泛亚热带气候的建筑风土与外壳节能设计
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论本文以实际的建筑空调负荷分析来说明泛亚热带气候的建筑耗能特性发现泛亚热带为全球最小空调耗能区也是不冷不热隔热遮阳效益不大不小的暧昧气候区泛亚热带气候以北的寒冷气候是以保温隔热为主的隔热优先型地区泛亚热带气候以南的热带气候则以阳设计为主的遮阳优先型地区泛亚热带气候则是属于遮阳隔热并重型的建筑文化区
阳文化”；而存泛弧热带气候“惺属于隔热、遮阳效益４：大水小的暖昧气候区，直展现出“遮阳隔热并重”的
建筑文化才对；
∞
∞
日２Ⅲ洲地Ⅸ某办公建筑总卒调热负荷最分布圈（单位ＭｅａＶ（ａ？・ａ），改绘自林完锆，１９８３．ｐｌｌ８
２泛亚热骷建筑外形配置计划
接着，本文进步探讨建筑外形与建筑耗能的关系。笔者曾以日本的动态空漏程序Ｈ，～Ｓｐ，解析相同５ 万井面积、开窗率３０％的中央空调型办公建筑物之空调热负荷，来检讨在泛砸热带气候医的耗能量与建筑 外形关系，如图３所示。此圈显示，办公大楼地板面积依南此长度与东西长度之比值Ｒ，米改变建筑高度及
定常数，分别依住宅或中央空调建筑类型，由查表即可求得。Ｌ、舰、Ｇ分别代表建筑外壳的隔热、日射穿透 及室内发热量之特性。因此上式中Ｌ×ＤＨ及胁×ＩＨｋ两项，分别代表在全年中经过所有建筑外壳的温度
作者简介：林宪德，男，台湾人，教授，博士
１２５
泛亚热带地区可持续建筑设计与技术
热损失（暖房时）或得热（冷房时）以及日射取得的凼素，而ｃ项则代表建筑窜内照明人体发热量对垒年热负
空调耗能区”以南地区，建筑外遮阳的节能毁益日渐增大，可称之为“遮阳优先型”建筑文化区。而在“南亚 热带”的“母小空调耗能厦”，必须同时兼顾隔热与遮阳的最佳组合，才能发挥建筑节能设计的极至，因此可
称之为“遮阳隔热并重”的建筑文化区。
图ＬⅢ洲地Ⅸ某住宅总牵调伍苘分布圈（单位：Ｍｅｅｌ／（一ａ），政绘自林宪德，１９８３，ｐ１０９
图３相同规模的办公建筑外彤与全年空目负荷关系
（４）由上可知，表面积越大的建筑物对空调耗能量越不利，但是对自然采光及通风却较有利，在节能计 划上有两相矛盾之处。通常像百货、医院、办公等大型空调建筑物，由于大量的室内发热量以段高度依赖中 央空桶，因而较适于采用较方止，巨大的短长方形平面，以减少外壳热负荷。尤其在平面规划上，应尽量把 储藏空间、机械问、管道问、厕所等非空调空间，配置于较不利的西或西南向，以减少空谰空间的日射负荷。 反之，如住宅、宿舍、养老院、学校教室娄建筑物，需要保有通风及自然采光的能力，常采用细长的外形。叉 例如观光旅馆之类的复合型建筑，其公共空旧部分宜采用集中形设计以利空调节能，而客房部分则宜采用
事实上，所谓“最小空调耗能区”的建筑型态，正意味该型态十分适台作为当地气候的建筑风格。我们 比较图１和图２的差异后可发现，办公建筑的“最小空谰耗能区”比住宅的“虽小空涮耗能区”偏于较凉爽的
泛亚热带气候的建筑风土与外壳节能设计
』匕方，这是囚为办公建筑的窜内发热量较大，使其玲房耗能特性增大．也使其较适合凉爽的“北亚热带”之 故，换言之，小规模住宅因相对表面积较太而难咀抗寒，因而较适合于“南亚热带”，而高发热量的大规模空 调型建筑，则较具有保温抗寒的特质，因此适合于较寒冷的“北砸热带”由此说明了建筑耗能特性与建筑 风土相关．也说明丁建筑节能设计具有雕塑建筑风格之功能。不论是办公建筑或住宅的绿色建筑型态，在 寒冷气候下血该呈现出高隔热、低遮阳的“隔热文化’；在热湿热带气候则应该呈现出低隔热、高遮阳的“遮
