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(1)

I

摘要

學號:M96071071

論文題目:以減碳觀點探討校園能資源使用之管理策略-以國立屏東教育 大學為例

總頁數:103

學校名稱:大仁科技大學 系(所)別:環境管理研究所 畢業時間:2012年1月 學位別:碩士學位

研究生:王立宏 指導教授:賴 文 亮 博士 李 崇 垓 博士 論文摘要內容:

近年來世界各地不斷有天災之異常現象發生,如南亞海嘯、泰國水 患等,都顯現出因全球暖化現象而造成氣候異常之變遷。聯合國於 1997 年通過訂定京都議定書,其中將綠色植物選為二氧化碳(CO2)之重要吸收 源之ㄧ。本研究依校園植栽數量及數種之固碳特性,再根據內政部營建 署綠建築手冊,推算出校園綠化量指標附帶評分生物多樣性指標,以綠 化量指標推估屏東教育大學校園數種總固碳量,由調查校園數種固碳量 與校園能源所產生碳散發量來計算推估本校碳中和效益,由此研究結果 可進一步訂定碳中和指標及透過簡易碳中和計算表試算出學校碳量之總 和,藉由生物多樣性指標的計算,可判定本校環境是否具有生物多樣性 的趨勢。藉由設計碳足跡問卷調查統計學生的活動距離、所使用交通工 具之排氣量、交通工具種類等。

屏東教育大學校園 40 年植栽 CO2總固定量(TCO2)推估約為 5.4×107 kg,其依綠建築指標之綠化量及格標準(TCO2c)為 2.84×107 kg,因 TCO2

>TCO2c,故得知本校園之植栽固定量符合標準。本校園植栽年平均碳固 定量約為 1.35×106 kg,而校區年平均碳所散發量約為 1.289×107 kg,推估 碳中和指標值為 0.09。

為增加碳的固定量,建議校園規劃可增加校園綠覆面積及建物之立 體綠化,並藉由節約能源計畫推動減少能資源使用量以減少碳的排放

(2)

量,來達到增加校園碳中和效益。校園生物多樣性評分指標總分為 80.52,

大於合格基準值 55,符合綠建築手冊中生物多樣性指標。

屏東教育大學綠覆面積總計為 158,200 m2,綠覆率為 66.8%,達到綠 建築解說與評估手冊(2009 年更新版)之綠地面積需達 10%之最低基準。

碳足跡問卷統計評估學校學生在校期間每日每人碳足跡平均約為 2.01 kg,計算結果之碳足跡數值顯示低於國內每人每日平均 CO2 排放量 6.9 kg。碳足跡差異性結果推估,不同年齡及年級之受測人碳足跡會有差異,

其可能是隨年齡增長及熟悉生活環境亦加大活動範圍及延長活動時間所 致,而學生的經濟狀況及消費能力隨年齡提升因此交通工具的選用及使 用頻率增加也相對提高碳排放量。

關鍵字:二氧化碳、碳足跡、碳中和指標、綠建築

(3)

III

Abstract

Student ID:M96071071

Title of Thesis:Management Strategy of Energy and Resource on Campus Based on Carbon Reduction-A Case Study of National Pingtung University of Education

Total Pages:111

Name of Institute:Tajen University

Name of Department:The Graduate Institute of Environmental Management Date of Graduation:January, 2012 Degree Conferred:Master

Name of Student:Li-Hung Wang Adviser:Chang-Gai Lee Wen-Liang Lai

The Contents of Abstract in this Thesis:

Because of the worsening situation of global warming,the United Nations announce the green plants as an important absorption source for CO2 recently. This study is conducted according to a Green Buildings Hand Book published by the Ministry of the Interior .Both the carbon neutral index and green quantity index were caluculated to evaluate the CO2 fixation volume in campus of National Pingtung University of Eductation .The Carbon neutral balance was assessed between the CO2 absorption by plants and the CO2

emission from energy consumption in campus. Furthermore, a questionnaire survey of carbon footprint of students in National Pingtung University of Education was investigated according to the students, traveling distance, the vehicle type used for transportation, exhausts of vehicle and so on. According the Green Buildings Hand Book in Taiwan (2009 edition),the total CO2

absorption volume was about 54,000 tons by plants during 40-year period in campus of National Pingtung University of Education . This green absorption

(4)

capacity was above the baseline of Green Building standard in Taiwan which was 28,400 tons. The plants in the University campus could absorb CO2 about 1,350 tons per year. But it was much lower than the estimated yearly CO2 emission volume of 12,889 tons emitted from power usage in campus activities. The carbon neutral index was about 0.09. According to the Green Buildings Hand Book of Taiwan, the biodiversity index was estimated around 80.52. It was above the baseline of Green Building standard in Taiwan, which is 55. An afforestation area of 158,200m2 accounts for 66.8% of whole campus. The result suggests that increases both the campus afforestation and the building afforestation will increase the carbon fixation rate. By reducing the energy consumption will reduce the carbon withdrawal and help the campus carbon neutral.

Keywords:Carbon dioxide, carbon footprint, carbon neutral index, green

building

(5)

V

誌謝

本論文得以順利完成,首先要誠摯感謝一直在我背後默默支持我的 父親、老婆及同學,以及指導教授賴文亮老師、李崇垓老師,因為有你 們支持與鼓勵,才會有今日的我,在此由衷的感謝您們!!

多虧了兩位老師悉心的教導及鼓勵,並指引我做研究正確的方向,

使我在就讀研究所這幾年收獲良多,得以順利完成畢業論文,給予我許 多的幫助,讓拓展了我視野角度,並逐漸培養自己的能力。另外,也要 感謝屏東教育大學的高慧蓮教授、李文德教授及賴文亮教授、仲崇毅教 授、李崇垓教授撥冗擔任口試委員,並給予論文指教與建議,讓學生獲 益良多,在此僅致並由衷的謝意。也要感謝同學王詩萍、陳宏哲的幫忙,

使我的報告及研究能更加的完整。另外也感謝環管所系辦的幫助,讓我 的論文能更順利的完成。

最後,謹以此論文獻得給我摯愛的家人,因為有你們我才得以順利 完成碩士學業,謝謝你們造就今日的我。

立宏 敬致 中華民國 101 年 2 月

(6)

目錄

摘要………..…….. Ⅰ Abstract……… Ⅲ 誌謝………. V 目錄……… VI 表目錄……… VIII 圖目錄………. XI

第一章 前言……….…….. 1

1.1 研究起因………. 1

1.2 研究目的………. 4

1.3 學校基本資料概述……….. 5

第二章 文獻探討……….. 8

2.1 溫室效應對全球環境之影響……….. 8

2.2 國內外之減碳策略及相關技術…………..………... 10

2.3 校園綠色管理……..……… 14

2.3.1 綠建築評估指標………….……….….. 14

2.3.2 綠色大學定義……….………… 18

2.3.3 校園植物之固碳能力……….……… 19

2.3.4 水足跡及碳足跡………..………..…………. 23

2.2.5 生物指標…….………. 25

第三章 研究方法……….………..………… 27

3.1 研究架構………..………. 27

3.2 校園分區及調查方式………...…... 28

3.3 綠化評估說明…………...…………... 30

3.3.1 綠化量指標推算………..….…...……….…...….. 30

3.3.2 校園碳足跡調查……..….…... 36

3.3.2 校園用水之水足跡調查.…...…….………….………….. 37

3.4 校園碳產生量調查……...…………... 38

3.5 生物多樣性指標推算………... 40

第四章 結果與討論………... 46

4.1 校園樹種及生物多樣性調查………. 46

(7)

VII

4.1.1 校園樹種分類……….….. 46

4.1.2 屏東教育大學植栽碳固定量……….………. 54

4.1.3 校園之生物多樣性指標評分………...…… 56

4.2 校園碳量統計及中和效益估算…….……… 60

4.2.1 校園水量、水足跡統計……….. 60

4.2.2 學生碳源排放調查……….. 67

4.3 校園二氧化碳之固定量計算………. 71

4.4 校園管理能源策略………..……… 76

4.4.1 校園節約能源政策訂定及執行…….……….. 76

4.4.2 校園替代能源之開發與有效運用….……….. 76

4.4.3 校園減碳規劃……….……….. 78

第五章建議與結論……… 85

5.1 建議………. 85

5.1.1 校園固定碳源能力之增加………..………. 85

5.1.2 校園水足跡之降低……… 85

5.1.3 校園溫室效應氣體逸散之降低……… 85

5.1.4 校園能資源管理策略………. 85

5.1.5 校園替代能資源之開發……… 86

5.2 結果……… 86

參考文獻………..………. 87

(8)

