氣候科學與服務
面對 2050 淨零排放的挑戰,住商與建築領域正經歷一場從「單一節能」轉向「系統韌性」的深刻變革。根據國際能源署(International Energy Agency, IEA)《2025年能源效率(Energy Efficiency 2025)》報告 1 https://www.iea.org/reports/energy-efficiency-2025 ,建築部門的核心在於「建築電力化(Electrification of Buildings)」與「能源互動性(Grid-interactive Efficient Buildings, GEBs)」。透過熱泵系統的普及與建築能源管理系統(Building Energy Management System, BEMS)的導入,建築不再僅是電力的消耗者,而是能與電力結構變化協同、提供電網彈性的分散式能源中心。這種技術轉型不僅是減緩氣候變遷的手段,更是確保在能源轉型過程中,住商部門能具備穩定的電力調度能力。
然而,單純的技術更迭不足以應對日益嚴峻的極端天氣。聯合國環境規劃署《建築與氣候全球地位報告2024/2025(United Nations Environment Programme: Global Status Report for Buildings and Construction 2024/2025)》 2 https://globalabc.org/global-status-report 進一步將視角擴展至「全生命週期碳排 (Whole Life Carbon, WLC)」與「韌性建築」。報告論述指出,除了營運期的減碳,建築材料的蘊含碳管理與因應氣候風險的規劃至關重要。這正呼應了我國政策將「氣候變遷調適思維」深植於建築設計、工法與材料科學的趨勢。
在實務應用上,這種將減緩(Mitigation)與調適(Adaptation)並重的策略,將有效提升住商領域因應氣候變遷的韌性,最終達成以人為本、與環境共生的友善居住空間:
- 規劃與設計階段: 藉由氣象資料模擬都市熱島與熱舒適度,引導規劃者導入自然為本的解方(NbS),例如綠屋頂、雨水花園等,並優化建築量體配置與隔熱材選用,從源頭提升散熱與防洪能力。
- 施工與維運階段:利用氣候服務預判極端天氣,除能優化施工排班、降低熱傷害與工安風險外,進入營運期後,更可結合 BIM(建築資訊模型) 與數位孿生技術,根據微氣候即時調控空調能耗。
- 因應我國「2050 淨零排放路徑」,目標於 2050 年達成 100% 新建築及 85% 既有建築近零排放。透過將氣候服務整合至建築各生命週期,不僅能強化調適韌性、降低氣候衝擊之實體風險,更能有效落實節能減碳策略,打造永續宜居的淨零都市生活圈。
因應氣候變遷與環境改變帶來的風險的同時,也產生新的機會
立即性風險
- 極端氣候事件頻仍,干擾建築施工進度、影響施工品質管理,增加工地停工頻率、延長施工期程,衍生工地管理成本
- 極端高溫、寒害、颱風、洪災、嚴重空氣汙染,提高戶外施工工作者職業災害與職業病發生機率,甚至導致工安意外,增加建築相關人事與管理成本,甚至法律風險
- 都市熱島效應加劇、極端的高低溫事件頻發,劣化室內環境品質(indoor environment quality),影響居住者身心健康、生活品質與工作效率
- 颱風、暴雨、洪水、野火等極端天氣事件,威脅建築體乃至居民生命財產安全
長期性風險
- 氣候變遷導致原物料價格波動與供應不穩,提高採購成本、延誤施工期程
- 極端氣溫導致空調、供暖、控溫與通風相關建築能耗增加,提高能源支出;極端高溫與溫差使控溫設備使用不穩定,能耗更鉅,製造大量溫室氣體,延誤建築業淨零及氣候變遷減緩期程
- 高溫、高濕度加快天然材料(木材、竹材等)腐朽速度,影響建築物外觀、內部裝潢以及結構穩定度,縮短建築物生命週期,增加維運成本
