办公建筑节能技术手册

D1D1辦公類建築節能技術手冊一、我國辦公建築之耗能概況(一)商業部門之耗能現況我國住宅及商業部門之耗能形式以電力為主，煤氣為輔。依據經濟部能源局的統計，我國電力消費依部門別由民國70年至90年之資料如下表，表中顯示住商部門用電量佔全國電力消費量的31%，僅次於工業用電的56%，而且隨著生活水準的提高，住商部門的用電仍以年成長率10%的速率增加，尤其商業部門的年成長率11.7%為各部門之冠。表D1-1-1我國各部門能源消費狀況(單位：百萬度GWh)項目工業農業及運輸住宅商業其他總量70年2589065.9%9922.5%728318.5%20785.3%30657.8%39308100%80年5339558.5%21892.4%1823320.0%80078.8%942510.3%91249100%90年9887256.22%33451.9%3565620.3%1906210.8%1897410.8%175909100%成長率6.9%6.3%8.3%11.7%9.5%7.8%由於商業部門並非能源生產部門，故節約能源及能源最佳利用乃是商業部門對整體能源政策能夠做出貢獻的唯一方法，若依商業部門民國90年總電力消費量19062百萬度，節約10%每年即有19億度之節能潛力。(二)辦公建築之耗能推估1.由營建署歷年使用執照統計推估辦公建築總面積營建署自民國65年起對各縣(市)政府核發之使用執照內容公佈統計資料，民國69年以前的資料不分類別，只有總面積，70年起則分類為住宅、商店、工廠、辦公室、學校、其他共七類。茲假設69年以前核發使用之辦公室已不適合使用，而將70年至90年之辦公室樓地板面積類計得到總樓地版面積為47341505㎡，如表D1-1-2所示，辦公建築總樓地板面積佔全部建築物總樓地板面積的6%，佔商業部門建築物總樓地板面積的20%。表D1-1-2各類建築物歷年使用執照統計面積(㎡)住宅商店工廠辦公室學校其他合計70-90年總計32838505019072038794774648473415053528535182968281779475222各類總計面積4224126511100D2比例%商業部門面積比例%08002000100近10年來興建「廠辦大樓」的風氣很盛，故工廠類建築中有相當成分的辦公空間以工廠登記，採用工業用電，實際的辦公建築總樓地板面積由使用執照統計無法得知。2.由工商及服務業普查報告推估辦公建築總面積行政院每5年進行一次工商及服務業普查，其普查報告之行業別係依中華民國行業標準分類，其中需要辦公室空間的為服務業部門，服務業部門之大分類有：不動產及租賃業、專業科學及技術服務業、醫療保健業、文化運動及休閒服務業、金融及其輔助業、證券期貨業、其他服務業共七類。本研究依建築管理之分類原則，剔除醫療保健業，其餘各行業使用之建築物認定為辦公建築。由民國90年台閩地區工商服務業普查報告中合計各行業之使用辦公建築總樓地板面積為37120702㎡。此數字的可信度頗高，可認定為商業辦公建築之總樓地板面積。3.辦公建築之總耗能推估由以往國內節能相關研究對於商業辦公建築之耗能調查顯示其EUI統計平均值約為148.64kWh/㎡‧yr(圖D1-4-1)，依此值乘以前述之商業辦公建築總樓地板面積，可得民國90年全國辦公建築全年總耗電值為5518百萬度，此值若以民國90年住商部門總耗電量19062百萬度，依辦公類建築面積比例(表D1-1-2)攤派20%至辦公類，再依本研究各類建築EUI實測經驗作EUI權值調整，辦公類相對於其他商業建築之權值為0.68，則民國90年全國商業辦公建築物全年之總耗電值可推估為19062GWh×20%×0.68＝2592百萬度。此值為實際以非工業用電之辦公建築物總用電，比對上述兩種算法所得之值。可知真正發生在商業部門的商業辦公建築用電約佔全國商業辦公建築用電的47%，有一半以上的商業辦公用電採用工業用電。