臺灣博碩士論文加值系統

台灣工商業快速發展，人口大量集中於都市，為了滿足都市中人民的經濟活動，導致不透水鋪面大量鋪設，而不透水鋪面的鋪設，使得都市原有熱平衡改變，都市累積大量的熱量難以藉由原有土地蒸發散行為及氣體交換的功能將熱量排出，累積之熱量使都市溫度升高，最終形成都市熱島效應。
透水鋪面使用多孔隙材料，其孔隙可促進水分蒸發以及空氣中熱量的對流，降低空氣中的溫度，緩解都市熱島效應，故近年來國內開始推動透水鋪面之應用與相關研究，然而國內對於透水鋪面溫度變化行為之研究還未完整，對熱島效應之影響性也較難表達。
本研究利用台北市政府工務局之透水鋪面現場觀測資料，包括大氣溫度、風速、濕度、鋪面溫度，以及中央氣象局之日射量資料。資料由2015年5月1起至2016年4月30日共有349天之逐時數據。藉由此資料作為後續之研究。
本研究建立之透水鋪面表面溫度統計預測模式，其自變數包含氣溫、日射量、風速、濕度，應變數為透水鋪面表面溫度，使用統計軟體進行分析，採用逐步法選入具有解釋能力之獨立變數。模式建立之判定係數達0.92，與參考文獻之鋪面表面溫度預測模式比較中發現本研究較具有合理性。將當時相關氣象數據以及鋪面數據帶入後，即可得知當時透水鋪面表面溫度；透水鋪面表面下溫度統計預測模式中，其自變數因風速及濕度較不影響表面下之溫度故只取用氣溫及日射量，應變數為透水鋪面表面下不同深度之溫度。且將鋪面表面當日最高溫度與鋪面下15.5cm、33cm、43cm當日最高溫度進行相關性分析後，發現深度越深，其判定係數越小、相關性越不明顯之現象。
透水鋪面溫度理論預測模式中，項目包含日照輻射吸收熱、熱對流、熱輻射、蒸發潛熱、熱傳導。在與現場觀測值比較後其理論預測值於夏季有高估之現象，而於冬季有低估之現象，推測是相關參數之值非實際量測求得，因此針對相關參數包括鋪面反射率ρ、鋪面材料輻射率ε及熱傳導係數K進行敏感度分析並顯示分析前後之誤差均方根及絕對誤差。而將鋪面反射率ρ調至0.35、鋪面材料輻射率ε調至0.85、熱傳導係數K調至0.69後其誤差均方根由原來的33.68降至28.21，平均絕對誤差由原來的28.16降至23.81，因此敏感度分析後之參數較符合透水鋪面現場狀況。
本研究探討熱島效應強度之計算，得知不同量測範圍、溫度量測點位及計算方法皆會算出不同的熱島效應強度。且由透水鋪面現場觀測資料中，顯示出透水磚表面溫度平均整年低於高壓不透水磚表面溫度0.8℃，表面溫度差最高發生時間點為2015年9月2日中午11時，為9.91℃。並分析新北市不透水鋪面比例高於80%之地區中，經由不透水鋪面面積與熱島效應強度公式計算出每減少10%不透水面積可降低11%以上之熱島效應強度。

