台灣電力公司70週年綠建築專案

中工雙月刊第89卷04期（2016年8月）　作者：何宗翰、吳佳欣

一、前言

全球暖化的議題在1988 年提出以來，隨著極端氣候現象發生頻率不斷增加，日漸受到國際重視，在2005 年G8 高峰會上，全球暖化更成為21 世紀須優先面對的議題。全球暖化與二氧化碳濃度上升有著必不可分的關係，根據國際能源總署IEA 的統計，建築物為全球最大的二氧化碳排放來源，約佔了二氧化碳排放總量的37%，而估計目前全球建築尚有65% 的節能潛力，由此可見建築物在節能減碳上的重要性。


根據內政部營建署的統計資料，台灣新建築與既有建築的比例約為3:97，加上既有建築中設備的老化以及缺乏全面性的維護保養與營運模式優化，使得既有建築佔了建築物絕大部份的碳排放量，也成為建築節能減碳中非常重要的議題。台北101 大樓在2011 年取得美國綠建築LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)[1] 既有建築類白金級認證，成為世界最高的綠建築，率先在既有建築的領域樹立綠建築的楷模，並在今年與台灣電力公司( 以下簡稱台電) 簽署「空調系統自動需量反應措施合作備忘錄」，於2016 年7 月取得LEED V4 再認證。

今年為台電70 週年，身為台灣唯一的電力提供者，台電更肩負台灣節能減碳表率的角色。在經過長時間及多方面的評估後，台電選定北部總處大樓、中部台中區處大樓以及恆春的南部展示館三處最具指標意義之既有建築，進行美國綠建築LEED 認證及台灣綠建築EEWH 認證，此次認證也將達成三個重要哩程碑：第一個LEED 認證的公部門既有建築物、第一個LEED 認證的展示中心以及台灣最古老的LEED 認證建築物，期望透過認證過程進一步帶動台灣在綠建築的發展，並起到示範性的作用。


二、台電70 週年綠建築專案

綠色企業與綠建築已成為國際的潮流與共識，各國也發展出自己的一套綠建築認證系統，如美國的LEED、英國的BREEAM、日本的CASBEE⋯等，台灣也發展出自己一套的綠建築認證系統EEWH[2]，目前已普遍應用在台灣的建築物上。在這些綠建築認證系統中，美國綠建築LEED 認證的規定相當嚴謹，在國際間亦具有相當高的公信力，目前已分佈在全球超過140 個國家，因此在經過長時間的評估後，台電70 週年綠建築專案除了選擇在地化的EEWH 認證外，也選擇了國際標準的美國綠建築LEED 做為認證的內容。

LEED 由美國綠建築協會(U.S. Green Building Council, USGBC) 發起，其中一個重要的特色就是重視綠建築的實質效益，強調有意義的量化計算，而非單純的規範檢討，例如在新建築的節能上就要求須以具公信力的能源模擬軟體算出設計方案將來完工營運後的電費，可讓業主依此做綠建築效益的判斷決策[4]；既有建築的節能上則要求須提供實際的電費帳單，跟同等類型的建築物比對[5]。另外也因為重視的是綠建築實質的內涵，故在認證過程中的彈性也比較大，例如LEED 新建築中規定至少須比美國冷凍空調協會(ASHRAE) 規定的基準模型節能10%，但如何達到節能10% 的設計手法則沒有硬性規定，可以依建築物及基地的微氣候條件選擇最佳的方式達到節能10% 的目標，而不會因此限制了建築師的設計理念。


LEED 依建築物種類而有各自的認證系統版本，在台灣最常見的為新建築(LEED-NC)、既有建築類(LEED-EB)、商業空間室內裝修(LEED-CI) 等三類。LEED 為採用計分的評級系統，以新建築物來說評分內容分成九個面向：整合程序、地點與交通運輸、永續性基地、用水效率、能源與大氣、材料與資源、室內環境品質、創新設計與區域優先，每個面向中又包含各自不同的積分項目，總分為110 分。認證等級由得到的分數決定：40 ∼ 49 分為認證級、50 ∼ 59 為銀級、60 ∼79 分為金級、80 分以上為最高等級白金級，詳見圖1。新建築與商業空間室內裝修主要著

