臺灣博碩士論文加值系統

本研究針對「圖書閱覽空間」自然採光現況，調查建築物遮陽形式、開口大小、室內反射率等，藉由田野調查（Field Research）方式實際了解圖書館閱覽空間之現況，對採光效能可能產生之影響因素做一實地勘查與紀錄，透過現地直接觀察以獲取第一手原始資料，並整合文獻中之因子，以做為後續實驗因子之選擇；採光效能方面利用縮尺模型在天空圓頂實驗室（Sky Dome）以探討在漫射光環境下，不同的開口型式及水平遮陽板對室內晝光率之影響；遮蔽效能方面則以Ecotect電腦模擬程式探討在直射光環境下，不同的開口型式及水平遮陽板對室內直射光分布於地板面積百分比之影響。
田野調查成果顯示樣本之開口率最小為10.5 %、最大開口為96.6%，開口率介於55%~65%出現次數最多；開窗高寬比最小為0.3：1、最大為2：1，大多數高寬比介於0.4~1.5之間；遮陽板出挑與開窗高度比值最小為0.2、最大比值為2。採光效能實驗結果方面，開窗高寬比與採光效能成正比、出挑比與採光效能成反比、無論有無遮陽板時開窗率均與採光效能成正比。遮蔽效能結果方面，開窗率與遮蔽效能成反比、開窗高寬比、出挑比與遮蔽效能成正比、遮陽板固定比例時開窗高寬比與遮蔽效能成反比，研究結果顯示閱覽空間能夠有效利用太陽光的位置為靠窗1.5m~3.5m的位置。本研究建議閱覽空間開口率設計應介於55%~65%、開口高寬比應介於0.4~1.5，遮陽板出挑比介於0.2~0.8間。

This research targets on analysis how natural daylighting in “reading lobby of a library”would counteract with building shading style, size of opening, indoor infraction rate. A“Field Research”was conducted in this research for exploring current performance and efficacy of daylighting in a reading lobby in a library and making an on-site investigation and records in terms of how daylighting performance would counteract with (the building). The on-site observation provided original and raw data and some factors found from reference documents were consolidated for subsequent selection and database collection of experimental factors. A scale model was also adopted in this research for analyzing how different sizes of openings and horizontal shading plated would counteract with indoor daylighting performance in a Sky Dome; and also using a computer simulation softwar “Ecotect” for exploring how different sizes of openings and horizontal shading plates would counteract with the indoor shading performance.

The field study adopted in this research demonstrated that the smallest sampling opening rate is 10.5%, biggest sampling opening rate is 96.6%, with opening rates ranging between 55%~65% the most frequently; The smallest window height-width scaling ratio is 0.3：1, and the biggest is 2:1, with most ranging between 0.4~1.5. The relative value between shading plate overhanging ratio and window height scaling create a positively counteracting relationship ranging from the minimum value of 0.2 to the maximum value of 2. The daylighting performance experimental results indicate that window opening height-width scaling ratio counteracts positively with daylighting performance, but the overhanging ratio counteracts negatively with shading performance, and window opening rates always counteract positively with daylighting performance regardless of adopting shading plates or not. In terms of shading performance, window opening rates counteract negatively with shading performance, and the window height-width scaling, overhanging scale counteract positively with shading performance and the duration of fixation of shading plate counteracts negatively with window height-width scaling and shading performance. The research results demonstrate that the space arrangement with a distance of 1.5m~3.5m to the windows can enjoy effective daylighting performance within the reading lobby. It is thus suggested in this research that the window opening rate within the reading lobby shall be 55%~65%, and opening height-width scaling shall be between 0.4~1.5 and shading plate overhanging scaling shall be between 0.2~0.8.

摘要......................................................I
Abstract.................................................II
致謝....................................................III
目錄.....................................................IV
表目錄...................................................VI
圖目錄.................................................VIII

第一章 緒論
第一節 研究動機.........................................1
第二節 研究目的.........................................2
第三節 研究內容與方法...................................3
第四節 研究範圍與限制...................................4
第五節 研究流程.........................................5

第二章 相關文獻回顧
第一節 光環境理論......................................8
第二節 採光效能........................................13
第三節 遮蔽效能........................................28
第四節 案例調查........................................34

第三章 田野調查及分析
第一節 現況調查........................................38
第二節 調查規劃........................................40
第三節 採光因子分析....................................43

第四章 實驗結果與分析
第一節 採光效能實驗....................................47
第二節 遮蔽效能模擬....................................60
第五章 結論與建議
第一節 結論............................................74
第二節 建議與後續研究..................................76

參考文獻
中文部分.................................................78
英文部分.................................................80

