簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 李婧蕾
Jing-Lei Li
論文名稱: 以實測驗證Climate Studio模擬室內外眩光之可行性—以新富町文化市場為例
Validation of the Indoor and Outdoor Glare Simulation by Climate Studio Taking the Xin Fu Market(U-mkt)as an example
指導教授: 邱韻祥
Yun-Shang Chiou
口試委員: 邱韻祥
Yun-Shang Chiou
林慶元
Ching-Yuan Lin
蔡孟廷
Meng-Ting Tsai
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 設計學院 - 建築系
Department of Architecture
論文出版年: 2022
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 177
中文關鍵詞: 自然採光新富町文化市場高動態範圍影像(HDRI)晝光眩光概率(DGP)空間日光自治(sDA)年度日光照射(ASE)Radiance
外文關鍵詞: Natural Lighting, The Xin Fu Market(U-mkt), High Dynamic Range Image(HDRI), Daylight Glare Probability(DGP), Spacial Daylight Autonomy(sDA), Annual Sunlight Exposure(ASE), Radiance
相關次數: 點閱:212下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

自然光是生活中不可或缺的主要照明光源,也是建築物照明的重要來源,提供空間使用者舒適之環境和視覺豐富性,但過量或不足之光線,都會影響人們眼睛並導致視覺上的不適感、疲勞和眩光,甚至影響到心理狀態和工作效率。新富町文化市場為日治時期之公有市場,其歷經80多年的歲月洗禮,乘載著當地居民的生活記憶,同時其市場建築位於都市之中,由於四周建築物樓層較高,形成有如都市天井一般,隨著光線的變化,作為銜接過去,也連接未來,建立起市場與都市、市場與人們之連結。本研究透過實地測量和Climate Studio日光模擬軟體,針對新富町文化市場之9個空間分別進行實測法和模擬法,再將兩者數據相互比對分析,進一步探討是否能以實測驗證Climate Studio模擬室內外眩光之可行性。
從研究結果顯示,以模擬法比較單一空間在不同月份其光環境之影響因子,明顯地看出在冬至12月21日晝光眩光概率(DGP)低於實測日3月10日和夏至6月21日,證明不同月份之太陽高度角確實對特定區域之日光照射量多寡造成影響。在以實測法驗證Climate Studio模擬室內眩光之可行性,在其室內無人工光源之狀況下,具有相當高之準確性,輝度值(cd/m2)之差距為1%到4%,晝光眩光概率(DGP)數值也較相近。而受測區域若受到人工光源直接或間接照射表面,會對其表面之輝度值造成影響,使得實測和模擬兩者數值差異甚大,且晝光眩光概率(DGP)數值差距也較大。結論歸納,若要以實測驗證Climate Studio模擬對於評估空間眩光之可行性時,應考量到是否存在人工光源和太陽軌跡等,才能提升模擬法和實測法兩者數據之準確和一致性。


Self-illumination is an indispensable main lighting source in life and an essential source of building lighting, providing a comfortable environment and visual richness for space users. Still, excessive or insufficient light will affect people's eyes and cause visual discomfort. Feeling, fatigue, and glare affect the psychological state and work efficiency. The Shintomi Town Cultural Market was a public market during the Japanese occupation period. After more than 80 years of baptism, it carried the life memories of residents. At the same time, the market building is located in the city. Due to the high floors of the surrounding buildings, it is like an urban patio. Generally, the change of light connects the past and the future and establishes the connection between the market and the city, the market and the people. Through field measurement and the Climate Studio daylight simulation software, this research carried out respectively the actual measurement method and the simulation method for nine spaces in the Shintomi-cho cultural market and then compared and analyzed the data of the two to explore further whether the actual measurement can be used to verify the feasibility of the Climate Studio simulations of internal and external glare.
