臺灣博碩士論文加值系統

台灣地處於亞熱帶熱溼氣候地區，受太陽輻射的影響，建築物水平面屋頂部分之日射量是其他各項立面的2∼3倍，由於建築物屋頂構造設計不良導致夏季室內高溫且悶熱，為了改善此現象本研究運用建築設計手法，改良建築物屋頂構造，使用彩色鋼浪板來施工，並且考慮美觀問題，將建築熱水系統與建築物主體結構作結合，除了有效的利用太陽熱能產生熱水外，並且可降低太陽輻射對室內環境的影響，減少室內的冷房負荷。
研究方法採用戶外足尺模型實驗裝置，來探討建築物雙層屋頂整合太陽能空氣集熱器在隔熱性能與集熱性能之效益。經實驗證明，在隔熱性能部分單層鋼板屋頂之熱傳透率U值為1.48 W/㎡．℃ 遠高於法規要求的1.2 W/㎡．℃，而此系統之U值為0.81 W/㎡．℃，改善幅度為45.27％；在集熱性能部分，當集熱面在上午8：00∼下午4：00之間累積熱射量為4006.86 kcal/m²時，此空氣集熱器可收集到3337.20 kcal之熱水水量。
由於此系統可整合於目前普遍存在的透天厝、新式學校建築、體育館、旅館、工業廠房等建築之屋頂，將可創造出極佳之經濟回收效益，且符合再生能源的開發利用與建築節約能源之意義。

Taiwan is in subtropical area with hot and humid climate. Due to sun irradiation, solar radiation on the roof of buildings is two to three fold more compared to the others planes. The poorly-designed roof causes humidity and heat of internal space. In order to improve the design, this research is conducted using architectural method which the whole system is constructed by steal decks. Basically, this system does not change the appearance of the building. Furthermore, it can be used for heating water meanwhile reduces solar radiation which will lead to lower temperature inside the building.
The methodology is to demonstrate the heat insulation and energy accumulation performance of solar air collector that integrated with double-layer roof of buildings. The U value (the coefficient of heat transmission) of single-layer roof is 1.48 W/㎡．℃, on the other hand, the U value of double-layer roof is 0.81 W/㎡．℃. According to the experiment’s result, it evidences that the proposed device actually benefits from heat insulation, by reducing 45.27％ of the U value. In addition, while the solar radiation accumulated by the collector plane between 8:00 to 16:00 is 4006.86 kcal/m². The amount of energy accumulated by solar air collector is 3337.20 kcal which used to heat the water.
The system performed optimum economically by using renewable and saving energy. It has great potential and can be applied to present housing, new campus, gymnasium, hotel buildings and industry factory buildings, etc.

目 錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 v
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.1.1 研究動機 1
1.1.2 研究目的 2
1.2 研究範圍與內容 3
1.2.1 研究範圍 3
1.2.2 研究內容 3
1.3 研究方法與流程 4
1.3.1 研究方法 4
1.3.2 研究流程 4
第二章 文獻回顧 5
2.1台灣氣候環境與能源現況 5
2.1.1氣候特徵與現況 5
2.1.2太陽輻射與地球環境 7
2.1.3台灣的能源現況與政策 9
2.2建築熱傳理論 12
2.2.1基本熱傳現象 12
2.2.2研究內容 14
2.2.3國內建築相關節能法規 15
2.3建築物屋頂隔熱原理與應用 17
2.3.1屋頂隔熱原理 17
2.3.2雙層外殼理論與應用 24
2.3.3相關應用文獻 26
2.4 太陽熱能之原理與應用 29
2.4.1 太陽熱能應用技術 29
2.4.2 太陽能熱水系統介紹 32
2.4.3 太陽熱能整合於建築應用 38
第三章 戶外足尺模型實驗 41
3.1 實驗計畫 41
3.1.1 實驗地點選定 41
3.1.2 足尺模型設置 42
3.1.3 實驗裝置設計 43
3.1.4 實驗裝置施工紀錄 46
3.2 實驗方法 49
3.2.1 量測儀器裝置 49
3.2.2 量測儀器連線 52
3.2.3 量測方法 53
3.3 實驗材料與操作變項 55
3.3.1 實驗材料性質 55
3.3.2 實驗構造與操作變項 56
3.3.3 實驗流程與步驟 58
第四章 實驗結果與分析 59
4.1 隔熱性能實驗數據分析 59
4.1.1 隔熱性能分析方式 59
4.1.2 實驗結果分析 61
4.2 集熱性能實驗數據分析 72
4.2.1 集熱性能分析方式 72
4.2.2 實驗結果分析 73
4.3 綜合分析比較 85
4.3.1 隔熱性能綜合分析比較 85
4.3.2 集熱性能綜合分析比較 86
第五章 結論與建議 93
5.1結論 93
5.2後續研究建議 96
參考文獻 97
附錄 101
附錄A 101
附錄B 105
附錄C 121

