臺灣博碩士論文加值系統

　　台灣天然資源蘊藏貧乏，98%能源仰賴進口，「節能減碳」的觀念已成為現代環境設計中之主流。據（經濟部能源局，2013）統計，照明用電占住宿類建築整體用電約27.67%。因此，若能有效利用導光遮陽板，遮蔽強烈太陽直射光同時引進天然光源，不但可以改善住宿類建築室內天然光環境品質，亦也減少能源的消耗。本研究利用朝陽科技大學「天空圓頂實驗室」人造天空圓頂配合國際照明委員會（CIE）所提出15種天空情境參數及建築16方位，以1：4等比例水平活動式導光遮陽板縮尺模型，實測台灣中部地區冬至時期全天空漫射晝光狀態並收集室內光環境物理量數據，分析室內均齊度、室內平均照度及晝光率。數據顯示導光角越高室內平均照度越高、均齊度及晝光率越低，致使室內天然光環境無法達到標準。有鑑於此，本研究首先利用SPSS探討單一方位中室內平均照度與導光角、天空情境、室外照度值、天花板反射率、牆壁反射率及地板反射率之間關係，此迴歸模式所呈現的R2值最大為東方（0.921），最小為南南西方（0.787），驗證的照度值與實驗數據對照整體差距-27%~+11%，最後利用虛擬變項的方式帶入方位、天空情境及剔除室內材質反射率等，導出整體迴歸方程式，並與國家標準（CNS）標準照度進行比對分析。經由研究結果顯示，水平活動式導光遮陽板於天空情境5至天空情境15部分方位可使室內平均照度值達到300至750 lux 達到CNS起居間規範要求，其餘天空情境1至天空情境4照度值普遍偏低則必須開啟人工照明設施。因此，釐清各組合型式於各方位面向之適宜性，及建構台灣中部地區住宿類建築室內平均照度值多元迴歸方程式，以預測最適合該地區環境之室內天然採光照度值。

　　 Taiwan is deficient in natural resource reserves, and 98% of its energy relies on importation. Hence, energy saving and carbon reduction has become the main environmental trend in Taiwan. According to the statistics of the Bureau of Energy, Ministry of Economic Affairs, in 2013, by the building use classification, the lighting power consumption accounts for 27.67% of the total power consumption of residential buildings. Therefore, if the light guide plate can be utilized effectively to introduce the natural light source, while blocking the strong direct sunlight, it can improve the quality of indoor natural light environment of the buildings, but also reduce the energy consumption. In this study, the sky diffuse daylight status in central Taiwan during the winter solstice was measured and the physical quantity data of the indoor light environment was collected to analyze the indoor uniformity, average indoor illumination and daylight rate. This study adopted the 1:4 equal-proportional adjustable horizontal light guide plate scale model by utilizing the sky dome of the “Sky Dome Laboratory” of Chaoyang University of Technology (CYUT) with the 15 kinds of sky scenario parameters and 16 building orientations proposed by the International Commission on Illumination (CIE). The data showed that when the light guiding angle has a larger angle, the average indoor illumination is high, and the uniformity and daylight rate are low, thus resulting in the failure of the indoor natural light environment to meet the standards. In this study, the SPSS was used to explore the relationship between the average indoor illumination and the light guiding angle, sky scenario, outdoor illumination value, ceiling reflectance, wall reflectance and floor reflectance. The maximum R2 value presented in the overall regression equation was the east (0.921) and that of the minimum was the south-south-west (0.787) and the illumination value obtained by the regression calculation had an overall gap of -27%~+6%,and the use of dummy variable way into position, sky scenarios and eliminate indoor material reflectivity, calculus overall regression equation .The experimental data were compared with the standard illumination of the Chinese National Standards (CNS). The results showed that the adjustable horizontal light guide plates in some orientations in the sky scenarios 5 to 15 can make the average indoor illumination value reach the CNS living room standard requirement of 300-750 luxs. In the rest sky scenarios of 1 to 4, the illumination values are generally low where the artificial lighting facilities must be turned on. Therefore, the suitability of various combination patterns to the orientations is cleared up and the multiple regression equation for the average indoor illumination value of the house building in central Taiwan is established, in order to predict the indoor lighting illumination value most suitable for the regional environment concerned. The findings can help designers to predict and simulate the average indoor illumination value during the daytime, thus achieving the target of energy conservation and carbon emission reduction.

