1. 前言

建築節能對於促進經濟發展和社會進步具有十分重要的意義，是節能工作的一個重要領域[1]。 建築物的能源消耗是社會上耗能的主要部份，若要達到節約能源的目標，便要從建築設計下功夫。 開展建築節能，不單可以提高能源利用效率，而且更可以改善建築室內熱環境，提高居住和工作環境的水平。 現今的能源生產主要依靠化石礦物資源，例如煤和石油，每年因生產能源而排放到大氣層的污染物，嚴重影響地球的自然生態和環境。 促進建築節能，可以減少大氣污染程度，降低經濟增長對能源的依賴。 難怪有人把節能稱為「第五能源」(煤、石油、天然氣、水電、核電及節能)。         建築設計牽涉很多方面的問題，要把節能的考慮充分包括在內並不是一件簡單的事情。 建築設計標準和規範是相當重要的環節，它們能夠起促進和示範的作用，使節能工作得到重視，節能科技得到充分應用和發展。 因此，很多國家在開展節能工作時，都十分著重建築和工程建設標準﹔通過建築節能標準的制定，可以控制建築設計水平，確保節能目標合理地完成。 正因為建築節能的範圍十分廣泛，相應的標準需要包容各方面的要求，例如材料、技術和設備等等。 假如想達到最佳的節能效果，便要就建築節能設計作全面探討，因地制宜，設計適合當地氣候和實際環境的規則。         香港和內地在過去十年裡制定了一些建築節能標準，因應兩地不同的情況，採取了不同的方法和模式。 世界上的發達國家早已在70年代能源危機後，把建築節能要求體現在建築標準規範之中，近年來節能標準的制定和更新紛紛在世界各地湧現[2]。 本文就香港、內地和國外的建築節能標準作一些分析和探討，希望可以使大家了解各地標準的特點、彼此的長短處和將來發展的大方向。 這些資料對日後工程建設標準的制定和建築節能的設計會有幫助。   前一段 目錄

 

2. 香港建築節能標準

香港政府一向奉行「積極不干預」政策，不主張對工商業實施過多管制，所以過去並沒有出現建築節能的法例。 直至90年代初，政府就商業樓宇的建築圍護結構(Building envelope)進行了一次節能管制的研究，提出了「綜合傳熱值」(Overall thermal transfer value)的方法來推行節能建築(亦即所謂OTTV)。 經過幾年的商討，終於在1995年7月21日正式實施。 2.1 現行標準 1995年制定的《建築物(能源效率)規例》納入在香港法律第123章《建築物條例》中，現時的管制範圍包括新建的商業樓宇及酒店[3]。 它的技術細節刊登在一份OTTV守則內[4]，主要的規定是建築圍護結構須符合適當的綜合傳熱值。 香港採用的OTTV外牆計算式為:         (1) 式中  OTTVW — 外牆的綜合傳熱值，W/ m2;  AW  — 不透明外牆的面積，m2;   U  — 不透明外牆的傳熱值，W/m2.℃;   α  — 不透明外牆的輻射吸收系數;   TDeqw — 不透明外牆的等同溫差，℃;   Af  — 窗洞的面積，m2;   SC  — 外玻璃窗的遮陽系數;   ESM  — 外遮陽乘數;   SF  — 太陽(輻射)因數，W/ m2;   Aow  — 外牆總面積( AW + Af )，m2。 屋頂之OTTV計算方法跟外牆類似，但一般計算比較簡單，因為屋頂很多時並無玻璃窗。 跟據目前的要求，外牆和屋頂的綜合OTTV須符合以下要求: (a) 建築物高塔(Building tower)所算得之OTTV不得超過35 W/ m2; 及  (* 建築物高塔指離開地面15 m以上的部分) (b) 建築物平台(Podium)所算得之OTTV不得超過80 W/ m2。  (* 建築物平台指離開地面15 m以內的部分) 2.2 今後發展 香港政府的機電工程署(Electrical & Mechanical Services Department)在1994年8月成立了能源效率事務處(Energy Efficiency Office)，專責推廣節能工作。 其中一項重要任務就是計劃和草擬一系列的建築節能標準(見表1)。 表1  香港建築節能標準   綜合傳熱值(Overall Thermal Transfer Value) 照明裝備(Lighting Installation) 空調裝備(Air-conditioning Installation)  電氣裝備(Electrical Installation)  升降機及扶手電梯(Lifts & Escalators Installations)  中央控制及監察系統(Central Control & Monitoring Systems)  1995年7月21日施行 現正草擬，預算1998年施行 現正草擬，預算1998年施行 計劃當中 計劃當中 計劃當中 有關標準的制定工作分階段進行，把影響能耗的建築設計和裝備一一納入管制範圍內[5,6]。 同一時間，在1995年開始推行非強制性的「能源標籤」(Energy label)計劃，鼓勵人們使用能效高的家庭電器，首先推出的是雪櫃(冰箱)，然後將會是冷氣機(空調機)和洗衣機。 前一段 目錄