附錄
附錄一 現況調查表........................................81
附錄二 現況數據分析表....................................93
附錄三 縮尺模型實驗數據結果..............................95
附錄四 電腦模擬數據結果..................................99
表目錄
表1- 1研究流程表 ................................................................................... 6
表2- 1 IES北美照明協會照度基準規範表 ............................................. 9
表2- 2基準晝光率表 ............................................................................. 10
表2- 3常用材料反射特性表.................................................................. 10
表2- 4晝光利用理論相關文獻摘要一覽表 .......................................... 11
表2- 5晝光利用理論相關文獻研究成果一覽表 .................................. 12
表2- 6各種作業採光所需之晝光率表 .................................................. 14
表2- 7採光效能預測之實驗方式優缺點比較表 .................................. 17
表2- 8採光效能實測相關文獻摘要一覽表 .......................................... 19
表2- 9採光效能文獻結論及建議表 ...................................................... 25
表2-10建築遮蔽系統之遮蔽效能解析表 ............................................. 30
表2-11遮蔽效能相關文獻摘要一覽表 ................................................. 32
表2-12遮蔽效能相關文獻成果一覽表 ................................................. 33
表2-13預測理論之相關文獻表 ............................................................. 34
表3- 1現況調查使用工具一覽表 .......................................................... 38
表3- 2現況調查項目檢核表.................................................................. 39
表3- 3調查對象一覽表 ......................................................................... 41
表3- 4拍攝及測繪記錄現況表 .............................................................. 42
表3- 5現況調查表 ................................................................................. 42
表3- 6採光因子表 ................................................................................. 43
表3- 7開窗率分析表 ............................................................................. 45
表3- 8開窗高寬比與遮陽板出挑比值調查表 ...................................... 45
表3- 9高寬比分析表 ............................................................................. 46
表3-10水帄上遮陽出挑比分析表 ......................................................... 46
表4- 1人造天空圓頂規格與性能表 ...................................................... 48
表4- 2實驗儀器性能表 ......................................................................... 49
表4- 3實驗因子及環境之選定及設定方式一覽表 ............................... 50
表4- 4縮尺模型實驗流程表.................................................................. 54
表4- 5開窗率高寬比模擬實驗結果表 .................................................. 56
表4- 6開窗率與水帄遮陽板模擬實驗結果表 ...................................... 57
表4- 7無遮陽閱覽空間有效採光距離表 .............................................. 59
表4- 8有遮陽閱覽空間有效採光距離表 .............................................. 60
表4- 9模擬因子及環境之選定及設定方式一覽表 ............................... 61
表4- 10電腦模擬流程表 ....................................................................... 62
表4- 11開窗率對於室內直射光分布於地板面積百分比之影響表 ..... 64
表4- 12高寬比對於室內直射光分布於地板面積百分比之影響表 ..... 64
表4- 13出挑比對於室內直射光分布於地板面積百分比之影響表 ..... 64
表4- 14出挑比固定時開窗高寬比對於室內直射光分布於地板面積百分比之影響表 ........................................................................... 65
表4-15開窗率對於室內直射光分布於地板面積百分比之影響表 ...... 66
表4-16高寬比對於室內直射光分布於地板面積百分比之影響表 ...... 66
表4-17出挑比對於室內直射光分布於地板面積百分比之影響表 ...... 68
表4-18出挑比為定值開窗高寬比對於室內直射光分布於地板面積百分比之影響表 ........................................................................... 68
表4-19閱覽空間開窗形式特色整合評估與建議表 .............................. 69
表附錄
附表1-1 現況調查表 ............................................................................. 81
附表2-1 各校開口率調查表.................................................................. 93
附表2-2 開窗高寬比與遮陽板出挑比值調查表 .................................. 93
附表3-1 開窗率高寬比縮尺模型實驗結果表 ...................................... 95
附表3-2開窗率與水帄遮陽板縮尺模型實驗結果表 ............................ 97
附表4-1 遮蔽效能 無遮陽Feb表 ........................................................ 99
附表4-2 遮蔽效能 無遮陽Mar表 ..................................................... 103
附表4-3 遮蔽效能 有遮陽Feb表 ...................................................... 108
附表4-4 遮蔽效能 有遮陽Mar表 ..................................................... 115
圖目錄
圖2- 1影響建築自然採光因素圖 ............................................................ 7
圖2- 2晝光率法計算理論示意圖 .......................................................... 15
圖2- 3光輻射法計算理論示意圖 .......................................................... 15
圖2- 4模型實驗示意圖 ......................................................................... 16
圖2- 5天空圓頂實驗室圖 ..................................................................... 16
圖2- 6水帄遮陽板、垂直遮陽板、格子遮陽板與日照的關係圖 ....... 28
圖2- 7外遮陽係數KI 保護角tanφ＝x1/x2 各遮陽形式尺寸示意圖 . 29
圖4- 1全天空圓頂實驗室剖面圖 .......................................................... 47
圖4- 2全天空圓頂實驗室帄面圖 .......................................................... 48
圖4- 3全天空圓頂實驗室剖面圖 .......................................................... 51
圖4- 4 1/10縮尺模型透視圖 ................................................................. 51
圖4- 5 1/10縮尺模型透視圖 ................................................................. 51
圖4- 6 1/10縮尺模型帄面圖 ................................................................. 51
圖4- 7天空圓實驗室圖 ......................................................................... 52
圖4- 8實驗帄台圖 ................................................................................. 52
圖4- 9實驗定點圖 ................................................................................. 52
圖4-10 1/10模型製作圖 ........................................................................ 53
圖4-11遮陽板實驗模組圖 ..................................................................... 53
圖4-12縮尺模型內部測點圖 ................................................................. 53
圖4-13開口高寬比模擬圖 .................................................................... 53
圖4-14遮陽板比值模擬圖 .................................................................... 53
圖4-15 Ecotect.v5.50日照模擬圖 .......................................................... 61
圖4-16 4m×3m×6m室內空間3D模型圖 ............................................. 63
圖4-17日照時區設定圖 ........................................................................ 63
圖4-18室內直射光分布圖 .................................................................... 65
圖4-19直射光分布地板面積百分比計算圖 ......................................... 65