參考文獻
書籍
[1]周鼎金，建築物理，台北：裕祥出版社，1997。
[2]王錦堂，建築應用物理學，台北：臺隆書店，1983。
[3]山田雅士，建築絕熱，台北：臺北斯坦出版有限公司，1992。
[4]吳啟哲譯，圖解建築物理學概論，台北：建築情報雜誌社，1994。
[5]江哲銘，建築物理，台北：三民書局，1997。
[6]賴榮平、林憲德、周家鵬，建築物理環境，台北：六合出版社，1991。
[7]林憲德等著，建築節約能源設計手冊，台北：內政部建築研究所籌備處，1991。
[8]陳啟中，建築物理概論，台北：詹氏書局，2000。
[9]陳軍、袁華堂，新能源材料，北京：化學工業，2003。
[10]蘇金佳譯，太陽能工程原理，台北：科技圖書，1982。
[11]李希聖，空調節能技術，台北：財團法人徐氏基金會，1995。
[12]內政部營建署編輯委員會，建築技術規則，台北：營建雜誌社，2004。
[13]工業技術研究院能源與資源研究所，太陽能宣導手冊，新竹：同編者，2000。
[14]經濟部中央標準局，住宅用太陽能熱水器，CNS B4071，No.12555，台北：同編者，1989。
[15]Bradshaw, V. Building Control System, New York: John Wiley & Sons, 1993.
[16]Sue Roaf, Manuel Fuentes and Stephanie Thomas., Ecohouse 2 : A Design Guide, Boston: Architectural Press , 2003,p.310- p313.
[17]Chaurasia, PBL. Solar water heating using concrete collectors in buildings, Australia , 1997 ,No. 94.
[18]OMソーラー協会編，（2001），ムリなく住めるエコ住宅，社團法人農山漁村文化協會。
[19]OMソーラーの家 ─自然と共生する家づくり─ ，（1991），建築資料研究社。

期刊論文
[20]李文興、顏文治，向太陽借能量，科學發展，383期，p.42~p.49，2004。
[21]吳明進，台灣區域氣候變化之現在、過去及未來，全球溫室氣體管制新動向及對我國之影響座談會，2001。
[22]唐震宸，太陽熱能技術應用與推廣，93年經濟部節約能源表揚大會論文輯─再生能源及能源新利用技術，p.1-1~p.1-13，2004。
[23]經濟部工業局，國際太陽熱能市場發展現況，再生能源技術市場專刊2005年8月刊，p.49~p.76，2005。
[24]經濟部工業局，再生能源設備產業推動計畫，94太陽熱能技術研討會，2005。
[25]經濟部能源局，提昇性能之新結構太陽能選擇性吸收膜，2005年能源與冷凍空調學術研討會，2005。
[26]Belusko, M.; Saman, W.; Bruno, F., "Roof integrated solar heating system with glazed collector," Solar Energy, Volume: 76, Issue: 1-3, January-March, 2004, p. 61-69.
[27]Pottler,K.;Sippel,C.M.; Beck,A.; Fricke,J., "Optimized finned absorber geometries for solar air heating collectors," Solar Energy ,Volume: 67, Issue: 1-3, July, 1999, pp.35-52.
[28]Ho, K.T.K.; Loveday, D.L., "Covered profiled steel cladding as an air heating solar collector: laboratory testing, modelling and validation," Energy and Buildings, Volume: 26, Issue: 3, 1997, pp.293-301.
[29]Yeh, Ho-Ming; Ho, Chii-Dong; Lin, Chi-Yen, " The influence of collector aspect ratio on the collector efficiency of baffled solar air heaters," Energy ,Volume: 23, Issue: 1, January, 1998, pp.11-16.
[30]Gad, H.E.; Hamed, A.M.; El-Sharkawy, I.I., "Application of a solar desiccant collector system for water recovery from atmospheric air," Renewable Energy Volume: 22, Issue: 4, April, 2001, pp. 541-556.
[31]Ekechukwu, O.V.; Norton, B., "Review of solar-energy drying systems II: an overview of solar drying technology," Energy Conversion and Management, Volume: 40, Issue: 6, April, 1999, pp. 615-655.
[32]Khedari, Joseph; Hirunlabh, Jongjit; Bunnag, Tika, "Experimental study of a roof solar collector towards the natural ventilation of new houses," Energy and Buildings, Volume: 26, Issue: 2, 1997, pp. 159-164.
[33]Gan, Guohui, "A parametric study of Trombe walls for passive cooling of buildings," Energy and Buildings, Volume: 27, Issue: 1, February, 1998, pp. 37-43.
[34]He, Jiang; Okumura, Akio; Hoyano, Akira; Asano, Kohichi, "A solar cooling project for hot and humid climates," Solar Energy, Volume: 71, Issue: 2, 2001, pp. 135-145.

