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專題文章 : 102年計畫內容
作者 於 2014年07月17日 09:48:13 (2052 次閱讀)

一、改善項目

本(102)年度「建築節能與綠廳舍改善補助計畫」,將延續以往計畫著重於減緩都市熱島及環境生態的改善方面,故以空調系統節能策略導入、空調系統測試調整平衡最佳化、熱水系統能源效率提升、建置或升級建築能源管理系統(BEMS)、室內照明改善、外遮陽改善及屋頂隔熱改善等七個項目作為今年度補助改善之主要項目,其相關說明分述如下:

1.  空調系統節能策略導入

空調系統占建築物耗電為約40%至50%,若可提升空調系統設備能源使用效率,則可大幅提升節能減碳之功效。本計畫之空調系統節能策略,係以整合建築節能與資通訊BEMS能源監控系統及導入節能運轉策略等方式,進行改善工程。如:不同季節之空調主機台數控制,可使主機長時間運轉於高負載率高效率之狀態;增設變頻調控設備,以發揮變流量節能功效,減少馬達運轉耗電;空調箱增設熱交換器及監控設備,進行外氣預冷、廢熱回收或自動控制外氣引入量等節能運轉策略,以降低空調熱負荷等。

中央健康保險局北區分局
改善前
空調箱變風量元件Inlet Guide Vane老舊故障,無法有效控制風量。
中央健康保險局北區分局
改善後
空調箱廢除Inlet Guide Vane,改為變頻器控制,有效節約能源。
中央健康保險局北區分局
改善前
空調箱外氣風門為人員手動控制,無法依照室內外狀況調控。
中央健康保險局北區分局
改善後
空調箱新設之外氣量自動調節風門能夠依照室內CO2濃度調整外氣量及依照室外環境進行外氣冷房之運用。

2.  空調系統測試調整平衡最佳化

測試、調整、平衡程序(Testing, Adjusting and Balancing,簡稱TAB)係近年來美、日等先進國家為推動空調節能積極採取之有效策略之一。本計畫TAB程序之執行,可調整系統適化系統運轉狀態,提升約5%至8%的能源效率。由於不需汰換主要之硬體設備,藉由加裝相關監控閥件即可進行TAB程序,因此具有低投資成本及低回收年限之優點。

行政院衛生署竹東醫院
出風口風量量測與調整,使各風口風量平衡,以達到室內人員舒適及節能之目的。
行政院衛生署竹東醫院
進行空調箱壓差感測器之移裝與校正,以達到變風量節能運轉功能。
行政院衛生署竹東醫院
冰水流量測量與調整,使各支管水量平衡及達到設計值,以均衡分配冷源。
行政院衛生署竹東醫院
進行冰水泵壓差感測器之移裝與校正,以達到變水量節能運轉功能。

3.  高效率熱泵熱水系統節能改善

傳統電熱水器效率不佳,耗能嚴重且常有忽冷忽熱的問題,而鍋爐設備則需支出龐大之燃料費。針對上述情況,本計畫係採用高效能之熱泵設備,回收再利用大自然中之熱能或廢熱,進而產生熱水,其效率為傳統電熱水器的3倍以上;若與鍋爐設備相較,則可節省大量燃料支出,整體能源效率約可提升40%,回收年限僅需2年。且熱泵設備產生之餘冷,亦可回收整合至空調系統中,供應部分冷房以減少空調用電,達到雙重節能效果。

設置高效率熱泵熱水系統
改善前
既有燃油式鍋爐製造熱水成本過高,年度所需費用甚巨。
設置高效率熱泵熱水系統
改善後
增設熱泵系統與現場鍋爐系統結合,熱泵系統做為預熱或先發運轉,大幅提高整體熱水系統能源效率。

4.  建置或升級建築能源管理系統(BEMS)

建築能源管理系統(Building Energy Management System,簡稱BEMS)係以直接數位控制(DDC)及網際網路等技術,集中監控各配電箱之供電需量、空調主機、水路系統、空調箱及風機盤管或照明設備之運轉狀況,具有設備異常警示功能及資料庫自動記錄功能。並可透過網路遠端連線操作,以有效管理或分析歷年運轉資料,進行系統診斷,評估能源使用效率優劣,作為不斷調整最佳化節能管理之依據。透過BEMS之監控改善及管理,可有效合理化室內溫、濕度及外氣供應量;控制電力負載狀況,防止尖峰用電超約罰款,並加強設備管理維護,維持機器設備最佳運轉效率。

建築物能源管理系統(BEMS)
功能簡介
BEMS具備遠端連線功能,可直接透過IE網路連線監控建築物內各設備。
建築物能源管理系統(BEMS)
功能簡介
BEMS具備監測資料庫功能,自動產生各耗電設備月、日報表,供業主評估建築物能源使用情形。
建築物能源管理系統(BEMS)
功能簡介
BEMS之空調主機加卸載功能,有效管理空調主機群台數運轉,防止尖峰用電超約罰款。
建築物能源管理系統(BEMS)
功能簡介
BEMS可管理空調儲冰系統儲融冰策略,有效適化建築物電力契約容量。