摘要................................I
Abstract...........................II
謝誌................................IV
目錄.................................V
表目錄...............................VII
圖目錄................................IX
第壹章 緒論...........................1
第一節 研究動機與目的...................1
第二節 研究內容與範圍...................4
第三節 研究方法與流程...................5
第貳章 理論探討與文獻回顧................9
第一節 住宅光環境品質...................9
第二節 導光遮陽板文獻回顧...............12
第三節 物理特性及原理...................17
第四節 全天空漫射晝光...................19
第參章 實驗方法.........................24
第一節 實驗內容與限制...................24
第二節 實驗計畫法.......................26
第三節 人造天空圓頂.....................29
第四節 縮尺模型實驗.....................32
第五節 實驗流程.........................33
第肆章 實驗結果與分析....................35
第一節 人造天空圓頂......................35
第二節 晝光率及均齊度分析.................49
第三節 多元迴歸方程式....................56
第四節 實證研究.........................62
第五節 討論............................68
第伍章 結論及建議.......................70
第一節 結論............................70
第二節 建議............................73
參考文獻...............................75
一、中文文獻............................75
二、英文部分............................78

表目錄
表2-1 台灣中部地區日照時數.........................9
表2-2 CNS住宅起居間照度標準.......................10
表2-3 基準晝光率.................................12
表2-4 國內外歷年關於導光遮陽板研究..................15
表2-5 常用室內裝修反射率..........................19
表2-6 全天空漫射晝光理論比較表.....................20
表2-7 遮陽導光板相關文獻..........................22
表3-1 CIE之15種天空情境..........................24
表4-1 半陰天最佳利用水平活動式導光遮陽板方位..........48
表4-2 全陰天最佳利用水平活動式導光遮陽板方位..........54
表4-3 半陰天最佳利用水平活動式導光遮陽板方位..........55
表4-4 全晴天最佳利用水平活動式導光遮陽板方位..........55
表4-5 南向模式迴歸統計............................57
表4-6 南向模式變異數分析...........................57
表4-7 南向模式係數a...............................57
表4-8 建築16方位室內平均照度迴歸方程式...............58
表4-9 天空情境虛擬變數設定表........................59
表4-10 方位虛擬變數設定表...........................59
表4-11 模式迴歸統計................................60
表4-12 模式變異數分析..............................60
表4-13 模式係數a..................................61
表4-14 變因設定表.................................62
表4-15 迴歸方程式計算0°導光角計算室內平均照度比較圖.....63
表4-16 迴歸方程式計算0°導光角計算室內平均照度比較圖.....63
表4-17 迴歸方程式計算0°導光角計算室內平均照度比較圖.....63
表4-18 0°導光角水平活動式導光遮陽板室內平均照度預測統計..64
表4-19 15°導光角水平活動式導光遮陽板室內平均照度預測統計.65
表4-20 30°導光角水平活動式導光遮陽板室內平均照度預測統計.66
表4-21 30°導光角水平活動式導光遮陽板優劣比較...........66
表4-22 水平活動式導光遮陽板迴歸方程式室內平均照度預測方位.67
表5-1 室內平均照度多元迴歸方程式統整表................72


圖目錄
圖1-1 中部地區範圍圖................................4
圖1-2 研究流程圖 ...................................8
圖2-1 晝光率法計算理論示意圖.........................11
圖2-2 整合性導光材料窗戶............................13
圖2-3 最佳太陽入射角配置，滿足陰影與導向要求............14
圖3-1 精密型照度計.................................26
圖3-2 反射率計....................................26
圖3-3 無導光遮陽板模型.............................28
圖3-4 0°導光角導光遮陽板...........................28
