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大學校園建築節能措施成本效益與推行阻礙之研究-以國立台灣大學為例

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(1)

國立臺灣大學工學院土木工程學系 碩士論文

Department of Civil Engineering College of Engineering

National Taiwan University Master Thesis

大學校園建築節能措施成本效益與推行阻礙之研究- 以國立台灣大學為例

Cost-Effectiveness and Executive Obstacles for

Buildings Energy-Saving Practices - A Case Study of the National Taiwan University

周祐康 Yu-Kang Chou

指導教授:郭斯傑 教授 Adivisor: Prof. Sy-Jye Guo

中華民國 101 年 6 月

Jun. 2012

(2)

I

(3)

II

致謝

在打這篇文章的時候已經過了人生長度三分之一,真正的人生卻才要開始。

一路幫助我的那些人,總是如此默默地不發一言。

爸爸、媽媽和姊姊,謝謝你們包容著任性的我。

謝謝你,認識十年、六年和兩年的伙伴們。

謝謝你,生命中最難忘的人。

謝謝你,和我擦肩而過的人。

謝謝你,曾經愛我的人。

謝謝你,現在愛我的人。

是你們讓我得以存在於這個時空地點。

是你們塑造了我過去的人生,也讓我可以滿懷感激地繼續往未來走去。

如果你問我,完成這本論文最需要感謝的是誰?

想了又想,我決定回答:

「真正值得感謝的,是這個並不美麗卻讓我們相遇的世界。」

(4)

III

摘要

在環保意識升高與能源價格飆漲之雙重壓力下,我國政府在近年來積極推動 校園建築物之節能減碳。本研究選擇以國立台灣大學之校園建築為研究對象,目 的在將台灣大學多年來的節能經驗做出有系統之整理,以作為未來大執行大學建 築物節能之參考。首先利用校園內各館舍的用電資料進行用電特性分析;再與校 內節能組織之負責人進行訪談以探討校園內各館舍執行節能之誘因、壓力與阻礙 為何;最後並計算台灣大學校園常用節能措施之成本效益,以利進行未來優先施 作何種節能措施之參考。

研究結果發現雖然能源局現行規定之學校用電指標(EUI)為 98.2,但本研究調 查之83 棟校園建築物中僅有 21 棟低於此數值,且前 10 名之 EUI 高達 478.3,

因此可知台灣大學在節能成效尚仍有加強空間。由專家訪談中得知台灣大學目前 是以金錢補助、節能績效比賽和自付電費機制來提供各館舍節能之誘因與壓力,

各館舍在選擇節能措施時之主要考量因素則為「工程費用高低」和「投資回收年 限」;曾執行過的節能措施以校方有進行專案經費補助的「更換T5 節能燈泡」

和「更換LED 逃生指示燈」比例最高;執行節能時遭遇的阻礙主要來自「汰換 設備之經費不足」和「使用者節能習慣不佳」。

總結而言,本研究認為成功推動大學校園建築節能之關鍵因子為:使用者 付費機制的確實建立、上級者與行政人員之強烈意願、使用者節能意識的加強、

設備汰舊換新和補助項目的自由化。在常見節能措施中,T5 省電型燈具與 LED 逃生指示燈具有良好的節能率與投資回收年限可考慮全面汰換;屋頂隔熱與感應 式電燈需仔細評估安裝場所後才能確保其節能成效;冷氣汰換則不具財務回收之 可行性,其優點僅在環境汙染與室內舒適度之改善,不宜過於積極汰換。

關鍵字:校園建築、節能、用電特性分析、專家訪談、成本效益分析

(5)

IV

Abstract

For the awareness of energy conservation and under the pressure of energy-price rising, our government made a lot of efforts in energy-saving and carbon reducing In recent years. This research target on campus building of National Taiwan University (NTU), and aid to (1) making systematize arrangement of energy-saving experience in NTU. (2) Using energy-consumption data of campus building for basic analysis of electrical characteristic. (3) Discussing the status and difficulty of energy-saving practices by expert interviews. (4) Cost-benefit analysis of common energy-saving measures in NTU.

The result shows that the top 10 energy-using buildings in National Taiwan University have a 478.3 EUI value, which is much higher than the standard value of university (98.2). It means NTU still have space to improve energy-saving

performance. By expert interview for who in charge of building energy-saving,

“building facility replacing subsidy” and “competition of building energy-saving performance” are the major incentives and the major pressure is provided by the

“Departments’ electric bill sharing”. Under those policies, most departments take

“budget of engineering” and “payback period” as most important concern criteria when choosing energy-saving measures , and “T5 bulb” and “LED fire-caution indicator” are two most common energy-saving measures that be taken. “Not sufficient in budget of facility replacing” and “poor energy-saving conscious of building users” become the greatest challenge to carry energy-saving in NTU.

This research conclude that the critical factor of successful energy-saving is:

build up the pay-as-you-go energy bill sharing mechanism, the highly inclination of energy-saving executor, enhance building user’s energy-saving consciousness,

(6)

V

speeding up facility replacing and better subsidy diversity. And this research recommend that campus building should replace “T5 bulb” and “LED fire-caution indicator” immediately since they have good energy-saving effect and payback ratio.

“Roof insulation” and “motion-sensor in lighting system” need to assess install location carefully to ensure their energy-saving effect. “Replacement of

Air-conditioner” has no financial self-liquidating and is suggested keep in normal maintain and eliminate rather than aggressive replacement.

Keyword: Campus Building, Energy-Saving, Expert Interview, Cost-Benefit Analysis

(7)

VI

目錄

致謝... II 摘要... III Abstract ... IV

第一章 緒論... 1

1.1 研究動機與目的... 1

1.2 研究限制... 3

1.3 研究方法與流程... 3

第二章 文獻回顧... 6

2.1 國外既有建築物節能制度與手法... 6

2.2 國內既有建築物節能制度與手法... 15

2.3 節能政策、獎勵與補助方案... 23

第三章 台灣大學館舍節能案例探討... 30

3.1 台灣大學建築物節能政策... 30

3.2 國立台灣大學校總區用電分析... 34

3.3 台灣大學館舍節能常用措施、阻礙與誘因... 40

第四章 校園節能措施成本效益分析... 53

4.1 外殼節能... 54

4.2 空調節能... 59

4.3 照明節能... 62

4.4 綜合比較... 68

第五章 結論與建議... 71

5.1 研究結論... 71

5.2 後續研究建議... 73

參考文獻... 75

附錄一 國立台灣大學 98-100 年部分館舍用電資料 ... 78

附錄二 機關學校用電指標(EUI)基準值 ... 83

附錄三 經濟部冷氣機能源效率比值標準... 86

(8)

VII

圖目錄

圖 1. 研究流程圖 ... 5

圖 2. BREEAM 評估流程圖 ... 12

圖 3. 我國綠建築分級評估系統示意圖 ... 18

圖 4. 美國.節能獎勵與補助統計範圍示意圖 ... 24

圖 5. 校園綠色循環基金之數量與規模圖 ... 26

圖 6. 台灣大學推動節能組織架構圖 ... 31

圖 7. 學校和研究機構電能消費結構圖 ... 54

圖 8. 管院一號館屋頂隔熱工程剖面詳圖 ... 56

圖 9. 管院一號館頂樓空間配置圖 ... 56

圖 10. 農化新館感應式電燈實景 ... 65

(9)

VIII

表目錄

表 1. LEED-EB 評分權重一覽表 ... 9

表 2. BREEAM UK 版本一覽表 ... 12

表 3. BREEAM In-Use 評估權重表 ... 14

表 4. 通過候選證書及標章案例數量統計表... 16

表 5. EEWH 綠建築評估系統設立日期與適用對象一覽表 ... 18

表 6. EEWH-RN 兩種評估法比較表 ... 20

表 7. 美國六州之教育設施可申請節能補助統計分析表... 24

表 8. 國內綠建築補助方案整理... 29

表 9. 台灣大學近年節能補助方案比較表... 32

表 10. 台灣大學節約用電獎勵辦法得獎單位施行之節能措施整理... 33

表 11. 台灣大學校總區 91-100 年用電統計表 ... 34

表 12. 台灣大學校總區電力分析建築所屬單位一覽表... 36

表 13. 台大校總區年耗電量前十名館舍一覽表... 37

表 14. 台灣大學校總區 EUI 前十名館舍一覽表 ... 38

表 15. 各學院所屬建築物平均 EUI 一覽表 ... 38

表 16. 台灣大學校總區各學院節能率一覽表... 40

表 17. 受訪節能執行人員一覽表... 41

表 18.各單位選擇節能措施時考量因素整理... 43

表 19. 各訪談單位曾經執行節能措施整理... 45

表 20. 各訪談單位執行節能之阻礙與困難整理... 48

表 21. 管院屋頂隔熱工程預算表... 55

表 22. 生命科學館空調更換設備一覽表... 60

表 23. 生命科學館改善後空調設備表... 61

表 24. 傳統日光燈與 T5 日光燈功能比較表 ... 62

表 25. 不同類型空間燈具使用時數假設一覽表... 63

表 26. 管院更換省電型燈具前後對照表... 64

表 27. 台灣大學更換 LED 逃生指示燈案例資料一覽表 ... 67

表 28. 台灣大學常用館舍節能措施效益比較表... 68

(10)

