模擬軟體模型建置 模擬軟體模型建置 模擬軟體模型建置 模擬軟體模型建置
耗能軟體為與實體屋耗能相比較，繪製相同大小形狀之模型如下圖 四–8，
設定相同之外殼材料參數，對照試驗之設計，室內舒適溫度暖房設定為 20℃~22
℃、冷房設定為 24℃~26℃(如圖 四–9)，並更替三種不同外殼玻璃材料，以此 設定完成耗能模擬，所得到之模擬數據再與實驗實體屋之耗電量結果相互比較分 析。
圖 四–8 模擬軟體模型建置
圖 四–9 Ecotect 室內溫度設定
發電模擬試驗驗證結果 發電模擬試驗驗證結果 發電模擬試驗驗證結果 發電模擬試驗驗證結果
發電模擬試驗驗證是由工程二館頂樓做模組的單日累計發電量實驗與 Solar Pro ver4.1 模擬出的數據做比較驗證。同一時間所量測的模組共有兩片，
所得到的單日累積發電量分別為 0.7298 度與 0.71712 度，如下表 四–1 所示。
07:30 0.000283333 0.00025 08:00 0.01135 0.0109 08:30 0.036816667 0.03535 09:00 0.0715 0.068433333 09:30 0.113333333 0.108783333 10:00 0.161033333 0.154983333 10:30 0.21305 0.20595 11:00 0.26875 0.260766667 11:30 0.326466667 0.317666667 12:00 0.384833333 0.375533333 12:30 0.4434 0.4335 13:00 0.501916667 0.491566667 13:30 0.55925 0.548583333 14:00 0.614166667 0.6024 14:30 0.646916667 0.63515 15:00 0.675 0.66335 15:30 0.693133333 0.681433333 16:00 0.705766667 0.693816667 16:30 0.7163 0.704116667 17:00 0.723066667 0.71075 17:30 0.727083333 0.714583333 18:00 0.7294 0.7168 18:15 0.72980.72980.72980.7298 0.7171166670.717116667 0.7171166670.717116667
設定相同模組，相同環境條件下，模擬所得到之單片模組單日累計發電量為 0.7 度，如下表 四–2 所示。
表 四–2 模擬所得單日累計發電量
將所得之數據整理計算誤差值及誤差率如下，發現誤差值範圍在 0.01~0.03 之間，相對所得到之誤差率範圍為 2.4%~4.3%之間，誤差率算是相當小，顯示模
Number of Parallel 1 Number of Series 1
Inverter Efficiency 0.945
Shadow effect Shadow Effect:ON
Reduction Coefficient 0.95
Temp characteristic Temp Characteristic:ON Amorphous (Anneal) Anneal Effect:OFF
Array Name Manufacturer Model Tilt Azimuth Shape Number of Modules
PV Array-001 NexPower NT-130AX 23.5 0 Rectangle 1
Name Total Irrad. Direct Irrad. Diffuse Irrad. Reflected Irrad. Horizontal Irrad. PV Energy
Unit kWh/m2 kWh/m2 kWh/m2 kWh/m2 kWh/m2 kWh
00:00 0 0 0 0 0 0
10:00 0.79 0.5 0.29 0.01 0.72 0.08
11:00 0.89 0.56 0.32 0.01 0.81 0.09
12:00 0.92 0.58 0.33 0.01 0.84 0.09
13:00 0.88 0.56 0.32 0.01 0.8 0.09
14:00 0.78 0.49 0.28 0.01 0.71 0.08
15:00 0.61 0.37 0.24 0 0.55 0.07
Max Value 0.92 0.58 0.33 0.01 0.84 0.09
Max Term 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00 12:00
Mean Value
Sum Value 6.6 3.98 2.57 0.05 5.98 0.70.70.70.7
耗能模擬試驗驗證結果 耗能模擬試驗驗證結果 耗能模擬試驗驗證結果 耗能模擬試驗驗證結果
耗能模擬試驗驗證是由工程二館頂樓的三間實驗小屋做單日累計耗電量實 驗與 Ecotect Analysis 2011 模擬出的耗能數據做比較驗證。頂樓實驗小屋共分三 種玻璃材質，分別於冬天、夏天進行暖房以及冷房實驗，以此，也做相對應的耗 能模擬試驗。
冬天暖房耗能試驗模擬驗證結果如下：
