永續綠建築之概念與實踐 - 翁佳樑 副教授

永續綠建築之概念與實踐 - 翁佳樑 副教授

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1. 永續綠建築概念與實踐 2020 國立高雄科技大學 營建工程系 翁佳樑 1
2. 翁佳樑 ◆ 學歷: 日本東京大學建築工學碩士/博士 ◆ 現職: 高雄科技大學營建工程系 副教授 ◆ 專長: 永續建築生產、綠建築構法開發與評估、 開放式建築、建築資源循環、營建業創新轉型 2 自我介紹
3. 1. 營建產業與地球環境 2. 風土建築之原理及相關應用 3. 綠建築指標介紹 4. 綠建築案例介紹 5. 結語與建議 3 課程大綱
4. 參考文獻：林憲德，熱濕氣候的綠色建築，詹氏書局，2003 4 1 -營建產業與地球環境 林憲德，亞洲觀點的綠色建築，詹氏書局，2011
5. 生態學家 經濟學家 環境？--- 我們所處的時代 5
6. 自然環境與社會經濟系統的循環 生產 流通 消費 大氣 生態系 水 土壤 採取 廢棄 排出 環境負荷 自 然 環 境 系 統 的 循 環 社 會 經 濟 系 統 的 循 環 排出 排出 6
7. • 危機二：全球暖化 地球面臨了哪些危機？ • 危機三：酸性雨 • 危機四：臭氧層破大洞 • 危機六：生物大量滅絕 • 危機五：森林面積減少 • 危機一：資源及能源的枯竭 7
8. 全球暖化 過去100年間 (1906~2010) – 海平面上升約19cm (1906~2010) – 地球平均溫度上升約0.85℃ (1880~2012) (資料來源： IPCC 第5次評價報告書, https://www.jccca.org/) 8
9. 全球暖化 若此情形繼續延續， – 未來100年地球平均溫度將再上升4～5℃ – 海平面將再上升82公分 – 許多陸地將消失不見 9
10. 地球高溫化的原因？ 溫室效應 溫室氣體排放 10
11. 溫室效應發生機制 11 熱進得來，卻出不去 夏天汽車內不開空調？ （出處：JCCCA 全国地球温暖化防止活動推進センター http://www.jccca.org/chart/）
12. 溫室氣體之種類與影響度 12 （出處：JCCCA 全国地球温暖化防止活動推進センター http://www.jccca.org/） (資料來源： IPCC 第5次評價報告書) 一氧化二氮 甲烷 二氧化碳 氟氯碳化合物
13. 世界CO2排出量的變化 13 （出處：JCCCA 全国地球温暖化防止活動推進センター http://www.jccca.org/）
14. • 施工拆除：空氣及廢棄物污染 建築物對地球環境會造成什麼危機？ • 土地開發：破壞生物棲息地 • 使用階段：高耗能造成能源浪費 • 建材生產：排放CO2致地球暖化 參考文獻：林憲德，熱濕氣候的綠色建築，詹氏書局，2003 14
15. 建材生產：排放CO2致地球暖化 •生產建築物建造時所使用的材料，將 耗費大量的能源，排放出大量CO2 •每生產1kg水泥，將排放0.4kg的CO2 •每生產1kg鋼筋，將排放0.9kg的CO2 •每生產1m2磁磚，將排放7.9kg的CO2 生產過程中將耗用大量的石化燃料與電能等 資源，影響地球暖化 15
16. 建材生產CO2 16 （參考文獻：林憲德，亞洲觀點 的綠色建築，詹氏書局，2011）
17. 使用階段：高耗能造成能源浪費 •日常能源之使用 空調 照明 電器使用 機器運轉 等 •建築物使用階段長達數十年 活的越久，領的越多？ 初期設計越不節能 後續虧的越多！ 17
18. 建築物生命週期CO2排放評估 18 （參考文獻：林憲德，亞洲觀點的綠色建築，詹氏書局，2011） 使用 86.42% 使用 62.94% RC住宅 40年 RC辦公建築 40年
19. 2 -風土建築之原理及相關應用 參考文獻：林憲德，熱濕氣候的綠色建築，詹氏書局，2003 19
20. 風土建築 20 最自然的綠建築 其實本來就是這樣了
21. 杆欄式建築 架高建築物，讓低處濕氣及空氣能流通。 高架式（東南亞）、高床式（日本）等。 21
22. 窯洞 利用黃土特性及地底下恆溫原理。 土坑式、沿崖鑿壁式、土環拱式、磚石砌式等。 抵抗強風砂土、冬暖夏涼。 22
23. 客家土樓 圓型配置、留設中庭供良好通風與採光 抵抗外敵及風砂、均勻配置堅固安全、冬暖夏涼。中庭設計有 利通風及採光。 2 23
24. 通風塔式建築 浮力通風原理，用壓差原理產生對流，達通風之目的。 藉由換氣維持空氣品質、空氣流動幫助人體散熱提高舒適度、 透過降低室內溫度以達建築結構冷卻的功能。 2 24
25. 閩式建築 25 注重方位座向，留設中庭（埕）通風採光。 座北朝南帝王座？冬天抗東北季風，夏天迎西南氣流。
26. 蒙古包 26 可調適建築，留設圓頂中央通氣孔供通風採光。 夏天可翻起毛氈引進冷空氣，熱空氣由上方圓頂排出。 冬天則依需要家後毛氈厚度。
