做計算修正。其中的磚石構造、鋼構、木構之構造係數W係數並非 來自既有研究成果,而憑其水泥減少量大致不差所設定的低碳構造設計獎勵係數。 W若為多種構造的混合構造,則以各構造之面積加權計算之係數認定之,其中若 有RC構造建築物上設大跨距鋼架屋頂構造部份(如體育館),則該層樓以RC構造 與鋼結構各半之W係數認定之(低層依原有W係數)。另外,採用高爐混凝土之減 碳比例Bc,乃針對以煉鋼廠廢棄物之爐石粉替代部份水泥而減少主結構碳排量之 因素來執行的優惠計算,此減碳比例Bc來自筆者研究室分析實際建築案例而得 (劉安瑀,2014)。 其中,關於木結構建築物,原本無法使用式4作為碳排評估,但為了簡化應用, 以W係數0.2代入計算來權充其主結構碳排即可(Bc設1.0,Cw設0.0)。
21 表5 設計地震力係數 Z 台北市及新北市台北盆地微分區 台北盆地地盤 台北一區(依地點由耐震設計規範第二章圖表讀取) 0.1828 台北二區(依地點由耐震設計規範第二章圖表讀取) 0.1485 台北三區(依地點由耐震設計規範第二章圖表讀取) 0.1200 縣市 其他分區 堅實地盤地盤 I 普通地盤 地盤 II 軟弱地盤地盤 III 文山區 指南里/萬芳里/老泉里/博嘉里 0.0734 0.0959 0.1165 南港區 舊莊里/九如里 士林區 天母里/永福里/公館里/新安里/陽明里/菁山里/平等里/溪山里/翠山里 0.0734 0.0881 0.1057 內湖區 大湖里/金瑞里/碧山里/內溝里 0.0685 0.0959 0.1165 北投區 永和里/林泉里/開明里/中和里/秀山里/泉源里/湖山里 0.0661 0.0881 0.1057 新北市 中和區 橫路里//內南里 0.0734 0.0959 0.1165 新店區 太平里/柴埕里/德安里/雙城里/日興 里/玫瑰里/塗坑里/美潭里/員潭里/雙 坑里/粗坑里/屈尺里/龜山里/廣興里/ 直潭里/青潭里/新店里/張南里/國校 里/文中里/廣明里/文明里/中興里/新 生里/新德里/五峰里/明城里/寶福里 樹林區 三興里/樂山里/東園里/西園里/南園里/北園里/柑園里/中山里 土城區 清化里/祖田里 淡水區 中和里/屯山里/賢孝里/興仁里/番薯 里/義山里/忠山里/崁頂里/埤島里/新 興里/ 水碓里/北投里/水源里/忠寮里/ 樹興里/坪頂里/中興里/協元里 0.0661 0.0881 0.1057 三芝區/石門區/ 金山區/萬里區/ 林口區 全區所有里 八里區 長坑里 五股區 觀音里/五龍里 泰山區 大科里/黎明里 汐止區 八連里/白雲里/東山里/長青里/崇德 里/環河里/大同里/文化里/東勢里/拱 北里/康福里/湖興里/山光里/忠山里/ 金龍里/保安里/茄苳里/福安里/興福 里/秀山里/保長里/烘內里/福德里 0.0734 0.0959 0.1165 平溪區/鶯歌區/ 瑞芳區/深坑區 全區所有里 三峽區 全區所有里 0.0666 0.0866 0.1066
22 石碇區/坪林區/ 雙溪區/貢寮區/ 烏來區 全區所有里 0.0808 0.1018 0.1253 基隆市 1-中正區/暖暖區/仁愛區 0.0734 0.0959 0.1165 2-七堵區 0.0661 0.0881 0.1057 3-安樂區/信義區 0.0734 0.0881 0.1057 宜蘭縣 1-宜蘭市/羅東鎮/蘇澳鎮/頭城鎮/礁溪鄉/狀園鄉/員山鄉/冬山鄉/五結鄉/三星鄉/大同鄉/南澳鄉 0.0881 0.1057 0.1321 桃園縣 1-桃園市/蘆竹鄉/大園鄉/龜山鄉/觀音鄉 