Ｑ——建筑物冷房或暖房全年热负荷量［Ｗｈ／（辞一ｎ—ａｚ悦・ｆ１）］； ￡——外壳热损失系数［Ｗ／（矗一ｆｌ—ａｒｅａ．Ｋ）］； ＾船——Ｊ｜｝方位外壳面的日射取得系数［一］；
Ｇ——全年室内平均发热量［ｗｈ／（ｒｎ２一ｆｌ一绷．ａ）］；
册——当地之“冷房度时”或“暖房度时”［ｔｈ．／ａ］； 慨——当地ｋ方位外壳面之“冷房日射时”或“暖房日射时”［Ｗｈ／（矗・ａ）］；
ａｏ、口ｌ、０２、ａ３——常数ＥＷｈ／（矗一ｆｌ—ａｒｅａ－ａ）］与偏回归系数。
“林氏简算法”之最大特色在于它只采用了ＤＨ、ＩＨＫ两种气象变数（Ｗｅａｔｈｅｒ Ｖａｒｉａｂｌｅｓ）和Ｌ、Ｍｋ、Ｇ三种 建筑变量（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｖａｒｉａｂｌｅｓ）来预测目的函数ＥＮＶＬＯＡＤ，形式简洁扼要并且易于操作。口ｏ、ａｌ、口２、口３则为固
４结
论
本文以实际的建筑空调负荷分析来说明泛亚热带气候的建筑耗能特性，发现泛亚热带为全球“最小空 调耗能区”，也是不冷不热，隔热、遮阳效益不大不小的暧昧气候区，泛亚热带气候以北的寒冷气候是以保温 隔热为主的“隔热优先型”地区，泛亚热带气候以南的热带气候则以遮阳设计为主的“遮阳优先型”地区，泛 亚热带气候则是属于“遮阳隔热并重”型的建筑文化区。本文同时发现在“南贬热带”，办公建筑由于高室内 发散热之故，冷房负荷大而暖房负荷小，因此相同楼地板规模的空调办公大楼，楼层数越高时表面积越大， 所接受的日射越多，空调耗能量也越大，越高楼化的建筑物越不利于节能设计。最后，本文发现大部分泛亚 热带气候之办公建筑耗能因子中，“开窗率”、“窗面遮阳”与“方位”三项因子，约占所有耗能影响因子的八九 成，尤其太大的玻璃开窗对泛亚热带气候的节能设计是一大伤害，因此我们只要控制好适当的开口率、良好 的遮阳设计与方位配置，即可掌握建筑绝大部分的节能效益。在泛亚热带气候下，“适中的开口、丰富的阴 影”可说是最适当的建筑风土造型，也是永续建筑应该追求的设计美学。
Ａ
２００ｉＭｒ一■“ｍ２・ａ）’以下，几乎是全球“最小空调耗能区”。所谓“最小空洞耗能区”，意味此地区气候是不冷
不热，需要冷房的高温期不长，需要采暖的冬季也很短，用此住宅的全年鲁空调耗能量呈现最低的现象。在 “最小空调耗能区”以北地区．隔热性能要求日渐需要，可称之为“隔热优先型”建筑文化区。反之．在“最小
１亚热带气候是“遮阳隔热并重”的建筑文化区
谈论一切科学的建筑节能效益评估，必须立足于精确可靠的建筑空调耗能量预测。本文为了说明亚热 带气候的建筑耗能特性，首先以笔者开发的“林氏简算法（Ｕｎ’ｓ
Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ
Ｍｅｔｈｏｄ）”（１９８３），来预测建筑物的
空调耗能量，并藉由亚洲地区３００个城市的气象资料，来解析亚洲地区的建筑物空调耗能量分布特性。“林 氏简算法”是经过日本ＨＡＳＰ动态耗能解析程序的验证，具有精确的空调全年耗能量的简算法，它以简单的 一次回归方程式来预测建筑物之全年冷、暖房热负荷量Ｑ，其简算式的形式如下： Ｑ＝口ｏ＋口ｌ×Ｇ＋口２×Ｌ×ＤＨ＋口３×（三＾他×ＩＨｋ） 式中 （１）