27. 雪屋（愛斯基摩人--因纽特人） 27 睡床 氣孔 冷氣槽 • 基於熱空氣向上升而冷空氣向下降的原理 • 有通氣孔以保空氣流通而不使內壁溶化 • 屋內溫度可保持在零下幾度到十多度
28. 3 - 綠建築標章系統 參考文獻：林憲德，熱濕氣候的綠色建築，詹氏書局，2003 內政部建築研究所，綠建築在台灣-優良綠建築設計作品專輯 內政部建築研究所，綠建築評估手冊2012版 王清勤，绿色建筑评估体系简介，中國建築科學研究院，2010 28
29. 什麼是綠建築？ • 日本：環境共生建築 • 歐洲：「生態建築」(ECOLOGICAL BUILDING) 「永續建築」(SUSTAINABLE BUILDING) • 美加港東南亞：GREEN BUILDING • 台灣：綠建築 用語內涵大同小異，目的在追求建築的永續 發展之意 29
30. 綠建築思潮的起源 • 1960年代： 美國建築師保羅•索勒瑞提出了生態建築的新理念。 • 1969年： 美國建築師麥克哈格著《設計結合自然》一書，標誌著生態建築學 的正式誕生。 • 1972年：美國「羅馬俱樂部」提出「成長的極限」 報告書。 如果世界的人口、工業化、污染及糧食生產的成長趨勢不變，地球的成長極限將在100年內 出現，人們將面對全球性的大變動 • 1970年代：兩次世界能源危機引發建築節能設計熱潮。 • 1980年：世界自然保護組織首次提出“永續發展”的口號，同時節能建築體系 逐漸完善，並在德、英、法、 加拿大等發達國家廣泛應用。 • 1987年：聯合國環境署發表《我們共同的未來》報告，確立了永續發展的思想。 • 1981年：國際建築師協會會議，以「建築、人口、環境」為主題進行探討。 • 1992年：“聯合國環境與發展大會”使永續發展思想得到推廣，綠色建築逐漸 成為發展方向。 • 1993年：國際建築師協會會議以「處於十字路口的建築－建設永續的未來」為 主題，號召全世界的建築師以環境的永續發展為職責，正式舉起了 綠建築的旗幟。 • 1996年：聯合國在伊斯坦堡召開的「人居環境會議」中，簽署了「人居環境議 程」，使綠建築政策受到各國重視。 30
31. 各 國 綠 建 築 評 估 指 標 31
32. 名 稱 BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) BEPAC (Building Environment Performance Assement Criteria) LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) GBTool (Green Building Tool) CASBEE (Comprehensive Assessment System for Building Environment Efficiency) 國 名 英國 加拿大 美國 國際性組織 日本 開 發 者 建築研究所 英屬 哥倫比亞大學 美國 綠建築評議會 加拿大 天然資源部 日本建築學會 日本國土交通省 等產官學合同組織 開 發 年 1990 年(初版) 1993 年(初版) 1997 年(初版) 1998 年(初版) 1994 年(初版) 評 價 項 目 1.管理 2.健康與舒適性 3.能源 4.交通 5.水 6.材料 7.土地利用 8.基地的生態系 9.污染 1.臭氧層的破壞 2.因能源消費所引起 之環境負荷 3.室內環境 室內空氣品質 室內光環境 室內音環境 4.資源保護 5.區位與交通 1.基地計畫 2.水消費之效率化 3.能源與大氣 4.材料與資源的保護 5.室內環境之品質 6.革新性與設計建設 之程序 1.資源消費 2.環境負荷 3.室內環境 4.服務品質 5.經濟性 6.運用前之管理 7.周邊環境 1.能源消費 2.資源循環 3.地域環境 4.室內環境 可分上述四大主要項 目 以下再細分為 80 個 小項目 32
33. 美國 LEED （Leadership in Energy & Environmental Design） 領導型的能源與環境設計 • LEED由美國綠色建築委員會（USGBC）1996年制定 。 • LEED是目前世界上最廣為人知且具公信力的綠建築評估系統 • LEED是性能性標準，主要強調建築在整體、綜合性能方面達 到要求。 • LEED是自願採用的評估體系標準。 • LEED整個專案包括培訓、專業人員認可、提供資源支援和進 行提升建築性能的協力廠商認證等多方面的內容。 • 凡通過LEED評估的工程都可獲得由美國綠色建築協會頒發的 綠色建築標識。 33 資料來源：http://www.usgbc.org/
34. LEED的評估項目 34 基地永續性 1.設計或營運階段 的創新作法 2.區域環境優先性 水資源效益 能源與大氣 材料與資源 室內環境品質 額外加分 資料來源：http://www.usgbc.org/
