Page 25 - 第 2 卷 第 3 期

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研
綠廳舍外遮陽改善之節能及室內熱舒適度模擬探討 16 究
論

文
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一、前 言
上式中 S0 為太陽常數、P 為大氣透明度、

csch 為大氣質量 m、h 為太陽高度角、A 為太陽

台灣地區既有建築物約佔全國建築物總量 方位角、r 為以地球與太陽間之距離平均值作為

97%,這些建築物普遍存在耗能、不符生態環境 單位 ( 簡化計算可取值為 1)、α 為垂直面之外向
等問題,若不改善將造成能源浪費與溫室氣體排 法線的方位角。

放等現象。內政部建築研究所(以下簡稱本所)

從 92 年開始辦理綠廳舍及建築能源效率提升改 然而在建築實際設計中,須利用太陽輻射強

善計畫,針對中央廳舍及國立大專院校選擇具改 度資料時,應盡量採用當地實測資料,這樣更符

善潛力之既有建築物,進行綠建築改善及節能改 合實際情況。若無法取得實測資料時,再利用
造示範計畫,除能有效降低建築外周區之空調耗 上述公式求取。一般來說實測值均會大於理論計

電外,對於室內熱負荷亦有很大程度改善。惟上 算值,此乃因上述理論計算值僅考量太陽直接輻

述改善手法執行至今,僅能以經驗方式推估其節 射,而實測值還包含來自周遭環境之散射輻射。

能成效,缺乏較精準之量化方式去計算其節能改

善效益,且對於室內環境舒適度改善之成效說明 因本文係研究建築立面外遮陽對日照遮蔽之
亦較無著墨。
影響,根據文獻顯示,若以相同緯度但不同朝

向,進行該地垂直面之太陽輻射強度量測,以北

本研究將透過電腦數值模擬方式(採用 緯 23°地區於夏季最熱月份為例,分別量測不

EnergyPlus 軟體),選定假想之模擬建築物空間 同朝向垂直面之太陽輻射值,可發現以東、西向
及規範之外遮陽型式,作為本研究模擬對象,配 最大,其次是南向,北向最小,其差異高達3倍,

合台灣不同地區之本土氣候條件參數、不同面向 且出現最大值之時間,通常是太陽光線接近垂直

之開口部,分別模擬其空調耗電量及室內環境熱 於這個朝向的時刻,如圖 1。至於其他緯度地區

舒適度(採用 PMV 及 PPD 作為指標)。
之太陽輻射強度變化規律,均與此相近,僅輻射

強度不同。
最後可分析建築物設置外遮陽前、後,對於不

同地區、開口部面向、外遮陽型式等因子,其節能

效率及室內環境熱舒適度之關聯性,進而可交叉分

析在上述不同因子下,何種情況其改善成效較佳。
除可作為本所後續辦理「建築節能與綠廳舍改善補

助計畫」之外遮陽補助案例之事前評估改善效益參

考依據,亦可供一般民眾或業界參考。

二、文獻回顧與探討
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2-1 太陽輻射能及建築日照概述
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He
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太陽輻射能是地球大氣層最主要的熱源,為 nd
影響氣候之主要因素,也是建築物外部熱條件之 Arc
hit
主要來源。而影響太陽輻射強度之因素包括:地 ect
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理緯度、太陽高度角、大氣透明度、天空雲量及
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海拔高度等。太陽直接輻射強度於水平面上之為 lum
圖1. 北緯23°地區各主要朝向垂直面上太陽輻射 e
Sn、垂直面上為 Sv,其公式為:
(2‧
csch p xsinh
強度關係圖資料來源:建築日照設計,卜 N
毅,1994)
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S=Sber
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2-2 室內環境熱舒適理論
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S =S ISO 7730 er
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依 的定義,熱環境上的舒適為 1, 2
「當人的下意識對所處之熱環境表示滿意時的
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