跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.236.84.188) 您好!臺灣時間:2021/08/03 10:11
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:李筱晴
研究生(外文):Li,Hsiao Ching
論文名稱:多層網狀構材應用於自然通風效果之研究
論文名稱(外文):A Study on Natural Ventilation Efficiency Controlled with Multi-Layer Porous Screens in Taiwan
指導教授:李彥頤李彥頤引用關係
指導教授(外文):Yen-Yi,Li
學位類別:碩士
校院名稱:樹德科技大學
系所名稱:應用設計研究所
學門:設計學門
學類:綜合設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:156
中文關鍵詞:多層網狀構材多重網控制系統通風換氣效率模組
外文關鍵詞:designsystemafterissuedata
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:312
  • 評分評分:
  • 下載下載:52
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:3
研 究 摘 要
台灣地處於亞熱帶海島型氣候、高溫高濕多蚊蟲,故建築開口部多裝設單層紗窗,本研究目的在思考新的設計概念,依據台灣地區建築開口部裝設紗窗的設計習慣,思考亞熱帶開口部另一種有效對應處理的機會,此部分思考以多層網狀構材來做為目標,藉由網狀構材「遇強則強、遇弱則弱」之特質,兼顧不同季節下自然通風對應室內通風換氣效率控制建議,亦滿足過濾粉塵、緩和風速、防止蟲蠅進入室內等多重作用。同時藉由對室內空間氣流流場之換氣通風與氣流特性之多重網控制系統,配合設定最佳開口部位置,建議最佳通風換氣效率的模組

■研究目標
1.針對多層網通風模式,藉由小型風洞實驗之標準檢測模式,取得多層網通風實驗數據,同時利用分析結果,與在CFD(Computational Fluid Dynamics)模擬解析上所設定的參數,驗證數值預測工具,使模擬結果更接近真實,確立應用CFD數值解析建築室內流場之信賴性,並藉由CFD數值解析方式瞭解網後氣流運動模式。

2.觀察多層網狀構材應用於自然通風效果,建立多層網狀構材基本特性,包含多層網狀構材對應風速與壓力相關變因,提供通風換氣控制定量之參考依據。

3.依據風洞實驗所量測之結果,提供後續進行解析建立屬於多層網狀構材風速變化之公式,做設計者簡便之參考依據。

■研究方法
1.利用小型風洞實驗,透過多點不同位置之重複性量測,有效紀錄多層網材之不同風速下對應變化,建立不同層數網狀構材對應風速之基本資料庫。

2應用CFD數值解析方法,有效建立複層網材風洞實驗模型氣流通過網後之運動模態,以更瞭解氣流對應網狀構材之差異特質,並提供進一步探討之基礎。

3比對小型風洞實驗結果與CFD計算結果,檢測CFD模擬的誤差值,並透過CFD計算的可能性,外推實驗不足之高風速組數,進一步瞭解空氣對應網狀構材流動狀況、路徑、將對多層網狀構材通風換氣效能作完整評估。

■ 研究結論
自然通風行為上台灣都會區平均建築周邊入風風速主要介於0.2m/s至2.0m/s間,以此為基礎看待多層網系統,3層網及4層網為最佳模式,因最具穩定性,且有效加強「遇強則強、遇弱則弱」之特質。
多層網材在一般型PVC網之通孔率選用下,其風速表現於1至3層網間差異值不大,皆在20%差異度內,於4層網以上時,衰減率隨風速增強而加大。於8層網與9層網結果顯示差異值不大,兩者差異度在10%以內。整體結果顯示,風速範圍在0.2m/s至1.0m/s範圍間,網材數目與氣流通過衰減率差異度最大,低於0.2m/s狀態下以及高於2.0m/s狀態下,其網材數目與氣流通過衰減率之差異度降低,但於高風速狀態下呈現較高的衰減效益。
綜和分析結果整理如下:
在入風風速小於0.57m/s狀態下,依雷諾數計算結果顯示應為網材表面摩擦阻抗大於整體壓力阻抗,微風速緩慢通過網狀構材,其損耗能量轉較低,結果受到網材通孔率大小影響,形成些微加速效應,為部分靜壓轉換成動壓的結果。

