屋頂綠化模擬結果

本研究採用 Energy Plus ver8.5 版本進行模擬，經依照上述設定 之模型參數及模擬假設條件，並套用表 4-2 及表 4-3 所列之 27 種因

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第四章 屋頂綠化隔熱效能影響因子組合之最適化分析

(1,241+1,146+1,011+1,127+1,004+1,270+959+1,264+1,171)/9

=1,133

水 準

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擬結果整理如下：

1、若以全年整年度來看：使品質特性 y 值（空調冷暖房負荷量 kW）

最小之最佳化因子水準組合為 A1 B2 C1 D1 E3 F1，代表土壤厚 度 10 公分、輕質與一般土壤混充、葉面積指數 LAI 為 5、澆水 頻率為每天早晚各澆水量 1mm、臺北地區氣象、葉面反射率為 0.25。

2、若以夏季（7 月份）來看：使品質特性 y 值（空調冷暖房負荷量 kW）最小之最佳化因子水準組合為 A3 B1 C1 D1 E1 F1，代表土 壤厚度 50 公分、輕質土壤、葉面積指數 LAI 為 5、澆水頻率為 每天早晚各澆水量 1mm、高雄地區氣象、葉面反射率為 0.25。

3、若以冬季（1 月份）來看：使品質特性 y 值（空調冷暖房負荷量 kW）最小之最佳化因子水準組合為 A3 B2 C1 D2 E2 F3，代表土 壤厚度 50 公分、輕質與一般土壤混充、葉面積指數 LAI 為 5、

澆水頻率為每天早晚各澆水量 0.5mm、臺中地區氣象、葉面反射 率為 0.15。

茲就影響屋頂綠化隔熱效能各因子模擬結果所代表之意義，探 討如下：

1、土壤厚度部分：

本項因子係採 10、30、50 公分 3 種水準，由模擬結果可發 現於夏季（7 月份）及冬季（1 月份），本項因子之趨勢大致相同，

惟夏季時當土壤厚度為 10 及 30 公分時之空調冷暖房負荷量變化 不大，當土壤厚度增加為 50 公分時才明顯降低，不若冬季時隨 著土壤厚度增加其空調冷暖房負荷量亦隨之降低。

因土壤為熱良好之載體，當土壤厚度越大時，其蓄熱能力亦 越大，造成白天吸收之太陽輻射熱，會漸漸釋放並經由屋頂樓板 傳至室內，使室內溫度升高，故空調耗電相對增加。簡單來說，

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可想像土壤是一個海綿，其白天所吸收的熱能，會慢慢釋放進入 室內，當海綿越厚，則其儲存釋放進入室內的熱能就越多，相對 造成空調負荷的增加。模擬顯示當夏季時，因太陽輻射熱大且外 部溫度高，於白天時土壤蓄飽熱能後，會額外將累積的熱能慢慢 傳遞至室內，造成空調負荷量增加，此情況在土壤厚度為 10 及 30 公分時皆同，直至土壤厚度增至 50 公分時，因土壤厚度太厚 無法蓄飽熱能，土壤表層所蓄熱能較無法向下傳遞至室內，故空 調負荷量會降低。

此結果與本所今（105）年辦理「屋頂隔熱對策全尺度節能 實證之研究」委託研究案之實測結果（現場實測期間為 8 月 13 日至 10 月 10 日）之趨勢，皆為夏季時段，屋頂綠化之土層厚度 越大，則空調用電越節省之趨勢大致相符。

惟於全年時段來看，當土壤厚度由 10 增至 30 公分時，其空 調冷暖房負荷量略為增加，惟當土壤厚度為 50 公分時，其空調 冷暖房負荷量則又降低，研判應係受土壤蓄熱效應及全年氣溫變 化之多重影響。顯示當土壤厚度為 10 公分時，已有相當良好之 隔熱效果，惟當土壤厚度增加至 50 公分時，已超過蓄熱效應所 能傳遞熱量之臨界厚度，故其空調冷暖房負荷量下降。

此項因子效應之變動影響空調負荷之程度，在夏季較不明顯

（因子效應變動程度 0.33%），冬季影響較顯著（因子效應變動 程度 3.55%），應係夏季時日夜溫差較小，不像冬季日夜溫差大，

所以夏季土壤吸收之熱能進入室內較不明顯，故影響空調能耗程 度較小。而台灣為亞熱帶氣候區，全年多為高溫濕熱氣候，故全 年影響程度類似夏季較不明顯（因子效應變動程度 1.51%）。

2、土壤種類部分：

模擬顯示於夏季時段，以輕質土壤其空調負荷量最小，此乃 因本研究模擬採用之土壤參數表 4-1 中，輕質土壤其蓄熱係數最

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小，代表土壤層日間吸收之太陽熱能較少，使土壤蓄熱傳至室內 之熱能相對較低，故其空調耗電會較低。於冬季時段時段來看，

則以輕質與一般土混充之土壤時，其空調耗電會較低，研判應係 受土壤蓄熱效應及全年氣溫變化之多重影響所致。

若以全年來看，此項因子水準變化程度甚小（因子效應變動 程度 1.00%），其影響程度不若土壤厚度來的明顯。

3、澆水頻率部分：

模擬顯示，以澆水量越多則其空調負荷量越小，此乃因含水 量越大情況下，屋頂綠化之土壤及植物白天受熱蒸散之水分會越 多，其透過戶外氣流帶走的潛熱會越大，因此可以減少進入室內 的熱能，故空調負荷量會較小。此項因子之水準變動影響空調負 荷程度（全年之因子效應變動程度 4.60%），在 6 項因子中排第 3 大。

4、葉面積指數 LAI 部分：

模擬顯示葉面積指數 LAI 越大，則其空調負荷量越小，此乃 因當 LAI 值越大代表植栽越茂密，其遮擋或吸收太陽輻射熱的比 例越高，舉例來說在茂密的森林中，太陽輻射熱要照到地表面的 比例會比稀疏森林少很多。此項因子之水準變動影響空調負荷量 的程度相當高（全年之因子效應變動程度 10.48%），為影響屋頂 綠化隔熱效能第二大之因子。

5、地區氣象差異部分：

模擬顯示，於夏季時，以臺北地區之空調負荷量最大，其次 為臺中、高雄。其原因應與台北地區屬於盆地地形，散熱能力遠 不如台中、高雄，加上夏季都市熱島效應明顯，故造成空調耗能 較大。惟冬季時段南部之地區氣候越溫暖，故高雄地區相對空調 耗能較大。此項因子之水準變動影響空調負荷量的程度最高（全 年之因子效應變動程度 33.61%），為影響屋頂綠化隔熱效能最大

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之因子。

6、葉面反射率部分：

若以全年來看，模擬顯示此項因子之水準變動對空調負荷量 影響程度非常微小（全年之因子效應變動程度 0.77%），經檢討 其原因應係太陽熱能主要係被土壤吸收及樹葉茂密程度左右，葉 面反射率本身反而對整體而言影響不大。故此項因子可予以忽 略。