大专校园建筑耗能特性与节能设计对策

大專校園建築耗能特性與節能設計對策大專校園建築耗能特性與節能設計對策郭柏巖朝陽科技大學建築系助理教授朝陽科技大學建築系助理教授綠建築審查委員1綠建築審查委員歷年台灣電力尖峰負載與備轉率歷年台灣電力尖峰負載與備轉率30,0001621,76222,23723,8301425,0001214尖峰負載(千瓩)備轉率(％)1532116,70417,66618,61019,93321,7621120,000千瓩)1012%)13,44214,51115,321485.67.76.77.41000015,000尖峰負載(千68備轉率(%4.24.84.74.85,00010,0002407879808182838485868702年度29年度建築空調尖峰耗電量佔夏季尖峰總耗電量1/3建築空調尖峰耗電量佔夏季尖峰總耗電量1/3MW夏季與冬季的用電差27%240002500026000MW200002100022000230001600017000180001900020000130001400015000160001994年1995年1996年1997年1998年1999年2000年12000123456789101112月份1998年1999年2000年31979∼2001年台灣電力消費狀況1979∼2001年台灣電力消費狀況120,000比例/成長率100,000工業住宅商業農業及運輸其他56.2%/6.9%80,00060,000百萬度2000040,00020.3%/8.3%108%/117%020,00010.8%/11.7%1.9%/6.3%4民國68年民國69年民國70年民國78年民國79年民國80年民國88年民國89年民國90年、大專校園能源使用現象一、大專校園能源使用現象5現象1：校區大，建築分散不好掌握現象1：校區大，建築分散不好掌握面臨「用電資訊不足無法執行管理的窘境面臨「用電資訊不足」無法執行管理的窘境6現象2：建築日漸大型化現象2：建築日漸大型化成大機械系管7現象3：建築物使用機能複和化現象3：建築物使用機能複和化8現象4：建築普遍空調化現象4：建築普遍空調化大專普通教室的空調普及率9大專普通教室的空調普及率約9成以上現象5：建築立面大量玻璃帷幕化現象5：建築立面大量玻璃帷幕化10現象6：不當的建築設計導致能源浪費現象6：不當的建築設計導致能源浪費11國內各級學校高壓用電量比較國內各級學校高壓用電量比較國內屬於高壓用電戶的各級學校全國約有836戶國內屬於高壓用電戶的各級學校全國約有836戶，全年用電量約11.78億度，25億元大專院校的數量少只佔164%，而耗電量卻高達62%大專院校的數量少只佔16.4%而耗電量卻高達62%戶數比例尖峰用電離峰用電總用電度用電比戶數戶數比例(%)尖峰用電(萬度)離峰用電(萬度)總用電度(萬度)用電比例(%)國民小學24329.075,5972,2687,8656.67國民小學24329.075,5972,2687,8656.67國民中學19523.336,1072,6408,7477.42高中職+啟智24228.9515,3357,18022,51519.10專院校大專院校13716.3944,10028,84272,94261.89軍事學校192.273,5832,2115,7944.92總計8361000074722431411178631000012總計836100.0074,72243,141117,863100.00資料來源：學校節約能源技術手冊2003，經濟部能源委員會大專院校建築耗能密度偏高大專院校建築耗能密度偏高高中以下到小學的耗電密度依序降低分別為高中以下到小學的耗電密度依序降低，分別為22.81、20.38∼21.96、15.3∼17.35kWh/(m2.yr)學校的建築規模與數量、空調設備普及率與建築使學校的建築規模與數量空調設備普及率與建築使用時間長短，為影響學校耗電量的幾個重要原因幼稚園高中大專樣本數台中(39)台中(48)台北(77)台中(18)台北(62)台北(62)台灣(10)國小國中樣本數台中(39)台中(48)台北(77)台中(18)台北(62)台北(62)台灣(10)kWh/(m2.yr)47.0017.3515.3021.9620.3822.81100.85倍率30113100144133149659*1取自「沈心怡2001」，*2取自「雷志文2001」，*3取自「黃世孟、周鼎金，2000」，*4本研究所調查註：本表數據是以建築總樓地板面積作為比較基準括弧內數字為樣本數倍率3.071.131.001.441.331.496.5913*4本研究所調查註：本表數據是以建築總樓地板面積作為比較基準，括弧內數字為樣本數調查87∼89年間10所公私立學校調查87∼89年間10所公私立學校將近120棟建築物的用電資料將近120棟建築物的用電資料學校名稱區位校地面積(2)建築物總面積(2)學生人數學系數研究所學校名稱區位校地面積(m2)建築物總面積(m2)學生人數學系數研究所交通大學769,014312,6819,8041617元智大學北部元智大學239,100114,1437,6742112台灣科技大學151,904134,5257,031134彰化師範學院5107931639444252205北部彰化師範學院510,793163,9444,252205逢甲大學237,857151,80619,2372822成功大學1721563352928161283421中部成功大學1,721,563352,92816,1283421長榮管理大學263,52977,3107,107172台南師範學院98147815143420134南部台南師範學院98,14781,5143,420134高雄應用科技大學98,03994,4708,965188高苑技術學院206,96594,66310,530111南部14高苑技