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既有建築物氣密性調查

第一節 既有建築物氣密性調查

本研究利用脈衝式建築氣密性能檢測設備共完成 5 類居室(25 間)之氣密 性檢測。探討之變因包含建築型態、屋齡、窗戶種類、輕鋼架天花板構造等。5 類居室之基本資料如表4-1 所示。在建築型態之選擇上,本研究選擇 RC 混凝土 結構外牆之住宅與辦公建築兩大類。住宅建築選擇臥室(包含套房)、書房以及 客廳三種居室。辦公建築則選擇閉閉式辦公室與會議室兩種。

表4-1 既有建築物氣密性檢測名單

居室類型 建築型態 地點 屋齡 居室面積m2

臥室 #1 透天臥室 台南市北區 26 10.70

#2 透天套房 台南市北區 26 13.24

#3 大樓臥房 高雄市鼓山區 0 7.28

#4 大樓套室 高雄市鼓山區 0 13.32

#5 大樓臥室 高雄市鼓山區 3 20.63

#6 大樓臥房 高雄市鼓山區 0 16.88

#7 大樓套房 高雄市鼓山區 0 28.54

#8 大樓臥房 新北市汐止區 0 6.45

#9 大樓套房 新北市汐止區 0 10.53

#10 大樓臥房 台北市文山區 30 18.24

#11 大樓套房 台北市文山區 30 26.39

#12 大樓臥房 高雄市鼓山區 13 11.02

#13 大樓臥房 高雄市鼓山區 13 9.86

#14 大樓臥房 高雄市鼓山區 25 11.94

#15 大樓臥房 高雄市鼓山區 25 8.27 客廳 #16 大樓客廳 高雄市鼓山區 0 51.93

#17 大樓客廳 高雄市鼓山區 3 62.33 書房 #18 大樓書房 高雄市鼓山區 3 14.20

#19 大樓書房 台北市文山區 30 18.24

#20 大樓書房 新北市汐止區 7 10.5 辦公室 #21 綠建築辦公室 台南市東區 8 26.40

#22 沙崙旋轉屋辦公室 台南市歸仁區 1 31.46

#23 沙崙旋轉屋辦公室 台南市歸仁區 1 31.46 會議室 #24 綠建築會議室 台南市東區 8 26.44

#25 公立研究機構會議室 台南市歸仁區 18 62.65

(資料來源:本研究製作)

壹、臥室

本研究選擇15 間臥室進行氣密性檢測。以建築型態分類包含透天與大樓;

屋齡為0、3、13、25、26、30 年;窗戶型態為一般鋁擠型窗戶、T-2 等級(30dB) 氣密窗以及符合綠建材標章之氣密窗。臥室的種類分為房間與套房兩種。圖 4-1~4-4 為典型套天臥室、套房以及大樓臥室與套房的室內空間示意圖。

從表4-2 之檢測結果,研究團隊初步獲得以下之結果:

1. 屋齡對建築氣密性的影響:編號 1、2 的房間(屋齡 26 年之透天老屋)以及編

號 14、15(屋齡 25 年之大樓老屋),裝設窗戶為一般的鋁擠型窗戶,因此氣

#7 大樓套房 0 28.54 綠建材(35dB)氣密窗(9.4m2) 1.070

#8 大樓臥房 0 6.45 綠建材(35dB)氣密窗(2.1 m2) 1.143

#9 大樓套房 0 10.53 綠建材(35dB)氣密窗(3.8m2) 0.727

#10 大樓臥房 30 18.24

T-2 等級(30dB)氣密窗(2.1 m2)

1.3470

#11 大樓套房 30 26.39

T-2 等級(30dB)氣密窗(2.1 m2)

2.7410

#12 大樓臥房 13 11.02

T-2 等級(30dB)氣密窗(2.7 m2)

1.1733

#13 大樓臥房 13 9.86

T-2 等級(30dB)氣密窗(2.7 m2)

1.4033

#14 大樓臥房 25 11.94 一般鋁門窗(1.83 m2) 2.3030

#15 大樓臥房 25 8.27 一般鋁門窗(1.70 m2) 2.1770

(資料來源:本研究製作)

4-1 典型透天臥室之室內空間示意圖

(資料來源:本研究製作)

4-2 典型透天套房之室內空間示意圖

(資料來源:本研究製作)

4-3 典型大樓臥室之室內空間示意圖

(資料來源:本研究製作)

