中 華 大 學

中 華 大 學

碩 士 論 文

題目： 學校類型建築物之用電量分析

Electricity Consumption Analysis of School Buildings

系 所 別：土 木 工 程 學 系 碩士班 學號姓名：M09604024 鄭秋蓉 指導教授：林 文 欽 博 士

中華民國 一百 年 八 月

誌 謝

中華大學研究所學二年求學生涯中，感謝吾師 林文欽教授，在求 學過程、待人處事上，給予耐心的指導與教導，使學生可以受益良多，

學到許多理解事情的能力，並能使本論文能順利完成。亦感謝口試委員 對本論文的細心審閱與詳細指導，並給予提供許多精闢的意見，使本論 文更加完整。

求學期間，感謝美雯學姐，瞻淇學長、尚諭學長、鳴毅學長的指導 與協助；感謝大學同窗婷婷及曉慧，給予無私奉獻的幫助並鼓勵；亦感 謝室友宛瑩、研究所的好友裕文、家豪、在職專班的鈺貴大哥、子平大 哥、宏郡大哥、穎任大哥彼此互相討論與指導，以及畢聯會的聖硯、則 倫、俊哲、良菁、育慈、祐生、秉洋、霈霈、振堯給予我包容、體諒以 及支持，增加我許多的信心，讓我得以順利畢業。

最後，要感謝我最摯愛的家人，給予我許多的支持和無限的包容及 至上的關心，使我能夠在沒有紛擾及痛苦的求學環境之下，全心全意的 完成學業。

鄭秋蓉 謹誌

一百年八月 於新竹中華大學

摘 要

全球正面臨暖化之危機，為使環境受到控制，許多學者紛紛提出節 約能源之方案，以免加速破壞。根據研究顯示，建築物可消耗掉全球約 40%之能源，依此須對建築物進行用電量分析，以探討建築物最大耗能之 原因。

建築物共分為七大建築物類型，本研究則以學校類型之建築物來做 探討研究之方向，並以新竹市中華大學行政大樓為例，根據本研究統計 結果得知，該大樓為校內全學年度使用率最高，就空調部分其用電量約 佔全校17.95%。並根據所計算建築物之單位面積用電量，來探討建築物 在外在與內在的耗能因子下，以及依照其用電量推估每小時之用電量情 況，以了解建築物之用電量，並運用建築耗能電腦模擬分析系統：

e-QUEST，來模擬評估建築物之用電量，進行驗證比較。

本文主要以空調部分之用電量來進行分析，針對各項耗能因子所計 算用電量分析結果顯示，影響用電量的主要原因來自於溫度、使用時間 與使用設備儀器上。其根據所計算之用電量及模擬分析系統推估結果顯 示，其誤差值約為8.7%。而在單日用電量上，其平均誤差值約為4.24%，

其誤差值皆在穩定值內，亦可藉由其誤差將缺失資料進行補遺，即可完 整顯示出建築物之用電量分布。

關鍵字：學校類型建築物、建築物之耗能因子、單位面積用電量、綠建

築、建築耗能電腦模擬分析

ABSTRACT

The world is facing the crisis of global warming.To make the environment under control, many scholars have proposed energy conservation programs, so as not to accelerate the destruction.According to studies, the building can waste about 40% of global energy. Due to this reason, consumption of buildings should be analyzed and investigate the energy dissipation factor.

According to the paper, which mainly discuss about the school bildings, Administration Building, Chung Hua University in Hsinchu City, for example, the highest efficiency for the school. Which accounting for 17.95% of school eletricity use.

The calculated about electricity consumption area of buildings, outside of the building and internal energy dissipation factor, and estimated with hour of electricity consumption, so as to understand the structure of consumption.

Then using of building energy simulation tool to: e-QUEST, to get to compared verify.

Factor for the calculated energy consumption analysis showed that the main reason of electricity from the temperature, the use of time and use of equipment. According to the calculation and building energy simulation tool of electricity system, estimated the error is about 8.7%. In a single daily charge, and its average error is about 4.24%, the errors were within the stable value, but also by the residual error of the missing data, you can complete the building showing the distribution of electricity.

Keyword: School Buildings, The Building of the Energy Factor, Green

Building, Energy Use Intensity(EUI) , the Quick Energy

Simulation Tool(e-QUEST)