挎暖房空调耗能变＾，对于宅词耗能越不利；匣之，越正方形的办公建筑，斟外壳面积较少而有最步的空调
负荷，然而．建筑外形并非以空调负荷为唯一考量，通常因视觉与通风之考量，热湿气候的办公建筑外形还
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泛亚热带地区可持续建筑设计与技术 是以东西长向Ｒ值２：１以内的短Ｋ方形为最佳考量。
＾１０一 §■＆
●一。口 ０一． ．
另外，我们再以办公建筑物在亚洲的空凋耗能分市，来讨论建筑形式之气候文化特色ｃ我们“一个开
窗率３５％、８ｒｍ普通玻璃、面积３０ｍ２、１５ｅｍＲＣ外墙、面南向的办公空间，以相同林氏简算法来预测冷暖房丛 总空调耗能苣，并绘制亚洲地区全年总空调耗能量分布图如图２所示。此办公建筑为中隔热、中遮阳的建筑 形式，就是中纬度最经济的节能建筑型态，我们可看出位于长扛中下游、鄂湘黔、北台湾、南韩、南日本等“北
由于“开窗率”、”窗面遮阳”与“方位”三项幽子，均与开窗部的遮阳性能有密切关系，因此表ｌ已勾勒出 热湿气候空诃型建筑物之节能设计重点，亦即与遮阳性能相芙的三太因子，约占所有耗能影响因子的八九
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泛亚热带气候的建筑风土与外壳节能设计 成，我们只要控制好适当的开口率、良好的遮阳设计与方位配置，即可掌握建筑绝大部分的节能效益。其中 方位因子的影响比重看似不高，乃是因为开窗率之影响太大而使其相形变小之故，另一方面是因为泛亚热 带热湿气候的高湿度、低直达日射量、高扩散日射量亦使方位之差异变小。 除上述节能重点外，建筑的外墙厚度、玻璃厚度、热容量、隔热、颜色、气密性、细部质感等诸多设计因 子，在泛亚热带气候对于空调耗能已无关痛痒。我们只要提纲挈领地掌握开窗、遮阳与方位之节能重点，就 不必汲汲营营于建筑材料或建筑细部的节能设计了。以上证明了“适中的开口、丰富的阴影”是最适于泛亚 热带气候的建筑风土造型，也是当地永续建筑应该追求的设计原则。过去有许多泛亚热带的建筑师常抄袭 一些高隔热外墙、双层帷幕玻璃、高蓄热的寒带节能手法，上述分析却证明这些手法并非热湿气候建筑耗能 的主因，有时甚至会带来浪费能源的反效果。
荷平衡之拉距关系，太人、太小之外壳面积均会增加空橱耗能，五、六层楼是此规模办公大楼最节约空漏耗
能的建筑外形。然而．５万井面积规模的办公大楼，通常不ｕｒ能“六楼的低层建筑米糟蹋土地（至少 层以上），因此越高层化的建筑韧还是越不利于空调节能计划。
：十
（３）无论在“南亚热带”或是“北亚热带”，长宽比越太（较细长）的办公建筑物，由于表面积增多而造成其
荷的影响目素 ｆ述算法经过实验选取全球１８个城市．与２７种建筑模型组台出４３２小样本，证明对于住宅 与中央空凋建筑物之宅涮耗能量有高达９５％一９７％与８６％一９５％之侦测能力。 接着我们必一栋开寓率２５％ＲＥ双层独市住宅为例．描绘其在亚洲地区的总空调负荷量分布如图１所 示。由此分布图，可发现在热带、砸热带交界之海南岛、香港、华南、台湾琉球之“南亚热带”，住宅总耗能量