From the research results, comparing the influence factors of the light environment of a single space in different months by the simulation method, it is evident that the daylight glare probability (DGP) of the winter solstice on December 21 is lower than the measured day on March 10 and the summer solstice in June. On the 21st, it is proved that the solar altitude angle of different months impacts the amount of sunlight exposure in a specific area. The feasibility of Climate Studio simulating indoor glare is verified by the actual measurement method. Under the condition of no artificial light source in the room, it has very high accuracy. The tolerance of the luminance value (cd/m2) is between 1% to 4%. The glare probability (DGP) values are also similar. Suppose artificial light sources directly or indirectly irradiate the measured area. In that case, the brightness value of the surface will be affected, resulting in a significant difference between the measured and simulated values, and the difference in the value of Daylight Glare Probability (DGP) is also substantial. In conclusion, if we want to verify the feasibility of Climate Studio simulation for evaluating space glare by actual measurement, we should consider whether there is an artificial light source, solar trajectory, etc., to improve the accuracy and consistency of the data between the simulation method and the actual measurement method.

目錄 碩士論文指導教授推薦信 I 碩士學位考試委員審定書 II 摘要 III ABSTRACT V 誌謝 VII 目錄 VIII 圖目錄 XIII 表目錄 XVIII 第一章 緒論 1 1.1研究動機與目的 1 1.1.1研究動機 1 1.1.2研究目的 3 1.2研究範圍與內容 4 1.2.1研究範圍 4 1.2.2研究內容 5 1.3研究方法與流程 6 1.3.1研究方法 6 1.3.2研究流程 7 第二章 文獻回顧 8 2.1光環境理論 8 2.1.1光環境概述 8 2.1.2名詞解釋 10 2.1.3光色的心理效果 14 2.2採光效能理論 15 2.2.1晝光組成 15 2.2.2室內活動照度範圍 18 2.2.3天空模型 20 2.2.4眩光指標 24 2.3探討HDRI理論 31 2.3.1高動態範圍影像(HDRI) 31 2.3.2相機曝光控制 32 第三章 研究方法 34 3.1基地概述 34 3.2實地測量法 36 3.2.1實測法之流程 36 3.2.2 HDR Shop軟體應用 37 3.2.3 HDRscope軟體應用 38 3.2.4現場實測點 40 3.2.5偽色圖原理(False Color) 42 3.2.6實測儀器設備介紹 43 3.3模擬法 45 3.3.1 Climate