Due to rapid urban development, more people move into urban areas which become more concentrated in population density and more impervious percentage. This results in changing existed heat balance in the urban areas. The center of urban areas accumulates a lot of heat which results in heat island effect.
Porous pavement consists of honeycombed material. These porous will incur water evaporation, ventilation of heat flux in the air, reduction of air temperature and alleviation of heat island effect. Research and application of porous pavement have increased significantly worldwide in recent years. In contrary, research in the behavior of temperature variation in porous pavement and it effect to heat island effect is rare locally.
The purpose of this research was to establish the temperature forecasting model using field observed data, which included air temperature, wind speed, humidity and temperature of porous pavement from 2015/5/1 to 2016/4/30, obtained by the Bureau of Public Work, Taipei City Government. The daily solar radiation data were from central weather bureau. Total numbers of observation date were 349 days.
This research had developed both the statistical forecasting model and theoretical model for surface temperature of porous pavement. For the statistical forecasting model, the independent variables included air temperature, daily solar radiation, wind speed and humidity. Step-wise regression analysis was carried out by the SPSS statistical package. The statistical forecasting model for surface of porous pavement had been compared with the results of previous research. It showed that the model developed by this research was more reasonable than that of previous. The forecasting models for selected depths beneath the surface (15 cm, 33 cm and 43 cm) were also developed but two independent variables were considered. Their determination coefficients were 0.88, 0.86 and 0.80, respectively. Results also showed that the correlation between surface temperature and temperature at selected depths beneath the surface decreased as depth increased.
For the theoretical model, heat balance was considered among daily solar radiation absorption, gravitational convection, heat radiation, latent heat of vaporization and thermal conduction. Each component in the model was estimated by empirical formula. The trend of temperature variation for surface temperature of porous pavement forecasted by the theoretical model had correlated with observed data but it was overestimated in summer season and underestimated in winter season compared to observed data. The possibility of this difference maybe the parameters used in the empirical formula in heat flux estimation formula such as reflection rate of pavement, radiation rate of material of pavement and thermal conductivity coefficient of the pavement. The sensitivity analysis for these parameters was therefore conducted using square root error and absolute error as evaluation indicators. Results showed that if reflection rate increased to 0.35, radiation rate of material increased to 0.85 and thermal conductivity coefficient increased to 0.6, both values of square root error and absolute error decreased dramatically from 33.68 to 28.21 and 28.16 to 23.81, respectively.
Finally, this research assessed the definition of intensity of heat island effect and method of calculation. This research also found that location of measurement, range of measurement and method of calculation would have significant impact to intensity of heat island effect. From the observed data, it showed that the yearly average temperature difference between porous and regular pavement reached 0.8 degree of Celsius but the highest difference reached 9.91 degree of Celsius at 11 am on September 2, 2015. This research also evaluated the impact of reducing intensity of heat island effect by increasing porous pavement percentage in districts with imperious ratio more than 80% in New Taipei city. Results showed that 11% of intensity of heat island effect could be reduced if porous pavement percentage increased 10%.

中文摘要 I
Abstract II
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起與目的 1
1.2 研究流程 2
1.3 章節安排 3
第二章 文獻回顧 4
2.1透水鋪面介紹 4
2.1.1 透水鋪面型式 4
2.1.2 透水鋪面衍生效益 6
2.2 鋪面溫度預測模式 7
2.2.1 國外鋪面溫度預測模式 7
2.2.2 國內鋪面溫度預測模式 12
2.3 都市熱島效應 13
2.3.1 熱島效應的成因 14
2.3.2 熱島效應相關研究 15
第三章 透水鋪面試驗及觀測設施規劃 16
3.1 試驗地點 16
3.2 觀測系統規劃與配置 17
3.3 觀測項目與頻率 19
第四章 透水鋪面溫度預測模式建立與討論 20
4.1 現場資料分析 21
4.1.1 氣溫 21
4.1.2 風速 23
4.1.3 濕度 24
4.1.4 透水鋪面表面及鋪面下不同深度溫度 24
4.2 預測模式之選擇 26
4.3 統計預測模式建立 27
4.3.1 透水鋪面表面溫度預測 28
4.3.2 透水鋪面表面下不同深度溫度預測 29
4.3.3 透水鋪面表面下不同深度溫度與表面溫度之關係 31
4.4理論預測模式建立 33
4.4.1 鋪面理論模式建立 33
4.4.2 日照輻射吸收熱 34
4.4.3 熱對流 34
4.4.4 熱輻射 35
4.4.5 蒸發潛熱 35
4.4.6 熱傳導 36
4.4.7 鋪面理論預測模式檢定 36
第五章 透水鋪面與熱島效應之探討 41
5.1 熱島效應定義 41
5.2 鋪面溫度變化與熱島效應之影響 42
5.2.1 透水磚及高壓磚表面溫度比較分析 42
5.2.2 透水鋪面對都市熱島效應之影響 45
第六章 結論與建議 47
6.1 結論 47
6.2 建議 48
參考文獻 49