2.在入風風速V0.57m/s到入風風速V1.00m/s,剛好介於摩擦係數約等於壓力阻抗的範圍,此時將呈現出不穩定性,會隨多層網目對齊與間距差異有所不同。

3.在入風風速大於V1.00m/s時,氣流強快速通過網狀構材時,氣流與網材之間摩擦力小,但壓力阻抗變強達到阻擋效果,此時能量衰減也較大,並會隨著風速加大而衰減率增大。(遇強則堅、遇弱則通)
Abstract

Taiwan is located in subtropical region with typical island climate, and high temperature and humidity with mosquitoes influenced the building openings to install screen windows. Under circumstance of urbanization, how to design efficiently opening system suitable for Taiwan’s living become the main issue to the architects, also the designers of interior living. The porous screen could be the one of solutions to typical Taiwan’s building.

Perspectives
1. Through small-scaled wind-tunnel experiment, getting the stable data for ventilation effects after different multi-layers porous screen. Both experiment and CFD(computational Fluid Dynamics) results can be verified and validated the difference.
2. Building up the characteristics of ventilation effects of multi-layers porous screens, and the result can provide as reference during design.
3. To conclude the velocity and pressure drop equation, and the result can provide as reference during design.

Conclusions:
1. The results show the less difference during 1-layer to 3-layers and the differential ratio is about 20%. However, when the layers are above 4-layers, the decreasing ratio will increase with the velocity.
2. According to the analysis of results, the velocity range during 0.2m/s to 1.0m/s will have large differential ratio.
目 錄
第一章 緒論 3
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 、研究思考相關文獻理論 3
1-2-1、自然通風特質 3
1-2-2、實驗方法 4
1-2-3、電腦模擬實驗 4
1-3 、研究架構與範圍 5
1-4 、研究內容與概要 7
第二章 文獻與背景資料收集 8
2-1、國內外網狀構材相關文獻 8
2-1-1、可呼吸的外牆 10
2-1-2、網狀構材規格說明 11
2-2、網狀構材背景資料建立 13
2-2-1、網狀構材之風速特性與壓降 13
2-2-2、網狀構材氣流衰減特性與壓降 15
2-2-3、網狀構材氣流衰減與雷諾數 17
2-3 小結 18
第三章 研究條件設定 19
3-1、網狀構材之選定 19
3-2、網狀構材小型風洞實驗 20
3-2-1、風洞實驗儀器系統 20
3-2-2、實驗儀器採樣點設定 22
3-2-3、實驗變因與組數設定 23
3-2-4、量測步驟說明 25
3-3、多層網狀構材之CFD模擬應用 28
3-3-1、數值解析氣流場 28
3-3-2、數值解析電腦軟體使用流程 30
3-3-3、CFD數值解析計算方式 30
3-3-4、紊流模型與統禦方程式 32
3-4、多層網狀構材紊流MODEL選定 34
3-4-1、流場之基本假設 35
3-4-2、紊流模型操作設定 36
3-4-3、邊界條件設定 37
3-4-4、格點系統 38
3-4-5、鬆弛係數與收斂條件設定 39

第四章 多層網狀構材風洞實驗結果分析 41
4-1多層網狀構材實驗 41
4-1-1空白實驗 41
4-1-2 氣流環境量測結果 44
4-1-3 實驗組數設定 44
4-2 風洞實驗系統穩定測試 45
4-2-1、系統穩定度分析 48
4-2-2、網狀構材足尺風洞實驗 49
4-3 實驗小結 52
第五章 多層網狀構材CFD數值解析 53
5-1多層網狀構材CFD模擬 53
5-1-1 模擬最佳化格點 53
5-1-2 解析案例說明 54
5-2 模擬風洞實驗 56
5-2-1 Y軸模擬結果分析 61
5-2-2 模擬結果Z軸剖面分析 61
5-2-3 多層網狀構材比對同風速 64
5-3 解析結果 67
5-4 實驗小結 69
第六章 多層網狀構材應用於自然通風之效果探討 70
6-1 各風速數值解析 70
6-2 模擬與實測風速比較 72
6-3解析與實驗比對 73
6-3-1 風洞實驗與模擬比對 73
6-3-2 風洞實驗網材衰減 76
6-3-3 模擬實驗網材衰減率 74
6-4 網材孔目交錯度分析 76
6-5 實驗小結 80
第七章 結論與建議 81
7-1結論 82
7-2後續建議 +84
參考文獻
附錄一 、多層網狀構材小型風洞實驗數據
附錄二、 多層網狀構材實驗結果
附錄三、 居室多層實測數據
附錄四、 居室多層網狀構材實驗結果

