建築節能新法寶! 全台首見「微氣候資料庫」上線

2018/04

文|高宜凡 / 台達電子文教基金會計畫主任

建築節能新法寶! 全台首見「微氣候資料庫」上線

三月上旬,台達電子文教基金會舉辦了一場別開生面的記者會,吸引超過30位媒體記者來到現場,加上來自氣象、建築、環保等領域的貴賓,把陽光講堂擠得水洩不通,一起見證台灣首見的「建築微氣候資料庫」誕生。

建築微氣候,這個名詞聽來似乎有些艱澀難懂,為何會如此受到矚目?因為,這兩個議題跟台灣近年遭遇的困境很有關係。


缺電新聞頻傳,建築節能得加把勁

台灣近年「缺電」已經不是新聞了,度過驚心膽跳的2017年,2018年剛開始沒多久,台灣就冒出史上第一顆二月份的「橘燈」(指當日備轉容量低於6%),敲響了今年可能缺電的警鐘。

由於連續多日的冷冽低溫,二月五日傍晚的尖峰用電量衝上2905萬瓩,不僅締造二月份有史以來第一顆象徵供電告急的橘燈(當日備轉容量率僅5.08%),台電公司還立馬申請讓停機近兩年的核二廠二號機重新運轉,隨即引發環保團體與反核人士批評,不少人擔心「815大停電」是不是又要來了?

2017年全台耗電量增加2.2%,唯有「住宅」和「機關」部門呈現下滑 (圖片來源:台大風險社會與政策研究中心)

如何避免「缺電之夏」在2018年上演續集?目前各派說法不一,挺核派強調核電火力全開便萬事OK,反核派則懷疑台電長年捏造缺電訊息,事實上台灣根本不缺電。可惜,在這麼多的討論(或口水)聲浪中,大家似乎只顧著找出新能源,卻忘了「節能」的重要性。

根據台大風險社會與政策研究中心發表的〈2017全臺用電情勢回顧〉,台灣去年耗電量約較前年成長2.2%,漲幅不但勝於前年(2.1%),更高於過往五年的平均值(1.4%)。但仔細觀察六大用電部門變化,「住宅」與「機關」是唯二不增反減的,總算聊為告慰。

其實,以台灣這種地狹人稠、3/4人口集中在都會區的狀況來說,減少建築耗能絕對是不得不為的必要措施。據中央氣象局統計,過去100年來全台平均溫度上升攝氏0.7度,都市均溫上升幅度卻是兩倍(攝氏1.4度)。每到炎炎夏日,由密集建物、擁擠車流、缺少植物遮蔽的都市空間、無法散熱的路面,常彼此交錯產生「熱島效應」。為躲避熱浪,民眾不是躲在家吹冷氣,就是湧入有空調的室內空間(如便利商店、百貨公司、圖書館),因而造就連年上揚的建築(包括住宅、機關、服務業)耗電成長曲線。

攤開政府統計資訊,和建築相關的「服務業」和「住宅」部門耗電量連年上升 (資料來源:中華民國105年能源統計手冊

氣象資訊加持,強化建築節能實力

在此趨勢下,訴求節能減碳的綠建築概念應運而生。但長年推廣綠建築,本身也參與建造、並親自使用的台達發現,台灣過去能取得的氣象統計資訊,和實際需求之間存有落差。於是去年起攜手中央氣象局、財團法人台灣建築中心兩大專業機構,委託台灣大學前副校長暨大氣系終身特聘教授陳泰然擔任計畫主持人,經過一年努力,發表了台灣第一個「建築微氣候資料庫」,並將資料開放給外界使用。

台灣第一個建築微氣候資訊平台,集結了全台13個氣象站近20年的歷史資訊

假如每棟建築從設計階段,就考慮到基地周遭的環境特色、懂得順應當地氣候條件,運用增加通風、自然採光、打造周圍綠帶等「被動式」設計手法,再結合近年全球建築界廣泛應用的「Building Information Modeling」(建築資訊模型),提供從業人員由設計、施工、營建、乃至後續維護管理所需的建築大數據和量化分析系統,不但可減少建造過程可能發生的設計錯誤和資源浪費,更能從源頭減少建築日後的能源消耗量和碳足跡。

亦即,若能掌握建築基地的日照、風速、溫度、濕度、雨量等歷史資料,透過BIM的模擬與分析,更有利於建築師打造節能減碳、也兼具居住舒適度的環保綠建築。讓綠建築不再是憑空想像的空中樓閣,而是逼近真實狀態的可行方案。

應對極端氣候,下一步開發更精確資訊

甫公開的建築微氣候資料庫,統整了概括全台多數人口的13個示範站點資料,往後打算再開發更小尺度的地理網格資訊,並連結即時氣象預報資訊,提供更實用的微氣候資訊。

這樣的動作有其必要,現階段政府雖有提供官方統計資料,卻得花費額外人力整理,才能讓氣象資料融入建築業的繪圖軟體和能耗分析系統。比方,美國Autodesk網站有提供台灣的氣象資料,一來歷史年份不夠接近、二來偵測站點不夠廣,常發生南部建案模擬日後能源消耗時,用的卻是北部氣象站資料。殊不知,台灣是座四面環海的島嶼,夾在全球最大陸地(歐亞大陸)和最大海洋(太平洋)之間,加上中央山脈聳立其中,造成各地氣候差異極大,加上近來極端氣候的影響,理當提供更精確及貼近本土的資訊,才能幫助建築師打造順應氣候的韌性建築。

九典建築師事務所執行長林章鍊指出,大家認為台灣冬天吹東北風、夏天吹西南風,事實上,在山上、海邊、每個區域的氣候都有差異。一旦有了更詳細的微氣象資料,才能讓建築師知道開窗該朝哪個方位,還可精密算出開窗率,設計風廊,更加放大建築的節能效果。

檢視政府統計資訊,2016年台灣住商部門(住宅+服務業)合計耗電965億度,只要節能區區5%(約48億度),省下用電量就幾乎雙倍於同一年度的太陽能+風力發電量(25億度)。換句話說,只要善用氣象資訊、落實建築節能,解除2018年缺電危機絕非「不可能的任務」!

當天建築微氣候庫發表會吸引大批媒體到場,且會後提問相當踴躍

綠建築要再提升節能實力,搭配氣象資訊將是不可或缺的方法

 

參考資料 /
1.台大風險社會與政策研究中心〈2017全臺用電情勢回顧〉
2.Green BIM建築微氣候資訊平台 (www.weatherservice.org.tw)
3.台達電子文教基金會委託專案計畫《氣候服務在綠建築之應用:綠色建築資訊模型微氣候資料庫建置》(主持人:台大大氣系終身特聘教授陳泰然,協同主持人:財團法人台灣建築中心經理李明澔、國際氣候發展智庫執行長趙恭岳,團隊成員:劉怡葶、林煒郁‧黃郅堯建築師事務所)

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