一、背景資訊

近年來，隨著都市化發展速度加快，寫字樓建築陸續興建，已成為現代城市的代表性地標之一。統計數據顯示，國內城鎮新建建築當中，寫字樓佔比達三成以上，北京、上海等大型城市更是突破五成 [1]。寫字樓匯集眾多商務、辦公等高階業態，對於室內環境品質標準嚴格，全年運行時數長，能源消耗強度高。相關測算指出，寫字樓能耗約佔全國民用建築總能耗的 20%，其中空調系統耗能即佔建築整體能耗的 50%～60%[2]。是以，基於節能減碳與永續發展之觀點，須重視寫字樓空調系統之類型與運作效能，優化系統設計，提升能源使用效率。

 

二、寫字樓空調系統之需求特性

寫字樓以商務辦公做為主要功能，同時搭配商場、餐飲等附屬設施，具備功能複合、分區界線清晰、使用時段多變等特徵，對於空調系統之冷凍容量、運作彈性、智慧化程度皆有特殊規範，整體需求可歸納為以下五點：

(1) 冷負荷高，尖峰負荷持續時間長。寫字樓人員密度高、辦公設備發熱量大，單位面積冷負荷通常達 100W/m² 以上，高於一般民用建築 [3]。夏季空調尖峰時段可持續 8 小時以上，需配置充足製冷量與輸送能力。

 

(2) 各區域冷量需求落差大。寫字樓不同功能分區的使用時段與冷負荷差異顯著；例如辦公區使用時間為 08:00～18:00，餐廳、會議室則多集中午間、晚間營運，各區空調啟閉時機與所需冷凍容量各不相同 [4]。

 

(3) 室內環境品質標準嚴格。多數甲級、超甲級寫字樓，室內溫度、濕度、新風量、噪音等規範皆高於普通建築；辦公區夏季設計溫度 26～28℃、相對濕度 40%～60%[5]，須具備精準溫濕度控制與足量新風供應。

 

(4) 高彈性與高適應性需求。寫字樓進駐人數、空間隔間時常調整，空調系統須可彈性分配冷量；另因租戶更替、室內裝修改造會更動末端設備配置，系統需具備高度調適能力[6] 。

 

(5) 節能減碳規範嚴謹。空調能耗為寫字樓建築耗能大宗，肩負節能減排核心任務。系統應善用自然冷源、提升機組運作效率、優化運轉控制邏輯，降低碳排放量，符合綠建築相關規範 [7]。

 

三、數種主流空調系統之比較

因應寫字樓冷量使用特性，當前市面主流空調型式包含變風量空調 (VAV)、變冷媒流量空調 (VRV)、風機盤管空調 (FCU)。各系統在架構組成、運作模式、節能成效上各有優劣，分別適合不同建築規模與使用需求，以下分別詳細說明。

3.1 變風量空調系統（VAV）

變風量空調系統為透過調節送風风量，因應室內冷負荷變化的全空氣式空調系統，主要由冰水主機、空調機組、送風機、VAV終端裝置等單元構成，系統架構如圖1所示。

運作原理：系統由中央冰水主機提供低溫冷凍水，空調機組內設置冷卻盤管，將新風與回風混合後進行冷卻、除濕處理，再由送風機將處理後的潔淨冷風輸送至各空間。各房間配置VAV終端設備，透過即時偵測室內溫度訊號，自動調節風門開度、改變送風量，精準達成室內恆溫控制[8]。同時，空調機組搭載變頻調速裝置，可依整體區域負荷變化自動調整風機轉速，有效降低輸配能耗。