4-4 典型大樓套房之室內空間示意圖

(資料來源:本研究製作)

圖 4-5 窗戶種類對建築物氣密性之影響

(資料來源:本研究製作)

貮、客廳

客廳之氣密性檢測結果如表4-3 所示。一般的客廳均裝設較大面積落地窗,

但是客廳通常包含餐廳或是廚房在內之總面積大於臥室的面積,加上大門裝設門 檻,故客廳之總體氣密性較臥室小。從表4-3 之實驗結果亦獲得相同的結果,亦 即:使用綠建材標章隔音窗的居室確實其氣密性較裝設隔音效果較差的窗戶之居 室氣密性好。

表4-3 客廳氣密性檢測數據 建築型態 屋齡 居室面積

(m2)

窗戶型態

(面積m2

洩漏量 (m3/hr-m2)

#16 大樓客廳 0 51.93

T-2 等級 (30dB)氣密窗

(12.5 m2)

0.628

#17 大樓客廳 3 62.33

#19 透天書房 30 18.24

T-2 等級 (30dB)氣密窗

(2.0 m2)

1.3470

#20 透天書房 7 10.5

T-2 等級 (30dB)氣密窗

(1.6 m2)

1.115

(資料來源:本研究製作)

圖 4-7 典型大樓書房之室內空間示意圖

(資料來源:本研究製作)

肆、辦公室

研究團隊選擇獲得鑽石級綠建築標章之辦公室與沙崙旋轉屋辦公室進行辦 公室類型居室的氣密性比較。辦公室的氣密性檢測結果如表4-4 所示。由實驗結 果顯示,綠建築辦公室因為使用符合高性能隔音綠建材標章之氣密窗,其氣密性 與編號#5、#7、#8 居室的氣密性相近。而沙崙旋轉屋辦公室因為設置高架地板以 及輕鋼架天花板,雖然玻璃帷幕的氣密性良好,致使整體的氣密性是綠建築辦公 室的2 倍。故,對於設置高架地板或輕鋼架天花板的居室,其氣密性更需要額外 確認洩漏點。根據量測人員檢查沙崙旋轉屋辦公室輕鋼架天花板上方空間,發現

兩間辦公室的天花板上方空間有聯通的空隙,此亦為兩間辦公室洩漏量相似的原

圖 4-9 辦公室之室內空間示意圖

(資料來源:本研究製作)

圖 4-10 室內空氣由輕鋼架天花板上方空隙互相連通之示意圖

(資料來源:本研究製作)

伍、會議室

辦公建築除辦公室外,最常被使用之居室為會議室。本研究計畫已完成獲得 鑽石級綠建築標章建築物與內政部建築研究所防火實驗中心會議室的氣密性檢 測。表4-6 為會議室的氣密性量測結果。研究團隊發現,一般的辦公建築的天花 板大多使用懸吊式天花板(例如:輕鋼架天花板),但是天花板上方空間通常有

管線穿越或是隔間牆未與樓板連接而形成開放空間都是造成會議室洩漏過大的 2.628 m3/hr-m2。比較此綠建築辦公室與會議室之氣密性,吾人發現,因為會議 室的開窗面積較辦公室大,且有管線貫穿縫隙(初步判斷因非防火區劃,無防火

圖 4-11 綠建築會議室之室內空間示意圖

(資料來源:本研究製作)

圖 4-12 會議室之室內空間示意圖

(資料來源:本研究製作)

圖 4-13 會議室輕鋼架天花板上方空間相互聯通之示意圖

(資料來源:本研究製作)

第二節 窗戶氣密性能檢測

本研究收集市售橫拉窗、橫拉窗加開天、外推窗以及外推窗加開天等四種 常用的窗戶之氣密性測試數據,加以分析。根據窗戶製造商、南亞塑膠股份有 限公司風雨實驗室與內政部建築研究所風雨風洞實驗室之訪視,與會人員表示 現今市售的窗戶之氣密性能均符合CNS 第 2 等級之規範,但是日本最新版本之 JIS 窗戶國家標準針對氣密性能已經修改為更嚴苛的規範要求。再者,研究團隊 收集窗戶的氣密、水密測試數據顯示,四種類型窗戶之氣密性均符合

