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研究生: 陳怡蓉
Chen, Yi-Rong
論文名稱: 動態耗能密度理論的臺灣建築節能法規發展─新ENVLOAD指標
The Development of Taiwan Building Energy Code based on the Theory of Dynamic Energy Use Intensity Index--The New ENVLOAD Index.
指導教授: 林憲德
Lin, Hsien-Te
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 140
中文關鍵詞: 建築節能法規建築節約能源設計技術規範ENVLOAD指標建築能源動態基準
外文關鍵詞: Building Energy Code, Technical Code for Energy Conservation Design of Buildings, ENVLOAD Index, Building Dynamic Energy Index
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  • 我國關於空調型建築物節約能源設計指標之舊ENVLOAD公式,自1995年成立以來至今已逾22年之久。該公式由於採用1998-2002年之舊TMY2氣象數據,同時因為目前有些建築營運時間已經與22年前的情況甚有差異,使得該公式之信賴度不可避免被認為有衰退之情形。另外,由於近年來建築物日漸走向複合化、多樣化型態,使當年以單一建管分類對應單一基準的舊ENVLOAD系統已漸漸失去建築耗能預測之能力,也產生對大小規模建築物產生寬嚴不一的不公平規範現象。例如百貨大樓除了商業櫃位可能還包含健身房、電影院、餐廳、超市…等;不同的建築規模其耗能情況也可能天差地遠,例如小旅館與觀光飯店,雖然同屬旅館類建築,但其室內不同分區的室內熱情況卻是有很大的差別。
    而隨著建築使用的轉型,「建築能源動態基準」的需求也應運而生。近年在學術研究上發展出「動態能源的理論」,在建築能源的評估上也開啟了「動態修正」的先河,例如美國環保署關於建築能源的Energy Star認證、新加坡Energy Smart的建築耗能標示制度,都有著動態指標的概念。尤其日本在2013年啟動的「一次能源消耗量基準法」,更是一種徹底的「建築能源動態基準」。
    為了改善前述多項缺失,本研究採用目前國際最通用的eQuest建築動態耗能解析軟體與最新TMY3氣象數據,以「建築能源動態基準」之理論,由6類耗能特性空間分區之排列組合來加權計算ENVLOAD指標與基準值,如此可應付日新月異複合化、多樣化發展之建築型態,同時可保證建築節能法規有更公平的規範效益。
    本研究以實驗計畫法方式建立6類耗能特性空間分區之動態ENVLOAD回歸公式,其相關係數R高達0.884~0.957,證明這些新公式具有非常優良的建築能源預測功能,以此作為我國建築節能之管制工具應具有相當優異之信賴度。本研究設定新舊ENVLOAD公式對於建築市場有相同淘汰率,預計將有50~60%外殼熱性能設計較優的建築市場可保證其合格。內政部營建署同時也將過去屬於較不精準之AWSG指標所管制之建築物大量移入新ENVLOAD指標來管制,這將使我國的建築節能管理政策更加有效而落實。

    Building energy codes for public buildings in most countries apply one set of energy-saving benchmarks to one single building type, or "one-to-one" energy indices, so as the code carried in Taiwan. Taiwan's building energy conservation regulations has been more than 20 years since it was established in 1995. However, a single mix-use building comprises several functional areas and diversified operation hours. As a result, the one-to-one system is losing its reliability and fairness as buildings become more complex, and the need for a set of dynamic building energy indices emerges. This paper has created ENVLOAD, a dynamic system with 6 functional areas and predictive equations, which were simulated by eQUEST software and an experimental method based on parameters of the building envelope, air-conditioning schedule and indoor heat density. The equations prove to have strong predictive power with correlation coefficients between 0.88-0.96. These ENVLOAD indices modified for Taiwan's building energy codes can be applied to a wide range of complex and mixed-use public and commercial buildings.

    目 次 摘 要 I Extended Abstract III 謝 誌 III 目 次 V 表目錄 IX 圖目錄 XI 第一章 緒論 1 1-1研究動機與目的 1 1-1-1 全球性的能源危機 1 1-1-2 建築產業與地球能源使用息息相關 3 1-1-3 建築的發展進程 5 1-1-4 動機與目的 6 1-2研究範圍與方法 7 1-2-1 研究範圍 7 1-2-2 研究方法 9 1-2-3 論文架構 10 第二章 文獻回顧與分析 13 2-1 我國建築節約能源設計技術規範 13 2-1-1 建築外殼耗能量ENVLOAD 13 2-1-2 等價開窗率Req 17 2-1-3 平均日射取得量AWSG 18 2-1-4 小結 18 2-2 國際建築外殼節能法令 19 2-2-1 美國建築節能法令 19 2-2-2 德國建築節能法令 20 2-2-3 中國建築節能法令 21 2-2-4 新加坡的建築節能法令 24 2-2-5 日本的建築節能法令 24 2-3節能規範分項動態評估的發展趨勢 26 2-3-1 建築能源動態基準理論 26 2-3-2 我國能源動態評估法先驅 27 2-3-3 動態評估法的國際趨勢 34 2-3建築外殼耗能計算法與評估工具 39 2-3-1 建築耗能計算 39 2-3-2 建築耗能評估工具eQuest介紹 40 2-4氣象資料 41 2-4-1 建築外殼耗能量ENVLOAD採用之氣象數據 41 2-4-2 電腦動態耗能解析所採用之逐時氣象資料 42 第三章 動態能源使用趨勢下的節能法規 45 3-1既有ENVLOAD指標與基準之問題 45 3-2建築動態能源與使用功能分區 49 3-2-1 建築物的功能性空間分類 49 3-2-2 動態法規擴大ENVLOAD適用性 54 3-3 跨時代的動態建築節能指標 55 3-3-1 新ENVLOAD公式 55 第四章 建築耗能特性分區ENVLOAD評估指標與其基準之建立 57 4-1建築外殼性能的耗能因子 57 4-2標準模型的建立 59 4-2-1 建立新ENVLAOD公式發展過程與內容說明 59 4-2-2 標準模型建置 62 4-3耗能特性分區的樣本分析與ENVLOAD評估公式建立 67 4-3-1 標準模型的樣本分析 67 4-3-2 耗能特性分區的ENVLOAD評估公式建立 68 4-4 建立新ENVLOAD基準值 86 4-4-1 ENVLOAD基準值 86 4-4-2 基準訂立原則─指標合格基準相同 86 4-5 導入動態耗能密度理論的ENVLOAD指標系統 101 4-5-1 全棟建築之動態ENVLAOD指標 101 4-5-2 全棟建築之動態ENVLAOD基準值 102 第五章 結論與建議 103 5-1 新舊ENVLOAD之差異性 103 5-1-1 分類原則與基本條件差異 103 5-1-2 解析工具的選擇 104 5-2 結論 104 5-3 後續研究 105 5-3-1 擴大ENVLOAD適用版圖 105 5-2-2 擴展耗能特性分區 105 參考文獻 107 中文文獻 107 英文文獻 108 日文文獻 109 網路文獻 109 附 錄 111 附錄一 eQuest耗能解析細部數據 111

    中文文獻
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