目 錄

誌 謝 ...I 摘 要 ... II ABSTRACT ... III 目 錄 ...IV 圖目錄 ... VII 表目錄 ...IX

第一章 緒論 ... 1

1.1 研究背景 ... 1

1.2 研究動機 ... 1

1.3 研究目的 ... 2

1.4 研究內容及方法 ... 2

1.5 研究流程 ... 3

1.6 研究架構 ... 5

第二章 文獻回顧... 6

2.1 建築物之定義 ... 6

2.2 單位面積用電量 ... 8

2.3 耗能因子 ... 10

2.4 綠建築 ... 11

2.5 建築物耗能電腦模擬分析軟體... 14

第三章 研究方法... 17

3.1 單位面積用電量介紹 ... 17

3.2 建築耗能電腦模擬軟體程式簡介... 18

3.2.1 工具簡介 ... 19

3.2.2 e-QUEST 之架構 ... 19

第四章 耗能因子之用電量分析... 21

4.1 基本資料 ... 21

4.2 全校與行政大樓之用電量差異... 26

4.3 單位面積用電量耗能分析-外在因子 ... 28

4.3.1 建築物之外氣溫度 ... 28

4.3.2 建築物之相對溼度 ... 32

4.4 單位面積用電量耗能分析-內在因子 ... 35

4.4.1 建築物之內部之使用時間 ... 35

4.4.2 建築物之各時段用電量 ... 36

4.4.3 建築物之單日用電量 ... 40

4.5 小結 ... 43

第五章 e-QUEST 模擬分析... 45

5.1 參數設定 ... 45

5.1.1 樓層設定-一樓... 45

5.1.2 樓層設定-二樓... 46

5.1.3 樓層設定-三樓... 48

5.1.4 樓層設定-四樓... 49

5.1.5 樓層設定-五樓... 50

5.1.6 樓層設定-六樓... 52

5.1.7 樓層設定-七樓... 53

5.1.8 樓層設定-八樓... 54

5.2 e-QUEST 模擬結果比較 ... 55

5.3 e-QUEST 模擬推估 ... 57

5.3.1 模擬缺失資料 ... 57

5.3.2 模擬行政大樓之單日用電量 ... 57

5.4 小結 ... 60

第六章 結論與建議... 62

6.1 結論 ... 62

6.2 建議 ... 63

參考文獻 ... 64

附錄一 ... 67

圖目錄

圖 1.1 研究方法架構圖... 3

圖 1.2 研究流程圖... 4

圖 2.1 耗能影響因子... 11

圖 2.2 綠建築標章... 12

圖 3.1 本研究所探討之耗能因子... 18

圖 3.2 e-QUEST 使用步驟... 20

圖 4.1 行政大樓正面圖... 22

圖 4.2 行政大樓側面圖... 22

圖 4.3 行政大樓後照圖... 23

圖 4.4 2008 全年之用電量分布... 25

圖 4.5 2009 全年之用電量分布... 25

圖 4.6 外氣溫度與 2008 年用電量之比較... 29

圖 4.7 外氣溫度與 2009 年用電量之比較... 30

圖 4.8 2008 年平均溫度與用電量之關係圖... 31

圖 4.9 2009 年平均溫度與用電量之關係圖... 31

圖 4.10 2008 年相對濕度與全年用電量之比較... 32

圖 4.11 2009 年相對濕度與全年用電量之比較... 33

圖 4.12 2008 年各月份之相對濕度與用電量關係圖... 34

圖 4.13 2009 年各月份之相對濕度與用電量關係圖... 34

圖 4.14 2008 年全天用電量分布圖... 36

圖 4.15 2008 年每小時用電量分布圖... 40

圖 4.16 2008 年之單日用電量... 42

圖 4.17 2009 年之單日用電量... 43

圖 4.18 外在因子與用電量之關係圖... 44

圖 5.1 行政大樓一樓平面圖... 45

圖 5.2 行政大樓二樓平面圖... 47

圖 5.3 行政大樓三樓平面圖... 48

圖 5.4 行政大樓四樓平面圖... 49

圖 5.5 行政大樓五樓平面圖... 50

圖 5.6 行政大樓六樓平面圖... 52

圖 5.7 行政大樓七樓平面圖... 53

圖 5.8 行政大樓八樓平面圖... 54

圖 5.9 2008 年模擬結果與單位面用電量比較圖... 56

圖 5.10 2009 年模擬結果與單位面用電量比較圖... 56

圖 5.11 2008 年模擬之日平均用電量... 58

圖 5.12 2009 年模擬之日平均用電量... 59

圖 5.13 2008 年模擬值與實際值之日平均用電量比較圖... 60

圖 5.14 2009 年模擬值與實際值之日平均用電量比較圖... 61

表目錄

表 2.1 建築物類型定義說明... 7

表 2.2 日常節能指標... 13

表 4.1 行政大樓各樓層之空間用途... 24

表 4.2 2008 年全校與行政大樓用電量差異... 27

表 4.3 2009 年全校與行政大樓用電量差異... 28

表 4.4 2008 年各月份之平均溫度... 29

表 4.5 2009 年各月份之平均溫度... 30

表 4.6 2008 年各月份之相對濕度表... 32

表 4.7 2009 年各月份之相對濕度表... 33

表 4.8 2008 年各月份在各使用時段之用電量... 35

表 4.9 2008 年各時段所使用之用電量... 36

表 4.10 2008 年各時段之每小時用電量... 37

表 4.11 2008 年行政大樓四大類型之每小時用電量... 38

表 4.12 2008 年各月份在內部所使用時間之用電量... 41

表 4.13 2009 年各月份在內部所使用時間之用電量... 42

表 5.1 模擬 2008 年行政大樓一樓之用電量... 46

表 5.2 模擬 2008 年行政大樓二樓之用電量... 47

表 5.3 模擬 2008 年行政大樓三樓之用電量... 48

表 5.4 模擬 2008 年行政大樓四樓之用電量... 49

表 5.5 模擬 2008 年行政大樓五樓之用電量... 51

表 5.6 模擬 2008 年行政大樓六樓之用電量... 52

表 5.7 模擬 2008 年行政大樓七樓之用電量... 53

表 5.8 模擬 2008 年行政大樓八樓之用電量... 54

表 5.9 模擬 2008 年行政大樓各使用天數內之用電量... 58

表 5.10 模擬 2009 年行政大樓各使用天數內之用電量... 59

第一章 緒論

1.1 研究背景

台灣面積狹小，屬於亞熱帶型氣候，加上四面環海，深受海洋氣流的影響，濕 潤的天氣型態，是個極舒適的國家。在經濟成長快速的台灣，帶動許多商業契機，推 廣台灣觀光及資訊相關產業，在開發已逐漸呈現飽和狀態下的台灣，為了提高生活品 質與居住環境，不得不將山坡地開發為休閒度假勝地或私人住宅，但也因此破壞原有 的景觀生態。

全球正面臨暖化加速及溫室效應日趨嚴重的情形下，科學家預言，在未來幾年 內，全球的平均溫度將會上升三到九度，以致於近幾年陸續會有強大的暴風雨或旱 災、冰川融化、海平面上升、氣候模式巨變等危機侵襲。台灣在近百年來，暖化速率 為全球平均值之兩倍左右，氣候有著明顯之變化，梅雨季節雨量驟減，導致乾旱；無 論在冬季還是夏季時期，氣溫皆居高不下；一場突如其來的大雨，造成嚴重土石流，

對生命財產造成嚴重的威脅。

美國總統候選人 Al Gore 在電影「不願面對的真相」裡提出對全球暖化的觀點，

以最坦率直接的方法解釋全球暖化的嚴重性，他認為目前最重要的課題，就是改善全 球暖化之問題。也因此在這些年來，環保意識抬頭，許多環保專家學者紛紛提出研究 報告，驗證全球暖化所帶來之威脅性，若不再重視此問題，將會造成嚴重的後果，許 多專家學者認為，使用高效率之能源、再生能源以及落實到節約能源等都是解決全球 暖化的方法。

1.2 研究動機

台灣每年所消耗的能源居高不下，在 96 年度能源之年平均成長率比去年度多增 加了 3.6%，隨著經濟蓬勃發展，電量使用率相對增加了許多。導致能源使用量過甚，

造成溫室效應以及全球暖化速度越來越快，外氣溫度日趨升高，對生活環境造成嚴重 威脅。在近幾年裡，全球各界的環保意識相關團體跟民眾紛紛重視相關於能源方面的 發展，節約能源為現在大家所必須重視的課題，是長久的大工程，非在短暫時間省下

消耗能源的用量即可，須有完善的節能方法，才可以達到節約能源最佳的效果。

為了使能源能夠達到最有效的利用，必須要先找出能源消耗的來源，專家學者 紛紛提出相關意見並提出解決方法，也都得到許多不錯的效果。世界經濟合作與發展 組織(OECD)指出全球建築物消耗掉 32%的資源、12%的水、以及 40%能源(陳貞吟、

陳楊文，2006)，為使其不讓能源消耗的日趨嚴重，針對消耗因子上進行節能分析，

以便達到最佳節能的效果。

空調系統對建築物內部使用是重要的一環，其空調系統之用電量佔據整棟建築 物之用電量約 40%以上，是影響能源的主要原因之ㄧ。台灣處於亞熱帶地區，空調是 不可缺少的，台灣電力公司每到夏季時就會發生供電量不足的情況，往往會超過其負 荷量，反而帶來了許多負面效果。

在現今的社會，追求物質生活，相對的對生活品質也會升高，如何讓整棟建築 物可以完善的搭配與使用，是本研究之動機。

1.3 研究目的

本研究將以學校類型建築物之空調系統，以中華大學行政大樓做為研究對象。將 透過單位面積用電量及建築物耗能電腦模擬分析系統推估其用電量，探討並瞭解最大 耗電量的主要來源作為後續研究參考之依據。

1.4 研究內容及方法

一、研究內容 (1) 研究範圍

本研究對象針對中華大學校園內使用率最高的行政大樓為主要研究對象，

該大樓包含了學校各行政單位、各級主管辦公室、圖書館、以及計算機中心，

為學校師生出入人數最多，最為廣泛使用的大樓。

(2) 文獻蒐集及探討

本研究主要是針對大專院校之傳統建築物作為評估對象，蒐集節能系統上

有關之國內外相關文獻著作。針對建築物之耗能分析，使用單位面積用電量分 析及電腦模擬分析系統為本研究分析之重要工具，本文將會在相關文獻上探討 各界專家學者所提出相關的意見及節能之方法等，以作為本研究之參考方向。

二、研究方法

首先向中華大學總務處營繕組申請本校行政大樓之樓地板面積及 2008、2009 年 間之空調用電量使用記錄，利用 Microsoft Excel 計算整理，並利用程式模擬其結果進 行比較分析。本文將針對以空調系統為主，計算其用電量，分析該建築物之耗能指標。

