分項4-1:月討論






2022/5 月討論

  • 國立金門大學接收軍方釋出之"公墓二"營區成為中山林校區分部,研擬由閒置營區轉變為永續校園,完成項目計有營區舊建物及原營區景觀之碳盤查、營區建築低碳改造、校園整體規劃設計等,將上述各項規劃及盤查數據提供未來實際施作依據,同時利用空拍圖結合地籍圖及地形圖建立起評估基本圖資:校園配置圖、數據顯示圖、建築物碳足跡圖與路線碳足跡圖,主要排碳熱點各棟建築物生命週期總碳排量為TCFkgCO2e/30yr,藉由建築物屋頂太陽能電池系統建置以及不擾動為開發原則之30年景觀碳盤查作為碳補償,嘗試將低碳校園導向零碳校園(Zero-carbon campus),其中建築物碳足跡圖包含能源消耗、水資源消耗、廢棄物管理等,各圖資有助於識別未來校園營運碳足跡熱點(碳診斷),並提供校園環境永續之現況與未來可視化的情景模擬,進一步幫助決策者建構校園整體環境永續發展的策略。

    一、 基地現況及評估構想

    金門大學接收軍方釋出的營區有多座廢棄營舍及碉堡,以低碳手法進行營區活化再利用成為永續校園,也將智慧型低碳建築與營區活化再利用相互結合,發展具在地化特色之活化再利用案例。

    就永續校園評估擬定基地環境有關影響校園整體能源策略,建置評估指標及配合之圖資,山林校區將可能入駐的科系及其土地使用情況,適用於評估指標的數據收集,包括有關基本校園土地使用,能源消耗,校區動線,水資源消耗和廢物管理的資訊。大學校園占地約3.1公頃,目前舊有營舍占土地面積不到五分之一。各科系使用區域範圍之數據牽涉到包括有關建築物的屬性類型,其範圍涵蓋部分為學校所指定分配的特定建築物及其使用機能、樓層面積和屬性,如實驗室或研究室等的資訊是未來室內外碳盤查分析的主要數據來源。

    二、 建築與景觀生命週期碳盤查

    本研究採用2013年由國內低碳建築聯盟(LCBA)提出的建築碳足跡評估法(Building Carbon Footprint Evaluation Method,BCF)計算建築物生命週期之總碳足跡(Total Carbon Footprint, TCF)。BCF法乃依據「生命週期評估(Life Cycle Assessment, LCA)」的理論建立,評估範疇包含建築生命週期五階段:新建工程資材總碳排(CFm)、營建施工階段總碳排(CFc)、建築使用階段總碳排(CFeu)、修繕更新階段總碳排(CFrm)及拆除廢棄階段總碳排(CFdw)。BCF法採用「設計導向」的「設計介面計算法」,有別於過去「產品導向」的建築碳足跡盤算法以實際建材數量和品目進行精算;「設計介面計算法」是以建築構件和設備系統單元為介面的簡算法,以建築面積、立面面積、標準化理論公式進行推估。它是以一系列台灣建築資材、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,另外它所有資材、工程分項、能源計算、氣候條件、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(Lin,H.-T.Construction Industry Cabon Footprint,2018)。