表目錄

表 2.1 溫室效應氣體的增溫效應之比較………….………… 9

表 2.2 人為活動所產生之溫室效應體………. 10

表 2.3 大氣中溫室效應氣體組成所佔體積例………. 10

表 2.4 經濟部工業局節能減碳輔導及輔導申表………. 13

表 2.5 綠建築與資源之關係……….……… 14

表 2.6 本國都市內每人享有公園綠地積………...………….. 20

表 3.1 屏東教育大學基本料………..………...………… 28

表 3.2 植物單位面積之碳固量..………..………. 32

表 3.3 喬木植物樹冠投影面積準………...………… 33

表 3.4 國內原生植物一覽………...……….……….. 35

表 3.5 具誘鳥誘蝶植物調表……...……....………...…… 35

表 3.6 校園碳足跡簡易計算表…....……….…….….. 37

表 3.7 碳中和指標簡易評表……….……….………….. 40

表 3.8 生物多樣性評表…………....………..…….…………. 41

表 3.9 生物多樣性指標基準值..…………..…..…….………. 44

表 4.1 校區建物名稱一表………….……...……...…………. 46

表 4.2 校區喬木植栽種類及數量調表…...….…...…………. 46

表 4.3 校區灌木植栽種類及面積調表…....………..……….. 47

表 4.4 喬木葉型及品種分類統計調表………...….…………. 48

表 4.5 校園各種灌木種類數量百比………...….………. 50

表 4.6 民生校區喬木品種分類與數表……...….………. 52

表 4.7 林森校區喬木品種分類與數表…...…...……… 55

表 4.8 綠化量指標簡易查表…...…...……… 55

表 4.9 綠化量指標參值…...……….. 56

表 4.10 校區植栽CO2固量...………...……… 57

表 4.11 生物多樣性指標簡易核...…...…………..…………... 57

表 4.12 植物多樣性指標各數.…….……….. ….….…………. 58

表 4.13 校園生物多樣性評表...…...…………..…….………… 60

表 4.14 97、98、99 年度水費、水量、水足跡一覽表…….… 61 表 4.15 屏東教育大學 98 年 99 年自來水水量及水費比表… 61

(9)

IX

表目錄(續)

表 4.16 屏東教育大學 97 年 98 年自來水水量及水費比表… 61

表 4.17 98 年教育部校園溫室效應氣體盤查係數表………… 64

表 4.18 98 年校園溫室效應氣體盤查係表………. 65

表 4.19 CO2排放表………...……… 65

表 4.20 學生校園碳足跡簡易表………..……… 67

表 4.21 學生碳足跡平均值與性別計…..……… 69

表 4.22 受測人就讀年級與碳足跡產生之較……….. 70

表 4.23 96 年至 100 年校園節電率……….….… 76

表 4.24 100 年度林森校區太陽能發電統計表……... 77

表 4.25 100 年民生校區禮堂太陽能發電統計表…... 78

表 4.26 各大樓頂樓可綠化空間規劃表.……..…………... 80

表 4.27 各大樓可建設太陽能板之空間規劃表…………... 81

表 4.28 太陽能板省電百分比與 CNI 指標上升幅………… 82

表 4.39 林森校區太陽能供電系統發電統計表……… 83

(10)

圖目錄

圖 1.1 1800~2000 年全球主要各國 CO2排放量……..………… 2

圖 1.2 1958 ~ 2010 年全球 CO2 濃度變化趨勢圖....…… 2

圖 1.3 1888 ~ 2000 年全球上升平均溫度…..……….. 3

圖 1.4 圖 1.1.4 1994 ~ 2006 年全球海平面上升高度…………. 4

圖 1.5 屏東教育大學校園地理位置示意圖…………...…... 5

圖 1.6 民生校園環境圖示……… 6

圖 1.7 林森校園環境圖示……… 7

圖 2.1 碳捕集及封存技術..…….……….…... 11

圖 2.2 都市內每人享有公園綠地面積……… 21

圖 2.3 碳足跡……… 25

圖 2.4 生態金字塔架構比較圖……….………….. 26

圖 3.1 研究架構圖…….………...………… 27

圖 3.2 屏 東 教 育 大 學 林 森 校 區 平 面 圖… … … . 29

圖 3.3 屏 東 教 育 大 學 民 生 校 區 平 面 圖… … … . 29

圖 3.4 樹木各種數值測量圖………. 30

圖 3.5 基地面積 A0劃分示意圖………..………. 34

圖 3.6 水足跡示意圖…………..………..………. 38

圖 3.7 教育部校園節能減碳資訊平台………. 39

圖 4.1 屏東教育大學兩校區之喬木種類、喬木老樹與喬木其 他喬木比較……….………… 42

圖 4.2 校園灌木栽種之種類比例與栽種面積…………..…….. 48

圖 4.3 全校其他喬木之葉型分類統計圖………..…….. 49

圖 4.4 全校誘鳥誘蝶喬木葉型分類數量統計圖………..…….. 49

圖 4.5 校園其他喬木數量與誘鳥誘蝶喬木數量所佔比例圖…. 50 圖 4.6 全校灌木各品種分類比例圖………. 51

圖 4.7 民生與林森校區喬木品種誘鳥誘蝶數量比較比例…… 53

圖 4.8 林森校區綠化區域.……… 53

圖 4.9 生物多樣性指標合格基準比較圖……… 59

圖 4.10 97、98、99 年校園水足跡產生量……… 60

圖 4.11 校園各種溫室效應氣體所產生碳量及所佔比例……… 66

(11)

XI

圖 4.12 問卷調查性別人數比較……… 68

圖 4.13 使用交通工具使用比例及人數……… 68

圖 4.14 汽車/機車不同排氣量使用人數比較……… 68

圖 4.15 學生各項碳足跡產生量和所佔比例……… 69

圖 4.16 學生就讀年級之碳足跡比較……….………… 70

圖 4.17 校園碳量產生與固定量級所佔比例之比較….………… 72

圖 4.18 97 ~ 99 年總用電量(度數)及用電 CO2散發量(公斤)…. 73 圖 4.19 97 ~ 99 年天然氣用量(m3) ……….…….………. 73

圖 4.20 校園使用能源碳散發量與固碳量及所佔比例比較……. 74

圖 4.21 校園逸散氣體溫室效應氣體之碳量與校園固碳量比較 74 圖 4.22 校園移動式溫室效應氣體之碳量與校園固碳量比較…. 75 圖 4.23 校園移動式溫室效應氣體之碳量與校園固碳量比較…. 75 圖 4.24 96 至 99 年校園用電節電率……….. 77

圖 4.25 校園可增加深層綠化之空間……… 79

圖 4.26 屏東教育大學屋頂可增加綠化空間………..…….. 79

圖 4.27 內政部補助本校生態覆層綠化植栽步道看板…………. 80

圖 4.28 屏東教育大學禮堂架設太陽能板之現況………. 82

圖 4.29 屏東教育大學禮堂架設太陽能板之功率效益…………. 82

圖 4.30 林森校區太陽能供電系統發電度數………. 83

圖 4.31 節約能源推動小組組織圖……… 84

(12)

第一章 前言

1.1 研究起因

由於全球暖化日益嚴重的情形,使得世界各國開始響應節能減碳,預 期希望藉由透過人類活動降低地球暖化效應。近年來政府不斷提倡響應 節能減碳之活動,鼓勵民眾參與各項節能活動措施,國立屏東教育大學 因應政府各項節能措施,訂定節約節能策略及目標,要求全校師生落實 執行,達到每年降低能資源之負成長。由於暖化現象日益嚴重,相對的 人們活動所須消耗能源亦因此一惡性循環現象持續下去,如夏日用水用 電的極劇增長,就算是加成計費所使用電費、水費措施,亦無明顯改善 效果,人們由儉入奢易由奢入儉難,本研究針對環境暖化現象及教育大 學能資源管理改善策略之方向,由校園現況碳排放量及碳中和效益之調 查數據,計算屏東教育大學之碳中和效益,進一步提出建議改善校園之 碳排放量及增加固碳效益。