系統特性：

(1) 舒適度佳：採用全空氣送風模式，室內無冷熱不均、氣流直吹等問題，溫度、濕度、潔淨度控制精度高，可滿足高品質室內環境需求。

(2) 集中管控、易於維運：冷源設備集中設置，便於能耗監測、運行優化，可實現建築空調系統的智慧化、資訊化管理。

(3) 節能效益顯著：透過變風量調節機制，大幅降低風機輸配能耗，在滿足室內製冷需求的前提下，整體節能率可達30%以上[9]。

(4) 場域適應性強：VAV終端可依空間格局靈活配置，當辦公格局調整時，僅需更動或移位終端設備，無需改變主管路與中央主機，改造成本低、彈性高[10]。

優點：

(1) 溫濕度控制精準，可滿足高規格室內舒適度需求。

(2) 冷源集中配置，整體初投資合理，日常運行與管理作業簡便。

(3) 變風量調節機制有效降低輸配能耗，節能表現優異。

(4) 系統彈性佳，可适配建築功能與空間布局變更。

缺點：

(1) 風管管路配置繁雜，佔用較多樓層高度。

(2) 區域獨立性不足，難以滿足個別房間的客製化製冷需求。

(3) 系統調校難度高，VAV終端機構易故障，後續維護成本較高。

適用場景：

(1) 冷負荷量大、環境品質要求嚴格的大型寫字樓。

(2) 初投資預算充足、重視空調使用彈性的商務建築。

(3) 具備專業物業維護團隊、導入節能化運營管理的專案。

3.2 變冷媒流量空調系統（VRV）

變冷媒流量空調系統為直接透過冷媒循環完成製冷的空調型式，主要由室外主機、室內機、分歧管等元件組成，系統架構如圖2所示。

運作原理：VRV系統搭載變頻壓縮機，藉由調整壓縮機運轉頻率，改變管路冷媒循環流量，即時對應各室內機的製冷量需求。冷媒由室外機透過液管、氣管與分歧管輸送至各室內機，吸收室內熱量後回流至室外機完成循環[11]。多聯機系統可支援同時製冷、製熱運行，機組間可相互作為熱源，有效提升能源利用效率。

系統特性：

(1) 管路適配距離廣：室內外機最大垂直落差可達50m，總管路長度可達150m，水平、垂直配置皆可，佈局彈性極佳[12]。

(2) 模組化組合、製冷量覆蓋範圍廣：室外機單機容量介於8~130kW，可透過多機並聯模組擴容，适配各種規模的建築空間。

(3) 區域調節性佳：各室內機可獨立運作、單獨調節，依據各空間溫度自動匹配製冷量，滿足分區客製化需求。

(4) 施工快速、樓層佔用少：室內機安裝簡易，僅需冷媒管與控制線連接，工期短、管路精簡，大幅降低樓層高度佔用。

缺點：

(1) 管路節點多，存在冷媒外洩風險，需定期檢測保養。

(2) 室外機運轉噪音較大，設備擺放位址受限。

(3) 僅能調節製冷能力，無法精準控制室內濕度，環境調控完整性不足。

(4) 冷媒管路阻力較高，管路過長會造成機組運行效率衰減。

適用場景：

(1) 建板面積適中、空間分區較為分散的中小型寫字樓。

(2) 內部使用功能變動頻繁、常有裝修改裝需求的商務大樓。

(3) 施工工期緊、樓層高度受限的舊建築改造專案。

3.3 風機盤管空調系統（FCU）

風機盤管空調系統屬於分散式氣水系統，主要由冰水主機、冷凍水泵、風機盤管等設備組成，系統架構如圖3所示。

運作原理：FCU系統採用「集中製水、分散處理」的運行模式。由中央冰水主機統一製備低溫冷凍水，透過水泵與管網輸送至各房間的風機盤管設備。風機盤管內置冷卻盤管與循環風機，利用冷凍水降低盤管表面溫度，室內空氣經過盤管熱交換降溫後，由風機送入室內完成製冷循環[13]。設備搭配專用溫控器，可依室內溫度訊號自動調節閥門開度、改變冷凍水流量，實現房間冷量的精準輸出與恆溫控制。

系統特性：

(1) 模組化製冷、獨立控溫：各房間配置獨立風機盤管設備，可依自身冷負荷特性，彈性調整風機轉速與水閥開度，充分滿足空間客製化製冷需求。

(2) 水系統輸配、節能表現優異：相較全空氣式空調系統，水的比熱容更大、輸配穩定性更高，冷量傳輸過程損耗低，整體節能效益與VAV系統相近，節能表現穩定可靠[14]。

(3) 安裝簡易、維護便捷：FCU設備多採明裝設計，施工難度低、安裝週期短，後續設備檢修、更換作業簡單，特別適用於舊建築節能改造場景。

(4) 低噪低震、舒適度高：設備送風均勻，無集中回風造成的氣流死角，運行噪音可控制在45dB(A)以下，符合高標準室內聲環境規範，大幅提升辦公舒適性[15]。

缺點：

(1) 室內機體積偏大，會佔用一定室內空間，影響空間佈局美觀與利用率。

(2) 設備產生冷凝水，需單獨設計排水管路，局部施工工序較為繁雜。

(3) 盤管、濾網易積塵結垢，需定期清洗保養，後續維護工作量較大。

(4) 無獨立新風輸入機制，長期運行易導致室內空氣流通性差、空氣品質不佳。

適用場景：

(1) 功能分區明確、各房間獨立性強的寫字樓建築。

(2) 舊式辦公建築節能升級改造專案。

(3) 對室內舒適度、噪音控制標準嚴格的高階商務大樓。

參考文獻

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[12] 李哲,崔曉雷.某辦公樓VRV空調系統及節能分析[J].建築科學,2014,30(06):68-73.

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[15] 劉陽,孫璐,張勇.某辦公建築風機盤管空調系統噪音控制[J].低溫建築技術,2019,41(09):144-146.