研究方法流程圖如圖 1.1 所示。

蒐集研究範圍區域資料

數據資料彙整

用電量紀錄

計算其使用耗電量

建築物耗能狀況

模擬結果分析

建築物結構 使用時間統計

圖 1.1 研究方法架構圖

1.5 研究流程

的，提出完整的構想及架構，之後再進行完善的模擬分析系統，根據所得的數據結果 分析提出結論並給予建議，作為後續研究之參考。本文研究流程圖，如圖 1.2 所示。

研究動機與目的

文獻回顧

研究方法

結論與建議 電腦模擬分析

綠建築 單位面積用電量 電腦模擬分析

單位面積用電量

案例分析 蒐集研究範圍資料

用電量資料 建築物資料

用電量分析

圖 1.2 研究流程圖

1.6 研究架構

第一章 ：緒論；說明本研究之研究背景、動機、目的、以及方法、範圍與流程。

第二章 ：文獻回顧；主要針對與本研究有關之國內外相關文獻，提出建築物與 節約能源之相關性，探討建築物節能方法進行文獻回顧與統整。

第三章 ：研究方法；主要介紹本研究所使用之工具：單位面積用電量及電腦程 式模擬分析系統，並對本研究所使用軟體 e-QUEST 加以介紹。

第四章 ：用電量分析；以本校中華大學之行政大樓為例，針對本研究之範圍做 詳細說明，包含建築物位置、建築物性質、使用人數、時間，並依照各 耗能因子之用電量進行數據資料分析。

第五章 ：e-QUEST 模擬分析；以本校中華大學之行政大樓為例，利用電腦模擬 分析系統：e-QUEST 模擬出消耗能源之數據分析，並與單位面積用電 量進行資料比對分析。

第六章 ：結論與建議；針對研究之成果加以分析探討，並提出建議方式以作為 提供後續研究探討之方向。

第二章 文獻回顧

量分析，並依其結果進行節能。本文主要針對學校類型建築物為主要研究對象，其主 要探討之內容是以「單位面積用電量之耗能分析」、「綠建築九大指標」、以及「建築 耗能電腦模擬試驗分析」，三大類別做為主要探討之方向。

2.1 建築物之定義

戶牆壁，可以躲避風雨、有出入口，且尚須適於「人」居住始可，則稱為「建築物」。

根據「台灣建築節能法規」規定中，依辦公類、百貨商場類、旅館類、醫院類、住宿 類、學校類及其他類等共七種規範，依序分別訂定不同指標與基準。七種不同類型之 建築物類型，可簡單地歸納為「空調型建築」、「住宿類建築」、「學校類建築」、

「大型空間類建築」與「其他類建築」等五大類型來論其指標特性。其詳細說明如表 2.1。

表 2.1 建築物類型定義說明

類別 定義 使用項目

辦公廳類 供商談、接洽、處理一般事務之場

所

政府機關、一般辦公 室、事務所、圖書館

百貨商場類 供商品批發、展售或商業交易，且

使用人替換頻率高之場所

百貨公司、商場、量 販店

旅館類

供不特定人休息住宿之場所（包括 附設餐飲、娛樂消費，處封閉或半 封閉之場所）

旅館、觀光飯店

醫院類 供醫療、照護之場所 醫院、療養院

住宿類 供特定人長、短期住宿之場所

住宅、集合住宅、寄

宿舍、學校宿舍、養

老院、安養中心、招

待所

學校類

供國小、國中、高中、專科、學院 大學各級學校使用之教學及行政 辦公之場所

普 通 教 室 、 特 殊 教 室、行政辦公室等建 築物

※禮堂 體育館歸其

其他類 前六類以外之建築物類型

廠房、體育館、保齡 球 館 、 集 會 堂 、 車 站、航空站等

(資料來源：建築節約能源設計技術規範)

2.2 單位面積用電量

單位面積用電量(Energy Use Intensity, EUI)為每單位用電度數密度，其計算方式 為： (kWh)₂

EUI= (m ) 總用電度數

總樓地板面積 ，是使用累積性計算其單位面積耗電量。透過計算，可 完整算出單位面積所消耗的能源多寡。建築物內部之設備可分為三大類型：空調、動 力、照明系統三大類，建立系統資料庫，以方便讀取資料，並與該建築物使用之面積，

進行節能評估，是一個能夠提供節能方法之系統。

吳衍嘉(2005)認為透過該指標計算，將可對建築物之能源使用效益上做出最準確 的分析結果。各種建築物其規模大小、組成因子、使用效能皆不相同，僅使用單位面 積用電量度數評估整棟建築物的使用效率，並無法達到最佳標準，所以採用使用密度 之觀念加以進行研究評估，來獲得較準確的研究分析結果。可以依照其特性指標區分 為許多種類：EUI_AC(空調耗能特性指標)、EUI_Lighting(照明耗能特性指標)、EUI_Total(整 體耗能特性指標)，若其值較高者，代表該處之單位面積用電量越高。其計算方式分 別為：

 

 

AC 2

EUI kWh

空調總用電度數 m 空調總樓地板面積

 

 

Lighting 2

EUI kWh

照明總用電度數 m 照明總樓地板面積

 

 

Total 2

EUI kWh

 全建物總用電度數 m 全建物總樓地板面積

而用電量度數(kWh)為累積性之電能使用大小，依據此性質，可以精確計算其用 電量之分析。

楊冠雄、許倍郡、莊逸宏(2004)研究針對國內各種旅館類型之建築物，對樓層高 度、使用效率等分為高中低樓層之旅館類建築，進行耗能量測與節約能源之分析。依 照空調、動力、照明系統計算其用電量的比例，再經由專家系統進行節能策略分析評 估其節能後之效果，並利用單位面積用電量模式驗證之。

洪炳煌(2004)研究以一般大專院校為例，其空調系統耗電量佔總用電之 50%，針

對每間學校之空調與照明的計算其用電量，探討尖峰與離峰時間用電量耗能及不同價 位上之差異性，並針對所消耗的耗能大小，計算所消耗浪費的金錢及能源。研究出節 省能源之方法，例如定時控管空調系統開關、更換較省能源之燈管等等。良好的保養 就是基本的節約能源，建立正確的操作及管理模式，定期清洗、維護機種，或適時導 入使用新型省能設備來淘汰舊型機種，將能更有效的節約能源。

陳俊達(2006)利用長期監測醫療院所之用電狀況，以及能源使用密度，依照空調

系統設備、動力系統設備、照明系統設備分別做單位面積用電量(EUI)及單位面積用 電需量密度(DUI)的檢測計算，做為建築物之耗能比較依據，而分析結果顯示，無論 醫療院所規模大小，每間醫院在以空調系統設備的能源消耗最多，佔據比例約為 48%-50%，其次是照明系統、動力系統，依照區域及建築規模，以提供適合的節能方 法，利用尖離峰用電量之差異性等方式，設立電力監控系統，並定期檢查、維護及管 理，來達到節能之效果。

楊超朋、林延彥、嚴婉萍、李文興(2008)提出依照各種建築物的使用特性、時間、

人數、需求，計算各單位面積用電量，對各種類型建築物進行驗證評估。利用美國、

日本、香港、韓國等各國的各種節能方法及現況，以及亞太經濟合作所發布的能源標 準系統，分別對台灣政府機關建物及學校做節能計畫的分析，其結果顯示以學校之消 耗用電量為最小值，其中以大學用電之平均值為 101kWh/m².yr，高中職之平均值為 40kWh/m².yr，經由統計分析結果，提供未來執行節能措施之驗證依據，以確認是否

