第六章 建物自然通風決策系統
第三節 系統實作
本研究將根據上一節圖 6-2 所示之建物自然通風決策系統架構圖進行 系統實作，「通風管理應用程式」主要設計於 Unity 遊戲引擎，將 BIM 3D 模型進行再使用，搭配 Unity 遊戲引擎與 C#程式語言，並透過網路的連線 即時讀取建築自然通風資料庫中之通風資訊，並發佈為個人電腦及行動裝 置可執行之應用程式，而本研究建立「建物自然通風決策系統」之開發環 境，如表 6-1 所示。
表 6-1 建物自然通風決策系統之開發環境
Operation System Windows 10 (x64)
BIM Model Autodesk Revit 2018
Developing Tool
Unity 2018.3.14f1
Visual Studio Code 1.27.2
FileZilla 3.42.1
Server Apache 2.4.6
Database 6.3.9-MySQL
資料來源：本研究整理
確定系統開發環境與開發架構後，接下來將進行「建物自然通風決策 系統」之實作，本研究將透過 Unity 遊戲引擎結合完成前處理之 BIM 3D 模型進行應用程式開發，分別依照其三層式架構中的使用者介面層、應用
程式層、資料服務層，依序進行實作，開發「建物自然通風決策系統」之
optimizationDecision_search.php，共四個的 PHP 程式語言，其個別負責之 功能如表 6-2 所示。
表 6-2 系統 PHP 程式語言功用說明
程式名稱 功能
outdoorInformation_search.php 負責查詢實時外部風場資訊之功能 indoorInformation_search.php 負責查詢各樓層實時室內環境資訊之功能 somatosensoryTemperature_calculatio
n.php
負責以查詢到之查詢到之室外風向、風向與室內通風口狀 態為依據，查詢當前室內通風速率，並與查詢到之室內溫 濕度資訊組合計算，得到室內體感溫度
optimizationDecision_search.php 負責送出使用者輸入之目標體感溫度，以查詢得到之室外 風速、風向與室內溫濕度為依據，查詢最接近目標體感溫 度之決策
資料來源：本研究整理
三、使用者介面層
此層級負責提供使用者一合適之系統圖形介面，使系統使用者以方便
簡易之方式操作「通風管理應用程式」。主要實作畫面及其操作說明如下：
1. 系統主頁
進入系統會看到建築自然通風決策系統首頁（如圖 6-3 所示），下方 對應著 6-1 圖中所應包括之三個主要功能：(1)PMV 參數設定、(2)體感溫 度以及(3)PMV。使用者在初次使用該系統時須先使用「PMV 參數設定」
功能先行設定主要參數。
圖 6-6 建物自然通風決策系統主介面 資料來源：本研究繪製
2. PMV 參數設定：
根據第 3.2 節中之 PMV 參數說明(表 3-1)及決策過程，本功能僅需設 定人體代謝率、衣著率及最低舒適比率。在主頁選擇 PMV 參數設定功能 後，將進入的圖 6-6 所示之功能頁面。本左邊提供為 PMV 值所對應的熱感 覺供使用者參考，右邊則為 PMV 的參數：人體代謝率、衣著量以及最低 舒適比例之設定區域。
人體代謝率：將隨室內人員之主要活動行為而定，因此需先選擇活動
類別：休息、平面步行、普通辦公室作業、專業活動、休閒活動等五種。
以本研究安養中心為例，其室內活動主要以靜躺為主，因此可選擇「休息」， 進而進入次要類別，選擇「睡覺（人體代謝率=40W/m2）」便能完成人體 代謝率之設定
衣著量：主要根據室內多數人員之衣著型態而定。本系統提供上半身 及下半身之衣著形式選擇，進行衣著量之設定。同樣以本研究案例為例，
因當地氣候炎熱，室內工作人員穿著多以短袖搭配長褲或長裙為主，故可 選擇選擇上半身：短袖，下半身：褲子之設定。
圖 6-7 建物自然通風決策系統 PMV 參數設定介面之下拉選單（UI）
資料來源：本研究繪製
圖 6-8 建物自然通風決策系統 PMV 參數設定介面之下拉選單（UI）
資料來源：本研究繪製
3. 最低舒適比例：
此 比 例 主 要 是 室 內 人 員 對 舒 適 空 間 率 (ComR) 之 最 低 接 受 比 率 (0%~100%)。其比率越高表示可接受的舒適空間比率門檻值越高。圖 6-8 中之選擇為 40%。然後點擊確認，就會跳回系統的首頁，如果想要修正設 定的參數，點擊修正後進行修改再點擊確認即可完成 PMV 參數的設定。
次類別的下拉選單
圖 6-9 建物自然通風決策系 PMV-1 開窗決策介面（UI）
資料來源：本研究繪製
4. PMV 決策模式頁面
在我們回到主頁後點擊 PMV，即進入 PMV 決策模式頁面(圖 6-9)。畫 面中間會顯示當前的開窗模式，紅色為關，綠色為關，左邊會顯示當前的 室內溫度、通風速率、當前舒適空間比例以及最佳舒適空間比例，右邊會 顯示室外風場的資訊，包括室外風向、室外風速、室外溫度及室外濕度。
下方還有一個使用最佳開窗的按鈕，在按下按鈕後，畫面會顯示最佳的開 窗模式（如圖 6-10 所示）。點擊畫面左上角的圖示，會回到系統首頁。
顯示當前的開窗模式
顯示最佳的開窗模式 視覺化之建議開窗
圖 6-10 建物自然通風決策系 PMV-2 開窗決策介面（UI）
資料來源：本研究繪製
5. 體感溫度決策模式頁面
於首頁中點擊「體感溫度」及進入體感溫度決策功能頁面(圖 6-11)。
畫面中央為建築的模型，左側為各樓層的溫濕度情況，右側為室外風場資 訊，我們點擊左方「樓層」圖示，會跳到樓層的畫面（圖 6-12）。圖 6-11 左側為室內溫濕度、通風速率、換氣率、最大換氣率、當前體感溫度及最 低體感溫度，右側為室外風場資訊。在「目標體感溫度」之文字輸入框中，
使用者可以設定想要的體感溫度並點擊查詢。系統便會立即根據當下的室 外風場，從資料庫中選擇最接近目標體感溫度之最佳開窗模式（圖 6-13）。
此外，本系統也預留自動化開窗系統之開關控制，當連接額外的窗戶空置 裝置後，即可透過此開關遠端控制窗戶的開關。
使用最佳開窗后 返回主頁面
圖 6-11 建物自然通風決策系統建築樓層和風場資訊介面（UI）
資料來源：本研究繪製
圖 6-12 建物自然通風決策系統體感溫度開窗決策介面（UI）
資料來源：本研究繪製
各樓層之溫濕度資訊
可選擇樓層更換模型
外部風場資訊
圖 6-13 建物自然通風決策系統「體感溫度決策模式」最佳開窗模式顯示畫面 資料來源：本研究繪製