子計畫六「新型建築物節能系統開發之研究」
研究背景：
近年來，由於經濟部工業局、能源局及環保署等政府部門，大力推動「能源節約」及「溫室氣體減量」等相關工作，如今每個辦公大樓、工廠、醫院及學校都已有節約能源的觀念，且深知能源一旦能夠節約，相對地溫室氣體排放量也大幅減少。新型建築物大多採用中央空調提供各樓層之冷氣，使維持舒適之工作環境，在辦公或商業大樓中央空調運轉電費佔整棟大樓電費的比例為40至60%。在提倡能源節約及降低溫室氣體的迫切需求下，優先從冷凍空調及建築節能部份開發節電/能策略，進而改善能源效率，將可獲得最大成效，節省不必要的能源浪費。過往節能研究著重在單一關鍵零組件之改良，如何在舊有或新型建築物內進行空調系統整體改善工程，並提出創新性理論技術，才能真正達到節電、省能及減碳之目標。
研究目的：
基於上述之研究背景，本團隊擬將建築物內之節電/能系統策略、空調系統改善方案及亞熱帶智慧型節能窗設計與其他子計畫開發之技術加以整合在本計畫所建構之綠能源特屋中。本子計畫之具體目標有以下7項:
(1)彙整國內外新型建築物節電/能系統，尤其是冷凍空調系統規劃管理之實務經
驗，並檢討成效與限制(98-99)。
(2)建構一套新型建築物節電/能系統之策略(98-99)。
(3)應用實場測試結果評估及改善單元包括有變頻系統、熱交換器、風機效率提
升及節能控制、微型感測元件安裝及測試，且以符合業者需求且具有市場競爭力為首要目標(100)。
(4)釐清與確認節電/能系統具開發價值之關鍵部份，以便讓業者在最短及成本較
低的件下，優先應用在實地規劃與施工(100)。
吃什么可以降低血糖(5)以一般中小型辦公大樓為例，本計畫所開發之節電系統建造費在定期維護與
標準操作下，以五至七年可回收成本為目標(101)。
(6)綠建築規劃、設計及施工之參考依據(100-101)。
(7)亞熱帶氣候智慧型節能窗之設計(101)。
以上各點後面括號內的數字為預計執行年份。
計畫重要性：
本計畫所建立之節電系統策略與成果之重要性係可協助舊有建築物順利汰舊換新，且符合新型建築物之規範，甚至符合綠建築日常節能指標之要求。此
外，亞熱帶氣候之智慧型節能窗設計將可申請專利且被應用在辦公大樓或不同人類活動型態之建築物，甚至是一般住家，應用相當廣泛。本計畫之相關重要性如下所示：
(1)未來將可作為政府單位驗證新型建築物節電工程之參考指標。
(2)本計畫所增設之電力監測系統、空調設備集中節能自動控制系統及網路型多
功能耗能趨勢監視系統，將能即時控管能源之消耗，有效降低電力成本支出。
(3)亞熱帶智慧型節能窗之設計成果將可申請專利，或許可直接應用在本計畫所
建構之綠能源特屋中，預期此節能窗組將可貢獻5-15%之節能率。(4)在各子計畫於綠能源特屋(包含本計畫所設計之亞熱帶智慧型節能窗)
設置完成後，本計畫(子計畫六)將可評估綠能源特屋結合建築節能與再生能源之電力耗損，有效改善與評估電力成本支出與產值。
研究方法、進行步驟及執行進度：
第一年：
本計畫第一年將蒐集國內外與節能概念相關之新資訊，並在台中某辦公大樓，實地進行建築物節電/能系統開發之研究。該辦公大樓之中央空調系統採冰水系統設計，使用時間已達使用年限約20年，主要設備均老舊，且效率不彰，造成能源浪費，進而影響室內之空調能源及品質。為使老舊辦公大樓蛻變為新型建築物所要求之節能標準，本計畫所擬定之節電系統開發策略將整合(1)主機設備汰舊換新；(2)空氣側送風系統修改；(3)改善泵浦及水系統管路；(4)冷卻水塔汰換更新；以及(5)增設空調監控耗能監測系統(BEMS)。建築物節能管理系統(BEMS)採取網路架構設計( Web-based)，支援TCP/IP通訊協定，可進行遠端監測，具有多項特點包括:(1)迅速即時掌握電力設施運轉情況；(2)避免茫然無知電力、空調、照明等設備的故障；(3)提供電力品質及設備效率改善前後的數據依據；(4)自動控制電力設備的時序啟停及重要耗能設備狀態監視、紀錄及報表。