中文部分
丁展威(2014)，透水鋪面設計方法檢討及精進探討，碩士論文，國立臺灣海洋大學，基隆台灣。
內政部建築研究所(2011)，綠建材解說與評估手冊，臺北臺灣。
內政部建築研究所(2012)，綠建築解說與評估手冊，臺北臺灣。
內政部建築研究所(2014)，建築基地保水指標檢討及透水鋪面現況評估與規劃設計，臺北臺灣。
內政部營建署(2009)，透水鋪面養護工法參考手冊，臺北臺灣。
江育銓(2015)，區域雨水利用潛勢、容量設計及雨洪管理策略，博士論文，國立臺灣海洋大學，基隆台灣。
行政院公共工程委員會(2004)，公共工程綱要規範，臺北臺灣。
李光敦(2004)，水文學，五南圖書出版股份有限公司，臺北臺灣。
吳宗騂(2007)，透水性鋪面溫度行為模式之初步探討，碩士論文，逢甲大學，臺中臺灣。
吳政松(2005)，透水鋪面對工程環境之影響效益分析，碩士論文，國立中央大學，桃園台灣。
阮勝、何江、駱燕文(2016)，海綿城市建設技術降低城市熱島效應的研究-以濕熱地區南寧市第三實驗小學為例，城市發展研究，第23卷，增刊1。
林憲德、陳冠廷、郭曉青(2001)，台灣中型都市熱島現象與土地利用之觀測解析，規劃學報，第28期，學術論著，pp.47-64。
施鈞程(2003)，台灣森林集水區之蒸發散量推估，碩士論文，國立中興大學，臺中臺灣。
徐震宇(2008)，不同透水性鋪面材料對鋪面溫度影響之探討，碩士論文，國立中央大學，桃園台灣。
徐震宇(2013)，透水瀝青混凝土鋪面滲透保水性能及熱行為之研究，博士論文，國立中央大學，桃園台灣。
黃宇菘(2005)，戶外鋪面對建築外部熱環境影響之研究-以高速公路南投服務區為例，碩士論文，朝陽科技大學，臺中臺灣。
黃煥春、運迎霞、王世臻(2016)，城市熱島的形成演化機制與規劃對策，中國建築工業出版社，中國北京。
黃慧敏(2005)，鋪面熱島效應模式建立及應用研究，碩士論文，國立臺灣海洋大學，基隆臺灣。
楊文娟、顧海榮、單永體(2008)，路面溫度對城市熱島的影響，公路交通科技，第25卷，第3期，pp.147-152。
簡婉芸(2007)，透水性鋪面對基地保水量敏感度之分析，碩士論文，國立中央大學，桃園台灣。

英文部分
Halladay, M.(1997), “From Research to Reality: Assessing the Results of the Strategic Highway Research Program”, Publication No. FHWA-SA-98-008, Federal Highway Administration.
Hassan, H.F. Al-Nuaimi, A.S. Taha,R. and Jafar, T.M.A.(2005), “Development of Asphalt Pavement Temperature Models for Oman”,The Journal of Engineering Research,2(1):32-42.
Park, H.S.(1986), “Features of the Heat Island in Seoul and Its Surrounding Cities”,Atmospheric Environment,20:1859-1866.
Solaimanian, M. and Bolzan, P.(1993), “Analysis of the Integrated Model of Climate Effects on Pavements”,Strategic Highway Research Program,Report No. SHRP-A-637.
Tan, S.A. and Fwa, T.F.(1992),“Influence of Pavement Materials on the Thermal Environment of Outdoor Spaces”,Building and Environment, 27(3):289-295.

網站部分
中央氣象局全球資訊網: http://www.cwb.gov.tw/V7/index.htm