第一節 研究動機與目的
美國冷凍空調工程學會(American Society Of Heating, Refrigerating, And Air-Conditioning Engineers,ASHRAE)在 ASHRAE Standard 55(1) 中對熱舒適的定義為:可以讓一個人感到滿意的熱環境狀況。為達到人 們滿意的熱環境條件,維持室內熱環境之舒適性,一般建築物設計不是 採用自然通風就是加裝空調系統控制等形式,來改變、調整居住者合適 的室內熱舒適度。所謂自然通風環境是指使用開向戶外的窗戶或門,以 及吊扇或風扇來改善室內熱環境情況的建築空間,使其達到熱舒適的狀 態。
相關研究報告指出(2),使用空調系統提供熱舒適環境的同時伴隨著 自然資源的急劇消耗。隨著空調系統的普遍化,能源耗費呈現快速成長,
建築物排放二氧化碳濃度的急速增加,導致全球暖化、氣溫攀升、兩極 融縮以及海面升高等災難性後果。
並且有文獻顯示(3),採用自然通風建築的辦公大樓相較於空調建築 的辦公大樓,每年節省的用電能量為 14~41kWh/m2,節約的電費成本為 1.3~3.6 美元/m2。另外國際能源署(International Energy Agency,IAE)在 2000 年的總結算報告中說明(4),歐洲國家的辦公室有效利用室外通風可 以降低建築能耗達50%以上。
空調環境的建築密閉性,當室內換氣量不足,污染物滋生時,也會 造成室內空氣品質(Indoor Air Quality,IAQ)的嚴重惡化,長期暴露於 室內污染物可能產生人體健康上的危害,如病態建築綜合症(Sick Building Syndrome,SBS)所產生的鼻塞、流眼淚等不舒服症狀。
由此可見,人們在享受空調的室內熱舒適環境的同時,不得不面對
其背後所衍生的各種問題。近年來許多學者提出(5),採用自然通風全部 或部分代替空調的方法,不僅可以減少資源耗費、緩和暖化效應以及改 善室內空氣,也可以促進居住著的生活品質。
由於台灣的國中、國小學校教室,大部分都是藉助門、窗與吊扇或 風扇設計來達到室內熱舒適的自然通風型態。故本研究選定國中、國小 學校教室為現場實測的研究對象,嘗試建立台灣自然通風環境的熱舒適 範圍,了解國中、國小學生的中性溫度、喜好溫度與熱可接受溫度,並 且將研究結果應用於探討國中、國小學校教室以自然通風方式確保熱舒 適之可行性分析。
本文主要研究目的項目如下:
1. 了解學生普遍接受熱舒適範圍的實際差異,反應學生對於教室內各 種環境狀況下的熱舒適影響程度。
2. 確認學生對於教室內的熱中性溫度、熱喜好溫度和熱可接受溫度 範圍,並且與其他文獻相互比較。
3. 透 過 客 觀 的 現 場 實 測 調 查 學 校 教 室 內 的 熱 環 境 狀 況 , 並 且 與 ASHRAE standard 55 的標準建議值相互比較。
4. 對於只能藉助門、窗戶與吊扇或風扇的設計手法來促進室內舒適性 的自然通風環境而言,建立出可以確保自然通風熱舒適教室的溫度 範圍。
第二節 研究架構與流程
本文依照研究目的所建立的研究架構與流程,如圖1-1 所示。主要內 容簡述如下:
第一章為緒論,首先以研究動機與目的說明自然通風與空調環境的 差異性,並且由各種角度強調採用自然通風的重要性。再來是說明為何
圖1-1 研究流程 研究架構與流程
文獻探討 研究動機與目的
自然通風舒適標準
熱適應模式 穩態能量平衡模式
研究方法
研究結果
討論
結論
研究對象挑選 現場實測建立 問卷調查建立
受訪者基本資料的 問卷統計分析
室內環境參數的物 測數據統計分析 卡方檢定環境因
子、熱感覺、熱喜 好與熱接受評估
自然通風可行性分析 與ASHRAE 比較
與其他文獻比較
熱敏感度、中性溫 度、喜好溫度、熱 接受溫度範圍求值
第一章第二章第三章第四章第五章
第六章
透過國中、小學校教室進行研究的主要因素,並且歸納出本文想要研究 的幾個論點。
第二章為文獻探討,由原先奠基於穩態平衡模式的舊式熱舒適標準 開始介紹,進而考慮了熱適應模式的新式熱舒適標準之發展過程。並且 透過相關文獻的介紹,解釋發展成以熱適應模式為考量的熱舒適標準在 實際應用上是真的合宜與合理。最後陳述受限於舊式熱舒適標準限制的 原因與新成立的自然通風環境熱舒適標準。
第三章為研究方法,詳述了調查對象的挑選過程和地點分配、儀器 設備的規格簡介和操作情形、受訪者的衣著量和活動量計算方法、問卷 格式的內容參考和設計製作以及研究進行的規劃安排和實驗步驟。
第四章為研究結果,描述了受訪者的各種基本資料的問卷結果,室 內環境參數的物測數據與受訪者衣著量的統計分析。利用卡方齊一性檢 定來了解各種環境因子、熱感覺、熱喜好與熱接受之受訪者性別或國中、
小學校之間的比例分配是否ㄧ致。
第五章為討論,討論了學生的熱敏感度、中性溫度、喜好溫度與熱 接受溫度範圍,並且與ASHRAE Standard 55 建議值或其他文獻比較。最 後將本文現場實測的熱接受溫度範圍,套用在全年逐時之氣象資料上,
進行自然通風確保教室熱舒適的可行性分析研究。
第六章為結論,綜合了本文的研究結果與討論所歸納出的幾個重要 論點。