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系統識別號 U0002-0907200700423700
中文論文名稱 自然光環境下水平遮陽暨導光板採光效能研究
英文論文名稱 A Study of Horizontal & Sun-reflect Shading Devices for Daylighting Under Natural Sky Condition
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 建築學系碩士班
系所名稱(英) Department of Architecture
學年度 95
學期 2
出版年 96
研究生中文姓名 黃鈺華
研究生英文姓名 Yu-Hua Huang
電子信箱 yu-hua_huang@hotmail.com
學號 694301150
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2007-06-26
論文頁數 112頁
口試委員 指導教授-周家鵬
委員-周家鵬
委員-丁育群
委員-王文安
中文關鍵字 遮陽板  導光板  直射光  採光效能  晝光率  均齊度 
英文關鍵字 Shading Device  Sun-reflect Devices  Direct Daylight  Daylighting Performance  Daylight Factor  Average Uniformity 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 本研究以水平遮陽及導光板在自然光環境下對建築物採光效能的影響做為探討對象,藉由以縮呎比例模型在戶外真實天空狀態下實測之方式,以晝光率及均齊度來評估建築物開口部裝設水平遮陽及導光板之採光效能,並提出較適之水平遮陽及導光板模組,以提供設計者在建築節能設計時之參考。
本研究之章節內容概述如下:
第一章 確立研究方向、研究限制以及研究相關假設, 進而研擬研究主題、範圍與內容以及研究方法、流程。
第二章 將文獻依(1)晝光利用理論 (2)採光效能實測 (3)遮蔽效能模擬 (4)綜合效能評估等四方面做整理,並歸納與本研究相關之文獻。
第三章 利用數據統計及圖表分析等方法,以晝光率及均齊度來評估開口部裝設不同水平遮陽及導光板模組之採光效能,並針對不同之太陽位置及開口部方位提出較適當之水平遮陽及導光板模組。
第四章 將本研究在直射光環境下實驗之數據與過往文獻中在漫射光環境下之實驗數據做比較,以了解其中之差異。
第五章 提出結論及後續研究之建議。
英文摘要 The main purpose of this study is to discuss the daylighting performance of buildings in the direct solar radiation by horizontal & Sun-reflect shading devices. The research is to find the better combinations of horizontal & Sun-reflect shading devices by the scale model experiments outdoor. And as a result to provide the designer’s reference on the energy conservation of building design.
This study includes the following content:
Chap 1 To point out the research motive , objective ,assumption, method and procedure.
Chap 2 To organize and sort out the specific achievements from related articles collection. And to clarify the connections between various research subjects and establish the research orientation and scope.
Chap 3 To analyze the experiment data and to find the better combinations of horizontal & Sun-reflect shading devices.
Chap 4 Comparing the experiment data with the reference study on diffuse daylight, and analyzing the difference between the influence of direct daylight and diffuse daylight.
Chap 5 To make conclusions and the recommendation of further study.
論文目次 目錄
第一章 緒論
第一節 研究動機與目的 P.1
第二節 研究範圍與內容 P.5
第三節 研究限制與假設 P.11
第四節 研究方法與流程 P.13
第二章 文獻回顧
第一節 文獻回顧架構 P.21
第二節 晝光利用理論文獻 P.25
第三節 採光效能實測文獻 P.26
第四節 遮蔽效能模擬文獻 P.30
第五節 開窗性能綜合評估文獻 P.31
第六節 相關文獻實驗因子整理 P.33
第三章 水平遮陽板採光效能分析
第一節 採光效能分析基準 p.37
第二節 影響因子相關分 p.39
第三節 影響因子個別分析 p.46
第四節 室內各測點數據分析 p.63
第五節 較適遮陽模組分析 p.68
第六節 不同方位開口部分析 p.74
第四章 相關研究對照 p.79
第五章 結論與建議
第一節 結論 p.81
第二節 後續研究建議 p.82
參考文獻 p.84
附錄 水平遮陽板實驗資料數據 p.87
圖目錄
第一章
圖1-1 季節晝光利用尖峰用電關係
圖...................2
圖1-2 利用遮陽調整太陽輻射熱得示意圖.......................................................................................2
圖1-3 利用遮陽輔助採光示意圖.......................................................................................................2
圖1-4 遮陽及導光板形式示意圖.......................................................................................................6
圖1-5 開窗率示意圖(20%/30%/50%)..................................................................................................7
圖1-6 遮陽及導光板深度比示意圖...................................................................................................7
圖1-7 相對太陽位置示意圖...............................................................................................................7
圖1-8 室內向度-室內空間尺寸..........................................................................................................7
圖1-9 開窗向度-開口部尺寸..............................................................................................................7
圖1-10 縮尺比例模型爆炸圖.................................................13
圖1-11 縮尺模型與日晷儀組合..........................................................................................................13
圖1-12 相對太陽高度角調整模式示意圖........................................................14