1997 年聯合國訂定之京都議定書(Kyoto Protocol)中,將綠色植物評 價為 CO2 的主要吸收源。「樹 木 由 於 本 身 具 有 光 合 作 用 之 生 理 特 性 , 吸 收 大 氣 中 之 二 氧 化 碳 並 釋 出 氧 氣 , 光 合 作 用 會 將 碳 元 素 在 樹 木 體 內 轉 化 為 有 機 形 式 加 以 固 定 貯 存 。 因 此 , 樹 木 具 有 吸 存 二 氧 化 碳 並 固 定 碳 素 之 貢 獻 在 全 球 減 緩 溫 室 氣 體 之 策 略 中 已 是 經 國 際 間 確 認 之 事 實 」(林裕仁,2008 )。依 行 政 院 農 委 會 指 出「 根 據光合作用反應式,林木生物量每增加 1 公噸,需要 1.6 公噸的二氧化碳,

同時釋放 1.2 公噸的氧氣。其植物貯存的二氧化碳即轉化為有機碳的形式 儲存於林木體內」(農 委 會 , 2008)。1999 年台灣內政部建築研究所 提出「綠建築解說與評估手冊」作為綠建築之評審基準,綠建築評估系 統將日常節能、綠化量、CO2減量等指標放入評估系統中,減少建築物本 身所產生 CO2排放量,透過綠化面積的增加,來加強對環境友善度(綠建 築解說與評估手冊,2009)。

目 前 全 球 因 溫 室效 應 (Greenhouse Effect)所 造 成 的 全球 暖 化 現 象 (Global Warming)已是日益嚴重的問題。由參考文獻中明示自 1850 ~ 2000 年全球主要國家的 CO2的產生量有非常明顯上升趨勢,如圖 1.1 所示)。

從 聯 合 國 氣 候 變 化 政 府 間 專 家 委 員 會 (Intergovernmental Panel on Climate1995 Chang, IPCC)第二次評估報告中提到,大氣中 CO2 濃度由

(13)

1850 年的 280 ppm,到 1994 年已經上升至 358 ppm (IPCC, 1995);而世 界氣象組織(World Meteorology Organization, WMO)在 2009 年所提出的 2008 年 WMO 溫室氣體年報中亦提到,2008 年全球大氣中 CO2濃度也已 上升到 385.2 ppm (WMO, 2009),如圖 1.2 所示 。

圖 1.1 1800 ~ 2000 年全球主要各國 CO2排放量圖(雙週刊/碳權交易,

2008)

圖 1.2 1958 ~ 2009 年全球 CO2濃度變化趨勢圖(WMO, 2009)

全球氣候變化影響的因素來自多方面,包括太陽輻射、地球運行軌 道變化、造山運動、溫室氣體排放等。由於地表許多間接影響氣候的因 素反應較慢,如海洋溫度變化,冰山融化等,所以氣候變遷相對直接影 響氣候的因素變化來說,可能要等幾個世紀,甚至更長的時間才能顯現

(14)

出來(維基百科,2012/02)。因全球氣候暖化的問題日益嚴重,使世界各 國對溫室效應議題開始關注。其中有研究指出海平面的上升與全球暖化 的現象成正比例,1961 ~ 1993 年全球海平面上升的速率為每年 1.8 mm,

1990 ~ 2003 年全球海平面上升的平均速率為每年 3.1 mm,海水熱膨脹效 應及南、北極冰山融化是海平面上升的主要原因之一,全球平均溫度上 升趨勢如圖 1.3 所示(IPCC, 2007)。南、北兩極冰山融化,不僅會造成海 平面上升如圖 1.4 所示,全世界許多低漥地區(台灣、孟加拉、荷蘭等國 家)亦面臨了海水上漲的危機,類似相關研究指出,自工業革命後全球 CO2 濃度增加 28%,科學家預估到 2100 年全球平均溫度與十九世紀末期比較 之下至少會增加 1 ~ 3.5℃ (Nowak and Crane, 2002)。全球氣溫升高的現 象使南、北兩極冰山融化,導致海平面上升 10 ~ 15 cm,南極半島氣溫在 過去 50 年上升 2.5℃,是全球上升平均溫度的 6 倍,並且預估到全球海 平面會上升 15 ~ 95 cm (江哲銘, 2004)。氣候變遷及氣溫異常升高也使得 疾病的散播速度加快,動植物生態環境也會因不適應升高的氣溫導致部 分物種滅絕甚至全體消失,因此各國應提出相關因應措施,面對全球氣 候溫暖化現象及海平面上升之相關問題。

圖 1.3 1888 ~ 2000 年全球上升平均溫度(維基百科,2009)

(15)

圖 1.4 1994 ~ 2006 年全球海平面上升高度(維基百科,2009)

1.2 研究目的

該校配合政府節能減碳政策,以節約能資源為出發點從各方向著 手,由訂定管理計畫、編制責任小組及督導單位,再逐一檢討校內歷年 各點能資源使用數據之紀錄,同時積極多方面進行校內綠化行動,進行 植栽,增加吸收及中和溫室氣體之減碳效益,以替代能源為備用方案,

使用太陽能發電能有效降低校園碳排放量,再透過電力監控系統統計校 園各場館之用電量,主要積極為針對高耗電量場所進行離峰及尖峰用電 時段管控,實施減碳節約政策以達到校園碳中和之目的。本研究依綠建 築解說與評估手冊之綠化量指標推估校園植栽固碳量,並計算出全校使 用能源所造成 CO2 總散發量,進行分析及評估該校校園區域碳平衡現 況。本研究主要目的如下:

1.建立學校之能源使用概況。

2.建立完整校園植栽資料庫與計算校園綠覆率:透過校園綠覆率之計算可 得知校區之綠化程度,並檢討可改善之空間,推估增加固碳的效益。

3.建構屏東教育大學區域碳中和模式(Carbon Neutral model),進一步評估 校園碳中和程度。

4.透過固碳計算及碳生成量計算及校園生態評估,建立生物多樣性指標 (biodiversityIndex) 碳中和指標(Carbon NeutralIndex)、及綠化量指標 (Greenness Index)等資料。

(16)

5.碳足跡問卷調查,推估出該校學生每日產生碳量之平均值,藉由研究結 果宣導學生由日常作息之習慣來改變消費型態,減少碳的排放量。

1.3 學校基本資料概述

國立屏東教育大學成立於民國 35 年 10 月 1 日,其前身名為「台灣省 立屏東師範學校」,校址位於屏東市林森路 1 號,之後經歷幾次更名後,

於民國 94 年 8 月 1 日更名為「國立屏東教育大學」,其林森校區校地校 齡達 66 年,其增加新取得為民生校區為該校校本部,校址為:屏東市民 生路 4-18 號。又民生校區之校地前身使用者為「高雄州立屏東農業補習 學校」創於 1924 年初,之後更名為「屏東農業專科學校」,現為「國立 屏東科技大學」,於民國 86 年 8 月 1 日遷校至屏東縣內埔鄉後由該校承 接此民生校地,設置校本部於此址,民生校地用於教育及教學使用達 87 年之久。東西兩校區地形以殺蛇溪區分,位於屏東市市中心,交通方便,

生活機能性強,鄰近附設實驗小學、縣立中正國民中學、縣立民和國民 小學,是屏市優質文教區。該校現有學生人數目前約達 5,074 人,教職員 計有 410 人,教師人數計有 186 人,全校人數總計為 5,670 人,如表 3.1.1 所示。屏東教育大學校地面積 236,774 m2,建築物投影面積 30,212 m2。 運動場面積 11,550 m2,綠覆面積總計 158,200 m2,綠覆佔總面積之 66.81%

國立屏東教育大學近年來積極進行校園改造,營造全校師生共享之舒 適環境,建構為符合永續發展理念的「健康、文明、節能減碳」的綠色 大學,綠化面積如圖 1.6~圖 1.7。

圖 1.5 屏東教育大學校園地理位置示意圖(Google,2012)

(17)

五育樓與大門前綠化區

人文館前綠化區 教學大樓旁綠化區

教學科技館前綠化區 雙峰庭前綠化區

圖 1.6 民生校園環境圖示

(18)

圖 1.7 林森校園環境圖示

教學大樓與學生宿舍間步道區 迎曦湖旁綠化區

林森校區表演廳前綠化區 敬業樓與至善樓間綠化區

六愛樓前綠化區 復旦樓前綠化區

復旦樓與體育室間綠化區 游泳池前綠化區

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第二章 文獻探討

2.1 溫室效應對全球環境之影響

溫室效應氣體係指地球表面由於太陽之輻射,其中輻射波屬於短波 長的入射波經大氣吸收、地表及大氣反射後,約49﹪為地表所吸收,吸 收後的能量復以長波輻射方式釋出,一部分為對流層水氣(H2O)及二 氧化碳(CO2)吸收,一部分在平流層為甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、