5.  室內照明節能改善

在油電價高漲的現代,如何挑選高效率與防眩光的燈具,在提供適當之照度前提下並達到室內照明節能,已成為室內照明設計的主要訴求。除了採用高效率燈具外,利用晝光、裝設反射板及採用防眩光燈具等設備,可以提升室內照明之舒適度及達到節能減碳,同時增加室內人員的工作效率。而非經常性使用之空間,可導入照明控制或輔助照明概念,透過自動感應或定時點滅裝置,增進照明節能之功效。室內照明改善工程大大提高了受補助單位的室內照明效率、減少大量照明功率,依據照明功率時間計算,節能效益在12%至82%,每年可節電97.4萬度,若以每度電4.4元計算,換算下來每年可節省約428.6萬元的電費。

改善前
閱覽區臨大面開窗,卻未善加利用,及舊有燈具不但無法有效照明且浪費能源,其所形成的眩光,不僅影響視力,也降低空間之舒適性。
改善後
使用防眩光照明燈具適度地照明,且於桌面設置獨立桌燈,不僅達到能源的有效利用,也改善室內照明之舒適度,有效達到節能目的。
改善前
書庫區平時使用人數少,人來人往變動性甚大,燈具卻經常性開啓,造成能源耗費。
改善後
利用書櫃間之防傾倒鋼管,將燈具配置在適當位置,並於走道設置紅外線感應器,藉由光阻感應及透過人體感應,達到無人時自動開關燈具,有效達到節能。

6.  外遮陽節能改善

外遮陽設計在亞熱帶地區是節能最有效的方法之一,其影響整體空調耗能變動約兩成左右,另外遮陽同時也是一種科學化、綜合化的建築風格設計法,其會因地方緯度及氣候特性之不同而形成具地方特色之遮陽型式。因此,外遮陽之設計不但能達成節能之目的,亦能塑造地方風貌。

改善前
指揮大樓於外遮陽改善前日曬嚴重,不但空間不舒適,其對於空調使用來說也相對耗能。
改善後
指揮大樓改善後新增外遮陽,不但防止日曬與眩光,更有效節能與提升室內環境舒適度,也善豐富了原本立面造型。

7.  屋頂隔熱節能改善

建築物屋頂受到外氣影響甚大,隔熱性能差的屋頂會增加室內環境的熱負荷,故改善屋頂隔熱可減少空調能源消耗,增加舒適性。屋頂隔熱方式甚多,包括鋪設隔熱層,利用材料的熱阻特性來阻擋太陽輻射熱傳遞入室內;或是採用雙層屋頂構造,利用上層構造來遮蔽直接日射,中間設計為空氣層,以風力或浮力通風原理來散熱,外層採用淺色輕質材料,用以遮擋太陽的熱進入內層屋頂,降低屋頂層的室內溫度,達到節能散熱的效果。

鋪設隔熱層
運用材料的熱阻特性來阻擋太陽輻射熱。
雙層屋頂構造
利用上層構造來遮蔽直接日射,中間設計為空氣層,以風力或浮力通風的原理來散熱。

二、本計畫之執行步驟如下

  • 針對中央機關發出申請通知,再配合系統化之書面審查與分析建築物耗能原因,以初步篩選出適合改善之建築對象。
  • 針對篩選出之舊有中央廳舍進行建築物耗能診斷並確定改善之建築對象,初步規劃設計。其中建築節能類經由現場量測空調系統性能,以建立建築物之實際耗能現況之比較基準(Baseline),如空調負荷以及實際使用型態(Occupancy),藉此獲得精確的空調負荷資料以作為下階段擬定改善策略之重要參考依據。
    1. 建築物基本資料的收集,樓地板面積、空調面積、人員使用情形、室內空氣品質(IAQ)、方位以及樓層數等基本資料收集。
    2. 建築物之建築物外遮陽、屋頂隔熱、空調、照明設備等設施的調查資料收集,並調查使用時程與使用狀況。
    3. 電費單的收集,透過電費單建立建築物年度電力使用情形(每月用電度數、最高需量、半尖峰需量等資料),以利後續進行DSM契約容量適化以及秏電設備使用時程訂定等工作進行。
    4. 利用上述資料,再配合北南各研究團隊進行實際建築物耗能量測評估,建立建築物耗能使用情形Baseline,以及各耗能設備之能源使用效率情形等資料。
  • 依據耗能系統現況,提出改善策略。利用低成本或是零成本之改善策略,進行小量之改善工程投資及運轉與管理策略之調整進行建築物節約能源工作。其中建築節能運轉策略之調整包含三大項,包含室內負荷之控制、空調系統節能策略,以及動力系統之節能策略之實施。
  • 本計畫建築節能類將採取全尺度實驗(Full-Scale Experiment)之印證方式進行,對於改善前後之耗能系統等進行其能源使用效率之實際量測,以確認其耗電使用情形之比對。同時預計於後續計畫中對於這些改善案例,進行長期之追蹤考核(Follow-up),除確保其改善之節能效果外,並建立良好之維修保養制度以及秏電系統設備生命週期估。