低碳建築評估介紹
何謂建築碳足跡?
以建築領域而言，所謂建築碳足跡就是一棟建築物由「搖籃到墳墓」的生命週期中所產生的二氧化碳排放量。以前述LCBA對鋼筋混凝土建築壽命為六十年之視野觀之，以工程實務來定義「建築碳足跡」的話，則是指該建築物在六十年生命週期中。
依建築物類型使用特性分類為高、中、低耗損建築使用形態，各定義壽命為5年、10年、20年之視野觀之，各領域皆應用評估完整生命週期中在(1) 建材生產運輸、(2) 營造施工、(3)建築使用、(4)修繕更新、(5)拆除廢棄等生命週期五個階段過程之活動中所排放的二氧化碳排放量。
低碳建築評估的目的在於「維持相同基本機能之前提下，以建築設計、營造施工相關手法來達到減碳目的」。建築產業碳足跡評估的功能有三：一是「碳標示」，二是「熱點診斷」，三是「減碳行動」。其中「碳標示」與「熱點診斷」是碳足跡評估的功能，第三項「減碳行動」乃是基於前兩項的「有效性」與「信賴性」所採取的投資對策。低碳建築評估之命脈在於「有效性」與「信賴性」，亦即必須能簡易操作，同時對減碳技術有正確且高敏感度的辨識功能，否則無法形成良好的減碳政策。
圖 1 我國建築低碳化管制策略
為了能更有效地對建築碳足跡做管制，將建築物生命週期中的建材製造運輸、施工、更新修繕、拆除廢棄等階段，與建築能源使用階段，分做兩套系統去做管理。前者又稱為資材碳、蘊含碳，其減碳潛力是在於營建資材的擇用與建築的結構設計，由此低碳建築評估辦法(LEBR)管制；後者又可稱為用電碳排，其減碳潛力在於優良的建築外殼設計與設備的效率提升，由建築能效進行管制。
國際建築物蘊含碳排管制的動向
過去傳統的永續建築政策較聚焦於使用碳排OC的「建築節能」，卻忽略了蘊含碳排EC的「建材減碳」，其原因在於「建築節能」部分有悠久的研究累積而「建材減碳」部分缺乏足夠的研究成果所致。然而，近年來許多新興的建材碳足跡研究前仆後繼、頗有斬獲，許多國家也開始落實建材部分之減碳政策，建築全生命週期的「節能減碳」政策日漸成形。如今，法國、德國、奧地利、英國、荷蘭、丹麥、芬蘭、瑞典等歐盟國家已搶先制定一些對於建築物蘊含碳排EC之強制性或自願性管制法規，如圖 2所示。又如，丹麥內政＆住宅部在2021年設立新永續建築法規，要求以生命週期評估軟體評估並限制建築使用碳排OC與蘊含碳排EC的上限。另外，法國的新建築法規RE2022已宣告從2024年開始對於新建集合住宅與個人住宅規範50年生命週期總碳排量的上限。由此可見，蘊含碳排EC作為國際淨零排放政策已是時代所趨。
圖 2 一些歐盟國家所制定的蘊含碳排EC管制法規現況（改繪自UNEP, 2021）
近年來一些國際主要綠建築評估工具在淨零排放熱潮下，已針對建築物蘊含碳排EC展開評估獎勵制度。例如澳洲綠建築評估系統GREEN STAR自2015年起已開始採用建材LCA（Life Cycle Assement）評分（Crawford et al.2018），評分比重為100分的7~8分（3分評水泥減量，1分評鋼材減量，4分評其他建材減量），有3分用於獎勵綠色建材，另有6分作為獎勵採用EC之LCA法（必須依照ISO14040框架、專業LCA分析、同儕審查且應有6項以上環境衝擊評估）。又如，美國綠建築評估系統LEED（Leadership in Energy and. Environmental Design）已經在建材上新增3分作為EC評估之優惠計算，且要求EC評估工具與數據必須明確且應委由LCA專家執行。它同時要求設計模型與比較模型必須將地點、機能、生命週期、樓板面積、方位、耗能等條件設於相同水準才行，且其評估範圍至少必須包括主結構與外殼結構。最後也必須提出減碳建議，例如將柱樑結構改成承重牆結構、改變柱距、樓板厚度而達成減碳目標，並保證減碳10%以上（Wolf C. De, Simonen K. and Ochsendorf J., 2018）。