圖3-5 0°導光角導光遮陽板...........................28
圖3-6 0°導光角導光遮陽板...........................28
圖3-7 照度計位置圖.................................29
圖3-8 天空圓頂實驗室平面圖..........................30
圖3-9 人造天空圓頂.................................31
圖3-10 高效率省電PL燈泡..............................31
圖3-11 舞台照明燈具.................................31
圖3-12 半圓形軌道 ..................................31
圖3-13 實驗旋轉平台.................................31
圖3-14 資料收集器 ..................................32
圖3-15 精密型照度計.................................32
圖4-1 CIE全陰天空情境照度（無遮陽遮陽板模型）..........36
圖4-2 CIE半陰天空情境照度（無遮陽遮陽板模型）..........37
圖4-3 CIE全晴天空情境照度（無遮陽遮陽板模型）..........37
圖4-4 CIE全陰天空情境照度（0°導光角導光遮陽板模型）.....38
圖4-5 全陰天照度計1比較圖（0°導光角）.................38
圖4-6 全陰天照度計2比較圖（0°導光角）.................38
圖4-7 全陰天照度計3比較圖（0°導光角）.................38
圖4-8 全陰天照度計4比較圖（0°導光角）.................38
圖4-9 CIE半陰天空情境照度（0°導光角導光遮陽板模型）.....39
圖4-10 半陰天照度計1比較圖（0°導光角）.................39
圖4-11 半陰天照度計2比較圖（0°導光角）.................39
圖4-12 半陰天照度計3比較圖（0°導光角）.................39
圖4-13 半陰天照度計4比較圖（0°導光角）.................39
圖4-14 CIE全晴天空情境照度（0°導光角導光遮陽板模型）.....40
圖4-15 全晴天照度計1比較圖（0°導光角）.................40
圖4-16 全晴天照度計2比較圖（0°導光角）.................40
圖4-17 全晴天照度計3比較圖（0°導光角）.................40
圖4-18 全晴天照度計4比較圖（0°導光角）.................40
圖4-19 CIE全陰天空情境照度（15°導光角導光遮陽板模型）....41
圖4-20 全陰天照度計1比較圖（15°導光角）................41
圖4-21 全陰天照度計2比較圖（15°導光角）................41
圖4-22 全陰天照度計3比較圖（15°導光角）................41
圖4-23 全陰天照度計4比較圖（15°導光角）................41
圖4-24 CIE半陰天空情境照度（15°導光角導光遮陽板模型）....42
圖4-25 半陰天照度計1比較圖（15°導光角）................42
圖4-26 半陰天照度計2比較圖（15°導光角）................42
圖4-27 半陰天照度計3比較圖（15°導光角）................42
圖4-28 半陰天照度計4比較圖（15°導光角）................42
圖4-29 CIE全晴天空情境照度（15°導光角導光遮陽板模型）....43
圖4-30 全晴天照度計1比較圖（15°導光角）................43
圖4-31 全晴天照度計2比較圖（15°導光角）................43
圖4-32 全晴天照度計3比較圖（15°導光角）................43
圖4-33 全晴天照度計4比較圖（15°導光角）................43
圖4-34 CIE全陰天空情境照度（30°導光角導光遮陽板模型）....44
圖4-35 全陰天照度計1比較圖（30°導光角）................44
圖4-36 全陰天照度計2比較圖（30°導光角）................44
圖4-37 全陰天照度計3比較圖（30°導光角）................44
圖4-38 全陰天照度計4比較圖（30°導光角）................44
圖4-39 CIE半陰天空情境照度（30°導光角導光遮陽板模型）....45
圖4-40 半陰天照度計1比較圖（30°導光角）................45
圖4-41 半陰天照度計2比較圖（30°導光角）................45
圖4-42 半陰天照度計3比較圖（30°導光角）................45
圖4-43 半陰天照度計4比較圖（30°導光角）................45
圖4-44 CIE全晴天空情境照度（30°導光角導光遮陽板模型）....46
圖4-45 全晴天照度計1比較圖（30°導光角）................46
圖4-46 全晴天照度計2比較圖（30°導光角）................46
圖4-47 全晴天照度計3比較圖（30°導光角）................46
圖4-48 全晴天照度計4比較圖（30°導光角）................46
圖4-49 全陰天導光遮陽板室內平均照度比較圖...............47
圖4-50 半陰天導光遮陽板室內平均照度比較圖...............48
圖4-51 全晴天導光遮陽板室內平均照度比較圖...............48
圖4-52 全陰天0°導光角均齊度比較圖.....................49
圖4-53 全陰天0°導光角晝光率比較圖.....................49
圖4-54 半陰天0°導光角均齊度比較圖.....................50
圖4-55 半陰天0°導光角晝光率比較圖.....................50
圖4-56 全晴天0°導光角均齊度比較圖.....................50