Studio模擬法之程序 45 3.3.2使用Revit建置模擬環境 46 3.3.3 Revit建置模擬環境範圍界定 47 3.3.4 Climate Studio模擬設定 48 第四章 分析結果 50 4.1 以REVIT模型建置 50 4.2 以CLIMATE STUDIO模擬 51 4.2.1太陽軌跡 51 4.2.2模型材質設定 53 4.2.3 設置Climate Studio天氣文件 55 4.2.4日光可用性(Daylight Availability)模擬評估基準 56 4.2.5年度眩光(Annual Glare)模擬 78 4.2.6晝光眩光概率(Daylight Glare Probability)渲染結果 89 4.3實測法數據分析 94 4.3.1輝度計測量空間局部亮度值 94 4.3.2場景結合灰卡拍攝以獲取HDRI成像 96 4.3 CLIMATE STUDIO模擬法和實測法數值對照 123 第五章 結論與建議 129 5.1結論 129 5.1.1以模擬法比較單一空間在不同時間其光環境之影響因子 129 5.1.2以實測法驗證Climate Studio模擬室內外眩光之可行性 130 5.1.3總結 133 5.2後續研究建議 134 5.2.1後續研究建議 134 5.2.2軟體改善建議 134 參考文獻 137 中文文獻 137 英文文獻 140 網站資料 142 附錄 143   圖目錄 圖1-1自然光原理圖 2 圖1-2研究流程與架構圖 7 圖2-1測光量各個單位之互相關係圖 9 圖2-2公制亮度計算公式 12 圖2-3自然光的照度 17 圖2-4天空模型之示意圖 21 圖2-5幾種常見的CIE天空模型 21 圖2-6天體內的天空要素與太陽位置關係 22 圖2-7台灣地區日徑圖(以北緯23.5∘為代表) 23 圖2-8人眼所能接受的亮度值和視覺角度之關係圖 24 圖2-9眩光關係之示意圖 26 圖2-10色階分佈圖 33 圖2-11多張不同程度的曝光圖像來合成高動態範圍影像的原理 33 圖3-1實驗場域位置圖 34 圖3-2新富町文化市場與都市間關係圖 35 圖3-3新富町文化市場現況 35 圖3-4實測法之流程圖 36 圖3-5 HDR Shop操作介面 37 圖3-6一樓室內A至F測量點 40 圖3-7一樓夾層至一樓戶外G至I測量點 41 圖3-8人臉偽色圖應用 42 圖3-9 Climate Studio模擬法之流程圖 45 圖3-10以Revit建置3D模擬環境 46 圖3-11 建置平面環境範圍界定 47 圖3-12 Revit建置3D模擬環境範圍界定 47 圖4-1使用Revit建置實驗場域 50 圖4-2實驗場域一樓位置圖 51 圖4-3實驗場域一樓夾層位置圖 51 圖4-4 Climate Studio天氣文件設定 55 圖4-5空間日光自治(sDA)模擬圖-1F 57 圖4-6年度陽光照射(ASE)模擬圖-1F 57 圖4-7平均照度(Mean Illuminance)模擬圖-1F 57 圖4-8空間日光自治(sDA)模擬圖-1F夾層 74 圖4-9年度陽光照射(ASE)模擬圖-1F夾層 74 圖4-10平均照度(Mean Illuminance)模擬圖-1F夾層 74 圖4-11年度眩光圖:空間A 79 圖4-12年度眩光圖:空間B 80 圖4-13年度眩光圖:空間C 80 圖4-14年度眩光圖:空間D(中庭北側) 81 圖4-15年度眩光圖:空間D(中庭南側) 81 圖4-16年度眩光圖:空間E(咖啡廳北側) 83 圖4-17年度眩光圖:空間E(咖啡廳南側) 83 圖4-18年度眩光圖:空間F(走廊) 85 圖4-19年度眩光圖:空間F(走廊) 85 圖4-20年度眩光圖:空間G(戶外-西側) 87 圖4-21年度眩光圖:空間H(戶外-東側) 88 圖4-22年度眩光圖:空間I(一樓夾層) 89 圖4-23比較3月10日、6月21日和12月21日之DGP 92 圖4-24空間A:亮度校正圖和偽色圖 97 圖4-25空間A:眩光圖 98 圖4-26空間B:亮度校正圖和偽色圖 100 圖4-27空間B:眩光圖 101 圖4-28空間C:亮度校正圖和偽色圖 103 圖4-29空間C:眩光圖 104 圖4-30空間D:亮度校正圖和偽色圖 106 圖4-31空間D:眩光圖 107 圖4-32空間E:亮度校正圖和偽色圖 109 圖4-33空間E:眩光圖 110 圖4-34空間F:亮度校正圖和偽色圖 112 圖4-35空間F:眩光圖 113 圖4-36空間G:亮度校正圖和偽色圖 115 圖4-37空間G:眩光圖 116 圖4-38空間H:亮度校正圖和偽色圖 118 圖4-39空間H:眩光圖 