有達到節約能源的效果。

Shem Heiple, David J. Sailor(2008)提出計算 EUI 值可以推估過去及未來所消耗的 總用電量，建立完整的計算模組，搭配利用電腦模擬分析系統，探討消耗能源的各種 原因，以達到 Data 最準確化。

利用計算單位面積用電量，分別依照其各項耗能因子進行計算分析，可完整顯現 出建築物之總耗電量，並依照其結果分析做為未來建築之節能方式驗證之依據。

2.3 耗能因子

每棟建築物之構造、結構、內部細節及使用效率皆不全然相同，根據建築物之 用電量，探討各項耗能因子，並做比對分析，可完整顯示出建築物所消耗電能之來源。

建築物之耗能原因有許多原因，主要分為建築物外殼、建築物內部使用效率、建 築物室外空氣三大類。其中建築物外殼主要針對建築物之建材選定樓層數量、樓地板 面積、空調之面積、建築物之方位、各面向之開窗率、空調機種類型、屋頂樣式……

等等作為主要研究分析對象。另外在建築物內部之使用效率是針對使用時間、使用人 數、使用週期、內部機械設備(如傳真機、電話、電腦……等)作為主要分析之對象。

另外在室外空氣則包含著室外環境溫度、相對溼度、照度、二氧化碳排放量、降雨 量……等等為探討方向。

個別分析每項耗能因子所使用的用電量比例，能提供並找出耗能最大的原因，針 對在某些特定時段、某些固定使用人數、使用時段，以及建築物外氣之溫度，分別依 序計算其單位面積用電量，定義如下所示：

1. 使用人數：在建築物內所辦公的職員以及參訪或使用建築物內部構造之人數 總計

2. 電腦的使用率及設備：主機、螢幕和網絡設備之總用電量 3. 特定時段內之使用效率：辦公室的工作時間的使用效益

4. 建築物類型之用途：不同之建築物有不同的用途，導致以單位面積計算的用 電量亦有所不同

5. 建築物之方向：根據建築物之方向性、地區性、規格性，單位面積用電量將 會有很大的不同

6. 樓地板面積的比例：室內樓地板面積比例越高的樓宇，以單位總樓面面積計

算的用電量往往越高。

楊謙柔等人(2004)研究顯示出，針對建築物耗能因子所提出四大主要部分：「外 殼節能設計」、「內部使用區劃及調配」、「設備效能改良」、「設備使用管理技術」，根 據此四大主要部份，並延伸其內部之用電量分析，即可將建築物做最完整的規劃整 理，達到最佳的節能方法，詳細如圖 2.1。

1.地域氣候 2.方位 3.開口 4.外殼 5.遮陽 6.地形地勢 7.植栽、鄰房

外部耗能影響因子

1.空間尺度 2.環境水準 3.使用類型分區 4.人員密度 5.設備發熱量 6.使用時間

內部耗能影響因子

1.系統規劃 2.單元效能 3.設備設計水準 4.製造水準 5.材料性能

設備耗能影響因子

1.操作管理 電力、空調 照明、動力 2.維護管理

電力、空調 照明、動力

管理耗能影響因子

節能技術四 設備使用管理 節能技術三

設備效能改良 節能技術二

空間活動區劃 節能技術一

外殼節能設計

能源需求減少 能源效率提高

節約能源

圖 2.1 耗能影響因子 (資料來源：楊謙柔，2003)

陳俊達(2006)收集研究對象之建築物相關資料，針對建築物之概況進行分析，主 要針對建築物外部的樓層數、樓地板面積、空調面積、建築方位及各面向的開窗率等；

及內部的平均使用人數、室內外之環境溫度、溼度等等作為主要耗能資料進行各種能 源解析，亦藉由實測所得建築物之各種耗能指標進行相關性分析，找出最主要之耗能 因子及省能空間。

2.4 綠建築

綠建築的定義為：「以人類的健康舒適為基礎，追求與地球環境共生共榮及人類 生活環境永續發展的建築設計。」綠建築的主要在強調人與自然環境的共存方式，藉 此將使綠建築由過去「消耗最少地球資源，製造最少廢棄物的建築物」的消極定義，

擴大為「生態、節能、減廢、健康的建築物」的積極定義(內政部建研所，2006)。綠 建築的設計，主要是針對幾種方向探討：

1. 降低環境惡化，以降低全球暖化、氣候變遷、溫室效應、

2. 設計低耗能之房子，減少能源浪費、

3. 讓房子能夠就地自產能源，供建築物使用、

4. 降低建築成本，利用少資產得到高效能之建築物。

綠建築在日本稱為「環境共生建築」(Environmental Symbiosis Building)，歐洲國 家稱為「生態建築」(Eco-Architecture)或「永續建築」(Sustainable Building)，美、加、

及台灣地區則稱為「綠建築」(Green Building)，其特性皆為表達環境權力的互助，與 大自然能夠共生共榮以及永續性，並結合綠色建築，落實生態平衡(王松永，2003)。

綠建築標章為圖 2.2 所示。

圖 2.2 綠建築標章

(資料來源：內政部建築研究所)

「綠化指標」、「基地保水指標」、「水資源指標」、「日常節能指標」、「二氧化碳減量指 標」、「汙水與垃圾改善指標」、「室內健康與環境指標」，另外兩種為「生物多樣化指 標」、「廢棄物減量指標」共九種。凡是建築物都需經過內政部建築研究所等指定機構，

審核通過九項規定中的「日常節能指標」、「水資源指標」兩大指標，方才可取得綠建 築之標章。九大指標整理說明如附錄一。

建築節能是指在建築物的設計、建造和使用過程中，執行建築節能的標準和政 策，使用節能型的建材、器具和產品，提高建築物的運行效率，以減少能源消耗。雖 各國所規定的節能政策略不相同，但實施綠建築的措施可歸納為以下幾個共同處：

1、 建立完善的建築節能管理體制

2、 注重建築節能法規

3、 採取經濟政策鼓勵建築節能 4、 加強節能與開發並重的科學研究

依照上述四個共同點，訂定相關綠建築之使用規則，以幫助達到建築節能，提供 完善的建築機制。

在綠建築標章中，著重在節能設計為主要重點，並將節能評估重點設定在建築外 殼節能設計、空調效率設計及照明效率設計等三大部分，如表 2.2 說明。

表 2.2 日常節能指標

建築物之外殼

A. 對住宿類建築居室空間之最低通風要求 B. 對水平透光開窗的日射遮蔽要求

C. 對所有建築物類型，要求外殼節能設計高於技術規則 20%之 要求

空調節能

A. 法定中央空調類型建築物

B. 大型空間類及其他中央空調型建築物 C. 採用窗型式或分離式空調系統的建築物 照明節能 A. 提高燈具效率與照明功率為主

(資料來源：綠建築解説與評估手冊)

的能源達到最佳的居住環境，而發揮能源最大的使用效率，將安全、健康、舒適列為 前提，是綠建築法規最重要的規範」。若失去此重點，節約能源將失去它的意義。綠 建築就是以對環境好為優先選擇，不只是減少使用的時間、人為的關係，也須將環境 美化都考慮在內，才是達到節能減碳最好的方法。