圖4-57 全晴天0°導光角晝光率比較圖.....................50
圖4-58 全陰天15°導光角均齊度比較圖....................51
圖4-59 全陰天15°導光角晝光率比較圖....................51
圖4-60 半陰天15°導光角均齊度比較圖....................51
圖4-61 半陰天15°導光角晝光率比較圖....................51
圖4-62 全晴天15°導光角均齊度比較圖....................52
圖4-63 全晴天15°導光角晝光率比較圖....................52
圖4-64 全陰天30°導光角均齊度比較圖....................52
圖4-65 全陰天30°導光角晝光率比較圖....................52
圖4-66 半陰天30°導光角均齊度比較圖....................53
圖4-67 半陰天30°導光角晝光率比較圖....................53
圖4-68 全晴天30°導光角均齊度比較圖....................53
圖4-69 全晴天30°導光角晝光率比較圖....................53
圖4-70 全陰天綜合均齊度比較圖.........................54
圖4-71 全陰天綜合晝光率比較圖.........................54
圖4-72 半陰天綜合均齊度比較圖.........................54
圖4-73 半陰天綜合晝光率比較圖.........................54
圖4-74 全晴天綜合均齊度比較圖.........................56
圖4-75 全晴天綜合晝光率比較圖.........................56

一、中文文獻
1.　內政部建築研究所，2009，《綠建築解說與評估手冊》，內政部建築研究所，台北。
2.　 朱靄敏、李德富，2001，天然光環境設計，《住宅科技》，第24期，第3卷，PP. 1-5。
3.　 李佳隆，2013，"住宿類建築室內天然光環境計算模式之研究"，碩士論文，朝陽科技大學
4.　 李卓、王愛英，2007，"國際上建築天然採光研究的新動態"，《照明工程學報》，第18卷，第2期，pp. 5-12。
5.　 李芳、葛曹燕、楊建榮，2008，"既有建築天然採光模擬分析與初步應用"，《住宅科技》，第28卷，第5期，pp. 46-49。
6.　 李義鴻，1992，"建築開口部外部遮陽系統電腦模擬探討"，碩士論文，私立淡江大學。
7.　 周家鵬，1988，"日照可及漫射光度探討"，《建築學刊》第10期，中華民國建築學會，pp. 40-48。
8.　 周家鵬、林典凱，1999，"全天空太陽輻射能量與照度模型建立-以淡水地區為例"，碩士論文，淡江大學。
9.　 周鼎金，1991，《建築物窗面條件下室內晝光模擬分析與省能評估之研究》，茂榮圖書公司。
10. 周鼎金、周家鵬，1995，"學校教室採光照明設計準則之研究"，內政部建築研究所84年度研究計畫聯合研討會，台北。
11.　尚喆，2008，"住宅室內光環境人性化設計研究"，碩士論文，江南大學，江蘇。
12.　林冠州，1996，"居室空間水平遮陽板暨導光板在直射光環境下之採光效能評估"，碩士論文，私立淡江大學。
13.　林憲德，1996，"台灣建築產業的能源與環保評估"，國科會專題研究報告。
14.　林憲德等，1997，《建築節能法規的解說與實例專輯》，內政部營建署。
15.　高覆泰，1992，"論現代建築中的天然光環境"，《北京建築工程學院學報》，第8卷，第2期，pp. 1-6。
16.　張九紅、李輝、馮軍，2010，"既有建築天然光環境的改造"，《瀋陽建築大學學報》，第26卷，第2期，pp. 369-374。
17.　張金城，2002，"全天空太陽輻射能量與可及性漫射光照度迴歸模型之建立―以淡水地區為例"，碩士論文，淡江大學。
18.　張紹綱、張建平、張耀根，2001，"住宅光環境的調查研究"，《照明工程學報》，第12卷，第1期。
19.　張濱、李桂文、趙建平，2010，"住宅天然光環境設計目標體系的建構"，《城市建築》，6期，pp. 123-124。
20.　張耀根、張紹綱、張建平，2000，"住宅中的光環境"，《照明工程學報》， 第11卷，第2期，pp.39-44。
21.　曹毅然、張小松、邱童、金星、李德榮，2009，"新型遮陽系統遮陽效果測試研究"，《建築科學》，第25卷，第6期，pp.33-42
22.　紹國新、張源，2010，"建築自然採光方式探討"，《節能》，第6期，pp. 32-35。
23.　郭柏嚴、王耀寬，2007，"晝光環境下之室內空間照度預測-以中部地區為例"，碩士論文，朝陽科技大學。
24.　陳世明，1987，"建築物開口部熱性能評估--室內晝光照度暨輻射熱負荷之綜合研究"，碩士論文，國立成功大學。
25.　陳建彰、翁彩瓊、楊斐娜，2011，"晝光引導可行性之探討"，《建築研究成果發表會論文集》。
26.　陳致和，1995，"水平遮陽版與導光版之採光性能研究"，碩士論文，淡江大學。
27.　陳乾隆，1999，"自然光環境下垂直遮陽板之採光效能評估"，碩士論文，淡江大學。
28.　陳乾隆，2007，"晴天空環境下水平遮陽導光板對室內照度簡易推估模式之研究"，博士論文，國立台灣科技大學。
29.　陳啟中，1984，《建築物理與設備》，九樺出版社。
30.　陳逸倫，2001，"電腦模擬建築物自然採光與外部遮陽節約能源綜合評估之研究"，碩士論文，淡江大學。
31.　黃鈺華，2007，"自然光環境下水平遮陽暨導光板採光效能研究"，碩士論文，淡江大學。
32.　溫國忠，1990，"建築物自然採光性能與開窗法省能之研究：以單一多重變數迴歸分析建立理論模型"，碩士論文，淡江大學。
33.　劉家銘，2003，"單邊採光教室設置導光遮陽板對室內光環境品質改善之研究"，碩士論文，樹德科技大學。
34.　劉穎，2006，"住宅光環境分析與研究"，《燈與照明》，30卷，第3期，pp.13-18。
35.　鄭忠志，2004，"窗戶上部導光百葉之導光效能評估"，《建築學刊》，建築學會，第16期，pp.110-115。
36.　鄭忠志、吳孝原、胡志堅、趙念慈，2011，"窗用導光貼膜現場量測導光性能評估"，《建築研究成果發表會論文集》
37.　鄭忠志、李昭仁，2008，"整合性導光組件窗戶設計及評析"，第五屆台灣建築論壇-建築創意文化
38.　賴榮平、林憲德，1986，"建築節約能源設計準則"，內政部營建署研究報告。
39.　賴榮平、林憲德、周家鵬，1991，《建築物理環境》，六合出版社，台北。
