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研究生: 劉勝維
Sheng-Wei Liu
論文名稱: 零耗能建築節能設計與模擬分析
Design and Simulation of Energy Efficiency for Zero Energy Buildings
指導教授: 楊錦懷
Chin-Huai Young
口試委員: 陳振川
Jenn-Chuan Chern
周碩彥
Shuo-Yan Chou
周瑞生
Jui-Sheng Chou
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 119
中文關鍵詞: 零耗能建築太陽能節能玻璃光環境模擬熱流模擬發電模擬耗能模擬
外文關鍵詞: zero-energy building, solar glass, daylight utilization, heat flow simulation, generation simulation, energy consumption simulation
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  •   本研究著重於太陽光電建物一體之應用,在建築物上大量採用太陽能模組,並配合綠建築九大指標、室內通風、建築隔熱及降低耗能等手法設計和評估零耗能建築之可行性,探討在台灣的氣候條件下,透過太陽光電、節能設計與環境評估之後,最適合建設零耗能建築的地點及設計手法。
      光環境模擬分析結果得出零耗能屋在白天靠大量自然採光即可達到基本照度需求,有效降低室內照明耗能。環境模擬分析結果指出透過窗戶密閉及通風可以有效調節室內溫度,夏天開窗後通風溫度較密閉降低10度左右溫差,冬天密閉保暖也有差不多的功效。透過發電及耗能模擬評估零耗能屋電力平衡狀況,分析結果指出台北、台中和高雄透過太陽能模組發電都可覆蓋家電耗能需求達到零耗能標準。
      將模擬結果整合評估,零耗能屋建設於高雄最為經濟,只需要7.61年就可以回收成本,投資報酬率更是高達4.84%,以經濟層面做考量,高雄最為適合推廣零耗能建築;臺中因為日照量充足、氣候穩定舒適,為三地中最適合建設零耗能屋之地點。


      The purpose of this study was Building Integrated Photovoltaic(BIPV). This study used great amount of solar modules on building. In order to find the best place and building design in Taiwan, this study refer to the nine target of green buildings, indoor air ventilation, insulation and power saving.
      The result of the luminous environment simulation showed the zero energy building can reach the basic level depending on daylighting to save power. Environment simulation showed the zero energy building can maintain comfortable indoor temperature by closing or opening windows. However, The indoor temperature can drop 10 degree when the windows is opened in summer time and keep the indoor temperature when the windows is closed in winter time. The power generation in zero energy building can balance the energy consumption in Taipei, Taichung and Kaohsiung.
      The most profitable place is Kaohsiung because it only take 7.61 years to balance the cost and the Return On Investment is about 4.84%. The most suitable place is Taichung because it’s fine weather and sufficient sunlight.

    摘要 4 Abstract 5 誌謝 6 總目錄 I 圖目錄 IV 表目錄 VIII 第一章 緒論 1 1-1 研究背景與動機 1 1-2 研究目的 2 1-3 研究方法 2 第二章 文獻回顧 4 2-1太陽能 4 2-1-1太陽能光電轉換及發電原理 5 2-1-2 太陽能電池及種類 7 2-1-3 太陽能節能玻璃 10 2-2建物一體太陽光電 11 2-2-1 太陽方位與角度 11 2-2-2 建物一體太陽光之應用 14 2-2-3 國內外相關案例 15 2-3 建築環境 18 2-3-1 光環境 19 2-3-2 熱環境 20 2-4 EEWH 22 第三章 研究規劃及模擬軟體驗證 26 3-1 模擬模型建置流程 26 3-1-1 模擬模型建置構想 27 3-1-2 太陽日照與遮蔭分析 29 3-1-3 初步計算發電量與耗能 32 3-2 EEWH節能指標計算 34 3-2-1 日常節能指標評估 34 3-2-2 室內環境指標 36 3-2-3 綜合評比加總 36 3-3 模擬軟體驗證 41 3-3-1 熱流軟體驗證 41 3-3-2 發電軟體驗證 42 3-3-3 耗能軟體驗證 43 第四章 模擬分析結果 45 4-1 光環境模擬分析 45 4-1-2 晝光率分析 48 4-1-3 全自然採光時間百分比 52 4-2 溫度場模擬分析 60 4-2-1 臺北環境場分析結果 65 4-2-2 臺中環境場分析結果 68 4-2-3 高雄環境場分析結果 72 4-3 太陽能模組發電模擬分析 76 4-3-1 臺北發電模擬情形 80 4-3-2 臺中發電模擬情形 81 4-3-3 高雄發電模擬情形 82 4-4 冷暖氣耗能模擬分析 83 4-4-1 臺北耗能模擬情形 86 4-4-2 臺中耗能模擬情形 87 4-4-3 高雄耗能模擬情形 88 4-4-4 一般屋耗能模擬情形 89 4-5 零耗能屋綜合比較模擬結果 90 4-5-1 零耗能屋於臺北之零耗能可行性分析 92 4-5-2 零耗能屋於臺中之零耗能可行性分析 93 4-5-3 零耗能屋於高雄之零耗能可行性分析 94 4-6 零耗能屋經濟性評估 96 第五章 結論與建議 99 5-1 結論 99 5-2 建議 100 參考文獻 101 附錄 102

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    【2】 國際能源總署、劉安平,光伏電池在建築物上之應用建築師與工程師的設計手冊,科技圖書,2003。
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    【8】 陳啟中,「建築物理概論」,詹氏書局,2000。
    【9】 王運婷,太陽能節能玻璃應用於零耗能建築之模擬,2013。
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    【15】 美國冷凍空調協會(ASHRAE)。
    【16】 張家豪,太陽能節能玻璃節能效益分析與模擬,2014。

    無法下載圖示 全文公開日期 2020/06/16 (校內網路)
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