專家專欄

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以台灣綠建築評估法用於即有辦公大樓的節能改善

燧人氏發明火與瓦特發明蒸汽動力,是利用能源推進人類文明的重要事記。如今過量使用化石能源造成地球溫室效應,反而威脅人類生存環境。火力電廠每輸出一度電,要燃燒約0.4 kg的媒,燃燒過程產生30克飛灰、9克硫,6000 kJ的熱,以及約1.0 kg的CO2。也因此美國普立茲得獎人Thomas Friedman在他書中(地球是平的),將節約能源列為第五能源,建議列為最優先發展的能源,也是無污染的能源。

世界各國都市化的趨勢,引起都市熱島效應與熱堆積等問題,更使空調耗能加速成長,我國空調用電約占辦公類建築物耗電總量的一半。因即有建築物比例約為97%,我國綠建築標章中針對舊建築物改善(EEWH-RN),提供第二類評估法,以「減碳效益評估法」評估建築物之空調、照明、電機、再生能源、營運管理等,將減碳技術實施所獲得之減碳效益,用於評估改善前後的減碳效益百分比(Carbon Reduction Ratio)。

本文作者曾以北部某政府高層辦公大樓,分別針對空調主機、水側及空氣側三大系統,並以網路遠端管理,提出節能改善方案。該案共用四種節能技術,分別為減少熱傳溫差提高冰水主機的熱力效率,將冰水系統置入變頻控制,因應空調需量之變風量控制,並以建築能源管理系統(BEMS)進行網路遠端智慧控制,使設備運轉得以因應空調需量並使室內風量分佈均勻。節能改善後,經過設備性能實測且利用建築動態模型進行能源分析,結果顯示,改善後空調耗電每年可減少了646,200 kWh,為改善前空調總耗電之18.34%,為改善前建築物總耗電之8.37%。由EEWH-RN第二類評估法,計算得知本案最大減碳潛力為每年3,084噸,本次改善案的減碳效益每年約517噸,減碳效益百分比達到16.76 %,獲得銀級綠建築。以上改善只針對空調系統,所獲得之減碳效益約為一座大安森林公園,就如Friedman先生所說,節約能源是最好的電廠。

下表為改善前後各項設備耗能比較與節能百分比,水泵節能比例高,是因本案停用儲冰鹵水泵。風機節能來自變頻控制,作為空調需量的管理。

 
   

改善前(kWh/yr)

 

改善後(kWh/yr)

 

節省(kWh/yr)

 

百分比

 

(%)

 

冰水主機

 

2,386,000

 

2,130,200

 

255,800

 

10.72

 

冷卻水塔

 

123,300

 

111,700

 

11,600

 

9.40

 

風機

 

382,200

 

302,500

 

79,700

 

20.85

 

水泵

 

631,700

 

332,500

 

299,200

 

47.36

 

小計

 

3,523,200

 

2,876,900

 

646,300

 

18.34

本文所述建築空調節能改善,是在沒有更換設備下達成,以變頻控制、系統最佳化,以及利用能源資通訊科技(ICT),所整合而得的成效。如此作法避免建築物使用中造成空調中斷在實施上的問題,同時以低成本方法獲得節能效益。綠建築標章對舊建築所提供的第二類評估法,參考該類建築物單位樓地板面積年用電量(EUI, kWh/yr.m2),以經濟部能源局公告之EUI值,用於計算改善前後的減碳效益百分比。其評估法除適用於辦公建築,亦適用於各級院校,作者提議教育部可參考推行,使各級院校尤其對舊校舍進行節能改善,獲取綠建築標章,逐年達到具體的節能減碳成效。