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建築研究簡訊第117期

  • 日期:111-11-30
專題報導陳麒任
內政部頒 110 年度自辦研究甲等獎「新建集合住宅導入近零能源建築技術之推動策略研究」

一、研究緣起與目的

       因應氣候變遷及地球暖化問題,國際已有許多國家宣示淨零排放目標,並針對所屬之交通運輸、工業、能源、農業、環境及建築等部門,規劃不同程度之政策措施及策略,其中於建築部門方面,主要係導入建築節能技術並結合再生能源,提出有效降低建築總體耗能之解決方案。根據我國2050淨零排放路徑及策略,由內政部負責淨零建築路徑規劃及推動,並建立建築能效評估制度,以作為評定建築能效等級之方法。近年來政府大力推動興建社會住宅,為重要施政亮點之一,若能於社會住宅示範導入近零碳建築技術,將有助於引導民間之新建集合住宅跟進響應,將具有環境教育及示範帶動意義。故本研究將針對新建集合住宅之住宅單元及公共空間單元,進行研擬導入近零碳建築[1]技術之相關規劃重點及推動策略,以供未來政府施政之參考。

二、國際間推動建築部門淨零碳排之作法

       國際間為達成淨零排放,針對建築部門多以淨零碳建築(Net Zero Carbon Buildings)」或「近零碳建築(Nearly Zero Carbon Buildings)」作為目標,且世界上許多國家各有自行之定義。經參考國際能源署(IEA)、歐盟、美國及日本等國家之作法,其針對建築部門推動淨零排放之策略,多採先落實建築節能,再導入再生能源達成碳中和,至推動順序則由公有帶頭示範來引導民間跟進,並採先鼓勵、再強制之方式逐步推動。然而我國推動淨零建築尚處於起步階段,若要達到能源消耗完全平衡,仍需仰賴完全使用再生能源,此外為銜接國際淨零排放之趨勢,我國以推動近零碳建築較符合現階段需求,再逐步向淨零建築願景邁進。

三、我國新建集合住宅之類型及能源使用情況

       依據營建署住宅狀況抽樣調查報告指出,我國住宅類型中,主要以透天厝占49.20%居多,其餘是公寓19.20%、大樓19.18%、華廈11.65%及農舍0.78%,如圖1所示。其中集合住宅可區分為兩部分,一為專屬之住宅單元,係供住戶生活之私人空間;二為共用之公共設施單元,係供住戶共同持有使用之相關設施空間,如梯廳、地下停車場、管理室、閱覽室、會客室、交誼廳、健身房、咖啡廳、室內球室等。惟依照我國國情,透天厝通常為獨戶住宅,而農舍亦通常為獨棟獨戶,均非屬集合住宅,故本研究係針對下列常見之集合住宅類型進行探討:

  1. 公寓:一般指樓層數較少、沒有電梯設備且公設比較低之集合住宅,其公設比約10%左右甚至更低。
  2. 華廈:一般指10層以下並擁有電梯的集合住宅,通常只會有梯廳、警衛管理室、地下停車場等公共設施,公設比大約介於13-25%。
  3. 大樓:一般指超過10層樓並擁有電梯的集合住宅,常見包括中庭花園、地下停車場、警衛管理室、健身房、游泳池等多樣公共設施,公設比約在30-40%不等。

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1 我國各類住宅類型所占比例

資料來源:營建署住宅狀況抽樣調查報告及本研究整理

       依據國內針對公寓大廈公共設施用電相關文獻顯示,公共設施用電約占整棟集合住宅建築用電33~38%,顯見公共設施單元之用電量不容小覷,若能落實導入建築節能改善或管理,對住宅部門之節能減碳將有相當大之貢獻。經蒐集國內住宅用電之相關文獻,整理其能源使用情形說明如下:

(一) 住宅單元部分

       住宅類建築全年度耗能,以家電設備佔比最高約佔50%,其次為照明佔30%、空調佔20%。惟國內一般建築物當申請建築使用執照、建商交屋或房屋買賣時,幾乎所有電器設備皆尚未裝設,所以在前述階段檢核的重點,似乎僅有建築物外殼對未來空調需求的影響,惟該部分已含括在建築技術規則及綠建築標章制度的「日常節能」評估內容中。所以在取得使用執照或新成屋買賣時,除非建商針對私有之住宅單元已先行裝設空調、照明、必要家電(如冰箱、熱水器、爐具等)設備,否則進行建築能效標示之意義不大。

