控制組之試驗結果分析

控制組實驗設置，係於單元試驗模組外側設置外加熱源如圖 4-1 所示。

試驗前先量測環境溫度及箱內溫度如圖 4-2 及 4-3 所示。然後加熱溫度控制 在 42℃左右，並同時進行單元模組內、外之溫度量測，每 60 分鐘記錄一次 如圖 4-4~4-6 所示。控制組共進行五天每天持續四小時的實驗，試驗結果記 錄如表 4-1 所示。實驗五天之溫度量測曲線如圖 4-7~4-12 所示，圖中顯示 溫度變化趨勢一致，顯示試驗模組有良好的可靠度。由表 4-1 顯示，控制組 在加熱 120 分鐘後內部與外加溫度約達平衡，隨著時間持續增加試驗模組 內部溫度亦隨之增加，並超過控制溫度。顯示外加熱源之熱能藉由輻射及 對流再透過傳導進入試驗模組內部，因為試驗模組為減少相關影響變數，

以密閉單元來近似模擬不通風之居室。因此，隨試驗進行透過水泥纖維板 開始續熱而使內部溫度持續上升。

表 4-1 (A)控制組-植生外牆建置前牆面直接加熱之溫度量測數據

第 一 天

2010/5/3

第 二 天

2010/5/4

第 三 天

2010/5/5

第 四 天

2010/5/6

第 五 天

2010/5/13 臺 北 氣 象站 觀 平均值 interior

Day2 out

Day2 interior

Day3 out

Day3 interior

Day4 out Day4 interior

Day5 out

Day5 interior

Out Interior

圖 4-1 (A)控制組-牆面直接加熱 資料來源:本研究整理

圖 4-2 (A)控制組初溫室外 資料來源:本研究整理

圖 4-3 (A)控制組初溫箱內 資料來源:本研究整理

圖 4-4 (A)控制組加溫前室外量測初溫 資料來源:本研究整理

圖 4-5 (A)控制組加溫 4 小時後室外量測溫度 資料來源:本研究整理

圖 4-6 (A)控制組加溫 4 小時後量測溫度室外(上)箱內(下) 資料來源:本研究整理

圖 4-7 2010/5/3(A)控制組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day1 out

Day1

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min 時間(min)

溫 度

℃

Day2 out

Day2 interior

圖 4-9 2010/5/5(A)控制組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day3 out

Day3

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day4 out

Day4 interior

圖 4-11 2010/5/13(A)控制組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day5 out

Day5

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min 時間(min)

溫 度(

℃)

Day1 out

Day1 interior Day2 out

Day2 interior Day3 out

Day3 interior Day4 out

Day4 interior Day5 out Day5 interior

4.1.2.金露花組之試驗結果分析

2010/5/15

第 二 天

2010/5/16

第 三 天

2010/5/17

第 四 天

2010/5/18

第 五 天

2010/5/19 臺 北 氣 象站 觀 平均值 interior

Day2 out

Day2 interior

Day3 out

Day3 interior

Day4 out

Day4 interior

Day5 out

Day5 interior

Out Interior

圖 4-13 植生外牆建置-(B)金露花組 資料來源:本研究整理

圖 4-14 (B)金露花組-加溫 4 小時後量測溫度室外(上)箱內(下) 資料來源:本研究整理

圖 4-15 2010/5/15 (B)金露花組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day1 out

Day1

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day2 out

Day2 interior

圖 4-17 2010/5/17 (B)金露花組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day3 out

Day3

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day4 out

Day4 interior

圖 4-19 2010/5/19 (B)金露花組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度(

℃)

Day1 out Day1 interior Day2 out Day2 interior Day3 out Day3 interior Day4 out Day4 interior Day5 out Day5 interior

2010/5/19植生外牆-金露花組(B)

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day5 out

Day5 interior

4.1.3. 彩葉草組之試驗結果分析

2010/5/20

第 二 天

2010/5/21

第 三 天

2010/5/22

第 四 天

2010/5/23

第 五 天

2010/5/24 臺 北 氣 象站 觀 平均值 interior

Day2 out

Day2 interior

Day3 out

Day3 interior

Day4 out

Day4 interior

Day5 out

Day5 interior

Out Interior

圖 4-21 植生外牆建置-(C)彩葉草組 資料來源:本研究整理

圖 4-22(C)彩葉草組-加溫 4 小時後量測溫度室外(上)箱內(下) 資料來源:本研究整理

圖 4-23 2010/5/20 (C)彩葉草組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day1 out