1

第一章 緒論

1.1 研究動機與目的

自工、商業革命徹底改變人類的生活以來,迄今已接近三百年之久,人類的 生活型態也已經有了極巨大的改變。機械的廣泛應用使得製造物品的速度大為提 升,交通工具的改善使人們能快速的來往各地,人們的生活確實更加便利了。然 而科技的蓬勃發展也讓地球環境面臨了重大的挑戰,其中一個重要原因就是工業 製造與交通運輸都燃燒大量的化石燃料作為動力來源,而燃燒後產生的溫室氣體

─如二氧化碳、甲烷…等都造成地球溫度不斷升高,此即眾人皆知的溫室效應 (Greenhouse effect)。根據 Turner, J.(2009)之研究指出,自 1950 年至 2006 年地球 表面溫度平均每十年上升1.03℃,這些溫度改變足以融化南北兩極的冰山,使海 平面平均每年上升0.16±0.06mm,若此升溫趨勢持續,則至2100 年時海平面可 能上升達1.4 公尺,對地球生態而言影響可謂甚鉅。有鑑於此,如何控制溫室氣 體排放實在已是近年來最大的環境議題。

對土木建築產業而言,自從人口大量離開鄉村而集中於都市以降,越來越多 的高樓大廈就應孕居住型態的改變而生。土木建築產業是高耗能、高污染的產業,

根據成功大學建築研究所的統計(林憲德,2007)指出,台灣建築產業耗能所排放 的二氧化碳量占全國總二氧化碳排放量的28.8%,這些二氧化碳的來源包括建材 的生產、運輸、施工和後續拆除時使用的重型機具之能源消耗。由於早期的土木 建築產業並沒有適切注意到建築行為會對環境造成巨大影響的事實,因此不但恣 意使用高耗能高污染的建材與工法,在建築的本身設計上也缺乏節能的理念(例 如低度依賴天然採光、使用隔熱性差的外牆材質導致隔熱不良、通風不足造成過

(11)

2

度依賴空調…等)進而造成營運使用階段的耗能量大為增加。尤其使用空調雖然 能使室內溫度下降,但將室內熱氣排到室外實質上使得都市的溫度更加酷熱難熬,

進而成為一種惡性循環。為了改善土木建築產業帶來的高耗能與高汙染問題,世 界各國於近年來掀起一股「綠建築」的風潮。根據內政部1999 年「綠建築解說 與評估手冊」的解說,所謂綠建築即是「消耗最少地球資源,製造最少廢棄物的 建築物」,2003 年更進一步擴大綠建築的定義為「生態、節能、減廢、健康的 建築物」。綠建築不僅建造時要減少各式的廢棄物與能源消耗,其設計更要與周 圍的環境高度親和以保護建築周圍生態的完整;不僅要讓在建築物內的人們有舒 適的環境,更要檢討如何使用最節能的手法達到最佳的舒適度。

根據謝宏仁(2004)之研究資料顯示,國內的建築市場截至 2008 年台灣新、舊 建築物的比例將高達3:97,顯示出現存舊建築物的比例已遠高於新建建築物。

對於基本設計已無法改變的「既有建築物」而言,雖然已錯過在設計與建造階段 進行綠建築設計之時機,卻仍可運用一些節能技術在後續長達數十年的營運階段 為節能減碳貢獻一份心力。在「新建綠建築」在台灣已漸趨成熟階段的現在,舊 有建築物翻新為綠建築的「綠建築更新」也逐漸受到重視,因為如果僅要求新蓋 建築物符合綠建築標準,卻無視於超過九成的舊有建築物之綠建築更新,對於保 護地球環境的效益仍然有限。而內政部建築研究所在累積數年對既有建築物推行 綠建築改善之經驗後於2010 年首度推出「綠建築更新評估手冊」,讓既有建築 物能在經過簡易的改造或調整而大幅增進其在「生態、節能、減廢、健康」方面 之效能,並於此手冊中強調「節能」的確是綠建築更新之重要目的之一。

「舊有建築物節能」作為目前之大勢所趨,政府在初期必定先從公有建築物 開始向民間示範其重要之處,而推行的成功與否則關乎於成本效益、誘因與執行 配套機制是否充足完整等層面。本研究之目的即是以政府權力所能觸及的公立大

(12)

3

學校園建築物為對象,選定國立台灣大學為對象,藉由專家訪談與案例資料蒐集 的方式將校園內執行節能之實務經驗做出整理與探討,並專注在下列兩大主題 上:

(1)大學校園建築執行節能之阻礙與激勵因子為何。

(2)大學校園建築常用節能措施之成本效益

1.2 研究限制

本研究之目的在於探討大學校園建築進行館舍節能之常用措施、成本效益和 執行相關問題,但礙於全國大學校園建築甚多且分布地區不同而導致個體間存在 實質上的差異,故本研究將以個案研究的方式將研究範圍限制於國立台灣大學總 校區館舍以利研究之進行。綜上所述,本研究之結論可能無法完全適用於台灣其 他地理區位之學校,但對於同處於北部的大學校園建築而言仍具有相當之參考價 值。

1.3 研究方法與流程

1. 文獻回顧:

(1) 國外既有建築物節能制度與手法:

彙整蒐集國外既有建築物節能評估制度和常用之節能措施,藉由國外推 行既有建築物節能多年所累積的豐富文獻與案例,使吾人可確實瞭解目 前世界上推行既有建築物節能之方式與達成節能的手法。

(2) 國內既有建築物節能制度與手法:

彙整國內曾推行過之既有建築物節能改善案例,並歸納出我國政府近年

(13)

4

來既有建築節能政策之推動方向和常用節能手法。

(3) 節能獎勵與補助方案:

既有建築節能是否可以成功推行,除了本身成本效益充分外,是否擁有 充足的誘因或完善的執行配套機制都會左右最後的成敗,本部分研究目 的是瞭解國內外常見的節能獎勵與補助方案,並視其是否能應用在大學 校園建築之節能推行上。

2. 台灣大學館舍節電案例探討:

本研究以國立台灣大學校總區為研究案例,整理台灣大學近年來之節 能政策與推行成果,並藉由對校內各館舍執行節能相關人員之訪談,進而確 切瞭解現行制度下校內各館舍之常用節能手法和執行時的阻礙與推力為 何。

3. 校園建築節能案例成本效益分析:

以國立台灣大學校總區各館舍常用之節能措施為對象,藉由校園內之 實際工程案例資料進行分析,以得到這些節能措施的成本效益、節能效果、

二氧化碳減排放量等相關指標,並就其成本效益特性進行比較與施作建議。

綜上所述,本研究之研究流程如下頁所示:

(14)

5

圖 1 研究流程圖 研究目的與限制

台灣大學案例分析

成本效益與節能效果

結論與建議 國外既有建築物

節能制度與手法

國內既有建築物 節能制度與手法

歸納常見節能 措施與執行問

題 專家訪談

執行節能之阻礙與誘因

節能獎勵與補助方案

(15)

6

第二章 文獻回顧

既有建築物節能作為一新興的研究領域,其研究成果往往會融合於「綠建築」

之相關理論與實務中。綠建築也被稱為永續建築,其定義和名稱在各國雖皆不相 同,但其意旨並無不同。根據美國環境保護署(US Environmental Protection Agency, USEPA)之定義,所謂綠建築指的是「在一建築物的全部生命週期:選址、設計、

建造、營運、維護、更新和拆除中,無論其結構體或使用程序皆可以對環境保護 付責任,並同時達到有效率資源使用的建築物。此概念擴充了以往建築設計只考 慮經濟、設施、耐久度和舒適度的思考模式」;英國綠建築協會(UK Green Building Council, UKGBC)則指出「綠建築指的是能把對人類與地球的負面影響最小化,

並提供更高的生活品質與商業價值的建築物」。在日本,綠建築被稱為「環境共 生建築」,其內涵包括了減低環境負荷、與自然環境親和、舒適與健康三大項(蘇 煥格,2011)。在國內,內政部營建署在 1999 年以資材、能源、水、土地、氣候 之「地理資源」,以及營建廢棄物、垃圾、汙水、排熱、CO2排放量之「廢棄物」

