一、 實驗屋基地環境條件
本研究選定建置之實驗屋位於台灣大學造園館旁，實驗屋共分為二組設置，分別為 南、北向排列，而於南、北向室外側各另有一組垂直遮陽板設立，以設定二組實驗屋位 處基地環境，背景條件完全相同的情況下，接受太陽的直達日射。北側實驗屋其外牆對 接北面的垂直遮陽板，面朝北向台大農場。南側實驗屋則在外牆對接南面垂直遮陽板，
面朝南向喬木12 米高度及二層樓造園館教學大樓，此二組實驗屋其冷氣開口外牆面，
共同面朝西向水泥空地及喬木6 米高度；而二組實驗屋其外牆玻璃開口，則以共同面朝 東向農場圍籬 1.8 米高度與鄰近基隆路高架道。(圖 2-1)為實驗屋模組，基地環境之航 照圖，從照片中可看出，基地四周的環境中並無高聳的建築物突出，而唯一在南面較高 的遮蔽物為喬木12 米高度。因此本研究所設實驗屋南、北向，如為設置外牆開口朝向 南面接受日照的時間，則受到南向喬木12 米高之陰影遮蔽影響較大。
為了解決南向立面有最高的輻射熱取得不佳的問題，本實驗屋在南、北側的排列時 以短邊牆面朝東西向配置，採用外牆開口玻璃共同朝東向的方位；另一方面也為了解決 外牆開口，必須接受到太陽日射熱的需求，因而將實驗屋遠離東向1.8 米高圍籬，距離 達5.9 公尺設置實驗屋。因此實驗屋在上午太陽東晒的時間，東側牆面便可以接受到太 陽輻射熱，而發揮室內玻璃及隔熱膜吸收與隔熱應有的功能。另外實驗屋設置座向時，
若以東向開窗而言，在泛夏季月時無法獲得大量且有效的太陽輻射熱，因此在本研究之 實驗屋開口玻璃面朝東向，是否仍發揮隔熱膜之隔熱的性能，其室內溫度控制及熱負荷 量之多寡，也是接下來研究過程中為之探討的課題。
二、 實驗屋空間基本資料
本研究設置實驗屋共分為實驗組及對照組，兩組進行全尺度實驗，實驗屋僅面朝東 向，外牆垂直面開窗180×180cm，開窗位置以不受圍牆、灌木陰影遮擋日照為原則如圖 示(2-2)，所以仍可接受到陽光，室內水平面亦可接受到陽光直射圖，如圖(2-3)所示，
其它室內外開口部則呈現全部封閉狀態。而實驗屋以大面積開窗方式，與先前文獻學者 所提出的，如辦公大樓、購物商場與飯店帷幕式建築等，在建築外牆以常見的開窗類型 類比，也與一般通風式住宅建築常見的陽台加大落地窗相近。因此，本研究先確立實驗 屋外殼以大面開窗的型式設置，同時計算外殼之窗牆比例為0.15，以期更能符合台灣地 區熱濕氣候環境的建築現況。
圖2-2 實驗屋室外實景(資料來源:本研究) 圖 2-3 實驗屋室內全景(資料來源:本研究)
此外，台灣屬於亞熱帶氣候區，地理位置及熱濕的氣候條件，可能導致實驗屋在夏 季過熱情況。為避免實驗屋室內累積過多的輻射熱，因而影響隔熱膜實驗的準確性，因 此將兩組實驗屋室內牆面，披覆保溫與隔熱材的穩熱板(聚苯乙烯 Polystyrene, P.S 板) 貼附牆面鋼材，以阻絕室外熱傳導。最後於二組實驗屋南、北向外側距離1 公尺處，分 別設置平行於實驗屋的垂直金屬遮陽板，使二組實驗屋之外部輻射熱量條件均相同。下 圖(2-4)為不同方位建築物，其終日受日射量與季節之關係，此圖亦表示了不同方位，
於各節氣時之逐時受熱量大小(文8)。由下圖中可看出，建築物在各季節水平面終日所 接受到的太陽輻射熱最大，各方位垂直面之日射熱次之。
圖2-4 直達日射量變化(資料來源:文 8)
由上圖可知，由於太陽軌跡之關係，不同方位之建築立面所接受到，來自太陽之輻 射熱量亦不相同。因此，本研究以實驗屋外殼大面積玻璃開口，以朝向東方之立面分別 討論於8mm 清玻璃貼附隔熱膜之效果。此外，理論上隔熱膜貼於室內與室外側之玻璃，
對於最終進入室內之總熱取得亦不相同；有鑒於實際應用隔熱膜時，以貼附於玻璃窗內 側之方式施工較為簡便，同時亦較不會因外界氣候之影響而產生變質，而有較佳之耐久 性。所以本研究欲探討貼附於室內側玻璃之隔熱膜的情形，較符合實務上之需求。