119 圖4-40空間I:亮度校正圖和偽色圖 121 圖4-41空間I:眩光圖 122 圖4-42比較模擬法和實測法之DGP 128   表目錄 表2-1光的名詞和符號以及相應的度量單位 8 表2-2照度與亮度單位換算表 11 表2-3常用材料的反射特性 13 表2-4色溫與心理感受 14 表2-5自然光的色溫 14 表2-6天空類型和雲層覆蓋比例表 15 表2-7基準晝光率 16 表2-8自然光的照度概述 17 表2-9室內一般活動之照度分類 18 表2-10各種場所之CNS照度標準 19 表2-11眩光指標評估 27 表2-12晝光眩光概率(DGP)評估數值 30 表3-1 HDRscope介面操作設定 38 表3-2實測儀器設備 43 表3-3 Climate Studio介面操作設定 48 表4-1實測、夏至和冬至太陽軌跡圖 52 表4-2 Climate Studio材質特性說明 53 表4-3 Climate Studio材質庫 54 表4-4空間日光自治(sDA)和年度陽光照射(ASE)評估基準 56 表4-5晝光眩光概率(DGP)評估 56 表4-6空間A:日光可用性模擬 58 表4-7空間B:日光可用性模擬 60 表4-8空間C:日光可用性模擬 62 表4-9空間D:日光可用性模擬 64 表4-10空間E:日光可用性模擬 66 表4-11空間F:日光可用性模擬 68 表4-12空間G:日光可用性模擬 70 表4-13空間H:日光可用性模擬 72 表4-14空間I:日光可用性模擬 75 表4-15日光可用性分析結果 77 表4-16 Annual Glare模擬 78 表4-17將空間進行同一時間點之不同日期之晝光眩光概率(DGP)渲染 90 表4-18使用輝度計測量數據 95 表4-19實測1拍攝曝光時間 96 表4-20空間A:全區亮度分析結果 97 表4-21空間A:眩光分析結果 98 表4-22實測2拍攝曝光時間 99 表4-23空間B:全區亮度分析結果 100 表4-24空間B:眩光分析結果 101 表4-25實測3拍攝曝光時間 102 表4-26空間C:全區亮度分析結果 103 表4-27空間C:眩光分析結果 104 表4-28實測4拍攝曝光時間 105 表4-29空間D:全區亮度分析結果 106 表4-30空間D:眩光分析結果 107 表4-31實測5拍攝曝光時間 108 表4-32空間E:全區亮度分析結果 109 表4-33空間E:眩光分析結果 110 表4-34實測6拍攝曝光時間 111 表4-35空間F:全區亮度分析結果 112 表4-36空間F:眩光分析結果 113 表4-37實測7拍攝曝光時間 114 表4-38空間G:全區亮度分析結果 115 表4-39空間G:眩光分析結果 116 表4-40實測8拍攝曝光時間 117 表4-41空間H:全區亮度分析結果 118 表4-42空間H:眩光分析結果 119 表4-43實測9拍攝曝光時間 120 表4-44空間I:全區亮度分析結果 121 表4-45空間I:眩光分析結果 122 表4-46模擬和實測局部輝度數值比對驗證 123  

參考文獻
中文文獻
1. 陳啓中(1996)。建築物理概論。臺北市:詹氏書局。
2. 林義讓(1988)。照明設計。臺北市:文笙書局。
3. 黃鵬樺(2019)。最新建築技術規則。臺北市:茂榮書局。
4. 華南理工大學(2002)。建築物理。廣州:華南理工大學。
5. M. David Egan、Victor Olgyay、袁樵(譯)(2006)。建築照明。北京:中國建築工業。
6. 石曉蔚(1996)。室內照明設計原理。臺北市:淑馨。
7. 林憲德(2016)。綠建築91技術。臺北市:詹氏書局。
8. 賴榮平、林憲德、周家鵬(1991)。建築物理環境。臺北市:六合。
9. 經濟部能源局(2007)。照明系統Q&A節能技術手冊。新北市:財團法人臺灣綠色生產力基金會。
10. 雲鵬(2010)。建築光環境模擬。北京:中國建築工業。
11. 詹慶旋(1990)。建築光環境。臺北市:淑馨。
12. 財團法人忠泰建築文化基金會(2018)。市場歲月:新富町庶民生活的軌跡。臺北市:馬可孛羅。
13. Mary Guzowski(2004)。可持續建築的自然光運用。北京:中國建築工業。
14. 照明學會、李農(譯)、楊燕(譯)(2006)。照明手冊。臺北市:全華。
15. 中華人民共和國住房與城鄉建設部(2012)。建築採光設計標準(GB 50033-2013)。北京:中國建築工業。
16. 中華人民共和國住房與城鄉建設部(2013)。建築照明設計標準(GB 50034-2013)。北京:中國建築工業。