外形设ｉ｛时，町观察出Ｆ刘结果：
（１）办公建筑在南亚热带气候区，由于终年只有冷房负荷而无暖房负荷，用此相同楼地｜匾规模的空调办 公大楼．楼层数越高时表面积越大，所接受的日射越多，守调耗能昔也越大，越不利于节能设ＩＩ＇ｏ因此在“南
亚热带”．越高楼化的建筑物因外壳面积之增加而越不利于空调节能设计。
（２）另一方面在“北亚热带”，由于办公建筑已产生部分腰房负荷，因此建筑外壳会产生冷暖房负荷平衡 抵消的情形，大约在六层搂规模附近的办公大楼，会产生空调耗能量最小值的反曲点。亦即在因冷暖房负
』ｔ热带”．旱现１００『Ｍｅａ｜／（ｍ２ ａ）］以下的“最小空调耗能区”（注办公建筑每天ｍｈ使用时间，因此总耗能量
小于ｒ述住宅争天计算的２００【Ｍｅｚｌ／（ｍ２・ａ）］。此办公建筑的“最小空调耗能区”是办公建筑之“遮阳隔热并
重”建筑文化区，以北为“隔热优先型”建筑文化医，以南为“遮阳优先型”建筑文化医。
长条形配置队利眺望采光。
３泛亚热带的建筑立面设计
本文接着想要探讨泛亚热带气候的建筑外壳节能设计手法，亦即藉由建筑外壳设计园子对于建筑耗能 的影响，来明示泛亚热带气候的建筑风土造型设计。笔者曾针对泛Ⅱ热带与热带气候的办公建筑外壳因子 对外壳热负荷变动之影响进行分析，其结粜如表Ｉ所不。由此表ａＪ知，大部分泛亚热带与热带气候之办公建 筑耗能因子中，以“开窗率”及“窗面遮阳因子”对空调耗能最具影响力，两者占了近６２％～８５％，而“方位”因
子对空调热负荷的影口自约为１０％一１５％。
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泛亚热带气候的建筑风土与外壳节能设计
林宪德
（台湾成功大学建筑系）
摘要：本文以实际的建筑空调负荷分析来说明亚热带气候的建筑耗能特性，并依此描述建筑外壳的节能设计对策。首先以林 氏空调耗能简算法，解析一栋住宅与一栋办公建筑在亚洲地区的空调耗能量分布图，由此发现泛亚热带地区为全球“最小空 调耗能区”，意味哑热带气候是不冷不热，需要冷房的高温期不长，需要采暖的冬季也很短，因此全年总空调耗能量呈现最低 的现象。这结果显示，亚热带气候以北的寒冷气候是以保温隔热为主的“隔热优先型”区，亚热带气候以南的热带气候则以遮 阳设计为主的“遮阳优先型”地区，亚热带气候则是属于隔热、遮阳效益不大不小的暖昧气候区，我们可称之为“遮阳隔热并 重”型的建筑文化区。接着，以办公大楼模型来解析探讨建筑外形与建筑空调耗能的关系，结果发现在“南亚热带”，相同楼地 板规模的空调办公大楼，楼层数越高时空调耗能量也越大，亦即越高楼化的建筑物越不利于节能设计。另一方面，在“北亚热 带”由于建筑外壳会产生冷暖房负荷平衡抵销的情形，五、六层楼乃是最节约空调耗能的办公大楼建筑外形。然而，加上视觉 与通风之考量，泛亚热带气候的办公建筑外形还饲以比值２：１以内的短长方形为最佳考量。 最后，更以办公建筑的空调耗能因子分析，来探讨泛亚热带地区建筑外壳设计因子对于建筑耗能之敏感度，结果发现“开 窗率”及“窗面遮阳因子”对空调耗能最具影响力，两者占了近６２％一８５％，而“方位”因子对空调热负荷的影响约为１０％一 １５％。“开窗率”、“窗面遮阳”、“方位”与遮阳性能有关系的三大因子，约占所有耗能影响因子的八九成，尤其太大的玻璃开窗 对泛亚热带的节能设计是一大伤害，因此我们只要控制好适当的开口率、良好的遮阳设计与方位配置，即可掌握建筑绝大部 分的节能效益。以上印证了“适中的开口、丰富的阴影”，是最适于泛亚热带的建筑风土造型，也是当地永续建筑应该追求的 设计原则。 关键词：泛亚热带气候建筑节能设计空调耗能简算法建筑风土