Day1

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day2 out

Day2 interior

圖 4-25 2010/5/22 (C)彩葉草組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day3 out

Day3

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day4 out

Day4 interior

圖 4-27 2010/5/24 (C)彩葉草組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度(

℃)

Day1 out Day1 interior Day2 out Day2 interior Day3 out Day3 interior Day4 out Day4 interior Day5 out Day5 interior

2010/5/24植生外牆-彩葉草組 ( C )

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day5 out

Day5 interior

4.1.4. 武竹組之試驗結果分析

2010/5/25

第 二 天

2010/5/26

第 三 天

2010/5/27

第 四 天

2010/5/28

第 五 天

2010/5/31 臺 北 氣 象站 觀 平均值 interior

Day2 out

Day2 interior

Day3 out

Day3 interior

Day4 out

Day4 interior

Day5 out

Day5 interior

Out Interior

圖 4-29 植生外牆建置-(D)武竹組 資料來源:本研究整理

圖 4-30 (D)武竹組-加溫 4 小時後量測溫度室外(上)箱內(下) 資料來源:本研究整理

圖 4-31 2010/5/25 (D)武竹組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day1 out

Day1

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min 時間(min)

溫 度

℃

Day2 out

Day2 interior

圖 4-33 2010/5/27 (D)武竹組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day3 out

Day3

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度

℃

Day4 out

Day4 interior

圖 4-35 2010/5/31 (D)武竹組量測曲線

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度(

℃)

Day1 out Day1 interior Day2 out Day2 interior Day3 out Day3 interior Day4 out Day4 interior Day5 out Day5 interior

2010/5/31植生外牆-武竹組(D)

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min 時間(min)

溫 度

℃

Day5 out

Day5 interior

4.2 植生牆面隔熱能力比較分析

表 4-5 隔熱性能比較表 Interior

(B) Out

(B) Interior

(C) Out

(C) Interior

(D) Out

(D) Interior 初溫 28.5 28.6 28.9 29.0 29.2 29.8 28.9 29.0

圖 4-37 隔熱性能比較量測曲線 資料來源:本研究整理

4.3 節能效益評估

為減少不確定因素，本研究選擇日間無降雨之室外平均溫度 28.5℃～

29.2℃為主要氣候條件。由實驗得知：控制組室外量測溫度平均溫度為 28.5

℃，以加熱溫度約 42℃持續加溫 4 小時，經量測箱體內溫度由初溫 28.8℃，

初溫 加熱初溫 加熱60min 加熱120min 加熱180min 加熱240min

時間(min) 溫

度(

℃)

(A) Out (A) Interior (B) Out (B) Interior (C) Out (C) Interior (D) Out (D) Interior

依經濟部能源局所示，目前國家標準規定冷氣能力用 kW 表示，由於 消耗電功率亦是用 kW 表示，因此計算出來的 EER 值是沒有單位的。另建 議消費者選購有「節能標章」的冷氣機，其 EER 值一般高於國家標準 10%

以上。一般而言冷氣機能力，1 坪約用 450 kcal/h(約 1800BTU/h 或 0.52kW) 計算。因此本研究，以 1 坪約用 450 kcal/h 之冷氣能力來比較植生外牆對於 密閉居室之節能效益。根據相關試驗顯示，冷氣空調每提高 1℃，約可節省 6%的電力（林憲德，1995），當外牆隔熱效果較佳相對可調高空調溫度，

以此比較不同植栽每坪面積之效益，分析如下：

控制組(A)之使用功率：

0.52kW×{1+(58.4-28.8)÷4×0.06}=0.751 kW

植生外牆-(B)金露花組與控制組比較之使用功率：

0.52kW×{1+(30.2-29.8)×0.06}=0.532 kW

植生外牆- (C)彩葉草組與控制組比較之使用功率：

0.52kW×{1+(32.2-30.7)×0.06}=0.567 kW

植生外牆-(D)武竹組與控制組比較之使用功率：

0.52kW×{1+(30.9-29.7)×0.06}=0.557 kW

由計算結果得知，以控制組為基準，則金露花組可節能 29.2%、彩葉草 組可節能 24.5%、武竹組可節能 25.8%。若每度電以 2.1 元計則，控制組約 為 1.58 元、金露花組約為 1.12 元，節省 29.1%電費、彩葉草組約為 1.19 元，