圖1-13 日晷圖.............................................14
圖1-14 日晷儀爆炸圖.......................................14
圖1-15 相對太陽高度角與其他影響因子交叉分析圖...........18
圖1-16 開窗率與其他影響因子交叉分析圖....................18
圖1-17 相對太陽方位角與其他影響因子交叉分析圖.......................................................................19
圖1-18 遮陽板深度比與其他影響因子交叉分析圖...........................................................................19
圖1-19 本研究流程圖............................20
第二章
圖2-1 影響建築自然採光因素圖.....................21
第三章
圖3-1 相對太陽方位角實驗設計示意圖........................39
圖3-2 挑選剔除受直射光照射之測點晝光率示意圖..............46
圖3-3 室內受直射光照射區域圖(上板深度比0.2)..........................................47
圖3-4 室內受直射光照射區域圖(上板深度比0.4)..........................................................................48
圖3-5 室內受直射光照射區域圖(上板深度比0.6)..........................................................................49
圖3-6 室內受直射光照射區域圖(上板深度比0.8)..........................................................................50
圖3-7 相對太陽高度角與開窗率關係分析示意圖...........................................................................52
圖3-8 相對太陽高度角與開窗率關係分析示意圖(去直射光測點)................................................52
圖3-9 相對太陽高度角與方位角關係分析示意圖...........................................................................53
圖3-10 相對太陽高度角與方位角關係分析示意圖(去直射光測點)................................................53
圖3-11 相對太陽高度角與遮陽板關係分析示意圖...........................................................................54
iii
圖3-12 相對太陽高度角與遮陽板關係分析示意圖(去直射光測點)................................................54
圖3-13 相對太陽高度角與導光板關係分析示意圖.............55
圖3-14 相對太陽高度角與導光板關係分析示意圖(去直射光測點)................................................55
圖3-15 開窗率與相對太陽方位角關係分析示意圖...........................................................................56
圖3-16 開窗率與相對太陽方位角關係分析示意圖(去直射光測點)................................................56
圖3-17 開窗率與遮陽板深度比關係分析示意圖..............................................................................57
圖3-18 開窗率與遮陽板深度比關係分析示意圖(去直射光測點)....................................................57
圖3-19 開窗率與導光板深度比關係分析示意圖..............................................................................58
圖3-20 開窗率與導光板深度比關係分析示意圖(去直射光測點)....................................................58
圖3-21 相對太陽方位角與遮陽板深度比關係分析示意圖...............................................................59
圖3-22 相對太陽方位角與遮陽板深度比關係分析示意圖(去直射光測點)....................................59
圖3-23 相對太陽方位角與導光板深度比關係分析示意圖...............................................................60
圖3-24 相對太陽方位角與導光板深度比關係分析示意圖(去直射光測點)....................................60
圖3-25 遮陽板深度比與導光板深度比關係分析示意圖....................................................................61
圖3-26 遮陽板深度比與導光板深度比關係分析示意圖(去直射光測點)........................................61
圖3-27 縱向測點分析示意圖..............................................................................................................63
圖3-28 遮陽板及導光板深度比與相對太陽高度角關係分析圖(去直射光測點)............................64
圖3-29 遮陽板及導光板深度比與開窗率關係分析圖(去直射光測點)............................................65
圖3-30 遮陽板及導光板深度比與相對太陽方位角關係分析圖(去直射光測點)............................66
圖3-31 開窗率20%較適遮陽模組有效晝光率分布區域圖...............................................................69
圖3-32 開窗率30%較適遮陽模組有效晝光率分布區域圖...............................................................71
圖3-33 開窗率50%較適遮陽模組有效晝光率分布區域圖...............................................................73
圖3-34 太陽位置圖(極投影圖)......................74
圖3-35 夏至及冬至上午九點至下午五點之太陽位置圖...................................................................75
第四章
圖4-1 自然光環境與漫射光環境下實驗數據比較(高度角-下板深度比)..........................................79
圖4-2 自然光環境與漫射光環境下實驗數據比較(高度角-上板深度比) .........................................79
圖4-3 自然光環境與漫射光環境下實驗數據比較(高度角-下板深度比)(去直射光) .......................79
圖4-4 自然光環境與漫射光環境下實驗數據比較(高度角-上板深度比)(去直射光) .......................79
圖4-5 自然光環境與漫射光環境下實驗數據比較(方位角-下板深度比) .........................................80
圖4-6 自然光環境與漫射光環境下實驗數據比較(方位角-上板深度比) .........................................80