0.0587 0.0881 0.1057 2-大溪鎮/龍潭鄉 0.0734 0.0959 0.1165 3-中壢市/八德市/新屋鄉 0.0661 0.0881 0.1057 4-楊梅市/平鎮市 0.0685 0.0959 0.1165 5-復興鄉 0.0783 0.1018 0.1253 新竹縣 1-竹北市/新埔鎮/湖口鄉/芎林鄉 0.0734 0.0959 0.1165 2-竹東鎮/橫山鄉/關西鎮/尖石鄉/五峰鄉/寶山鄉(距斷層 >5km) 0.0783 0.1018 0.1253 3-新豐鄉 0.0685 0.0959 0.1165 4-北埔鄉(距獅潭與神卓山斷層 5km 內) 0.1066 0.1293 0.1591 5-北埔鄉(距斷層>5km) 0.0808 0.1018 0.1253 6-寶山鄉/五峰鄉(距獅潭與神卓山斷層 5km 內) 0.0995 0.1293 0.1591 7-峨嵋鄉(距獅潭與神卓山斷層 5km 內) 0.1119 0.1343 0.1678 8-峨嵋鄉(距斷層>5km) 0.0881 0.1057 0.1321 新竹市 新竹市1-東區/香山區 0.0783 0.1018 0.1253 新竹市2-北區 0.0734 0.0959 0.1165 苗栗縣 1-苗栗市/頭份鎮/泰安鄉(距獅潭與神卓山斷層 5km 內) 0.0995 0.1293 0.1591 2-苗栗市/苑裡鎮/通霄鎮/頭份鎮/後龍鎮/竹南鎮/西湖鄉/ 泰安鄉(距斷層>5km) 0.0783 0.1018 0.1253 3-苑裡鎮(距屯子腳斷層 5km 內) 0.0979 0.1272 0.1566 4-苑裡鎮/泰安鄉(距車籠埔斷層 5km 內) 0.1064 0.1344 0.1654 5-通霄鎮(距屯子腳斷層 5km 內) 0.0979 0.1272 0.1566 6-卓蘭鎮/大湖鄉/銅鑼鄉/三義鄉(距屯子腳斷層 5km 內) 0.1101 0.1321 0.1652 7-卓蘭鎮/銅鑼鄉/大湖鄉/三義鄉(距車籠埔斷層 5km 內) 0.1171 0.1395 0.1744 8-卓蘭鎮/公館鄉/銅鑼鄉/南庄鄉/頭屋鄉/三義鄉/造橋鄉/ 三灣鄉/獅潭鄉(距斷層>5km) 0.0881 0.1057 0.1321 9-大湖鄉/公館鄉/南庄鄉/頭屋鄉/造橋鄉/三灣鄉/獅潭鄉 (距獅潭與神卓山斷層 5km 內) 0.1119 0.1343 0.1678 台中市 1-豐原區/東勢區/清水區/沙鹿區/后里區/神岡區/潭子區/ 大雅區/新社區/石岡區/北屯區(距屯子斷層 5km 內) 0.1101 0.1321 0.1652 2-豐原區/東勢區/后里區/神岡區/潭子區/大雅區/新社區/ 石岡區/霧峰區/太平區/大里區/東區/北屯區(距車籠埔斷 層5km 內) 0.1171 0.1395 0.1744 3-豐原區/東勢區/清水區/沙鹿區/后里區/神岡區/潭子區/ 大雅區/新社區/石岡區/霧峰區/太平區/大里區/中區/東 區/南區/西區/北區/北屯區(距斷層>5km) 0.0881 0.1075 0.1321 4-大甲區/梧棲區/外浦區/大安區/龍井區/西屯區(距屯子 斷層5km 內) 0.0979 0.1272 0.1566 5-大甲區/梧棲區/外浦區/大安區/龍井區/西屯區/烏日區/ 大肚區/和平區/南屯區(距斷層>5km) 0.0783 0.1018 0.1253 6-外埔區/大安區/烏日區/和平區/西屯區/南屯區(距車籠 埔斷層5km 內) 0.1064 0.1344 0.1654 7-中區/南區/西區/北區(距車籠埔斷層 5km 內) 0.1163 0.1395 0.1744 彰化縣 1-彰化市(距車籠埔斷層 5km 內) 0.1171 0.1396 0.1744