40.　譚海韻，2005，"建築外遮陽設計準則之研究"，碩士論文，國立台北科技大學。
41.　蘇柏維，2007，"自然光環境下水平遮陽暨導光板實體與縮尺模型分析之研究"，碩士論文，國立臺灣科技大學
二、英文部分
1. Athienitis,A.K.,Tzempelikos,A.,2002,A methodology for simulation of daylight room illuminance distribution and light dimming for a room with a controlled shading device，Solar Energy, Vol.72, Issue 4, pp.271-281.
2.　Barr,A.G., McGinn,S.M.,Cheng,S.B.,1996, "A comparison of methods to estimate daily global solar irradiation from other climate variables on the Canadian prairies",Solar Energy,Vol.56, Issue 3, pp.213-224。
2.　Beck,A.,Koener,W.,Gross,O.,Fricke,J.,1999, Making better use of natural light with a light-redirecting double-glazing system, Solar Energy,Vol. 66,Issue 3,pp. 215-221.
3.　Greenup,P.J., Edmonds,R.I., 2004 , Test room measurements and computer simulations of the micro-light guiding shade daylight redirecting device,Solar Energy,Vol. 76, Issue1-3, pp.99-109.
4.　Guire, M, Molly, E., 2005, A system for optimizing interior daylight distribution using reflective Venetian blinds with independent blind angle control. Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Architecture。
5.　Halouani, N., Nguyen, C.T., Vo-Ngoc ,D., Calculation of monthly average global solar radiation on horizontal surfaces using daily hours of bright sunshine，Solar Energy，Vol.50, Issue 3, pp.247-258。
6.　Kittlter, R., Darula, S., 2002, Parametric definition of the daylight climate，Renewable Energy，Vol.26, Issue 2,pp. 177-187。
7.　Li,H.W., 2007, Daylight and energy implications for CIE standard skies, Energy Conversion and Management, Vol.48, Issue 3,pp. 745-755。
8. Li,H.W., Lam ,N.T., Cheung, K.L. 2008, Tang,H.L.,An analysis of luminous efficacies under the CIE standard skies, Renewable Energy, Vol.32，Issue 11,pp. 2357–2365。
9. Maamari, F., Fontoynont, M.,Adra, N., 2006, Application of the CIE test cases to assess the accuracy of lighting computer programs, Energy and Buildings, vol.38,Issue 7,pp.869-877。
10. Muneer,T., Gul,M.S.,2000, Evaluation of sunshine and cloud cover based model for generating solar radiation data , Energy Conversation and Management,Vol.41,Issue 5,pp.461-482.
11. Neeman, E., Hopkinson, R.G., 1970 ,Critical minimum acceptable window size: a study of window design and provision of a view, Applied Ergonomics, Vol.1,Issue 5, pp.17-27。
12. Oteiza, P.,Soler,A., 1997, Experimental analysis for Madrid, Spain, of a simple graphic daylight calculation method based on the CIE standard overcast sky , Building and Environment,Vol.32, Issue 4, pp.363-366.
13. Shahriar,A.N.M. Mohit,M.A., Estimating depth of daylight zone and PSALI for side lit office spaces using the CIE Standard General Sky, Building and Environment, Vol.42,Issue 8 pp. 2850-2859.
14. Yeboah-Amankwah ,D.,Agyeman, K., Differential Angstrom model for predicting insolation from hours of sunshine, Solar Energy，Vol.45, Issue6, pp.371-377。