兩層面角度來定義綠建築的範疇,將「綠建築」定義為:「消耗最少地球資源,

製造最少廢棄物的建築物」,其後更進一步將綠建築定義為「生態、節能、減廢、

健康的建築物」(林憲德,2007)。由綠建築的定義觀之,「節能」的確是綠建築 之重要目的,而所謂「綠建築更新」則泛指將既有建築物改變成為綠建築的各式 手法,本章將對國內外的綠建築更新節能制度與手法做出詳細探討。

2.1 國外既有建築物節能制度與手法

根據Jensen et al.(2009)的調查指出,丹麥、法國、德國、荷蘭與英國地區目 前每年的新建建築物僅占建築物總數的1%,可見既有建築物比例偏高之問題並

(16)

7

不僅在我國發生,在國外亦是迫在眉睫的工作。但節能是一件因地制宜的工作,

世界各國地處不同的氣候區,其地理狀況和面臨的環境問題也大異其趣,因此其 他國家發展之建築節能技術與評估系統往往不能完全適切的運用於自己國家。

目前世界各國評估建築節能績效的工作往往包含於各國之「綠建築評估系統」

中。且誠如上段所述,為了有效的進行自己國家建築物綠建築程度之評估,目前 世界各國皆競相發展自己的綠建築評估制度。其中又以美國綠建築協會(US Green Building Council, USGBC)所發展的領先能源與環境設計 (Leadership in Energy and Environmental Design,LEED)與英國綠建築協會所發展的英國環境評 估方法(BRE Environmental Assessment Method, BREEAM)為兩個最具代表性的 評估系統,故本研究將以此兩系統做為國外既有建築物節能文獻回顧之主軸。

2.1.1 美國 LEED-EB 系統

在1993 年美國綠建築協會創辦後,其成員即認知美國需要發展一套有效且 快速的綠建築評估系統。美國綠建築學會經過數年研究後在1998 首先發表了 LEED 綠建築評估系統(目前由最早的 Ver.1.0 持續修改至目前之 Ver.2.2)。此套 評估系統涵蓋「減少溫室氣體排放」「化石燃料使用」「有毒物質排放」「空氣 與水污染」「室內環境條件」等建築或環境議題,並以基地的永續性(Sustainable Sites)、水資源(Water Efficiency)、能源與大氣環境(Energy and Atmosphere)、物 材與資源利用(Materials and Resources)、室內環境品質(Indoor Environmental Quality)五大類別進行評分,每個類別皆依照其對人類和環境之影響力大小賦予 了不同的評分權重。若建築物採用了創新的綠建築設計手法,也可以在經過 LEED 官方認證後在五大評分類別外以特別加分的方式列入最後的總評分。

(17)

8

為了因應不同類型建築物具有相異的使用特性,截至2011 年底 LEED 已建 立了多達九種評估標準,其評估對象分別為:

(1) 新建建築物(New Construction)

(2) 既有建築物之營運與維護(Existing Buildings: Operations & Maintenance) (3) 商業建築之室內設計(Commercial Interiors)

(4) 建築核心與外殼(Core & Shell) (5) 學校建築物(Schools)

(6) 零售類建築(Retail)

(7) 醫療保健類建築(Healthcare) (8) 居住類建築(Homes)

(9) 鄰里發展(Neighborhood Development)

由於學校建築物(LEED-Schools)評估系統是針對學校之新建建築物而 設計,不能套用於既有建築物,故對於大學校園既有建築物而言,最適合採 用的是LEED 既有建築物之營運與維護(LEED-EB)評估系統。LEED-EB 評 估系統之評分項目與權重如表1 所示,此評估系統針對四層以上之商業和公 共使用之既有建築物專門設計,主要目的是鼓勵既有建築物的使用者(或擁 有者)去採行各式各樣的永續措施(Sustainable Practice),以降低建築物生命週 期內對地球環境造成之影響。這些措施包含了建築機電設備的升級、小規模 的空間使用模式變更或是在既有的建築物上進行增建或整修(但以不超過建 築物樓地板面積的50%為限),其評估項目與最大可能得分如下表所示。在 計算完總得分後,將依照最後得分給予合格級(40-49 分)、銀級(50-59 分)、

金級(60-79 分)、白金級(80 分以上)之級別認證。

(18)

9

表 1 LEED-EB 評分權重一覽表

類別 評估項目 可能

得分 基地的永續性

(Sustainable Sites)

設計與建造通過LEED 認證 4 建築外觀與硬體之妥善管理 1 周遭生物、地基與景觀之管理 1

通勤工具替代方案 3-15

運輸替代性 12

基地發展 1

雨水再利用計畫 1

防治都市熱島效應 2

光害防治 1

水資源

(Water Efficiency)

室內管道設備之最低節水效率要求 必要

用水效率量測 1-2

室內管道設備之額外節水效率要求 1-5

景觀用水效率 1-5

冷卻水塔用水管理 1-2

能源與大氣環境

(Energy and Atmosphere)

能源效率管理–計畫、文件、評估 必要

最低能源效率 必要

基礎冷媒管理 必要

能源效率最佳化 1-18

既有建築物使用 6

能源使用績效量測 2-3

基地內外之再生能源使用 1-6

進階冷媒管理 1

汙染排放減量報告 1

物材與資源利用

(Materials and Resources)

採購對環境友善產品之策略 必要

廢棄物管理策略 必要

採購對環境友善產品-耗材類 1 採購對環境友善產品-耗電設備、家具 1-2 採購對環境友善產品-設施本體的改建 1-2

(19)

10

和增建

採購對環境友善產品-採用低水銀燈具 1-2 採購對環境友善產品-食物 1 廢棄物管理-廢棄物種類查核 1

廢棄物管理-耗材 1

廢棄物管理-耐用品 1

廢棄物管理-設施本體的改建和增建 1 室內環境品質

(Indoor Environmental Quality)

室內空氣品質─最低要求 必要

抽菸管制 必要

綠色清潔政策 必要

室內空氣品質最佳管理實務 5

使用者舒適度 3

自然採光與視野 1

綠色清潔 6

五大基本項目總計

100

創新設計加分

(Innovation in Design)

創新設計 1-4

LEED 認證專業人員參與設計 1 永續建築成本影響文件化 1 區域特殊性加分

(regional priority)

區域特殊性 1-4

特殊加分項目總計

10

LEED-EB 評估系統內關於節約能源的手法主要涵蓋於「能源與大氣環境」

和「物材與資源利用」兩大項目之下,規範中對於節能之建議策略與技術如下:

1. 建立建築營運計畫(包含使用者作息、設備使用時程、空調和照明設備清 單)

2. 建立建築維護計畫(空調、管線、照明和建築控制等系統)

3. 通過能源之星組合經理工具(Energy Star Portfolio Manager Tool)之節能認 證且至少獲得69 分

4. 能源效率改造或節能技術

(20)

11

5. 採用節能或對環境友善產品辦公和家電設備 6. 排定空調汰換時程表

7. 減少空調使用 8. 尋找空調替代設備

9. 確認所有設備按照排定時程使用 10. 確認所有設備功能完好

11. 改善設備使用習慣

12. 採用太陽能、地熱、風、生質能…等再生能源

2.1.2 英國 BREEAM In-Use 評估系統

BREEAM (Building Research Establishment’s Environmental Assessment Method)是世界上最早被設計出來的綠建築評估系統,於 1990 年施行至今已有超 過一百萬棟建築物使用過此系統進行評估,其中有約二十萬棟建築物(300 棟位於 英國本土之外)順利得到認證。BREEAM 評估系統的評估範圍涵蓋建築物之設計、

建造、營運三階段,評審項目含括:管理、健康與舒適、能源、運輸、水資源、

材料、廢棄物、土地使用與生態、污染等議題九大領域,並配合以不同的得分權 重以得出總分,並以:合格、好、良好、優良、傑出五個等級進行認證(圖 2)。

此外BREEAM 規範不但依建築使用類型細分成十數個版本,為了配合各地的不 同風土條件還再分為英國(UK)、德國(Germany)、荷蘭(Netherlands)、挪威(Norway)、

西班牙(Spain)、瑞典(Sweden)、國際(International)的地域版本差別。目前 BREEAM 之評估系統整理如表2 所示。

(21)

12

圖 2 BREEAM 評估流程圖

(資料來源:BREEAM,引自林憲德,2010,頁 28)

表 2 BREEAM UK 版本一覽表 (資料來源:BREEAM,本研究整理)

