[[alternative]]The improvement of residential interior environment quality by PV system integrated with fans

碩士[[abstract]]台灣氣候為長年多濕多熱的季風型海島性氣候，同時又是能源十分缺乏的國家，因此若無法有效的節約能源使用，將造成能源消耗，增加環境負荷。因此本研究期望以台灣本土氣候為基礎，討論太陽能光電系統在建築上應用可能性，並利用實測建立太陽能光電系統供電量之資料庫。以利日後建築結合太陽能光電系統之參考依據。 ICT之快速發展與普及，建築智慧化將逐漸成為趨勢，鑑於國內居家自動化設備系統多以防盜系統為主。對室內環境品質的控制也多完全仰賴空調設備，因此本研究期望利用智慧化控制手法，結合上述太陽能源應用之技術，達到室內良好健康舒適度。 以下為各章概述： 第一章 序論 本章主要說明本研究之動機與目的，並確立本研究之範圍、內容，並予以組織建立研究架構。 第二章 台灣住宅空間涵構之現況 檢討國人目前的家庭結構以及生活時間的分配，以了解國人之生活模式以及對於住宅的使用行為。又透過報章雜誌之房地產廣告收集，討論分析目前國人對於住宅品質訴求的改變與趨勢。進而初步探討永續以及智慧化的觀點下時，住宅相關應用之可能性。 第三章 住宅室內健康舒適環境之探討 分析近五年之自然氣候變遷，並討論各國室內舒適基準，建立一適宜之評估基準值。 第四章 太陽光電系統應用之可行性探討與實測 討論太陽能光電系統在建築 各部位上應用的可能性，並實際應用於淡江 建築系館，並整匯供電量數值，建立資料庫。 第五章 智慧型建築之環境控制系統探討 討論智慧型住宅之現況與環境測定之手法。並透過前述之討論檢討住宅各空間智慧化之可能性。 第六章 智慧化太陽能整合風扇改善室內環境品質之模擬 以上述之健康舒適基準為基礎，利用智慧化環境監測控制與太陽能光電系統結合風扇改善室內環境品質，以CFD軟體模擬。 第七章 結論 建立太陽能光電系統供電量資料庫，並分析智慧化太陽能光電系統結合風扇改善室內環境品質系統之較佳改善方式，創造優質住宅空間。[[abstract]]The climate in Taiwan is always humid .hot and belonged to monsoon type island climate. Taiwan is also a country which is very barebones in energy. Therefore, if we will not use and save energy efficiently, it will burden with our living environment. So this research expect that can discuss the possibility of PV systems applying to buildings, and built a information depot recording the data of PV systems in esse. It can be the reference for using PV systems to buildings. The development and diffusion of ICT let the smart living space become the tendency. But in Taiwan, smart house always focus on burglarproof equipment. There is also few bet about environment control but a lot depending on air condition. So this research hope can make living space more comfortable by smart environment control and integrated with PV system.[[tableofcontents]]目錄 目錄 Ⅰ 表目錄 Ⅳ 圖目錄 Ⅶ 第壹章 序論 1 第一節 研究動機與目的 1 一、 研究動機 1 二、 研究目的 2 第二節 研究範圍與架構 3 一、 研究範圍 3 二、 研究內容 4 第三節 研究流程與方法 5 一、 研究流程 5 二、 研究方法 7 第四節 文獻回顧 8 一、 太陽能之應用 8 二、 外殼隔熱 9 三、 換氣通風 9 四、 智慧化控制系統 9 第貳章 台灣住宅空間涵構之現況 10 第一節 生活模式之討論 10 一、 家庭結構 10 二、 生活時間結構 11 第二節 台灣集合住宅之能源使用與品質訴求現況 14 一、 台灣能源概況 14 二、 住宅品質訴求趨勢之討論 21 三、 台灣集合住宅品質現況調查與分析 38 第三節 永續與智慧化應用在住宅室內之可能性 78 一、 安全 78 二、 健康舒適 79 三、 整合與管理 79 第參章 住宅室內健康舒適環境之探討 80 第一節 台北近五年氣候之檢討分析 80 一、 平均溫度 80 二、 降雨量 80 三、 相對濕度 81 四、 時數 81 五、 風速 82 六、 綜合分析 83 第二節 住宅室內間康舒適度之基準值討論 85 一、 住宅空間之熱負荷檢討 86 二、 人體生理與環境 86 三、 室內之環境氣候 87 四、 室內空氣環境品質之討論 89 五、 室內健康舒適評估基準之討論 91 第三節 利用通風換氣改善室內環境品質之對策 93 一、 換氣量之討論 93 二、 換氣方式 95 三、 風速 95 第四節 小結 95 第肆章 太陽光電系統應用之可行性探討與實測 98 第一節 太陽能光電系統在建築各部位之可行性分析 99 一、 太陽光電系統之構件 99 二、 太陽光電系統之應用 100 三、 應用於建築各部位之分析 101 第二節 太陽能光電系統之應用成效實測 103 一、 系統應用對象之現況 103 二、 系統之構成 104 第三節 太陽能光電系統之應用分析 109 一、 實際供應狀況 110 二、 供電量之分析 115 第伍章 智慧型建築之環境控制系統探討 117 第一節 智慧型建築之發展現況 117 第二節 住宅室內各空間智慧化控制之規劃 119 一、 玄關 119 二、 客廳 120 三、 餐廳 121 四、 廚房 121 五、 書房 123 六、 臥室 124 七、 浴廁 125 第陸章 智慧化太陽能整合風扇改善室內環境品質之模擬 127 第一節 實驗空間模組之設定 127 一、 住宅單元檢討與訂定 127 二、 住宅單元與柱棟量體高度檢討 127 三、 空間說明 128 第二節 實驗條件之設定 129 一、 使用者設定 129 二、 單元空間之使用行為檢討 129 三、 風扇及太陽能光電版之設立 