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研究生:楊靜宜
研究生(外文):Jing-Yi Yang
論文名稱:自然通風教室熱舒適度研究-以南投縣爽文國小為例
論文名稱(外文):Thermal Comfort in Naturally Ventilated Classrooms: A Case Study at Suang-Wun Elementary School in Nantou County
指導教授:林盛隆林盛隆引用關係
指導教授(外文):Sheng-Lung Lin
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:環境工程與管理系碩士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:107
中文關鍵詞:熱舒適度自動連續量測法自然通風教室
外文關鍵詞:Naturally ventilated classroomAutomatic Sampling MethodThermal comfort
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良好的學習空間及舒適的學習環境是每個學校積極追求的目標,教室內環境品質的好壞,對學生學習效率、人體健康及環境衝擊將產生影響。921震災後,「永續校園」的理念成為災區學校重建設計的基本原則,因此探討重建教室內物理環境因子是否符合學生熱舒適需求成為本研究之主軸。
本研究利用自動連續量測法及現場主觀感覺問卷調查,取得熱舒適之物理環境因子及主觀感覺參數,希望藉此研究能了解學生對重建教室內物理環境因子舒適感受;並探討室內物理環境因子與熱舒適度之相關性,進而推估出國小學生舒適溫度,作為將來相關場所設計之參考。
由問卷結果得知,大部份學生能接受重建教室內熱舒適度、風速、照明環境設計,對音環境滿意度偏低仍具改善空間。經交叉分析結果顯示主觀風速感覺會影響學生對室內熱舒適的感覺,其餘照明、音環境、整體舒適滿意度對熱舒適感覺並沒有很大影響。
現場量測物理環境因子參數經Person積差相關分析顯示室內熱舒適度與室外溫度呈高度正相關,與學生衣著絕緣值呈中度負相關。經積差相關分析結果選入影響舒適溫度的兩個主要變項進行多元廻歸分析,適用範圍在室外溫度12.8~31.0 ℃,小學生熱舒適推估公式為tn=5.736+0.768to ( R2=0.873 )。再利用Monte Carlo 模擬推估出國小學生舒適溫度為 21.7 ℃,舒適溫度範圍16.8 ~26.7 ℃。
Good learning space and comfortable study environment is permanent goal to each school. The classroom indoor environmental setting quality is highly associated to students’ learning efficiency, physical health, and even environmental impact.
After 921 earthquakes, “sustainable campus” turned to be one of the fundamental reconstruction principles in the attacked region. It is essential to investigate physical elements in those rebuilt classrooms, and review if the result proves students’ comfort needs is fulfilled individually. This is the principal guideline for the study.
The study used automatic sampling method and a simultaneous questionnaire in field to identify the physical environmental factors of thermal comfort for elementary school students. Through the study, we targeted to learn students’ fitness response to the physical environmental factors, to investigate the correlation between indoor physical environmental factors and thermal comfort, and to simulate the most comfortable temperature to students for future campus and learning facility design reference.
The study result advised that most of the students may adapt thermal comfort, wind speed, and luminance comfort in the re-constructed classrooms. However, the acoustic comfort satisfaction level was relatively low and should be improved. After correlation regression analysis, we found subjective wind speed may affect students’ thermal comfort response; it did not associated to luminance comfort, acoustic comfort, and overall environmental comfort satisfaction level.
After Person correlation analysis on the values of the field measured physical environmental factors, we’ve learned that indoor thermal comfort and outdoor temperature is highly correlated, and it is negatively middle correlated to students’ clothes quantity. The two selected factors, outdoor temperature and students’ clothes were major factors to review comfort temperature by multiple regression analysis method. For outdoor ambient temperature of 12.8 ~ 31.0℃, students’ thermal comfort formula is tn=5.736+0.768to ( R2=0.873 ). Through Monte Carlo analysis method, it recommended the comfort temperature to students is 21.7 ℃, or ranged from 16.8 to 26.7℃.
目錄
中文摘要...........................Ⅰ
英文摘要...........................Ⅱ
誌謝...........................Ⅳ
目錄...........................Ⅴ
表目錄...........................Ⅷ
圖目錄...........................Ⅸ
符號說明...........................XI
第一章 緒論
1.1 研究背景與動機......................................1
1.2 研究目的............................................3
1.3 研究範圍與限制......................................4
1.4 研究架構與論文內容..................................4
1.5 名詞解釋............................................6
1.6 參數說明............................................8

