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研究生: 林怡君
Yi-Chun Lin
論文名稱: 設計具自由曲面之情境窗戶應用於封閉室內空間
Design of Lighting Window in A Confined Space
指導教授: 黃忠偉
Jong-Woei Whang
林宗翰
Tzung-han Lin
口試委員: 王孔政
Kung-Jeng Wang
陳怡永
Yi-Yung Chen
鄭逸琳
Yih-Lin Cheng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 54
中文關鍵詞: 自然光照明系統綠建築自由曲面室內照明空心
外文關鍵詞: Natural Light Illumination System (NLIS), Green building, Freeform, Indoor illumination, Air-Type
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  • 全球節能減碳的環保意識日漸抬頭,研究替代能源如太陽能、氫能、風能、水能…等已成為所有人類共同的趨勢。在諸多替代能源系統中,本實驗室以太陽光節能為目標,研究開發高品質的自然光照明系統,有效將太陽光直接做為照明使用。近年來,綠建築概念蓬勃發展,其中採光率為一重要指標,但在現今大樓林立之都市中,實體窗戶採光率不佳以及地下或封閉空間需要大量耗能的照明燈具,因此為了營造節能且舒適的照明環境,本論文提出一個運用在封閉空間的情境窗戶,此窗戶結合自然光照明系統與人工光源(LED)作為光源,用來解決自然光照明系統因為太陽光位置不同而造成輸出能量不穩定及實際窗戶採光率低之問題,同時營造出穩定且節能之照明環境。
    此外,此情境窗戶採用空心設計並結合非成像光學,將自由曲面配上微結構變化,使得不同光源搭配和轉換時,皆能以相同的配光曲線輸出,並達到62%均勻的效果和75%的室內照明效率,藉由此設計讓封閉室內空間有高節能及高舒適的環境,往後也可搭配感應器去分辨室外情境。


    Nowadays the green building has been increasingly importance attached people's attention in architectural designed; among the lighting of considered the natural lighting is most influential factor. Therefore, the architectural design was used a lot of windows to interior lighting and enhancing indoor comfort. But most crowded cities have construct skyscrapers in developing countries, which let the traditional window lighting to affect limited. The day lighting illumination system called Natural Light Illumination System (NLIS). This system can be used to guide the natural light indoors for illumination. In this paper, we present a novel design of the light-emitting sub-system of NLIS, based on freeform micro-structure, to guide the light to a confined space such as an underground basement. The sub-system we design combines the natural light and LED as the input, performs similar function as a regular window, namely a self-illuminating window. This innovative design steadily provides indoor illumination of 62 % uniformity and 75% efficiency.

    中文摘要II ABSTRACTIII 致謝IV 目錄V 圖目錄VIII 表目錄X 第一章 緒論1 1.1 研究背景1 1.2 研究動機1 1.3 研究目的2 1.4 文獻回顧2 1.5 論文架構3 第二章 封閉式室內照明5 2.1 室內與地下空間5 第三章 光學基礎理論與自然光照明系統介紹6 3.1 光學原理6 3.1.1 光的反射6 3.1.2 光的折射6 3.2 照明設計指標8 3.2.1 光通量8 3.2.2光強度9 3.2.3 照度9 3.2.4 均勻度11 3.3 自然光照明系統11 3.3.1 集光系統11 3.3.2 傳光系統14 3.3.3 放光系統15 第四章 自由曲面16 4.1 幾何光學分析16 4.1.1 折射面分析16 4.1.2 反射面分析17 4.2自由曲面建模18 4.3 自由曲面方法20 第五章 窗戶設計概念及流程21 5.1 整體窗戶設計概念21 5.2 設計流程22 5.2.1 Type 1上方結構設計23 5.2.2 Type 2下方結構設計24 5.2.3 Type 3 整合設計26 5.3 選取指標28 5.4光機軟體介紹28 5.5 模擬結果分析29 5.5.1 原始元件模擬結果與分析30 5.5.2 Type 1 模擬結果與分析30 5.5.3 Type 2 模擬結果與分析31 5.5.4 Type 3 模擬結果與分析32 5.5.5 綜合比較33 第六章 建立室內照明分析範例35 6.1室內空間照明設計準則35 6.2 參數設定36 6.3模擬結果與分析37 第七章 結論與未來展望41 7.1 結論41 7.2 未來展望41 参考文獻42  

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    無法下載圖示 全文公開日期 2019/07/10 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
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