130 四、 測定點之配置 130 第三節 實驗控制變因之設定 131 一、 控制因子之討論 131 二、 初始設定與邊界條件設定說明 132 三、 操作變因之架構 133 第四節 模擬解析 135 一、 無熱源 135 二、 考慮熱源 143 三、 太陽光電板與智慧建築之整合 147 第柒章 結論與建議 149 一、 近五年住宅品質訴求要項 149 二、 太陽光電系統之效率檢討 149 三、 結合風扇改善室內空氣品質之模擬 149 四、 智慧化太陽能光電系統整合風扇改善住宅室內環境品質 150 參考書目 151 附錄一 152 附錄二 153 表目錄 表 1-台灣家庭組織型態與住宅使用情形.......................11 表 2-國人生活時間分配表...................................12 表 3-國人各生活時間行為分布比率...........................13 表 4-國際能源使用情形.....................................15 表 5-預估2025 年國際之能源使用量..........................15 表 6-國內自產能源與進口能源之配比.........................17 表 7-國內近十年能源消耗情形...............................19 表 8- BREEAM 指標內容........... .........................22 表 9 LEED 指標內容.............................. .........23 表 10CASBEE 指標內容............................. ........25 表 11-綜合佈線之構成................... ..................29 表 12-奈米光觸媒之應用....................................30 表 13 國內外相關能源議程、組織與規範......................31 表 14-智慧型建築標章相關建築之指標內容....................34 表 15 建築技術規則相關住宅之指標內容......................35 表 16-綠建築指標相關住宅之指標內容............ ...........37 表 17-民國90 年各季之房地產指數指數.......................40 表 18-民國90 年住宅品質訴求要項之統計........... .........41 表 19-民國90 年環境各項訴求之統計........... .............42 表 20-民國90 年之建築規劃訴求各項之統計...................42 表 21-民國90 年建築與設備訴求各項之統計...................43 表 22-民國90 年安全健康訴求各項之統計............. .......45 表 23-民國90 年其他訴求各項之統計.........................46 表 24-民國91 年各季房地產景氣指標指數.......... ..........47 表 25-民國91 年住宅品質訴求要項之統計.....................48 表 26-民國91 年環境訴求各項之統計.......... ...........48 表 27-民國91 年建築規畫訴求各項之統計.....................49 表 28-民國91 年建築與設備訴求各項之統計...................50 表 29-民國91 年安全健康訴求各項之統計.....................51 表 30-民國91 年其他訴求各項之統計.........................52 表 31-民國92 年各季房地產之指標指數............ ......53 表 32-民國92 年住宅品質訴求之統計.........................54 表 33-民國92 年環境訴求各項之統計.........................55 表 34-民國92 年建築規劃訴求各項之統計.....................56 表 35-民國92 年建材與設備訴求各項之統計...................57 表 36-民國92 年安全健康訴求各項之統計.....................58 表 37-民國92 年其他訴求各項之統計............ ............58 表 38-民國93 年各季房地產指標指數.........................59 表 39-民國93 年住宅品質訴求要項之統計.....................60 表 40-民國93 年環境訴求各項之統計........... ..........61 表 41-民國93 年建築規劃訴求各項之統計.....................62 表 42-民國93 年建材與設備訴求各項之統計............ ....62 表 43-民國93 年安全健康訴求要項之統計.....................63 表 44=民國93 年其他訴求各項之統計............. ...........64 表 45-民國94 年各季之房地產指標指數.............. .......65 表 46-民國94 年住宅品質訴求要項之統計.....................66 表 47-民國94 年環境訴求各項之統計............... .......67 表 48-民國94 年建築規劃各項之統計............. ........68 表 49-民國94 年建材與設備................ ..............68 表 50-民國94 年安全健康各項之統計................. .......69 表 51-民國94 年其他訴求各項之統計................. ....70 表 52-近五年房地產景氣指標指數................ ..........71 表 53-近五年住宅品質訴求要項之統計.............. .........72 表 54-近五年環境訴求要項統計............ ................73 表 55-近五年建築規劃訴求各項之統計........................74 表 56-近五年建材與設備各項之統計..........................75 表 57-近五年安全健康訴求各項之統計.................. ....76 表 58-近五年其他訴求各項之統計............................77 表 59-近五年平均溫度之統計................. ..........80 表 60-近五年降雨量之統計................. .............80 表 61-近五年相對濕度之統計................................81 表 62-近五年日照時數之統計............... ...............82 表 63-近五年平均風速與風向之統計..........................82 表 64-近五年各季氣候平均統計.............. ...............83 表 65 人體代謝率............. .......................87 表 66 濕度之表示方式與定義................................88 表 67 風速對人體及作業的影響................ .............88 表 68 室內空氣污染物質分類................................89 表 69 一氧化碳容許限度與人體症狀..........................90 表 70 二氧化碳容許限度與人體症狀..........................90 表 71 浮游粉塵容許限度與人體症狀..........................91 表 72 美國與日本人體舒適範圍比較..........................91 表 73PMV 值與人體舒適度之對照.................. .......92 表 74-各國空氣品質標準之比較..............................93 表 75 良好室內環境影響因子................................93 表 76 美國與日本之換氣量相關規範..........................94 表 77 台灣室內通風量規定................... ............94 表 80-國人舒適感之調查................... ............96 表 81-空氣品質之評估基準值................................97 表 82-室內空氣環境評估基準值..............................97 表 83-太陽光電板應用於建築各部位之可能性.................101 表 84-淡江大學建築系館開窗率............... ..........104 表 85-淡江大學建築系館各空間數量與用途...................104 表 86-系統單元設計.................... ..............106 表 87-光電系統完工實況................. ................110 表 88-太陽能光電系統春季之供電量統計.................... 111 表 89 太陽能光電系統夏季之供電量統計.....................113 表 90-民國95 年春季與夏季之日照時數......................115 表 91-太陽能光電系統預估供電量與實際供電量之比較.........115 表 92-太陽光電電系統實際發電功率.........................116 表 93-模擬住宅單元空間尺寸與機能設定.....................129 表 94-各時間段之行為與影響空間............... ...........129 表 95-實驗控制變因架構................. .................131 表 96-邊界條件設定說明.............. ....................133 表 97-模擬條件設定與編號................. ...........133 表 98-春季關門自然風.............. ......................135 表 99-春季不考慮熱源用餐時間改善分析.....................135 表 100-春季不考慮熱源晚間自由時間改善分析................136 表 101-春季不考慮熱源睡眠時間改善分析....................138 表 102-夏季不考慮熱源自然風............. ...........139 表 103-夏季不考慮熱源之用餐時間改善分析..................139 表 104-夏季不考慮熱源之晚間自由時間改善分析..............141 表 105-夏季不考慮熱源之睡眠時間改善分析..................142 表 106-春季考慮熱源之用餐時間改善分析....................143 表 107-春季考慮熱源之晚間自由時間改善分析................144 表 108-春季考慮熱源之睡眠時間改善分析....................145 表 109-春季考慮熱源之用餐時間改善分析................ ...145 表 110-夏季考慮熱源之晚間自由時間改善分析................146 表 111-夏季考慮熱源之睡眠時間改善分析............ .......147 表 112-各時間段較佳之改善手法............. ..............147 圖目錄 圖 1 國人生活時間分配圖 .......... ...................12 圖 2-台灣能源使用配比 ............. .................17 圖 3-國內資產能源與僅口能源之比率.........................18 圖 4-國內近十年之能源使用配比與電力用途比率...............20 圖 5-國內近十年之能源供需之比較................. .........20 圖 6-國內平每人用電量與能源消費之比較.....................21 圖 7 電化住宅關聯圖 .............. ...................27 圖 8-電化空調系統圖 ............. .................. 