阳文化”；而存泛弧热带气候“惺属于隔热、遮阳效益４：大水小的暖昧气候区，直展现出“遮阳隔热并重”的
建筑文化才对；
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日２Ⅲ洲地Ⅸ某办公建筑总卒调热负荷最分布圈（单位ＭｅａＶ（ａ？・ａ），改绘自林完锆，１９８３．ｐｌｌ８
２泛亚热骷建筑外形配置计划
接着，本文进步探讨建筑外形与建筑耗能的关系。笔者曾以日本的动态空漏程序Ｈ，～Ｓｐ，解析相同５ 万井面积、开窗率３０％的中央空调型办公建筑物之空调热负荷，来检讨在泛砸热带气候医的耗能量与建筑 外形关系，如图３所示。此圈显示，办公大楼地板面积依南此长度与东西长度之比值Ｒ，米改变建筑高度及
定常数，分别依住宅或中央空调建筑类型，由查表即可求得。Ｌ、舰、Ｇ分别代表建筑外壳的隔热、日射穿透 及室内发热量之特性。因此上式中Ｌ×ＤＨ及胁×ＩＨｋ两项，分别代表在全年中经过所有建筑外壳的温度
作者简介：林宪德，男，台湾人，教授，博士
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泛亚热带地区可持续建筑设计与技术
热损失（暖房时）或得热（冷房时）以及日射取得的凼素，而ｃ项则代表建筑窜内照明人体发热量对垒年热负
空调耗能区”以南地区，建筑外遮阳的节能毁益日渐增大，可称之为“遮阳优先型”建筑文化区。而在“南亚 热带”的“母小空调耗能厦”，必须同时兼顾隔热与遮阳的最佳组合，才能发挥建筑节能设计的极至，因此可
称之为“遮阳隔热并重”的建筑文化区。
图ＬⅢ洲地Ⅸ某住宅总牵调伍苘分布圈（单位：Ｍｅｅｌ／（一ａ），政绘自林宪德，１９８３，ｐ１０９
图３相同规模的办公建筑外彤与全年空目负荷关系
（４）由上可知，表面积越大的建筑物对空调耗能量越不利，但是对自然采光及通风却较有利，在节能计 划上有两相矛盾之处。通常像百货、医院、办公等大型空调建筑物，由于大量的室内发热量以段高度依赖中 央空桶，因而较适于采用较方止，巨大的短长方形平面，以减少外壳热负荷。尤其在平面规划上，应尽量把 储藏空间、机械问、管道问、厕所等非空调空间，配置于较不利的西或西南向，以减少空谰空间的日射负荷。 反之，如住宅、宿舍、养老院、学校教室娄建筑物，需要保有通风及自然采光的能力，常采用细长的外形。叉 例如观光旅馆之类的复合型建筑，其公共空旧部分宜采用集中形设计以利空调节能，而客房部分则宜采用
事实上，所谓“最小空调耗能区”的建筑型态，正意味该型态十分适台作为当地气候的建筑风格。我们 比较图１和图２的差异后可发现，办公建筑的“最小空谰耗能区”比住宅的“虽小空涮耗能区”偏于较凉爽的
泛亚热带气候的建筑风土与外壳节能设计
』匕方，这是囚为办公建筑的窜内发热量较大，使其玲房耗能特性增大．也使其较适合凉爽的“北亚热带”之 故，换言之，小规模住宅因相对表面积较太而难咀抗寒，因而较适合于“南亚热带”，而高发热量的大规模空 调型建筑，则较具有保温抗寒的特质，因此适合于较寒冷的“北砸热带”由此说明了建筑耗能特性与建筑 风土相关．也说明丁建筑节能设计具有雕塑建筑风格之功能。不论是办公建筑或住宅的绿色建筑型态，在 寒冷气候下血该呈现出高隔热、低遮阳的“隔热文化’；在热湿热带气候则应该呈现出低隔热、高遮阳的“遮