術學院206,96594,66310,530111二、不同校園類型耗電特性二、不同校園類型耗電特性151、大專院校耗電成長率分析1、大專院校耗電成長率分析45,000,00035,000,00040,000,00045,000,000許多學校為提升競爭力無不大興土木進行各項建設，紛25,000,00030,000,000Wh)公立學校私立學校進行各項建設，紛紛以空調教室與空調宿舍作為吸引學生就讀的條件之一15,000,00020,000,000年總電度值(kW生就讀的條件之05,000,00010,000,000全年085年14,602,82830,280,6605,812,0001,466,72386年31,468,96634,376,2405,940,0002,558,500成功大學交通大學彰化師範學院台南師範學院高雄應用科技大學元智大學逢甲大學長榮管理大學高苑技術學院年,,,,,,,,87年36,311,14541,775,9006,302,00010,324,0005,462,0006,939,48188年34,050,43240,417,4008,142,0004,100,0006,775,60922,119,37911,008,0006,529,0007,045,37489年33,693,87738,277,1248,523,0004,251,0008,030,83723,055,84112,568,0007,596,0009,419,10916每年平均降低4%耗電量改進平均5.65%的成長趨勢每年耗電量增加10.7%，成長速度將近是公立學校的2倍當年統計數據與朝陽近三年耗電比較當年統計數據與朝陽近三年耗電比較172各類學校耗能特性分析(kWh/m2)250.002.各類學校耗能特性分析(kWh/m)200.002.5倍150.00m2.yr)校地面積介於206,965263529m2大學科系約在13∼14個、研究所約在4100.00kWh/(m∼263,529m2研究所約在4∼5個左右50.000.00kWh/(m2r)5083512274447448824184459828122931284319789彰化師範學院台南師範學院逢甲大學高雄應用科技大學高苑技術學院長榮大學成功大學台灣科技大學交通大學元智大學kWh/(m2.yr)50.8351.2274.4474.4882.4184.4598.28122.93128.43197.89(1)公立學校的補助經費多，教學環境與設備良好，導致耗能密度也較高18(2)私立大學的經費不若公立大學充裕，對於電費的支出也較為謹慎2各類學校耗能特性分析（kWh/人）2.各類學校耗能特性分析（kWh/人）3500004,000.004,500.002000kWh/人2500003,000.003,500.00人2000kWh/人1500002,000.002,500.00kWh/人1100∼1700kWh/人500.001,000.001,500.00560900kWh/人0.00500.00彰化師範學院台南師範學院逢甲大學高雄應用科技大學高苑技術學院長榮大學成功大學台灣科技大學交通大學元智大學560∼900kWh/人(1)越以理工學院為主的公立大學，每人平均全年的耗電量明顯高於私立大學kWh/人1,689.481,162.44558.36746.78718.29896.471,971.642,250.603,848.282,795.8419(1)越以理工學院為主的公立大學每人平均全年的耗電量明顯高於私立大學(2)在合理的使用情況下即使每班學生人數較低，仍有維持基本運作的耗電量2各類學校耗能特性分析2.各類學校耗能特性分析2.5倍科系約在倍校地面積介於206,965∼2635292科系約在13∼14個、研究所約4∼263,529m25個(1)公立學校的補助經費多，教學環境與設備良好，導致耗能密度也較高20(2)私立大學的經費不若公立大學充裕，對於電費的支出也較為謹慎2各類學校耗能特性分析2.各類學校耗能特性分析2000kWh/人/人1100∼1700kWh/人/人560∼900kWh/人(1)越以理工學院為主的公立大學，每人平均全年的耗電量明顯高於私立大學21(2)在合理的使用情況下即使每班學生人數較低，仍有維持基本運作的耗電量223以「容積率」與「校園耗能密度」比較3.以容積率」與校園耗能密度」比較1.20高雄應用科技大學0801.00地面積】台灣科技大學台南師範學院校地98,000m20600.80板面積/校地逢甲大學0.400.60率【總樓地板交通大學高苑技術學院元智大學0.20容積率彰化師範學院長榮大學0.0000020004000600080001000012000成功大學230.0020.0040.0060.0080.00100.00120.00校園耗能密度【kWh/(m2.yr)】4.以各類學校「每人平均樓地板面積」與「建築耗能密度」比較3500築耗能密度」比較30.0035.00彰化師範學院交通大學掌握該校的類型與建築物的使用特性避免設計出空間過大卻使用人25.002/人】台南師範學院性，避免設計出空間過大卻使用人數偏低，空間使用效率偏低的情況20.00板面積【m2台南師範學院成功大學台灣科技大學100015.00人平均樓地板長榮大學高雄應用科技大學元智大學5.0010.00每人長榮大學高苑技術學院逢甲大學運用有限的建築空間創0.00000500010000150002000025000運用有限的建築空間創造最多學生就讀240.0050.00100.00150.00200.00250.00建築耗能密度【kWh/(m2.yr)】5大專院校每月耗電比例5.大專院校每月耗電比例56月及10月為學校用電的尖峰佔整年耗電31%5、6月及10月為學校用電的尖峰，佔整年耗電31%7∼9月適逢暑假期間耗電有較低的情況10月後用電量有逐漸下降的趨勢，直到2月份的寒假期