學位論文
[35]杜希聖，臺灣地區屋頂構造隔熱性能之探討，碩士論文，國立成功大學工程技術研究所設計技術學程建築設計組，台南，1980。
[36]陳琬琳，雙相流自然對流太陽能集熱器設計參數研究，碩士論文，國立清華大學工程與系統科學系熱流組，新竹，2000。
[37]陳伯宏，台灣地區畜舍屋頂構法應用空氣層隔熱效果研究，碩士論文，國立台灣大學農業工程學研究所，台北，2001。
[38]邱繼哲，建築物及生物成長設施之誘導式通風冷卻設計研究-以雙層外殼內置流動空氣層構造為例，碩士論文，國立台灣大學生物環境系統工程學研究所，台北，2002。
[39]王家珍，多孔性構材應用於雙層立面對室內溫熱環境影響之研究，碩士論文，國立台灣科技大學建築研究所，台北，2002。
[40]徐豪廷，太陽能光電導入建築設計與構造應用之研究，碩士論文，國立台灣科技大學建築研究所，台北，2002。
[41]賴科仁，建築外殼改善之節能效益評估與舒適度研究，碩士論文，國立台北科技大學冷凍空調工程系碩士班，台北，2004。
[42]鄭凱文，家用太陽能熱水器輔助電熱器耗能因子分析，碩士論文，國立成功大學建築研究所，台南，2004。
[43]游立偉，建築物雙層通風屋頂之隔熱性能研究─以平屋頂構造為例，碩士論文，國立台北科技大學建築與都市設計研究所，台北，2004。
[44]趙一任，建築物雙層屋頂整合太陽能集熱器之隔熱與集熱性能研究─以平屋頂構造為例，碩士論文，國立台北科技大學建築與都市設計研究所，台北，2005。
[45]吳啟哲，箱盒型雙層玻璃立面在台灣的性能分析研究，博士論文，國立台灣科技大學建築研究所，台北，2005。

相關網站
[46]鄉土台北情，http://www2.ctps.tp.edu.tw/。
[47]經濟部能源局，http://www.moeaec.gov.tw。
[48]內政部營建署全球資訊網站，http://www.cpami.gov.tw。
[49]2005再生能源網，http://re.org.tw。
[50]經濟部能源委員會網站，http://www.moeaboe.gov.tw。
[51]中華民國太陽能協會，http://www.solar.org.tw。
[52]彩色鋼板材質規範之選擇，http://www.jinton.com.tw/changho/p06.htm。
[53]凱景實業股份有限公司，http://www.kcico.com.tw/。
[54]鑫鼎噴砂油漆工程有限公司，http://5168.t886.com。
[55]土荃實業股份有限公司，http://www.peacco.com。
[56]香港建築，http://www.building.com.hk。
[57]Pacific Solar Technologies，http://www.pacsotec.com。
[58]OMソーラー協会，http://www.omsolar.co.jp。