- 極端氣候導致災害風險提高,高淹水風險、土石流/山洪爆發風險潛勢等熱點區域呈現增加趨勢,影響區域建築銷售乃至整體房市
- 災害風險成長,導致防災與災害管理成本提高,亦可能承擔更高的相關訴訟及賠償風險
- 極端氣溫、濕度變化與天氣事件,使中古建築以及歷史建築的建材、結構與外觀脆弱度提高,增加維護、修繕與重建需求
轉型風險
- 高能耗建築原物料(如水泥、鋼筋、鋁等)市占率下降,造成供應鏈重組、提升建材採購成本,並衍生以上產業之轉型成本與風險
- 建築產業須因應國際碳價格上漲帶來之進口原物料或建材採購成本提高,國內供應鏈亦面臨產業升級壓力
- 傳統營造工法與營建產業將須導入環境友善或防災工法之相關技術應用,供應鏈之外包廠商、契約勞工等將面臨就業與技術轉型挑戰
- 原有業界人才須研習精進綠建築、淨零建築、韌性與防災都市規畫等專業知識與實作經驗;業者或專業人員將須負擔相關知識技能之職業訓練與轉銜成本
- 氣候脆弱度高之既有建物(危老、濱河或濱海、位居高淹水風險或山洪風險地區)改建與遷移造成之居民安置與補償議題、區域發展均衡議題、拆除與重建新建物衍生之溫室氣體排放與碳價格成本
- 城市施作防災規劃可能造成之居民遷移、安置之相關補償與輔導成本
- 發展中國家或衛星城市之都市開發、經濟發展與人口成長需求,須與淨零建築領域及永續城市之淨零減排目標相互平衡
機會
- 因應淨零建築之國際趨勢與國內2050淨零政策目標,善用氣象資訊以改善優化建築能源使用效率與降低能耗、規劃因應氣候風險情境的淨零綠建築
- 風廊、雨水花園、綠色屋頂、人工濕地等氣候調節之空間規劃相關客製化氣候服務應用之商機
- 根據不同氣候特性和潛勢風險條件,發展適合之防災、低碳或具氣候調節機能的材料(散熱、隔熱、陽光反射率高等)強化建物韌性與防災之潛力商機
- 設計具防災、調適與氣候調節機能及配合在地氣候條件之環境友善與零碳綠建築,將成為房屋市場潛力商品
氣候服務如何幫助我們
建築物設計
建築節能減碳及碳足跡評估技術、長期預報服務、在地尺度之即時預報、災害預警系統
配合臺灣亞熱帶氣候特性,及都市化的聚居模式,評估建築碳足跡並發展出節能減碳工法;根據在地微氣候條件及災害風險評估,規劃防災及具氣候調節機能之建築空間與建物動線
建築物施工
綠建材環境效益評估、客製化長期預報服務、都市微氣候資訊分析
對建材的環境效益進行評估;採用防災工法;採用具氣候調節機能之建材
建築物維運
整合氣候與天氣資訊開發之建物耗能評估及優化工具、客製化中長期氣象資料分析
透過智慧節能平台,有效反映全年用電狀況、尖端負載,並評估建築物維運過程中所消耗之能源。
服務案例
GreenBIM 微氣候資訊平台
GreenBIM微氣候資訊平台係提供綠建築設計及維運使用所需的微氣候資料庫,致力提高氣象資料在建築節能的可用性。在建築的生命週期中,該資料庫可提供各階段所需的氣象資料,協助建築在初始的設計、日後的維運等階段皆能使用到詳盡的氣象資訊,以達成建築節能的目的。
綠建築在設計之初需考量建築基地的氣候樣貌,運用自然通風、採光等迎合當地氣候環境的設計,從源頭減少建築日後的能源消耗。然而,微氣象資料的掌握對於建築設計而言一直是很大的挑戰。
自 2017 年起,台達電子文教基金會與國際氣候發展智庫(ICDI)偕同交通部中央氣象署及財團法人臺灣建築中心,共同打造「GreenBIM 微氣候資料平台」。該平台已擴展至全臺 26 個點位,提供歷史氣候、極端值、客製化標準氣象年及太陽軌跡等關鍵數據,有效解決了建築設計中掌握微氣候資料的挑戰。透過將氣象資料結合BIM資訊平台,更有利於建築師們打造節能減碳、適合居住的環保綠建築。
服務項目
- 全台26個氣象站點位統計分析歷史氣候資料和極端值資料
- 客製化建築所在地之標準氣象年資料、太陽軌跡及氣象預報資訊