評估對象 建築使用類型

新建建築物 • 法院

• 資料中心

• 生態家園

• 教育設施

• 醫療設施

• 工業設施

• 集合住宅

• 辦公室

• 監獄設施

• 零售業

• 其他

建築物翻修 • 家庭翻修 • 非家庭翻修

既有建築物 • 生態家園 • 使用中 (In-Use)

對於既有建築物節能而言,「BREEAM In-Use」是為了降低既有建築物的營 運成本並增進對環境友善程度而特別建立的評估系統,評估對象包則含所有非家 用建築物:商業、工業、零售和公有建築物且擁有專用的評審標準、評估方法和 獨立的驗證程序。此系統之核心概念在於:

(22)

13

 降低營運成本

 加強資產本身的價值

 提供地主、屋主和房客間明確的建築改善溝通平台

 提供建築達成各種建築評審標準的機會

 促進建築使用者對於永續議題之瞭解

 提供明確的證據以供企業社會責任(Corporate Social Responsibility, CSR) 和建築永續性之評估

申請BREEAM In-Use 的評估和驗證流程可分成:

Part 1.資產績效評定(Asset Performance)

基於建築形式、建造方式和服務上的績效評定

Part 2.建築管理績效評定(Building Management Performance)

關鍵資源(能源、水、其他消耗品…等)和環境影響(產生碳和廢棄物…等) 之管理政策,程序與實務

Part 3.組織效能評定(Organizational effectiveness)

使用者參與理解上述管理政策、程序與實務之程度(非辦公類建築免評) 此三部分的評審標準仍是以BREEAM 慣用的九大領域為主,但其下之子評審標 準會依照建築使用需求、建築規範和評估工具的不同而有些微的調整,各部分的 評審項目其權重如表3 所示:

(23)

14

表 3 BREEAM In-Use 評估權重表 (資料來源:BREEAM) 部分

評審項目

資產績效 評定

建築管理績效 評定

組織效能 評定

三部分平均

能源 26.5% 31.5% 19.5% 25.8%

水資源 8.0% 5.5% 3.5% 5.7%

物料使用 8.5% 7.5% 4.5% 6.8%

廢物回收 5.0% - 11.5%

5.5%

健康舒適 17.0% 15.0% 15.0% 15.7%

汙染 14.0% 13.0% 10.5% 12.5%

運輸 11.5% - 18.5%

10.0%

生物多樣性 9.5% 12.5% 5.0% 9.0%

建築管理 - 15.0% 12.0% 9.0%

總計

100% 100% 100% 100%

本研究之研究主題在於「節能」,故在此將BREEAM In-Use 規範中和節能 有關的子評審項目列出:

1. 訂定二氧化碳排放標準 2. 獨立監控永續能源使用量

3. 獨立監控各使用者之能源使用量 4. 再生能源的使用

5. 維護計畫及時程安排 6. 能源查核

7. 能源及二氧化碳的監控、規範與減量 8. 能源報表及資訊回饋

9. 能源管理 10. 能源策略

11. 能源及設備採購政策 12. 能源使用量測與紀錄 13. 確認耗能項目與監控 14. 能源管理人員的培訓 15. 碳足跡

16. 綠色採購政策 17. 綠色採購的執行

(24)

15

由這18 個子評審項目觀之,BREEAM In-Use 對於既有建築物節能之要求重點在 於能源量測與管理、設備的綠色採購、碳排放量與碳足跡的控制,並不涉及建築 物外殼的更新與翻修,這與後續章節所回顧之台灣EEWH-RN 系統存在很大的 差異。

2.2 國內既有建築物節能制度與手法

2.2.1 EEWH-RN 評估系統

我國於1997 年即著手進行綠建築技術之研究,EEWH 綠建築標章評估制度 在1999 年由內政部正式公布實施,不但是世界上僅次於英國(1990)、美國與加 拿大(1998)第四早建立綠建築評估系統的國家,也是亞洲第一個綠建築評估系統。

EEWH 綠建築標章分為「候選綠建築證書」和「綠建築標章」兩大類,其中「候 選綠建築證書」是頒發給規劃設計合於綠建築評估指標但尚未完工領取使用執照 之新建建築物,僅為「準」綠建築之證明書,唯有在取得使用執照成為合法建築 物後仍合於綠建築評估指標者,才頒授「綠建築標章」。根據台灣建築中心最新 公布之資料,我國目前通過候選證書及標章之案例數量統計如表4:

(25)

16

表 4 通過候選證書及標章案例數量統計表(資料來源:台灣建築中心) 類別

年度

綠建築候選證書 綠建築標章

公有 民間 公有 民間

89 年 0 4 1 0

90 年 3 3 0 2

91 年 111 5 0 2

92 年 161 8 0 8

93 年 237 22 14 3

94 年 251 24 36 6

95 年 212 22 61 17

96 年 263 33 77 18

97 年 223 30 74 22

98 年 309 30 99 27

99 年 186 27 103 13

100 年 229 52 146 27

總計

2185 260 611 145

由此表可觀察到,申請綠建築標章或候選綠建築證書者仍以公有建築物為大 宗(約占 87%),民間建築物的申請者仍然只占極小的比例。究其原因,是因為內 政部於開始推行此制度時,僅規定工程規模5000 萬以上之「公家機關工程」需 要申請「候選綠建築證書」否則不辦理工程結算驗收,而民間建築物至今並無強 制申請綠建築標章之壓力存在,僅需符合建築技術規則綠建築基準的要求即可。

雖然建築技術規則第三百零一條明定「中央主管建築機關得以增加容積或其他獎 勵方式,鼓勵建築物採用綠建築綜合設計」,內政部也在民國99 年公布「內政 部獎勵民間綠建築改善示範作業要點」作為鼓勵民間建築物申請綠建築標章的激 勵措施,惟其施行成效還有待觀察。而綠建築標章或候選綠建築證書者通過數量 上有落差之原因除了政府一開始並未強制要求工程規模5000 萬以上之公家機關 工程通過「綠建築標章」(直至民國 98 年起才強制要求)外,另方面則是許多工 程更在施工過程不斷進行變更設計,把原本需花高成本的綠建築設計手法再改為

(26)

17

一般成本較低的設計,導致原設計的綠建築功能降低或喪失,造成原本預期的綠 建築效益難以落實(蘇煥格,2011)。以上種種跡象觀之,我國在推動綠建築成效 上仍有許多地方值得加強。

EEWH 評估系統以「生態、節能、減廢、健康」為主軸,再細分成生物多樣 性、綠化量、基地保水、外殼節能、空調節能、照明節能、二氧化碳減量、廢棄 物減量、室內環境、水資源、汙水垃圾改善九大指標進行綜合評分,欲申請標章 者至少須通過四項指標 (日常節能與水資源為必選指標,其餘兩指標任選)。此 評估系統的認定標準具有「低得分容易,而高得分困難」之特質,並以通過綠建 築最低標準分(12 分)到目前歷史最高得分(82 分)之間利用自然對數常態分佈圖劃 分為五個概率區間為分級獎勵之標準(見圖 3),分別為鑽石級(95%以上)、黃金級 (80~95%)、銀級(60~80%)、銅級(30~60%)、合格級(30%以下)。

台灣的綠建築評估系統發展至今,也和國外的綠建築評估系統一樣已經出現 依建築使用形式的專業分化。除了最早公布的綠建築基本型(EEWH-BC)外,目 前尚有生態社區(EEWH-EC)、綠色工廠(EEWH-GF)、綠建築更新(EEWH-RN) 三 個分別針對不同類型建築物的評估系統已完成開發,其適用對象如下頁表5 所 示:

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18

圖 3 我國綠建築分級評估系統示意圖 (資料來源:綠建築解說與評估手冊,2009)

表 5 EEWH 綠建築評估系統設立日期與適用對象一覽表 (資料來源:綠建築解說與評估手冊)

綠建築評估系統類別 設立年分 適用對象

綠建築基本評估系統 1999 除了夏墅三類之工廠建築與六類之住 宿類建築以外的新建或既有建築物 生態社區評估系統 2009 鄰里單元社區、新開發住宅社區、既成

住宅社區、農村聚落或原住民部落、科 學園區、工業區、大學城、商業區及住 商混合區等社區

綠色工廠評估系統 2010 以一般室內作業為主的新建或既有工 廠建築

綠建築更新評估系統 2010 取得使用執照三年以上,且建築更新樓 板面積不超過一半以上之既有建築物

(28)

19

根據「綠建築解說與評估手冊」之解說,EEWH-RN 乃是立基於 EEWH-BC 之評估架構為主,並以內政部長期投入既有建築物綠建築更新工程之實務經驗為 輔,進而建立一有助於既有建築物朝向更生態、節能、減廢、健康的方向前進的 綠建築更新評分系統。其認證方法分為「EEWH 性能效益評估法」與「實際減 碳效益評估法」,申請者可任選對其最有利的評估法進行認證,本研究將此兩方 法簡述如下,並以表6 做出比較整理。:

