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研究生:黃建傑
研究生(外文):Chien-chieh Huang
論文名稱:建築壁面綠化熱效益之數值模擬研究
論文名稱(外文):A Study of the numerical simulation for the thermal benefit of building wall greenery
指導教授:鍾松晉鍾松晉引用關係
指導教授(外文):Sung-chin Chung
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:空間設計系碩士班
學門:設計學門
學類:空間設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:126
中文關鍵詞:計算流體力學蒸散速率覆蓋率熱效益
外文關鍵詞:transpiration rategreen coverthermal bennfitCFD
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本研究主要以建築壁面綠化植物(3種)為主要研究對象,透過CFD-PHOENICS軟體進行模擬實驗,解析不同綠化形式(座向、方位、季節)與不同綠化特性(覆蓋率、蒸散速率)對於建築壁面與室內溫度的變化狀況,何者較具效益的綠化方式。另外也希望透過此作法找出綠化的可行性的模擬操作方式。研究結果顯示,夏季進行建築綠化最能達到較佳的熱效益,建築壁面南向綠化對室內降溫效果最佳。而不同覆蓋率對於環境溫度有著顯著的變化,以東南北座向綠化來說,覆蓋率越大室內降溫值越高,反之則越小,而以西座向綠化,覆蓋率越大,室內降溫值越小,反之則越大。在有無覆土之綠化牆面對建築壁面與室內不會又太大的降溫效果。另一方面,不同蒸散速率植物對風速不會有太大的影響與改變,只有在覆蓋率處於50%的情況下較有明顯關係。
This main research object of research building wall greenery.Useing CFD-PHOENICS software imitate the experiment.To Analyze plant differently the form and character.Direct wall of the building and indoor temperature against the change. What relatively has a thermal benefit way? Hope to find out the feasibility simulation operation mode afforested through this way. The result of study shows,The building can reach the thermal benefit to afforest most in summer.There is a very good result of drop in the temperature in the interior to the wall plant in the south of the building.Different coverage rate has apparent changes to the environment temperature. The building is planted in the north and south and east, the larger the coverage rate ,the lowering the temperature value is the higher in the room, it is small on the contrary. The result of the oppositely was the building wall planting in the west.there is result of no lowering the temperature to building between wall and inter, whether it is soil greening. On the other hand, Different transpiration rate will not have too great influence and change on the wind speed, but only coverage rate in 50% of the comparatively obvious situations.
中文摘要 ----------------------------------------------------------------------------- i
英文摘要 ----------------------------------------------------------------------------- ii
誌謝 ----------------------------------------------------------------------------- iii
目錄 ----------------------------------------------------------------------------- iv
表目錄 ----------------------------------------------------------------------------- vi
圖目錄 ----------------------------------------------------------------------------- viii
一、 緒論----------------------------------------------------------------------- 1
1-1 研究動機與目的-------------------------------------------------------- 1
1-2 研究範圍與限制-------------------------------------------------------- 3
1-3 研究流程----------------------------------------------------------------- 4
二、 文獻回顧與相關理論-------------------------------------------------- 7
2-1 文獻回顧----------------------------------------------------------------- 7
2-1-1 屋頂綠化----------------------------------------------------------------- 7
2-1-2 牆面綠化----------------------------------------------------------------- 8
2-2 相關理論----------------------------------------------------------------- 10
2-2-1 基本傳熱行為----------------------------------------------------------- 10
2-2-2 穩態熱傳與不穩態熱傳----------------------------------------------- 14
2-3 植物與環境間之熱行為----------------------------------------------- 16
2-3-1 屋頂覆土植栽對日射熱能之熱收支機制說明-------------------- 16
2-3-2 輻射、對流及蒸散潛熱等主要影響的因子說明------------------ 17
2-4 建築綠化形式技術比較分析----------------------------------------- 21
2-5 CFD 數值模擬應用---------------------------------------------------- 23
三、 研究架構與模擬方法-------------------------------------------------- 27
3-1 研究架構與假設-------------------------------------------------------- 27
3-1-1 研究架構----------------------------------------------------------------- 27
3-1-2 研究變相與定義-------------------------------------------------------- 28
3-2 模擬設計----------------------------------------------------------------- 33
3-2-1 模擬對象物外部條件-------------------------------------------------- 33
3-3 對象物﹝植栽層﹞熱得計算方法----------------------------------- 36
3-3-1 直散分離----------------------------------------------------------------- 36
3-4 電腦數值模擬解析方式----------------------------------------------- 41
3-4-1 室內空間之流場模擬之基本假設----------------------------------- 41
3-4-2 模型幾何尺寸與邊界條件設定-------------------------------------- 43
3-4-3 數值模擬之隔點設定說明-------------------------------------------- 46
3-4-4 數值模擬鬆弛係數與收斂條件設定-------------------------------- 48
3-5 分析方法----------------------------------------------------------------- 49
四、 結果與討論-------------------------------------------------------------- 50
4-1 季節綠化對建築熱效益分析----------------------------------------- 49
4-1-1 不同季節建築壁面綠化熱效益之分析----------------------------- 49
4-2 不同綠化方式對建築熱效益分析----------------------------------- 54
4-2-1 夏季不同座向建築綠化對建築物隔熱效果之分析-------------- 54
4-2-2 夏季建築東、西、南向壁面有無綠化熱效益之分析-------------- 57
4-2-3 有覆土與無覆土熱效益之分析-------------------------------------- 61
4-3 不同植物特性對建築熱效益分析----------------------------------- 65
4-3-1 不同覆蓋率之植物對建築物隔熱效果之分析-------------------- 65
4-3-2 不同蒸散速率之植物對建築物隔熱效果之分析----------------- 69
4-3-3 三種蒸散速率之植物透過不同覆蓋率綠化對建築物風場變化之分析 75
五、 結論與建議-------------------------------------------------------------- 96
5-1 研究結論----------------------------------------------------------------- 96
5-2 較佳的綠化設計方法說明-------------------------------------------- 100
5-3 後續研究與建議-------------------------------------------------------- 102
參考文獻 ----------------------------------------------------------------------------- 103
附錄一 數值模擬Q1設定檔範例------------------------------------------------ 107
簡歷 ---------------------------------------------------------------------------------- 115
參考文獻