 

3. 內地建築節能標準

內地的建築節能工作是從80年代初開始，首要任務是改進牆體材料的保溫性能[7]。 建設部於1994年成立了建築節能辦公室和節能工作協調組，負責組織制定建築節能的計劃和政策。 國務院於1986年頒布的《節約能源管理暫行條例》成為這些工作的指導思想，當中第35條是這樣的: 「建築物設計，在保証室內合理生活環境的前提下，應當採取妥當確定建築體型和朝向、改進圍護結構、選擇低耗能設施以及充分利用自然光源等綜合措施，減少照明、採暖和制冷的能耗。」 3.1 主要建築節能標準         近十年來，內地制定了一些建築節能標準，再加上多項建築外窗、節能建材及其檢測方法等標準，對住宅和旅館建築作出節能規定(見表2)。 這些標準是基於內地國情編制，針對最為迫切的能耗問題，通過技術標準手段來控制建築能耗水平。 雖然處理範圍未算廣泛，但以現有技術經濟水平的條件，這些制限是可以理解的。 表2  內地主要建築節能標準   《民用建築節能設計標準(採暖居住部分)》JGJ 26-95  《旅游旅館建築熱工與空氣調節節能設計標準》GB 50189-93  《民用建築節能設計標準(採暖居住部分)》JGJ 26-86(試行)  1996年7月施行 1993年10月施行 1986年8月試行 3.2 相關的標準和規程         除了專門的建築節能標準外，一些相關的建築設計及其應用技術標準和規程亦值得大家留意及研究(見表3)[8,9,10] 。 建築物的節能是一項綜合性的技術，包括建築物本身、空調系統和建築設備的節能。 要達到最佳的綜合節能效果，需要在各方面配合妥當。 表3  內地建築節能相關的標準和規程   1. 最大關連的 《民用建築熱工設計規範》GB 50176-93  《民用建築照明設計標準》GBJ 133-90  《旅館建築設計規範》JGJ 62-90  《採暖通風與空氣調節設計規範》GBJ 19-87  1994年7月施行 1993年10月施行 1990年12月施行 1988年8月施行 2. 有關連的 《城鎮燃氣設計規範》GB 50028-93  《民用建築電氣設計規範》JGJ/T 16-92  《建築給水排水設計規範》GBJ 15-88  1993年11月施行 1993年8月施行 1989年4月施行 前一段 目錄

 