 EEWH 性能效益評估法

此評估法使用EEWH-BC 的九大指標來評估既有建築物改善前後的綠建 築得分差距,再換算成性能改善效益百分比(ΔRSr)進行分級認證。使用效益 百分比而非絕對值的用意在於並非每棟建築物的先天條件皆一致,若使用絕 對量尺可能會造成一些建築無論如何都無法獲得高分的情形,使用百分比進 行評分方能提高建築物在其可行範圍內盡力改善的意願。依此建築物之 ΔRSr 值可將分級評估成:

不合格(ΔRSr<5%)、合格(5≦ΔRSr<10%)、銅級(10%≦ΔRSr<14%)、銀級 (14≦ΔRSr<17)、金級(17≦ΔRSr<20)、鑽石級(ΔRSr≧20%)。

 實際減碳效益評估法

此評估法係將建築物之耗電、瓦斯、燃料等各式耗能數據換算成二氧化 碳之排放量,再以改善之百分比做綠建築更新程度的評斷。使用本評估法者 除了須提出申請更新前後各12 個月之連續耗能資料外,其改善前後之建築 物使用類型也不得變更超過原總樓地板面積之30%,以避免產生評估立基點 不同之錯誤。將耗能換算為二氧化碳排放量之依據乃是經濟部能源局所公布 之「燃料及電力使用之二氧化碳排放係數表」(以電力排放係數為例,歷年電

(29)

20

力排放係數分別為:94 年(0.626kgCO 2 e/度)、95 年(0.637kgCO 2 e/度)、

96 年(0.632kgCO 2 e/度)、97 年(0.631kgCO 2 e/度)、98 年(0.616 kgCO 2 e/度)以及 99 年(0.612 kgCO 2 e/度))。此外若建築物使用再生能源(如太陽能、

風能、地熱能發電)的電量將會從總耗電量的計算中扣除,而且還能獲得特別 的碳排放量折抵優惠。欲使用此評估法者須提出一份「減碳評估報告書」,

內容包含以國際公認之能源模擬電腦軟體模擬出的「理論減碳效益」和以建 築物耗能資料換算之「實際減碳效益」,申請者可擇較優之數據申請

EEWH-RN 之認證。

表 6 EEWH-RN 兩種評估法比較表 (資料來源:本研究整理) EEWH 性能效益評估法 使用EEWH-BC 九大指標進行評估

ΔRSr (EEWH 性能改善百分比) = (RSa–RSb)/RSc * 100%

RSa:改善前 EEWH 評估得分 RSb:改善後 EEWH 評估得分 RSc:最大改善潛力 = RSsmax-RSb

RSmax:該案最大可能得分值,通常為 70 分 實際減碳效益評估法 將節能成效轉換成碳排放量以進行評估

ΔCRr(減碳效益%)

= (CEb-Cea)/Ceb * 100%

*須同時提出理論減碳效益與實際減碳效益 CEb:改善前建築物總碳排放量 (kg-CO2/yr) CEa:改善後建築物總碳排放量 (kg-CO2/yr)

EEWH-RN 評估系統中與建築節能最有相關性者為「日常節能指標」,此指 標將建築節能的改善潛力著眼於外殼、空調和照明三個部份上(且三個部分需同 時通過標準時此指標才能合格)。根據綠建築解說與評估手冊之說明,「日常節

(30)

21

能指標」對於節約能源的要求比我國現行之「建築技術規則」強化約20%,可同 時節約30%的空調設備容量和 20%的照明用電,以建築物數十年的生命週期觀 之可省下的用電量甚鉅。

在綠建築更新評估手冊中明文指出的節能手法有如下幾種:

 外殼節能

主要強調屋頂和牆面隔熱性能的加強,並要求使用低反射率之玻璃以降 低玻璃反光公害。其節能手法大致可歸納為:

(1)降低開窗面積,辦公類建築建議在 35%以下,住家最好在 25%以下。

(2)增加遮陽板或遮陽效能

(3)減少水平透光天窗,且當開窗面積超過 180 平方公尺以上時外遮陽遮蔽率 必須達50%以上。

(4)進行屋頂隔熱措施,讓屋頂熱傳透率 U 值維持在 1.2 W/m2.K 以下。

 空調節能

此部分針對法定中央空調建築物、其他中央空調建築物、窗型或分離式 空調建築物分別建立不同的審核機制。其中窗型或分離式空調建築物部分直 接引用經濟部能源局之空調系統冰水主機性能係數(COPc)為判斷標準,而不 在綠建築規範中予以直接規範,其他凡是採用中央空調系統(包含箱型機)者 之節能方式為:

(1) 冰水主機容量供應面積不得超量設計

(2) 採用符合經濟部能源局 COPc 標準之高效率空調主機

(3) 空調節能技術,包含:熱源系統節能(主機台數控制、儲冰空調、變頻空 調、空調風扇並用…等)、變風量系統、變流量系統、建築能源管理系統 與使用再生能源。

(31)

22

 照明節能

既有建築物的照明系統及設備的改善,不僅為最普遍便利的綠建築更新 手法,同時對耗能也有極大的改善效益(林憲德,2010)。本指標所評估的範 圍不包含停車場、樓梯間、茶水間、廁所、住宅、旅館、開刀房、音樂廳等 非居室使用或屬於私人住宿而有特殊照明需求之空間,僅針對一般照明水準 較具有共同標準的供公眾使用空間。其建議改善手法大致可分為如下幾種:

(1)使用高效率燈具 (2)合理之燈具照度設計

(3)設置自動調光、晝光感知、紅外線感應…等自動點滅控制器 (4)加強分區開關控制,隨時關閉無人使用之照明設備

(32)

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2.3 節能政策、獎勵與補助方案

推動節能除了由使用習慣的改變著手,最重要的就是進行各式耗能設備的汰 換或能源監控系統的安裝。然而設備汰換安裝雖然有顯著且立即的節能效益,卻 往往因為得不到經費的支持而難以推動。為了協助有意願進行節能的建築物進行 改善,政府機關往往推出獎勵與補助方案以突破財務上的障礙,同時也能達到向 社會大眾宣導之功效。

一、美國之政策、節能獎勵與補助方案

美國的聯邦政府、各州政府和部分能源公司皆提供財務上的激勵來幫助建築 物提升能源效率。美國能源部在1995 年建立了 DSIRE(Database of State Incentives for Renewables & Efficiency)資料庫,專門彙整全美國的節能獎勵方案與政策等資 訊,其統計資料指出目前美國所提供的節能獎勵與補助大致上可分為九類(如下 所示),其中以「折扣」的的獎勵方案數量最多,「低利貸款」次之。

(1) 個人稅減免(Personal Tax) (2) 企業稅減免(Corporate Tax) (3) 貨物稅減免(Sales Tax) (4) 房地產稅減免(Property Tax) (5) 折扣(Rebates)

(6) 補助(Grants) (7) 低利貸款(Loans) (8) 債券(Bonds)

(9) 綠建築(Green Building)

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24

為求詳細瞭解學校可適用何種獎勵和其補助項目為何,本研究在此將統計範 圍(見圖 4)鎖定在氣候較溫暖的亞利桑那州(Arizona)、加州(California)、佛羅里達 州(Florida)、喬治亞州(Georgia)、德州(Texas),經過 DSIRE 資料庫之篩選後得到 總計26 個獎勵方案,分析結果如表 7 所示:

圖 4 美國節能獎勵與補助統計範圍示意圖 表 7 美國六州之教育設施可申請節能補助統計分析表

統計項目 數量

提供者 政府 2

民間 24

獎勵類型 減稅 1

貸款 3

績效獎金 3

折扣與補助 19

獎勵項目 照明 15

空調 15

太陽能板 10

外殼隔熱 10

能源管理系統 8

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25

由表7 可知這些地區大部分節能獎勵或補助方案的提供者是民間公司(通常是當 地電力的提供者),獎勵方式則以折扣和補助占了約八成的比例。每個方案通常 不只針對一個項目進行獎勵,整體而言最常被提供的獎勵項目前五名分別是:照 明、空調、太陽能板、外殼隔熱和能源管理系統,此結果和我國目前所推行之節 能手法大致相符。

除了上述的節能補助,美國於近年來在校內自行籌組「校園綠色循環基金」

(Green Revolving Funds on Campus)以推行既有建築物節能的數量也有攀升的趨 勢,依照永續發展捐贈基金協會(Sustainable Endowments Institute)於 2011 年 之研究報告指出,截至此報告出版為止,美國已有47 所學校共建立了 52 個校園 綠色循環基金(圖 5),這些基金的規模從 5000 美元(College of Wooster)到 2500 萬 美元(Stanford University)不等,平均基金規模在 140 萬美元上下,並擁有從 29%(Iowa State University)到 63%(University of Denver)不等的年報酬率。此報告 認為校園綠色循環基金的好處如下:

(1) 減少能源消耗、資源使用、廢棄物數量和汙染程度

(2) 促進學校對於能源、水和其他相關消耗資料之追蹤與紀錄 (3) 促進學校、學生和協力廠商之間的合作

(4) 提供學校對永續議題之跨領域教育機會

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26

圖 5 校園綠色循環基金之數量與規模圖 (資料來源:Sustainable Endowments Institute,2011)

二、英國之節能政策、獎勵與補助方案

根據Fudge, S., Peters, M. & Wade, J. (2012)之研究歸納,英國政府近年來主要 推行的能源與氣候政策獎勵與補助方案涵蓋於下列各階段之政策白皮書中:

2003 年–“Our Energy Future: Creating a Low Carbon Economy”

英國皇家環境汙染委員會在2000 年所發表之報告中呼籲英國政府能在 2050 年前降低國內60%碳排放量,對此英國政府特別發表此白皮書作為回應。此白皮 書強調英國未來的能源策略執行將更加聚焦於地方政府的積極作為上,並以下列 各方式協助或施壓各地方政府:頒發獎章予節能績效優良之地方政府、申明可能 將節能績效列入地方政府之績效評估指標中、實施「碳信託方案」(Carbon Trust scheme)以對地方政府提供節能建議與金錢援助以改善其能源使用績效。

2006 年–“The UK Government’s Climate Change Programme”

為了達成「2010 年前將碳排放量降為 1990 年之 20%」與「2050 年前降低國 內60%的碳排放量」之雙重目標,英國政府審度當時節能政策之不足而提出了此 計畫。此計畫同樣強調地方政府對氣候變遷改善政策執行之重要地位,因此正式 將節能績效放入地方政府績效評估指標中,希望能促使其更加努力於氣候變遷的

(36)

27

改善上。此項政策改變預計於2008 下半年開始實施。

2007 年–“White Paper: Meeting the Energy Challenge”

英國政府在2006 年公布的 Stern Review on the Economics of Climate Change 這份報告書中強調「若以舊有的政策走向來解決氣候變遷問題,改善成本將等同 於每年GDP 的 5%至 20%;但如果立即採取報告書內建議的行動,則改善成本 可能只需要每年1%的 GDP」。因應此報告書的內容,英國政府在 2007 年再度 以此政策白皮書重申將以(1)碳交易(2)增加再生能源使用(3)增進能源使用效率(4) 提升能源市場之競爭度四個管道去積極達成節約能源政策與目標

2007 年-“The Energy Measures Report”

因應2008 下半年節能績效正式列入地方政府的績效評估指標,政府發展了 此指導手冊以協助地方政府改善能源效率、增加當地小型發電機具的使用率並減 少溫室氣體排放。惟中央政府雖然規定地方政府應「重視此指導手冊之內容」,

但並未強制地方政府必須遵守其中的內容。

2009 年-“Energy White Paper: The Low Carbon Transition Plan”

因應英國政府在2008 年提高減碳目標為「至 2050 年需減少 80%之二氧化碳 排放量」,此計畫之目的除了提出未來五年之減碳相關預算規劃以利順利達成此 目標外,其他核心目標包括

 至 2020 年,全國 30%之能源使用必須來自再生能源。

 “Clean Energy”現金回饋方案,利用長期電費回饋(Feed-in Tariff)契約的方式 鼓勵再生能源製造者生產綠色能源。

 以低收入社區為單位發展綠建築。

 提供約 3.2 億英鎊的經費幫助國內住宅提升能源使用效率。

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28

 “Pay as You Save”方案,其目的是用建築設備更新汰換所節省的電費來支付 設備安裝的費用,等於是鼓勵既有住宅綠建築化。此方案需要與當地能源供 應商簽定合作契約,故亟需借助於地方政府與能源供應商之事先協調。

 建置更大型的智慧電網,以利將更多再生能源發電機組或能源科技納入現有 之輸配電系統中。

三、我國之節能政策、獎勵與補助方案

我國對於耗能設備之節能事宜主要由經濟部能源局負責,能源局除了建立

「使用能源設備或器具容許耗用能源標準」並頒發「節能標章」作為管制市面上 產品的基本要求外,目前與建築較相關的補助辦法為以下四種:

(1) 公司購置節約能源或利用新及淨潔能源設備或技術適用投資抵減辦法 (2) 購置節約能源設備優惠貸款要點

(3) 節能績效保證專案示範推廣補助要點

(4) 高效率道路照明燈具示範計畫審查及補助作業要點

除此之外,內政部自民國九十年起陸續施行「綠建築推動方案」、「生態 城市綠建築方案」和「智慧綠建築推動方案」,希望由政府部門扮演領頭羊的角 色積極推動綠建築,並由建築研究所負責建築節能改善補助計畫(見表 8)的審核 與技術協助,惟其補助對象主要仍以公有建築物為主。內政部另於民國99 年頒 布「獎勵民間綠建築改善示範作業要點」,針對綠建築設計與更新改造進行獎勵 作業,獎勵金額以該建築物綠建築改善工程經費之百分之四十九且不超過新臺幣 二百萬元為限,最低申請獎勵金額則不得低於新臺幣二十五萬元。

(38)

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表 8 國內綠建築補助方案整理

方案名稱 子計畫 補助對象 節能手法 獎勵方式

智慧綠建築 推動方案 (民國 99-104

年)

建築節能與綠廳舍 改善補助計畫 (民國 101 年-)

中央政府機關暨所屬辦公廳 舍及國立大專院校

(一)空調系統節能策略導入 (二)空調系統最佳化運轉 (三)高效率熱泵熱水系統

(四)建置或升級建築能源管理系統 (五)室內照明改善

(六)外遮陽 (七)屋頂隔熱

改善工程所需經費由內政部建築 研究所全額補助

生態城市綠 建築方案 (民國 97-100

年)

綠建築更新診斷與 改造計畫 (民國 97-100 年)

(一) 綠屋頂

(二) 戶外照明改善 (三) 室內照明改善 建築能源效率提升

計畫 (民國 97-100 年)

(一)空調系統節能策略導入 (二)空調系統最佳化運轉 (三)高效率熱泵熱水系統

(四)建置或升級建築能源管理系統 綠建築推動

方案 (民國 90-96

年)

綠廳舍暨空調節能 改善計畫 (民國 91-96 年)

無限定,以改善高耗電耗水、嚴重日曬、悶 熱、生態環境不良及工作環境惡劣等情形為 目標

舊有建築物節能改 善工程補助計畫

(民國 91-96 年)

中 央 機 關 之 辦 公 廳 舍 、 醫 院、學校、住宅等公私有建 築物

(一) 外遮陽 (二) 屋頂隔熱。

外遮陽工程每件補助上限100 萬 元,屋頂隔熱每件補助上限50 萬 元

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30

第三章 台灣大學館舍節能案例探討

根據黃盛雄(2009)之研究指出我國以電力消費為主要 CO2排放來源,至民國 97 年 CO2排放量已占排放比例之55.5%,顯示節約用電實為環境保護之重大課 題。國立台灣大學在近年來積極推動館舍節能措施,本研究將利用台灣大學近年 來的節能政策、電力資料分析再輔以專家訪談,以綜合探討執行大學校園建築節 能之實務。

3.1 台灣大學建築物節能政策

我國於民國98 年陸續實施「永續能源政策綱領」和「政府機關及學校全面 節能減碳措施」大力倡導節能,其中規定政府機關及學校每年用電量與用油量以 負成長為原則,至民國104 年累計總體節約能源以 7%為目標。民國 100 年更進 一步推動「四省專案」,以省電、省油、省水、省紙四大目標來精進政府機關和 學校節約能源成效,以達示範民間採行節能措施之效果。為因應政府節能政策並 解決校內日漸龐大之電費負擔,台灣大學不但持續進行功率因素與契約容量的檢 討,更於98 年首先創立全校性的節能組織以針對水電濫用浪費及節約措施等議 題進行定期討論,其組織架構和功能如圖6 所示。總共分為校級的「能源管理小 組」、各一級單位的「能源節約小組」和各二級單位的「能源幹事」。「能源管 理小組」負責規劃督導全校能源節約措施,「能源節約小組」則配合規劃督導其 下各館舍進行節能,並由「能源幹事」實際負責各項節能措施之執行。

(40)

31

圖 6 台灣大學推動節能組織架構圖(資料來源:台大總務處網站)