氟氯碳化物(CFCs)等所吸收,其餘則逸入太空。溫室效應氣體就在 於它們能夠吸收紅外線,而持續保存地表之溫度。太陽輻射以可見光居 多,這些可見光可直接穿透大氣層,到達地面,而加熱後的地表會反射 紅外線而將熱量釋放出來,但這些紅外線無法穿透大氣層,因此熱量就 累積在地表的大氣中,因而造成溫室效應。

工業革命以來,由於人類大量使用化石燃料、濫伐森林、使用含 氯、氟的碳化物及熱絡的農工活動等,造成二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、

氟氯碳化物、六氟化硫(SF6)、全氟碳化物(PFCs)、氫氟碳化物(HFCs)

等易吸收長波輻射氣體(即「溫室氣體(Greenhouse Gas, GHG)」)

大幅增加,形成地球暖化現象,此現象即為溫室效應。(經濟部能源局 能 源產業溫室氣體減量資訊網, 2012)。科學家推估主要是由於人類行 為使大氣中溫室氣體的濃度上升所導致。近幾年與過去相比有明顯差 異。全球暖化之情形,自工業革命以來,人類使用燃燒燃料而使二氧化 碳含量增加,近十年來空氣中二氧化碳濃度將近提高30%;其次是甲烷 氣體俗稱沼氣,從動物的糞便發酵,水庫的底泥及稻田使用肥料發酵等 所產生的主要氣體;此外溫室效應氣體還有許多是人類合成的,如氟氯 碳化物氣體。溫室氣體的增加,當然加速了大氣溫度之提高,是造成的 主要原因之ㄧ,此現象已成為各國家的主要環保議題,也是一種全球性 的污染,其中聯合國於京都議定書中,達成的協議,減少世界各國溫室 氣體之排放,世界各國(聯合國京都議定書, 1997) 。

各種溫室效應氣體保留大氣中溫度熱能的能力皆不同。HFCs與 PFCs吸住熱的能力最大;甲烷吸收的熱超過二氧化碳吸收的21倍;而氧 化亞氮所吸收的熱較二氧化碳所吸收的多270倍,如表2.1所示。用以計 算溫室氣體排放量通常以百萬公噸碳當量為單位,亦即以 GWP值 (Global Warming Potential)計算。

(20)

氣候異常變遷為目前全球性的主要問題,為減少溫室效應氣體的排 放,目前國際上所採取的一項重要的策略就是希望透過國際合作,協助 其他國家以氣候友善方式,達到經濟及友善環境之目標。自1992年里約 地球高峰會議以來,已超過155個國家簽署「氣候變化綱要公約」,此 公約承諾制定相關政策與措施以降低溫室氣體的排放。承諾將提升能源 使用效率、加強節約使用能源及尋找再生或替代能源等措施作為因應氣 候變遷策略(里約高峰會氣候變化綱要公約,1992) 。

台灣因應氣候變化綱要公約對二氧化碳排放減量之措施,於1998年 5月召開「全國能源會議」,規劃「因應全球氣候變化具體行動方案」

之工作目標,推動產業減碳目標計畫,行政院環境保護署與美國環境保 護署合作並引進「能源之星」計畫,擴大參與對象與規模,期以具體成 果(財團法人環境與發展基金會 中華民國能源之星, 1998 )。

表2.1 溫室效應氣體的增溫效應之比較

氣體名稱 增溫效應倍數(以二氧化碳為基準”1”)

二氧化碳(CO2) 1

甲烷(CH4) 21

氮氧化物(N2O) 270 氟氯碳化物(CFCs) 140~11700

六氟化硫(SF6) 23900 全氟碳化物(PFCs) 6500~9200

(21)

表2.2 人為活動所產生之溫室效應氣體

氣體名稱 產生之主要氣體

燃燒石油、煤等石化原料 二氧化碳(CO2

農業、畜牧活動 甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)

工業產生(如:冷媒) 氟氯碳化物(CFCs)

燃燒物質 氧化亞氮(N2O)

汽車排放之氮氧化合物及

碳水化物經光化學作用 臭氧(O3) 表 2.3 大氣中溫室效應氣體組成所佔體積比例

氣體物種 百分例

二氧化碳 55%

甲烷 15%

氮氧化物 6%

氟氯碳化物 24%

(財團法人環境與發展基金會 中華民國能源之星,1998) 2.2 國內外之減碳策略及相關技術

我國依據97年6月5日行政院第3095次會議通過之「永續能源政策綱 領」有關政府部門節能減碳措施辦理。目的是藉由政府機關及學校率先 推動節約能源,以示範引導民間採行,落實全民節能減碳行動。行政院 暨所屬各級行政機關及學校。台北市政府、高雄市政府、各縣市政府暨 所屬各級行政機關及學校。目標是機關及學校總體節能每年用電量與用 油量以負成長為原則,至104年累計總體節約能源以7%為目標。(經濟 部能源局節能減碳措施,2005)

國外碳捕集及封存技術(Carbon Capture and Storage, CCS)技術係指 將CO2從工業或能源排放源分離出來,運送到一個封存地點,並且長期 與大氣隔絕的一個過程。挪威是最早將二氧化碳封存於深層地下水的國

(22)

家其技術主要分為三部分:

一、捕集:指自固定排放源,如火力發電廠、煉鋼廠、石化廠等,

將二氧化碳(CO2)分離及壓縮之程序。可分為燃燒前(pre-combustion)、

燃燒後(post-combustion)、富氧燃燒(oxy-combustion)以及工業製程(如天 然氣加工、氨水生產、製氫工業)捕集技術。

二、運輸:將捕集之CO2以管線或交通工具方式輸送至封存地點。

三、封存:包括地質封存、海洋封存及礦化封存三類。地質封存包 含深層地下鹽水層、開採中氣/油田或煤床、枯竭之氣/油田;海洋封存:

包含水體溶解(dissolution type)和深海層隔離(lake type)兩類型;礦化封 存則主要利用CO2與天然(鈣/鎂)矽酸鹽礦石結合產生化學反應並固 化。其三類封存之流程示意圖2.1如下。

圖 2.1 碳捕集及封存技術(林鎮國(2007))

我國經濟部能源局於 2009 年委託工研院進行 CO2捕獲封存技術發展 的總體規劃,主要內容包括:設定 CO2捕獲的實施對象以大型固定排放 源為主(如電廠、鋼鐵廠、石化廠、水泥廠),中小型固定排放源為輔;

考量國內能源結構及消費型態,捕獲技術發展則以燃燒後捕獲的固體吸 附╱吸收技術為優先,如鈣循環捕獲技術主要是以天然石灰石所含碳酸 鈣(CaCO3)先經過高溫攝氏 850 度鍛燒產生石灰(CaO);石灰再與工 業排氣(例如電業、水泥業、鋼鐵業)中的 CO2反應生成碳酸鈣,再送 入鍛燒爐鍛燒將捕獲之 CO2釋放出來,而釋出之 CO2經由收集及壓縮後

(23)

提供進行封存與再利用。經實驗顯示,捕獲 CO2效率可達 98%以上。能 源局與工研院預定於今(2011)年底完成 1.9MWth 鈣循環捕獲 CO2示範 廠的規劃設計捕獲技術則以富氧燃燒以及燃燒前捕獲的化學迴路法為目 標。中孔徑矽基吸附材(Mesoporous Silica-based particles, MSP);目前 已完成每小時 1 公斤量產機台之建置,未來將以量產及降低成本為目標。

由於 MSP 為固體吸附材,具有便於移動運輸的優勢,未來的應用可先從 中、小型排放源的 CO2捕獲著手(呂錫民,2011/10)。

此外水中的藻類因含有葉綠素,只要光線足夠,就能夠捕捉光能將 無機的二氧化碳和水轉化成有機的碳水化合物(醣類),並將光能轉換成生 物可以利用的化學能儲存在碳水化合物,釋放出氧氣。在濕地中,藻類 提供食物和氧氣給水生生物,所以藻類是濕地生態系中重要生產者 (徐明 光,2004)。目前國內的生物技術開發中心與台電公司合作,進行海洋植 物浮游生物 Isochrysis sp. CCMP1324 動力參數之研究。利用台中火力發 電廠所產生之二氧化碳煙氣,進行對於富含二十二碳六稀酸(DHA)且 廣泛運用於水產養殖的生物餌料海洋微細藻類,探討其固定二氧化碳及 再資源化之應用(張富龍,2005)。