2013年起，公共工程委員會已針對一些道路、橋樑、建築的示範工程，開始試辦「碳足跡評估」業務；新北市已針對所有環境影響評估之建築開發案，執行碳足跡減量50%之評估。2014年「高雄國際會議中心」繼「南港展覽館」之後，已委託國際顧問完成「碳盤查」業務；同年底，台中市的水湳經貿園區已經開始要求所有開發案必須執行碳揭露認證，亦不乏更多關心環境的機關開始要求應用碳足跡管理，因此「低碳建築認證」勢必在行。
全世界最簡單「低碳建築」LEBR評估
生命週期評估相關的國際標準，起源於1997年國際標準組織公告的ISO 14040系列標準，近年在地球溫暖化危機下日漸聚焦於二氧化碳排放之評估。繼ISO 14040系列之後，在建築營建相關領域的環境衝擊評估分為兩大主流：一是營建產品層級的環境衝擊評估標準，二是工程層級的環境衝擊評估標準。前者以大量生產的工業產品為對象，其環境衝擊評估標準又分為兩大主流：一是採用多種環境指標（如酸雨、溫室氣體、有毒物質等），且以EN15804、ISO21930為標準之EPD產品（環境宣告產品）；以及採用二氧化碳為單一指標，且以ISO14067為標準之碳足跡產品（CF產品）。後者工程層級的環境衝擊評估標準以單一設計、單一生產的工程案件為對象，大多依據EN15978的標準來執行。由於單一生產的工程案件很難採用複雜且昂貴的碳盤查方式，英國綠建築協會（UK Green Building Council, 2017） 已明確指出： ISO14067只能適用於產品層級，而建築營建案件應以EN15978之標準來執行較好（圖 3），以建築工程案件為對象的LEBR當然依照EN15978之標準來執行。
圖 3 產品層級與工程層級的不同碳足跡評估標準發展源流
為了快速計算、熱點診斷、事前評估的功能，採用工程估算資料與情境模擬的工程碳評估方法學，英國綠建築協會倡議： 建築物設計階段的蘊含碳排減量效益約占建築生命週期減碳策略的50%，是遠勝於營建階段與完工後的營運階段的所有的減碳策略。LEBR作為我國淨零建築政策的減碳評估工具，即聚焦於設計階段的減碳功能，其預期功能目的如下：
1. 因結合工程設計圖說資料而可快速計算、快速評估。
2. 以工程構件碳排資料作為I/O計算介面，具有視覺直觀的低碳操作功能。
3. 在設計階段執行替代方案之碳排評估而收事前減碳之功能。
4. 透過替代方案之減碳分析與建造成本分析以獲得最佳減碳經濟效益。
5. LEBR因為導入低碳工法評估而有促進開發創新營建工法之功能。
6. LEBR因為導入建材回收再利用之優惠評估可促進建築循環經濟效益。
圖4 建築蘊含碳排評估必須在設計階段執行快速評估、事前減碳方有最大減碳功能（UK Green Building Council, 2017）
LEBR方法論
LEBR是依照EN15978（2011）或ISO21931-1（2022）所建議的計算邊境，執行製造運輸、施工、更新修繕、拆除廢棄等四階段的蘊含碳排評估法，它利用過去低碳建築聯盟LCBA的建材碳足跡盤查數據（林憲德，2018）或環保署之碳足跡資料庫所合成的內政部建築研究所（以下簡稱ABRI）之資料庫，再以建築物實際設計案情境與評估手冊所設定的標準案情境，計算出設計案與基準案之蘊含碳排EC，再依此執行對比分析的減碳評估方法。
建築構件評估範疇
LEBR依據建築營造業分項發包習慣，以一般建築師執業與營建法令管理範疇為邊界，採用建築構件為IO介面的簡易評估法，其評估範疇包含以下主結構工程與六類非主結構構件的評估範疇。
I. 傳統RC外牆外裝工程
II. 外窗工程（含傳統牆崁入式外窗與帷幕牆之透光部分外窗）
III.帷幕外牆工程
IV.內隔間工程
V. 室內地坪工程
VI. 戶外地坪工程
圖 5 LEBR的建築碳足跡評估範疇（林憲德繪圖）
全世界最簡單的低碳建築評估計算
I. 主結構碳排計算：取得耐震與結構參數，代入主結構碳排公式計算。
非主結構碳排計算：六類建築構件之Σ(單位碳排×活動數據)
註：單位碳排可直接取自ABRI資料庫，或由ABRI資料庫之初級數據組成
II. 施工碳排計算：由建築總資材使用量與總樓地板面積之回歸式推算而得。
III.更新修繕碳排計算： 六類建築構件需更新維護之Σ(單位碳排×活動數據×更新次數)
IV.拆除計算：由建築總資材使用量與總樓地板面積之回歸式推算而得。
圖6 申請案件之低碳標示示意圖