臺灣博碩士論文加值系統

現今綠建築在利用太陽光照明時有幾種方式，其中一種是利用天井直接照明，另一種為使用自然光照明系統®，將自然光進行傳導作為照明應用。然而，採用天井照明會使得綠建築的結構受到限制；而自然光照明系統®係使用光纖進行光線傳導，但光纖有耦合不易及價格高昂之問題。
因此本文提出一新式自然傳光裝置，該自然傳光裝置系統包含至少一光學透鏡及外圍光管。本文之光學透鏡可經由鍍層或黏貼具有抗反射之薄膜，及外圍光管可經由鍍層或黏貼具有反射之薄膜達成更佳之光學效果。我們利用光學透鏡特性，引導太陽光平行或聚焦傳導於光管內，以提升自然光在傳導中之效率。
而且，此設計可將傳光系統模組化，達到適用於各式建築長度設計應用。基本模組可使光線傳輸效率高達82.097%。

In today's green buildings, there are several ways of using solar energy for lighting, one of which is to use a patio for direct lighting. Another is to use a Natural Light Guiding System to transmit Natural light for lighting applications. Using patio lighting will make a green building's structure restricted. Moreover, the Natural Light Guiding System uses fiber optics, which are not easy to use and not cheap, to transmit lighting. In order to improve the situation above, this paper comes up with a new Natural Light Guiding System, which inclues at least one optical lens and a peripheral light pipe. In this study, the optical lens can achieve a better optical effect by means of coating or adhesive anti-reflective membrane and the use of a peripheral light pipe with a reflective coating or adhesive membrane. To enhance the efficiency of natural light transmission, we utilize the optical lens properties to guide the sunlight into parallel steams for focused transmission in the light pipe. This design allows this lighting transmitter system to be modular. In this way, it can be modified to match various types of construction. The basic module allows light transmission efficiency as high as 82.097%.

中文摘要 I
英文摘要 II
誌 謝 III
圖索引 VII
表索引 XI
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 內容概述 3
第二章 自然光照明系統®介紹 5
2.1 集光 5
2.2 傳光 11
2.3 放光 11
2.4 光學名詞介紹 14
2.4.1 光通量 (Luminous Flux, Φ) 14
2.4.2 光強度 (Luminous Intensity, I) 15
2.4.3 照度 (Illuminance, E) 16
2.4.4 輝度 (Luminance, L) 17
2.4.5 輻射度學與光度學 18
2.5 幾何光學原理 20
2.5.1司乃爾定律 (Snell’s Law) 20
2.5.2全反射 (Total internal reflection) 20
2.5.3集光比定義 21
2.5.4光展量定理 22
2.6 透鏡相關基本理論 24
2.6.1近軸理論 24
2.6.2透鏡成像公式 24
2.6.3非球面數學表達式 26
2.6.4菲涅爾透鏡 (Fresnel lens)原理 27
第三章 傳光方式比較與設計想法 30
3.1 天井照明 30
3.2 光導管 31
3.3 光導纖維 35
3.4 設計想法 35
第四章 新式具光學結構設計高效率傳光管之設計方式 37
4.1 單一傳光模組設計 37
4.2 光源發光角度與傳光管孔徑大小之關係 37
4.3 透鏡擺放位置之推導與設計 38
4.4 傳光管模組化的概念構想 42
第五章 新式具光學結構設計高效率傳光管之模擬分析結果 44
5.1 三透鏡傳光管模擬參數與效率 45
5.2 考慮模組化因素修正傳光管結構 46
5.3 傳光管經過修正以達到模組化要求 47
5.4 雙透鏡傳光管模擬參數與效率 50
5.5 等比例縮放傳光管模組織之效率比較 52
第六章 結論與未來展望 58
6.1 結論 58
6.2 未來展望 59
參考文獻 61

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