中文部分
1.王錦堂編，1992，《建築應用物理學》十二版，台北：台隆書店。
2.王耀寬，2008，"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，朝陽科技大學建築及都市設計研究所。
3.李義鴻，1992，"建築物開口部之外遮陽系統效能電腦模擬探討"，淡江大學，私立淡江大學。
4.李義鴻，1997，"水平遮陽板之太陽輻射遮蔽效能評估"，碩士論文，私立淡江大學。
5.李隆基，1993，"小學教室採光照明與學童近視現象關係之研究"，碩士論文，私立淡江大學。
6.周鼎金，1983，"學校教室採光照明之研究"，碩士論文，國立成功大學。
7.周家鵬 周鼎金，1991，《建築物採光與照明省能設計方法研究》，台北：經濟部能源委員會。
8.周家鵬，1991，「建築比例模型實驗測試開窗位置之採光效能研究」，中華民國建築學會第二屆建築學術研究發表論文集，pp.141-148。
9.周家鵬，1993，《建築外周區採光、照明與遮陽電腦模擬評估自動化作業》，台北：內政部建築研究所籌備處。
10.林憲德 賴榮平 周家鵬，1991，《建築節約能源設計手冊》，台北：內政部建築研究所籌備處。
11.林冠州，1998，"水平遮陽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。
12.林清政，1998，"學校綜合發育館屋頂採光探討一以大專院校為例"，碩士論文，私立淡江大學。
13.高志揚，1989，"建築物室內採光計劃之研究一考慮窗面條件下直射光之模擬分析"，碩士論文，國立成功大學。
14.徐郁富，1990，"台灣地區建築物開口部遮陽裝置之電腦模擬"，碩士論文，國立成功大學。
15.曹拯元，1987，"建築物室內採光計劃研究一考慮窗面形式及境界條件對室內採光之影響"，碩士論文，私立中原大學。
16.郭俊聲，1989，"建築採光計劃一在定量陰天空下探討垂直面之照度"，碩士論文，私立中原大學。
17.陳致和，1995，"水平遮陽板及導光板之採光效能之研究"，碩士論文，私立淡江大學。
18.游義琦，1990，"遮陽、畫光利用與空調綜合省能效果評估"，碩士論文，國立成功大學。
19.游璧菁，1992，"建築技術規則中採光規範之研究－以住宅及旅館居住單元空間為對象"，碩士論文，私立淡江大學。
20.黃俊程，1998，"格柵遮陽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。
21.溫國忠，1992，"建築自然採光性能與開窗法省能之研究一以單一多重變數迥歸分析建立理論模型"，碩士論文，私立淡江大學。
22.雷祖康，1992，"建築物外周區採光與照明綜合節約能源評估指標之研究"，碩士論文，私立淡江大學。
23.詹慶旋，1994，《建築光環境》初版，台北：淑馨出版社。
24.廖蓮輝，1996，"格柵遮陽板之遮蔽效果與採光效能關係研究"，碩士論文，私立淡江大學。
25.日本建築學會編：設計計畫手冊16 採光設計、pp.12、彰國社。
26.賴榮平、林憲德、周家鵬，1991，《建築物理環境》一版，台北：六合出版社。
27.劉澄泰，1997，"建築物垂直遮陽板之採光與遮蔽效能綜合研究"，碩士論文，私立淡江大學。
28.謝東育，2009，"中庭採光效能預測模式之研究"，碩士論文，朝陽科技大學建築及都市設計研究所。


英文部分
1.A. Thanachareonkit, J.-L. Scartezzini, M. Andersen, 2005, "Comparing daylighting performance assessment of building in scale model and test modules", Solar Energy, Vol. 79, pp.168-182.
2.B. Calcagni, M. Paroncini, 2004, "Daylight factor prediction in atria building designs, Solar Energy", Vol. 76, pp.669-682.
3.R. P. Leslie, 2003, "Capturing the daylight dividend in building: why and how?, Building and Environment", Vol.38, pp.381-385.
4.Moore, Fuller, 1985, "Concepts and Practice of Architectural Daylighting", Van Nostrand Reinhold, New York.
5.Waldram, P. J., and Waldram, J. M., 1923, "Window Design and theMeasurement and Predetermination of Daylight Illumination, IlluminatingEngineering, London", Vol. 16, pp.90.