我國政府亦有推動皆持續且積極的研擬溫室氣體減量對策,而為協 助製造業減少能資源之耗用與溫室氣體排放,經濟部於99年度委託財團 法人台灣產業服務基金會持續推動「製造業節能減碳服務團計畫」,受 理廠商申請輔導,提供產業節能減碳各項技術輔導、能耗檢測及諮詢服 務,協助製造業廠商於推動減碳的過程當中,同時獲得節能與節費之效 益,其輔導企業界申請主要內容及表格如表2.2所示(經濟部工業局,

2011) 。

(24)

表2.4 經濟部工業局節能減碳輔導及輔導申請表(經濟部工業局,2011)

、 基 本 資 料

工 廠 名 稱 員 工 人 數 人 負責人

地 址 所屬 工

業區

聯 絡 人

聯 絡 電 話 ( ) 真 ( )

E-mail 產 業 別

本 額 萬元 前一年營

萬元

統 一 編 號 工廠登記

證 號

、 節 能 減 碳 輔 導 與 服 務 項 目

★請勾選欲推動之改善重點項目(可複選),並填寫需求說明

需求說明:□公用設施□鍋爐 □空壓 □空調 □冷凍 □電力 □馬 達 □照明

□製程改善

□其他 過去 2 年是否曾接受政府或民間單位之節能減碳輔導? □否 □是:

如有優先考量之訪廠月份,請填寫

請勾選對本計畫非輔導工作有興趣之項目(可複選),以利後續提供最新訊息 需求說明:□人才訓練專班□節能減碳診斷軟體工具說明會□輔導成果發表會

、 其 他 申 請 協 助 事 項

★本局另有其他服務項目,請勾選所需協助項目,以轉介相關資訊

□研究開發 □技術改善 □經營管理 □資訊管理 □人才培 訓

□土地廠房 □賦稅金融 □污染防治 □工業安全與衛生 □其他項 目

□國際環保議題輔導(如 ErP) □資訊揭露輔導(如 CSR) □產品碳足跡 輔導

需求說明:(請針對上述勾選項目簡要說明)

(25)

2.3 校園綠色管理 2.3.1 綠建築評估指標

內政部於91.11.18以台內建研字第0910091556號函核備修訂『推動 使用作業要點』,為符合綠建築省能源、省資源、低污染之設立精神,

修訂內容包加入「生物多樣性指標」與「室內環境指標」,共有組成嶄 新的綠建築九大評估範疇,以作為我國最新綠建築評估的主軸,其指標 如下述:

一.生物多樣性指標:生物多樣性、物種多樣性、基因多樣性。

二.綠化指標:綠化建築物空地、屋頂、陽台及建築立面。

三.基地保水指標:利用土地涵養水分,生態水循環。

四.日常節能指標:減少建築物耗能。

五.二氧化碳減量指標:減少建築產業之二氧化碳排放量。

六.廢棄物減量指標:減少建築產業產生之廢棄物。

七.室內環境指標:通風換氣、隔音、採光、裝修、空氣品質。

八.水資源指標:減少及回收建築物用水。

九.污水垃圾改善指標:管制建築物污水垃圾量。

其中以第一、二、三項為節水指標,第一、四、五項為節能指標,

如表2.3所示林憲德,綠建築解說與評估手冊2009年)。

表2.5 綠建築與資源之關係

氣候 水 土地 能源 資材 評估指標系統 評估項目

● ● ● ● 1.綠化指標 CO2固定量

● ● ● 2.基地保水 保水力

● 3.水資源指標 節水量公升人省水

器材使用比例

● ● 4.日常節能指標 ENVLOAD、Req、

PACS、其他節能措施

● ● ● ● 5.CO2減量指標 建材生產 CO2排放 量 CO2-Kg/m2

● ● 6.廢棄物減量指標

營建空污、量棄土 量、拆除營建廢棄 物得分

● ● 7.污水垃圾改善指標 雜排水接管及垃圾

儲放處理

(26)

推動綠建築六大目的:

一.促進建築與環境共生共利,永續經營居住環境。

二.落實建築節能,降低能源消耗及減少二氧化碳之排放。

三.發展室內環境品質技術,創造舒適健康室內居住環境。

四.促進建築廢棄物減量,減少環境污染與衝擊。

五.提昇資源有效利用技術,維護生態環境之平衡。

六.建立綠建築市場機制,發展台灣本土亞熱帶建築新風貌。

依據綠建築評估「水資源指標」,係指建築物實際使用自來水用水量 與一般平均用水量的比例,又名「節水率」。而其用水量評估,主要 包括廚房頭、浴室及廁所等用水,以及雨水、中水再利用之評估。除 希望在建築設計上積極採用省水器材,達到「節流」的目的,並鼓勵 採用雨水及生活雜用水之循環再利用設計,達到「開源」的功能。為 此達「水資源指標」之「節水率」,在建築設計上可依下列3個方向進 行規劃。

1.採用省水器材

在住宅用水調查中,顯示衛浴廁所用水比例約佔總用水量的5成。

因此,在建築設計上,應儘可能取消浴缸改用淋浴,可以節約用水。住 宅建築應多選用省水型器材,其他類型之建築物,如公設等更應率先全 面換裝省水器材。以水龍頭為例,只要換裝省水型,即可節省至少50%

用水量。在馬桶方面,均可節省大量用水。

2.設置雨水貯留供水系統

雨水貯留供水系統係將雨水以天然地形或人工方法截取貯存,經過 簡單淨化處理後再利用為生活雜用水的作法。雨水再利用不但可用在農 業灌溉或工業及民生用水之替代性補充水源,也可用為消防用水之貯水 水源,對減低都市洪峰負荷有所助益。雨水再利用系統是由集水系統、

水處理系統、儲水系統及給水系統所組成。經過簡易處理後,做為建築 物或住宅的沖洗、空調或澆灌等雜用水之用。

3.設置中水系統

中水係指將生活廢水匯集處理,達到規定水質標準,使用於非飲用 水及非與身體接觸用水。大區域中水系統,可結合機關大樓、學校等區 域集中設置,就近收集、就近回收使用。中水可廣泛用於沖洗廁所、綠

(27)

化、噴灑街道,景觀用水及河湖補充水等。由於中水系統係利用污水回 收,其淨化設備遠較雨水利用系統昂貴,經濟效益亦較低,但在水源供 應上,則中水系統較雨水系統穩定,其實兩者在實際應用上若能同時考 量,則具有相輔相成的效果。因此,未來在大規模社區或重大建築開發 案中,如能導入雨中水系統,對水資源的再利用,以及在環保、節能工 作上都有其正面的貢獻與意義(劉乃菱,2004)。

我國內政部建築研究所與財團法人中華建築中心於2001年行政院 通過「綠建築推動方案」,現今國內綠建築形成與發展概況,可分成能 源管理時期、建築能源管理時期、及綠建築時期三階段(陳敬良, 2001;

陳炳宏, 2003)。

綠建築水資源指標之計算基準,目前分為住宿類建築及其他類建築 兩類。住宿類建築以民生用水為主。因此,水資源指標對於住宅類建築 採實際節水量的計算為主,而其他類建築則以簡易的省水器材採用率來 衡量。目前我國綠建築水資源指標之計算基準係以每人每日生活用水量 為250公升,訂為一般住宿類建築用水量衡量標準。住宿類建築之水資源 指標(實際節水率WR) ,可依式(1)來評估,此計算指標WR必須低於0.8,

才符合「綠建築」的獎勵水準。其他類建築因缺乏用水量調查資料,因 此以省水器材採用節水率WE為衡量尺度,此計算指標WE必須高於0.8,

才符合「綠建築」的獎勵水準。其計算公式如下所述:

(一)住宿類建築水資源指標(實際節水率WR)計算式:

(1)WR=(250-((13-Q1)×α1+3.43×(13-W2)×α2+4.57×(3-Q3)×α3+B×

α4))÷250-C合格基準判定值 WR≦0.8

(二)其他類建築水資源指標(省水器材採用節水率WE)計算式:

(2)WE=R+C 合格基準判定 WE≧0.8

Q1:省水馬桶大號1次沖水量(公升/次),以非省水型馬桶13公升計 算,每天大號以1次計算,Q1計算水量以廠商型錄為準,若有省水標章 而無沖水量數據時,以9.0公升/次計。(α1:省水馬桶採用率)。