頂樓三間實驗小屋冬天暖房實驗部分，主要分為白天實驗(8:00am-6:00pm) 和晚上實驗(8:00pm-6:00am)，所設的溫控範圍為 20℃-22℃。
在白天平均溫度 14.25℃的狀況下，三間小屋所得到的耗電量分別為節能屋耗電
在晚上平均溫度 16.67℃的狀況下，三間小屋所得到的耗電量分別為節能屋
夏天冷房耗能試驗模擬驗證結果：
頂樓三間實驗小屋夏天冷房實驗部分，主要分為白天實驗(8:00am-6:00pm) 和晚上實驗(8:00pm-6:00am)，所設的溫控範圍為 24℃-26℃。
在白天平均溫度 35.55℃的狀況下，三間小屋所得到的耗電量分別為節能屋耗電
耗能模擬數據部分，選取晚上平均溫度為 27.05℃的進行模擬數據比對，所 模擬出的三種材料屋之耗電量分別為節能屋耗電 0.9255 度、LowE 屋耗電 0.9921 度、一般屋耗電 1.0773 度；所計算的省電率是與一般玻璃屋做比較，相較於一 般屋，節能屋的省電率為 14.09%，LowE 屋的省電率為 7.91%，如下表 四–0 所 示。
表 四–10 夏天晚上頂樓小屋冷房模擬結果 夏天晚上耗能
夏天晚上耗能夏天晚上耗能
夏天晚上耗能((((模擬模擬模擬)模擬))) 環境溫度環境溫度環境溫度
環境溫度 27.0527.0527.0527.05 材質
材質材質
材質 節能屋 LOW-E 一般 耗電度數
耗電度數耗電度數
耗電度數 0.9255 0.9921 1.0773 省電
省電省電
省電%%%% 14.09% 7.91% 0.00%
耗能模擬試驗結果發現，實際量測之耗電度數與模擬出的耗電度數趨勢大致 相同，由於日照影響冬日實驗小屋室內溫度，因此，造成冬天白天實驗及模擬結 果之省電率差異，其餘的省電率相差都在 3%~7%之間，為合理之誤差範圍，證明 模擬軟體確實有一定之準確性及可靠性。
模擬模型建置構想 模擬模型建置構想 模擬模型建置構想 模擬模型建置構想
研究模型主要由 Autodesk 公司所開發之 Revit 2013 所繪製，將零耗能建築 模型架構，以 3D 顯影之方式展示出來。會選用 Revit 2013 主要是由於兩點，第 一繪製房屋模型較簡易方便，第二對後續耗能、溫度場等模擬分析之相容性高，
故以此為主要建模之軟體。
模擬模型假設設置在台中，為一家四口小家庭住的房屋，以獨棟建築為依據，
再來，考慮到房間格局乃至於空間使用，配置出三房兩廳兩衛及外陽台等空間規 劃，而設計成獨棟兩層樓建築，總使用面積為 149.21 平方公尺。以下圖 四–、
圖 四–為模型屋平面空間配置。
圖 四–12 模型屋 1F 平面規劃
圖 四–13 模型屋 2F 平面規劃
空間規劃之後，接著繪製牆體、屋頂，並考慮窗戶及太陽能板之擺設，為了 使太陽能板取得較高之日射量得到良好之發電效益，故將發電效益較高之單晶矽 太陽能板放置於屋頂，而太陽能節能玻璃較不受光照角度限制，以及為了發揮他 優異的隔熱特性，故設置於 1F 客廳作為天窗及帷幕、1F 側邊陽台、1F 大門遮陽 棚、2F 房間外圍之圍欄，作為增加發電之用。窗戶擺設則是考慮通風節能設計，
故盡量在同一空間內設置兩扇窗於不同向之牆面，以確保通風效果；並且在 1F 與 2F 連通之樓梯空間上方開設一透氣窗口，讓整體空間可以透過煙囪效應達到 自然通風之用，所完成設計如下圖 四–、圖 四–15。
圖 四–14 建築設計原型(1)
圖 四–15 建築設計原型(2)
發電模擬分析 大，也直接影響到建築物空調設備之耗能。模擬部分將選用 Ecotect Analysis 2011 作為主要耗能分析依據，Ecotect Analysis 的 3D 圖形介面較為直觀，且 建構模型容易，與 Revit 相容性高，此外，對於外殼材質設定自由度很高，可以
所選用軟體為 CFdesign 2011，此軟體專門為各種流體流場狀態之分析所設 計，可以用來模擬建築物室內風場及溫度場的變化，設定不同的邊界條件例如(環 境溫度、內、外部風速)以及不同的時間季節如(春、夏、秋、冬以及時間從早上 到晚上各個時段)，了解建築物內部風速、壓力及溫度情況。
五
Solar Pro Solar ProSolar Pro Solar Pro 年總發電量 年總發電量年總發電量 年總發電量 (kwh)
(kwh)(kwh) (kwh) HISGHISG
HISGHISG 22350.0222350.0222350.0222350.02 8126.4968126.4968126.4968126.496 12917.35612917.356 12917.35612917.356 LowELowE
LowELowE 玻璃玻璃玻璃 玻璃 17397.3217397.3217397.3217397.32 9928.1949928.1949928.1949928.194 14719.05414719.05414719.05414719.054 一般玻璃一般玻璃
一般玻璃一般玻璃 17397.3217397.3217397.3217397.32 17657.82417657.824 17657.82417657.824 22448.68422448.684 22448.68422448.684
圖 五–1 零耗能模型於台中綜合比較分析(HISG)