重在設計，故在完工後認證一次即終生有效；既有建築著重在建築本身的營運管理，故最長五年需要再認證，檢核取得認證到再認證的時間中，營運績效是否符合LEED 規範。


既有建築的性能很大部份取決於建築物的操作營運模式以及使用者習慣，加上考慮到在既有建築物中進行硬體改善是較不容易的，所以在LEED 既有建築的版本中，著重在建立良好的使用者習慣與建築物營運模式，例如綠色採購規範、廢棄物回收再利用、環保的清潔方式、機電空調系統的維護保養⋯等，藉由軟性的改造達到對環境友善及提升建築效能的目標

台電70 週年綠建築專案做為示範案例，對認證等級的要求也相當高，面臨的挑戰也很大。總處大樓的設定目標為LEED 認證金級，並往最高等級的白金級努力；台中區處大樓的設定目標為EEWH 銀級；南部展示館則為取得LEED 銀級及EEWH 銀級雙認證。在改善的主要內容上，可大致分成節水、節能改造與監控校正、建築物營運計畫等三大方向，將會在以下各節一一介紹。

三、節水

根據聯合國的統計資料，全球有近5 成的人口面臨用水短缺的問題，台灣雖然年雨量大，但全年降雨量分佈不均、天然地勢不利於保水、水源汙染及水土保持等問題，仍屬於水資源短缺的國家，節水也成了綠建築中的重要議題。在LEED 既有建築的認證中，在節水上共有14 分，分別從室內用水、澆灌用水及冷卻水塔三方面著手進行節水。

LEED 強調量化計算，故在室內節水上不是認定省水標章，而是以馬桶、小便斗每次使用的實際出水量與水龍頭的實際流量，再乘上使用人數及使用頻率，來計算實質的節水量，故在用水具器的選擇上較有彈性。LEED 的用水量計算中，假設一個人在建築物中待8 小時，平均會需要上1 次大號與2次小號，並使用3 次水龍頭，平均每次使用水龍頭約15 秒。根據這樣的使用頻率以及用水器具的出水量與流量，跟LEED 訂定的基準流量做比較，就能計算出節水量以及所得的分數。


要得到用水器具的出水量與流量，可以透過型錄或現場量測，在台電案中由於建築的年代較久遠，只能透過實際量測的方式。在現場量測時，除了得到LEED 計算所需的數據外，也兼具全面檢視及調整的功能，可將因為某些因素而出水量過高的用水器具調到正常的出水量，將不必要的用水減至最低。除了將現況調整至台電擬定的節水目標外，也訂定了大樓的節水計畫，限制將來更換用水設備時，新設備需符合的出水量及流量上限，能確保目前的節水效益能延續下去。


澆灌亦是建築中較大的用水來源，在LEED 中鼓勵從三方面著手，一個是選擇耐旱的植物，並減少草地，因為草地需要較大的澆灌水量；一個是提高澆灌系統的澆灌效率，例如使用滴灌系統取代噴灌系統，可大幅降低水灑到路面或枝葉上的比例，讓澆灌用水能最大量被植物吸收，或是使用雨天或溼度偵測器，在不需要澆灌的時候停止平時的澆灌動作；最後是鼓勵使用回收水來澆灌，減少自來水的使用量，總處大樓即使用基地的回收雨水來澆灌，並最大量減少草地的配置，省下相當可觀的澆灌用水。


另一個常被忽略的用水來源是中央空調系統的冷卻水塔，冷卻水塔在運作過程中會不斷有水份散失，水中離子濃度會不斷升高導致結垢，進而影響散熱效率及耗能，故一段時間就需進行放流。為了減少放流水量，台電在總處大樓的冷卻水塔上加裝導電度計，監測水中離子濃度並在必要時才進行放流，可大幅減少冷卻水塔的補充水量，同時也符合LEED 對於冷卻水塔的節水要求。