Q2:兩段式省水馬桶小號1次沖水量(公升/次),以非省水型馬桶13 公升計算,係數3.43為平均每天小號次數 ,Q2計算水量以廠商型錄為 準,若有省水標章而無沖水量數據時,以4.5公升/次計。(α2:兩段式 省水馬桶採用率)

(28)

Q3:省水龍頭洗手使用水量(公升/次),一般水龍頭每次使用20秒,

流量以3公升計算,係數4.57為平均天洗手次數,Q3計算水量以廠商型 錄為準,若有省水標章而無水量數據時,以1.5公升/次計。(α3:省水 龍頭採用率)

B:省水洗澡裝置節水量(公升/人‧日),無浴缸之淋浴設備時累加 20L,一般浴缸為±0,按摩浴缸為累加-20L,另外浴室設置有時間提醒 裝置或低流量蓮蓬頭時可重複累加各10L。(α4:省水洗澡裝置採用率)

C:雨水或中水再利用水量對總用水量之比率(-),由於雨水或中 水再利用系統均需專家設計,故本數據必須由業主連同計算書一併提 出,無此設計時則為 0。

R:省水器材採用率(-),省水器材必須為經濟部水資源局「省水 標章」驗證通過之產品,包括一段式省水馬桶、兩段式省水馬桶、兩 段式沖水器、一般省水龍頭、自閉式水龍頭、感應式水龍頭、蓮蓬頭 及省水配件等,R 係以各種省水器材之數量加權平均計算之。

現階段綠建築水資源指標的基準要求可依下列幾項進行: (一) 建築物節水設計以採用省水器材最直接有效。尤以採用兩段式

省水馬桶及無浴缸之淋浴裝置及省水蓮蓬頭最為有效。

(二)建築物開發設計,全面採用省水型馬桶、水龍頭及淋浴設備 等,即可通過綠建築水資源指標之評估基準。

(三)雨水及中水再利用系統雖然有很好的節水功能,但因現行水價 過低、處理成本高,較難符合經濟效益。其中,雨水再利用系統 比中水系統簡單而應優先考慮。學校及政府機關應先引入雨中水系統 設計,起帶頭之風。(王先登,節水服務團,2011)

在歐洲綠建築稱為「省能建築」,強調資源回收再利用、再生能 源及節能等。日本通稱「環境共生建築」,重點放在減低環境衝擊。

美國稱之「綠建築」,具有能源效率與節約等特性(台灣環境資訊協會 陳佳聖,2007)

綠建築基本需要俱備的條件是:

一、採光佳 儘量利用自然日光之折射的使屋內明亮,減少電力照明。

二、通風佳 利用建築設計及地理環境使室內空氣.能順利達到對流循環的 效果,也可以利用地冷的方式來造成溫差調節屋內溫度的對流。

(29)

綠建築電能節能指標:

(1)建築配置節能、適當的開口率、外遮陽、開口部玻璃、開口部隔熱與 氣密性、外殼構造及材料、屋頂構造與材料、帷幕牆。

(2)風向與氣流之運用:包括善用地形風、季風通風配置、善用中庭風、

善用植栽控制氣流、開窗通風性能、大樓風的防治、風力通風的設計、

浮力通風設計、通風塔在建築上的運用。

(3)空調與冷卻系統之運用:包括空調分區、風扇空調並用系統、大空間 分層空調、空調回風排熱、吸收式冷凍機及熱源台數控制、儲冷槽系 統、VAV 空調系統、VRV 空調系統、VWV 空調系統、全熱交換系統、

CO2濃度外氣控制系統與外氣冷房系統。

(4)能源與光源之管理運用:包括建築能源管理系統、照明光源、照明方 式、間接光與均齊度照明、照明開關控制、開窗面導光、屋頂導光與 善用戶外式簾幕。

(5)太陽能之運用:包括太陽能熱水系統與太陽能電池 2.3.2 綠色大學定義

綠色大學」(green university)意義即是以「永續發展」概念的各類活動,

代表高等教育對於人類社會發展應負的重要責任。此概念最初的發展 的緣由,事實上是為了減低大學在運作時所產生對環境的不良影響,

延伸至發展環境教育以提升所有人員的環境意識,將永續發展與環境 保護的觀念融入於大學的教育中。大學也應不斷地審視自己的內部經 營管理與外部環境,擬定改進策略與行動方案,降低學校對於環境的 衝擊,最終回饋到社區與社會中。(教育部綠色大學資訊網,2009)。

1998年由教育部主辦、中華民國環境教育學會協辦的「我國綠色 大學示範學校簽署塔樂禮宣言」以簽署宣言的方式,表達教育部與各 大學邁向綠色、永續低碳校園的決心,從課程設計、校園文化、師生 態度、社區合作與硬體建設等方面著手,共同為人類的永續未來努力!

(教育部環境保護小組, 1998)

教育部目前推動之「我國綠色大學啟動、管理與前瞻規劃計畫」,計 畫目標為:

(一) 建立我國推動綠色大學之整體規劃方向與時程。

(二) 提昇大學的環境管理績效,並且節能與溫室氣體排放的要求。

(30)

(三) 落實大學的環境教育。

(四) 改變大學的經營文化,使永續校園成為大學教育重要目標。教育 部訂定「大專校院及高級中等學校校園節約能源管理輔導團計 畫」,計畫執行目標為:

(一)掌控校園即時用電情況,紀錄分析用電資訊。

(二)補助各校改善節能資源設施情形。

(三)規劃學校自主化管理辦法。(教育部電子報 綠色大學計劃, 2008)

2.3.3 校園植物之固碳能力

樹葉在進行光合作用時,將太陽輻射能轉變為化學能,並將大氣中 的碳素固定在植物體內,因此森林樹冠層在森林生態系的能 量流動與物 質循環上扮演著重要的角色(郭耀綸, 2000)。所謂綠化包括生態綠化、

牆面綠化、牆面綠化澆灌、人工地盤綠化技術、綠化防排水技術和綠化 防風技術,是都市水泥叢林景觀緩衝地帶其具有降低都市噪音、空氣污 染及高溫效應的作用。因此,當都市發展造成綠帶縮減的時候,就反映 出該都市的生活品質較差,環境問題較為嚴重。每人享有的公園綠地面 積越大,對該都市邁向永續發展越有助益。(林憲德,綠建築解說與評 估手冊 2009)

根據植物學研究顯示,植物光合作用量與植物葉面積成正比,因此 本指標依照樹葉面積,把植物分為七類層級來評估二氧化碳固定效果。

此數據是根據溫暖氣候下的樹葉光合作用之實驗值,解析而得的二氧化 碳固定效果。其數據代表某植物在都市環境中從樹苗成長至成樹的 40 年 間(即建築物生命週期標準值),每平方米綠地的二氧化碳固定效果。其中 都會綠化其植物之固定空氣中的 CO2,可以有效減緩氣溫升高的情形(內 政部建築技術規範建築設計施工篇第 304 條第 2 項規定,2004)。

依氣候變化委員會(ICPP)的認定,森林中每一立方公尺的木材在每 年可產生固定 0.95 公噸的 CO2

(

王亞男森林與二氧化碳減量之關係 , 2009)。在綠建築也曾明示,植物是 CO2減量政策中最具經濟效益的方法 之ㄧ。公園、綠地具有「休閒遊憩」、「景觀美質」、「生態保育」、

「防災保健」等功能。綠化是現代居住環境最重要的指標之一。台灣國 內「都市計劃法」第 45 條規定,公園、體育場所、綠地、廣場及兒童遊 戲場所佔用土地總面積不得小於計畫總面積 10%,計算式=都會區內公園

(31)

綠地面積∕都會區總人口數(內政部建築營建所綠建築手冊,2009)。98 年 度每人享有公園綠地面積 2.95 平方公尺,已較 97 年度 2.48 平方公尺增 加 0.47 公尺,顯示政府日益重視公園綠地之重要性,對各縣市政府要求 需符合都市計畫法第 45 條之規定如表 2.6 及圖 2.2 所示。

表 2.6 本國都市內每人享有公園綠地面積

年度 都市計畫區內綠地 面積(平方公里)

都市計畫區內 已闢建公園面 積(平方公里)

都市計畫內現 況人口數

指標值

平方公尺/人 90 3.648 16.7855 13518663 71.51 91 2.9353 23.0016 13591640 1.91 92 3.84 23.097 13557070 1.99 93 3.867 24.7572 13672075 2.09 94 3.9147 24.9117 13866727 2.08 95 3.8376 26.4715 13803787 2.2 96 4.1071 30.2826 14124474 2.43 97 4.2297 30.8486 14160634 2.48 98 4.0222 38.3627 14369241 2.95