17. 廖慧燕、周鼎金(2017)。建築物外觀夜間照明設計準則之研究。臺北市:內政部建築研究所。
18. 張智鴻(2006)。人工智慧應用於室內照明最佳化設計之研究。碩士論文,國立臺灣科技大學電機工程系,臺北市。
19. 張俊修(2011)。開窗形式與水平遮陽版對室內採光效能與遮蔽效能之研究-以大台中地區大學圖書閱覽空間為例。碩士論文,朝陽科技大學建築及都市設計研究所,臺中市。
20. 朱瓚鴻(2014)。水平活動式導光遮陽板改善住宿類建築室內天然光環境之研究。碩士論文,朝陽科技大學建築及都市設計研究所,臺中市。
21. 鄭玉婉(2009)。建築物立面開窗手法對室內光環境影響之探討-以高雄市南北向之沿街面透天厝為例。碩士論文,樹德科技大學建築與環境設計研究所,高雄市。
22. 陳天佑(2008)。新竹地區街屋立面開口部採光模擬與分析。碩士論文,中華大學建築與都市計畫學系,新竹市。
23. 顏廷叡(2016)。建築光環境寫真方法與其應用-以苗栗山區住宅設計為例。碩士論文,國立臺灣科技大學設計學院建築研究所,臺北市。
24. 黃珮中(2014)。一種結合HDR成像和RADIANCE的室內日光模擬新方法。碩士論文,國立臺灣科技大學設計學院建築研究所,臺北市。
25. 陳紅君(2013)。不規則開窗形式之晝光效能運用研究-以國立公共資訊圖書館為例。碩士論文,國立臺灣科技大學設計學院建築研究所,臺北市。
26. 趙又嬋(2013)。LED廣告電視牆輝度與光害評價研究。碩士論文,逢甲大學建築研究所,臺中市。
27. 孫沛立(2013)。利用數位相機評估照明環境的統一眩光指數與演色指數。碩士論文,國立臺灣科技大學色彩與照明科技研究所,臺北市。
28. 周宜君(2017)。環境中行人尺度眩光調查研究―以台北為例。碩士論文,國立台北科技大學建築系建築與都市設計研究所,臺北市。
29. 張琪芬、王泰元、劉芩相(2013)。室內照明燈具統一眩光指數(UGR)之研究與分析。技術學刊,28(4),243-249。
30. 蔡子健、郭玉萍、許超閔(2017)。辦公室照明節能改善探討。臺灣能源期刊,4(2),223-233。
31. 內政部建築研究所(2009)。數位眼動監視系統應用於室內照明實驗研究-以性能實驗中心人員為例。自行研究報告(098301070000G2030)。臺北市:蔡介峰。
32. 內政部建築研究所(2010)。便利商店之照明環境品質與耗能狀況之研究。自行研究報告(099301070000G2016)。臺北市:蔡介峰。
33. 周家鵬(1992)。建築技術規則採光相關規定之研究(營建業自動化計畫成果報告,計畫編號:02-81-016)。
34. 財團法人工業技術研究院量測技術發展中心(2020)。智慧化居住空間產業介面整合與標準計畫(經濟部標準檢驗局計畫執行報告,計畫編號:97-1403-04-0304)。
35. 陸許明、朱雄泳、李智文、麥建業、譚洪舟(2015)。一種亮度可控與細節保持的高動態範圍圖像色調映射方法。自動化學報,41(6),1080-1092。doi:10.16383/j.aas.2015.c130202。
36. 吳玉香、劉春燕、文尚勝(2014)。基於CIE天空模型計算任意時間天空亮度分佈。光學學報,34(11),1101004-1-7。doi:10.3788/AOS201434.1101004。
37. 魏麗敏、段文瑞(2020)。室內眩光測量準確性探究。應用物理快報,10(6),307-312。doi:10.12677/app.2020.106041。
38. 周伯丞(2013)。照明設計。樹德科技大學應用設計研究所,高雄市。
英文文獻
1. Ashraf Ali Ibrahim Nessim.(2017).Enhancing the performance of daylighting in toplit drawing halls using diva-for-rhino as one of the simulation programs:A case study of drawing halls in Cairo,Egypt as a hot arid climate.Journal of Engineering Sciences,45(3),380–394.
2. Anonymous(2016).Energy audit and inspection procedures(A Technical Report of IEA SHC Task 50).European Union:International Energy Agency Solar Heating and Cooling Programme.
