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研究生:顧孝偉
研究生(外文):Hsiao-Wei Ku
論文名稱:住宅用電量監測與解析之研究
論文名稱(外文):A Study on the Record of Observing and Analysis of Electrical Consumption of Residential Building
指導教授:林憲德林憲德引用關係
指導教授(外文):Hsien-Te Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:建築學系碩博士班
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:住宅用電量解析能源效率比住宅用電量住宅用電量監測
外文關鍵詞:electrical consumption of residential building
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本研究主要針對快速成長的住宅用電情況,透過住宅能源使用現況的調查,並且以儀器監測,能瞭解到住戶的使用行為、用電情況,並在北、中、南三地選定部分的樣本來做大規模的家電與空調機械的監測,用來瞭解使用行為、使用時間、用電量、與空間類型的關連性,並透過住宅類用電量解析,建立起住宅用電的簡易評估。
本研究以住宅用電監測及詳細的問卷調查,並分成「照明、空調、家電」三種主要的家庭用電組成,調查出住宅用電量與各項用電的因子,並且依不同空間、不同的使用人員來詳細區分用電量,以50戶住戶為樣本做實際抽樣調查而得出的統計數字。在解析上,照明部分以「照明密度」來統計、空調部分則以「機械因子與樓地板面積」來評估、而家電部分則為本研究監測所得到之「用電量與時間」的迴歸式,最後進行累加而得的全年用電量。
在總用電量統計全年單位樓地板面積用電量為36.29 kWh/(m2.yr),分表統計出在全年用電比例方面,不分公寓或透天類型家電類用電比例占大部分,約50%左右,其次為照明用電,最後則為空調用電。而在空調季節時,公寓類型家電比例占41%、空調比例占41%、照明與其他比例占18%;而透天類型家電比例占36%、空調比例占32%、照明與其他比例占32%,也就是在空調季節裡平均每月增加了300度/月的空調用電。
在家電監測調查發現,舊型冰箱的用電量為新型用電量1.75倍,而在相同使用時間內的舊型冷氣機為新型用電量2.2倍,反應出使用過度老舊的家電器具也是住宅用電偏高的主因。

由於住宅屬於私密性極強的建築類型,調查研究與樣本取得困難,且各住戶的使用行為與使用時間均不相同,無法以強制性的要求或訂定其改善的對策,本研究為了建立「台灣地區住宅類建築用電量專家評估系統」,以簡化其住宅用電評估,而利民眾評估自家的用電量,並充分瞭解自家的用電結構,最後針對其主要改善的項目做出最有效益的節能改善。
This study mainly talks about the fast growth in energy consumption of residential building. Through the survey, energy consumption with instrumental observation, we can know that how do residents use energy. In addition, we choose some samples from the north, middle, and south Taiwan to do an observation─ the consumption of household electric equipments and air condition. The goal is to understand the relation of behavior, time, electrical consumption, and types of space; moreover, to build up evolutions of household energy consumption.
This study includes the observation of energy consumption and detailed investigation. The data of investigating have 50 samples and according to space make off three parts: electric equipments, lighting, and air condition. The analysis of air condition is factor of machine and room area. The analysis of lighting is density of lighting. The analysis of electric equipments is statistical formula of electrical consumption and time.
Residential building of annual EUI (Energy Use Intensity) is 36.29 kWh/(m2.yr). In the ratio of electrical consumption, the ratio of electric equipments is about 50%, the second is lighting, the last is air condition. In the season of air condition, the ratio of electric equipments and air condition in the apartment is 41%, lighting and others is 18%. The ratio of electric equipments in house is 36%, air condition is 32%, and lighting and others is 32%.
In the record of observing of electric equipments, we find that the old refrigerator consume 1.75 times more energy than new one. In the same time, the old air-conditioner consume 2.2 times more energy than new’s. Using older electric equipments is the mainly factor of higher electrical consumption in residential building.