另一方面，關於政府機關辦公廳舍的耗能情形，經濟部能源局經由台電公司提供的88年9月至89年8月政府機關一年的用電資料統計顯示中央政府用電1667240008kWh，地方政府用電為1742101987kWh，合計總用電量為3409百萬度，此一電力消費依能源統計是歸類在其他部門中。以上分析整理如表C1-1-3。表D1-1-3民國90年辦公建築電力消費推估(單位：百萬度GWh)工業部門商業部門其他部門合計總用電量2939259234098940比例%32.92938.1100D3二、辦公建築耗電監測及調查方法(一)監測1.監測事項各項設備應監測的事項依監測擷取數據的用途而定，本研究建立建築耗能資料庫及瞭解分項耗能結構之用；因此應監測：空調系統用電負載及耗電量。照明及插座系統用電負載及耗電量。動力系統及其他用電負載及耗電量。2.監測儀器及規格針對能源設備之監視與耗能分析等不同目的而需要現場不同程度的耗能資訊，按不同資訊需求選擇下列儀器，依其性能規格組合應用之。2-1感測器類2-1-1溫濕度計(電子式)、熱電偶(k-type)、溫度感測探針、電流勾表(數位式)、電流傳訊器、三相電力傳訊器(VerisH8035)、超音波流量計。2-2記錄器類2-2-1移動式數據記錄器(數位式)、六點記錄器、VLC-1600C3。2-3分析及控制器類2-3-1建築物監控單元(BCU)搭配TracerSummit監控軟體、BACtalkLsiController搭配BACtalkOperatorSoftware、或自行開發之軟體及PC電腦。3.監測作業3-1監測系統之建立步驟及作業流程建築物能源管理之監測應依以下步驟建立監測系統，再依流程進行監測。3-1–1由建築物電力系統單線圖及昇位圖瞭解建築物各項能源設備系統的分電盤位置及內容。3-1–2經現場細部查訪核對，確認或修正能源設備管線之平面圖及昇位圖。3-1–3針對耗能分析所需要的監測事項，規畫監測點位置。3-1–4監測點工作環境及安全檢視。3-1–5感測器、記錄器、分析及控制器之安裝與設定。3-1–6監測系統連線測試。3-1–7建築物耗能實測。3-1–8建築物能源管理監測系統之作業流程如下圖所示：D4設備電力系統圖面蒐集現場訪查確認設備系統圖面監測點位置規畫監測儀器安裝及設定監測系統連線測試建築物耗能實測銜接耗能分析作業提供設備操作者對設備運轉條件設定、節能操作方式、自動控制調整及耗能異常診斷之參考。建立設備性能判定基準提供建築設備維護者判斷應進行何種維修改善或替換之參考提供能源會建立耗能資料庫照明空調機電圖D1-2-1建築物能源管理監測系統之作業流程3-2測點規劃及作業方法測點之規劃以監測能源設備系統之效率為目的，不做單機性能效率之檢測。設備系統依如下大分類為空調系統、給水系統、輸送系統及照明系統，其測點規劃原則及作業方法如下：3-2–1規劃原則3-2-1監測點位置規劃原則：3-2-1-1依擷取數據的用途層次不同決定之測點數目。3-2-1-2依建築現場電力系統組合配置情形決定測點位置。3-2-1-3監測儀器架設應掛設於變壓器後之低壓側。6-2-1-4現場設備已具有儀表者可採用儀表自動記錄或抄表記錄。3-2–2作業方法針對電力系統分項耗能之監測為遷就原有建築物現場之配線組合方式通常不是依照能源查核目的而設，故監測點架設係依其與本計畫研擬之分項方式的差異點加裝電流傳訊器或記錄器，其方式如下：3-2-1對使用時程固定且為固定負載的設備，(如通風換氣扇、訂時空調箱、定D5時電扶梯等)不必加裝記錄器。只要調查其運轉周期，計算運轉時間，再測量其瞬時運轉電量即可。3-2-2對使用時程不固定，而為固定負載的設備，(如清水污水泵、不定時空調箱等)加裝計時器紀錄運轉時間，再測量其瞬時運轉電量。3-2-3對於使用時程不固定，又為變化負載或變化使用率的設備，(如冰水主機、區域照明、廚房動力等)加裝瓦時器測錄其累計用電量KWH。