35. LEED的認證分級 35 1 認證級：滿足至少40%的評估要點（40 - 49） 2 銀級： 滿足至少40%的評估要點（50 - 59） 3 金級： 滿足至少40%的評估要點（60 - 79） 4 白金級：滿足至少40%的評估要點（80以上） 資料來源：http://www.usgbc.org/
36. LEED的認證類別 36 1 新建建築 2 商業室內裝修 3 既有建築修建 4 社區環境發展 5 個人住宅 資料來源：http://www.usgbc.org/
37. LEED也對人認證? 37 台灣剛起步 未來有機會 資料來源：http://www.usgbc.org/ LEED GA: Exam fee: $200 ($250 for non-members) LEED AP: Full exam fee: $400 ($550 for non-members) Specialty only exam fee: $250 ($350 for non-members) (till 2020 MAY) LEED Green Associate 27,707 LEED AP BD+C 27,587 LEED AP Homes 558 LEED AP ID+C 2,137 LEED AP ND 835 LEED AP O+M 2,271 LEED AP without specialty 36,609 Total LEED Credentials Held 83,348
38. 綠建築標章 •1999年內政部建研所成立「綠建築委員會」， 根據四大範疇九大指標，開始接受綠建築評 選工作 •推出「綠建築標章」，凡通過綠建築評估審 查的建築物，可獲內政部頒發認定標章 38
39. 台灣的綠建築評估指標 •共分四大指標群： 「生態、節能、減廢、健康」 •九項評估指標： 四大範疇 指標名稱 氣候 水 土壤 生物 能源 資材 生態 1.生物多樣性指標 ◎ ◎ ◎ ◎ 2.綠化量指標 ◎ ◎ ◎ ◎ 3.基地保水指標 ◎ ◎ ◎ ◎ 節能 4.日常節能指標 ◎ ◎ 減廢 5.CO2減量指標 ◎ ◎ ◎ 6.廢棄物減量指標 ◎ ◎ 健康 7.室內環境指標 ◎ ◎ ◎ 8.水資源指標 ◎ ◎ 9.污水垃圾改善指標 ◎ ◎ ◎ 與地球環境關係 39
40. 綠建築「生態指標群」 •生物多樣性指標 創造多樣化的生物共生環境 •綠化量指標 鼓勵多樣化植栽 •基地保水指標 促進都市生態水循環 40
41. 綠建築「日常節能指標」 •日常節約能源指標 建築物外殼設計 follow 建築物節約能源設計技術規範 建築物空調設計 不超量設計、選用高效率主機、熱源送風送水冷卻系 統之效率化、能源管理系統之使用 建築物照明設計 不超量設計、選用高效率燈具、能源管理系統之使用 41
42. 綠建築「減廢指標群」 •二氧化碳減量指標 由設計源頭減少建材使用量 形狀係數、輕量化設計、耐久化設計、再生 建材使用 •廢棄物減量指標 剩餘土方處置、營建自動化、再生建材、空 氣污染防治 42
43. 綠建築「健康指標群」 •室內環境指標 隔音、採光、通風換氣、室內裝修、室內空氣 品質、綠建材 •水資源指標 省水器具＋減少大耗水設施 ＋補償措施 •污水垃圾改善指標 提升公共衛生與環境品質、污水管線獨立、垃 圾收集處置良好 43
44. 台灣綠建築標章EEWH區分等級 •5大等級 鑽石級 黃金級 銀級 銅級 合格級 44
45. 台灣綠建築家族評估體系 •2012年起更新為5大類 2011 : 綠建築評估手冊－基本型（BC） 2011 : 綠建築評估手冊－住宿類（RS） 2009 : 綠建築評估手冊－社區類（EC） 2010 : 綠建築評估手冊－舊建築改善類（RN） 2010 : 綠建築評估手冊－廠房類（GF） 45
46. 4. 綠建築案例介紹 46
47. 綠建築案例介紹 台灣篇 參考文獻：內政部建築研究所，綠建築在台灣-優良綠建築設計作品專輯 47
48. 嘉義 二二八紀念館 48
49. 干欄式高架地板 雙層牆 覆土設計雙層屋頂 49
50. 干欄式高架地板 雙層牆 覆土設計雙層屋頂 50
53. 宜蘭 縣政府辦公大樓 53
56. 台北 工務人員發展中心 56
60. 宜蘭 宜蘭厝008號 60
64. 綠建築案例介紹 國外篇 64
65. 德國漢諾威 國際展場總部 利用雙層外牆 (DOUBLE SKIN) 引 進外氣並引導建築物 內部空氣流動形成良 好通風散熱效果 冬天緊閉閘門可確保 室內溫暖氣流 夏天開啟閘門則可引 導室內熱氣上升外排 並引進新鮮外氣 65
67. 盛 夏 期 冬 期 中 間 期 67
68. 英國倫敦 大倫敦市政廳 經過計算之特殊造型 可減輕夏日之熱負荷 與一般辦公大樓相比 可削減75%以上之能 源使用 利用貫穿各樓層之挑 空空間進行自然換氣 冷卻系統充分利用了 溫度較低的地下水， 以降低能耗，循環利 用。 68