Ｑ——建筑物冷房或暖房全年热负荷量［Ｗｈ／（辞一ｎ—ａｚ悦・ｆ１）］； ￡——外壳热损失系数［Ｗ／（矗一ｆｌ—ａｒｅａ．Ｋ）］； ＾船——Ｊ｜｝方位外壳面的日射取得系数［一］；
Ｇ——全年室内平均发热量［ｗｈ／（ｒｎ２一ｆｌ一绷．ａ）］；
册——当地之“冷房度时”或“暖房度时”［ｔｈ．／ａ］； 慨——当地ｋ方位外壳面之“冷房日射时”或“暖房日射时”［Ｗｈ／（矗・ａ）］；
ａｏ、口ｌ、０２、ａ３——常数ＥＷｈ／（矗一ｆｌ—ａｒｅａ－ａ）］与偏回归系数。
“林氏简算法”之最大特色在于它只采用了ＤＨ、ＩＨＫ两种气象变数（Ｗｅａｔｈｅｒ Ｖａｒｉａｂｌｅｓ）和Ｌ、Ｍｋ、Ｇ三种 建筑变量（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｖａｒｉａｂｌｅｓ）来预测目的函数ＥＮＶＬＯＡＤ，形式简洁扼要并且易于操作。口ｏ、ａｌ、口２、口３则为固
４结
论
本文以实际的建筑空调负荷分析来说明泛亚热带气候的建筑耗能特性，发现泛亚热带为全球“最小空 调耗能区”，也是不冷不热，隔热、遮阳效益不大不小的暧昧气候区，泛亚热带气候以北的寒冷气候是以保温 隔热为主的“隔热优先型”地区，泛亚热带气候以南的热带气候则以遮阳设计为主的“遮阳优先型”地区，泛 亚热带气候则是属于“遮阳隔热并重”型的建筑文化区。本文同时发现在“南贬热带”，办公建筑由于高室内 发散热之故，冷房负荷大而暖房负荷小，因此相同楼地板规模的空调办公大楼，楼层数越高时表面积越大， 所接受的日射越多，空调耗能量也越大，越高楼化的建筑物越不利于节能设计。最后，本文发现大部分泛亚 热带气候之办公建筑耗能因子中，“开窗率”、“窗面遮阳”与“方位”三项因子，约占所有耗能影响因子的八九 成，尤其太大的玻璃开窗对泛亚热带气候的节能设计是一大伤害，因此我们只要控制好适当的开口率、良好 的遮阳设计与方位配置，即可掌握建筑绝大部分的节能效益。在泛亚热带气候下，“适中的开口、丰富的阴 影”可说是最适当的建筑风土造型，也是永续建筑应该追求的设计美学。
Ａ
２００ｉＭｒ一■“ｍ２・ａ）’以下，几乎是全球“最小空调耗能区”。所谓“最小空洞耗能区”，意味此地区气候是不冷
不热，需要冷房的高温期不长，需要采暖的冬季也很短，用此住宅的全年鲁空调耗能量呈现最低的现象。在 “最小空调耗能区”以北地区．隔热性能要求日渐需要，可称之为“隔热优先型”建筑文化区。反之．在“最小
１亚热带气候是“遮阳隔热并重”的建筑文化区
谈论一切科学的建筑节能效益评估，必须立足于精确可靠的建筑空调耗能量预测。本文为了说明亚热 带气候的建筑耗能特性，首先以笔者开发的“林氏简算法（Ｕｎ’ｓ
Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ
Ｍｅｔｈｏｄ）”（１９８３），来预测建筑物的
空调耗能量，并藉由亚洲地区３００个城市的气象资料，来解析亚洲地区的建筑物空调耗能量分布特性。“林 氏简算法”是经过日本ＨＡＳＰ动态耗能解析程序的验证，具有精确的空调全年耗能量的简算法，它以简单的 一次回归方程式来预测建筑物之全年冷、暖房热负荷量Ｑ，其简算式的形式如下： Ｑ＝口ｏ＋口ｌ×Ｇ＋口２×Ｌ×ＤＨ＋口３×（三＾他×ＩＨｋ） 式中 （１）
