學習資源搜尋

風能於建築節能技術之利用與管理

2019-10-21

林彥廷 副研究員

行政院原子能委員會核能研究所


建築節能的核心技術為提高建築能源之使用效率,其核心亦可區分為主動式與被動式節能技術。由於台灣位處於亞熱帶與熱帶季風氣候,且依照國土面積計算,於世界人口稠密度排行第10,因此被動式節能技術則必須積極開發,以提升能源利用率。對於大型集合住宅,其被動式建築節能則可透過再生能源開發補充建築所需能源。但由於超高層建築物之容積率,太陽能發電系統所能建置的面積過於狹隘,造成所發出之電能與所使用之需求比例太低。超高層建築整合風力發電系統則逐漸成為國際商業建築之開發目標。台灣內政部建築研究所於101年建立綠建築評估制度,並完成各類綠建築評估手冊(如圖1),計有基本型(EEWH-BC)、住宿類(EEWH-RS)、廠房類(EEWH-GF)、舊建築改善類(EEWH-RN)及社區類(EEWH-EC)等5類,並於104年開始施行。其中台灣綠建築評估手冊基本型之空調節能技術評估表以及社區型之節能減廢,亦提供再生能源發電評估項目。評估手冊也利用環境風能計算建築物的通風換氣評估的指標與基準,以及計算社區之都市熱島評估指標。當住宅或商業建築物設計係透過綠建築評估手冊之要求,則可獲得政府相應政策補助與獎勵。

圖1 綠建築評估手冊-基本型 (圖片來源:內政部建築研究所)

 

由於超高層建築物遠離地面,因此高空對流較為強烈且迴流區影響較低,故可應用風力發電系統。近幾年風力發電機整合超高層建築物之實際應用,計有英國倫敦Strata SE1之57kW總額定功率風力機、巴林Bahrain World Trade Center(如圖2)之675kW總額定功率風力機(如圖2)與中國大陸之珠江城大廈之垂直軸風力機。在台灣經濟部能源局則透過躉購電價制度(點我了解什麼是躉購費率?)鼓勵建置單一中小型風力發電系統,以建築物整合風力發電系統為例,安裝額定功率30kW以下之風力機系統則可獲得每度電7.87元之補助,為最高之再生能源發電費率。風能評估與選址則可通過經濟部能源局千架海陸風力機-風力資訊整合平台(http://pro.twtpo.org.tw/)獲得2公里解析度之風能模擬資料與風力機發電預估。風力資訊整合平台所提供之風能與風速模擬亦可用於計算綠建築評估所需之戶外通風評估、都市熱島評估與風影區。台灣島位於東北季風流經處,季風受中央山脈與台灣海峽之地形影響而有加速之效果,因此在台灣西岸之苗栗到新北市北海岸皆有值得開發與利用之風能,故國外所建構之風力機整合建築物開發經驗值得國內效仿與精進。

圖2 巴林世貿中心Bahrain World Trade Center

 

根據2011年聯合國環境規劃署(United Nations Environment Programme , UNEP)發行之“Towards a Green. Economy:Cities-Investing in Energy and Resource Efficiency”報告提出,計有50%以上的全球人口群居於都市中,而都市能源約占全球總能源的60%以上。又依據台灣研究調查顯示,台灣之公寓住宅類建築物以家電類51%為最高耗電量,次之為室內照明27%、室內空調22%;辦公大樓之平均之耗電則分別為室內空調45%、機房設備15%、室內照明及弱電設備40%。因此建築物對國家能源消耗佔有一定比重,台灣政府多年來依循已開發國家建立“建築能源效率標示制度”,目前已強制要求五千萬元以上之公共工程及房屋建造須執行綠建築設計。未來期望台灣政府可強制認證建築物節能標章以降低居家與商業建築之能源消耗,並透過節能標章提升綠建築之價值。