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研究生： 洪秀瑜
Xiu-Yu Hong
論文名稱： 太陽能節能玻璃幕牆之節能與室內環境效益研究
Energy Efficiency and Indoor Environment Assessment of Heat Insulation Solar Glass Facade
指導教授： 楊錦懷
Chin-Huai Young
口試委員: 蘇南
廖敏志
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： 2020
畢業學年度： 108
語文別： 中文
論文頁數： 200
中文關鍵詞： 太陽能節能玻璃 、建物一體太陽光電 、近零能耗 、節能 、發電 、聚苯乙烯XPS隔熱材 、木板
外文關鍵詞： Heat Insulation Solar Glass, Building-integrated photovoltaics, nearly zero-energy, energy saving, power generation, Extruded polystyrene board, wood board
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    • 隨著環境問題日益嚴重，各界逐漸重視節能減碳相關議題，因此有了建物一體太陽光電的概念。本研究主要探討太陽能節能玻璃應用於玻璃帷幕大樓時，和一般複層玻璃比較下對於室內光、熱環境及舒適度之改善，並探討其空調節能效益與發電效益。
    本研究於國立臺灣科技大學建置兩間相同規格之玻璃帷幕試驗屋，立面分別裝設相同厚度之太陽能節能玻璃及一般複層玻璃，頂部加裝具有遮光及隔熱效果之聚苯乙烯XPS隔熱材及木板，以模擬玻璃帷幕大樓頂面採用混凝土之情況。並進行全天之發電、耗能及室內環境監測。而本研究主要分為七個項目，分別為玻璃基本性質試驗分析、電力監測試驗分析、光環境試驗分析、熱環境試驗分析、密閉試驗分析、空調系統節能試驗分析和軟體模擬分析。
    研究結果顯示，由於太陽能節能玻璃之遮蔽係數SC值及總熱傳導係數U值較一般複層玻璃低，故能更有效阻隔輻射熱及傳導熱進入室內，以維持較佳舒適度。尤其於寒冷地區能達到良好保溫效果，節省冷、暖空調耗能。此外，太陽能節能玻璃能透過模組發電，產生額外電力供建築使用，大幅降低其傳統電力需求，提升節能效益。本研究中之軟體模擬結果顯示，於臺中地區建置一玻璃帷幕大樓，並以太陽能節能玻璃取代一般複層玻璃，其回收年限為10.40年，投資報酬率為7.23%，二十年共淨賺46,950,280元，其減碳效益相當於一年種植38,762棵樹。

    With serious environment problem, people are gradually paying attention to energy saving and carbon reduction. Therefore, the concept of building-integrated photovoltaics is appearing. This research mainly discusses the indoor environment, power generation, and energy consumption of glass façade between using Heat Insulation Solar Glass and normal double glazing.
    In this research, two test houses of same specifications were built at the National Taiwan University of Science and Technology. The facades are respectively equipped with Heat Insulation Solar Glass and normal double glazing of the same thickness. Both of the tops are covered by insulation materials to simulates actual facade building. This research is mainly divided into seven projects: basic properties test of glass, power generation analysis, light environment analysis, thermal environment analysis, the airtight test analysis, energy efficiency analysis and software simulation analysis.
    The results show that the shielding coefficient and U-value of Heat Insulation Solar Glass are lower than normal double glazing, it can effectively block heat radiation and heat conduction enter the room, and save energy consumption of air conditioning. In addition, Heat Insulation Solar Glass can generate power. The simulation results of glass facade building in Taichung city as an example, after replace normal double glazing with Heat Insulation Solar Glass, the payback period is 10.40 years, and the Internal Rate of Return is 7.23%. For twenty years, the net earnings will be 46,950,280 NT dollars. For carbon reduction in the environment, the benefit is equivalent to planting 38,762 trees a year.

    摘要 I Abstract II 誌謝 IV 總目錄 V 表目錄 IX 圖目錄 XII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究方法 3 1.4 研究流程 4 第二章 文獻回顧 5 2.1 太陽能能源及太陽能模組相關理論 5 2.1.1 太陽能能源理論 5 2.1.2 結晶矽太陽能電池相關理論 6 2.1.3 非晶矽薄膜太陽能電池相關理論 7 2.2 建築環境相關理論 9 2.2.1 建築熱環境理論 9 2.2.2 建築光環境理論 12 2.2.3 環境舒適度理論 14 2.3 節能玻璃種類與理論 16 2.3.1 單層玻璃 16 2.3.2 複層玻璃 18 2.3.3 太陽能節能玻璃 22 2.4 建物一體太陽光電 (BIPV) 24 2.4.1 建物一體太陽光電之概述 24 2.4.2 建物一體太陽光電之應用 24 第三章 試驗設計與實施 26 3.1 試驗設計概要 26 3.2 試驗參數與設備 29 3.2.1 試驗參數 29 3.2.2 試驗設備 33 3.3 玻璃基本性質試驗 50 3.3.1 光學試驗 50 3.3.2 熱學試驗 60 3.4 電力監測試驗 66 3.5 光環境試驗 68 3.5.1 照明強度試驗 68 3.5.2 紫外光隔絕試驗 70 3.6 熱環境試驗 71 3.6.1 熱輻射隔絕試驗 71 3.6.2 紅外線熱顯像試驗 72 3.7 密閉試驗 73 3.8 空調系統節能試驗 74 3.9 軟體模擬分析 75 第四章 試驗結果與分析 77 4.1 玻璃基本性質試驗結果分析 77 4.1.1 光學試驗 77 4.1.2 熱學試驗 83 4.2 電力監測試驗結果分析 88 4.2.1 電力監測分析 88 4.2.2 各方位發電分析 91 4.2.3 玻璃帷幕試驗屋發電模擬分析 95 4.3 光環境試驗結果分析 98 4.3.1 照明強度試驗 98 4.3.2 紫外光隔絕試驗 103 4.4 熱環境試驗結果分析 105 4.4.1 熱輻射隔絕試驗 105 4.4.2 紅外線熱顯像試驗 107 4.5 密閉試驗結果分析 111 4.5.1 密閉試驗室內溫度分析 111 4.5.2 密閉試驗環境舒適度分析 116 4.6 空調系統節能試驗分析 123 4.6.1 不同天氣情況之節能效益與舒適度分析 123 4.6.2 逐月耗能分析 131 4.6.3 綜合節能效益分析 135 4.7 軟體模擬分析 147 4.7.1 發電模擬應用分析 148 4.7.2 耗能模擬應用分析 151 4.7.3 玻璃帷幕大樓節能效益分析 156 4.7.4 玻璃帷幕大樓經濟效益分析 161 4.7.5 玻璃帷幕大樓環境減碳效益分析 166 4.7.6 應用案例分析 167 第五章 結論與建議 172 5.1 結論 172 5.2 建議 174 參考文獻 175

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    無法下載圖示 全文公開日期 2025/08/26 (校內網路)
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