4. 比較兩地的建築節能標準

從以上簡短的介紹可以看到，內地和香港的建築節能標準存在不同的特色。 一點共通處，就是大家的技術標準還不健全，起步比其他先進國家晚(例如美國和日本)。 內地和香港在今後日子要趕上人家的水平，便應引入較新的概念去發展，不然就老是比人家落後十年以上。 4.1 重點不同         內地的節能標準很多部分起源自原蘇聯《建築熱工規範》，著重建築物的保溫性能，務求減少冬天的室內熱損失，降低採暖系統的能耗(尤其是北方地區)。 及後開始引用西方國家的經驗，加入空調節能的要求來應付夏季及和暖地區的情況。 先從居住採暖入手然後到旅館空調，可以反映出內地經濟和技術的演變。 目前，空調節能技術仍然有待補充和改進；其他建築設備，例如照明、電氣、升降機、供水和燃氣等，都應加入相當的節能條款。         香港的節能標準(OTTV)可以說是“師承”新加坡、馬來西亞、泰國、菲律賓等東南亞國家[11-14]。 特點為著重減輕太陽輻射進入室內，以降低空調系統的能耗[15]。 研究結果指出[16]，圍護結構所佔空調能耗一般在10至20%左右(指香港的商業樓宇而言)，所以單靠改進外牆設計來節能成效有限，必須同時提高照明和空調設備的能效水平，方能事半功倍。 OTTV是香港第一份節能標準，其意義在提高節能意識和關注等方面，相信比實質節能作用為大。 目前香港的標準似乎技術上太單薄，沒有足夠的驗證和測定；體制上亦欠缺一套能源政策和法律。 4.2 手法各異         內地目前的建築節能標準中技術手段比較多，例如空調和採暖設施是否裝置要按氣候分界線來確定，建築物的窗牆面積比和外玻璃窗的遮陽系數都有規定。 這種手法直接簡單，但可能會令建築設計諸多制肘，欠缺靈活性，結果就算有創新的節能設計，可能也不能通過標準的規定。 解決這問題要從經濟比較和優化設計入手，增加節能判別方式，提供分析工具去作比較。         相對而言，香港的建築節能標準，包括現行和正在草擬的兩項標準(見表1)，技術規定就比較少，只按綜合數值去管制，可以有較大自由度。 可是，沒有充實的技術資料下，節能設計仍很難掌握，實質節能得益亦很難保證能做到。 香港一開始就從商業樓宇和酒店入手，針對高層建築設計去制定標準是考慮到實際需要的。 香港OTTV標準刻意放寬建築物平台的要求，是顧及香港的商業樓宇中，平台部分很多時會作為商場，建築設計需要更注重商舖對街外宣傳。 另一方面，能源標籤計劃雖然不能算是建築節能標準，但是它能夠在住宅樓宇中發揮一定的市場效應，間接幫助了建築節能。 前一段 目錄

 

5. 國外節能標準最新概況

推行建築節能已成為世界性的大趨勢。 近年來，許多國家都在制定和修訂節能標準，每次修訂標準時會將節能要求提高一步，還有採用精密和靈活的管制方法。 借鑒世界各地的經驗可以促進我們日後的建築節能發展，以下舉出幾個最具代表性的例子。 5.1 美國和加拿大         美國的ASHRAE 90標準可以說是當今建築節能標準的表表者 。 現行的ASHRAE 90.1-1989標準[17]在1989年推出，至今已成為美國政府「能源政策法令」(Energy Policy Act)指定的標準。 最新一代的ASHRAE 90標準現正在草擬階段[18]，預期1997-98年面世。ASHRAE 90.1系列的標準是針對非住宅建築而設的，跟70和80年代的舊版本比較，最大分別就是并棄了一些規範性的要求(例如OTTV)，傾向全面建築能源效益。 標準的複雜程度越來越高，所以要應用電腦軟件來簡化審核程序。 住宅建築方面，美國通常會採用比較簡單的標準，例如BOCA National Energy Conservation Code及CABO Model Energy Code[19,20]         加拿大沿用美國的概念去發展她的建築節能標準，強調“效益為本”(Performance-based)的標準可以更有效、更方便地推行節能措施，鼓勵創新建築設計。 加拿大最新的商業和住宅建築節能標準將會在1997年裡面世[21,22]，當中建築能源效益可以運用電腦模擬技術去作深入的經濟分析和比較，滿足標準的要求。 5.2 日本和紐西蘭         日本在亞洲國家中，節能成績最為突出。 在1979年已制定了《建築節能基準法》，至今在建築設備方面就有廿多項節能法規[23]。 在空調系統設計、審批、施工及運行管理中，都受到各種節能措施和指標的嚴格約束。1993年最新修訂的建築節能標準[24]，把住宅、旅館及商業建築都包括在內，從建築設計、空調、照明、供熱水和升降機等方面都有指標限制。         紐西蘭在80年代曾經參照英國和美國的經驗來制定建築節能規程[25]。 到了90年代，大力改革節能標準，以效益為本的手法在建築規例中實施，借助電腦軟件來審核[26,27]。 通過十多年的研究和測試，紐西蘭建立了有本身特色的建築節能標準，靈活地管制節能目標。 前一段 目錄

 