在熱舒適方面，在台灣夏季建築外牆，經常可見外部遮陽板遮蔽直達日射，而對於 室內熱舒適之控制，大致上較以隔熱膜來得優良，然而此一現象也與窗面向方位有關，
以南向開窗而言，夏季月時外遮陽對室內熱舒適控制之表現，反而是玻璃隔熱膜表現較 差(文9)。因此，若以實驗屋開窗方位朝東向來說，對於室內熱舒適控制是否仍以隔熱 膜表現較外遮陽來的優越，是接下來探討的課題。本研究為了探討隔熱膜，對於建築外 殼節能改善效益之策略方式，首先以單層清玻璃附貼隔熱膜與單層清玻璃，進行實際實 測比較，如圖(2-5)。經過實測數據完成後，改造原有對照組實驗屋之單層清玻璃外部 加裝遮陽板，再進行實驗組隔熱膜與對照組外遮陽模組實測比較，如圖(2-6)。並評估 隔熱膜與傳統外遮陽之模組進行比較分析。
由於實驗屋透過立面窗玻璃進入之熱得量之節能效果與方位有關，且空調節能效益 又與室內空間面積、使用型態、空調使用模式等因子影響；加上各型式之隔熱膜光學性 能上之差異，有些隔熱膜是透過將日射熱吸收，來達到減少日射穿透量。然而此類型之 隔熱膜往往會造成玻璃內表面溫度上升，雖然減少了日射輻射量進入室內，但玻璃表面 升高的溫度，卻導致以熱對流方式進入室內，增加了室內熱負荷。所以在眾多因子皆會 同步影響節能效益下，直接以空調耗能量進行比較與外遮陽之節能等效性，無法單純獲 知由窗玻璃之節能貢獻。因此，本研究以透過窗玻璃之熱得量(Heat Gain)與同樣由外遮 陽遮蔽下之窗玻璃熱得量比較，直接換算玻璃隔熱膜對應於外遮陽之效果為 180×80cm 之等效遮陽板，以做為對照組外部遮陽實測基礎。
圖2-5 清玻璃與隔熱膜實驗模組透視圖 圖 2-6 外遮陽與隔熱膜實驗模組透視圖 (資料來源:本研究繪製) (資料來源:本研究繪製)
基於以上各種因素考量，故本研究在未來實測及數值模擬時，選定以實驗屋外部開
圖2-7 實驗屋平面圖 圖 2-8 實驗屋東向立面圖
圖2-9 實驗屋(a-a)東西向剖面圖 圖 2-10 實驗屋(b-b)南北向剖面圖
三、 實驗屋外殼建材之物理特性
實驗屋建材物理特性資料蒐集，是未來研究數值模擬工作計算時，之參數設定的重 要依據，其數值也會對模擬結果產生重要的影響，故在此整理出本研究之實驗屋中，各 部實際建材與熱傳計算相關的物理數據。
1. 外殼建材:
鋼板形成實驗屋之主要結構性建材為鋼板，其鋼材熱傳導效應較其它建材來的 較高，在室內側露出的牆面的部分，需要以穩熱板包覆阻斷來自室外傳導熱源。而 鋼板在溼度較高的亞熱帶地區台灣來說，若以70%溼潤條件下，其熱導係數 K 值為 45w/mk。(文 10)
2. 內殼建材:穩熱板(聚苯乙烯 Polystyrene, P.S.板)
4. 門窗建材:鋁門、鋁窗
實驗屋模組，分別於南向立面設置有鋁門及鋁窗，而鋁窗開口(67.5×68.5cm)在 室內側以穩熱板包覆，在實測過程中呈現封閉狀態無法通風及採光。而鋁門開口尺 寸(90×180cm)外側為垂直遮陽板遮擋其日射熱，其熱導係數 K 值為 210.04w/mk。
5. 隔熱膜:3M-PR70 Prestige Series PR-70 隔熱膜
光學 物理
圖2-12 隔熱膜合成構造透視圖(資料來源：文 13) 6. 外部水平遮陽板
本研究目的為比對隔熱膜與一般外遮陽之節能效益，為了利於評估外遮陽板，
因此本研究僅以台灣常見的水平遮陽板的型式，配合實驗屋外殼開口玻璃面朝東 向，作為數值模擬工作的計算依據；而先不考慮其他型式及其他方位之遮陽的日射 遮蔽效果對實驗屋外殼開口的影響。在數值模擬計算上，將外遮陽視其外部邊界條 件，可供數值模型做節能計算分析。本研究以實際水泥板上方舖設鋁箔方式，如下 圖(2-13)所示，作為傳統外部遮陽，遮陽板深度為 80cm 如圖(2-14)所示，而外遮陽 對於窗面熱得折減效果分析，將分別於第三章第二小節中說明。
圖2-13 實驗屋等效外部遮陽板立面圖 圖 2-14 實驗屋等效外部遮陽板側面圖