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建築研究簡訊第107期 《專題報導》

日本近零能源建築發展觀摩研習計畫

一、研習目標

       有鑑於國際間建築節能與再生能源技術快速躍進,世界各國近年來均朝推動高性能近零能源建築方向發展,例如歐盟訂出2018年前所有公共建築及2020年前所有新建建築,須符合「近零耗能建築」的基準;英國更率先自2018年4月起,要求所有新建建築都必須符合碳平衡的零碳排放標準;美國能源部則提出「淨零能源商業建築倡議」,訂出2025年前所有商業類新建建築需達到零耗能標準;日本也設定2030年前實踐零碳建築目標。為瞭解日本相關政策及可供落實之建築相關先進技術,以加速我國近零能源建築的發展,本所於108年8月4日至10日赴日進行研習觀摩日本近零能源建築發展。

二、研習過程

       為推動我國近零能源建築的未來發展,本次研習團隊由本所王所長榮進擔任團長,並邀請國立臺灣科技大學建築系鄭教授政利、國立成功大學建築系蔡教授耀賢、財團法人工業技術研究院洪技術總監英彰與財團法人臺灣建築中心柯經理文立等專家學者一同前往,研習期間並出席永續建成環境東京國際會議 (Sustainable Built Environment Conference 2019 ,SBE19),了解全球永續建築技術研究方向,同時前往拜會「公益社團法人 空氣調和・衛生工學會(SHASE)」、「一般社團法人 環境共創倡議(SII)」及「國立研究開發法人建築研究所(如圖1)」等單位與參訪「清水建設總部大樓」「大成建設研究開發技術中心」及「東京大學21 KOMCEE教學大樓」等實際日本近零能源建築案例。透過觀摩實際建置案例及參與研討等方式,蒐集日本相關技術與作法;並與上開單位、專家學者及產業界進行政策推動、設置技術、案例經驗等資料收集與意見交流,除供我國推動永續智慧社區之參考外,亦期能建立互相交流合作的平台,進一步深化我國既有技術、提出制度改善建議及拓展國際視野。

 

圖1團隊與國立研究開發法人建築研究所合影

 

三、日本近零能源建築發展現況

       日本近年有關建築能源相關之國家政策主要是由國土交通省、經濟產業省及環境省等3個平行單位跨部會合作、專業分工,擬訂中長程政策。其中國土交通省負責制定建築物節能法令及建築耗能計算基準等,並推動建築能源性能標示制度 (Building-Housing Energy-efficiency Labeling System,BELS);環境省則以巴黎協定減少二氧化碳之低碳社會為目標,以一般民眾為對象,制定減碳推廣政策;而經濟產業省則研擬日本國家之能源基本計畫,並研擬相關前瞻對策。

(一)日本建築節能相關法令

       在推動近零能源建築的政策前,日本國土交通省在2013年即開始針對該國各類型建築耗能進行普查。隨後配合日本政府(環境省)在2015年巴黎協定中提出溫室氣體減排目標規劃在2030年之溫室氣體排放量應較2013年減量26%,其中住宅與非住宅建築應較2013年減量40%的承諾。因此,國土交通省在2015年7月,頒布了建築節能法,並於2016年4月開始實施,其中提出對於獲得具有較佳節能性能認證之建築物,提供容積獎勵,並推行建築能源性能標示制度(BELS)等政策,成為近零能源建築發展的基礎。

       BELS主要是基於日本國立研究開發法人建築研究所開發的建築能源計算程式計算得的建築耗能指數(Building Energy Index,BEI),並與同類型建築物之耗能程度進行比較,給予1星到5星的評價(如表1)。而各類型建築耗能基準值1.0則是依前述在2013年普查之平均值。

 

表1日本BELS分級

       檢討BELS推動成果後,國土交通省在2017年4月開始針對大規模的非住宅類建築(2,000m2以上)必須強制通過BELS認證,中等規模以上的所有建築物(300m2以上)則都必須於申請建造執照時提出建築耗能指數(BEI)的計算結果等強制性政策,進一步強化建築節能之規定。

       因此國土交通省在2019年5月,對《建築節能法》進行修訂,規劃將所有中等規模非住宅類建築物(300m2以上) 都必須強制計算建築耗能指數(BEI)並應符合建築節能法所定之節能基準、新增複合型建築物節能性能評價,並制定設計單位應將建築節能性能向建築所有人說明之義務。(表2)

 

表2 日本近年建築節能法修訂內容

 

(二)日本近零能源建築定義與發展

      依據國土交通省所提出的建築能源性能標示制度(BELS)及建築能源計算工具為基礎,經濟產業省於2015年召集相關學界(如SHASE)組成「零能源建築推動委員會」及「零能源住宅推動委員會」制定並公告日本近零能源建築及住宅的定義:非住宅類建築可依照其建築耗能計算基準分為零能源建築(Zero Energy Building,ZEB)、近零能源建築(ZEB Nearly)及準零能源建築(ZEB Ready)3級(表3);住宅類建築亦可分為零能源住宅(Zero Energy Housing,ZEH)、近零能源住宅(ZEH Nearly)及準零能源住宅(ZEH Ready)3級(表4)。