湯志民(2003)認為提倡綠建築，為了要讓建築物成為永續發展的一個重大方向，

永續發展的定義為「發展是滿足現階段的需求，且不損及未來世代的福祉」。針對學 校類型建築物最為研討對象，認為永續校園必須著重在於執行綠建築之後所得到的效 果，其優點為：1.提高學生就學能力、2.推動環保節能、3.作為教學題材，讓該建築 得以永續發展，達到與地球共生共榮之效果。

余凌昌(2004)認為建築物外觀的材料、太陽照射方向，都會影響其建築物內部溫

度的高低，若外觀的材料性質無法提供散熱功能，相對建築物內部的溫度也會跟著上 升，而空調的使用量就會隨之升高。在眾多種類的綠建築規範中，強調的都是建築物 的能源效率與節約、室內空氣品質、環境因素、低環境負荷等，並與自然環境做結合，

為了就是要讓建築物在消耗最低的能源中，得到最舒適的工作或居住環境。

葉武宗(2006)認為建築物基本的耗能有空調、照明、動力三大系統，其中以空調

耗電率為最高，照明系統是最容易改善的。此研究使用日常節能指標中的「照明系統 節能效率」進行比較分析，得知更換後可節省照明用電約 54%，其效果顯著，但若要 完全執行到節能之效果，必須靠著大力提倡節約能源的好處，以及正確的節能方法，

才可達到節能之效果。

郭漢傑(2006)認為綠建築中的綠，其實就是「環保」的定義，綠建築也可以稱為

是「環保建築」，主要是以環保地球的觀念做為起點，全方位的追求環境與地球共生 存的方法。目前有許多國家紛紛推動有關於綠建築的政策，不外乎著重在於幾個特定 上的重點，像是有效的利用水資源、節約能源、室內空氣的品質、建築物的材料…等 等，完全將建築物運用在生態、節能、減廢、健康四個層面上，同時又可以讓環境受 到最低的汙染影響，以達到永續建築之定義，並提高建築物之使用效能。

綠建築的提倡主要是在提升室內環境品質、加強建築節能、落實溫室氣體減量，

建立並提倡綠建材，以及資源有效的再利用，創造一個可成為永續住宅，且舒適、健 康、優質、無害的居住空間。

2.5 建築物耗能電腦模擬分析軟體

析所使用之動態模擬軟體，能夠精準計算全年建築負載之熱流變化，因此被另稱為動 態解析方程式（Dynamic Analysis Program）。利用建築物耗能電腦模擬分析軟體，能 夠完整檢視建築物之耗能原因，具體提供節能之方法以及相關策略手法，作為往後建 築節能基準之依據，並以達到建築物永續之發展為主要之目標。

黃國倉(2005)認為使用電腦模擬分析軟體，可精確計算建築外殼條件、建築物建 議使用模式、空調設備運轉狀況、外氣量、內部散熱等完整資料。經由系統之計算與 驗證，可得知建築物內部資源所消耗能源大小，進而評估探討出改善方法，以達到節 約能源之效果。

蕭艾鈴(2003)認為建築物與能源是環環相扣的結果，建築空調電量佔據夏季總用

電量的三分之ㄧ，建築節能主要以不影響到居住環境為優先守則。利用 DOE 電腦模 擬分析系統進行印證，並與計算出的 EUI 進行結果比對，其誤差約為 2.29%，驗證其 DOE 電腦模擬分析之準確性。準確計算其建築物之耗能性，才能夠完整規劃其節能 之方法，以達到省電、省能、省經費之成果。

鄭正仁(2006)使用網路遠端監測技術及耗能動態解析程式：DOE-2，進行全年耗

電量模擬分析，以出入人數變化較大的教學大樓為研究對象，並針對多種影響空調負 荷的因子執行模擬計算並分析。影響空調系統的耗能有許多原因，建築物的位置、溫 度、時間、外氣溫度…等都會有相對的影響變化，此研究針對各種方向、溫度、時間、

外氣溫度進行模擬比較分析，若將使用時間縮短，則全年耗電量約可省 9%；將室內 溫度調升一度，全年約可省 6.7%。根據研究結果顯示，各種建築物在使用效能不同，

需依照電腦模擬分析或用電量分析結果，找出該建築物最佳之節能方案，方可以達到 最佳的節能效果。

邱禹文(2006)利用 DOE 軟體的使用來評估學校在進行大空間空調冰水機組汰舊

換新時，計算校園內所耗之電量，當舊機種更換為新空調機種，其用電量分析結果，

可將整年度之空調系統較舊型節省約 43.36%；再根據使用上人數的差異以及上課時 間與辦公時間所使用的耗電量進行評估其差異性，之後再依照各種參數計算評估達到 以節省設備成本及降低空調耗電量，並提高空調使用效率，驗證其改善後有達到節能 之效果。

Yimin Zhu(2005)提出利用電腦模擬分析軟體進行耗能評估是有根據性的，藉由固 定的時間、人數、窗戶大小、建築物結構，可完整的計算出建築物所消耗的能源，進 行節能方法。此程式也可以預估未來之用電消耗量，作為日後研究的依據，並搭配節 能方法來驗證其節能效果。

邱建誠、蕭文達、徐啟銘(2007)認為利用電腦模擬分析軟體，可方便掌握一年裡 之用電量情形，也可以定期追蹤，並建立完善的資料整理，作為往後用電量參考之依 據，檢查其所消耗是否有超過歷年之用電狀況，以不浪費資源為主要條件。

林彥佐(2007)根據電腦模擬分析軟體：e-QUEST，依照設定參數計算出完整之建 築物用電量數據、小時與小時間之用電量、內部所使用機械設備、空調機種皆可做準 確的計算，依照其數據進行分析比較，建立完整之用電量，進行探討節能方法，達到 節約能源之方法。

根據各種不同類型之建築物，有著不同的節約能源之方式。利用建築物耗能電腦 模擬分析軟體，套入建築物之模型，選擇範圍輸入完整資料，利用計算單位面積用電 量，分別依照其各項耗能因子進行計算分析，探討分析建築物之耗能原因，及節能方 式之可行性，可作為未來預測建築物之耗能大小及能源使用成本之依據，並可依照其 結果分析做為未來建築之節能方式驗證之依據。

第三章 研究方法

本文以新竹市中華大學行政大樓作為研究對象，此建築物為學校類型建築物，利 用計算建築物之單位面積用電量，針對其耗能因子進行分析比較；再利用建築耗能電 腦模擬軟體進行模擬推估該建築物之用電量，並與單位面積用電量進行比對分析，分 析其間之差異性，探討建築耗能之主要來源。

3.1 單位面積用電量介紹

裝置量及照明裝置量之統計分析，用來評估建築物用電量之密度指標為單位面積用電 (Energy Use Intensity，EUI)，是指特定一段時間內單位樓地板面積消耗之總電量，是 以建築物之年用電量除以總樓地板面積而得。依據現場電力健檢後所得之電力資料可 統計建築物分類之單位面積年耗電量密度值。其基本運算公式如式 3.1 所示：

 

 

EUI m

kwh 總樓地板面積

總用電度數

 (式 3.1)

建築物耗能的原因有許多種，其內在的原因主要是建築物在使用上的人數、使用 的時間長短，以及外在原因中的室外溫度、建築物之結構物等等，欲詳細了解用電量 消耗之主要原因，需針對建築物所使用的效益做評估分析。

在本研究中，主要探討的耗能因子分為外在因子及內在因子兩大部分，其中外在 因子包含外氣溫度、相對溼度兩種；內在因子則依使用時間及使用天數作為主要研究 探討方向，詳細如圖 3.1 所示。針對在各種時段裡依照各種因子所使用之用電量分析，