而為了積極達成政府「四省專案」所要求之節能目標,台灣大學也訂下民國 98 至 104 年各館舍每年用電量需下降 4%(以 98 年為基準)之目標,並將此節能目 標與「學校各單位自付電費」的制度做結合以加強執行成效。所謂「學校各單位 自付電費」制度,即是規定校總區各單位自98 學年度起應自行負擔其所使用電 費之一定比例,希望能以使用者付費的角度喚醒各單位的節能意識。在將「年度 節電目標」與「自付電費機制」結合後,目前台灣大學計算各單位當年度自付電 費比率之公式如下:

{max [0,A-C]100% + CB – max [0,C-A]B – max [0,C-A]D} ÷ A

A

:當年度實際用電量

/ 98

年實際用電量

(%)

(41)

32

B

:當年度自付電費比率基值

(%)

98

99

年為

15%

99

100

年為

16%

C

:當年度節約用電目標

(

相對

98

) (%) D

:獎勵比率

(%)

,目前為

30%

此公式之設計理念即是:超量用電由該單位完全自負,節電超標給予額外獎勵。

學校並保留每年度修改自付電費比率基值與獎勵比率之權利,可依實際執行成效 隨時調整以加強對各單位的激勵效果或壓力。

繼全校性之節能組織成立後,台灣大學也於民國98 年以來陸續通過「節能 減碳評估暨改善設施補助要點」(民國 98 年)與「台灣大學節約用電獎勵辦法」(民 國99 年)來鼓勵校內各單位積極採行各項節約用電措施,其概要內容如表 9 所示。

其中「台灣大學節約用電獎勵辦法」已公布前六名之單位與建築物為:第一名:

圖書館、第二名:管理學院、第三名:應用力學研究所、優良:食品科學研究所、

圖書資訊學系、獸醫專業學院。根據各單位所提出的節約能源報告書,本研究以 EEWH-RN 日常節能的三大領域:外殼節能、空調節能、外殼節能進行分類,整 理出上述六個單位近年來所進行之節能措施如表10。

表 9 台灣大學近年節能補助方案比較表

名稱 台灣大學節約用電補助辦法 節能減碳評估暨改善設施補助要點 期間 民國98 年 5 月 4 日至 6 月 1 日 民國 100 年 7 月 20 日至 8 月 22 日 資格 校內各二級單位 校內各一級單位

內容 由申請單位提出節約用電報告 書,交予學校能源管理小組之特 別審查小組。其節電績效優良單 位由總務處扣抵電費作為獎 勵,方式如下:第一名50 萬元、

第二名40 萬元、第三名 30 萬 元、優良單位7 名各 10 萬元。

由總務處編列預算補助各單位,每件 以申請金額之50%為上限。申請補助 額超過新台幣100 萬元者為專案補 助,其餘則為一般補助。但受補助之 單位應於評估或改善後三個月內提出 成效報告。

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33

表 10 台灣大學節約用電獎勵辦法得獎單位施行之節能措施整理

節能措施 管理

學院

獸醫 學院

總圖 書館

圖資

應力

食科 外殼節能

屋頂鋪設隔熱材 ◎ ◎ ◎ ◎

照明節能

更換省電型燈具 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 隔盞開燈 (或減少燈管數) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

自動控制式電燈 ◎ ◎ ◎ ◎

使用LED 逃生指示燈 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

中央控制系統 ◎ ◎

空調節能

溫度適當設定 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

調整空調開啟時間 ◎ ◎ ◎ ◎

提早關閉冰水主機 ◎ ◎

舊冷氣汰換 ◎ ◎ ◎ ◎

採用空調節能技術 ◎

空調用電管理系統 ◎

中央控制系統 ◎ ◎ ◎

自動控制式開關 ◎

空調清洗與保養 ◎ ◎ ◎ ◎

其他節能

事務機器自動休眠 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 電梯內照明及風扇自動啟停裝置 ◎ ◎

綠建築標章 ◎

省水龍頭 ◎ ◎

窗簾或隔熱紙 ◎ ◎

飲水器自動斷電 ◎ ◎ ◎

非尖峰時段停用部分電梯 ◎ ◎

提高照明系統之功率因數 ◎

節能宣導 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎

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3.2 國立台灣大學校總區用電分析

國立台灣大學校總區面積達112.94 公頃,面積主要分為建築基地(92%)、實 驗用地(4%)和體育館基地(4%)三個部分,包含總辦公處、文學院、理學院、工學 院、生農學院、管理學院、電資學院、法律學院、生命科學院、圖書館總館、部 分男、女生宿舍…等皆坐落於此處,是台灣大學最重要的教學研究空間所在地。

校總區自民國91 至 100 年之用電度數與電費統計資料如表 11 所示,由此資料可 看出台灣大學於民國91 年至 98 年用電度數與電費呈現逐年攀升,一直到民國 98 年行政院通過「永續能源政策綱領」和「政府機關及學校全面節能減碳措施」

給予各大專院校節能壓力後成長趨勢才逐漸趨緩,並於民國99 年首次出現負成 長,但由於電費在過去十年每度已增加高達0.62 元(91 年:2.18 元,100 年:2.80 元,漲幅28.44%),用電節省所能造成的電費減少正在逐漸下降中,這也增加了 台灣大學加速節能腳步的急迫性與必要性。

表 11 台灣大學校總區 91-100 年用電統計表

年度 校總區用電度數 校總區電費

用電度數 年增率 總電費 年增率 平均電費 91 年 105,010,505 - 228,672,201 - 2.18 92 年 112,811,374 7.43% 232,954,642 1.87% 2.06 93 年 116,768,606 3.51% 233,022,899 0.03% 2.00 94 年 130,717,102 11.95% 259,107,794 11.19% 1.98 95 年 136,323,879 4.29% 281,390,949 8.60% 2.06 96 年 138,547,211 1.63% 300,280,252 6.71% 2.17 97 年 139,201,132 0.47% 329,196,016 9.63% 2.36 98 年 141,132,969 1.39% 391,146,456 18.82% 2.77

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99 年 140,232,484 -0.64% 390,655,474 -0.13% 2.79 100 年 135,443,844 -3.41% 379,878,629 -2.76% 2.80

台灣大學由於館舍興建時間較早,早期總校區並非每個館舍皆有獨立的電號,

也沒有獨立的電表,而是數個館舍共用一個電號和電錶的狀況,造成學校針對單 獨館舍進行用電監控管理的一大阻礙。為促進用電的有效控管,台灣大學總校區 目前已全面於館舍裝設獨立之數位電表作為能源管理系統之基礎建置,迄今已有 133 只電錶正常運作中。所有電表紀錄完全公開於線上之「校園數位電表監視系 統」中,此系統儲存了自民國98 年 1 月以後各電表之每日用電資料,校方並依 此作為各館舍自付電費制度之執行依據。

本研究著眼於館舍用電數據的分析,以求獲得台灣大學校總區館舍的各種用 電特性,但為求分析之正確與方便性,本研究先以下列條件進行樣本館舍之篩 選:

1. 館舍須於民國 95 年前新建完成,以確保 98 年時數位電表開始紀錄時館 舍用電模式已趨於穩定

2. 民國 98 年後無重大增、改建或使用用途改變。

3. 至少擁有兩年之連續用電資料不可間斷。

4. 排除用途為餐廳、販賣部、陳列展示館之特殊用途館舍。

篩選過後符合本研究要求條件的建築物共計83 棟,其所屬之使用單位或類別如 表12 所示,本研究將運用這些資料進行各館舍用電的初步分析。

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表 12 台灣大學校總區電力分析建築所屬單位一覽表 使用單位或類別 建築數量 使用單位或類別 建築數

圖書館 1 管理學院 3

學生宿舍 12 文學院 5

電機資訊學院 4 生命科學院 5 工學院 13 生農學院 20

理學院 10 教學大樓 4

體育館 2 活動中心 2

行政大樓 1 計資中心 1

一、各館舍平均年總耗電量與平均EUI 值

年總耗電量高之館舍代表的是校園內使用最多電能的建築,換言之,

對這些館舍優先進行節能改善後所能造成學校整體用電量的下降也較為顯 著。雖然每個館舍的樓地板面積並不相等,因此不能斷言年總耗電量者就有 浪費電之嫌疑,但仍是一重要的參考指標。而為了讓各建築物在排除樓地板 面積大小之歧異後進行耗能程度比較,經濟部能源局在民國96 年頒布「機 關學校用電指標EUI(Energy Use Intensity)基準值」作為用電密度的參考指標。