23 2-彰化市/北斗鎮(距斷層>5km) 0.0881 0.1057 0.1321 3-鹿港鎮/和美鎮/線西鄉/伸港鄉/福興鄉/秀水鄉/花壇鄉/ 芬園鄉/員林鄉/溪湖鄉/田中鎮/大村鄉/埔鹽鄉/埔心鄉/ 永靖鄉/社頭鄉/二水鄉/二林鎮/田尾鄉/埤頭鄉/芳苑鄉/ 大城鄉/竹塘鄉/溪州鄉(距斷層>5km) 0.0783 0.1018 0.1253 4-花壇鄉/芬園鄉/員林鄉/田中鎮/大村鄉/社頭鄉/二水鄉 (距車籠埔斷層 5km 內) 0.1064 0.1344 0.1654 南投縣 1-南投市/草屯鎮/竹山鎮/名間鄉(距車籠埔斷層 5km 內) 0.1171 0.1395 0.1744 2-南投市/草屯鎮/竹山鎮/名間鄉/集集鎮/鹿谷鄉/中寮鄉 (距斷層>5km) 0.0881 0.1057 0.1321 3-埔里鎮/魚池鄉/國姓鄉/水里鄉/信義鄉/仁愛鄉(距斷層 >5km) 0.0783 0.1018 0.1253 4-竹山鎮(距大尖山與觸口斷層 5km 內) 0.109 0.1199 0.1256 5-集集鎮/鹿谷鄉/中寮鄉(距車籠埔斷層 5km 內) 0.1163 0.1395 0.1744 6-鹿谷鄉(距大尖山與觸口斷層 5km 內) 0.0991 0.1163 0.1454 7-國姓鄉/水里鄉(距車籠埔斷層 5km 內) 0.1064 0.1344 0.1654 雲林縣 1-斗六市/林內鄉(距大尖山與觸口斷層 5km 內) 0.109 0.1199 0.1526 2-斗六市/古坑鎮/林內鄉(距車籠埔斷層 5km 內) 0.1171 0.1395 0.1744 3-斗六市/古坑鎮/林內鄉(距斷層>5km) 0.0881 0.1057 0.13221 4-斗南鎮/大埤鄉(距梅山斷層 5km 內) 0.1065 0.1384 0.1704 5-斗南鎮/虎尾鎮/西螺鎮/土庫鎮/北港鎮/大埤鄉/莿桐鄉/ 二崙鄉/崙背鄉/麥寮鄉/東勢鄉/褒忠鄉/臺西鄉/元長鄉/ 四湖鄉/口湖鄉/水林鄉(距斷層>5km) 0.0783 0.1018 0.1253 6-古坑鎮(距梅山斷層 5km 內) 0.1198 0.1438 0.1797 嘉義縣 1-太保市/新港鄉(距梅山斷層 5km 內) 0.1065 0.1384 0.1704 2-太保市/朴子市/布袋鎮/新港鄉/六腳鄉/東石鄉/義竹鄉/ 鹿草鄉/水上鄉/阿里山鄉(距斷層>5km) 0.0783 0.1018 0.1253 3-大林鎮/民雄鄉/溪口鄉/竹崎鄉/梅山鄉(距梅山斷層 5km 內) 0.1198 0.1438 0.1797 4-大林鎮/中埔鄉/竹崎鄉/梅山鄉/番路鄉/大埔鄉(距大尖 山與觸口斷層5km 內) 0.109 0.1199 0.1526 5-大林鎮/民雄鄉/溪口鄉/中埔鄉/竹崎鄉/梅山鄉/番路鄉/ 大埔鄉(距斷層>5km) 0.0881 0.1057 0.1321 6-水上鄉/阿里山鄉(距大尖山與觸口斷層 5km 內) 0.0991 0.112 0.1388 嘉義市 1-東區(距梅山斷層 5km 內) 0.1198 0.1438 0.1797 2-東區(距斷層>5km) 0.0881 0.1057 0.1321 3-西區(距梅山斷層 5km 內) 0.1065 