臺北市開發基地體感降溫專案
臺北市近年受到氣候變遷加劇、高度都市化、熱島效應及盆地地形等影響,致每年屢創夏季最高溫紀錄。面對「熱不舒適」之都市現況,降低實質物理溫度確有困難,為此臺北市政府提出「降溫城市計畫」,就開發基地「體感降溫」提出具體措施,期以「水綠降溫」、「遮蔭涼適」及「通風散熱」之策略,創造戶外舒適環境。
為了更好地理解都市熱島現象及問題,勢必需要細緻的氣候觀測及預測資料。由臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台計畫 (TCCIP) 產製的2公里網格TReAD (Taiwan ReAnalysis Downscaling data)40年歷史重建資料,與5公里網格的HiRAM (High Resolution Atmospheric Model) 全球暖化程度資料,目前已經應用於分析都市熱島的調適計畫,產製的資料將可協助進行熱島策略改進。
資料來源:
臺北市開發基地體感降溫專案
國家氣候變遷科學報告2024,第四章 臺灣氣候變遷衝擊
臺灣歷史氣候重建資料(TReAD)
服務項目
- 追蹤臺北市都市熱島強度與範圍變化趨勢,以及分析街區尺度生理等效溫度分布。
- 國立成功大學都市熱島研究團隊,擷取TReAD中的月平均逐時氣候資料,製作臺灣都市熱環境的氣候地圖。
台糖「臺南崇賢銀髮住宅」
由台糖公司主導,並集結產、官、學界專業力量共同打造的跨領域團隊:
- 主導單位-台糖公司:由台糖台南區處主導,將企業責任與居住正義結合,從 108 年起開始調研並轉型興建銀髮住宅。
- 設計規劃-九典聯合建築師事務所負責將循環經濟與智慧節能理念導入建築設計,打造具指標性的淨零建築案例。
- 研究研發-成功大學規劃與設計學院提供科學數據支援,執行基地微氣候實測、環境模擬及建築能效分析,確保節能減碳的實效性。
「臺南崇賢銀髮住宅」是全台首座針對超高齡社會需求設計的青銀共居循環住宅。研究團隊經由一連串基地微氣候、室內環境之實測研究,探討出影響建築節能之關鍵因子,再透過被動式設計以建築量體、外殼設計來降低熱輻射,並升級門窗設備來優化自然採光及室內通風,透過能源模擬與智慧管理系統,大幅降低熱輻射並優化通風,達成顯著的節能減碳效益。該案獲得經濟部能源署的補助與內政部建築研究所的指導,並委請專業單位進行第三方驗證,並於112 年榮獲內政部首屆「淨零建築 N 次方」競賽的銅牌獎肯定。
資料來源:
台糖-臺南崇賢銀髮住宅
崇賢住宅榮獲淨零建築設計大賞
核心設計:智慧科技達成節能減碳之運用
導入公設 BEMS 與住戶 HEMS,自動調節空調、照明並平衡用電負載,結合智慧電錶監控契約容量,防止能源浪費。
透過基地微氣候實測,將溫濕度數據同步至手機 APP,即時通知住戶環境變化,輔助節能決策。
規劃階段採 EnergyPlus 軟體預測耗能;營運期將實測數據對照模擬值,持續優化能源策略。
奧雅納(ARUP):全球建築與永續工程的領航者
奧雅納創立於1946年,是一家總部位於倫敦的跨國顧問公司。它以「總體設計 (Total Design)」聞名,強調將建築美學、工程結構與環境永續高度整合。奧雅納在住商暨建築領域的服務已超越傳統結構工程,深度整合了數位技術與氣候科學。
資料來源:
ARUP官方網站
ARUP-氣候變遷和數位韌性解決方案
核心服務項目
提供全生命週期碳排 (WLC) 評估、隱含碳管理,並協助客戶制定科學基礎減量目標 (SBTi)。
利用氣候建模工具預測未來 30-50 年的極端氣候風險(如熱浪、洪水),提供設計端的調適對策。
開發數位孿生 (Digital Twins) 技術與能源管理系統 (BEMS),優化建築營運期的能源效能。
結合性質基礎解決方案 (NbS) 進行都市熱島退火規劃,打造具備氣候韌性的宜居城市。