(二) 公共設施單元部分

       公共用電中耗電占比最大設備項目,依序為照明33~38%、電梯動力27~40%、給排水泵及抽排風機設備16~29%,反而因為公共空間之空調設備因住戶使用時間不長,通常管委會要求節省少開冷氣,故其空調耗電占比偏低僅不到10%。因此,若要針對公共設施單元用電進行建築能效標示,主要之大耗電項目為照明、電梯、揚水泵、地下停車場抽排風機等。

四、我國新建集合住宅導入近零碳建築之規劃重點

       主要考量之規劃重點包括下列三個面向:

(一) 外殼節能設計

       新建集合住宅於建築物規劃設計時,應依台灣高溫高濕之氣候特性及建築物型式,納入建築本體之自然通風、遮陽及外殼(包括外牆及屋頂)隔熱等節能設計手法,以盡可能降低對空調之需求,達到降低建築能耗之目的。

(二) 耗能設備系統選用

       應避免超量設計,並優先採用取得經濟部能源局節能標章或能源效率分級標示一級之家電設備產品,以提升能源使用效率。此外可導入家庭能源管理系統(HEMS),藉由能源消耗情形之可視化,來引導住戶使用行為自主落實節能。

(三) 再生能源系統選用

       於建築設計時可結合如太陽能光電板、太陽能熱水系統、風力發電系統等,惟考量各種再生能源之特性,其中風力發電因風場較佳之分佈,多位於離岸或空曠之處,且風力機組運作時將產生大量噪音,故風力發電設備較不適合設置於住宅人口密集之都會地區。建議集合住宅建築物設置之再生能源裝置,以太陽光電較具效益。

五、我國新建集合住宅達成近零碳建築之策略

       本研究針對新建集合住宅達成近零碳建築研擬之設計面策略,首先應強化建築物外殼隔熱設計,其次針對住宅單元之空調、照明、熱水、爐台等四項固定耗能設備,應優先採用具節能標章或能效標示一級之家電產品;至公共空間單元,則應著重於照明、電梯、揚水泵、抽排風機等大耗電項目(合計耗能占比約90%),優先採用具節能標章或能效標示一級之產品,或節能變頻之機種。惟考量住宅單元牽涉住戶隱私空間,故建議可針對社會住宅之公共空間單元,作為導入近零碳建築展示之場域,將亟具示範宣導意義。

       至執行面策略部分,本研究採SWOT法分析國內新建集合住宅之類型及能源使用情況,及導入近零碳建築之核心系統技術,以TOWS策略矩陣進行交叉分析,研擬新建集合住宅達成近零碳建築之推動策略,如表1所示。

六、結論與建議

       本研究已針對建築物本體設計、耗能設備系統技術及再生能源系統,盤點近零碳建築技術清單,可供社會住宅設計時參採,並建議結合能源可視化設備,如建築能源管理系統,連結相關耗能及再生能源設備,即時展示能源使用情形,及進行全年總用電統計分析,將可供民眾親身體驗如何達成近零碳建築,以帶動民間響應跟進。提出之建議如下:

(一) 辦理近零碳建築評估及技術之培訓講習

       為利推動新建集合住宅導入近零碳建築技術,未來建議針對建築師、空調技師及綠建築相關從業人員辦理培訓講習,以利辦理申請住宿類建築能效評估及標示。

(二) 由公有建築物優先辦理建築能效診斷及改善示範

       建議可由公辦之社會住宅作為優先示範之場域,帶頭推動近零碳社會住宅示範案例,導入近零碳建築技術,藉由政府帶頭示範,以引導民間自主性參與跟進,擴大建築節能減碳成效,俾達示範推廣之綜效。

表1 新建集合住宅達成近零碳建築之推動策略

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資料來源:本研究整理

 


[1]:以使用階段之碳排放而言,近零碳建築亦即近零能源建築,係為呼應我國淨零排放政策,故本研究內容統一採用近零碳建築用語。