挎暖房空调耗能变＾，对于宅词耗能越不利；匣之，越正方形的办公建筑，斟外壳面积较少而有最步的空调
负荷，然而．建筑外形并非以空调负荷为唯一考量，通常因视觉与通风之考量，热湿气候的办公建筑外形还
１２７
泛亚热带地区可持续建筑设计与技术 是以东西长向Ｒ值２：１以内的短Ｋ方形为最佳考量。
＾１０一 §■＆
●一。口 ０一． ．
另外，我们再以办公建筑物在亚洲的空凋耗能分市，来讨论建筑形式之气候文化特色ｃ我们“一个开
窗率３５％、８ｒｍ普通玻璃、面积３０ｍ２、１５ｅｍＲＣ外墙、面南向的办公空间，以相同林氏简算法来预测冷暖房丛 总空调耗能苣，并绘制亚洲地区全年总空调耗能量分布图如图２所示。此办公建筑为中隔热、中遮阳的建筑 形式，就是中纬度最经济的节能建筑型态，我们可看出位于长扛中下游、鄂湘黔、北台湾、南韩、南日本等“北
由于“开窗率”、”窗面遮阳”与“方位”三项幽子，均与开窗部的遮阳性能有密切关系，因此表ｌ已勾勒出 热湿气候空诃型建筑物之节能设计重点，亦即与遮阳性能相芙的三太因子，约占所有耗能影响因子的八九
１２８
泛亚热带气候的建筑风土与外壳节能设计 成，我们只要控制好适当的开口率、良好的遮阳设计与方位配置，即可掌握建筑绝大部分的节能效益。其中 方位因子的影响比重看似不高，乃是因为开窗率之影响太大而使其相形变小之故，另一方面是因为泛亚热 带热湿气候的高湿度、低直达日射量、高扩散日射量亦使方位之差异变小。 除上述节能重点外，建筑的外墙厚度、玻璃厚度、热容量、隔热、颜色、气密性、细部质感等诸多设计因 子，在泛亚热带气候对于空调耗能已无关痛痒。我们只要提纲挈领地掌握开窗、遮阳与方位之节能重点，就 不必汲汲营营于建筑材料或建筑细部的节能设计了。以上证明了“适中的开口、丰富的阴影”是最适于泛亚 热带气候的建筑风土造型，也是当地永续建筑应该追求的设计原则。过去有许多泛亚热带的建筑师常抄袭 一些高隔热外墙、双层帷幕玻璃、高蓄热的寒带节能手法，上述分析却证明这些手法并非热湿气候建筑耗能 的主因，有时甚至会带来浪费能源的反效果。
荷平衡之拉距关系，太人、太小之外壳面积均会增加空橱耗能，五、六层楼是此规模办公大楼最节约空漏耗
能的建筑外形。然而．５万井面积规模的办公大楼，通常不ｕｒ能“六楼的低层建筑米糟蹋土地（至少 层以上），因此越高层化的建筑韧还是越不利于空调节能计划。
：十
（３）无论在“南亚热带”或是“北亚热带”，长宽比越太（较细长）的办公建筑物，由于表面积增多而造成其
荷的影响目素 ｆ述算法经过实验选取全球１８个城市．与２７种建筑模型组台出４３２小样本，证明对于住宅 与中央空凋建筑物之宅涮耗能量有高达９５％一９７％与８６％一９５％之侦测能力。 接着我们必一栋开寓率２５％ＲＥ双层独市住宅为例．描绘其在亚洲地区的总空调负荷量分布如图１所 示。由此分布图，可发现在热带、砸热带交界之海南岛、香港、华南、台湾琉球之“南亚热带”，住宅总耗能量
外形设ｉ｛时，町观察出Ｆ刘结果：
（１）办公建筑在南亚热带气候区，由于终年只有冷房负荷而无暖房负荷，用此相同楼地｜匾规模的空调办 公大楼．楼层数越高时表面积越大，所接受的日射越多，守调耗能昔也越大，越不利于节能设ＩＩ＇ｏ因此在“南
