建構大學校園建築耗能基線之方法及其節能策略之研究

Abstract

台灣目前使用的建築耗能評估方式是「動態EUI指標」，根據建築的類型和面積比例，量身定制符合其特定需求的EUI標準。然而，根據2019年由建築研究所發行的建築手冊(王榮進 2019)，只有14種營運分區和43類空間類型被作為評估建築EUI的基本單位。對於10小時學校教室類的營運分區，國小、國中和高中職以上的學校建築都被設定為相同的人員密度、照明密度、設備密度和新鮮外氣密度標準值。然而，大學校園的建築電力使用模式與國小、國中和高中不同。因此，本研究的其中一個動機是提出適用於大學校園教學辦公混合類建築的EUI標準，以期在未來進行學校建築能源管理時，能為大學校園類建築提供專屬的用電規範。此外，台灣大學前校長管中閔先生在2020年提出碳中和目標，計劃在2028年達到碳中和50%，並於2048年達到碳中和。為了幫助台大實現碳中和目標，以及補充建築手冊中對於大學校園建築室內熱負荷的規範，本研究以台灣大學博雅教學館為例，建立了整棟大樓的建築模型。此外，還創建了7種模組（全空調型教室、複合通風教室、複合通風辦公室、複合通風會議室、廁所、機房和門廳走廊），並根據實際空間面積進行了模組組合。隨後基於未來氣候情境（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）結合不確定性分析，使用EnergyPlus模擬計算了未來大學教學和辦公混合建築的能源使用基線，並將模組方法與整棟建築模擬之方法進行比較，以證明使用模組的可行性，從而方便未來使用者對大量建築進行能源使用評估。此外，在建立建築能源使用基線的基礎上，進一步評估了建築節能策略，並量化了各種策略的節能效益。這將為大學提出教學和辦公混合建築的節能政策提供參考。

In Taiwan, the "Dynamic EUI Indicator" is used to assess building energy consumption, allowing for customized EUI standards based on building type and proportions. However, the 2019 Handbook of Architecture only considers 14 operational zones and 43 spatial types for evaluating building EUI. This approach assigns the same density standards for primary, middle, and high schools' 10-hour classroom zones. Yet, university campuses have unique power usage patterns, warranting specific EUI standards for teaching and office mixed-use buildings. Additionally, former President Guan Zhongmin of National Taiwan University proposed achieving 50% carbon neutrality by 2028 and complete carbon neutrality by 2048. To support these goals and supplement the indoor heat load specifications, this study uses the NTU Liberal Arts Teaching Building as a case study and develops an architectural model. It includes seven modules (e.g., fully air-conditioned classrooms, hybrid ventilated offices) assembled based on actual areas. Using EnergyPlus and future climate scenarios (RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5), the study calculates the energy baseline for university teaching and office mixed-use buildings. Comparisons between module-based and whole-building simulations demonstrate the feasibility of module usage for energy assessments. Furthermore, the study evaluates energy-saving strategies and quantifies their benefits, providing insights for energy-saving policies in universities' mixed-use buildings.