    三、 校園營運的可持續性評估

    此節將對校園內再利用建築物生命週期五階段中排碳量最大的使用階段作分析,針對校園能源使用、水資源消耗、廢棄物管理、運輸系統等四大項進行環境可持續性評估。

    1. 能源消耗(CFa,CFl,CFel) 一個學術校園,由於其規模和複雜的操作,會在各種操作中消耗大量的能量,隨著能源消耗的增加,CO2的排放也增加,因此,隨著可持續性領域的最新發展,特別是關於大學校園的可持續發展,衡量和監控各種活動的能耗至關重要。能源的這種監控和分類不僅將提供一段時間內能源消耗的趨勢,而且還將有助於確定消耗大量能源的學術園區的主要區域,以碳補償進行能源消耗所產生之碳足跡。 規劃中山林校區各個學術建築物的CO2排放量,目前已確認分配的科系為食品學系及運動休閒學系,依未來各系使用機能配置,將突出顯示了不同的排碳強度,圖中的排放熱點是依訪問二系所未來將進駐及規劃之使用空間、設備及機能,這些建築物可能未來是CO2排放的熱點,因為它們具有主要的學術和研究的功能,這些部門設有實驗室、操作空間、教室等,以目前2020年2棟配給運動休閒系及食品系使用,以及2025年後再有2棟分配給建築系使用,雖樓地板將由343.3m2增加為384.55m2,不過整體碳盤查還是以建築物再利用30年生命週期來計算,所以CFa,CFl,CFel主要用電總排碳經EUI依所增加二棟行政辦公類空間耗能計算為318,473.81kgCO2e/30yr(表4-2,4-3對嗎?)。因此,通過整區空間尺度與能耗相結合及分析,有助於識別並持續監控高能耗和低能耗需求的潛在區域,這將藉由使用碳補償的方式-如節能設備來減少能耗,進而幫助校園節省管理成本。

    2. 水資源處理(CFwt) 由於金門地區幅原狹小,缺乏高山涵養水源,各水庫主要在雨季收集集水區雨水貯留後作為自來水淨水場之原水使用。另外受限於既有各湖庫水質不佳之自然條件,造成當地長期倚賴地下水,近年來已有地下水鹽化枯竭的徵兆,另一方面,金門近幾年積極發展觀光產業,伴隨而來的旅客用水量問題,亦使水資源供需問題進一步惡化。 依台灣經濟部水利署2017年國人平均日用水量278公升比較而言,金門地區只有129公升不到前述之一半,依此而論,中山林校區的人均需水量為每天129公升,除了參考住宅類建築有每人每日用水量250公升之合理基準外,其他類型建築大多以單位有效樓地板面積為計算基準,在CFwt為2020年二棟學術建築,雖然2025年後增加建築系另二棟建築,不過整體碳盤查還是以建築物再利用30年生命週期來計算CFwt=16,245.45kgCO2e/30yr。

    3. 廢棄物管理(CFwm) 就大學校園而言,廢棄物主要來自建築物如教室及實驗室等,從生活用途到學術用途,產生的廢棄物性質差異很大,不斷檢視來自不同區域用途的各種廢棄物的產生,可以為減少廢物的產生提供見解,例如與地點相結合確認時,由定量值可以清楚地顯示人均垃圾產生量,並有助於確定減少校園垃圾產生量的理想策略,減少可持續校園的廢棄物產生將間接減少由固體廢物運輸和焚化造成的污染,進而有助於改善環境的可持續性。而金門縣平均每人每日一般廢棄物產生量0.588公斤(Environmental Protection Administration,Executive Yuan,R.O.C.(Taiwan)),該標準用於計算校區內產生的固體廢棄物數量,2020年規劃初期校區約可容納100名學生和30名教職員工,每天產生的總廢棄物量約為76.44公斤,依據表6的廢棄物生產之排放參數0.79-1.16kgCO2e/kg(Wang,Z;Geng,L.Carbon emission calculation from municipal solid waste and the influencing factors analysis in China. J.Clean.Prod.2015,104,177-184),整體校園之年排放量由2020年為22,041.47kgO2e/yr到30年後增加為CFwm=661,244.10kgCO2e/30yr,此數據便於了解垃圾車清運的次數合理化,也可透過模擬預估值嘗試減量的同時,進一步減少垃圾車清運的次數。

    4. 動線系統(CFts) 各種交通方式對整個校園環境可持續性的貢獻不同,為了計算交通運輸對整個校園環境可持續性的影響,基本上中山林校區內只開放給緊急救護及大型搬運汽車使用,平常期間校門旁提供一停車場並附設汽機車充電樁,以供來訪老師學生及訪客使用,校園內一律以步行及電動自行車為主,由於校本部與中山林校區間距離約3公里,學校提供二輛中型電動巴士作為二校區之間早上07:30起至下午17:30每隔一小時對開總計18班次,每公里用電1.39kWh/km(台北市交通部運輸研究所黃新薰、張瓊文103年9月),使用此排放標準,運輸系統每年的總排放量為CFts=46,483.4113,945.02kgCO2e/yr,30年後增加為418,350.69kgCO2e/30yr。