0.1384 0.1704 4-西區(距斷層>5km) 0.0783 0.1018 0.1253 台南市 1-新營區/鹽水區/柳營區/後壁區/東山區/麻豆區/下營區/ 六甲區/官田區/大內區/佳里區/學甲區/西港區/七股區/ 將軍區/北門區/善化區/安定區/玉井區/楠西區/南化區/ 仁德區/歸仁區/關廟區/龍崎區/東區/北區/南區/中西區/ 安平區(距斷層>5km) 0.0783 0.1018 0.1253 2-白河區(距大尖山與觸口斷層 5km 內) 0.109 0.1199 0.1526 3-白河區(距斷層>5km) 0.0881 0.1057 0.1321 4-東山區(距大尖山與觸口斷層 5km 內) 0.0991 0.112 0.1388 5-大內區/善化區/安定區/玉井區/歸仁區/關廟區/龍崎區 (距新化斷層 5km 內) 0.0844 0.1069 0.1316 6-新化區/新市區/山上區/左鎮區/永康區/安南區(距新化 斷層5km 內) 0.0929 0.1069 0.1316 7-新化區/新市區/山上區/左鎮區/永康區/安南區(距斷層 >5km) 0.0808 0.1018 0.1253
24 表6 各類建築物之構造係數 W 標準值(修正自黃振祥,2015) 建築物用 途係數分 類I 一般建 築物 I=1.0 公眾使用之建築物 I=1.25(教育文化 類、衛生及社會福 利類、營業類、娛 樂類、工作類、遊 覽交通類建築物) 重要公眾建築物I=1.5(政府 辦公廳舍,消防、警務及電信 單位建築物,國中、小學校 舍,教學醫院、區域醫院、省 市立醫院,電廠、自來水場、 緊急供電、供水相關建築物) 磚石構造 1.50 RC 構造 1.00 1.15 1.25 SRC 構造 1.35 1.45 1.55 S 構造 0.70 0.80 0.85 輕鋼構造 0.50 木構造 0.2 高雄市 1-鳳山區/大樹區/大社區/仁武區/鳥松區/岡山區/橋頭區/ 燕巢區/田寮區/阿蓮區/路竹區/湖內區/茄萣區/永安區/ 彌陀區/梓官區/鹽埕區/鼓山區/左營區/楠梓區/三民區/ 新興區/前金區/苓雅區/前鎮區/旗津區 0.0734 0.0959 0.1165 2-林園區 0.0661 0.0881 0.1057 3-大寮區/小港區 0.0658 0.0959 0.1165 4-旗山區/美濃區/六龜區/甲仙區/杉林區/內門區/茂林區/ 桃源區/那瑪夏區 0.0783 0.1018 0.1253 屏東縣 1-屏東市/長治鄉/麟洛鄉/九如鄉/里港鄉/鹽埔鄉/內埔鄉/ 瑪家鄉/泰武鄉 0.0734 0.0959 0.1165 2-潮州鎮/新園鄉/崁頂鄉/來義鄉 0.0661 0.0881 0.1057 3-東港鎮/恆春鎮/新埤鄉/林邊鄉/南州鄉/佳冬鄉/琉球鄉/ 車城鄉/滿州鄉/枋山鄉/春日鄉/獅子鄉/牡丹鄉 0.0587 0.0881 0.1057 4-萬丹鄉/萬巒鄉/竹田鄉 0.0685 0.0959 0.1165 5-高樹鄉/三地門鄉/霧臺鄉 0.0783 0.1018 0.1253 澎湖縣 1-馬公市/湖西鄉/白沙鄉/西嶼鄉/望安鄉 0.0587 0.0881 0.1057 台東縣 1-台東市/成功鎮/關山鎮/卑南鄉/鹿野鄉/池上鄉/東河鄉/ 長濱鄉/綠島鄉/海端鄉/延平鄉(距斷層>5km) 0.0881 0.1057 0.1321 2-成功鎮/關山鎮/鹿野鄉/池上鄉/東河鄉/長濱鄉/海端鄉 (距花東地區斷層 5km 內) 0.1348 0.1617 0.2022 