71. 日本神奈川縣 地球環境戰略研究 機關(IGES) 利用縱深達2.5M之 再生木材出挑以阻絕 西曬 ，以反射板引進 光線供室內照明使用 (占70%) 挑空中庭提供自然換 氣 雙層玻璃阻絕西曬並 可進行排氣 利用太陽能及風力發 電設備配合電力儲存 系統進行供電 71
73. 越南河內 高密度集合住宅 河內—高溫高濕地區 高密度居住地之住宅 原型提案 海綿—孔隙體的概念 通風 換氣 降溫 空間多元化 個性化 促進社區居民之互動 73
78. 西班牙巴塞隆納 Media-ICT building CZFB 78 • 資料來源：http://www.ruiz-geli.com/projects/built/media-tic 視聽傳播與資訊技術 交流中心 零碳建築的科技節能 系統 仿生概念 耗能量為一般大樓的 1/4 動態的ETFE立面 煙霧式氣囊遮陽系統 海水冷卻系統
79. ➢ 九層樓鋼骨建物 樓地板面積2.4 萬m2 ➢ 視聽傳播與資訊技術交流中心 創意育成中心(辦公、展覽、工作坊) 地點 ➢ 西班牙巴塞隆納 老舊工業區轉型智慧 綠能的新興發展區 79
80. 80 ➢ 獲LEED 金獎 ➢ 2009 年歐洲鋼結構大獎 ➢ WAF 2011 世界建築大獎 ➢ 經濟實惠、物超所值 運用最新尖端科技 造價共約 2700 萬歐元 (約合台幣每坪 16.2萬元) ➢ Cloud 9 Architectures 建築事務所 Enric Ruiz Geli團隊 80
81. • 太陽能光電系統屋頂(減少10% CO2) • 綠屋頂 • 區域冷暖供應系統(減少20% CO2) • 雨水回收系統(非飲用水及區域性空調所需用水) • 海水冷卻系統 • 4種動態的ETFE立面(減少55% CO2) • 煙霧式氣囊遮陽系統(降低90% 熱得) • 智慧型能源感應器(減少10%CO2) • BMS中央運算系統 • 構造物螢光處理(減少10%CO2) • 其他智慧設施：光纖到府、智慧電表、數位交換、無線監控 • LED照明設備 零碳建築的科技節能系統 81
82. ➢ 太陽能光電系統屋頂 (減少10% 的CO2) Media-ICT Building的耗能量只有一般大樓的1/4 加上太陽能板發電，可自給自足，把碳排放降到最低。 ➢ 綠屋頂 採用植物所構成的薄層綠化屋頂，隔熱效果較佳，可有效阻止進入室內 之太能輻射，達到降溫之效果。 82
83. ➢ 區域冷暖供應系統 (減少20% CO2) 有效提升整體的能源使用效率高達 80％以上 設計運用冷源設備蒸汽的熱交換及廢棄物能源化系統（Waste to Energy），藉由廢棄物集中處理，產生再生熱能提供給區域使用。 區域冷暖供應系統將冷氣、熱水或蒸汽，經由分布在地下管溝之管網 （Network Pipes）輸送至附近社區。 83
84. ➢ 區域冷暖供應系統 (減少20% CO2) 提昇能源效率： 冰熱水系統主機集中配置，處於最佳 條件下運轉，運轉效率高。 建築或廠房整體景觀佳： DHC系統之冷卻水塔與鍋爐煙囪等集 中一處，容易修飾及美化。 84
85. ➢ 雨水回收系統 (非飲用水及區域性空調所需用水) 採用大型儲水槽收集雨水，供應整棟大樓非飲用水及區域性空調所 需用水，儲水槽安裝在汽車停車場坡道的下方，主要用於澆灌綠屋 頂。 ➢ 海水冷卻系統 (減少25%建築物耗能及CO2) 引用3公里外的地中海海水 建築物地板內埋管路，利用 區域性冷卻系統降低室內溫 度，降低空調產生的碳排放 抽取10度c的海水透過迴路 系統冷卻大樓空氣，再將15 度c海水排回大海，回收循 環再利用 85
86. ➢ 帷幕牆隔熱系統-ETFE薄膜 會呼吸的充氣泡泡墊，夏天隔熱，冬天保溫 • 4種動態的ETFE立面 (減少55% CO2) 當夏天戶外溫度升高到一定數值，感應器啟動表層ETFE膨脹，阻擋紫 外線的穿透及戶外熾熱的陽光，保持室內溫度的舒爽 →有效減少55%的CO2 冬天則相反，ETFE薄膜會展開吸收太陽光，提高室內溫度 86
87. ➢ 帷幕牆隔熱系統-ETFE薄膜 ETFE運用在帷幕外牆上，具有下列優勢： l 厚度僅200μm l 透過之紫外線係數餘85% l 具有彈性 l 幾何形狀容易變化 87
89. ➢ 煙霧式氣囊遮陽系統 (降低90% 熱得) 建築物三面外牆搭著綠白色、塗有 鐵弗龍的ETFE薄膜，透光度95%， 透過填充煙霧改變其透光度， 最多可降低太陽光直射產生的90%熱得， 89
90. ➢ 構造物螢光處理 (減少10%CO2) 建物裡外都塗上特殊的螢光綠，仿水母一般 讓建築物在夜晚時可發光，降低照明使用量 ➢ 智慧型能源感應器 (減少10%CO2) 隨時將大樓保持在最省電的狀態 ，並與智慧電網進行聯結。 90