第二章 文獻回顧
2.1 台灣氣候與地理環境 ................................10
2.2 熱舒適度之探討.....................................11
2.2.1 人體與外界環境之熱平衡模型.......................12
2.2.2 熱舒適度標準.....................................24
2.2.3 熱舒適度推估計算公式.............................27
2.2.4 國內外熱舒適度相關研究...........................30
2.3 照度對舒適度的影響.................................33
2.4 音環境對舒適度的影響...............................35

第三章 研究方法
3.1 實驗場所與配置.....................................38
3.2 物理環境因子量測儀器與方法.........................39
3.3 問卷設計與調查.....................................42
3.4 資料處理與統計分析.................................43

第四章 結果與討論
4.1 室內物理環境因子量測結果...........................50
4.1.1 溫度歷時變動.....................................50
4.1.2 相對濕度歷時變...................................52
4.1.3 風速歷時變動.....................................54
4.1.4 照度變動.........................................55
4.1.5 噪音變動.........................................56
4.2 問卷舒適度調查結果.................................57
4.2.1 受訪者衣著絕緣值.................................57
4.2.2 熱舒適度.........................................59
4.2.3 風速舒適滿意度...................................60
4.2.4 照明舒適滿意度...................................62
4.2.5 音環境舒適滿意度.................................63
4.2.6 整體舒適滿意度.................................63
4.3 國小舒適溫度之探討.................................68
4.3.1 影響舒適溫度參數...............................68
4.3.2 教室室內熱舒適度模式推估.......................70
4.4 綜合討論...........................................76

第五章 結論與建議
5.1 結論...............................................81
5.2 建議...............................................82

參考文獻...............................................83
附錄...................................................89
附錄一、人體新陳代謝率.................................89
附錄二、衣著絕緣值表...................................92
附錄三、國小普通教室室內物理環境問卷調查...............96
附錄四、各項物理環境因子量測結果.......................98

表目錄
表2-1 南投地區氣象站月平均溫度、相對濕度統計表...........11
表2-2 單位人體表面積的新陳代謝率.........................16
表2-3 fcl與Icl值與衣著絕緣值之關係 .....................17
表2-4 PMV大小代表意義....................................25
表2-5 ISO 7730建議的環境熱舒適參數.......................26
表2-6 中央氣象局舒適度指數分類......... .................28
表2-7 中國大陸健康住宅建設技術要點溫度及相對溼度標準.....30
表2-8 風速對人體舒適度之影響.............................32
表2-9 台灣地區自然通風狀態下室內舒適溫度比較表...........33
表2-10 內政部學校教室照度建議值..........................36
表2-11 建築物室內噪音容許值...... .......................37
表3-1 問卷調查主觀感覺刻度...............................44
表3-2 熱舒適度相關參數取得方式...........................45
表3-3 照度、噪音、天氣型態紀錄表.........................45
表3-4 節錄ISO 9920衣著絕緣值表...........................46
表4-1 教室整體物理環境因子平均值.........................51
表4-2 各物理環境因子之相關分析表-男性....................71
表4-3 各物理環境因子之相關分析表-女性....................72
表4-4 各物理環境因子之相關分析表-整體....................73
表4-5 Monte Carlo模擬推估本研究小學生舒適溫度…..........76
表4-6 本研究與蘇俊榮相較表...............................79
表4-6 Monte Carlo模擬推估本研究及其他研究者舒適溫度比較表80