3-太麻里鄉/蘭嶼鄉 0.0808 0.1018 0.1253 4-大武鄉/達仁鄉 0.0661 0.0881 0.1057 5-金峰鄉 0.0783 0.1018 0.1253 花蓮縣 1-花蓮市/鳳林鎮/玉里鎮/新城鄉/吉安鄉/壽豐鄉/光復鄉/ 豐濱鄉/瑞穗鄉/富里鄉/秀林鄉/萬榮鄉/卓溪鄉(距花東地 區斷層5km 內) 0.1348 0.1617 0.2022 2-花蓮市/鳳林鎮/玉里鎮/新城鄉/吉安鄉/壽豐鄉/光復鄉/ 豐濱鄉/瑞穗鄉/富里鄉/秀林鄉/萬榮鄉/卓溪鄉(距斷層 >5km) 0.0881 0.1057 0.1321 金馬地區 1-金門與馬祖地區 0.0587 0.0881 0.1057 註:設計地震力地盤 I、II、III 依「建築物耐震設計規範」之說明判斷之
25 4-3-3 非結構建材 MCns 計算法 非結構建材MCns 計算,主要是在計算外牆外裝、外窗、屋頂外裝、內隔間 牆、地板內裝等五項工程構件的MC,為了後續分級評分的需要,該計算必須分 評估案與基準案兩類依下式計算之: MCns= CFow+CFw+CFiw+CFf+CFr---(5) MCns*= CFow*+CFw*+CFiw*+CFf*+CFr---(5*) 以上二公式中各項變數之碳排推算公式如下: CFow=ΣFowj×(Aowj+Acbj)+ΣFwcj×acj ---(5.1) CFow*=ΣFowj*×(Aowj+Acbj)+ΣFwcj*×acj ---(5.1*) CFw=Σ(Fwgj+Fwfj)×Awj---(5.2) CFw*=Σ(Fwgj*+Fwfj*)×Awj---(5.2*) CFiw=ΣFiwj×Aij---(5.3) CFiw*=ΣFiwj*×Aij---(5.3*) CFf=ΣFfj×AFIj ---(5.4) CFf*=ΣFfj*×AFIj ---(5.4*) CFr=ΣFrj×Arj---(5.5) 其中 acj:j 類帷幕外牆不透光牆版部份總面積(m2),以窗外框線計算即可 Acbj:j 外牆構造鄰接外氣的柱樑面積(m2) Ae:總立面面積(m2),Ae=ΣAowj+ΣAwj+ΣAcbj+Σacj AFIj:j 室內樓板面積(m2) Aij:j 內隔間牆面積(m2),以牆平面長度乘上樓高即可,非以牆兩向立面表面積計算。承 重牆、結構牆、耐震壁等內牆構造以及集合住宅之分戶牆均視同結構牆,不可計入Aij 中。 Arj:j 屋頂面積(m2) Aowj:j 外牆面積(m2),不含柱樑面積 Awj:j 構造外窗面積(m2),面積以窗外框尺寸計算即可 CFf、CFf*:地板內裝建材之 MC 與 MC 基準值(kgCO2) CFiw、CFiw*:內隔間牆建材之 MC 與 MC 基準值(kgCO2) CFow、CFow*:外牆外裝建材之 MC 與 MC 基準值 C(kgCO2) ,包括水泥類外牆與帷幕外 牆之不透光部位 CFr:屋頂外裝建材 MC(kgCO2) CFw、CFw*:外窗框架窗扇建材 MC(kgCO2) ,包括框架結構與可開窗扇之框架資材 Ffj、Ffj*:j 地板內裝建材之 MC 與 MC 基準值(kgCO2/m2),查附錄二表 7