91. ➢ 無線監控的LED燈光照明 (觸控式光源) 感應器室內裝了300顆智慧型能源感測器 ，根據人潮、自然採光狀況來開啟與關閉 ，減少用電量，節省75%的照明用電。 91
92. 仿生概念 92
93. 導入AI自動控制之建築物省能/創能 技術之開發研究 日本東京大學 生產技術研究所 馬郡研究室 http://www.magorilab.iis.u-tokyo.ac.jp/ 東京大學理想教育棟 ZEB 導入AI 節能控制（2011） 與大學內建築物平均耗能相比 ▲節省67％ Prof. Magori 馬郡文平 教授 93
94. 透過機器學習進行能源分析 0 20 40 60 80 100 120 -10.0 0.0 10.0 20.0 30.0 流量と温度差の分布 資料來源：http://www.magorilab.iis.u-tokyo.ac.jp/ Sensor controller 最佳運轉控制器 Boiler Thermal sensors 熱水温度計 Outside air Thermal and Humidity sensors 外氣溫及濕度計 watt-hour meters 電力計 Passive + Active insulation 被動＋主動 隔熱系統 Window thermal sensors 窗面温度計 Earthquake acceleration sensor 地震感測器 地震感測器（三軸加速規） 隔熱性能感測器 控制系統與感測器類型 自動感測系統 ＋ 大數據分析 ＋ AI自動控制之技術之開發研究 94
95. Zero Energy Building project in the University of Tokyo ２０１１ 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 95
96. KOMABA 21 東京大學駒場校區教育棟 • 地點：日本東京都 東京大學駒場校區 • 地上5層＋地下1層 • 總樓地板面積：4,477m2 • 用途：教育棟，研究室、教室、集會大廳、中小型會議空間等。 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 96
97. Convention hall Open space hall Cafeteria Studio-class room 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo KOMABA 21 東京大學駒場校區教育棟 97
98. 2. heat pump 6. desiccant dehumidifier 2. ground source/water heat pump system 1. smart double skin cladding system by adaptively movable louvers 5.N.Ventilatio n 9. PV 7. LED 3 radiation panel 8.Rain water 1. 智慧型控制複層立面系統-可 調整遮陽版 2. 地熱利用型熱泵系統 3. 輻射冷暖房系統 4. 結構體蓄熱 5. 自然浮力通風 6. 熱泵餘熱利用型除濕乾燥系統 7. LED 照明系統 8. 高效能省水及雨水利用系統 9. PV 太陽能光電板 10.AI智慧型建築物能源管理控制 系統控制 本案導入之技術 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 98
99. 智慧型控制複層立面系統 可調整遮陽版 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 99
100. 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 複層結構組成之可調整遮陽版 100
101. 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 智慧型控制複層立面系統 可調整遮陽版 101
102. Pumping well Recharge well HP Heat Exchanger Water Source Heat Pump Radiation cooling/heating panel Fan Coil Unit 地熱利用型熱泵系統 (developed by Ooka lab) GSHP: 100m×10 boreholes with single U-tube are installed. Capacity is 50kW. GWHP: 2×2 wells (pumping and recharge) are installed. Capacity is 70kW. boring Head of wells Casing of wells Water Source Heat Pump (120kW) 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 102
