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研究生: 張傑瑜
Chieh-yu Chang
論文名稱: 太陽能節能玻璃建築之節能與環境效應研究
Study on the Energy Efficiency and Indoor Environment for the Heat Insulation Solar Glass Buildings
指導教授: 楊錦懷
Chin-Huai Young
口試委員: 楊亦東
I-Tung Yang
莊輝和
Heui-Han Jhuang
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: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 225
中文關鍵詞: 室內熱環境太陽能節能玻璃空調節能
外文關鍵詞: Indoor thermal environment, Solar energy-saving glass, air-conditioning energy
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  • 本文主要為建築玻璃建材對室內舒適度之影響,且針對室內空調進行節能分析研究,在國立台灣科技大學工程二館屋頂建置三間試驗屋,三間試驗屋分別在斜屋頂面及垂直立面裝設不同種類之玻璃,比較不同種類之玻璃的節能差異,種類各為太陽能節能玻璃、LOW-E複層玻璃和一般玻璃,對其三間試驗屋進行空調耗能監測試驗、試驗屋環境氣候監測、試驗屋熱環境監測試驗。
    三間試驗屋將開窗部分控制在試驗屋斜屋頂面及垂直立面裝設不同種類之玻璃窗口:
    根據試驗屋空調耗能監測試驗統計顯示,於全季節空調耗能統計方面,在總空調耗能部分,一般玻璃屋耗電量(982.3 kWh)為基準,Low E玻璃屋(812.03 kWh)相對減少17.33%耗電量、太陽能節能玻璃屋(614.19 kWh)相對減少37.47%耗電量,在冷氣空調耗能部分,相對於一般玻璃屋耗電量,Low E玻璃屋相對減少17.37%耗電量、太陽能節能玻璃屋相對減少54.32%耗電量,在暖氣空調耗能部分,相對於一般玻璃屋耗電量,Low E玻璃屋相對減少17.3%耗電量、太陽能節能玻璃屋相對減少20.99%耗電量;於各季節空調耗能統計方面,在秋季空調耗能部分,相對於一般玻璃屋耗電量,Low E玻璃屋相對減少29.83%耗電量、太陽能節能玻璃屋相對減少58.19%耗電量,在冬季空調耗能部分,此季節屬於較寒冷的氣候,相對於一般玻璃屋耗電量,Low E玻璃屋相對減少17.75%耗電量、太陽能節能玻璃屋相對減少30.7%耗電量,在春季空調耗能部分,此季節屬於寒冷及炎熱之間過渡氣候型態,相對於一般玻璃屋耗電量,Low E玻璃屋相對減少20.4%耗電量、太陽能節能玻璃屋相對減少39.04%耗電量,在夏季空調耗能部分,此季節屬於較為炎熱晴朗之氣候型態,相對於一般玻璃屋耗電量,Low E玻璃屋相對減少3.96%耗電量、太陽能節能玻璃屋相對減少39.56%耗電量。
    根據試驗屋熱環境監測試驗方面,從熱顯像監測照片分別取三間試驗屋可得知,在一般玻璃屋室內受到太陽光照射區域,溫度可達45~44℃與遮陰的部分31~30℃相差了14~13℃左右,在Low E玻璃玻璃屋室內受到太陽光照射區域,溫度可達38~35℃與遮陰的部分30~28℃相差了8~6℃左右,而太陽能節能玻璃屋則是處在27~25℃均勻且舒適的溫度
    試驗結果可得知,太陽能節能玻璃具有維持室內舒適的效果,減少空調耗能,並且在使用空調上可以減少所消耗的能源,故太陽能節能玻璃是為節能減碳的良好建材。


