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研究生: 張家豪
Jia-hao Chang
論文名稱: 太陽能節能玻璃節能效益分析與模擬
Energy Efficiency Simulation for the Application of Heat Insulation Solar Glass on the Buildings
指導教授: 楊錦懷
Chin-huai, Young
口試委員: 楊亦東
none
莊輝和
none
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: 116
中文關鍵詞: 太陽能節玻璃大型採光罩帷幕大樓發電模擬耗能模擬經濟性分析
外文關鍵詞: skylight rooftop
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  • 本研究是將本團隊研發之太陽能節能玻璃來運用於大型採光罩與帷幕大樓建築上,配合各國氣候條件來進行發電及耗能模擬分析,並評估使用太陽能節能玻璃之節能效益與經濟效益,分析太陽能節能玻璃在各國之適用性,目的在於此建築設計運用於帷幕大樓與具有大型採光罩之結構物(如車站、大型展覽館、機場大廳等),充分利用現有建築之表面來鋪設太陽能模組,以解決現今大樓林立、建築面積逐漸縮減,而造成太陽能模組鋪設面積不足的問題。
    研究結果發現,太陽能節能玻璃運用於大型採光罩與帷幕大樓建築上,在發電與耗能模擬分析部分,可看出太陽能節能玻璃在熱帶與亞熱帶地區,不僅能發揮良好的隔熱功能,且擁有充足的日照供應太陽能模組發電;由經濟性分析與綜合分析部份可看出,大型採光罩不僅成本較低,且節能效益也比帷幕大樓高許多;以本研究中建築模型為例,位於亞熱帶地區的台中與雪梨之氣候環境較適宜使用太陽能節能玻璃


    This study applies the Heat Insulation Solar Glass (HISG) to set curtain wall building and skylight rooftop building (ex. station, exhibition hall, airport lobby) as model. In order to evaluate the energy conservation and economic benefit, it uses the simulation to analyze the power generation and energy consumption on different country and weather. However, we can make good use of building’s surface to install the solar glass. Therefore, we don’t need to use more land to set up the solar glass.
    The result shows that the HISG has not only nice insulating property but also enough insolation to generate power in tropical and subtropical zone. Meanwhile, compare to curtain wall building, the skylight rooftop building has not only low cost but also high energy conservation. In this study, Taichung where in subtropical zone are the most suitable location to use HISG.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 IX 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 3 1.4 研究流程 5 第二章 文獻回顧 6 2.1 太陽能源 6 2.1.1 太陽能光電轉換及發電原理 8 2.1.2 太陽能電池及種類 12 2.1.3 太陽能節能玻璃 15 2.2 建物一體太陽光電 18 2.2.1 太陽日射量與方位角度 19 2.2.2 太陽日照時數 22 2.2.3 建物一體太陽光電之應用 23 2.2.4 國內外BIPV建築案例 24 2.3 建築物理環境 31 2.3.1 熱環境 31 2.3.2 空氣環境 34 2.3.3 光環境 37 第三章 研究規劃及模擬方法 38 3.1 模擬模型建置 38 3.1.1 模擬模型設計 39 3.1.2 模擬模型繪製 41 3.2 發電模擬驗證及分析 42 3.2.1 發電模擬分析試驗流程規劃 42 3.2.2 發電模擬軟體驗證 43 3.2.3 發電模擬軟體數值分析設定 45 3.3 耗能模擬驗證及分析 48 3.3.1 耗能模擬分析試驗流程規劃 48 3.3.2 耗能模擬軟體驗證 49 3.3.3 耗能模擬軟體數值分析設定 51 3.4 經濟性評估分析 55 3.4.1 經濟性評估分析試驗流程規劃 55 3.4.2 經濟性評估數值分析設定 57 第四章 試驗結果與討論 60 4.1 發電模擬驗證及分析結果 60 4.1.1 發電模擬試驗驗證結果 60 4.1.2 大型採光罩模型於台灣地區之發電模擬結果 63 4.1.3 大型採光罩模型於國外地區之發電模擬結果 64 4.1.4 帷幕大樓模型於台灣地區之發電模擬結果 65 4.1.5 帷幕大樓模型於國外地區之發電模擬結果 66 4.2 耗能模擬驗證及耗能分析結果 67 4.2.1 耗能模擬試驗驗證結果 67 4.2.2 大型採光罩模型於台灣地區之耗能模擬結果 69 4.2.3 大型採光罩模型於國外地區之耗能模擬結果 76 4.2.4 帷幕大樓模型於台灣地區之耗能模擬結果 84 4.2.5 帷幕大樓模型於國外地區之耗能模擬結果 90 4.3 經濟性分析結果 98 4.3.1 大型採光罩模型之經濟性分析結果 98 4.3.2 帷幕大樓模型之經濟性分析結果 102 4.4 綜合比較結果分析 106 4.4.1 大型採光罩模型之比較結果分析 106 4.4.2 帷幕大樓模型之比較結果分析 108 4.4.3 綜合比較結果分析 110 第五章 結論與建議 113 5.1 結論 113 5.2 建議 114 參考文獻 115

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