以熱通量計測量 U-value

實驗目的：以熱通量計及感溫線等測量綠屋頂之熱傳導係數。

所需儀器工具及用途：

(1) 熱通量計 (Heat flux sensor)：用於測量綠屋頂之熱通量。

(2) 感溫線 (Temperature probe)：用於測量溫度。

(3) 資料收集器 (Datalog)：用於接收熱通量及感溫線資料。

(4) 溫濕度計 (Thermo-Hygrometer)：用以比對懸空感溫線所測之溫度。

注意事項：

(1) 在事前準備之預備試驗時發現室內空調會影響熱通量計測值變動。

(2) 熱通量計需緊密貼於表面。

(3) 熱通量計與感溫線連接線需與資料收集器固定良好，避免鬆脫。

(4) 感溫線須以不織布或其他物品阻隔，避免太陽直射。

(5) 熱通量計在固定時，需以膠帶雙十字固定，避免鬆脫。

(6) 固定熱通量計時，不可以使用膠水或鑽孔，會對熱通量值產生影響。

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事前準備工作：

(1) 熱通量計

以已知 U-value 材料實測及比對熱通量儀器之準確性，且測試不同熱通 量計所測結果之差異。步驟說明如下:

A. 公式(附 1)部份之測試採用本研究室玻璃，收集室內與室外空氣溫，

但因為室內空調影響，造成室內溫度與熱通量變化未成比例，故熱 傳導係數變動頗大且不穩定。但未開空調時段，以兩公式測試同一 物品熱傳導係數各時間點差距皆在 1 左右，但測值穩定，變動在 0.1 以內，推測公式(附 2)兩常數𝑟_𝑖𝑛𝑡 + 𝑟_𝑒𝑥𝑡所造成，將再探討如何設定 合理的常數。

B. 公式(附 2)部份本研究採用三夾板進行測試，三夾板為常見材料，依 U-Value Calculator(U-Value Calculator, 2011)配合木板厚度計算其熱 傳導係數為 2.67，預備實驗進行一天共搜集 144 筆資料，扣除偏離 值，偏離原因為資料收集器未收到數據致產生-7999 的值。後計算 三夾板熱傳導係數為 2.7，與前值相近，誤差在 1.2%以內，尚在可 接受範圍。

C. 將六個熱通量計置於同一木板放置於室內測量熱通量計精確度是否 有差異，，進行三天共收集 432 筆資料，除一熱通量計因聯接線未 固定好造成數據反轉偏離群體外，其餘 5 具熱通量變化曲線相同。

(2) 感溫線

A. 將兩感溫線共同測試室外溫度，一置於陰影下，一直曝日光，結果 顯示，直曝日光會造成數值變動不穩，推測為感溫線為金屬材質，

故直射造成溫度異常升高。

B. 比對感溫線與溫濕度計，結果發現約有攝氏 0.3 度左右之差距，感

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溫線所測數值較高。

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實驗程序與步驟：

公式(附 1)之測量步驟如下：

(1) 有關於溫度測量部份，本研究擬使用感溫線與溫濕度計收集室內外溫度 資訊，室內外各配置兩條懸空感溫線，唯設置於屋頂之感溫線需加隔熱 設備，本研究使用自製木干與珍珠板加以遮蔽，注意遮蓋主要是避免陽 光直射，仍應避免將感溫線包住，以免數據並不具代表性。

(2) 將熱通量計安裝於綠屋頂及無綠屋頂對照組的下方室內，綠屋頂及一般 屋頂下方天花板均各置 3 具熱通量計，綠屋頂下方配置位置為兩塊較高 植物覆蓋度與一塊覆蓋度較低之綠屋頂下方，一般屋頂位置則與綠屋頂 相對位置相應，配合資訊接收器，收集其熱通量資訊。

(3) 資料收集器記錄頻率為每 2 分鐘一次。

公式(附 2)之測量方法如下：

(1) 利用感溫線收集天花板表面溫度與土表溫度資料，置於熱通量計旁，上 表面與下表面各一條感溫線，並計算其內外溫差。

(2) 熱通量計採用公式(附 1)之配置所測得的同樣數據。

(3) 另收集兩點綠屋頂底層屋頂表面的溫度數據。

(4) 資料收集器記錄頻率同上。

資料分析方法及程序：

(1) 資料收集器所收集資料格式為逗點分隔之.dat 檔，包括日期時間、預設 之 32 點溫度、6 點熱通量值，因格式位置固定，且只有一個檔案，故已 用 Excel 輸入一表格，事後直接將收集之資料黏貼上去即可算出各點熱 傳導係數變化情形與圖表。

(2) 所收集的資料將採用以下公式 3.1 與 3.2 計算 U-values：

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