103. Construction process Piping header Piping for Radiant panel Radiant panel installation Ceiling finish Radiant panels are occupied 45% of ceiling area 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 輻射冷暖房系統 103
104. Radiation cooling/heating panel system Cooling, or Hot water Cool Shower Desiccant air FCU Cooling, or Hot water Radiant panel （Surface temperature Cooling 21-23degree Heating 26-28degree） Problem utilizing the radiation panel for studio -Not constant use -Huge latent heat from students -Limited performance Solution -Temporary short time use of FCU Cool Shower -Desiccant air from Desiccant AHU -Combined with Radiation Panel and air in order to develop panel performance Normal use Beginning of classroom 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 104
105. 導入AI自動控制之建築物能源管理系統 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 105
106. 利用AI來控制可動遮陽板 開啟關閉的應用例 三種模式 Mode A 夏季早晨 可動遮陽板中的板條面板的白色面朝外，遮陽板 的角度隨太陽的晝夜運動而變化，以防止陽光進 入內部。 Mode B 春秋兩季 可動遮陽板主要在春季和秋季開放，以使自然通 風最大化。 Mode C 冬季早晨（即太陽高度相對較低的持續時間） 可動遮陽板的黑色面朝外，以收集來自太陽的輻 射熱並利用其熱質量將其儲存在較高的花板上。 A B C Temperature & humidity sensor Control by Artificial Intelligence Radiation temperature sensor Radiation Black White Reflection White Black Temperature & humidity sensor Natural ventilation 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 106
107. ZEB的挑戰 - roadmap MJ/m2a in primary energy The reference building (the average of UT) This building in 2011-2012 This building in 2030 1800MJ/m2a =500kWh/m2a 0MJ/m2a Reduction of cooling energy Reduction of heating energy Reduction of lighting energy PV Energy production Reduction by optimum control Reduction by efficiency improvement after replacement 3 times improvement of PV 900MJ/m2a 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 107