找出最大之耗能原因，並探討其節能之方法。

單位面積用電量

內在因子 外在因子

08-17 17-22 22-23 23-08

外氣溫度 相對溼度 使用時間 使用天數

圖 3.1 本研究所探討之耗能因子

經過計算之後，分析其用電量消耗之比例，判別建築物所消耗電量之主要來源，

並評估是否有達到基本效益，並取得對該類型建築物之用電量依據，也進而找出最佳 的節約能源之方案，達到節約能源之效果。

3.2 建築耗能電腦模擬軟體程式簡介

在眾多之建築耗能電腦模擬系統當中，以 DOE-2 以其專業的科學計算程式，兼 具彈性、開放性及大範圍的條件輸入，而成為當今最為權威以及受到眾多世界上知名 研究機構、政府、學校等單位相繼採用之建築能源使用分析的平台電腦模擬分析軟體。

DOE(Department Of Energy)是由美國能源部所開發做為建築物能源分析所使用 之動態模擬軟體，能夠精確地計算全年建築負載之熱流變化，因此被另稱為動態解析 方程式（Dynamic Analysis Program）。主要是提供建築物內部設計、建造方式、使用 者效率等等，提供給相關能源研究者一個完整計算耗能分析之程式，此程式已廣泛地 被空調專業人員應用於建築物的能源使用分析上，能幫助使用者快速的選取建築物最 佳參數，進而改善能源效益且同時保持建築物本身的舒適度，就工程分析而言，使用 者只要提供簡明的建築物設計描繪，便能正確地估算出此一建築物的耗能情形、內部

環境情況及能源設備（空調、照明…）的運轉費用，同時能以每小時為單位來模擬建 築物在一年中的耗能情形。

而眾多之建築耗能電腦模擬軟體當中，包括 DOE-2、TRACE600、EnergyPlus、

CHEC、DeST，還有很多是由 DOE-2 上所研發出來的軟體，例如 VisualDOE、

e-QUEST、PowerDOE 等。根據林彥佐(2007)選擇以眾多電腦模擬分析軟體中的 e-QUEST 軟體，來作為分析大樓能源消耗之依據，e-QUEST 軟體是由 DOE-2 軟體所 研發新的軟體，在操作上較為精簡，廣泛的在學界及業界上使用，也可以改善 DOE-2 之不足。本研究將採用 DOE-2 所研發出來的軟體：e-QUEST 作為本為之主要研究工 具。

3.2.1 工具簡介

e-QUEST 全名為 the Quick Energy Simulation Tool ，在美國能源部（U.S.

Department of Energy）和電力研究院的資助下，由美國勞倫斯伯克利國家實驗室

（LBNL）和 J.J. Hirsch 及其聯盟（Associates）共同開發，是一套以 DOE-2 為核心所 開發之免費工具軟體，廣為世界各國學界與業界所採用，此程式允許設計者進行多種 類型的建築耗能模擬，並且向設計者提供了建築物耗能經濟分析、日照和照明系統的 控制以及通過從列表中選擇合適的測定方法自動完成能源利用效率。

此軟體的主要特點與使用 DOE-2 輸入檔有相同的使用方式。使用者可以根據程 式的指引依序寫入建築描述的輸入檔。同時，軟體還提供了圖形結果顯示的功能，使 用者可以非常直接的完整看到所輸入的數據的二維建築模型。

3.2.2 e-QUEST 之架構

e-QUEST 之架構及計算程序如圖 3.2 所示：

第一步驟 先輸入建築物名稱、氣候資料、建築物類型分類，如辦公室、餐廳、博物 館、醫院等等

第二步驟 為依照該建築物在一年內所使用之時間分布，設定適用時間之季節

第三步驟 為建築物類型，建立建築物之樓層高度及樓地板面積，並導入建築物二維 平面圖形，以便完整取得空間面積體積

第四步驟 為建築物室內外部所使用的結構負荷、設備負荷、基本使用負荷，以便計 算分析

第五步驟 為各種機體所使用的型式、數量、系統、容量、迴路等等

第六步驟 進行建築物耗能模擬計算，選擇所須計算的資料，進行模擬計算分析，即 可求得所需之用電量資料

設定建築物名稱

設定使用季節

設定建築物類型

設定建築物內外部負荷

設定空調機種

分析計算

導入建築物模型

設定使用時間

圖 3.2 e-QUEST 使用步驟

第四章 耗能因子之用電量分析

4.1 基本資料

本研究以中華大學行政大樓為主要的研究對象，如圖 4.1-4.3，其基本資料如下：

1. 位置：新竹市香山區東香里五福路二段 707 號(中華大學)

2. 建築物名稱：行政大樓 L 棟

3. 建築物用途：為學校各行政單位之辦公室、計算機中心、圖書館及閱覽室、

國際會議廳

4. 構造：RC 結構

5. 建築物高度：34m

6. 總樓地板面積：19,215.78 m² (含頂樓)

7. 方向：面向北方

8. 樓層介紹：總計八層樓，1、2 樓為計算機中心、教室及倉庫，3、4 樓為各 處室之辦公室，5 樓東邊為自修室、5 樓西邊及 6、7 樓為學校圖 書館空間，8 樓為各處室主管之辦公室及會議室，詳如表 4.1。

9. 使用時間：週一至週五，早上 8 時起至下午 5 時止，共計 10 小時(行政大樓 辦公時間)。

圖 4.1 行政大樓正面圖

圖 4.2 行政大樓側面圖

圖 4.3 行政大樓後照圖

表 4.1 行政大樓各樓層之空間用途

樓層 空間用途

1 樓 電腦教室、教室、倉庫

2 樓 電腦教室、計算機中心職員辦公室、國際會議廳 3 樓

文書組、推廣處、招生發展處、聯合服務中心、升學就業輔 導組、學生輔導中心、郵局、教官室、生活輔導組

4 樓

招生試務組、註冊組、課務組、教資組、國際交流合作處、

財管組、事務組、營繕組、採購組、出納組、旅行社 5 樓 自修室、視聽中心

6 樓 圖書館

7 樓 圖書館、藝文中心、研發處 8 樓

董事長室、校長室、副校長室、教務長室、學務長室、總務 長室、副總務長室、人事室、會議室、教資中心、會計室

文中進行分析之數據為中華大學行政大樓於 2008 年全年及 2009 年至五月份之用 電量，其中在 2008 年四月、五月、十一月及十二月，以及 2009 年三月份及四月份之 部分數據，因伺服器在儲存時發生錯誤，導致遺失，故於本章節僅對於有數據之部分 進行分析。

2008 年行政大樓全年度總用電量為 2,968,162.17kWh，單位面積用電量為 154.46 kWh/m²；2009 年至五月份前，行政大樓全年度總用電量為 1,195,573.33kWh，單位面 積用電量為 62.22 kWh/m²。2008 年之單位面積用電量與內政部建研所頒布的大學單 位面積用電量基準 101kWh/m² 超出許多，因中華大學行政大樓囊括著圖書館以及計 算機中心，相對的用電量會高出許多，其用電量分布如以下章節所示，詳細用電量如 圖 4.4、4.5 所示。

2008年全年用電量

0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000 400,000 450,000

一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月

月份 耗電量(kWh)

圖 4.4 2008 全年之用電量分布

2009年全年用電量

0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000 400,000

一月 二月 三月 四月 五月

月份 耗電量(kWh)