(一) 中文文獻
C01. 江哲銘,1997,建築物理,三民出版社,台北。
C02. 賴榮平,林憲德,周家鵬,1991,建築物理環境,六合出版社,台北。
C03. 陳啟中,2001,建築物理概論,詹氏出版社,台北。
C04. 宋苾璇,2002,壁面綠化隔熱效能之研究,國立台灣科技大學,碩士論文。
C05. 張簡宏裕,2002,屋頂覆土植栽之熱收之研究-以鵝掌藤植栽為例,國立台灣科技大學,碩士論文。
C06. 黃菘苗,2003,牆面綠化遮陽效能之評估研究,國立台灣科技大學,碩士論文。
C07. 許瑞銘,2006,屋頂綠化熱效益之研究,私立朝陽科技大學,碩士論文。
C08. 謝維芳,2005,不同植栽對建築物隔熱效果影響之研究,國立中興大學,碩士論文。
C09. 邱英浩,2007,“CFD運用在植栽遮蔽效應之研究”,建築研究成果發表會論文集,頁H55-60,台北,11月24日。
C10. 趙菊,馬秀力,2007,“綠化建築室內熱環境的 CFD模擬”,流體機械,35卷,6期,頁75-79。
C11. 張瑋如,2006,“兩層樓建築物橫流型自然通風模式的CFD研究”,建築學報,56期,頁133-149。
C12. 陳群,2006,壁面溫度對室內空氣流動過程的影響,國立中國清華大學,碩士論文。
C13. 黃鈺純,2006,雙層屋頂搭配太子樓構造對室內自然通風效果影響之研究,國立成功大學,碩士論文。
C14. 陳正玲,2005,雙垂直導風板對室內自然通風效果影響之研究,國立成功大學,碩士論文。
C15. 田中俊六 武田仁,2004,建築環境工學,簡裕容譯,六和出版社,台北。
C16. 翁麗敏,2001,梯間配置對開口模式及通風路徑之影響評估,私立淡江大學,碩士論文
C17. 林沂品,2001,網狀構材開口部對室內自然通風效果影響之研究,國立成功大學,碩士論文。
C18. 顧德興 蔡慶生,2000,植物學與植物生理學,國立中國南京大學,碩士論文。
C19. 王佳瑩,2007,小型住宅建築於非冬季室內熱環境設計策略解析,國立台灣科技大學,碩士論文。
C20. 吳照順,1996,單一空間內空氣品質與熱舒適度之研究,私立中原大學,碩士論文。
C21. 吳黛宸,2007,集合住宅中庭植栽微氣候之數值模擬研究,國立成功大學,碩士論文。
C22. 張勝凱,2002,半導體廠災害應變模式之探討,國立台灣大學,碩士論文。


(二) 日文文獻
J01. 三坂育正,2006,“壁面緑化植物の熱収支特性の評価に関する研究”,日本建築學技術報告集。pp233-236。
J02. 萩島 里,2005,“壁面綠化システ厶の熱收支構造に關する屋外觀測”,日本建築學技術報告集,pp253-258。
J03. 鈴木弘孝,2008,“季節の違いによる壁面綠化の溫熱環境改善效果”,日綠工誌,33期,pp587-595。
J04. 長濱庸介;松江正彥,2008,“大規模壁面綠化による都市環境改善效果の把握”,日綠工誌, 33期,pp492-497。
J05. 青天目 匠,2007,“土壤の濕潤度と植物の界線蒸散量との關係について”,計測自動制御學會235研究集,pp235-9。

﹝三﹞ 英文文獻
E01. Takakura,T,ktade S.&E.Goto,2000, “cooling effect of greenery cover over a building”,Energy and buildings,No.31,pp.1-6
E02.Niachou,A,Papakonstantinou,K,Santamouris,M,Tsangrassoulis,A&G.Mihalakakou,2001, “A nalysis of the green roof thermal properties and investigation of its energy performance”,Enwegy and Buildings,no.33,pp.719-729
E03. Onmura, S,Matsumoto, M.& S.Hokoi,2001, “study on evaporative cooling effect of lawn gardens“,Energy and Buildings,No.33,pp.653-666.
E04. wong,N.H,Chen,Y,Qng,C.L&A.Sia,2003, “investigation of thermal benefit of rooftop garden in the tropical ”,environment Building and Envioroment,No38,pp.261-270
E05. Q. Chen,1995,“Comparison of Different k-ε Models for Indoor Air Flow”,Numerical Heat Transfer,Part B 28,pp.353-369
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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