四、節能改造與監控校正

台電此次針對總處大樓、台中區處大樓及南部展示館三棟建築的空調系統進行全面節能改造，大幅降低建築物的耗能，以LEED 既有建築規定的能源之星(Energy Star)評估方式進行建築節能評比，總處大樓在LEED 的節能項目拿到滿分18 分，南部展示館則拿到接近滿分的16 分，在節能的表現上都相當優異。而為了能讓節能以及其它綠建築的成效持續貫穿建築物的生命週期，LEED在既有建築物中也特別要求建立完整的監控系統，對用水、用電及環境舒適度進行持續性的監控，並定期校正分錶及感測器，確保建築物營運在最佳狀態。

台電在決定進行空調的節能改造後，先在現場加掛暫時性的電錶、流量計、溫度計⋯等，蒐集建築物目前營運時的資料，並建立改善前的建築能源模型，如圖2 所示之台中區處大樓以及圖3 所示之南部展示館。以蒐集到的資料校正改善前的建築能源模型，接著將各種節能策略放入能源模型中計算節省下來的能源成本，加上節能策略的建置成本，我們就可以進行準確的量化評估，找出成本效益最高的節能策略。經過評估後，台電在三棟建築物中主要進行了以下4 類節能改造工程：


  • 冰水主機總噸數重新考慮與匹配並汰換舊主機，採用高效率主機。

  • 部份冰水泵進行汰換，以及導入變頻自動控制。

  • 整併部份中小型冷卻水塔，提高運轉效率，並導入變頻自動控制及台數控制。

  • 汰換老舊風機並加裝變頻器以及自動化控制系統，執行free cooling 及night purge 等節能控制策略。

根據模擬結果，節能改造工程的節電比例分別為：總處大樓節電7%、台中區處大樓節電32% 以及南部展示館節電33%。


奇異電子(GE) 傳奇性的執行長傑克·威爾許(Jack Welth) 曾說：「沒有量測的東西沒有辦法管理。」在LEED 既有建築的認證中亦是相同的概念，有積分項目是要求建築物中裝設分電錶，可將空調用電、照明用電、插座用電⋯等不同用電種類分別紀錄；要求裝設分水錶，可將室內用水、澆灌用水、冷卻水塔補水⋯等不同用水種類分開紀錄，有了這些量測數據後我們才能對建築物進行積極性的管理，例如透過這些數據分析，我們能找出可以更進一步節電或節水的地方，而在電費或水費突然異常增加時，我們則能透過這些數據找出問題來源，能在問題發生時即加以因應。台電在此次的改造工程中，裝設分電錶及建置能源管理系統亦是其中的重點項目，透過分電錶及能源管理系統，台電除了可以準確地得到節能改善工程成果的數據，對於將來建築物營運模式進一步的優化亦有相當大的幫助。


除了基本的分電錶與分水錶外，其它如溫溼度計、流量計、壓力計⋯等感測器的裝設，亦是LEED 認證中的加分項目，感測器所紀錄下來的數據，在分析後對於建築物營運的優化及先期發現問題癥結點都有相當大的功用。另外LEED 也考慮到數據的準確性影響到後續分析判斷的結果，故要求分電錶、分水錶及各式感測器應定期進行校正，確保紀錄數據的品質。目前台電在三棟建築物中都已建置有溫度計、二氧化碳偵測器⋯等感測器，亦著手進行定期校正的計畫安排。


五、建築物營運計畫

一般來說，建築物營運狀況不佳導致建築性能低落有兩大原因：一個是建築物原始的設計理念沒有傳達到後端使用者身上，導致許多好的設計無法顯現效果，例如空調自動控制改成手動控制⋯等；另一個是沒有標準的營運模式或計畫，導致不同人員管理時會有不同營運方式，在交接及代理人制度上都會產生問題。LEED 既有建築版本既然著重在營運對建築性能的重要影響，對於上述兩大營運上的問題也提供了相對應的解決方案，要求在認證過程中必須對建築物幾個重大的營運面向擬定詳細的政策與計畫書，包括空調機電、採購、廢棄物處理、清潔及病蟲害防治，這也是台電在此次認證過程中非常重要的工作項目。

LEED既有建築版本要求在認證過程中，必須針對空調機電系統撰寫營運計畫書，內容包括：

  • 空調系統在運轉時的設定值，例如建築物中各空間的溫度設定、空調啟停的時間⋯等。
  • 空調系統不同運轉模式的切換，如冰水台數、儲融冰模式、冰水開度⋯等。
  • 各空調機電設備的維護保養計畫書，內容包括維護保養排程、維護保養項目及檢查表、維護保養的標準作業程式⋯等。

