高楼层办公室建筑物能耗模型建构与节能改善评估1 前言2 研究方法 .pdf

高樓層辦公室建築物能 耗模型建構與節能改善評估 1. 前言 在已開發國家中，建築物的能源消耗約占 全國總能耗的40% 。在商業部門的建築中，約 40%的初級能源是使用於加熱、通風與空調系統 ，而住宅部門中，此比例更提高到43% 。因 此，提升建築物的能源使用效率必然會是各國推動節能減碳的重點領域。台灣電力公司是國 內主要的能源供應機構，長期關心節能減碳議題，希望藉由自身的專業與示範作用，尋求我 國各種有效使用能源的方案，因此台電提供其位於台北市之台電總部大樓 ，建構能源模型以 作為研究導入最新的建築物節能減碳技術 與節能方案對高樓層辦公建築的節能效果影響工 具，模擬結果後續可作為實際進行節能改善之參考依據 ，並推廣給國內高樓層辦公建築，以 達到節能減碳之目的。 2.研究方法 本研究使用3D繪圖軟體 SketchUp Version 8.0建立該建築物的模型，該軟體可以讓使用 者編輯建築物的幾何外形。本文 並使用 EnergyPlus version 8.0軟體作為建築物能耗模擬的工 具，本軟體為美國能源部(U.S. DOE)所開發的建築物能耗模擬程式，其具有多項創新模擬技 術，包括時間間距可以少於 1 小時、整合區域熱平衡的模組化模擬技術等。此軟體可以計算 空間的溫度分布、人員熱舒適度、冷房與暖房負載、空調通風設備尺寸規格、能源消耗量、 燃氣與耗電成本、二氧化碳排放量、耗水量、再生能源等。 2.1 標的建築物概述 本研究之建築物業主為台灣電力公司，該建築物位於台北市中正區。台北市位於台灣北 部，代表著潮濕的亞熱帶氣候，包括濕熱的夏季與溫和涼爽的冬季。台電總部大樓建於 1982 年，地上高度114.45 公尺。它包含兩棟相鄰的建物：主樓與副樓，中間以空中走廊連接。第 一棟為地上27層樓，地下 3層，另一棟為地上 12層樓，地下 2層，地上高度為 30.8 公尺。 兩棟建築物的總樓地板面積為 88,610 平方公尺，窗牆比為30.6% 。主樓的寬深比為1.35:1 ， 副樓的寬深比為 1:1.6 。建築物約75%的樓地板面積為辦公室空間 (65,575 平方公尺) 。其它的 空間則為電腦機房、會議室、禮堂、餐廳、廚房、商店、銀行與停車場。建築外觀如圖 1 。 圖 1台電總部 大樓外觀 1 建築物以中央空調系統供冷至各空調區間。冰水主機位於地下三樓機房，空調箱機房位 於主樓 14 、15樓，而冷卻水塔位於副樓樓頂。冰水主機的總冷凍噸數為 2,000 冷凍噸，並分 成兩個冰水迴路。第一冰水迴路，稱為24HR 系統，有2台 200噸冰水主機，供應高樓層的 辦公室空間。第二冰水迴路，稱為 10HR 系統，有4台 400噸冰水主機，供應主樓中、低樓 層及副樓的辦公室空間。而分 布在不同樓層的電腦機房空間則是利用箱型機空調系統 (Packaged Terminal Air Conditioning units, PTAC)供冷。圖 2顯示此建築物的空調系統架構。依 據建築物資料，以SketchUp 3D繪圖軟體繪製建築外觀模型如圖 3 。 圖 2 建築物的空調系統架構 圖 3 本文使用SketchUp軟體繪製的建築物 3D模型 3. 建構全建築的能源模型 使用 EnergyPlus軟體詳細建構一棟建築物的能源模型所需輸入的參數將超過 4 千項。多 數使用軟體的內定值，但針對本文的能耗模擬研究目的，所需的設定參數並不需如此繁雜， 就已能提供夠準確的模擬結果了。本研究的能耗模型主要輸入參數可分成三大類：建築物外 殼特性、內部負載、空調系統規格參數。 2 3.1能耗模型主要輸入參數  建築物外殼特性 整棟建築物主要是由混凝土所建構。開窗部主要是使用單層玻璃。在 EnergyPlus軟體中 的建築物外殼隔熱性能的參數輸入 如表1 。 表1 建築物外殼的熱傳性能 U值 建築物外殼 熱傳 U值， U-value [W/m2 ∙K] 樓地板(Floor) 0.