    四、 校園的整體環境可持續性規劃

    在研究計畫中,能源消耗,水資源消耗,廢棄物管理和運輸相結合,並用於確定校園內的整體排放基準,並將上述數據於校園土地及建築用途的空間、位置及數據整合在一起,也同時將所有數據轉換成同一碳排單位作為參考比較之依據;建築物生命週期碳足跡能源消耗量、運輸服務排放量、廢棄物產生量和水消耗量均被轉換為溫室氣體排放因子,以開發總體校園可持續性評估輸出圖。為了顯示與校園運營和管理相關的指標數據,對於整合校園可持續性評估的各個數據相當重要,因此將營區舊建物及原營區景觀之碳盤查、營區建築低碳改造、校園整體規劃設計等各項規劃及盤查數據,彙整成統一的單位,可透過單位幫助整合不同的評估項目,這些數據具有整體校園空間尺度,配合校園碳排放圖很容易就CO2排放一睽各建築範圍內碳足跡的情況,就其可能性進一步進行碳補償規劃。

    為了進一步計算了2020年校園規劃各種土地建築使用的能耗和運行的數值,就如本章節所述之所以建置表格4-6是因為它們是校園運營可持續性的主要評估指標,它們具有校園空間尺度,並排放大量的CO2,需要緩解這些問題以促進校園環境的可持續性。 另外就低碳校園而言,針對本研究所敘述校園再塑及各建築再利用所產生之總碳排量進行所謂碳補償,整體校園年平均碳足跡為TCF+CFwm+CFts=1,628,887.93kgCO2e/30yr,就現有校園食品系及運休系建築物屋頂面積將可建置約62kWep的太陽能光電系統,扣除112,935.68kgCO2e/30yr單晶光電系統生產建置及20年更新之排碳量,依碳排係數0.509kgCO2e/kWh(台灣經濟部能源局,2019(accessed on 18 Luli 2020))計算,30年減碳量為923,744.62kgCO2e/30yr,可補償中和全校園56.71%以上的碳足跡,如果再加入校園盡量不擾動為開發原則之30年景觀碳盤查作為碳補償,則整體校園朝向碳中和的零碳校園邁進,達成永續校園目標。

    五、 永續校園未來願景

    以傳統校園模式經營所產生的碳足跡,進而建立了一個可收集、存儲、分析和顯示從多個層次來源的大學校園地理和非地理數據的數據架構,然後可以對其進行合併整合,有效地組織和管理用於應用及輸入到評估校園的數據庫,就其數據進行所謂碳中和策略,以達永續校園之最終目的。進一步而言,可用於開發環境可持續性指標的數據庫,並製作專門圖資以可視化校園中的可持續性狀態,因為它顯示及提供了其獨特的位置、校園建築物和土地用途的位置及可持續性特性之間必要聯繫。

    基於數據庫及評估指標,可以提供全面的數據和與校園環境及運營有關的指標(例如,能源和水的使用、運輸、廢棄物管理),可以在定期一段時間後進行更新,以評估校園的可持續性,該數據庫不僅將有助於持續監測校園的可持續性,還可節省校園可持續性評估過程的成本。由於在上一章節中已經對現有的環境可持續性狀況進行了圖資及其可視化特性建置,因此,可以預見未來經由實施低碳策略後,使用相同評估指標的情況作比較,也證明評估指標的另一項優勢。另外各圖資的可視化功能也為大學管理者提供了校園環境可持續性狀況的進步或下降的清晰畫面,以及校園內一些需要被調整的潛在熱點地區(所謂碳診斷),評估有可能更好地可視化校園環境可持續性狀況,並提供檢查各種項目的機會,這種可視化將有助於採用一些碳補償策略,該策略可以在減少校園運營的排放方面產生最佳效果,並有助於實現整體環境的可持續性,另外還可以幫助決策者設計策略,以改善大學校園的環境可持續性。







2020/10 月討論

  • 中山林校區為例

    可視化圖資將有助於採用一些碳補償策略,該策略可以在減少校園運營的排放方面產生最佳效果,並有助於實現整體環境的可持續性。評估圖資中空間尺度的集成也有助於收集和測量與校園運營相關的空間指標,並提供更好的校園環境可持續性狀況可視化,另外還可以幫助決策者設計策略,以改善大學校園的環境可持續性。