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研究生: 戴鳳芸
Feng-Yun Tai
論文名稱: 太陽能節能玻璃帷幕牆最佳化配置研究
Optimal Configuration Study on Heat Insulation Solar Glass Curtain Wall
指導教授: 楊錦懷
Chin-Huai Young
口試委員: 陳振川
邱建國
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: 2022
畢業學年度: 110
語文別: 中文
論文頁數: 109
中文關鍵詞: 太陽能節能玻璃切割度建物一體太陽光電(BIPV)光環境節能碳中和發電淨零排放
外文關鍵詞: Heat Insulation Solar Glass, Cutting Degree, Building Integrated Photovoltaics, Lighting Luminous Environment, Energy Saving, Carbon Neutrality, Power Generation, Net Zero Emissions
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  • 本論文研究以軟體模擬不同切割度配置之太陽能節能玻璃應用於玻璃帷幕牆之室內環境效益,將太陽能節能玻璃10%及太陽能節能玻璃50%相互搭配,以瞭解相較於一般玻璃帷幕牆之發電效益、光環境、耗電量、經濟效益與節能效益,並透過研究結果探討碳中和議題。
    由研究結果可知,切割度愈高之太陽能節能玻璃之可見光穿透率愈高,因此室內照度值愈高,對於同樓層而言,靠近天花板之玻璃可使室內充滿自然光,因此,靠近天花板之太陽能節能玻璃應使用切割度較高之選擇,換言之,靠近樓地板之太陽能節能玻璃應使用切割度較低,則可達到兼顧室內照度及發電量之效果,亦可使室內照明耗能降低,增加節能效益。由發電模擬可知,玻璃種類及片數相同情況下,不同玻璃排列方式並不影響其發電效果。若全部配置低切割度之太陽能節能玻璃,可使經濟效益最高。由於太陽能節能玻璃之遮蔽係數與總熱傳係數皆低於一般玻璃,因此,不論切割度高低,採用太陽能節能玻璃皆可使室內空調耗能大幅降低。以本論文研究型式建立BIPV建築,每年可減少大約500公噸之二氧化碳排放量,由此可知,太陽能節能玻璃可有效減輕自然環境之負擔。


    This study focuses on the indoor lighting luminous environment of using software to simulate the application of Heat Insulation Solar Glass with different cutting degree configurations to glass curtain walls, and uses Heat Insulation Solar Glass 10% and Heat Insulation Solar Glass 50% to match each other for understanding the power generation efficiency, lighting luminous environment, power consumption, economic benefits and energy saving benefits compared with ordinary glass curtain walls as well as discusses the carbon neutrality issue through the research results .
    It can be seen from the research results that the higher cutting degree of Heat Insulation Solar Glass, the higher the visible light transmittance rates. Hence, the higher the indoor illuminance values. For the same floor, the glass close to the ceiling can fill the room with natural light; therefore, Heat Insulation Solar Glass close to the ceiling should be selected with higher cutting degree. In other words, Heat Insulation Solar Glass close to the floor should use a lower cutting degree which can achieve the effect of taking into account the indoor illuminance and power generation, and also reduces the energy consumption of indoor lighting as well as increases the energy-saving effect. It can be seen from the power generation simulation that when the number of glass types is the same, different glass arrangements do not affect the power generation effect. If all Heat Insulation Solar Glass with low cutting degree is equipped, the economic benefit will be the highest. Since SHGC and U-value of Heat Insulation Solar Glass are lower than those of ordinary glass, the use of Heat Insulation Solar Glass can greatly reduce the energy consumption of indoor air conditioners regardless of the cutting degree. The construction of BIPV buildings based on the research type of this study can reduce carbon dioxide emissions by about 500 metric tons per year. It can be seen that solar energy-saving glass can effectively reduce the burden on the natural environment.

    摘要 I Abstract II 誌謝 IV 目錄 V 圖目錄 VII 表目錄 IX 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 5 第二章 文獻回顧 6 2.1太陽能相關理論與應用 6 2.1.1太陽能電池 7 2.1.2結晶矽太陽能電池 8 2.1.3非晶矽薄膜太陽能電池 9 2.2節能玻璃種類 10 2.2.1單層玻璃 10 2.2.2複層玻璃(Insulating Glass) 11 2.2.3太陽能節能玻璃 12 2.3建物一體太陽光電BIPV 14 2.4建築環境理論 16 2.4.1建築熱傳理論 16 2.4.2建築熱環境 18 2.4.3建築光環境 19 2.5碳中和議題 21 2.5.1碳中和(Carbon Neutrality) 21 2.5.2淨零排放(Net Zero Emissions) 21 2.5.3可再生能源倡議(RE100) 22 2.5.4碳定價(Carbon Pricing) 22 2.6玻璃光學及熱學性質理論公式計算 24 第三章 試驗設計與內容 34 3.1試驗設計概要 34 3.2試驗參數 36 3.3玻璃基本性質試驗 41 3.3.1光學試驗 41 3.3.2熱學試驗 44 3.4模擬玻璃帷幕牆之玻璃配置方式 47 3.5光環境模擬分析與建築物尺寸設計 49 3.6發電模擬分析 53 3.7耗能模擬分析 56 第四章 試驗結果與分析 60 4.1玻璃基本性質試驗結果分析 60 4.1.1光學試驗 60 4.1.2熱學試驗 67 4.2模擬玻璃帷幕牆之玻璃配置結果 71 4.3建築物尺寸設計結果 73 4.4光環境模擬結果與分析 74 4.5發電模擬結果與分析 76 4.6耗能模擬結果與分析 80 4.7節能效益分析 85 4.8經濟效益分析 88 4.9碳中和分析 95 4.10綜合效益分析 99 4.11應用分析-以台積電為例 100 4.12實際施工之可行性 103 第五章 結論與建議 104 5.1結論 104 5.2建議 106 參考文獻 107

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