3-2-4室內CO2濃度、照度、溫濕度之測試，根據日本衛生管理基準，找標準上班日一日測三次即可，及上班後一小時、中午(11時)、下班前一小時共三次，測點可在標準水平面選三點，最好在空調出風口、一般作業面外氣引進處選三點，測試高度約120cm(接近人體作業面)，以均勻分佈為原則。3-3儀器安裝與設定感測器、記錄器、分析及控制器等儀器之安裝與設定，請參考各該儀器的使用手冊。4.網路作業4-1功能要求為了改良傳統建築設備監控都要在中央監控室聘僱操作人員全天守候之缺點，而利用今日網際網路無遠弗界的優點，本規範對網路作業提出基本功能要求如下：4-1-1開放式平台4-1-1-1採用BACnet通訊協定，做為建築物能源管理及建築設備自動化整合的機制，使得各種不同功能的電腦化設備之間能夠進行資訊交換，而且其記錄檔案為通用格式(例如文字檔.txt或java等)，可在任何作業平台上進行讀取與分析。4-1-1-2如果建築設備不支援通用檔案格式或無法外部取得資源，則需藉由長期性設置移動式數位量測系統之方式，使其具有開放型中央監測系統之功能。4-2網路系統架構系統作業平台需能支援目前主流之網路傳輸協定(例如TCP/IP等)，上網方式視該建築物有否加入區域網路而分為下列四種網路架構，參見系統架構圖：4-2-1設備可支援通用檔案格式且可外部取得資訊，而且建築物已加入區域網路，可使用LAN者，為Type1。4-2-2設備可支援通用檔案格式且可外部取得資訊，但建築物未加入區域網路，只能以Modem撥接者，為Type2。4-2-3設備不支援通用檔案格式已設置長期性移動式數位量測系統，而且建築物已加入區域網路，可使用LAN者，為Type3。D64-2-4設備不支援通用檔案格式已設置長期性移動式數位量測系統，但建築物未加入區域網路，只能以Modem撥接者，為Type4。4-3軟體、硬體規格以上各系統之數據，必須全部傳送至能源資訊中心進行分析及監控，這樣才算完整的「建築能源管理網路監測系統」，能源資訊中心之軟體、硬體規格如下：4-3-1軟體的規格，必須具有遠端遙控存取現場監測端之紀錄器或PC之能力。4-3-2硬體的規格：於網路方面則是寬頻專線連結HUB與網路卡；於電信線路方面則是支援V.90通訊協定之64K數據機與電話線路。5.安全注意事項5-1所有電力系統監測儀器之安裝與測試都必須由領有專業執照之電匠在現場電工人員陪同下為之。5-2監測儀器安裝時，應注意配電盤狀況，避免造成跳電。6.儀器使用說明儀器名稱儀器實體照片說明1.電流傳訊器(Hawkeye8035/9036)依監測點之電流量大小，本計畫使用100A、300A、400A、800A、1600A、2400A等六種類型。2.網路系統整合路由器(EServer，H8800-1)利用對絞隔離線將各監測點之電錶受監測的即時數據傳輸至本路由器中，予以紀錄，並利用數據線路傳輸回蒐集的監測中心，或是到現場利用RS232介面與電腦連接。D7儀器名稱儀器實體照片說明3.E/ServerDialup軟體E/ServerDialupVersion1.09軟體為透過網路系統整合路由器，將各監測點之數據傳輸記錄於電腦中，並設定每一個電錶所資料與記錄時間。4.即時連線PC利用對絞隔離線將各監測點之電錶予以串連，最後透過RS-232與RS-485轉接器與PC結合，予以即時監測，並透過數據線路或INTERNER予以遠端遙控。5.RS-232與RS-485轉接器(ADAM-4520)將RS-485介面轉換成RS-232介面，與PC連接，藉以傳輸數據整合於監測系統中。6.EnerceptMetering軟體於PCBASE系統中所使用的即時監測軟體，將各監測點之數據傳輸記錄於電腦中，並設定每一個電錶所資料與記錄時間。D8儀器名稱儀器實體照片說明7.照度計使用儀器為TES-1330，測量範圍由0.01lux~20000lux，於測試當日上午進行全面性的測點均勻分佈量測，每一樓約有30個測點。8.溫濕度計手持德製Testo615型之輕巧型溼度計，是固定式測棒的溼度計，具有大型顯示幕，鎖定讀值、最大、最