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研究生:蕭凱文
研究生(外文):Kevin Hsaio
論文名稱:垂直導風板應用於通風隔音窗效能之研究
論文名稱(外文):A Study on Performance of Ventilated and Soundproof Windows with Vertical Baffles
指導教授:黃士賓黃士賓引用關係
指導教授(外文):Shi-Bin Huang
口試委員:林芳銘謝育穎黃士賓
口試委員(外文):Fang-Ming LinYu-Ying HsiehShi-Bin Huang
口試日期:2011-07-29
學位類別:碩士
校院名稱:高苑科技大學
系所名稱:建築研究所
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:120
中文關鍵詞:垂直導風板通風隔音通風隔音窗
外文關鍵詞:Vertical BaffleVentilationSound InsulationVentilated and Soundproof Windows
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面對都市高密度的發展下,噪音環境的衝擊日增嚴重,而建築物之窗戶為了隔絕外部噪音,在窗戶設計上常以高氣密窗為主,普遍導致通風不良以及室內換氣量不足的問題產生,均嚴重影響居住者的健康性與舒適性。因此本研究仍針對此問題,著重於建築物窗戶通風效能及隔音效能之研究,透過實驗研究,期望可發展同時兼具通風與隔音的最佳組合型式。
本實驗研究於通風隔音窗之外開口部,加入垂直導風板增加自然風引入室內之進氣量與換氣效率,並變化五種角度分析其通風效能之優劣,探討垂直導風板應用通風隔音窗之通風及隔音效能。
研究結論:

一、 於20cm、30cm、40cm三種不同深度垂直導風板裝設於通風隔音窗外開口部之量測風速下,皆無法達到有效之室內自然通風換氣之標準,顯示垂直導風板在深度差距不大之下,自然風引入沒有顯著之提升。

二、 以三種深度垂直導風板之五種量測角度平均值,其進氣量於22.5度提昇0.75%、45度提昇2.19%、67.5度提昇1.88%、90度提昇3.89%、112.5度提昇5.42%,由數據結果顯示變化角度越大之下,進氣量方面有逐漸提升之趨勢。

三、 以上進下出加裝垂直導風板、上進下出無裝垂直導風板、上部直通對流三種通風型式中,於自然通風環境下進行長時間風速量測,結果顯示上部直通對流型式提昇65.63%進氣量,其96組數據中有3組數據達到室內通風換氣標準。而上進下出無裝垂直導風板型式雖有提昇30.24%進氣量,但尚未達至室內通風換氣標準。在上進下出加裝垂直導風板中,因實驗試體裝設於南向,室外自然風無法穩定皆從南向面進入,因此測量15組室內風速之總平均值為2.84%,由於實驗試體裝設於南向,且實驗時間於三四月份風向多為西北風,因此要把西北風穩定引入南向之自然風較為不易,所以此型式皆為未達室內通風換氣之標準。


四、在垂直導風板三種深度量測隔音效能,於五個垂直導風板角度下所測得之平均值,結果為20cm垂直導風板有15.7 dB (A)之隔音量、30cm垂直導風板有17.0 dB (A)之隔音量、40cm垂直導風板有16.0 dB (A)之隔音量。實驗結果顯示,垂直導風板每片差距10cm之深度,影響隔音效果有限,沒有顯著提升隔音量。

垂直導風板應用於通風隔音窗之影響上,垂直導風板變換角度之進氣量與當日當時風向有絕對對比關係。整體而言以20cm垂直導風板深度搭配67.5角度為最佳之型式。

To face high density of urban development, the impact of noise environment is getting more seriously. For windows of buildings, in order to isolate outdoor noise, are always designed by high air tightness. It caused the problems of insufficient indoor ventilation that affected the healthy and comfort to residents. Therefore, this study focus on ventilation performance and noise performance of windows by experimental results, we expect to develop the best optimum type with both ventilation and sound insulation.
This research installs the vertical baffles on ventilated and soundproof windows, to increase leading fresh air into indoor room for ventilation efficiency. Changing five different angles of vertical baffles and then to analyze the ventilation efficiency. The main purpose is to examine the ventilation and soundproof efficiency when applying the vertical baffles on ventilated and soundproof windows.
1. Applying vertical baffles with three different depths, those are 20cm, 30cm and 40cm, to install on ventilated and soundproof windows, and then to measure the wind speed. The results show that they are unable to achieve effective standards for the indoor natural ventilation, the data show whether the depths of the vertical baffles or not, it could not have significant upgrade for natural ventilation.
2. Measuring the vertical baffles with three different depths by five angles, the data of indoor natural ventilation was upgraded 0.75% by 22.5 degree angle, upgraded 2.19% by 45 degree angle, upgraded 1.88% by 67.5 degree angle, upgraded 3.89% by 90 degree angle, and upgraded 5.42% by 112.5 degree angle. The results show that the range of changed angles is larger the upgrade is more obvious for leading air into indoors.
3. Three types are measured, type one is upper inlet and lower exhaust with vertical baffles, type two is upper inlet and lower exhaust without vertical baffle, and type three is the upper inlet and direct exhaust, for a day-time measurement. The results show that type three has upgrade 65.63% of ventilation, 3 samples in 96 data passed indoor ventilation standards. Type two although increases 30.24% of ventilation, but does not pass the indoor ventilation standards. Type one gets 2.84% by the average of 15 samples, due to test specimens are installed in south direction, and experimental time is in March and April, wind flow was in northwest direction, so this type of indoor ventilation are almost less than the standard .