26 Fiwj、Fiwj*:j 內隔間牆之 MC 與 MC 基準值(kgCO2/m2),查附錄二表 6 Fowj、Fowj*:j 外牆外裝之 MC 與 MC 基準值(kgCO2/m2) ,查附錄二表 2 Frj、Frj*:j 屋頂外裝建材之之 MC 與 MC 基準值(kgCO2/m2),查附錄二表 5,評估案與基 準案取相同數值 Fwcj、Fwcj*:j 帷幕外牆中不透光帷幕牆之 MC 與 MC 基準值(kgCO2/m2),查附錄二表 3 Fwfj、Fwfj*:j 外窗窗框之 MC 與 MC 基準值(kgCO2/m2),查附錄二表 4,基準案以鋁框架 構造為準 Fwgj、Fwgj*:j 外窗之玻璃之 MC 與 MC 基準值(kgCO2/m2),查附錄二表 4,因結構安全之 故評估案與基準案取相同數值 MCns:評估案非結構建材 MC(kgCO2) MCns*:基準案非結構建材 MC(kgCO2) 計算以上諸式時,應注意事項如下: 1. 式 5.1 為外牆外裝建材之碳排計算。由於 RC 構造的外牆結構碳排已計入主結 構建材 MCs 中,因而在此只計算一般 RC 構造外牆的外裝部份以及非結構的 帷幕牆非透光外牆構造部分之碳排即可(此部份容易被忽略,請特別注意),這 兩部分均依附錄二表2~3 的碳排標準來計算即可。 2. 式 5.2 為外窗建材之碳排計算,此項必須分「玻璃」與「窗框構造」兩部份以 附錄二表4 的碳排標準來計算即可。其中「窗框構造」部分又分「一般窗框構 造」與「玻璃帷幕窗框構造」兩部份來計算,其原因在於一般窗框固定於建築 結構體而可減少外框料,但玻璃帷幕窗框為附掛式構造,必須增加較多結構加 強框料而有較多的碳排。若有兩種窗框構造共存的設計則需計算兩次,假如只 有其中一種窗框構造則只要計算一次即可。不論「玻璃」或「窗框構造」之碳 排均以相同外框邊尺寸所計算之窗立面積(含窗框與玻璃面積)來計算即可, 其重疊或誤差部分則略之不計。另外,在金屬帷幕中若含有不透光之帷幕牆版 時,該牆版應視為外牆之一部份,其碳排應納入式5.1 中以附錄二表 3 之碳排 數據計算之。 3. 式 5.4 為內隔間牆建材之碳排計算,由於結構安全因素均已被納入主結構建材 MCs 中,因此該公式之計算對象只是非承重構造之內隔間牆即可,不包括承重 牆、結構牆、耐震壁、樓梯間牆等牆面構造,同時集合住宅之分戶牆、學校教 室隔間牆、樓梯間牆、廁所外周牆因隔音防水功能應視同結構牆,也不必納入 計算。內隔間牆建材構件的碳排差異通常以重隔間與輕隔間為區分,輕隔間當 然是減碳設計的首選,但工業化組裝式之系統隔間被視同系統傢俱之一環,不 必納入評估。 4. 式 5.5 為地板內裝建材之碳排計算,這些地板工法碳排量的大小通常由水泥用 量與磁磚的多寡來決定,其中以單純水泥砂漿粉刷的工法碳排較低。塑膠、木 板、地毯類地板工法被視為室內裝修之範疇,在此只計算水泥砂漿地坪即可,表
27 層材不必納入計算。 無論如何,附錄二表 1~7 均是根據建築構件所建立的碳排資料庫,儘管申請 案之設計圖即使與附錄二資料庫所示構件之細部、尺寸、密度、規格有些差距, CRSg 還是直接就近選取數據來計算即可。除了附錄二表 5 的屋頂外裝之外,在 附錄二其他六項建築構件的碳排標準表中同時標示了基準案的基準值,以作為 CRSg 減碳評估的比較標準,亦即這六項建築構件可採用一個基準案與一個評估 案之差異,來模擬計算其減碳效益。屋頂外裝不設立基準值的原因,在於屋頂外 裝一項因牽涉到防水、隔熱、耐久之差異,無法找出所謂的市場設計標準,因而 不宜進行碳排差異比較,亦即屋頂外裝在基準案與評估案應視為相同來處理才行。 另外,若為木結構建築物時,由於木結構的非結構部分碳排均非本書資料庫 所能評估,該部分視同已包含在主結構計算中(式4),將其非結構MCns 設為 0.0, 即可執行本評估無誤。
4-4 建築碳排評分尺度與碳排評分標示