(內政部建築營建所綠建築手冊,2009)

(32)

圖 2.2 都市內每人享有公園綠地面積(內政部建築營建所綠建築手冊,

2009)

綠化量指標指在基地內最小綠地面積實施全面綠化,而單位綠化面 積的 CO2固定量值,必須大於建築基地之二分之一法定空地面積與建築 技術規則所訂之 CO2固定量基準值(TCO2c)的 1.5 倍。喬木計算標準顯示,

在 40 年之間每平方公尺植物覆蓋面積的 CO2固定效果權重,大喬木為 900 kg;小喬木為 600 kg;灌木則為 300 kg,草花花圃只有 20 kg。亦即大喬 木綠地單位面積的 CO2固定效果為灌木的 3 倍,為草花花圃或草坪的 45 倍。(內政部建築技術規則建築設計施工篇,1999)。

基地綠化量指標之評估量以「植物固定 CO2效果」作為綠化量之總 量管制。基地綠化就是依建築基地內自然的土層及屋頂、陽台、外牆等 人工地盤之覆土層來栽種植栽的方式。植物大致上區分為五大類,是以 樹形為分類依據,與其 CO2 固定效果分述如下(綠建築解說與評估手 冊,2009)︰

1. 草花及草類植物的 CO2固定效果:

草花及草類植物根據野草地的葉面積實測值,在 40 年內得 CO2固定 解析值作基準。至於人工修剪的草坪,由於其白天的光合作用與夜間的 呼吸作用相抵消,對於 CO2固定效果幾乎等於零,亦即人工草坪對於空 氣淨化幾乎毫無貢獻。草花與草類植物大部分為一年生植物,因其葉片 每年均會分解、腐爛、散失而無長期 CO2固定效果,所以其 CO2固定效

1.51

1.91 1.99 2.09 2.08 2.2 2.43 2.48

2.95

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

90年 91年 92年 93年 94年 95年 96年 97年 98年 民國年

都市內每人享有公園綠地面積資 料來源(m2 /人)

(33)

果並不能像木本植物般有長年累積。

2. 闊葉大喬木的 CO2固定效果︰

台灣常見大喬木樹種如榕樹、黑板樹、木麻黃、台灣肖楠、相思樹、

樟樹、楓香、台灣五葉松、台灣白蠟樹、欖人樹、黃槐、梧桐、菩提、

台灣欒樹、杜英、港口木荷、蓮葉桐、糙葉桐、香楠台灣紅榨楓、昆欄 樹、茄苳、烏心石、松田氏女貞等。喬木又稱為高木,樹木枝幹高大而 單一,主幹明顯,遮蔭性佳,由於其立體化的樹葉分佈,使其樹葉量最 多,其 CO2固定效果亦屬較佳,喬木僅有一較固定幹形的主莖,在地面 上有相當高度後始行分枝,而冠層內頂芽生長較快,亦即具有頂芽生長 優勢。常用於行道樹、遮蔭及觀景等用途。大喬木泛指樹高高於 10 m 之 喬木。

3. 闊葉小喬木、針葉喬木或疏葉喬木 CO2固定效果︰

台灣常見的樹種如烏臼、野桐、鐵冬青、杜英、山攬、血桐、九芎、

黃連木、相思樹、龍柏、圓柏、木棉、刺桐、魯花樹、大葉山攬、烏來 冬青、木槿、垂柳、阿勃勒、流蘇樹、台灣蘇鐵、台灣山桂花、七里香、

福木等。小喬木泛指樹高低於 10 m 之喬木。由於其葉面積較少,其 CO2 固定效果比上述大喬木稍小。

4. 櫚植物 CO2固定效果:

台灣常見樹種如棕櫚、蒲葵、台灣海棗、山粽、亞力山大椰子、大王 椰子等。其特色是樹形細長高挑,飄逸著南國熱帶的氣氛,常被用於於 觀賞與步道上的導引,由於其葉面積較喬木稀少,其 CO2固定效果約為 大喬木的一半。

5. 灌木與藤本的 CO2固定效果:

台灣常見多年生蔓藤植物樹種如九重葛、台灣野牡丹藤、大錦蘭、地 錦等。灌木又稱為低木,無中心主幹,形態不一,且分枝的部份也較近 地面,通常高度不超過 2 m。灌木植物的特色是低矮濃密,常用於阻隔圍 籬。台灣常見灌木類樹種如月橘、牡丹、杜鵑、台灣姑婆芋、台灣紫珠、

白飯樹、金絲桃、茉莉、紫薇、蘇鐵等。藤本指植物的莖枝容易伸長而 不能獨立者,通常會匍匐地面或攀附他物生長。藤本是用來作為建築物 立體綠化最好的植物,對空氣的淨化頗有貢獻。

(34)

2.3.4 水足跡及碳足跡

水資源對人類生存及發展以及地球生態是不可或缺的資源,地球表 面雖有七成為水覆蓋,但是可以為人類生活必須所利用的淡水卻很稀 少,用水量快速成長及氣候變遷等因素,有越來越多區域面臨缺水危機(周 嫦娥等, 2011)。依台灣自來水公司提供,每度水所釋放出約 0.1002 公斤 之二氧化碳(台灣自來水公司, 2011)。根據經濟部水利署統計,98 年每人 每日生活用水量為 271 公升,較 97 年 274 公升再降 3 公升,全國機 關學校用水量也較 97 年減少 2.4 %。隨著經濟成長,台灣每人每日生活 用水量,自 80 年超過 272 公升後,逐步增加至 291 公升,近來配合

「推動節約用水,使全國的人均用水量,降至每日 250 公升以下。」每 人每日生活用水量由 96 年 279 公升,降至 97 年 274 公升,98 年再 降至 271 公升為因應水資源困境,政府積極推動節約用水運動,現階段 經濟部已推動水價優惠措施,第一季省水量已超過3000 萬噸,相當於1/3 座南化水庫有效容量,成果豐碩。(經濟部水利署http://www.ihao.org)。

台灣自來水公司調查結果如果居家都使用兩段沖水馬桶,若為一家四口 每天可省水 100 公升,如果全國每個家庭都換裝省水馬桶,一年則可節 省近四億立方公尺的水,相當於一個水庫容量。依「綠建築」基本理念,

水資源有效利用以節水為主要方法,使用節水設施及雨水再利用,都是 主要的節水方針(台灣自來水公司, 2009)。

96 年立法院通過溫室氣體減量法草案,正式聲明我國進入溫室氣體 減量策略的時代。97 年 6 月世界環境日,行政院提出永續能源政策綱領,

宣示全面實施節能減碳的決心,並規劃了學校用電用油負成長,以及 104 年累計 7%的節約能資源目標,在相關的配套措施方面,則提出紮根節能 減碳環境教育,推動全民教育宣導及永續綠校園等願景。97 年 8 月 6 日,

行政院核定實施政府機關及學校全面節能減碳措施,更具體地設定學校 節約能資源之目標與實施辦法(教育部節能減碳資訊平台,2009)。

96 年起,教育部更推動校園溫室氣體盤查與查驗證作業,建立完整 之校園溫室氣體資料庫,及因應溫室氣體減量法(草案)立法前置作業,

進行各項減量計畫之規劃,作為校園後續推動溫室氣體排放管理機制的 基礎(教育部校園溫室氣體盤查報告書 v1.0,2009)。台灣目前對於國 人每日碳量計算及宣導節碳產生策略,其方法大致是參考各國碳足跡準

(35)

則之訂定。目前國際標準組織預定於 2011 年公佈 ISO 14067,在此之前 我國碳足跡之計算仍以環保署所訂定之準則為主(行政院環境保護署碳足 跡資訊網,2011)。

碳足跡(Carbon Footprint)被定義是一項勞動(Activity)以及產品的整 個生活循環過程所直接及間接產生的碳排放量。針對個人來解釋時是指 個人在生活中食衣住行等方面,所產生之碳排放量即稱為個人碳足跡,

如圖2.3所示。因此碳足跡或(碳足印),蓋指每個人、家庭或每家公司日 常釋放的溫室氣體數量(以二氧化碳即CO2的影響為單位),用以衡量人 類活動對環境的影響(維基百科)。碳足跡用來指的二氧化碳總量(CO2) 排放量,以及其他溫室氣體(GHG)的排放量。聯合國環境規劃署(UNEP)