4. To measure sound insulation of three different depth of vertical baffles. The results, are averaged by five angles, show that 20cm has 15.7 dB (A) of sound insulation, 30cm has 17.0 dB (A) of sound insulation, and 40cm has 16.0 dB (A) of sound insulation. It obviously shows 10cm of depth difference on each vertical baffle, the affection of sound insulation is limited.
To view the influence of applying vertical baffles on ventilated and soundproof windows, Ventilation is varied with changing angles on vertical baffles by wind direction during day time. In final, 20cm depth and 67.5 degree angle is the best optimum type in this research.

章節目錄
中英文摘要 Ⅰ
章節目錄 IⅤ
表圖目錄 VII
用語及符號說明 XIII

第一章 緒論 I
1-1 研究動機及目的 1
1-2 文獻回顧 5
1-2-1通風隔音窗相關文獻 5
1-2-2導風板相關文獻 8
1-2-3混合通風系統相關文獻 10
1-3 研究方法 12
1-4 研究範圍 13
1-5 研究架構 14
1-6 研究流程與內容概要 15

第二章 通風隔音窗之理論概述 II
2-1 通風隔音窗之概論 17
2-2 導風板之類型 18
2-3 通風消音箱之分類 21
2-4 通風隔音窗之換氣概論概述 23
2-5 隔音窗之基本隔音理論概述 26

第三章 實驗條件及方法 III
3-1 實驗室條 28
3-2 實驗計畫 30
3-2-1 實驗試體之設計 30
3-2-2實驗試體之裝設 34
3-3 實驗量測方法 36
3-3-1 通風實驗量測方法 36
3-3-2 隔音實驗量測方法 39
3-3-3 實驗因子之說明 42
3-4 垂直導風板應用於通風隔音窗之評估指標 46
3-4-1 通風效能評估指標 46
3-4-2 隔音性能評估指標 48
3-5 實驗量測時間記錄 51

第四章 垂直導風板應用於通風隔音窗之通風性能分析 IV
4-1 垂直導風板應用於通風隔音窗之型式分析 52
4-1-1 上進下出型式無裝設垂直導風板之通風效果 52
4-1-2 上部直通對流型式無裝設垂直導風板之通風效果 54
4-1-3 垂直導風板通風型式之比較分析 55
4-2 垂直導風板應用於通風隔音窗之導風板角度分析 58
4-2-1 22.5度角垂直導風板角對室內通風效能之影響 59
4-2-2 45度角垂直導風板角對室內通風效能之影響 65
4-2-3 67.5度角垂直導風板角對室內通風效能之影響 71
4-2-4 90.5度角垂直導風板角對室內通風效能之影響 77
4-2-5 112.5度角垂直導風板角對室內通風效能之影響 83
4-3 垂直導風板應用於通風隔音窗通風性能之綜合比較 89
4-3-1各角度垂直導風板應用於通風隔音窗之比較分析 89
4-3-2 各型式之試體設定因子對室內通風效果之影響 95
4-4 垂直導風板應用於通風隔音窗之隔音性能 100
4-4-1 20cm深度垂直導風板之隔音性能分析 100
4-4-2 30cm 深度垂直導風板之隔音性能分析 102
4-4-3 40cm深度垂直導風板之隔音性能分析 103
4-4-4 各深度垂直導風板之隔音綜合比較 105
4-5 垂直導風板應用於通風隔音窗之隔音性能 107
4-5-1 垂直導風板應用於通風隔音窗之最佳通風型式 109
4-5-2 垂直導風板應用於通風隔音窗之最佳隔音型式 109
4-5-3 垂直導風板應用於通風隔音窗綜合之最佳模式 110
第五章 結論與建議 VI
5-1 結論 112
5-2 後續研究建議 116

參考文獻 118

附錄 121



表目錄
表1-1 通風隔音窗機制及運用手法比較 7
表1-2 導風板國內相關文獻方面 9
表1-3 混通風系統國內相關文獻方面 10
表1-4 研究步驟與流程內容概要 15


表2-1 導風板實驗應用窗戶之類型 20
表2-2 常見消音箱類別表(*35,471頁) 22
表2-3 換氣方法之分類 24

表3-1 省能實驗屋及研究監測屋構造說明 28
表3-2 通風隔音窗通風道型式設計圖 32
表3-3 量測儀器規格說明 36
表3-4 通風量測流程 38
表3-5 儀器系統與規格說明 39
表3-6 隔音實驗量測流程 41
表3-7 實驗試體變因說明表 43
表3-8 垂直導風板應用實驗順序之內容說明 45
表3-9 建築室內通風換氣評估指標說明 46
表3-10 建築室內通風換氣指標 47
表3-11 建築技術規則機械通風之條文(節錄) 48
表3-12 噪音管制法第九條第二項規定 50
表3-13 量測時間記錄表 51

