緒論

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第一章 緒論

第一節 研究緣起與目的 一、研究緣起

我國長期以來一直是能源短缺的國家，根據 103 年全國能源會 議最新資料顯示，台灣目前每年仍有 98%的能源仰賴進口，若檢視 我國各部門之能源消費結構，可發現住宅及服務業部門（亦即早期 所謂之住商部門）合計約佔 23%，可見建築物每年所消耗之能源，

就約佔全國四分之一，這些建築物普遍存在耗能及不符生態環境等 問題，若能從這些類建築著手進行節能改善，對於我國整體之能源 消費節省及降低溫室氣體排放，將有莫大貢獻。

為因應全球氣候變遷，節能減碳已為各國永續發展工作重點，

亦為我國施政主軸。為帶動所有建築物逐年降低耗能，我政府自 100 年起推動「政府機關及學校四省（省電、省油、省水、省紙）專案 計畫」，作為示範並引導民間採行節約能源措施。其中每年用電量以 較前一年減少 1%為原則，並以 96 年為基期年，至 104 年時以總體 用電量節約 10%為目標，以具體行動帶動民間響應節能減碳政策。

然而台灣位處亞熱帶氣候區，氣候特徵為夏季高溫期間較長、

冬季低溫期間較短，故對於建築外殼之需求以隔熱為主。且台灣之 建築物大部分為平頂 RC 建築，尤其是早期老舊之屋頂樓版（未鋪 設隔熱磚）U 值大約是 2.5，遠大於建築技術規則之標準 0.8。

此外一般 RC 構造建築在白天會吸收大量太陽輻射熱，使頂樓 溫度迅速增高，於夜晚仍會不斷釋放出蓄積的輻射熱能，造成夜晚 室內依舊高溫。即使於屋頂上加蓋鐵皮屋，由於鐵皮材質易於吸熱 升溫，其吸收之能量以長波形式釋放，反而會促進都市熱島效應，

間接促使民眾需開空調降低室內溫度，造成電力消耗增加。

爰此，若能於屋頂施作植栽綠化後，在夏季能大幅度阻隔太陽

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輻射熱進入室內，在冬天又有助於室內保溫，形成室內冬暖夏涼。

並可讓屋頂表面溫度降低約 15~40℃，室內降溫約 2~10℃。聯合國 環境計畫相關研究更指出，當都市綠屋頂面積達到 70%時，整座都 市的二氧化碳釋出量將減少 80%，將可大幅度減緩都市熱島效應。

二、研究目的

本研究將先回顧整理有關建築物屋頂綠化之相關文獻資料，並 收集國內之屋頂綠化常見設計型式及法規檢討，以及隔熱效能影響 因子與最佳化分析模式相關基礎理論文獻。

各種屋頂綠化型式雖然皆有相當程度之隔熱效益，惟究竟何種 型式之屋頂綠化，才能使所獲得之效益發揮至最大化，是本研究主 要課題。

本研究將藉由 EnergyPlus 建築能源模擬軟體，模擬分析影響屋 頂綠化隔熱效益之各種因子，於不同參數水準下之影響程度，並找 出使屋頂綠化隔熱效益最佳化之變因水準組合，以提出屋頂綠化之 最佳化策略。

此外配合本所今年之「屋頂隔熱對策全尺度節能實證之研究」

，本研究所進行之屋頂綠化部分之電腦數值模擬結果，將可配合該 委託研究案之實測成果，檢視彼此間之差異程度，並調校本研究模 擬設定之參數，以增進模擬之準確度。

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第二節 研究方法與流程 一、研究方法

本研究係為探討影響屋頂綠化隔熱效能之因子，並分析其最適 化之因子水準組合。其中所採用之研究方法主要包括以下項目：

1、文獻回顧法：

收集整理國內屋頂綠化常見設計型式、植栽種類、維護方式

、隔熱效益及室內熱舒適度等基礎理論文獻資料。

2、專家諮詢法：

本研究將與國內專家學者諮詢請益有關屋頂綠化隔熱效益 之評估模式及電腦模擬能耗軟體之技術問題，並配合調整修 正建模資料。

3、數值模擬法：

採用電腦數值模擬方式（例如 EnergyPlus 等建築能源模擬軟 體），針對各種屋頂綠化因子，於不同參數水準時，模擬於 屋頂綠化前、後，對於建築耗能狀況及室內環境舒適度（例 如 PMV 指標）之模擬結果。

4、比較分析法：

採用田口實驗法之直交表，針對影響屋頂綠化隔熱效能之各 種變因及不同水準等條件下，分別進行模擬並交叉比對其改 善成效，分析其差異及關聯性，並。

5、總結法：

綜合上述相關資料進行分析後，找出屋頂綠化之最適化之變 因水準組合，以提出屋頂綠化對於建築節能及室內環境熱舒 適度最佳化策略。

二、研究流程

本計畫之研究流程，詳圖 1-1 所示：

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圖 1-1 研究流程圖

(資料來源：本研究整理)

文 獻 收 集

影 響 屋 頂 綠 化 隔 熱 效 益(節 能 及 室 內 環 境 熱 舒 適 度)等

之 相 關 資 料

屋 頂 綠 化 常 見 設 計 型 式 、 植 栽 種 類 、 維 護 方

式 等 之 基 礎 理 論

探 討 影 響 屋 頂 綠 化 隔 熱 效 益 之 各 種 變 因 及 水 準 組 合 及 最 適 化 分 析 模 式

專 家 學 者 意 見 諮 詢

結 論 與 建 議

成 果 報 告

進 行 電 腦 數 值 模 擬 與 資 料 分 析

設 定 建 築 物 及 屋 頂 綠 化 隔 熱 因 子 等 相 關 模 擬 參

數

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第三節 文獻收集項目

依據本計畫研究之目的及研究內容，本計畫擬收集下列相關文 獻及資料，以作為進行數值模擬分析時之建模依據。預定收集之文 獻資料項目如下：

 我國屋頂綠化常見之設計型式、植栽種類、維護方式等基礎理 論文獻資料。

 屋頂綠化隔熱效益及室內環境熱舒適度等相關基礎理論文獻。

 田口實驗分析法應用於最佳化分析資料。

 臺灣地區主要城市之 TMY3 標準氣象年資料。

 EnergyPlus 相關文件及操作手冊。

本計畫將彙整上述資料進行分析探討，詳細探討內容將於後面 各章節說明。

第四節 研究成果

一、 完成蒐集有關屋頂綠化常見之型式、植栽種類、維護方式等 基礎理論文獻資料。

二、 提出影響屋頂綠化隔熱效益之影響因子及其設定之水準，並 探討採用之因子影響分析與最適化模式方法。

三、 完成屋頂綠化於不同影響因子及水準條件下，屋頂之隔熱效 能之模擬及分析。

四、 提出屋頂綠化各種因子水準最適化組合及其影響程度，可供 民眾及業者於施作屋頂綠化前之規劃參考。

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