圖 4.5 2009 全年之用電量分布

4.2 全校與行政大樓之用電量差異

在全校 13 棟建築物中，行政大樓為全校使用率最高的地方，因其中包含各項事 務之代辦中心、郵局、各類型之行政單位、校內圖書館、閱覽室以及計算機中心等等，

為全校師生及辦公廠商主要之出入場所，而因使用時間較其他大樓長，使其用電量所 佔的比例亦會較高。在 2008 年，行政大樓之用電量平均約佔全校總用電量之 17.95%，

其中不包含四月份及十二月份，詳細如表 4.2，而在其他 12 棟大樓平均分別佔全校總 用電量約 6.5%。

2009 年至五月份止，行政大樓之用電量平均約佔全校總用電量之 19.41%，其中 除四月份因數據有所缺失導致誤差，在其他 12 棟大樓平均分別佔全校總用電量約 6.7%，詳細如表 4.3。由此可知，全校之用電量主要來自於行政大樓之用電。

而在 2009 年行政大樓之用電量與 2008 年之用電量提高許多，各月份之用電量的 比例也隨之增加許多，但在行政大樓所佔的用電量比例隨之增加。由此可知，影響全 校用電量主要是來自於行政大樓之用電量。

本章節將針對建築物耗能因子中之外氣溫度、相對溼度、使用時間及使用天數作 為主要分析的對象。

表 4.2 2008 年全校與行政大樓用電量差異 2008 全校用電量 行政大樓用電量 比例

一月 1,210,400 230,401 19.04 二月 676,800 181,774 26.86 三月 1,356,000 268,942 19.83

四月 1,542,800 0

五月 1,932,000 269,579 13.95 六月 2,009,600 389,198 19.37 七月 1,170,000 365,007 31.20 八月 1,146,800 376,784 32.86 九月 1,833,200 365,060 19.91 十月 1,636,400 338,937 20.71 十一月 1,559,600 183,269 11.75

十二月 1,621,200 0

表 4.3 2009 年全校與行政大樓用電量差異 2009 全校用電量 行政大樓用電量 比例

一月 885,200 215,742.60 24.37 二月 1,073,600 228,853.10 21.32 三月 1,368,000 276,139.52 20.19 四月 1,466,000 102,470.33 6.99 五月 1,539,600 372,367.78 24.19

4.3 單位面積用電量耗能分析-外在因子

本研究所探討的耗能因子分為外在因子、內在因子兩部分，其中外在因子包含 外氣溫度及相對濕度，內在因子包含使用時間上之差別、各月份空調運轉之使用天數 作為主要探討對象。

4.3.1 建築物之外氣溫度

根據中央氣象局所公佈每月份之平均溫度與行政大樓之用電量進行比較分 析，結果顯示，在 2008 年之單位面積用電量最高發生在六月，約為 20.3 kWh/m²，其 當月平均溫度為 27.7°C；最低發生在二月，約為 9.5 kWh/m²，其當月平均溫度為 13.4

°C(其中十一月份因數據不完整，則非為最小值)，詳細如表 4.4 所示，圖 4.6 所示。

在 2009 年五月前之單位面積用電量最高發生在五月，約為 19.4 kWh/m²，其當月平均 溫度為 25.2°C；最低發生在一月，約為 11.2kWh/m²，其當月平均溫度為 14.7°C (其 中四月份因數據不完整，則非為最小值) ，詳細如表 4.5 所示，圖 4.7 所示。

表 4.4 2008 年各月份之平均溫度

月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均溫度

(°C) 16.3 13.4 18.3 22.3 25 27.7 28.7 29.2 27.9 26.1 21.5 17.5 單位面積

用電量 (kWh/m²)

12.0 9.5 14.0 * 14.0

* 20.3 19.0 19.6 19.0 17.6 9.5* * (資料來源：中央氣象局)

註*者：代表當月數據有所缺失，導致用電量會有所誤差。

2008年外氣溫度與全年用電量之比較

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0

一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月

月份 EUI

0 5 10 15 20 25 30 35 平均溫度(℃) EUI 平均溫度(℃)

圖 4.6 外氣溫度與 2008 年用電量之比較

表 4.5 2009 年各月份之平均溫度

月份 1 2 3 4 5

平均溫度(°C) 14.7 19.3 18.1 21.3 25.2 單位面積用電量

(kWh/m²)

11.2 11.9 14.3 5.33* 19.4 (資料來源：中央氣象局)

註*者：代表當月數據有所缺失，導致用電量會有所誤差。

2009年外氣溫度與全年用電量之比較

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00

一月 二月 三月 四月 五月

月份 EUI

0 5 10 15 20 25 30 平均溫度(℃) EUI 平均溫度(℃)

圖 4.7 外氣溫度與 2009 年用電量之比較

根據 2008 年之結果顯示，六月至八月因屬夏季之關係，平均溫度逐漸升高，其 耗電量也相對增加，九月份之後，天氣轉涼，其平均溫度及用電量也逐漸下降。而 2009 年平均溫度也隨著季節變化逐漸升高，但其中以一月份及二月份來看，因全球 暖化的因素逕而導致冬季時期之溫度比 2008 年二月份來的高出許多，其用電量也相 對增加許多。

針對 2008 及 2009 年全年行政大樓之用電量與外氣溫度變化進行線性迴歸分析，

分別如圖 4.8 所示(R²=0.759)、圖 4.9 所示(R²=0.143)。根據結果顯示，外氣溫度越高，

室內空調使用度亦越高，反之亦是。可依照不同溫度適當調整室內空調溫度，以達到

節能之效益。

2008年平均溫度與用電量關係圖

y = 0.6409x + 0.4419 R² = 0.7599

0 5 10 15 20 25

0 5 10 15 20 25 30 35

平均溫度 EUI(kWh/m²)

圖 4.8 2008 年平均溫度與用電量之關係圖

2009年平均溫度與用電量關係圖

y = 0.4952x + 2.6779 R² = 0.1425

0 5 10 15 20 25

0 5 10 15 20 25 30

平均溫度 EUI(kWh/m²)

圖 4.9 2009 年平均溫度與用電量之關係圖

4.3.2 建築物之相對溼度

「相對溼度」的定義，表示空氣的乾溼程度，就是把實際的水蒸氣密度，與溫 度下的飽和水蒸氣密度做比較，濕度越高，所能容納的水蒸氣就越多。根據中央氣象 局所公佈 2008 及 2009 年每月份之相對溼度變化如表 4.6、4.7 所示，與 2008 及 2009 年之全年用電量進行比對分析，其結果如圖 4.10、4.11 所示。

表 4.6 2008 年各月份之相對濕度表

月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 相對溼度(%) 78 79 73 76 73 76 76 74 77 73 73 70 單位面積用電量

(kWh/m²)

12.0 9.5 14.0 * 14.0* 20.3 19.0 19.6 19.0 17.6 9.5* * (資料來源：中央氣象局)

註*者：代表當月數據有所缺失，導致用電量會有所誤差。

相對濕度與2008年用電量之比較

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0

一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月

月份 EUI(kWh/m²)

64 66 68 70 72 74 76 78 80 相對溼度(%) EUI 相對溼度(%)

圖 4.10 2008 年相對濕度與全年用電量之比較

表 4.7 2009 年各月份之相對濕度表

月份 1 2 3 4 5

相對溼度(%) 72 78 77 69 64 單位面積用電量

(kWh/m²)

11.2 11.9 14.3 5.33

* 19.4 (資料來源：中央氣象局)

註*者：代表當月數據有所缺失，導致用電量會有所誤差。

相對濕度與2009年用電量之比較

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00

一月 二月 三月 四月 五月

月份 EUI(kWh/m²)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 相對溼度(%) EUI 相對溼度(%)