EUI 之定義為「單位樓地板面積之年耗電量」,一般大學基準值訂為 98.2,

科技大學為120.8,師範與教育大學則為 80.5(詳見附錄二)。本研究在此列 出台大總校區平均年耗電量與EUI 排名前十之館舍,如表 13、14 所示。由 兩表之綜合比較可發現下列事實:

(1) 年耗電量前十名的建築所屬單位為:圖書館、計資中心、理學院館舍兩 棟、電資學院館舍兩棟、工學院館舍三棟、生命科學院館舍一棟。且耗

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電量最大的三棟館舍佔校總區總用電比例約為5%上下,前十名佔校總 區總用電比例高達39%,代表台灣大學的用電確實集中於特定建築物。

(2) EUI 前十名建築之所屬學院分別為:計資中心、電資學院館舍三棟、理 學院館舍兩棟、工學院館舍兩棟、生農學院兩棟。且排名前十的建築物 其EUI 值皆遠超過能源局所規定之 98.2 甚多(平均 478.29),甚至在本研 究調查之83 棟建築物中僅有 21 棟的 EUI 值低於 98.2。

(3) 若以各學院所屬館舍之平均 EUI(表 14)觀之則以電機學院和理學院的 EUI 值最高,能符合能源局規定 98.2 的只有管理學院與文學院。因此 本研究認為能源局之EUI 基準對研究型大學適用與否尚有探討之空 間。

表 13 台大校總區年耗電量前十名館舍一覽表 排

館舍名稱 平均年耗電量(度) 佔全校用電比例 (以 100 年為基準) 1 總圖書館 8,660,030 6.39%

2 凝態科學館 8,204,393 6.06%

3 電機二館 6,687,748 4.94%

4 生命科學館 6,418,397 4.74%

5 化學館 4,880,364 3.60%

6 體育館 4,461,423 3.29%

7 計資中心 4,343,648 3.21%

8 工學院綜合大樓 4,063,290 3.00%

9 資訊工程館 3,304,774 2.44%

10 應用力學研究大樓 2,381,000 1.76%

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表 14 台灣大學校總區 EUI 前十名館舍一覽表

排序 館舍名稱 樓地板面積(m2) 98-100 年平均 EUI(kWh /㎡.yr)

1 計資中心 4886.25 888.95

2 資訊工程館 5683.45 581.47

3 化學館 8878.76 549.67

4 電機一館 2139.57 508.22

5 二號館 3636.15 498.49

6 電機二館 16007.25 417.79

7 動科系 3800.00 379.53

8 凝態科學館 24539.22 334.34

9 地質系 4792.85 329.18

10 林產館 1129.93 295.30

表 15 各學院所屬建築物平均 EUI 一覽表

使用單位或類別 平均EUI 值 使用單位或類別 平均EUI 值 計資中心 888.95 學生宿舍 126.17 電機資訊學院 381.34 行政大樓 122.35 理學院 275.64 體育館 100.38 總圖書館 245.15 文學院 82.69 生命科學院 190.03 管理學院 74.81 生農學院 178.62 教學大樓 68.9

工學院 174.94

雖然EUI 可排除樓地板面積之因素進行不同建築物之能耗比較,但有 些館舍擁有大量持續運轉的實驗設備與器材,有些研究室僅需要個人電腦即 可,用電需求上確實存在一定的差異。綠基會(2010)之研究也指出研究機構 之電能消費結構主體為:空調46.6%、照明 19.5%,學校則為:空調 41.2%、

照明28.6%,因此不同類型館舍確實存在耗電結構上之差異。台灣大學館舍 的用途繁多,因此在評估館舍節能績效時,應先認定該館舍不可削減之「基 本電力消耗量」為何並排除於館舍整體之節能績效評估中,方可達到較為公

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平之節能成果判定。本研究認為「基本電力消耗量」應藉由館舍的過往設備 耗電量和未來的設備使用計畫而判定,不宜訂定單一標準全校通用。惟礙於 目前校總區數位電表大多並未將館舍的照明、空調、動力等系統進行獨立監 控,也尚未要求各館舍訂定設備使用計畫,故本研究無法由目前資料得知各 館舍之基本電力消耗量究竟為何。陳介惠(2009)在分析 48 所國立大學的用電 資料後也指出其平均EUI 為 96.27,但最大值為 190.25,最小值僅為 31.46,

顯見學校館舍之EUI 變動幅度是相當巨大的,能源局的單一基準值(98.2) 是 否能用以檢視所有館舍實是不無疑慮。

二、各館舍平均節能率

節能率是館舍節能成效的重要參考指標,本研究考慮相同學院所屬之館舍應 具有較相似的能源使用結構與節能困難點,故在建築物平均節能率部分採取

「學院別」作為分類之指標。其結果如表16 所示,由此表可得知大部分學 院皆能展現出一定的節能的成效,惟台灣大學的節能措施始於最近五年,而 較詳盡的電量資料更只有三年份,對於分析趨勢而言仍顯不足因此無法得出 更進一步的推論。此外由於目前台灣大學的用電監控仍然不夠精細,故無法 從節能率中推斷出館舍節能成效究竟來自於何種方面(例如:是單純靠設備 汰換或使用者節能意識的確有加強),這也造成節能執行者在制定未來節能 政策上的困難。

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表 16 台灣大學校總區各學院節能率一覽表

學院別

節能率= (去年總耗能-今年總耗能)/去年總耗能 100 年節能率 99 年節能率

理學院 2.94% 2.10%

工學院 5.29% 3.40%

電資學院 15.22% 3.47%

文學院 11.84% -14.66%

管理學院 6.33% 8.89%

生農學院 0.00% 4.44%

生科學院 7.09% 0.22%

學生宿舍 8.27% 16.94%

總圖書館 8.63% 17.20%

教學大樓 2.82% 3.25%

行政大樓 -0.33% 5.10%

體育館 6.93% 6.15%

活動中心 4.65% 9.06%

計資中心 -10.13% -6.07%

3.3 台灣大學館舍節能常用措施、阻礙與誘因

數位電表提供了最直接的電費資料,讓做為校園館舍能源管理者得以瞭解 館舍的能源使用狀況,也能依此訂定節能目標或進行節能成效之檢討。然而學校 行政人員在實際推動各種節能措施時究竟是以怎樣的思維做考量,推動的過程又 遇到怎麼樣的誘因和阻礙,並無法從電表的數字中得知。台灣大學具有完整的節 能推動組織架構,本研究在此節將以此組織下累積了相當的館舍節能相關經驗與 知識之執行人員為對象進行訪談,以求對校園建築節能實務有深刻的瞭解並將訪 談內容整理成一具參考價值之結論。

(50)

41

3.3.1 節能執行人員訪談

為求深入探討台灣大學校總區館舍迄今為止進行節能之實際狀況,本研究 對校總區館舍實際執行節能人員進行個別訪談。訪談對象從全校各級節能組織之 負責人中選出,並從總務處(代表學校立場)、學務處(代表學生宿舍管理者立場)、

校總區內各學院(不含甫新建完成之法律學院與正在興建之社會科學院)各挑選 一名能源管理員或能源幹事,並優先考量「台灣大學節約用電獎勵辦法」的優勝 單位,總計訪問十人(名單如表 17)。由於大部分受訪人表示不願意公佈其詳細個 人資料,故本研究在此將二級單位與受訪人姓名皆以代號稱之。

表 17 受訪節能執行人員一覽表

# 一級單位 二級單位 受訪人 職稱 訪談時間 1 總務處 - A 專委 3/12 14:00 2 學務處 住宿組 B 秘書 3/19 09:00 3 圖書館 行政組 C 組長 3/14 10:00 4 工學院 甲系 D 技士 3/16 09:00 5 管理學院 院辦 E 幹事 3/19 14:00 6 文學院 乙系 F 助教 3/27 10:00 7 生命科學院 丙系 G 技士 3/23 14:00 8 電機資訊學院 丁系 H 技士 3/26 10:00 9 生物資源暨農學院 戊所 I 技士 3/27 14:00 10 理學院 己系 J 技士 4/09 09:00

本研究於每次進行訪談前皆先以電子郵件方式寄出擬定好之訪談問題與參

數據

表 3  BREEAM In-Use 評估權重表  (資料來源:BREEAM)  部分  評審項目  資產績效評定  建築管理績效評定  組織效能評定  三部分平均  能源  26.5% 31.5% 19.5%  25.8%  水資源  8.0% 5.5% 3.5%  5.7%  物料使用  8.5% 7.5% 4.5%  6.8%  廢物回收  5.0% - 11.5%  5.5%  健康舒適  17.0% 15.0% 15.0%  15.7%  汙染  14.0% 13.0% 10.5%  12.5%
圖 5  校園綠色循環基金之數量與規模圖  (資料來源:Sustainable Endowments Institute,2011)

參考文獻

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