Because residential building is the more confidential building, this study is hard to investigate. And the inhabitant’s behavior and method is different. We can’t request by a strong hand or make improvingly policy. This study is for building the expert system of electrical consumption in residential building in Taiwan. This expert system can help inhabitants assess structure of electrical consumption of household. And do the most economical method to improve mainly factors of electrical consumption.
一、緒論
1-1、研究動機與目的1
1-2、研究範圍與內容2
1-2-1、住宅建築基本資料調查2
1-2-2、監測基本資料的統計2
1-3、相關文獻回顧3
1-3-1、國內既有住宅用電文獻回顧3
1-3-2、國外住宅能源評估、管理文獻回顧5
1-3-3、小結10
1-4、研究方法與流程11
1-4-1、研究方法與步驟11
1-4-2、研究流程12
第二章 住宅用電監測與現況調查
2-1、住宅用電使用調查項目13
2-1-1、影響住宅用電因素分析13
2-1-2、住宅用電量使用調查項目14
2-2、住宅用電調查與監測方法15
2-2-1、住宅用電調查方法與步驟15
2-2-2、住宅用電監測目的、方法與貢獻16
2-3、住宅用電監測與現況結果分析20
2-3-1、住宅用電量調查與監測樣本20
2-3-2、住宅用電量調查與總表監測結果21
2-3-3、住宅用電量監測結果24
2-4、住宅器具量與使用行為調查分析28
2-4-1、家電器具與使用行為分析28
2-4-2、照明器具與使用行為分析29
2-4-3、空調器具與使用行為分析31
2-4-4、待機時間用電調查分析31
第三章 住宅用電量解析
3-1、住宅用電量住宅用電量解析33
3-2、住宅家電用電量解析34
3-2-1、住宅家電用電量統計34
3-2-2、住宅家電使用時間統計35
3-3、住宅照明用電量解析37
3-3-1、單位照明瓦數分級37
3-3-2、使用時間38
3-4-1、建築因子:39
3-4-2、氣候因子:40
3-4-3、機械因子:41
3-4-4、使用時間42
3-4、住宅空調用電量解析39
3-5、小結45
第四章 住宅用電量簡算式建立
4-1、住宅用電量簡算式E ALL建立目的與解析46
4-2、住宅用電量簡算式架構46
4-2-1、建物部分:46
4-2-2、家電部分:46
4-2-3、照明部分:46
4-2-4、空調部分:47
4-2-5、生活模式:47
4-2-6、節能設計、節能器具及節能行為:47
4-3、住宅家電簡算式的建立48
4-3-1、住宅家電用電量E M計算說明48
4-3-2、一般家電用電計算48
4-3-3、烹飪家電用電計算49
4-3-3、清潔家電用電計算50
4-3-4、熱水器具用電計算50
4-3-5、使用習慣的節能加權51
4-4、住宅照明簡算式的建立52
4-4-1、住宅照明用電量E L計算說明52
4-4-2、住宅照明密度分級52
4-4-2、平均使用時間56
4-4-3、照明器具啟動率56
4-4-4、其他類燈具57
4-5、住宅空調簡算式的建立58
4-5-1、住宅空調用電量E A簡算式說明58
4-5-2、住宅空調用電量E A的建立59
4-5-3、空調用電量解析61
4-6、用電量簡算式結果分析65
第五章 結論與建議
5-1、結論67
5-2、建議72