表4-1 各型式裝設垂直導風板之通風效果比較表室 96
表4-2 各型式樣本數達成率表 99
表4-3 20cm導風板室內外平均音量 101
表4-4 30cm導風板室內外平均音量 103
表4-5 40cm導風板室內外平均音量 104
表4-6 垂直導風板應用於通風隔音窗綜和效能之比較 108


圖目錄
圖1-1 公寓類住宅全年度用電情形 1
圖1-2 透天類住宅全年度用電情形 1
圖1-3 垂直導風板應用於通風隔音窗示意圖 3
圖1-4 本文研究範圍 13
圖1-5 研究架構 14

圖2-1 通風隔音窗之定義(本研究繪製) 17
圖2-2 通風隔音窗之對流示意圖(本研究繪製) 18
圖2-3 冷氣機  19
圖2-4 循環風扇 19
圖2-5 除濕機 19
圖2-6 空調出風口 19
圖2-7 導風板應用類型(本研究繪製) 20
圖2-8 一般傾向雙層玻璃板透過損失之頻率特性 27

圖3-1 左棟為實驗屋外觀照片、右棟為監測屋外觀照片 29
圖3-2 實驗屋內部現況照片 29
圖3-3 研究監測屋內部現況照片 29
圖3-4 試體窗框立面圖 30
圖3-5 試體窗框透視圖 31
圖3-6 垂直導風板尺寸圖 31
圖3-7 垂直導風板安裝完成圖 35
圖3-8 省能實驗屋測點剖面位置圖 37
圖3-9 實驗屋量測佈點位置平面圖 37
圖3-10 隔音量量測實驗示意圖 39
圖3-11 隔音量測測點位置圖 40
圖3-12 通風隔音窗之實驗項目 44
圖4-1 室內外風速圖 53
圖4-2 室內進氣量圖 53
圖4-3 室內外風速圖 54
圖4-4 室內進氣量圖 55
圖4-5 換氣次數比較圖 56
圖4-6 換氣量比較圖 57
圖4-7 換氣效率達成率 57
圖4-8 換氣量達成率 58
圖4-9 A-1型式室內外風速圖 59
圖4-10 A-1型式換氣量及換氣效率 60
圖4-11 B-1型式室內外風速圖 61
圖4-12 B-1型式換氣量及換氣效率 62
圖4-13 C-1型式室內外風速圖 63
圖4-14 C-1型式換氣量及換氣效率 64
圖4-15 A-2型式室內外風速圖 65
圖4-16 A-2型式換氣量及換氣效率 66
圖4-17 B-2型式室內外風速圖 67
圖4-18 B-2型式換氣量及換氣效率 68
圖4-19 C-2型式室內外風速圖 60
圖4-20 C-2型式換氣量及換氣效率 70
圖4-21 A-3型式室內外風速圖 71
圖4-22 A-3型式換氣量及換氣效 72
圖4-23 B-3型式室內外風速圖 73
圖4-24 B-3型式換氣量及換氣效率 74
圖4-25 C-3型式室內外風速圖 75
圖4-26 C-3型式換氣量及換氣效率 76
圖4-27 A-4型式室內外風速圖 77
圖4-28 A-4型式換氣量及換氣效率 78
圖4-29 B-4型式室內外風速圖 79
圖4-30 B-4型式換氣量及換氣效率 80
圖4-31 C-4型式室內外風速圖 81
圖4-32 C-4型式換氣量及換氣效率 82
圖4-33 A-5型式室內外風速圖 83
圖4-34 A-5型式換氣量及換氣效率 84
圖4-35 B-5型式室內外風速圖 85
圖4-36 B-5型式換氣量及換氣效率 86
圖4-37 C-5型式室內外風速圖 87
圖4-38 C-5型式換氣量及換氣效率 88
圖4-39 A組型式20cm垂直導風板之室內外風速關係 89
圖4-40 B組型式因子設定之室內外風速關係 90
圖4-41 C組型式40cm垂直導風板之室內外風速關係圖 91
圖4-42 E組型式無裝設垂直導風板之室內外風速關係圖 92
圖4-43 A組型式20cm垂直導風板之室內進氣率比較圖 92
圖4-44 B組型式30cm垂直導風板之室內進氣率比較圖 93
圖4-45 C組型式40cm垂直導風板之室內進氣率比較圖 94
圖4-46 E組型式無垂直導風板之室內進氣率比較圖 94
圖4-47 各型式室內外風速比較圖 97
圖4-48 各型式進氣量比較圖 98
圖4-49 20cm垂直導風板各角度室內平均音量比較圖 101
圖4-50 30cm垂直導風板各角度室內平均音量比較圖 102
圖4-51 40cm垂直導風板各角度室內平均音量比較圖 104
圖4-52 各深度垂直導風板隔音綜合比較圖 105
圖4-53 全部型式隔音室內隔音量效果 106
圖4-54 全部型式垂直導風板通風及隔音綜合比較圖 110


參考文獻

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