6. 未來發展方向

歸納世界各地建築節能標準的發展，可以看到以下的大方向和潮流。 6.1 講求效益 建築節能標準的特質大致可分兩大類: (一)規限性的(Prescriptive)和(二)效益為本的(Performance-based) [28]。 規限性的標準設定每個單元的節能要求，例如外牆最大傳熱系數和設備最少能效比率等等。 效益為本的標準只定下一個最大能耗指標，並無規定用什麼方法和材料去達成，所以建築師能夠有更大的自由度去發揮。 一般來說，早期和現在很多建築節能標準都是規限性比較大的。 但是，一些先進國家為追求設計自由和更高節能效果，都傾向發展效益為本的標準，例如美國、加拿大和紐西蘭。 通過全面的節能效益探討，可以鼓勵創新技術和靈活設計。 推行這些標準最大困難就是節能判別比較複雜和不易掌握。 6.2 軟件之應用 要審查和研究建築設計是否合乎節能標準，可以借助電腦軟件。 尤其是效益為本的節能標準，因為不同情況的繁複性，更需要軟件幫忙來把審查程序系統化和簡便化。 現在最新的趨勢是建築節能標準中附上預定軟件，提供靈活和簡便的方式去判別節能要求[16,17,20,21,26,29]。 標準中亦鼓勵人們運用電腦模擬技術去作深入的經濟分析和比較，優化建築能源效益。 這方面的科技發展方興未艾，前途無可限量。 6.3 配合節能技術 建築節能的多元性和亙補性需要全面對付和跟進。 節能技術大體上可分為四方面(見表4)，標準制定必須照顧周全，否則可能徒勞無功。 目前的標準對於能量消耗方面尚可規範，但是對於負荷側管理(Demand-side management)及調荷節電等方面仍未有具體對策。 高層次的建築節能不單考慮減少能耗，而且能夠對均衡負荷作出調整。 例如蓄冷空調系統可以提高發電設備與供電電網的利用率和能效，改善電力建設的投資效益[30]。 表4  主要節能技術   建築設計 建築體型和朝向 建築圍護結構 窗戶隔熱和建築遮陽 室內條件和使用 空調系統 空調設計 冷源、水系統、風系統 採暖/供熱、熱回收 蓄冷技術 建築設備 照明/自然日光運用 電氣 升降機及扶手電梯 熱水供應 供給水、炊事、燃氣 其他 辦公室儀器 家用電器 自動控制 能源、運行管理 能源審核(Energy audit) 6.4 可持續發展         現今節能要求已不是單純的經濟考慮，而是建基於世界環保大氣候。 經濟的發展必須與人口、環境、資源等一同考慮，而建築節能正是可持續發展(Sustainable development)的一個極為重要環節[31]。 把可持續發展的意志轉化為建築節能的具體行動，正是很多國家(包括中國)的國策。 建築節能標準怎樣體現這個要求，可能尚言之過早，但可持續發展方針很有可能是推動下一代建築節能標準和工作的原動力。 前一段 目錄

 

7. 結語

建築耗能在社會上極為重要，建築節能的潛力在我國相信是十分之龐大。 優良、實用和有遠見的工程建設標準可以為節能工作提供有力的支援。 建築節能標準一方面是例出最基本的要求，另一方面也可以引起人們關注節能，鼓勵他們達到比起基本要求更高的節能效益。 目前內地和香港的建築節能標準只在起步階段，需要吸收先進國家的經驗來改進不足之處。 假若要趕上應有的水平，便要對節能標準的未來發展有一定掌握，引入較新的概念去推廣推行。   前一段 目錄

 

參考文獻

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In Proc. of the Mainland-Hong Kong Engineering & Construction Standards Exchange Seminar (Hong Kong Section), 14-15 April 1997, Beijing, China, pp. 22.1-22.4 Study of Building Energy Efficiency and Engineering & Construction Standards Sam C. M. Hui Email: cmhui@hku.hk  URL: http://arch.hku.hk/~cmhui Department of Architecture, The University of Hong Kong Synopsis: This paper describes the current status of building energy standards in Hong Kong and Mainland China.  The characteristics, implementation strategies and strong and weak points of these standards are explained.  The latest developments of building energy standards in overseas countries are outlined, including USA, Canada, Japan and New Zealand.  Future prospects and directions for development of building energy standards are discussed.  The importance between building energy efficiency and engineering & construction standards is pinpointed.  It is recommended that standard development should take into account the new approaches of advanced building energy standards.   前一段 目錄