以上,CRSg 兩大工作項目,建築使用碳排 OC 與建材製造碳排 MCm,之解 析計算均告完成,接著即可將 OC 與 MCm 結合成為 CRSg 建築碳排標示的碳排密度指標CDI* (Carbon Density Index),此 CDI*的計算式如下: CDI *= (OC+MCm)/AFe/LC ---(6)
其中
CDI *:評估案的碳排密度指標(kgCO2/(㎡.yr))
MCm:評估案的建材 MC(kgCO2),取自式 3
AFe:評估總樓地板面積(㎡),AFe =Σ1~iAfi
OC:評估案的生命週期使用碳排(kgCO2/LC),取自式 1 LC:建築物生命週期標準,RC、SRC、S 構造為 60 年,輕鋼構為 48 年,木構造為 30 年。 以上求得碳排密度指標 CDI*之後,接著即可進行建物碳排評分與標示的程 序,但在評分前必先建立其碳排評分尺度。CRSg 的碳排評分尺度仿 BERSn,採 用的右偏分佈理論來建立建築碳排的評分尺度。所謂右偏分佈(right skewed distribution)理論,是假設同類型建物母體的碳排密度分佈與其耗能密度 EUI 分佈
類似,均呈現右偏分佈的特性。這EUI 右偏分佈現象在 Sharp (1996) 、Kaskhedikar
(2013)、 Environmental Commissioner of Ontario (2016)等文獻以及在 ENERGY STAR EUI 分佈(EPA 2015)中均已得到證明,同時在台灣能源局能源查核之建築
EUI 分佈以及最新的住宅部門用電量研究(林素琴,2013),也發現同類建築母體
之EUI 分佈均有右偏分佈現象。由於 CRSg 的碳排指標絕大部分由使用耗能所構
28 圖11 CDI 右偏分佈與評分尺度概念模型圖 CRSg 之排密度指標 CDI 評分尺度法仿照 BERSn 的做法,以耗能基準建築 模型來模擬 CDI 評分尺度如圖 11 所示,亦即以建築市場最差耗能條件來模擬最 大碳排密度 CDImax,再以現行一般節能法規合格水準來模擬建築市場最平均之 碳排密度CDIm,再以現行最佳節能技術模擬近零耗能建築之碳排密度 CDIn,然 後設定此三參考點為0、50、90 分之評分基準點。此評分尺度由中位值左側 CDIn-CDIm 間分割成 40 等分為 90~50 分之刻度,以 50~59 分、60~69 分、70~79 分、 80~89 分之間距訂為 4、3、2、1 之碳排評分等級,在 CDIn 左側額外取 90~100 分 之間距為近零耗能建築1+等級之區間,另外由中位值右側 CDIm-CDImax 間分割 成50 等分為 50~0 分之刻度,以 49~40 分、39~20 分、≦19 分之間距訂為 5、6、 7 之建築能效等級。此標示系統仿 BERS 作法,設定 4 級為合格基準,另外 6、7 等級乃是市場上能效極差的不良建築,在評分上無須施行過細分級而給予較寬之 間距。此標示法為承襲EN 15217(2007)所建議 A~G 之七階段標示標準,但在 1 等 級中再夾帶近零耗能建築等級 1+之標示。以下具體說明 CDI 評分尺度的執行步 驟如下: 第一步,首先要依照4-2-3 的規定由建築平面執行耗能分區。 第二步,接著依照4-2-2 的規定將「免評估分區」排除於評估範圍外。 第三步,則是建置其CDI 評分尺度。該尺度乃依圖 11 之 CDI 右偏分佈理論建置 而成,其90、50、0 分基準點被設為近零耗能建築基準 CDIn、中位值 CDIm、