CNS64000 之 2 等級規範。有開天的窗戶由於可移動的窗戶高度變小,以致於 開天窗戶的氣密性優於沒有開天窗戶的氣密性。

為了進一步了解本研究所採用之現場氣密檢測方法應用在窗戶氣密性之可 行性,本研究配合建研所性能實驗中心聲學實驗室之實驗排程,探討窗戶氣密 性與隔音性能之間的關聯性。表4-8 為氣密窗在隔音性能與氣密性能之測試結 果。實驗結果顯示五種氣密窗的隔音性能均通過綠建材標章之評定基準,同時 氣密性能也符合CNS 第 2 等級之規範。再者,彙整表 4-2 的現場量測結果與表 4-8 的實驗室量測結果可發現,窗戶的氣密性與隔音性之間呈現正相關;隔音性 能佳之窗戶,其氣密性相對較好,亦即洩漏量較小。另外,實驗室測量的窗戶 氣密性也比現場安裝的窗戶之氣密性佳。此結果推測應為現場施工品質影響所 致。另一方面,本研究發現應用建築氣密現場檢測法可作為音響實驗室環境校 正之參考依據。因為每次實驗安裝實驗框進入音響室時,需要加壓框架使得試 體框架緊貼在兩個音響室中。故透過音響實驗室背景氣密性之量測,可確認音 響實驗室在量測隔音性能之準確性。

本研究完成5 個窗戶實驗室隔音性能與氣密性能,評估利用現場氣密檢測 法量測窗戶氣密性,並且初步探討窗戶隔音與氣密性之關聯。

4-7 窗戶氣密性能 窗戶

型式 推開窗 橫拉窗

面積 寬:1500mm 高:1500mm 厚:105mm

寬:1000mm 高:1000mm 厚:105mm 氣密

性能

窗戶

型式 推開窗(開天) 橫拉窗(開天)

面積 寬:900mm

高:1830mm(1080 開天)

厚:105mm

寬:1950mm

高:1890mm(1140 開天)

厚:105mm 氣密

性能

(資料來源:本研究製作)

4-8 窗戶氣密性與隔音性能測試結果

面 積

1.847*1.991 m2 6.991*1.997 m2

隔 音 性

36dB 36dB

氣 密 性

0.0283 m3/s 0.4647 m3/hr-m2 0.4687 ACH 0.0107 m2

0.033 m3/s 0.542 m3/hr-m2 0.547 ACH 0.012 m2

(資料來源:本研究製作)

第三節 建築氣密性與建築能耗之相關性

根據冷凍空調熱負荷之計算公式,建築物通風系統或是滲透風(infiltration) 對空調負荷之影響與通風量成正比,通風造成空調熱負荷公式為:

通風系統熱得Qv=4.5*CFM通風*(hout,air-hin,air) 滲透風熱得Qi=4.5*CFM滲透風*(hout,air-hin,air)

因此建築物的空調總負荷是與建築物外殼的洩漏量成正比。

本研究首先以EnergyPlus 軟體模擬沙崙旋轉屋的整年空調耗電量,探討洩 漏量與空調耗能之關係,獲得圖4- 之結果。模擬結果顯示年空調耗電量點量與 洩漏量成正比。

本研究接著在沙崙旋轉屋中的窗戶設計一個可以調整洩漏量的開口,依序 調整開口面積為0.015、0.025、0.035、0.045、0.055、0.06m2,進行一整天的實 驗。開條開啟時間為早上18 時至下午 18 時,空調設定溫度為 26 oC。六種洩漏 量之實驗案例的空調耗電量如圖所示。實驗結果發現六個案例的每天空調耗電 量為2.56~3.32kWh 之間。此結果凸顯出沙崙旋轉屋主要的空調熱得來自於玻璃 的輻射熱得,洩漏量熱得所佔的比例遠低於玻璃幅射射得。因此在晴天的外氣 條件下,空調耗電量主要是受太陽輻射之影響,洩漏面積改變並不會影響太多 的空調耗電量,致使建築物外殼洩漏量對於空調耗能的影響不顯示。此實驗結 果也驗證了身處亞熱帶國家的台灣,建築外殼氣密性對於空調耗能的影響性不 若緯度較高的寒帶國家之建築外殼氣密性對於空調耗能的影響性。

本研究建議未來可針對室內無空調條件下,建築物外殼洩漏量對室內溫濕 度以及室內空氣品質的影響性進一步探討。

圖 4-14 通風系統與滲透風熱得之示意圖

圖 4-14 通風系統與滲透風熱得之示意圖

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