3. Dr. Yulia Tyukhova & Acuity Brands.(2016).Comparison of discomfort glare metrics for small, high-luminance light sources in outdoor nighttime environments. U.S. Department of Energy:SSL Technology Development Workshop in Denver,CO.
4. Ashraf A. Elmokadem, Usama M. Abu Elenien, Dina S. Noaman and Khaled A. Younes.(2018).Vertical skylight pattern optimization for public spaces:Daylighting and visual comfort analysis for changing the shape of sawtooth opening in airport’s holding room in Cairo.Port-said Engineering Research Journal,22(2),1–7.
5. Anonymous(2016).Energy audit and inspection procedures(A Technical Report of IEA SHC Task 50).European Union:International Energy Agency Solar Heating and Cooling Programme.
6. Agnieszka WOLSKA.(2013).Glare as a specific factor in the working environment(ISSN 0033-2097, R. 89 NR 1a).Location:Central Institute for Labour Protection,National Research Institute.

7. Sewon Lee & Kyung Sun Lee.(2019).A Study on the improvement of the evaluation scale of discomfort glare in educational facilities.Energies.Korea:Research Institute of Science and Technology.
8. E Dolnikova1 & D Katunsky.(2018).Simulation of visual comfort in selected industrial hall.Energodom.IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering(415).
9. Jan Wienold.(2012).Daylight Glare analysis and metrics.Switzerland:EPFL,Lausanne.
10. Agnieszka Wolska & Dariusz Sawicki.(2019).Practical application of HDRI for discomfort glare assessment at indoor workplaces.Measurement,151,107179–107188.
11. Maria Beatriz Piderit.(2014).Definition of the cie standard skies and application of high dynamic range imaging technique to characterize the spatial distribution of daylight in chile.Journal of Constructio,13(2),22–30.
12. Siwei Lou,Danny H.W. Li,Dawei Xia,Isaac Y.F. Lun,Wenqiang Chen & Yanping Yang.(2020).Solar energy and daylight on tilt planes under CIE standard skies.Energy Reports,6,895–905.
13. Hakan BAS & Tugce WINASMAZ.(2020).Hybrid-model simulations to equilibrate energy demand and daylight autonomy as a function of window-to-wall ratio and orientation for a perimeter office in izmir.Megaron,15(4),537–552.doi:10.14744/MEGARON.2020.42223
14. Maria Beatriz,Coralie & Muriel.(2014).Definition of the CIE standard skies and application of high dynamic range imaging technique to characterize the spatial distribution of daylight in Chile.Journal of Construction,13(2),22–30.Retrieved from http://dx.doi.org/10.4067/S0718-915X2014000200003
15. Edd Soenke.(2015).Design Guidelines for the Visual Environment.6,1-80.United States:Low Vision Design Committee(LVDC).
16. Iason Konstantzos & Athanasios Tzempelikos.(2014).Daylight glare probability measurements and correlation with indoor illuminances in a full-scale office with dynamic shading controls.United States:Purdue University, School of Civil Engineering and Ray W. Herrick Laboratories, School of Mechanical Engineering.
17. L. Edwards & P. Torcellini.(2002).A literature review of the effects of natural light on building occupants.United States:National Renewable Energy Laboratory(Contract No. DE-AC36-99-GO10337).
18. Chik-Yau Foo.(2003).Tone mapping for high dynamic range images.The National Taiwan University Department of Computer Science and Information Engineering.
19. Pei-Chung Huang.(2014).A Novel Method Combining HDR Imaging and RADIANCE for Indoor Daylight Simulation in Urban Context.The National Taiwan University of Science and Technology Department of Architecture.
網站資料
1. 新富町文化市場(2016)。取自:http://umkt.jutfoundation.org.tw/
2. 動態攝影情報(2017)。取自:https://jacksonlin.net/20171112-false-color/
3. Autodesk(2022)。取自:https://www.autodesk.com.tw/products/revit/oerview?term=1-YEAR&tab=subscription
4. Climate Studio(2020)。取自:https://climatestudiodocs.com/docs/materials.html

無法下載圖示 全文公開日期 2024/11/01 (校內網路)
全文公開日期 2024/11/01 (校外網路)
全文公開日期 2024/11/01 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
QR CODE