表3日本近零能源建築定義

 

表4日本近零能源住宅定義

 

       前述2推動委員會並於2015年公布ZEB與ZEH的推動藍圖,在ZEB部分以2020年前所有新建公有建築應該符合準零能源標準並在2030年前所有新建建築須達符合零能源標準;ZEH部分在2020年前50%新建住宅應該符合準零能源標準,逐步推動至2030年前所有新建住宅符合準零能源標準。

       依據2018年日本ZEB與ZEH委員會公布之推動成果,ZEB部分已提前達成目標,而ZEH部分16%新建住宅已符合ZEH標準,並針對推動結果提出改進措施與調整政策方向。

(三)日本近零能源建築推廣補助策略

       綜上所述,即便國土交通省已將揭露建築耗能指數納為法制上的強制義務,迄今經濟產業省的ZEB及ZEH政策主要以公有建築為強制推行標的,而私有建築仍屬於自願性質,故經濟產業省與環境省亦制定委由外部法人單位(如SII)辦理之ZEB/ZEH相關登錄、補助與普及政策等3項屬自願性質的推廣手段。

1.登錄制度主要針對建築與住宅規劃設計、施工及業主為推廣對象。經登錄完成的單位均可獲得對應的近零能源建築標示,可自由用於登錄單位的宣傳文宣,除了可以成為該單位的公共關係(Public Relations,PR)亮點外,並可提升為所有企業的企業社會責任(Corporate Social Responsibility,CSR),推廣近零能源建築理念。

2.補助金制度由經濟產業省及環境省制定,分別由不同法人單位檢核申請資料並發放。在ZEB部分主要針對建築物所有人進行補助;而ZEH則細分為獨棟住宅的新建與既有改善補助,補助對象可為建築所有人與施工廠商,另針對集合住宅開發商規劃有超高層(21層以上)及一般集合住宅的新建補助。

3.普及政策則是由經濟產業省委託相關法人單位製作並發行ZEB設計指引與ZEH設計指引等提供從業人員於設計時之參考,同時配合補助金申請業務,辦理公開說明會,推廣建築節能理念。

 

(四)日本近零能源建築案例

       在了解日本近零能源建築及住宅的政策後,本次研習參訪了東京大學21KOMCEE教學大樓、清水建設總部大樓、大成建設ZEB示範大樓與次世代研究開發棟,以實際了解近零能源建築在日本的發展成果。藉由參訪這些近零能源建築案例,觀摩學習到許多可運用在建築節能上的創新思維,例如清水建設總部大樓為日本首座「零能耗建築(ZEB)」,規劃設計時間為2005年,更早於日本政府的零能源建築政策的擬定,其中外牆運用了LOW-E玻璃與太陽能發電模組混和搭配等創新技術,讓該大樓在2015年與東京都一般辦公大樓相較約減少61%能源用量。一方面大成建設的次世代研究開發棟作為技術實驗中心,設有大量實驗室,為減少實驗室能源消耗,採用高度的區域控制,直接提供目標區域的空調與照明控制,減少能源浪費。「T-Labo.Next」控制技術即是該公司開發的控制技術,結合人體感知,可動式出風系統,達成局部換氣與照明調整,維持研究人員舒適安全的工作環境。而與清水建設一樣,大成建設亦開發有太陽能薄膜電池外牆(如圖2),運用在外牆技術,使傳統各方討論的建築外殼節能技術,突破至創能的範圍,解決都市區域再生能源設置範圍不足的問題。

 

 

圖2大成建設ZEB示範大樓太陽能電池外牆(資料來源:大成建設)

 

四、研習成果

       藉由本次奉派赴日本觀摩研習該國近零能源建築發展,可大致了解近零能源建築制度影響的產業別眾多,亟需各專業領域投入,日本即採跨部會分工合作,結合經濟產業省、環境省及國土交通省等3個部會,分就權管之範圍由建築能源標示(國土交通省)、ZEB/ZEH定義及登錄制度建立(經濟產業省)、產業補助推廣(經濟產業省與環境省)等多個面向實施。然而在推動過程中亦仍有核心管理的組織,即經濟產業省的ZEB/ZEH策略規劃研究會統籌,定期追蹤並修正全國的政策方向,以推動近零能源建築制度。

       日本在近零能源建築政策上制定了多階段的目標,從初期仍以公有建築為推行標的,而到私有建築仍屬於自願性質,推動迄今僅逐步將建築能源計算納為法制上的強制義務。

       為了加強志願性質的近零能源建築制度推動,日本ZEB與ZEH推廣的補助相關措施,除了提供相關產業線上登錄並發放專用標識,作為表揚措施外,亦對購買人、所有權人及開發商等發放直接的資金補助,有助於ZEB/ZEH的落實。

       此外綜合本次日本建築研究所、SII與SHASE的訪問成果,針對我國綠建築標章與近零能源系統之調合進行初步研究,並將參考國際相關零能源建築ZEB與零能源住宅ZEH的判斷基準擬定我國ZEB與ZEH的定量定義草案,與本次日本近零能源建築觀摩研習所得之發展理念一致,後續可參考日本經驗,規劃我國綠建築能源計算與標示之研究。