圖4-7 自然光環境與漫射光環境下實驗數據比較(方位角-下板深度比)(去直射光) .......................80
圖4-8 自然光環境與漫射光環境下實驗數據比較(方位角-上板深度比)(去直射光) .......................80
表目錄
第一章
表1-1 現今有關遮陽板及導光板性能研究之成果分析表………………………...........…........……………..3
表1-2 本研究固定因子一覽表……………………………………………………...........………….....…......….………….7
表1-3 本研究變動因子一覽表…………………………………………………………………….............….....…………….8
表1-4 本研究之上下板深度比與太陽高度角於75°及30°時之關係……………..................……………..8
表1-5 研究之實驗模組設計………………………………………………………………..........………...….....………………9
表1-6 研究之實驗組數分析…………………………………………………………………..........……..….….....……………9
表1-7 研究之實驗組數一覽表………………......………………..10
表1-8 本研究限制條件一覽表……………………………………………………………….........…….......………………..11
表1-9 本研究假設條件一覽表……………………………………………………………………..…….........…….....……..12
表1-10 實驗之自變數及依變數一覽表……………………………………………………….......….........……………….17
表1-11 影響因子交叉分析一覽表……………..…………………………………………….......….........…………………..17
第二章
表2-1 國內相關建築開窗性能研究課題一覽表…………………....………….…...………………........…………..22
表2-2 本研究文獻回顧一覽表……………………………………………………………...…………….............…....…….23
表2-3 近十年國內有關建築採光與遮蔽效能研究之發展趨勢分析表...……...........……...…..…..……24
表2-4 晝光利用理論相關文獻摘要一覽表…………………………………………………......…….......….....……..25
表2-5 漫射光環境下採光效能實測相關文獻摘要一覽表…………………………....……………......…………26
表2-6 直射光環境下採光效能實測相關文獻摘要一覽表………………………....………………......…………29
表2-7 遮蔽效能模擬相關文獻摘要一覽表…………………………………………………………....……......………..30
表2-8 開窗性能綜合評估相關文獻摘要一覽表……………………….…………………………....................... 31
表2-9 採光效能實測相關文獻…………………………………………………………………....………………....….….……33
表2-10 自然光環境下之水平、垂直、格柵遮陽板採光效能評估之實驗假設一覽表....…....….….33
表2-11 自然光環境下之水平、垂直、格柵遮陽板採光效能評估之實驗因子一覽表…....….....….34
表2-12 居室空間水平遮陽暨導光板在直射光環境下之採光效能評估之實驗因子一覽表...........35
表2-13 水平遮陽暨導光板之採光效能研究實驗因子一覽表...........................................................36
第三章
表3-1 晝間最適照度..........................................................................................................................37
表3-2 基準晝光率..............................................................................................................................38
表3-3 影響因子與平均晝光率、均齊度、外周區晝光率、外周區均齊度之相關係數一覽表...40
表3-4 相對太陽高度角與各個依變數之相關係數比較表...............................................................41
表3-5 相對太陽方位角與各個依變數之相關係數比較...................................................................42
表3-6 開窗率與各個依變數之相關係數比較表...............................................................................43
表3-7 遮陽板深度比與各個依變數之相關係數比較表...................................................................44
v
表3-8 導光板深度比與各個依變數之相關係數比較表..................................................................45
表3-9 影響因子交叉分析一覽表......................................................................................................51
表3-10 室內各測點數據分析表..................................................................................................63
表3-11 開窗率20%,方位角0°較適遮陽模組評估表.........................................................................68
表3-12 開窗率20%,方位角30°較適遮陽模組評估表.......................................................................68
表3-13 開窗率20%,方位角60°較適遮陽模組評估表.......................................................................69
表3-14 開窗率30%,方位角0°較適遮陽模組評估表.........................................................................70
表3-15 開窗率30%,方位角30°較適遮陽模組評估表.......................................................................70
表3-16 開窗率30%,方位角60°較適遮陽模組評估表.......................................................................70
表3-17 開窗率50%,方位角0°較適遮陽模組評估表.........................................................................72
表3-18 開窗率50%,方位角30°較適遮陽模組評估表.......................................................................72
表3-19 開窗率50%,方位角60°較適遮陽模組評估表.......................................................................72
表3-20 四方位太陽位置表(9 時-17 時)..............................................................................................75
第五章
表5-1 後續研究方向建議表................................................................................................................82
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