圖目錄
圖1-1 研究流程圖..........................................5
圖2-1 人體與環境交互作用熱平衡模型.......................13
圖2-2 人體與環境之傳熱關係...............................14
圖2-3 衣著絕緣值固定時室內溫度與舒適指標關係.............18
圖2-4 衣著絕緣值量固定時室內溫度與不滿意率關係...........19
圖2-5 相對濕度與舒適度之關係.............................19
圖2-6 不同人體活動量與所對應的平均皮膚溫度...............20
圖2-7 風速與室內溫度之關係...............................21
圖2-8 較佳的空氣流向示意圖...............................22
圖2-9 熱舒適環境關聯性...................................23
圖2-10 可接受的舒適區溫度、濕度曲線圖....................26
圖2-11 CNS教室照明照度建議值.............................35
圖3-1 實驗學校平面配置圖...................... ..........39
圖3-2 室內物理環境因子測量位置圖.........................40
圖3-3 自動連續量測法儀器連結系統圖.......................41
圖3-4 室內物理環境因子量測狀況圖.........................41
圖3-5 衣著絕緣值計算示意圖...............................47
圖4-1 溫度歷時變動圖.....................................53
圖4-2 教室內相對溼度歷時變動圖...........................53
圖4-3 教室內風速歷時變動圖...............................54
圖4-4 照度歷時變動圖.....................................55
圖4-5 噪音單節歷時變動圖.................................56
圖4-6 受訪學生平均衣著絕緣值.............................58
圖4-7 受訪者衣著絕緣值分佈表.............................59
圖4-8 主觀熱舒適感分佈圖.................................60
圖4-9 衣著絕緣值與熱舒適感覺分佈圖.......................61
圖4-10 主觀風速感覺分佈圖................................61
圖4-11 主觀照度感覺分佈圖................................62
圖4-12 主觀音量感覺分佈圖................................64
圖4-13 主觀整體舒適滿意度分佈圖..........................65
圖4-14 熱舒適感覺與風速感覺交叉分析圖....................65
圖4-15 熱舒適感覺與音量感覺交叉分析圖....................66
圖4-16 熱舒適感覺與照明感覺交叉分析圖....................67
圖4-17 熱舒適感覺與室內整體滿意度交叉分析圖..............68
一、 外文文獻
ANSI, ASHRAE Standard 55 Thermal Environmental Conditions for Human occupancy, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Atlanta(1992).
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ISO, “ISO 7730 - Moderate Thermal Environments - Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort”, Internation Standards Organisation, Geneva (1995a).
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Wong, N. H., eriadi, H. F., Lim, P. Y. and Sekhar, C. Cheong, K. W., “Thermal comfort evaluation of naturally ventilated public housing in Singapore”, Energy and Buildings , Vol. 37, PP.1267-1277 (2002).
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原田隆司, “衣服的快適性和感覺計測” ,纖維製品消費科學, 日本, 第三十六卷,P.24(1996)。
日本建築學會,建築設計資料集成4,1995

二、 中文文獻
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吳明隆、涂金堂,「SPSS與統計應用分析二版」,五南文化,台北,(2005)。
杜月香,「建築物理環境」,詹氏書局,(1993)。
林怡君(民82),「普通教室室內噪音之評估-以台南地區公立小學為例」,碩士論文,成功大學建築系,台南(1993)。
林琨閎,「新校園建築物理環境現況及效能之研究-以南投縣小學普通教室為例」,碩士論文,雲林科技大學空間設計研究所,雲林(2004)
洪增淵,「演講廳之室內環境品質調查與分析」,碩士論文,朝陽科技大學環境工程與管理系,台中(2004)。
莊振賢,「國人舒適感受調查」,碩士論文,台北科技大學冷凍與低溫科技研究所,台北(2000)。
教育部,「學校教室照明與節能參考手冊」,教育部(2004)
陳銘雄,「從熱舒適度探討學校教室節能策略」,碩士論文,朝陽科技大學環境工程與管理系,台中(2005)。
黃教誠,「大學教室熱舒適範圍之實測調查研究」,碩士論文,逢甲大學建築研究所,台中(2005)。
楊宗文,「適應性類神經模糊推論系統在舒適度模型的應用」,碩士論文,台大電機研究所,台北(2001)。
蔡尤溪,「國內外IAQ現況及防治技術」,能源、資源與環境季刊,第79~83頁,台北(1996)。
魏士閔,「室內舒適度之調查分析」,碩士論文,朝陽科技大學環境工程與管理系,台中(2006)。
蘇俊榮,「熱舒適度之探討-以南投縣鹿谷鄉廣興國小教室為例」,碩士論文,朝陽科技大學環境工程與管理系,台中(2008)。

三、 網站資料
中央氣象局網站,http://www.cwb.gov.tw。
台灣電力公司,http://www.taipower.com.tw。
美國冷凍空調協會(ASHRAE)網站,http://www.ashrae.org。
勞工安全衛生研究所,http://www.iosh.gov.tw。
行政院衛生署網站,http://www.doh.gov.tw。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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