本章節主要以氧化還原電位測量方式，調查一般建物與綠建築認證建築之差 異，主要量測地點一為中華大學內苗圃與獨棟建築；二為台大農場內生態綠建築(台 大綠房子)，另外也將一般室內環境如辦公室、住家及公共場所納入測量，本章分為 氧化還原電位儀器簡介、建築環境與氧化還原電位值影響、實地試驗分析及探討、小 節等說明。
4-1 氧化還原電位儀器簡介
本研究對室內外環境偵測使用之氧化還原電位計如圖，將使用此儀器量測火選 擇的對照案例，並分析氧化還原對之差異。該儀器外型輕巧、易於攜帶，採用 9V 方 形電池，適合進行野外量測或現場製程及廢水處理等 pH 或 ORP 測量。本儀器簡略 介紹如下：
一、操作步驟
1、接 ORP 電極至儀器 BNT 接座上。
2、按 ON/OFF 鍵，打開儀器電源，啟動開機後，按 MODE 鍵至 ORP 測量畫面，出現 mV 字樣顯示在畫面上。
3、將電極放置於待測位置，直接讀取量測值。
圖 4-1 氧化還原電位儀
圖 4-2 氧化還原電位儀
二、規格與特性
1、體機小、價格便宜。
2、量測範圍：pH：0.00~14.00pH mV：-1999~+1999mV。
3、精確度：pH：± 0.01pH ± 1 digit mV：± 0.1% ± 1 digit。
4、解析度：pH：0.01pH；mV：1mV。
5、0~100℃手調設定溫度補償。
6、校正：二點校正。
7、顯示幕：0.5 吋液晶顯示屏幕，具單位顯示。
8、電源：9V 方形電池。
9、具 CE 合格認證。
此 ORP 儀所以使用之電極型號為 METTLER TOLEDO 51343200，此電極為鉑金 透析模在溶液中含有顆粒或 pH 及溫度極為特殊環境下，有相當穩定表現，規格如表：
表 4-1METTLER TOLEDO 51343200 ORP 電極規格
溫度範圍 0~100℃
管身材質 玻璃
管身長度 120mm
管身軸徑 12mm
辨識系統 ARGENTHAL™ with Ag+ -trap
電解液 3M KCL
電極連接線 可替換
三、電極特性
1、電擊測試頭為數根鉑金絲揉合而成，熔合在玻璃電極棒上，由於鉑金與玻璃 的導熱係數較為接近，所以電極的反應便話也相當穩定。
2、鉑金對化學物質幾乎不起反應，一般電極如陶瓷透析模無法測試之樣本，如 高溫腐蝕性溶液，仍可使此本電極。量測電位穩定不易變化，使精確度提高，
對溶液或其他量測較不被受干擾或影響。
3、每根鉑金絲連接參考電極與樣本溶液，形成獨立的管道，使電解液穩定且快 速流通，透析模可不斷進行自我清潔，保持電極暢通，避免阻塞。
四、電極之保養 1、電極儲存
氧化還原電極與酸鹼度電極，前端感應部分應經常浸泡在與內部相同濃度之 保存溶液當中，液面需保持在透析模之上。參考電極之電解填充液為 KCL 溶液，濃度為 3mol/l，且盡量保持充滿的的狀態。電極在量測完畢之後，
需用大量的去離子水沖洗，存放環境保持乾燥及通風。
2、電極校正
氧化還原電極不可被校正，僅能使用標準溶液來檢測該電極是否合乎標準 中，每支電極都應定期檢測或調整電極常數，若電極常數發生異常時，代表 該電極可能已遭到汙染。
3、電解填充液
有些電極可重新裝填電解液，只要將管身上方滑蓋打開，即可使用填充孔進 行充填，電極之電解液應該保持注入 8 分滿，或高於待測溶液 5 公分，量測 時需注意填充孔位置，以防量測溶液進入電極內部，使電極失去精確性。電 極在使用一段時間後，電解液會稍為揮發，應定時檢查電解液是否該進行補
充，以延長電極使用之壽命。
4、電極清潔
電極內部之參考電極若遭受汙染，先將內部電解液抽離，使用電解液沖泡清 洗，再重新填入電解液即可：若是感應器或透析模遭受汙染，則應依照汙染 物性質，使用適當的專用清潔劑，去除汙染後，再依前述方法進行電解液填 充。
4-2 建築環境與氧化還原電位值影響
本研究選擇一般鋼筋混凝土建築與認證綠建築各一案例，在不同環境空間做氧 化還原電位量測，以了解不同環境下建築物是否對氧化還原電位有影響。本節測量時 間為 2012 年 6 月中旬中午 12 點至下午 2 點 30 分，室外溫度約 35℃，室內溫度因地 點各有不同，約 26~30℃，測量結果如下表所示。
表 4-2 不同環境下空間之空氣氧化還原電位值 環境案例一：自家住宅(一般住宅區) 室內空間名稱 氧化電位值
(mV)
備註
地下儲藏室 329 為地下一層，無通風口，僅有樓梯連 接
客廳 204 正對門口，格局方正，平日均打開玻
璃門，僅留紗窗
臥房 216 格局方正，有大面開窗作為通風，無
陽台
廚房 227 後門平時不開啟，有一面小窗戶作為
通風
環境案例二：學校(中華大學)