    This paper mainly affect architectural glass materials for indoor comfort of, and for energy analysis for indoor air conditioning, National Taiwan University of Science and Engineering II Pavilion roof build three test house, three test houses were in a pitched roof surface and the vertical facade installed set up different types of glass, energy comparison between different types of glass, various types of solar energy-saving glass, LOW-E glass and general glass cladding, its three test house air-conditioning energy consumption monitoring tests, the test house environment and climate monitoring, test house thermal environment monitoring tests
    Three test house will be part of the control windows in the test houses with sloping roofs and vertical surfaces of different types of facade glass window installed:
    According to the test house air conditioning energy consumption monitoring test statistics show that in all-season air conditioning energy consumption statistics, the total energy consumption air conditioning parts, usually glass house consumption (982.3 kWh) as a benchmark, Low E Glass House (812.03 kWh) relative reduction 17.33% power consumption, solar energy-saving glass house (614.19 kWh) 37.47% relative reduction in power consumption, energy consumption in air-conditioned section, relative to the general Glasshouse power consumption, Low E Glass House 17.37% relative reduction in power consumption, solar energy saving Glasshouse 54.32% relative reduction in power consumption, energy consumption in heating and air conditioning parts, relative to the general Glasshouse power consumption, Low E glass house 17.3% relative reduction in power consumption, solar energy-saving Glasshouse 20.99% relative reduction in power consumption amount; air conditioning energy consumption in each season statistics, part of autumn in the air conditioning energy consumption, relative to the general Glasshouse power consumption, Low E Glass House 29.83% relative reduction in power consumption, solar energy-saving Glasshouse 58.19% relative reduction in power consumption , part of the winter in the air conditioning energy consumption, this season belongs to colder climates, as opposed to general Glasshouse power consumption, Low E Glass House 17.75% relative reduction in power consumption, solar energy-saving glass house 30.7% relative reduction in power consumption, in air conditioning energy section in the spring, this season belongs to the transition between the cold and hot weather patterns, as opposed to general Glasshouse power consumption, Low E glass house 20.4% relative reduction in power consumption, solar energy-saving Glasshouse 39.04% relative reduction in power consumption amount of energy during the summer air-conditioning parts, this season belongs to the relatively hot and sunny weather patterns, as opposed to general Glasshouse power consumption, Low E glass house 3.96% relative reduction in power consumption, solar energy-consumption of 39.56% relative reduction in glass house power.
    According to the test house thermal environment monitoring tests, from thermal imaging surveillance photos were taken three test houses can be learned in a glass house indoor sunlight general subject area, the temperature can reach 45 ~ 44 ℃ and 31 to 30 part shade ℃ difference of about 14 ~ 13 ℃, the Low E glass glass house interior region by sunlight, the temperature can reach 38 ~ 35 ℃ difference of about 8 ~ 6 ℃ and shady part 30 ~ 28 ℃, while the solar energy-saving glass House is at 27 ~ 25 ℃ uniform and comfortable temperature
    The test results can be learned, solar energy-saving glass has the effect of maintaining the indoor comfort, reduce air conditioning energy consumption, and the use of air conditioning can reduce energy consumption, so the solar energy-saving glass is good for saving energy and reducing carbon materials.

    摘要………. II Abstract…. IV 誌謝………. VI 目錄………. VIII 圖目錄 XI 表目錄 XIV 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2研究目的 3 1.3研究方法 4 1.4研究流程 6 第二章 文獻回顧 7 2.1台灣地理環境與氣候 7 2.1.1台北地區氣候環境 9 2.2建築物室內熱環境 10 2.2.1太陽輻射 10 2.2.2建築物外殼及熱傳導 12 2.2.3建築物開窗之影響 14 2.2.4 建築物室內熱負荷 19 2.2.5 美國冷凍空調協會(ASHRAE) 20 2.3 國內外能源數據分析對於開窗耗能之重要性 21 2.4 建築物開窗使用之節能玻璃 25 2.4.1 LOW-E 複層玻璃 25 2.4.2太陽能節能玻璃 26 第三章 試驗計畫 36 3.1 試驗流程 36 3.2 試驗參數 39 3.3 試驗儀器與設備 44 3.4 空調耗能監測試驗 60 3.4.1 冷氣空調耗能試驗 61 3.4.2 暖氣空調耗能試驗 61 3.5 試驗屋環境氣候監測試驗 62 3.5.1 室外溫度監控試驗 62 3.5.2 日照度監測試驗 62 3.6 試驗屋熱環境監測試驗 63 第四章 試驗結果與分析 66 4.1 秋季試驗結果分析 66 4.1.1 秋季空調耗電量分析 67 4.2 冬季試驗結果分析 75 4.2.1 冬季空調耗電量分析 77 4.2.2 冬季不同天氣型態分析單日空調耗電量 97 4.2.3 冬季熱環境分析單日空調耗電量 105 4.3 春季試驗結果分析 115 4.3.1 春季空調耗電量分析 116 4.3.2 春季不同天氣型態分析單日空調耗電量 136 4.3.3 春季熱環境分析單日空調耗電量 146 4.4 夏季試驗結果分析 157 4.4.1 夏季空調耗電量分析 158 4.4.2 夏季不同天氣型態分析單日空調耗電量 174 4.4.3 夏季熱環境分析單日空調耗電量 180 4.5 全季節試驗結果分析 190 第五章 結論與建議 196 5.1結論 196 5.2建議 203 第六章 參考文獻 204

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