建築產業碳足跡評估介紹

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5 6/1(五)台中場室內裝修
6 6/2(六)台中場建築
7 6/8(五)台南場建築
8 6/9(六)台南場景觀
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  • 活動地點: 台北、台中、台南
  • 活動日期: 2018-05-25~2018-06-17
  • 報名日期: 2018-02-21~2018-05-10
  • 報名網址: 請點這裡
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建築產業碳足跡評估介紹

何謂建築碳足跡?

 環境工程對於碳足跡之定義,就是個人、組織、活動或產品,以直接或者間接之方式所導致的溫室氣體排放總量 (換算成二氧化碳當量CO2e),用以衡量人類活動對環境的影響。碳足跡從原物料的開採、製造、使用,一直到產品廢棄回收處理,所謂「搖籃到墳墓」的生命週期中,所產生的CO2排放量都算是碳足跡的計算範圍。

  以建築領域而言,所謂建築碳足跡就是一棟建築物由「搖籃到墳墓」的生命週期中所產生的二氧化碳排放量。以前述LCBA對鋼筋混凝土建築壽命為六十年之視野觀之,以工程實務來定義「建築碳足跡」的話,則是指該建築物在六十年生命週期中,在(1) 建材生產運輸、(2) 營造施工、(3)建築使用、(4)修繕更新、(5)拆除廢棄等生命週期五個階段過程之活動中所排放的二氧化碳排放量。

圖 建築生命週期五階段示意圖

  建築碳足跡評估的目的在於「維持相同基本建築機能之前提下,以建築設計、營造施工相關手法來達到減碳目的」。建築碳足跡評估的功能有三:一是「碳標示」,二是「熱點診斷」,三是「減碳行動」。其中「碳標示」與「熱點診斷」是碳足跡評估的功能,第三項「減碳行動」乃是基於前兩項的「有效性」與「信賴性」所採取的投資對策。碳足跡評估法之命脈在於「有效性」與「信賴性」,亦即必須能簡易操作,同時對減碳技術有正確且高敏感度的辨識功能,否則無法形成良好的減碳政策。

  LCBA對於某棟高層集住宅的建築碳足跡評估標示實例如下圖,由此可清晰看出生命週期五個階段,甚至更細節的碳足跡構成,此乃作為節能減碳熱點診斷的基礎。

 

圖 某集合住宅碳足跡評估概況

 

全球第一建築產業專用「建築碳足跡認證」出航

國際建築碳揭露趨勢

      2013年起,公共工程委員會已針對一些道路、橋樑、建築的示範工程,開始試辦「碳足跡評估」業務;新北市已針對所有環境影響評估之建築開發案,執行碳足跡減量50%之評估。2014年「高雄國際會議中心」繼「南港展覽館」之後,已委託國際顧問完成「碳盤查」業務;同年底,台中市的水湳經貿園區已經開始要求所有開發案必須執行碳揭露認證,因此「建築碳足跡認證」勢必在行。

什麼是「低碳建築聯盟」?

    「建築碳足跡認證」由低碳建築聯LCBA(Low Carbon Building Alliance,以下簡稱LCBA)來執行,LCBA是2013年在科技部「小產學聯盟計畫」下在成功大學成立的平台,其目的在於透過「建築碳足跡評估」技術,發展低碳設計、低碳技術、低碳產品、低碳管理之產業策略,並建構台灣低碳建築產業鏈。

Why「建築碳足跡認證」?

     「建築碳足跡認證」可明確掌握建築物的生命週期碳排放量,具體診斷可被控制的節能減碳熱點,確實指引企業執行有效且實質投資效益的減碳行動,是對地球環保「最有感的標示制度」。

How「建築碳足跡認證」?

     「建築碳足跡認證」依據LCBA出版「建築碳足跡(二版)」的BCF(Building CarbonFootprint)法與標準文件執行評估,2014年10月起於台北、桃園、台中、台南設立「建築碳足跡認證辦公室」接受認證審查。

                                                

                                                                                         

                                                                                                     建築碳足跡(二版)  

Who「建築碳足跡認證」?