108. 耗能實績值（2011.11~2012.10） 東京大學平均値 實績值 From Nov.2011 to Oct. 2012 實績值 From Nov.2011 to Oct. 2012 (excl. PV) MJ/m2 / year Primary Energy 37% 34% PV (5) (4) (3) (2) (1) (1)A/C heat source, (2)A/C delivery (3)A/C equipment. (4) Lighting, (5) others 資料來源：Tomonari Yashiro & Bumpei Magori, Institute of Industrial Science, the University of Tokyo 1800MJ/m2a =500kWh/m2a 700MJ/m2a 108
109. 與高雄在地企業之合作（甲六園建設） 實驗組（RC外牆＋空氣層+輕隔間內牆） 節能複式外牆之效果驗證 109 對照組（一般RC外牆）
110. 與高雄在地企業之合作（甲六園建設） RC外牆＋空氣層+石膏板乾式內牆 圖 2-10 熱電偶設置位置 牆前 磁磚後 打底 RC 空氣層 牆後 室溫 環溫 節能複式外牆之效果驗證 110
111. MIN 25.00 °C time:08:00 ​MAX:30.43 °C time:19:10 MIN:24.87 °C time:08:30 MAX:27.00 °C time:19:10 24 25 26 27 28 29 30 31 32 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 單位:℃ 單位:時間 室溫改正 對照組 石膏板乾式內牆 鋼筋混凝土外牆 + 石膏板乾式內牆 24小時最高溫度差值: 2.13 °C 一般鋼筋混凝土外牆 24小時最高溫度差值: 5.43 °C 石膏板乾式內牆 全天最高溫差 節能複式外牆之效果驗證 111
112. 節能複式外牆之效果驗證 石膏板乾式內牆 ＋ 排風 全天最高溫差 MIN 25.00 °C time:08:00 ​MAX:30.43 °C time:19:10 MIN:24.96 °C time:08:20 MAX:26.14 °C time:19:40 24 25 26 27 28 29 30 31 32 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 單位:℃ 單位:時間 室溫改正 對照組 石膏板乾式內牆排風 鋼筋混凝土外牆 + 石膏板乾式內牆+排風 24小時最高溫度差值: 1.18 °C 一般鋼筋混凝土外牆 24小時最高溫度差值: 5.43 °C 排風 112
113. 節能複式外牆之效果驗證 石膏板乾式內牆 與 一般鋼筋混凝土外牆 全天最高溫差 MIN 25.00 °C time:08:00 ​MAX:30.43 °C time:19:10 MIN:24.87 °C time:08:30 MAX:27.00 °C time:19:10 24 25 26 27 28 29 30 31 32 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 單位:℃ 單位:時間 室溫改正 對照組 石膏板乾式內牆 鋼筋混凝土外牆 + 石膏板乾式內牆 兩種構法最高溫度差值: 3.43 °C 一般鋼筋混凝土外牆 113
114. 石膏板乾式內牆 ＋ 排風 與 一般鋼筋混凝土外牆 全天最高溫差 節能複式外牆之效果驗證 MIN 25.00 °C time:08:00 ​MAX:30.43 °C time:19:10 MIN:24.96 °C time:08:20 MAX:26.14 °C time:19:40 24 25 26 27 28 29 30 31 32 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:00 07:30 單位:℃ 單位:時間 室溫改正 對照組 石膏板乾式內牆排風 鋼筋混凝土外牆 + 石膏板乾式內牆+排風 兩種構法最高溫度差值: 4.29 °C 一般鋼筋混凝土外牆 排風 114
115. 室外實體建築全年效果驗證中 115
116. 5. 結語與建議 116
117. 結 語 • 綠建築並不一定要花大錢 – Low Tech. V.S. High Tech. • 有綠色生活才有綠色建築 – 注意系統破口 •「這樣就好」V.S.「這樣才好」 – MUJI設計哲學 • 「Sustainable Building」＝ 「Less Unsustainable Building」 • 多元的發想＋多樣的技術融合＝新的解答 AI + 風土 + 人本 ＋ 文化 ＋ 商業模式 117
118. 建議發想：常用綠建築應用原理 KEY WORDS 1. 浮力通風：冷空氣往下降、熱空氣往上升 2. 空氣是很好的隔音隔熱的材料 3. 熱的傳遞：傳導、對流、輻射 4. 夏天打陽傘：犧牲打？ 5. 一對無限大：善用地下土壤/河海的力量 6. 夏天汽車內排熱：對流通風效果大 7. 如同人穿衣服可調整：可自我調適的建築？ 8. 資源調配：你的不要，可能是別人的需要 118