臺灣博碩士論文加值系統

外遮陽裝置可減少從窗戶進到室內的太陽輻射量，降低室內溫度，進而降低空調耗電量，達到節能目的。然而現在國內外遮陽規範計算外遮陽係數ki方法多有缺漏，文獻中缺乏完整且詳細之計算流程及假設。例如，水平、垂直、格子遮陽板之外遮陽係數ki只有一種表格，但外遮陽係數ki和窗戶高寬比有很大的關係，現行國內規範中並未說明製作外遮陽係數ki所使用的窗戶高寬比。
此外，有無考慮漫射和反射輻射項、漫射和反射輻射遮蔽係數、遮陽板與窗戶距離，使用之氣象資料、地點、計算ki的期間(全年期、溫熱期、冷涼期)都會影響到外遮陽係數ki。
本研究將國內外文獻整理成一套有系統的理論架構，並以MATLAB撰寫分析程式，與文獻驗證比較結果相符。再者，本研究計算台灣地區水平、垂直、格子、百葉遮陽板遮蔽太陽輻射的效果，提出不同窗戶比例、時期的外遮陽係數ki,prop表(prop表示由本研究提出之意)供後人參考使用。並以Abaqus 6.11模擬室內溫度與本研究團隊現有的實驗數據比較。

The application of external shading system could block out unwanted radiant heat gain, thus reduces the cooling load and conserves energy. However, domestic and international standards lack of complete and detailed calculation procedure of shading factor, the reduction factor of solar radiation in presences of obstructions. For instance, the ratio between height and width of the window influences shading factor a lot, but there is only a table of shading factor for each kind of external shading devices.
In addition, shading factor varies with whether diffuse irradiance and reflect irradiance terms, effect of external shading devices on obstructing direct, diffuse, reflect irradiance is considered in the calculation, and with the geometry of window and shading devices, the time and location of weather data and reference period.
The objective of this research is to propose calculation procedure. The algorithms have been written in MATLAB language and verified by other references. Futhermore, this paper presents shading factor ki,prop of horizontal, vertical, egg-crated shading devices and louvers in various window ratio and reference period. A numerical model is built in Abaqus 6.11 to compare room temperature with existing experimental data.

口試委員會審定書 #
誌謝 i
中文摘要 iii
英文摘要 v
目錄 vii
表目錄 xi
圖目錄 xxi
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 2
1.2.1 國內遮陽規範 3
1.2.2 國外遮陽規範 10
1.3 各章內容簡介 12
第二章 建築物外遮陽遮蔽效果 13
2.1 前言 13
2.2 太陽日照與輻射相關理論 14
2.2.1 太陽輻射能 14
2.2.2 太陽方位角與高度角 17
2.2.3 無外遮陽之傾斜面上輻射量 22
2.3 遮蔽因子定義 25
2.3.1 瞬時遮蔽因子 25
2.3.2 平均遮蔽因子 25
2.3.3 幾何直射輻射遮蔽係數 26
2.3.4 幾何漫射輻射遮蔽係數 27
2.4 陰影計算流程 31
2.4.1 遮陽板頂點在窗戶上之投影點座標 31
2.4.2 陰影面積計算 34
2.5 百葉遮陽板遮蔽係數 37
2.6 程式撰寫流程 42
2.7 文獻結果驗證 43
2.7.1 幾何直射輻射遮蔽係數 43
2.7.2 幾何漫射輻射遮蔽係數 49
2.7.3 平均遮蔽因子 51
第三章 台灣地區平均遮蔽因子與總輻射量 57
3.1 前言 57
3.2 臺灣歷年氣象資料 58
3.3 台灣地區不同年份平均遮蔽因子之比較 59
3.4 台灣不同地區遮蔽因子之比較 68
3.5 氣象代表年 77
3.6 遮陽板及各方位總輻射量分析參數與假設 79
3.6.1 各種遮陽板深度比定義 79
3.6.2 各種遮陽板窗戶比例 81
3.7 水平遮陽板各種窗戶比例之平均遮蔽因子 83
3.7.1 全年期 83
3.7.2 溫熱期 87
3.7.3 冷涼期 91
3.8 垂直遮陽板各種窗戶比例之平均遮蔽因子 95
3.8.1 全年期 95
3.8.2 溫熱期 99
3.8.3 冷涼期 103
3.9 格子遮陽板各種窗戶比例之平均遮蔽因子 107
3.9.1 全年期 107
3.9.2 溫熱期 111
3.9.3 冷涼期 115
3.10 百葉遮陽板各種窗戶比例之平均遮蔽因子 119
3.10.1 全年期 120
3.10.2 溫熱期 123
3.10.3 冷涼期 127
3.11 台灣各地區各方位總輻射量 131
3.11.1 全年期 132
3.11.2 溫熱期 135
3.11.3 冷涼期 138
3.12 結論 141
3.12.1 其他情形的ki,prop與It 143
第四章 現地實驗與數值分析模型 145
4.1 實驗屋實驗配置 145
4.1.1 實驗屋設計 145
4.1.2 實驗屋外牆與屋頂材料 146
4.1.3 實驗儀器介紹與說明 147
4.1.4 遮陽實驗組 149
4.2 數值分析模型 151
4.2.1 熱傳遞理論與Abaqus簡介 151
4.2.2 3D全模型 157
4.2.3 參數及分析設定 163
4.3 結果與討論 171
第五章 結論與未來展望 175
5.1 結論 175
5.2 未來展望 176
符號表 177
參考文獻 179

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