參考文獻
附錄
【表目錄】
第一章、緒論
表1-1-1 台灣電能消費比較1
表1-3-1 各類住宅類型年總用電量、空調用電量之比較4
表1-3-2 住宅用電基本調查分析5
表1-3-3 住宅用電量區域別分析5
表1-3-4 「建築の光熱水原單位」住宅類建築調查統計表6
表1-3-5 各國對於住宅建築耗能的評估體系7
第二章、住宅用電監測與現況調查
表2-1-1 住宅用電影響因素13
表2-1-2 住宅用電使用調查表內容14
表2-2-1 氣候分區表15
表2-3-1 住宅用電量「調查統計」樣本分佈20
表2-3-2 住宅用電量「監測」樣本分析20
表2-3-3 住宅用電量基本資料21
表2-3-4 住宅各類型用電關係24
表2-4-1 電器瓦數平均值統計表28
表2-4-5 住宅用電調查冷氣擁有率31
圖2-4-3 「日本省能中心」推估家電待機消耗電力的概念圖32
圖2-4-4 「日本省能中心」推估家電設備待機耗電32
第三章 住宅用電量解析
表3-1-1 住宅空間調查統計表33
表3-2-1 台灣電力公司常用住宅電器用電估計表35
表3-3-1 各空間單日平均照明時間38
表3-4-1 屋頂外牆構造熱傳透率Ui39
表3-4-2 北宜金馬地區IHk值(台北:旅館類建築10小時用)-- 節錄40
表3-4-3 遮陽係數(ki)41
表3-4-4 窗型冷氣機能源效率比值標準對照表42
表3-4-5 監測平均運轉天數42
表3-4-6 台北市27.50C乾球溫度43
表3-4-7 台中市27.50C乾球溫度44
表3-4-8 高雄市27.50C乾球溫度格式44
第四章、住宅用電量簡算式建立
表4-3-1 一般家電用電估算表49
表4-3-2 烹飪用家電用電估算表50
表4-3-3 清潔家電用電估算表50
表4-3-4 熱水器用電量估算表51
表4-4-1 玄關客廳類各等級單位瓦數統計表53
表4-4-2 餐廳廚房類各等級單位瓦數統計表53
表4-4-3 主臥室各等級單位瓦數統計表54
表4-4-4 一般臥室各等級單位瓦數統計表54
表4-4-5 非主臥室各等級單位瓦數統計表55
表4-4-6 書房、和室、工作室各等級單位瓦數統計表55
表4-4-7 浴廁各等級單位瓦數統計表55
表4-4-8 陽台騎樓各等級單位瓦數統計表56
表4-4-9 照明器具使用率說明表57
表4-4-10 可移動型照明燈具使用時間與用電量表57
表4-5-1 空調用電量與使用時間簡算表58
表4-5-2 住宅類有空調空間平均面積表59
表4-5-3 一般家用冷氣機能源效率比值標準對照表60
表4-5-4 以27.50C為基準篩選的單月運轉天數60
表4-5-5 空調用電影響變因迴歸資料分析表61
表4-6-1 總用電與各類用電量監測與模擬值之比較65
表4-6-2 模擬各居室用電量之比較66
第五章 結論與建議
表5-1-1 家電用電量估算表69
表5-1-2 照明用電量估算表70
表5-1-2 空調用電量估算表71
表5-1-3 冷氣購入年份與EER值對照表71

【圖目錄】
第一章、緒論
圖1-1-1 台灣4F RC住宅建築LCA評估40年模擬2
圖1-4-1 研究流程圖12
第二章、住宅用電監測與現況調查
圖2-2-1 住宅用電現況調查步驟16
圖2-2-2 資料下載示意圖17
圖2-2-3 總電表架設示意圖18
圖2-2-4 透天式住宅電表架設現場圖18
圖2-2-5 110V架設示意圖19
圖2-2-6 220V架設示意圖19
圖2-3-1 各區位EUI21
圖2-3-2 各區位樓地板面積22
圖2-3-3 樓地板面積與EUI比較22
圖2-3-4 各區位居住人口23
圖2-3-5 居住人口數與EUI的關係23
圖2-3-6 公寓(左)、透天(右)各類型全年用電比例24
圖2-3-7 公寓空調、非空調季節各類型用電比例24
圖2-3-8 公寓住宅用電類型各月用電量25
圖2-3-9 透天空調、非空調季節各類型用電比例25
圖2-3-10 透天住宅用電類型各月用電量25