節省 24.7%電費、武竹組約為 1.17 元，節省 25.9%電費。

以上列計算所示，建築物建築植生外牆之設置，除有具環境綠化外，

確實具有極佳之節能之效益。因為氣候因素所造成的「溫度差」，是建築耗 能的主要原因，而如何減少溫度差增加隔熱及減少太陽 的日射量的技術，

就是遮陽效力。而台灣位於隔熱遮陽並重的亞熱帶氣候區，建築本體外殼 的隔熱與遮陽的節能效果都不能發揮最大的功效，此區域其節能的最大功 效，必須兼顧「隔熱」與「遮陽」。表 4-5 中隔熱性能比較表及圖 4-37 隔熱 性能比較分析結果顯示，植生外牆裝設後，均能有效達到隔熱與遮陽的效 果。

第五章 結論與建議

5.1 結論

目前國內一般使用的建築外牆材，大部分以鋼筋水泥為主。本 研究所 使用之材料，只選擇性質相近之水泥板作實驗，比較植生外牆裝置於裝設 前後之隔熱性能差異，用以得知其節能效益。

本實驗瞭解到建築物在每天日晒的情形下，其實蓄積了相當的熱量，

而這些熱量就是造成冷氣空調耗能的重要因素。因此，對於建築屋頂及外 牆的熱環境，除了隔熱及遮陽外，最主要的是，不要讓建築蓄積太多的熱 量。所以，當熱量已經進入室內才進行降溫則增加能耗，因此如何有效阻 隔熱量由外傳遞至建築內才是最佳節能之道。以每坪 450 kcal/h 之冷氣能力 計，本研究以金露花為植生外牆可節能 29.2%、以彩葉草為植生外牆可節能 24.5%、以武竹為植生外牆可節能 25.8%。所以，選擇適用建築物之植生牆，

均能有效阻隔熱量由外傳遞至建築內，尤其可避免牆體蓄熱現象。所以，

建築植生外牆為一種兼具節能與綠化環保的最佳選擇。

5.2 建議

本研究為了簡化相關影響因子，所採用的植栽材料，是目前市面三種 常用於植栽造景及植生外牆的植物、以纖維水泥板近似模擬 RC 外牆。因 此，後續相關建議如下：

1. 本研究得知，熱傳結果會因植栽的不同，而有所影響，但由於植栽種類 繁多，因此後續對於植栽種類選用的相關研究，可先進行植栽對生長環 境的耐熱、耐旱的生理機制與生長特性來進一步探討。

2. 再者，對於植栽的形態如葉片的厚度、數量、植物生長的高度… 等，

是否影響隔熱效果，進行更精細的實驗分析討論以選拔出多種多樣的植 栽，建立適合植物外牆之植栽資料。

3. 不同材質之外牆其厚度與植生成效尚待進一步研究。

4. 未來進行植生外牆相關研究，建議應將熱源波長影響、減碳效益、介質 及澆灌系統納入研究加以探討，以達到更準確研究數據，建立更完善的 資料庫。

參考文獻

一、英文文獻：

1. ASTM(1996), Standard C976-90, “Standard Test Method for Thermal Performance of Building Assemblies by Means of a Calibrated Hot Box.”

2. ASTM(1996), Standard C236-89, “Standard Test Method for Steady-State Thermal Performance of Building Assemblies by Means of a Guarded Hot Box.”

3. Ford, B., Patel, N., Zaveri, P., Hewitt, M. ( 1998 ). Cooling Without Air Conditioning.Renewable Energy. 15, 177-182.

4. Gan, G. ( 1998 ) A parametric study of Trombe walls for passive cooling of buildings.

Energy and Buildings, 27(1), 37-43.

5. Hirunlabh, J., Kongdung, W., Namprakai, P., Khedari, J. (1999). Study of natural ventilation of houses by a metallic solar wall under tropical climate, Renewable Energy.18, 109-119.

6. Khedari, J., Boonsri, B., Hirunlabh, J. ( 2000 ). Ventilation impact of a solar chimney on indoor temperature fluctuation and air change in a school building. Energy and Buildings, 32, 89–93

二、中文文獻：

1. 中央氣象局(2009)，近百年來（1897-2008）台灣氣候變化統計報告。交通部中央氣 象局。

2. 中華民國建築師公會全國聯合會(2004)，第一屆台灣建築論壇-綠建築永續經營建築

論壇。

3. 內政部營建署編輯委員會(1995)，建築物外殼耗能量設計。建築物節約能源設計技

3. 內政部營建署編輯委員會(1995)，建築物外殼耗能量設計。建築物節約能源設計技

在文檔中 華夏機構典藏 HWHIR : Item 987654321/749 (頁 52-0)