       2014年LCBA已禮聘53位資深「建築碳足跡審查委員LCBA-CP」正式接受認證審查,並訓練125名合格的「建築碳足跡評估專家LCBA-AP」隨時接受委託執行「建築碳足跡認證」申請作業服務。

「建築碳足跡認證」如何標示?

        LCBA所頒發的「建築碳足跡標章」依需求有下列兩種標示法:一為生命週期總碳排量與碳足跡指標(每年碳排密度)等純碳排標示的「建築碳足跡標章」,如圖1所示。二為碳足跡指標(每年碳排密度)與低碳建築分等級標示的「建築碳足跡標章」,如圖2所示。

                                  

                                               圖1 純碳排量標示的標章                          圖2 分級碳排量標示的標章

Why「世界第一」?

      目前歐美國家雖然有執行建築生命週期評估之軟體與機構,但均為一般資源工業性質,尚非建築產業、設計導向專用之方法。唯有LCBA依據成功大學二十餘年建立的本土化LCBA-Neuma建材碳足跡資料庫、開發LCBA-Delta評估軟體,具備最公開、透明、科學的產業設計導向BCF評估法,同時訓練專業評審委員與專家執行高信賴度的認證業務,是「世界第一的建築產業碳足跡認證制度」。

BCF評估法

      LCBA所推出的建築碳足跡評估BCF法,是以一系列建築資材、建築使用能源的統計資料與碳排理論推估公式來模擬建築碳足跡的方法,在功能上分為以下四種不同系統:

(1)規劃評估系統BCFs(BCF System for Schematic Design)

(2)設計評估系統BCFd(BCF System for Design Development)

(3)完工評估系統BCFc(BCF System for Completed Projects)

(4)用後評估系統BCFo(BCF System for Occupant Buildings)

       如下圖所示,BCFs系統用於非常初步的建築財務規劃階段,BCFd系統用於建築設計圖說完成但設備設計未完成之階段,BCFc系統用於建築與設備之細部設計均完備,且建築物完工之階段,BCFo系統則用於建築完工且建築物正常被全載使用後之階段。此四系統乃因應從規劃至完工階段,隨著設計資訊日漸齊備之程度,建構一系列由粗至細之碳足跡指引,以隨時修正低碳設計之方向,十分契合於業者之財務投資規劃程序,也適合政府未來在環評、都審、建照、使照等階段落實低碳建築管理之政策。

 

                                           

                                                                                   圖 BCF法四系統的應用階段

 

       BCF法必須遵循LCBA所公布的最新版本之「建築碳足跡(二版)」來執行,其建築資材之碳足跡標準必須完全以LCBA所公布的最新版本之LCBA-Neuma 資料庫為依據。申請「LCBA建築碳足跡標章」續用時所用之評估方法亦同,唯應以該標章核發當年之評估版本為主,製作建築物空間使用差異與原減碳技術差異分析報告書,若原建築物改變使用差異過大足以影響評估結果者,則應以新案件申請為宜。

 

                                  

                                                                                                         建築碳足跡(二版)

BCF法對於 (1) 新建工程、(2) 營造施工、(3)建築使用、(4)修繕更新、(5)拆除廢棄等生命週期五個階段的評估範圍如下表所示:

                                                                                 表 建築碳足跡盤查範圍

                                           

       由於建築碳足跡評估的目的在於「維持相同基本建築機能之前提下,以建築設計、營造施工相關手法來達到減碳目的」,其所謂「基本建築機能」如下三點:

1.結構安全機能----符合最低耐震、耐久設計法規之基本功能。

2.健康舒適機能----滿足音、光、熱、空氣環境上國際規範之基本功能。

3.空間組成機能----滿足該案建築面積、空間配置、樓層高度之基本功能。

       此三大機能乃是不可取代的「相同功能」,任何建築碳足跡評估均必須滿足此三大「基本功能」才能進行比較評估。在此「基本功能」條件下,BCF法還必須遵守下述原則:

自我比較原則

     「自我比較原則」乃要求建築物在「相同功能」條件下相互比較的方法,是確保公平合理評估的最高原則。BCF法要求「設計案」與「基準案」必須為「相同功能空間組成」的建築物,使碳足跡評估可集中針對空間與營運條件以外的建築性能因子,如隔熱、遮陽、構造系統、耐久性、設備能源效益、能源管理等差異,如此才能凸顯節能減碳設計的效益。如此一來,可避免不同規模、不同類型、不同等級建築物之間的比較,例如避免商務旅館與觀光旅館、小診所與教學醫院、低層住宅與超高層住宅之間的不合理比較。

標準虛擬情境原則

       BCF法乃是以一系列「標準虛擬情境」來模擬建築碳足跡的技術。BCF法所提的一系列「標準虛擬情境」,由原材料製造的混合比例至建築使用者的生活作息,每一環節由大至小、由具體到抽象,包含上千百種的碳排劇本所組成。雖然很多建築物的碳排軌跡不一定完全吻合此碳排劇本,但作為法令政策的依據,我們不得不以此劇本作為「主旋律」來模擬建築物的碳足跡。甚至對於一些與「主旋律」不完全相符的現象,我們都必須將之視為雜訊或背景噪音而忽略之。

有效控制原則

       所謂「有效控制原則」,是指建築碳足跡評估只能控制熱點診斷、減碳技術相關的有效因子,不能控制美學、品味、社會、經濟等與建築實質機能無關之無效因子,同時也不必評量超越「基本功能」水準以上的碳排因子。例如,水晶吊飾、景觀雕刻、楣樑石雕、屋凸飛簷造型等,應屬「基本功能」以上的美學品味要求,應不必納入評估。又如,對於一般玻璃或雕花玻璃,一般石材或含古生物化石之石材、平價馬桶或免痔馬桶等差異,已經是超越「基本功能」以上的要求而不必納入評估。通常建築物之資材與產品已有種種建築規範(相當於基本功能)之要求,我們不必要再去區別品牌、產國、等級在資材上之微小碳排差異,因為即使硬要盤查品牌上之碳排差異,其差異所佔比例也微乎其微,甚至毫無影響。總之,「基本功能」是所有建築師與工程師必須遵守之最基本要求,在建築碳足跡評估上只要依設計圖來執行即可,並不必額外稽核此基本機能之真偽。

BCF法所鎖定的「有效控制因子」之範疇,具體只限定於:1. 日常節能技術、2. 建築構造減碳技術、3. 建築結構長壽命化技術等三項範疇。

系統操作原則

      所謂「系統操作原則」乃指BCF法不針對一塊材料、一根管線、一個設備元件來累算碳排,而是以一組內隔間系統、一套帷幕外牆系統、一套空調系統之方式來模擬碳排。這「系統操作原則」除了簡化計算之目的之外,最大的功能在於消除非減碳因子之雜音,讓業主、設計者可直接注視建築系統之減碳設計效益,而引導碳熱點之診斷,進而達成低碳設計之目的。

世界第一的BCF評估法

       近年來,在台灣已出現一些國外顧問公司挾外國資料庫推銷建築碳足跡評估之業務,甚至有學界引進國外軟體作為建築碳足跡之研究依據,其信賴度令人堪慮。目前國際間有關碳足跡生命週期評估之電腦資料庫軟體不下十種,如Boustead(英)、R. F. Weston (美)、ChemSystems (美)、EMPA (瑞士)、PIRA International(英)、Charlimers Industriteknik(瑞典)、Environmental Conscious Design Support System(美)、SimaPro(荷蘭)等,都已經發展成商業模式而為各顧問公司所用。然而,基於下述原因,提醒國人謹慎節制:

該類資料庫軟體均為電子、化工、機械、食品等製造業方面以單一產品為主的評估軟體,並不適用於龐大建材數量、複雜設備性能(變頻、節能控制等)、多樣化構造技術(如耐久化、輕量化等)的碳排評估。

該類軟體之資料庫均為國外資料,其建材生產、運輸、營建、廢棄處理之碳排資料均不適用於台灣,尤其缺乏本土空調水電設備之碳排數據,其數據品質完全不符國際規範對可靠性、完整性、地理相關性、技術相關性之基本要求,例如台灣的鋼鐵材料來自數千海里外的澳洲、印尼,應含有相當大的運輸耗能,但國外資料庫均付之闕如,如何能適用於台灣?