圖書館六樓 179 中央空調使用中，窗戶有開啟 活動中心 290 室內挑高，有空調但無開啟，周圍窗
戶少許開啟，PU 地板剛完工一個月 教室(A314) 267 窗戶關閉，有空調但無開啟
教室(S222) 232 無窗戶，空調使用中 實驗室(S102) 271 窗戶關閉，通道門有開啟
環境案例三：台大綠房子
廚房 208 空調使用中，窗戶密閉
玻璃屋 226 因採光設計使太陽直射，溫度偏高
會議室 198 空調使用中，窗戶密閉
臥房 192 空調使用中，窗戶開啟
環境案例四：室外環境
台大正門(陽光直曬) 312 近羅斯福路區段，人車多 中華大學後山 178 人煙稀少，於涼亭內測量
由表 4-4 可發現，氧化電位值會因所在不同的環境下，產生不同的差異，自宅 的地下室氧化電位值最高達 329mV，原因來自配電箱設置於地下室，且擺放陳年雜物 製造粉塵，通風不良的結果，最低的是自家客廳，原因是客廳設計與大門口連接，中 間並無阻隔，有足夠的通風換氣空間取得較好的空氣品質，其他環境空間如圖書館，
台大綠房子內部空間，都因空調開啟，且有適當開窗做通風，氧化電位值也反應在此 層面上，反之，教室因為密閉空間，氧化電位值均偏高，雖有開啟中央空調，卻也無 法達到通風換氣的效果，活動中心因地板剛鋪好 PU 地板，加上沒有開啟中央空調，
周邊窗戶也僅僅少數開啟，導致室內悶熱，氧化電位值因此偏高，實驗室雖有開啟通
道門，但因實驗器材及實驗樣品擺放，室內空氣品質較差。因密閉空間且無通風之處 的地點，均量測到較高的氧化電位值，空氣無法循環或環境空氣品質較差等均是原因 之一。另外台灣大學正門口，因羅斯福路人多車多，測得氧化電位值較高，而中華大 學後山，因人煙較少，且周圍都是大型喬木，自然環境下，氧化電位值也較低。
另一實驗方法是以室內空間條件改變作為區隔，實驗之一為中華大學 S 棟教室 S212，以通風前後及空調啟用與否作為條件區分，可發現窗戶未開啟時，通風運作不 順暢，電位值較高，開啟後電位值漸漸降低。
圖 4-3 教室現況照
表 4-3 S212 教室一日內氧化電位值之變化(單位:mV)
時段 窗戶密閉 窗戶密閉加空調 窗戶開啟 窗戶開啟加空調 約 AM8:00 259 247 241 246 約 AM10:00 252 251 247 236 約 PM12:00 256 254 246 241 約 PM1:00 265 258 248 243 約 PM3:00 254 259 245 240 約 PM5:00 264 250 244 239 約 PM6:00 259 250 246 241
約 PM9:00 257 248 244 243 約 AM0:00 256 245 241 241
註：量測時間為 7 月 14 日，室外溫度 32~34℃
由表 4-5 可發現，窗戶關閉的情形中，會比窗戶開啟的電位值高出 10~20mV，大 約等同上升 5%~10%，因此空氣的流通，對於室內環境空氣品質影響有直接的關聯，
圖 4-4 教室一日內氧化電位值之變化圖
實驗案例之二，是以相同格局兩間教室做不同空間條件變化，並將教室分為前中 後與高(約 1.5 米)低(約 1 米)測點，共 18 個測點，量測完畢後再將空調開啟，間隔 半小時後，再量測最終數值。表中數值上至下為教室左邊至右邊。
圖 4-5 教室 S222 與 S224 視圖
表 4-4 S222 與 S224 教室門窗開啟與否電位值變化 S222(門窗關閉) S224(門窗開啟)
1.5m 1m 1.5m 1m
教室黑板 245 244 教室黑板 225 223
245 245 224 224
246 245 224 225
教室前端 242 240 教室前端 226 225
243 241 223 224
243 240 225 223
教室中端 245 244 教室中端 225 225
245 243 228 226
245 243 227 228
教室後端 249 249 教室後端 224 225
251 249 228 226
250 250 227 226
教室公佈欄 252 253 教室公布欄 226 227
252 252 227 229
251 252 229 229
註：量測時間為 7 月 15 日，室外溫度 31~33℃
表 4-5 S222 與 S224 教室門窗開啟與否(空調開啟)電位值變化 S222(門窗關閉) S224(門窗開啟)
1.5m 1m 1.5m 1m
教室黑板 241 240 教室黑板 221 219
239 239 220 220
239 240 220 220
教室前端 240 239 教室前端 220 222