28 圖 9-奈米偵測器之應用................... ..............31 圖 10-民國90 年各季之房地產景氣指標指數之比較.............40 圖 11-民國90 年住宅品質訴求之雷達圖................ ......41 圖 12-民國90 年環境訴求各項之比較.............. .....42 圖 13-民國90 年建築規劃各項之比較................ ........43 圖 14-民國90 年建材與設備各項之比較............... .......44 圖 15-民國90 年健康安全訴求各項之比較.....................45 圖 16-民國90 年其他訴求各項之統計................. .......46 圖 17-民國91 各季房地產景氣指標指數之比較.................47 圖 18-民國91 年住宅品質訴求之雷達圖................. .....48 圖 19-民國91 年環境訴求各項之比較................. .......49 圖 20-民國91 年建築規畫訴求各項之比較.....................50 圖 21-民國91 年建材與設備訴求各項之比較...................51 圖 22-民國91 年安全健康訴求各項之比較.....................52 圖 23-民國91 年其他訴求之各項比較.........................53 圖 24-民國92 年各季房地產指標指數之比較...................54 圖 25-民國92 年住宅品質訴求之雷達圖.......................54 圖 26-民國92 年環境訴求各項之比較.........................55 圖 27-民國92 年建築規畫訴求各項之比較.....................56 圖 28-民國92 年建材與設備訴求各項之比較...................57 圖 29-民國92 年安全健康訴求各項之比較.....................58 圖 30-民國92 年其他訴求各項之比較.........................59 圖 31-民國93 年各季房地產指標指數之比較...................60 圖 32-民國93 年住宅品質訴求之雷達圖................. .....60 圖 33-民國93 年環境訴求各項之比較.................. ....61 圖 34-民國93 年建築規畫訴求各項之比較.....................62 圖 35-民國93 年建材與設備訴求各項之比較...................63 圖 36-民國93 年安全健康訴求各項之比較............... .....64 圖 37-民國93 年其他訴求各項之比較.........................65 圖 38-民國94 年各季房地產指標指數之比較...................66 圖 39-民國94 年住宅品質訴求之雷達圖.......................66 圖 40-民國94 年環境訴求各項之比較.........................67 圖 41-民國94 年建築規劃訴求各項之比較.....................68 圖 42-民國94 年建材與設備各項之比較.......................69 圖 43-民國94 年安全健康各項之比較................ .......70 圖 44-民國94 年其他訴求各項之比較.........................71 圖 45-近五年房地產指標指數比較............... ........72 圖 46-近五年住宅品質訴求雷達圖............................73 圖 47-近五年環境訴求各項之比較................ ........74 圖 48-近五年建築規畫訴求各項之比較........................75 圖 49-近五年建材與設備訴求各項之比較......................76 圖 50-近五年安全健康訴求各項之比較.................... ...77 圖 51-近五年其他訴求各項之比較.................. ....78 圖 52 熱舒適度之範疇.............. ..................85 圖 53-建築室內之熱負荷示意圖................ ........86 圖 54-室內環境影響因子關係圖..............................96 圖 55-太陽光電系統導入建築物之設計步......................98 圖 56-太陽光電系統之構建架構................. ............99 圖 57-建築物整合大楊光電系統之架構.......................100 圖 58-淡江大學建築系館位置圖..................... .......103 圖 59-單晶矽太陽光電板外觀...............................105 圖 60-非晶矽太陽光電板外觀...............................106 圖 61-太陽光電系統圖..................... ............106 圖 62 光電板設置說明................... .................108 圖 63-光電板系統設置之入口細部說明.......................109 圖 64 智慧型建築之構成 ..................................117 圖 65-模擬住宅單元平面圖................... .............127 圖 66-模擬單元剖面圖................... .................128 圖 67-模擬住宅單元平面空間說明................ ..........128 圖 68-模擬住宅單位之光電系統與風扇設定說明圖.............130 圖 69-測點位置說明圖.................. ............131 圖 70-DOMAIN 尺寸設定示意圖..............................132 圖 71-智慧化太陽能光電系統整合風扇改善室內環境品質.......150[[note]]學號: 693300831, 學年度: 9