當此節電系統開發策略建立後，將會改變室內溫度、濕度及運轉時程之調變等空調設定參數，一年內預計在冬季及夏季兩季節，分別監測電力耗損、功率節約、總電流及電壓、冷卻水與冰水溫度及視狀況監測室內空氣品質(如CO2、CO、PM10、PM2.5)，每一次監測時間至少24小時。所謂節能效率是被計算出來並非直接量測所得，因此節能效率驗證的模式將對於節能效益計算結果產生莫大的影響，本計畫評估節能效率與驗證概念如圖3-6-1所示。
第二年：
本計畫在第二年會進一步比較不同人類活動型態之建築物，如本案建置之「綠能源特屋」、商業大樓、學校或醫院等(至少一個)之節電、省能與CO2減量效益。兩種不同測試場址將可比較(1)建築物使用時間(Age factor)；(2)佔地面積及員工人數(Occupancy factors)；(3)建築物內人類活動的型態及室內溫度設定等(People factors)；(4)空調相關設備如冷水機組、照明設備與辦公室設備
官恩娜被强吻(Energy end-use factors)。監測參數如同第一年。
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第三年：
在第三年，本研究團隊將會整合前兩年針對不同人類活動型態建築物所監測或評估之全部數據，建立新型建築物節電/能策略，並且提出建築物硬體設備整體之具體改善方案，如變頻系統、熱交換器、風機效率提升與節能控制、微型感測元件安裝與測試等。此外，也會構思與設計亞熱帶地區之智慧型節能窗，盡可能將其應用在。預期本計畫將可針對冷凍空調與建築節能(節能窗)部份，建構一套新型建築物節電/能系統開發之策略，作為日後相關研究與業界現場施工之參考依據。
圖3-6-1 節能效率量測與驗證的概念
預期完成的工作項目及成果：
第一階段(第一年)：建構一套新型建築物節電/能系統之策略；
第二階段(第二年)：評估新型建築物節電/能系統策略實際應用之可行性及不同
人類活動型態的建築物之比較；
第三階段(第三年)：建立建築物室內硬體設備之具體改良方案，及設計亞熱帶
氣候之智慧型節能窗。
第一年：執行期限98年11月1日至99年10月31日
(1)蒐集國內外相關文獻，瞭解建築節能新趨勢；
(2)中央空調系統汰舊換新；
(3)改變空調設定溫度及濕度等參數，分別監測電力耗損、功率節約、總
電流及電壓、冷卻水與冰水溫度(預計至少兩次，分別在夏季及冬季)。
第二年：執行期限100年1月1日至100年12月31日
(1)評估不同人類活動型態之建築物在改變室內溫度及濕度等空調設定參數
後，其電力耗損、功率節約、總電流及電壓、冷卻水與冰水溫度等變化(預計至少兩次，分別在夏季及冬季)；
(2)同時比較不同因子(Age factor, Occupancy factors, People factors, Energy
朱珠的爷爷是谁end-use factors)對節能效率之影響。
第三年：執行期限101年1月1日至101年12月31日
(1)整合不同型態建築物之節能效率；
(2)提出建築物室內硬體設備之具體改良方案，如變頻系統、熱交換器、風機
效率提升、節能控制、微型感測元件之安裝與測試；
(3)構思與設計亞熱帶氣候之智慧型節能窗；
(4)針對建築節能與冷凍空調部份，建構一套新型建築物節電/能系統開發之策
略。
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