圖 4.11 2009 年相對濕度與全年用電量之比較

根據結果顯示，2008 年濕度最高發生在二月，其濕度約為 79%，單位面積用電 量為 9.5kWh/m²；2009 年濕度最高亦發生在二月，其濕度約為 78%，單位面積用電 量為 11.9kWh/m²。針對 2008 年行政大樓用電量與相對濕度變化進行線性迴歸分析 R²=0.0132，如圖 4.12 所示，2009 年之線性迴歸分析則為 R²=0.055，如圖 4.13 所示。

結果顯示，相對濕度與用電量分析較無顯著之關係。

相對濕度與2008年用電量之比較

y = -0.2086x + 31.135 R² = 0.0132

0 5 10 15 20 25

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

相對溼度(%) EUI(kWh/m²)

圖 4.12 2008 年各月份之相對濕度與用電量關係圖

相對濕度與2009年用電量之比較

y = -0.2068x + 27.335 R² = 0.055

0 5 10 15 20 25

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

相對溼度(%) EUI(kWh/m²)

圖 4.13 2009 年各月份之相對濕度與用電量關係圖

4.4 單位面積用電量耗能分析-內在因子

內在因子在本文中主要探討的是包含建築物內部之使用時間及單日用電量兩大 部分。

4.4.1 建築物之內部之使用時間

以 2008 年行政大樓用電量為例，依照行政大樓各使用之開放時間分布，主要分 為四大類型：08-18、18-22、22-23、23-08，如表 4.8 所示，其中 08-18 時為平時行政 大樓辦公時間之用電量；18-22 時為圖書館夜間開放時間之用電量；22-23 時為計算 機中心開放時段之用電量；而 23-08 時為行政大樓五樓閱覽室及部分機械設備之用電 量。依此四大類型進行用電量比較分析如圖 4.14 所示。

表 4.8 2008 年各月份在各使用時段之用電量

月份 08-18 18-22 22-23 23-08 0-24 一月 111,554.70 38,204.46 8,544.91 72,097.06 230,401.12 二月 82,233.82 30,804.04 7,163.85 61,572.68 181,774.39 三月 138,181.48 43,142.35 10,300.25 77,317.89 268,941.97 五月 152,415.13 48,828.17 10,585.32 57,750.12 269,578.74 六月 236,956.77 63,187.39 11,764.59 77,289.10 389,197.85 七月 226,811.04 48,748.08 10,251.59 79,196.73 365,007.44 八月 225,142.30 47,323.71 10,872.45 93,446.00 376,784.46 九月 200,205.69 250,618.44 260,272.90 104,786.94 365,059.84 十月 184,569.22 58,556.62 10,197.86 85,613.69 338,937.39 十一月 99,210.36 32,186.34 6,014.95 45,857.08 183,268.73 (單位：kWh)

2008年全天用電量分布圖

0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000 400,000 450,000

一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月

月份 用電量(kWh)

8~18 18~22 22~23 23~08

圖 4.14 2008 年全天用電量分布圖

而根據 2008 年每月所使用的用電量差異之結果顯示，在各時段內用電量最大 值皆為六月份，最低者皆為二月份。其中在全年 08-18 時段之用電量佔據全年用電 量平均約為 54.8%，每小時平均約為 5.48%；全年 18-22 時段之用電量佔據全年用 電量平均約為 15.9%，每小時平均約為 3.2%；全年 22-23 時段之用電量佔據全年用 電量平均約為 3.3%；全年 23-08 時段之用電量佔據全年用電量平均約為 26.1%，每 小時平均約為 3.2%。由此可知，在 08-18 時段之用電量較其他時段高，其於時段皆 在穩定用量上，其中該時段為行政大樓主要辦公時間，是行政大樓使用的黃金時 段，期間亦包含圖書館及計算機中心之用電量，如圖 4.14 所示。

4.4.2 建築物之各時段用電量

根據2008年所計算之行政大樓各時段用電，並依照上一節所區分的四種類型中，

區分為：行政、圖書館、計算機中心、其他機電四大類，並依照其使用時間，計算其 用電量平均分布，如表4.9所示，其行政使用時段分為08-18時；圖書館使用時段分為 08-22時；計算機中心所使用時段分為08-23時；其他機電所使用時段則為23-08時。

表 4.9 2008 年各時段所使用之用電量

月份 8~18 8~22 8~23 23~08 一月 111,554.70 149,759.15 158,304.06 72,097.06 二月 82,233.82 113,037.86 120,201.71 61,572.68 三月 138,181.48 181,323.83 191,624.08 77,317.89 五月 152,415.13 201,243.30 211,828.62 57,750.12 六月 236,956.77 300,144.16 311,908.75 77,289.10 七月 226,811.04 275,559.12 285,810.71 79,196.73 八月 225,142.30 272,466.01 283,338.46 93,446.00 九月 200,205.69 250,618.44 260,272.90 104,786.94 十月 184,569.22 243,125.84 253,323.70 85,613.69 十一月 99,210.36 131,396.70 137,411.65 45,857.08

(單位：kWh) 依照各時段內所使用的用電量分布，分別計算每小時之用電量，其結果如表4.10 所示，根據所計算之結果，可了解建築物用電量之分布。

表 4.10 2008 年各時段之每小時用電量

月份 8~18 18~22 22~23 23~08 一月 11,155.47 9,551.12 8,544.91 8,010.78 二月 8,223.38 7,701.01 7,163.85 6,841.41 三月 13,818.15 10,785.59 10,300.25 8,590.88 五月 15,241.51 12,207.04 10,585.32 6,416.68 六月 23,695.68 15,796.85 11,764.59 8,587.68 七月 22,681.10 12,187.02 10,251.59 8,799.64 八月 22,514.23 11,830.93 10,872.45 10,382.89 九月 20,020.57 12,603.19 9,654.46 11,642.99 十月 18,456.92 14,639.16 10,197.86 9,512.63 十一月 9,921.04 8,046.59 6,014.95 5,095.23

(單位：kWh)

依照表4.10所計算之結果，分別計算行政大樓各類型之每小時用電量，如表4.11 所示。由表可顯示出，行政大樓各月份使用類型中所消耗的用電量分布，如圖4.15所 示。圖中行政大樓每小時之用電量消耗最大的來源為夜間的機械設備用電，其比例約 佔50.61%，其次則為行政大樓之辦公期間之用電量，其比例約佔30.4%，而圖書館及 計算機中心所消耗的用電量比例則分別為12.07%、6.92%。以九月份為例，其主要用 電量分布主要集中在夜間機械設備上，其所佔比例約為58.2%，同時計算機中心之用 電量因使用量較低，則用電量較低。在少部份月份裡，主要用電量在於辦公期間，如 七、八月份，其所佔的比例約為46-47%左右，高於機械設備用電上。

表 4.11 2008 年行政大樓四大類型之每小時用電量

月份 行政 圖書館 計算機中心 其他機電

一月 1,604.36 1,006.21 534.13 8,010.78 二月 522.37 537.16 322.44 6,841.41 三月 3,032.56 485.34 1,709.37 8,590.88 五月 3,034.47 1,621.72 4,168.64 6,416.68 六月 7,898.83 4,032.26 3,176.91 8,587.68 七月 10,494.08 1,935.43 1,451.95 8,799.64 八月 10,683.30 958.48 489.56 10,382.89 九月 7,417.38 2,948.73 -1,988.53 11,642.99 十月 3,817.77 4,441.30 685.23 9,512.63 十一月 1,874.45 2,031.64 919.72 5,095.23

(單位：kWh)