建築碳足跡的精華在於掌握建築日常耗能,而可靠的建築耗能分析必須採用動態耗能程式(如DOE、eQUEST等)並配合當地逐時氣象資料(平均氣象年)、本土節能法規與建築營運條件才能建構完成,但國外軟體(如引用Ecotec商用軟體)在無法正確模擬台灣建築耗能之下,自無法精確評估其建築碳足跡。

所有碳足跡資料庫均必須由能源碳排係數換算而成,但如下表所示,各國的能源碳排係數差異甚大,其差異有時高達數倍之多,若援用這些國外的碳排資料令人不安。

表2010年各國發電力碳排係數(KgCO2/kWh)

國別

台灣

中國

新加坡

日本

加拿大

美國

德國

挪威

碳排係數

0.532

0.766

0.499

0.416

0.186

0.522

0.461

0.017

過去在台灣以國外碳排解析軟體來執行工程碳排評估的案例,大多隱瞞其數據來源、解析理論、計算程序,其評估之信賴性也無法經由第三者查證,不符國際規範對再現性的要求。

       2010年美國建築師協會所出版之"建築生命週期評估實務導論"(AIA,2012),列舉在美國、澳洲、加拿大、泰國等地被執行過的建築碳足跡評估的8個案例分析,其中可看出現階段各評估工具、能源解析軟體、碳排資料庫、計算邊界、虛擬情境尚處於各說各話之階段,尤其缺乏政府單位公認的比較基準,同時也缺乏建築設計導向的操作機制,因此不得不承認歐美建築LCA工具目前所遭遇的困境。

       總之,目前國外碳足跡相關軟體大部份為產品碳排評估之軟體,並不適於巨大建築物碳足跡之評估,即使是上述美國建築師協會所提建築LCA軟體,通常並非以建築設計導向的使用機能,對於建築產業的診斷敏感度不足,難以回饋至有效的建築減碳行動,尤其其數據品質與解析方法既不透明、也不本土化,經不起第三者查驗,若草率引為國內建築產業碳排診斷之用,恐怕有誤導低碳建築之危機。

       反之,LCBA所推出的建築碳足跡評估法稱為BCF法(Building Carbon Footprint Evaluation Method),其建材碳排資料完全建立在台灣建築產業之碳盤查資料之上,其建築耗能解析也依據台灣氣象資料發展而成,是一個完全本土化的建築碳足跡評估法,它作為台灣建築碳足跡之評估工具有如下優勢:

本土性:

     BCF法所有資材碳排統計、工程分項、能源計算氣象條件、建築使用虛擬情境、建築空間分類均來自嚴謹的本土產業調查與學術研究成果。

再現性:

      BCF法所有解析理論、計算步驟、公式、統計數據、資料庫均有清楚的來源,且有標準化輸出入格式,讓每一評估者都有相同的評估結果。

有效性:

       BCF法所有評估均以建築產業在設計、估價、發包、施工上的系統操作來執行,能快速有效預測、診斷、改善建築環境性能效益。

信賴性:

       BCF法所有學術理論、研究方法為累積二十年來之公開成果,已經廣為政府、學界、業界所採用,在實務應用上已接受多方檢驗,對環境效益管理有良好的可信度。

       總之,BCF評估法是徹底從本土建築產業出發,徹底實現建築設計系統操作、建築減碳熱點診斷、建築系統構件輸入輸出之功能,是對建築產業最友善的建築碳足跡評估法,堪稱是世界第一的建築碳足跡評估法。

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