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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳毅峰
研究生(外文):Yi-Fong Chen
論文名稱:深遮陽教室採光改善技術之研究-垂直導光系統之研發
論文名稱(外文):A Study on the Interior Daylighting Improvement Technology in Deep-Shaded Classrooms- the Develop of Vertical Light-Guiding System
指導教授:王為王為引用關係
指導教授(外文):Wei Wang
口試委員:黃士賓周伯丞王為
口試委員(外文):Shi-Bin HuangPaul Po-Cheng ChouWei Wang
口試日期:2012-07-13
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:144
中文關鍵詞:深遮陽教室採光垂直導光系統
外文關鍵詞:Deep-Shaded ClassroomsDaylightingVertical Light-Guiding System
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近年來隨著教育部推動國中小老舊校舍更新改建之政策,大部份新建教室均於兩側開窗面外設置走廊或陽台,形成雙走廊之教室。這些雙走廊教室大部份將走廊及陽台加寬,以增加學童之活動空間,並兼為遮陽設施,以符合綠建築節能之要求,但卻影響室內採光,使教室內過於陰暗,於日間須長時間開燈,反而違反省電節能之原則。因此,如何於深遮陽教室增加自然採光量,以節約照明用電,並兼顧遮陽隔熱,為現階段校園建築及綠建築設計極須解決之課題。
本研究應用電腦模擬技術,研發適用於深遮陽教室之簡易垂直導光系統,期望能把頂光有效地傳導至各樓層之教室內,以因應目前校園建築之需求。本研究研發之垂直導光系統包括:反射板、導光片、天花反射板…等,結合這些採光構件,以有效改善深遮陽教室室內採光不足的問題。 
研究結果顯示,於各樓層裝設垂直導光系統,其採光效益各有優劣。以走廊寬度4m之三層樓教室而言,頂層採光效益最佳,平均晝光率提升2.45%,室內均齊度15%;次佳為中間層,平均晝光率提升0.77%,均齊度2%;較差的為最下層,其平均晝光率僅提升0.17%,均齊度提升9%。整體而言,本研究研發之簡易垂直導光系統,可有效提升自頂層(含頂層)而下二層樓之室內採光量,對不易採光之深遮陽教室有具體改善之效果。

The ministry of education has been pushing on the policy of renovating old classrooms in both elementary schools and junior high schools in recent years. Most of the newly-built classrooms have facades or hallways built on both sides facing the doors and windows, hence the classrooms with duo-hallways. Most of these hallways or facades are widened for the purposes of increasing room for the students’ activities and sun-shading, so as to meet the requirements of green architecture. But it also affects the interior daylighting, making the classrooms shady and dark. The lights in the classrooms have to be turned on all day long, so it goes against the energy-smart principles. Therefore, it is an urgent issue for campus architecture, as well as green architecture design to solve the problem of how interior daylighting can be increased in deep-shaded classrooms in order to save energy used in lighting, while carrying out the purposes of shading the sunshine and heat.
This study was based on computer simulation technology to develop vertical light-guiding system for deep-shaded classrooms. The expectation is to transmit rooftop light effectively into classrooms on different floors to cope with the current needs of campus architecture. The vertical light-guiding system that developed from the study including: the reflecting mirrors、guide-rays blades and ceiling reflecting mirrors etc. With those daylighting devices, we can effectively improve the problems of the lack of interior daylighting in deep-shaded classrooms.
The results of experiment have shown that the effectiveness of daylighting of vertical light-guiding system set on different floors have their pros and cons respectively. Take the three stories classroom with 4 meter wide hallway for example, the best efficiency of daylighting is on top floor, the daylight factor increases 2.45% and average uniformity increases 15%; The second highest is middle floor, the daylight factor increases 0.77% and average uniformity increases 2%; The worst is bottom floor, the daylight factor increases 0.17% and average uniformity increases 9%. To sum up, the development of simple vertical light-guiding system from this study can increase interior daylighting from the top floor to second floor. To the deep-shaded classrooms with difficult lighting, the system has the concrete improvements.

第一章 緒論
1-1研究動機 1-1
1-2研究目的 1-2
1-3文獻回顧 1-3
1-3.1採光裝置發展現況 1-3
1-3.2導光裝置相關研究 1-4
1-3.3應用電腦模擬軟體預測分析研究 1-6
1-4研究範圍 1-8
1-5研究方法與流程 1-9
第二章 相關理論與文獻回顧
2-1自然光環境概述 2-1
2-1.1自然光源 2-1
2-1.2晝光理論 2-2
2-1.3採光理論 2-7
2-1.4光的物理特性 2-8
2-2 國中小學校舍現況 2-11
2-2.1教室走廊之深度規範 2-11
2-2.2國中小學校舍走廊之形式類型 2-12
2-2.3學校教室採光評估指標 2-13
2-3 電腦模擬光環境發展現況 2-16
2-3.1光環境模擬軟體比較 2-16
2-3.2電腦模擬軟體光模擬理論 2-19
2-3.3 CIE與PREZE天空模型概述 2-21
第三章 模擬軟體適用性之實驗分析
3-1軟體適用性評估計畫 3-1
3-1.1實驗場地設計 3-2
3-1.2電腦模擬變因參數設定 3-3
3-2實驗結果與分析 3-4
3-2.1實測值與模擬值測點照度預測分析 3-4
3-2.2實測值與模擬值趨勢分析 3-5
3-3小結 3-5
第四章 垂直導光系統之研發
4-1研發計畫說明 4-1
4-1.1實驗模擬空間與研究方法 4-2
4-1.2評估方法 4-7
4-2反射板形式在不同光源下對於室內採光之影響 4-8
4-2.1直射光下反射板角度變化 4-9
4-2.2漫射光下反射板角度變化 4-12
4-2.3水平類型與拋物線型之比較 4-15
4-2.4不同長度反射板對於室內採光之影響 4-16
4-2.5不同長度之反射板在各樓層間之採光效益 4-17
4-3導光片形式在不同光源下對於採光照度之影響 4-19
4-3.1直射光下導光片角度變化 4-20
4-3.2漫射光下導光片角度變化 4-23
4-3.3四片型與九片型之比較 4-26
4-3.4不同長度導光片對於室內採光之影響 4-27
4-4 室內天花板在不同光源下對於室內採光之影響 4-28
4-4.1直射光下天花板斜率變化 4-29
4.4.2漫射光下天花板斜率變化 4-32
4.4.3不同斜率室內天花板之比較 4-35
4-5垂直導光模組之材質反射率與透過率對室內採光之影響 4-36
4-5.1不同材質反射率對於室內照度之影響 4-36
4-5.2不同材質透過率對於室內照度之影響 4-37
4-6小結4-38
第五章 深遮陽教室各樓層之採光效益模擬分析
5-1不同走廊寬度與樓版開口對室內採光之影響5-1
5-1.1教室走廊寬度5-2
5-1.2樓版開口寬度5-3
5-1.3小結5-4
5-2垂直導光模組對深遮陽教室採光效益之綜合分析5-5
5-2.1各樓層佈設導光模組對室內採光之影響5-5
5-2.2單一樓層佈設導光模組對室內採光之影響5-10
5-3小結 5-15
5-3.1垂直導光系統效能綜合評估 5-15
5-3.2封閉側向光源之垂直導光系統效能評估 5-16
5-3.3垂直導光系統之設計準則5-18
第六章 結論與建議
6-1結論6-1
6-2後續研究建議6-3


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