個人簡歷
參考文獻
中文部份
1.江哲銘,〝建築物理〞,三民書局,1997.
2.周伯丞,〝建築軀殼開口部自然通風效果之研究〞,成功大學建築研究所博士論文,江哲銘教授指導,2000
3.李彥頤,〝以中央橫軸旋轉窗探討自然通風狀態下通風效率之研究〞,成功大學建築研究所碩士論文,江哲銘教授指導,1998.
4.林沂品,〝網狀構材開口部對室內自然通風效果之影響〞,成功大學建築研究所碩士論文,江哲銘教授指導,2001.6
5.江哲銘、周伯丞,「獨立性效應在室內物理環境品質定量化之應用」以高齡者安養中心為例,中華民國學會建築建築學報,31:33-49
6.江哲銘,『綠色通風科技之策略研發』,行政院國家科學委員會專題研究計畫成果,1999.8-2000.7,台灣
7.連憶菁,〝水準導風百葉開口部對室內自然通風效果之影響〞,成功大學建築研究所碩士論文,江哲銘教授指導,2003
8.陳正玲,〝垂直導風版對室內自然通風效果影響之研究〞,成功大學建築研究所碩士論文,江哲銘教授指導,2005
9.陳清乾,「廚房高氣窗通孔率對二氧化碳濃度場與換氣效率之影響」,成大建築碩論,2000。
10.周金松,「紗網對臥室分段開口模式之自然通風換氣效率電腦模擬研究」成大建築碩論,2000。
11.江哲銘,「邁向永續的健康建築」,邁向21世紀永續建築環境國際研討會,2000
12.周伯丞、江哲銘、賴啟銘與李彥頤等,「微氣候氣象資料在建築生命週期中更新重建設計之應用The Applications of Local Micro-Climate Data in Rehabilitation」,中華民國建築學會第十二屆建築研究成果發表會論文集,中華民國建築學會第十二屆建築研究成果發表會,pp.509-512,2000,臺北,台灣
13.李建成等編,「泛亞熱帶地區建築設計與技術」,華南理工大學出版社,PP.140,1998
14.鍾基強,〝加強除濕複式系統之設計與分析〞,中山大學機械工程研究所碩士論文,楊冠雄教授指導,1986
15.吳明翰,穿孔鋼板吸音特性之研究,2002.7,成功大學建築研究所碩士論文,賴榮平教授指導
16.王金泉,應用邊界水氣擴散模式之室內濕度動態分析研究,1994,雲林科技大學機械工程系碩士論文,鍾基強教授指導
17.張子健,網狀材料減衰風雨作用性能研究,2000,台科大建研所碩論,林慶元教授指導
18.簡永和,住宅單元空間模擬自然通風換氣對室內空氣環境影響之研究,成大所碩論,江哲銘教授指導,1995
19.徐偉森,住宅臥室空間自然通風效果之研究—濃度衰減法實驗與數值模擬分析,成大所碩論,江哲銘教授指導,1997
20.江哲銘、林俊興等,(1990~1994),下世代住居空間物理環境之研究(第一期至第五期),財團法人祐生研究基金會
21.江哲銘、林俊興等,(1995~2000),共生生態環物理環境控制之研究(第一期至第五期),財團法人祐生研究基金會
22.張志傑,(1992),環境生態學,科技出版社
23.地球環境‧住居研究會,(1994),環境共生住宅--計畫‧建築編,日本建設省住宅局住宅生產課
24.詹慶旋,(1988),建築光環境,清華大學出版社
25.翁仁憲(1996)。作物之光合、呼吸、蒸散作用與其環境適應性之關係 中華農業氣象 3卷 1期 1-7頁。台中市。中華農業氣象學會。
26.楊之遠 朱鈞(1995)。風對水稻生長及生理特性影響之研究(1)風對水稻幼苗生長及光合作用、呼吸作用、蒸散作用之影響 中華農學會報 132期 頁45-56。臺北市。中華農學會。
27.陳清義 翁仁憲 方榮坤(1983)。木油桐及黃槿生理特性之研究(1)光合成作用及蒸散作用之特性 理工學報 20期 頁29-38。台中市。國立中興大學理工學報。
28.行政院,(2001),第六屆全國科技會議—第四議題:永續發展與民生福祉,子題六「營建科技」,中華民國行政院
29.西安冶金建築學院、華南工學院、重慶建築工程學院、清華大學,建築物理,中國建築工業出版社
30.日本建築學會編,(1988),建築環境工學用教材 環境篇
31.Robert L.Street, Gary Z.Watters, John K. Vennard,著,楊文昌 譯,基礎流體力學,五南圖書出版公司
32.流體力學,I.C. Curric,陳皇鈞 譯,曉圓出版社
33.圖解建築物裡環境,實力圖書出版企業有限公司
英文文獻部分
1.B.J. Talylor, D.A. Cawthorne, M S, Imbabi,「An investigation of the steady-state behavior of dynamic and diffusive envelopes」Building and Environment 31(1996)519-525