LEED 將建築物中使用者需要採購的物品分成日常用品、傢俱、電器、燈具及食材五大類，訂定綠色採購規範與計畫書，購買對環境衝擊較小的產品。

  • 日常用品與傢俱綠色採購

LEED 鼓勵購買使用回收材的產品，例如再生紙，也鼓勵購買能回收充填的碳粉匣；木製品及紙製品來說，則鼓勵購買全球森林管理委員會(Forest Stewardship Council, FSC)認證的產品；另外也鼓勵購買在地生產製造的產品，可減少產品在運輸過程的碳足跡；電池則鼓勵購買可再生電池，減少廢棄電池的數量。

  • 電器綠色採購

要減少電器對環境的衝擊，LEED 鼓勵從購買能源效率較高及對環境汙染較低的產品，包括具有能源之星(Energy Star) 認證或同等能源效率的產品，或經過電子產品環境評估工具(EPEAT) 評等至少青銅級的產品。

  • 燈具綠色採購

許多燈具中含有汞蒸氣，除了具有毒性外，在廢棄的過程中也容易造成環境汙染，故在LEED 中鼓勵採購含汞量較低的燈具，目標為使得建築物中所有燈具每流明小時的汞含量在90 picograms 以下。

  • 食材綠色採購

在食材的選擇上，LEED 鼓勵購買公平貿易(Fair Trade)、雨林聯盟(Rainforest Alliance)、USDA 有機認證的產品以及在地食材，在減少環境衝繫的同時也能兼顧健康。


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建築物中使用的產品從購買開始，亦展開了其在建築物中的生命週期，並以廢棄做為結束。跟搖籃到搖籃的概念一樣，LEED鼓勵在產品從建築物中廢棄時，盡可能透過資源回收、再利用、捐贈⋯等方式，最大量地減少進入焚化廠及掩埋廠的廢棄物量，以減少對環境的衝擊。

清潔過程所使用的清潔劑，雖然將建築物清潔乾淨，但許多清潔劑本身的酸鹼腐蝕性、致癌物質及環境荷爾蒙⋯等，卻在清潔後排入環境，造成相當大的汙染。所以LEED要求所使用的清潔劑必須符合GS-37 或台灣環保標章這類符合ISO 14024:1999 的第一類環保標章，確保清潔劑不會造成環境汙染。在建築物中執行病蟲害防治時，LEED鼓勵採用三階段循序漸近的方式，避免使用不必要的殺蟲藥劑。第一階段採用物理方式防治，先進行現場調查，在病害蟲可能出來建築的開口設置紗網或適當的防護，防止病害蟲進入室內；第二階段則採用最低毒性殺蟲劑，若仍然無法有效防治病害蟲，則可使用一般殺蟲劑，但須於執行於72 小時告知建築物使用者，以便先行避開及有所準備。


六、結論

台電70 週年綠建築專案具有劃時代的意義，象徵台電身為綠色企業對社會的責任及保護環境的決心，選擇國際級的美國綠建築LEED 認證，代表台電勇於挑戰、求新求變的精神。在執行的過程中遇到相當多困難，透過跨部門的協商溝通以及各單位的協助後也一一克服，提升了總處大樓、台中區處大樓及南部展示館的建築性能，並降低對環境的衝擊。而這些綠建築經驗也成為台電寶貴的資產，除了將來逐步落實在全台灣的台電建築外，台電亦將分享給社會大眾，期望透過台電的努力影響更多的企業往綠建築的方向邁進，創造出一個更永續的台灣。



參考文獻

  1. 美國綠建築官方網站 www.usgbc.org
  2. 財團法人台灣建築中心：綠建築標章http://gb.tabc.org.tw/
  3. LEED Reference Guide for Green Building Design and Construction, 2009 Edition, U.S. Green Building Council.
  4. 易境永續設計顧問有限公司官方網站 www.greenjump.com.tw
  5. LEED Reference Guide for Green Building Operations and Maintenance, 2009 Edition, U.S. Green Building Council.


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