242 242 225 221
241 241 225 222
教室中端 243 243 教室中端 225 224
242 246 224 225
242 244 224 224
教室後端 246 248 教室後端 226 226
249 248 225 226
249 249 226 227
教室公佈欄 251 250 教室公布欄 227 228
(最後方) 251 251 (最後方) 228 227
252 252 227 228
註：量測時間為 7 月 15 日，室外溫度 31~33℃
表 4-6 與 4-7 為空調開啟前後，S222 基礎條件是門窗關閉，所量測到的電位值 也是數據內最高，表示不通風的空間中，空氣中氧化物質最多，無法經由通風散去，
人若處於此空間環境中，相對容易感覺疲倦與勞累，因門口設計在教室前端，電位值 也以前段項後段漸增，通風與否，其電位值差異達 10%。
4-3 案例實測氧化電位與環境因子之分析
案例一地點為中華大學內部，分為水岸區(鴨子湖)、喬木區(苗圃喬木)、灌木 區(苗圃灌木)、草地區(苗圃草地)，氧化電位與環境因子之日變化、平均值及範圍值 如表，由表可得知，溫度、濕度變化差異變化並不明顯。
表 4-6 中華大學氧化還原電位值與環境因子不同時段之日變化 分
區
時間 氧化電位值(mV) 溫度(℃) 濕度(%)
水 岸 區
6:00~9:00 173 26.8 72 9:00~12:00 194 29.1 74 12:00~15:00 230 33.6 75 15:00~18:00 208 32.8 72 18:00~21:00 186 30.2 70
平均值 198 30.5 72.6
範圍 173~230 26.8~33.6 70~75 喬
木 區
6:00~9:00 229 25.9 70 9:00~12:00 246 29.5 73 12:00~15:00 293 33.6 74 15:00~18:00 250 32.7 74 18:00~21:00 227 30.5 71
平均值 249 30.4 72.4
範圍 227~293 25.9~33.6 70~74 灌
木
6:00~9:00 250 26.1 69 9:00~12:00 280 29.5 71
區 12:00~15:00 305 33.7 74 15:00~18:00 264 32.5 75 18:00~21:00 261 30.3 75
平均值 272 30.4 72.8
範圍 250~305 26.1~33.7 69~75 草
地 區
6:00~9:00 191 25.4 67 9:00~12:00 286 29.8 68 12:00~15:00 305 34.1 70 15:00~18:00 266 33.6 71 18:00~21:00 256 30.1 60
平均值 261 30.6 69.2
範圍 191~305 25.4~34.1 67~71
註：量測時間為 6 月 24 日，室外溫度 30~33℃
由表 4-6 可發現，氧化還原電位會因環境變化而改變，例如水岸區因蒸散作用 導致氣流作用較強，草地區因植物呼吸及光合作用均會有不同的影響，且氣溫升高，
電位值也跟著變高，因氧化還原電位值與溫度、光照有關，在 6：00 太陽剛初露時與 18：00 太陽下山時這兩個時段，所量測的電位值均為一日低點，且早上因空氣中游 離雜塵尚未瀰漫，6：00 此時段的電位值更是一日最低點，在 12：00 此時段因氣溫 最高，且為空氣汙染最嚴重的時段，所量測之電位值也相對為一日最高，研判電位值 會因空氣中的雜質多寡與氣溫高低而變化，且雜質多、氣溫高對於人體氧化速度越快。
氧化還原電位值之日變化為，早上電位值最低，從早上越接近中午電位值會逐漸 升高，接近傍晚時刻電位值則會逐漸降低，大致呈現低、高、低的變化。
圖 4-6 中華大學內苗圃電位值日變化分析圖(單位:mV)
案例二為台大綠房子內外環境空間，將之分為水岸區(生態池)、喬木區(綠房子 周圍)、灌木區(綠房子周圍)及草地區(綠房子車庫後方)，氧化電位與環境因子之日 變化、平均值及範圍值如表，由表可得知，溫度、濕度變化差異變化並不明顯。
表 4-7 台大綠房子氧化還原電位值與環境因子不同時段之日變化
分區 時間 氧化電位值(mV) 溫度(℃) 濕度(%) 水岸區 09:00~12:00 208 28.4 66
12:00~15:00 237 29.5 70 15:00~18:00 246 29.3 74 18:00~21:00 234 28.1 69
平均值 231 28.8 70
範圍 208~246 30.1~32.5 66~74