2.B.J. Talylor, R. Webster, M S, Imbabi,「The building envelope as an air filter,Building and Environment 34」(1999)353-36
3.Antonio F Miguel,「Porous materials to control climate behaviour of enclosures:an application to the study of screened greenhouses」,Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics88,75-90,2000
4.A.R.Packwood ,「Flow through porous fences in thick boundary layers:comparisons between laboratory and numerical experiments」,Energy and Building 31,195-209,2000
5.Sydney Baggs, Loan Baggs,(1996),The Healthy House,Thames and Hudson Ltd. London
6.Philip Jodidio,(2000),GREEN ARCHITECTURE,James Wines,Taschen Inc.
7.Lester R. Brown et al,(1994),State of the World 1994,W.W. Norton & Company, Inc.
8.H. B. Maynard & S. E. Mehrtens、蔡伸章譯,(1993),The Fourth Wave - Business in the 21th Century,牛頓
9.David Lloyd Jones,(1998),Architecture and the Environment- Bioclimatic Building Design,Laurence King,U.K.
10.Thomas Herzog,(1998),Solar Energy in Architecture and Urban Planning,Prestel,London
11.Koeigsberger、Ingersoll、Mayhew、Szokolay,(1972),Manual of Tropical Housing and Building-Part 1 Climatic Design
12.David Pearson, (1994), EARTH to Sprit - In Search of Natural,U.K.
13.C.M. Chiang, (2000), “Stride forward to Sustainable Healthy Buildings”, The Proceedings of Conference on toward 21th Century Sustainable Building and Environment, pp.71-93, Taipei, TAIWAN.
14.SB’2000, (2000), Sustainable Building 2000 International Conference Proceedings, Oct.22-25, Maastrcht, Netherland.
日文部分
1.木村健一,(1992),建築環境學 1~2,丸善株式會社
2.伊藤 滋、高橋潤二郎、尾島俊雄,(1994),環境共生都市,日本建設省都市局
3.安岡正人等,(1994),地球環境都市‧建築關總合的研究,平成五年度學科研究成果報告書
4.岩村和夫 編纂,(2000),Sustainable Architecture – A Report From the Forefront,日本建築學會+
5.空氣調和‧衛生工學會,(1997),雨水利用設計實務,空氣調和‧衛生工學會
6.東京農工大學農學部 生物圈環境科學專修編輯委員會,(1992),地球環境自然保護,培風館
7.建築環境技術研究會,(1995),建築環境技術—,日本建築—
8.21世紀住生活研究會,(1996),住生活21,住宅新報社
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top