圖2-3-12 家電總瓦數與每日用電量關係圖26
圖2-3-13 照明總瓦數與每日用電量關係圖26
圖2-3-14 各類家電單日用電量比較27
圖2-4-1 各空間家電用電功率比例28
圖2-4-2 主臥室電視單日監測使用時間與用電量關係圖29
圖2-4-2 各空間照明器具用電功率總量比例30
第三章 住宅用電量解析
圖3-2-1家電單日監測使用時間與用電量關係圖36
圖3-3-1 玄關客廳類照明密度分布曲線圖(左:公寓、右:透天)37
圖3-3-2 臥室類照明密度分布曲線圖(左:公寓、右:透天)38
第四章、住宅用電量簡算式建立
圖4-2-1 住宅用電簡算式架構47
圖4-4-1 玄關客廳類照明密度分布曲線圖(左:公寓、右:透天)52
圖4-4-2 臥室類照明密度分布曲線圖(左:公寓、右:透天)53
圖4-5-1 空調用電量(實測)與機械因子X關係圖63
圖4-5-2 各空間空調實測值與模擬值之比較圖63
圖4-5-3 北中南各戶空調用電量實測值與模擬值之比較圖64
圖4-5-4 北中南各戶空調用電EUI實測值與模擬值之比較圖64
圖4-6-1 實測與模擬各類型用電比例65
中文文獻
C01 林憲德,2003,「建築節能法規的解說與實例專輯2003版」,營建雜誌社
C02 林憲德,1995,「集合住宅建築節能設計的指標與基準」,內政部建研所委託研究報告
C03 林憲德,2003,「綠建築解說與評估手冊2003版」,內政部建研所
C04 林憲德等,1990,為您的住宅把脈
C05 經濟部能源委員會,2002,「建築物能源管理技術研究計畫(2/4)」
C06 經濟部能源委員會,1998,「能源統計年報」
C07 經濟部能源委員會,1994,「台灣地區住宅與商業部門能源消費調查之研究」
C08 賴榮平等,1992,「建築節約能源管理辦法之研究」,內政部營建署委託研究報告
C09 張又升,2002,「建築物生命週期二氧化碳減量評估」,成大博論
C10 李榮泰,2001,「住宅用電量簡易評估法之研究」,成大碩論
C11 陳裕益,2000,「永續發展理論下都市住宅設備現況調查分析」,成大碩論
C12 張湘揚,1994,「台灣地區公寓式集合住宅的起居室、餐室與臥室空間使
用現況調查與建築空間計畫之研究」,成大碩論
C13 黃啟煌,1992,「台灣地區住宅廚房使用行為與空間特性之研究」,成大碩論
C14 鄭祺翰,2001,「台中市低層建築物電力消費量之研究」,逢甲碩論
C15 陳永欣,1997,「台中市集合住宅電力消耗量之研究」,逢甲碩論
C16 許志堅,1997,「住宅與家具關係之研究-以高雄市民族國宅為例」,逢甲碩論
C17 李偉立,1998,「台北市集合住宅生活用水耗能之研究」,台灣科大碩論
C18 江哲銘,1997,「建築物理」
C19 周鼎金,1999,「建築物理」
C20 莊嘉文,1996,「建築設備概論」
C21 林高紳,1991,「建築電氣設備一問一答」
C22 1986,「建築設計資料集成」,臺隆書店
日文文獻:
J01 日本財團法人省エネルギー機構,2001,「住宅の総合省エネルギー性能
評価」
J02 尾島俊雄,1995,「建築の光熱水原單位(東京版)」
J03 日本社團法人空氣調和‧衛生工學會,1995,「地球環境時代における建築設備の課題」
J04 1992,建築設備特集自然エネルギーと設備設計
英文文獻:
E01 Moss, K. J,1997, 「Energy management and operating costs
in buildings」
E02 Givoni, Baruch,1994,「Passive and low energy cooling of buildings 」
E03 Watson, Donald,1979,「Energy conservation through building design」
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