亚热带”．越高楼化的建筑物因外壳面积之增加而越不利于空调节能设计。
（２）另一方面在“北亚热带”，由于办公建筑已产生部分腰房负荷，因此建筑外壳会产生冷暖房负荷平衡 抵消的情形，大约在六层搂规模附近的办公大楼，会产生空调耗能量最小值的反曲点。亦即在因冷暖房负
』ｔ热带”．旱现１００『Ｍｅａ｜／（ｍ２ ａ）］以下的“最小空调耗能区”（注办公建筑每天ｍｈ使用时间，因此总耗能量
小于ｒ述住宅争天计算的２００【Ｍｅｚｌ／（ｍ２・ａ）］。此办公建筑的“最小空调耗能区”是办公建筑之“遮阳隔热并
重”建筑文化区，以北为“隔热优先型”建筑文化医，以南为“遮阳优先型”建筑文化医。
长条形配置队利眺望采光。
３泛亚热带的建筑立面设计
本文接着想要探讨泛亚热带气候的建筑外壳节能设计手法，亦即藉由建筑外壳设计园子对于建筑耗能 的影响，来明示泛亚热带气候的建筑风土造型设计。笔者曾针对泛Ⅱ热带与热带气候的办公建筑外壳因子 对外壳热负荷变动之影响进行分析，其结粜如表Ｉ所不。由此表ａＪ知，大部分泛亚热带与热带气候之办公建 筑耗能因子中，以“开窗率”及“窗面遮阳因子”对空调耗能最具影响力，两者占了近６２％～８５％，而“方位”因
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泛亚热带气候的建筑风土与外壳节能设计
林宪德
（台湾成功大学建筑系）
摘要：本文以实际的建筑空调负荷分析来说明亚热带气候的建筑耗能特性，并依此描述建筑外壳的节能设计对策。首先以林 氏空调耗能简算法，解析一栋住宅与一栋办公建筑在亚洲地区的空调耗能量分布图，由此发现泛亚热带地区为全球“最小空 调耗能区”，意味哑热带气候是不冷不热，需要冷房的高温期不长，需要采暖的冬季也很短，因此全年总空调耗能量呈现最低 的现象。这结果显示，亚热带气候以北的寒冷气候是以保温隔热为主的“隔热优先型”区，亚热带气候以南的热带气候则以遮 阳设计为主的“遮阳优先型”地区，亚热带气候则是属于隔热、遮阳效益不大不小的暖昧气候区，我们可称之为“遮阳隔热并 重”型的建筑文化区。接着，以办公大楼模型来解析探讨建筑外形与建筑空调耗能的关系，结果发现在“南亚热带”，相同楼地 板规模的空调办公大楼，楼层数越高时空调耗能量也越大，亦即越高楼化的建筑物越不利于节能设计。另一方面，在“北亚热 带”由于建筑外壳会产生冷暖房负荷平衡抵销的情形，五、六层楼乃是最节约空调耗能的办公大楼建筑外形。然而，加上视觉 与通风之考量，泛亚热带气候的办公建筑外形还饲以比值２：１以内的短长方形为最佳考量。 最后，更以办公建筑的空调耗能因子分析，来探讨泛亚热带地区建筑外壳设计因子对于建筑耗能之敏感度，结果发现“开 窗率”及“窗面遮阳因子”对空调耗能最具影响力，两者占了近６２％一８５％，而“方位”因子对空调热负荷的影响约为１０％一 １５％。“开窗率”、“窗面遮阳”、“方位”与遮阳性能有关系的三大因子，约占所有耗能影响因子的八九成，尤其太大的玻璃开窗 对泛亚热带的节能设计是一大伤害，因此我们只要控制好适当的开口率、良好的遮阳设计与方位配置，即可掌握建筑绝大部 分的节能效益。以上印证了“适中的开口、丰富的阴影”，是最适于泛亚热带的建筑风土造型，也是当地永续建筑应该追求的 设计原则。 关键词：泛亚热带气候建筑节能设计空调耗能简算法建筑风土