曾宣導說:每人可藉由改變生活習慣,而減緩氣候變遷盡一份心力。如 使用替代能源,多使用大眾運輸工具少開車等生活習慣的宣導,UNEP提 出了減碳習慣的十二個步驟,其中之一便是了解自己的活動所造成碳排 放量,才能實施減碳方式,人們活動所造成的碳量,即是所謂的碳足跡

(Carbon Footprint)。碳足跡的應用層面,區分成『個人碳足跡』、『產品 碳足跡』、『企業碳足跡』、『國家/城市碳足跡』等層面。個人碳足跡是針 對每個人的食、衣、住、行所導致的碳排放量加以估算的過程。目前估 算方法有由上而下與由下而上兩種作法。由上而下是以家戶收支調查為 基礎,輔以環境投入產生分析,計算出一國中各家庭或是各收入階層的 碳足跡的平均概況。而由下而上則是利用碳足跡計算器,依個人生活中 實際消費、交通型態為估算依據。為了建立我國碳足跡計算準則,行政 院環境保護署98年委辦「碳足跡計算準則與低碳會議推動策略」專案計 畫,碳足跡計算準則內容包括產品供應鏈、範疇、生命週期、數據來源 與取得、數據品質、不確定分析等評估準則(行政院環保署,2011)。產品碳 足跡則是以單一產品製造、使用及廢棄等三個階段,亦即整個「搖籃到 墳墓」。國家或城市的碳足跡,著眼於整個國家的總體物質與能源的耗用 所產生的排放量,並著眼於「間接」與「直接」、「進口」與「出口」所 造成排放量的差異之分析,以檢視是否符合環境正義的原則。(法鼓大學 籌備處節能減碳工作坊,2010)

(36)

圖 2.3 碳足跡 (行政院環境保護署,2011) 2.3.5 生物指標

生物種多樣性是人類生存和發展經濟的基礎,舉凡農、林、漁、

牧等產業皆是其經營對象,並且提供生活及醫藥科學發展必需物質。基 因多樣性為種內或物種間的基因多樣性,其變異性愈豐富,對環境變動 適應能力愈強,因此生物多樣性也是農、林、漁、牧品種改良及遺傳工 程的重要素材(方國運, 2005)。生態系多樣性在維持物種和基因多樣性 是不可或缺的,「生物多樣性」亦是人類文明的基礎,現代人類的生活 必需品,舉凡衣物、食物、家居用品甚至醫藥等,均與野生動物有密切 的關係,因為只要其中一個物種滅絕,整個生態金字塔的消費者就有可 能受到嚴重的打擊導致滅絕。有研究組織指出全世界許多重要的藥用植 物,可能到了21世紀會面臨物種滅絕的危機。另有研究提出警告,地球 上75%的原生種穀物在20世紀之內已經消失殆盡,未來30年內地球上的生 物將會有25%會滅絕,也因此我們下一代將會面臨到很嚴重的糧食危機

(內政部建築營建所綠建築手冊, 2009)。

國內的綠建築評估指標地將生物多樣性指標納入綠建築評估系統第 一指標。生物多樣性指標主要目的在於提升大型基地開發的綠地品質,

重視生物基因交流路徑的綠地生態網路系統。以生態化之埤塘、水池及 河岸來創造高密度水域生態,多層次生態綠化來創造多樣化的小生物棲

(37)

地環境,以原生及誘鳥誘蝶植物、多樣化栽種及表土保護來創造豐富的 生物基礎。生物多樣指標僅適用於基地規模 2 公頃以上之開發評估,透 過表簡易查核可得知是否符合生物多樣性指標的標準。依成大建研所調 查,國內學校園平均種植喬木種類僅 15 個品種,灌木種類僅 13 個品種,

栽培的作法,嚴重降低植物族群的穩定性,環境一旦發生蟲害或氣候變 遷時,外來植物會因毫無抵抗能力,導致多數死亡,因此「植物多樣性」

設計首種植物之「歧異度」設計(內政部建築營建所綠建築手冊,2009)。

圖 2.4 生態金字塔架構比較圖(內政部建築營建所綠建築手冊,2009)。

(38)

第三章 研究方法

3.1 研究架構

圖 3.1 為本研究架構圖詳述如下:

圖 3.1 研究架構圖 研究方式簡介:

1.依據相關二氧化碳發生源及固定二氧化碳之技術研究、文獻、期刊,

取用客觀之調查方式及計算方法。

2.統計調查校園現況,包含建物面積、種植樹木數量、樹木特性、種 類、及區分固碳特性並加以總和計算求出校園現況固定二氧化碳之 能力。

3.將本校碳排放源加以調查統計並換算成同單位之碳量,計算後加總,

得到結果營運學校單位區域所造成之二氧化碳排放總量。

4.將上述 2.項及 3.項結果數據求出校園碳量消長計算值。

5.依上述 2.項結果及統計推判學校環境現況是否合乎綠建築各類指標

校園碳、水足跡調查

校園植栽樹種統計 調查 綠化量指標

碳量平衡計算

能源使用統計

碳排放量推估

結果與討論

文獻回顧

校園能源政策之修正建議 生物多樣性指標

(39)

之標準。

6.依據上述 2.項 3.項 4.項結果,分析並建議學校進行節省能資源使用 及減碳改善方向。

表 3.1 屏東教育大學基本資料

國立屏東教育大學

校址:屏東縣屏東市民生路 4-18 號

民生校區 林森校區

東經:120030'14.6"北緯:22039'52.2" 東經:120030'6.6"北緯:22040'11.9"

校園面積調查

建築物投影面積 運動場面積 綠化面積 全校總面積

30,212 11,550 158,200 236,774 校園人數統計

學 生 :5074 人 職工人數 :239 人 教師人數:186 人 合 計 5499 人

資料統計日期:99 年 7 月 30 日止 3.2 校園分區及調查方式

本研究計算學校校園植物固碳量方法為參照綠建築解說與評估手冊 (2010 更新版)之綠化量指標推估校園年植栽固碳量,學校基本資料如表 3.1 所示,詳細研究方法如下:

將校區以校齡及所在地區分為二,植栽區域將分兩校區進行統計與討 論,分別如下:

1.林森校區:屏東市林森路 1 號,校地年齡 66 年。

校區主要建築物:音樂館、表演聽、游泳池、科藝館、運動場

、綠地、敬業樓、至善樓、球場、學生宿舍。

2.民生校區:屏東市民生路4-18號,校地年齡84年。

校區主要建築物:教學行政大樓、體育館、禮堂、迎曦湖、網球及籃 球球場、人文館、教學科技館、學生宿舍、綠地。

(40)

圖3.2 屏東教育大學林森校區平面圖(總務處營繕組,2011)

圖3.3屏東教育大學民生校區平面圖(總務處營繕組,2011)

兩校區平面圖如圖3.2~圖3.3所示。以田野調查法分階段對各區中所有 植栽之種類及數量進行調查與統計,丈量項目包含植物胸徑(離地1.3 m處 量測)、林木間距、樹冠投影面積等,樹木量測項目如圖3.4。胸高直徑30

(41)

cm以上或樹齡20年以上之喬木謂之老樹,其投影面積以實際樹冠投影面 積計,如百年老樹其樹冠投影會比剛達到老樹規格之喬木高出許多固碳 量,因此樹冠實際投影面積可能比綠建築解說與評估手冊中規定的投影 面積高於數倍的固碳量。記錄各類植栽生長地點與數量,並將植栽分類 為原生種、特有種及外來種等三大種類,每種類又區分為誘鳥誘蝶植栽 與其他二類。

樹林觀測資料示意圖

(H:樹高,CW:樹冠幅,CL:樹冠長,

LH:枝下高,DBH:林木胸徑,CPA:樹冠投影面積) 圖3.4 樹木各種數值測量圖示(蕭淳伊, 曾義星,2009)

3.3 綠化評估說明 3.3.1 綠化量指標推算

所謂綠化量指標乃是以「植物 CO2固定效果」作為綠化量的總量 管制,針對建築環境中的空地、陽台、屋頂、壁面進行全面綠化設計的 評估,藉以鼓勵綠化多產生氧氣、吸收二氧化碳、淨化空氣,進而達到 緩和都市氣候高溫化現象、改善生態環境、美化環境的目的。「綠化量指 標」之 CO2固定量計算評估是根據「成大建築研究所」樹型及葉面積實 測值,以台中的日照氣候條件為基準,解析而得 CO2固定效果。其中喬 木 CO2固定量推算是指由幼苗至成樹 40 年間之 CO2固定效果為計算標

參考文獻

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