覆蓋材料下方土表溫度變化

一、夏季期間下方土表層溫度變化

在夏季期間的量測，陶粒、碎木片以及白雲石等材料的鋪設厚度分別為 15 公分與 30 公分。圖 4-2-1 與 4-2-2 顯示夏季在其下方的表土溫度變化以及與裸露表土溫度之間 的關係。在白天裸露表土的溫度遠大於空氣溫度，二者溫差最大可達 10℃。在傍晚期間，

裸露表土的溫度出現大幅下降趨勢，也就是在黃昏其溫度開始低於周遭氣溫，約在清晨 五、六點左右其溫度降至最低點。很明顯的，表土裸露時其在一天之間的溫度變化呈現 相當劇烈的變動。相對於表土裸露狀況，在覆蓋材料下方的表土其白天的溫度明顯低於 當時氣溫，但在夜晚期間其溫度則是高於當時氣溫，且呈現相對比較穩定的變動範圍。

不同材料的下方表土溫度在一天之間最大的變動量比較，請看表 4-2-1 與 4-2-2 以 及圖 4-2-3 與 4-2-4。在夏季，白雲石材料不論是覆蓋 15 公分或 30 公分，其逐日最大的 溫度變動範圍大約是在 3.5℃。碎木片與陶粒則出現完全相反的結果。碎木片材料在覆 蓋厚度 15 公分時，逐日最大的溫度變動範圍大約是在 3℃；當厚度增至 30 公分時，其 逐日最大的溫度變動範圍上升至大約 5℃。反之，陶粒在鋪設厚度 15 公分時，其逐日最 大的溫度變動範圍大約是在 6℃之內，當覆蓋厚度增至 30 公分時，其逐日最大溫度變動 範圍下降至大約是 3℃。若由個別材料的逐日最大溫度變動曲線的變動溫度波動範圍觀 之，白雲石在覆蓋厚度 15 公分時，波動範圍是 2.3℃，在 30 公分時為 1.8℃；碎木片 15 公分厚時為 1.6℃，在 30 公分時則為 2.7℃；陶粒在 15 公分厚度時為 4℃，在 30 公分厚 時則為 1.5℃。

此外，這三種孔隙材料的時滯作用（time lag）相當明顯。在大部分情況下會同時出 現消散現象。本研究之陶粒材料的遲滯時數在覆蓋厚度 15 公分時約為五小時，在 30 公 分厚度時約為七小時。碎木片在覆蓋厚度 15 公分時的遲滯時數約為六小時，在 30 公分

厚度時約為七小時。白雲石在覆蓋厚度 15 公分時的遲滯時數約為四小時，在 30 公分厚

圖 4-2-3 夏季 15 公分厚材料下方土表溫度逐日的全日最大溫度變動

二、冬季期間下方土表層溫度變化

圖 4-2-5 為在冬季時 15 公分厚的陶粒、碎木片以及彩繪石材料在其下方的表土溫度 變化以及與裸露表土溫度之間的關係。其中的裸露表土溫度曲線與氣溫變化曲線約略相 似，帄均低於氣溫約為 2~3℃。覆蓋材料下方的表土溫度在清晨是持續的下降，在 10~12 時期間下降至最低點。以本研究在 12 月 29 日的陶粒實驗結果為例，最低溫度在 10 時 下降至 12.06℃，但此時的氣溫為 23℃，溫度差約 10.94℃。三種覆蓋材料下方表土溫度 之最低溫度都非常相近。在碎木片與彩繪石下方的表土溫度曲線非常近似而且幾乎是重 疊。陶粒材料孔隙在中午之後，其下方表土增溫的速度是大於碎木片及彩繪石，二者最 大溫差可達 3℃。

圖 4-2-5 冬季期間 15 公分厚覆蓋材料下方表土溫度變化

同樣的，若比較不同材料的下方表土溫度在一天之間的最大變動量，如表 4-2-3 與 圖 4-2-6 所示，彩繪石與碎木片二者的逐日最大溫度變動曲線非常近似，也就是二者的 逐日最大溫度變動的範圍是幾乎相同的，以分析的取樣範圍而言，大約是 7℃。陶粒材 料的逐日最大的溫度變動範圍則是 10℃。覆蓋材料下方的表土溫度，在夜晚逐漸降溫的

0 5 10 15 20 25 30

0:00 12:00 24:00 12:00 24:00 12:00

溫度(℃)

24:00 時間(hr) 土表覆陶粒

土表覆碎木片 土表覆彩繪石

表土裸露 氣溫

12/27 12/28 12/29

速率較為緩慢，在午夜之後甚至有可能高於氣溫。這種現象在冬季期間對屋頂層具有保 溫作用，其中以覆蓋陶粒之保溫效果最佳。

圖 4-2-6 冬季 15 公分厚材料下方土表溫度逐日的全日最大溫度變動

表 4-2-3 在冬季 15 公分厚材料的下方土表溫度逐日的全日最大溫度變動量

單位：℃

12/22 12/23 12/24 12/25 12/26 12/27 12/28 12/29 陶粒 5.17 6.37 5.7 3.36 3.62 10.09 8.74 10.25 碎木片 4.32 4.14 3.4 2.71 3.3 6.72 6.56 7.09 彩繪石 3.75 3.97 3.29 2.51 3.69 6.61 5.99 6.66

三、下方土表溫度與氣溫差異關係

圖 4-2-7 與 4-2-8 分別顯示在夏季期間，覆蓋厚度 15 公分或 30 公分時，在不同材 料下方表土溫度與氣溫之間的溫差曲線。這些溫差曲線是以當時的氣溫減掉覆蓋材料下 方土表溫度。此二溫差曲線分別與當時的氣溫曲線的樣態非常近似。在夜間材料覆蓋厚 度 30 公分時其溫差曲線顯示，保溫效果略高於材料厚度 15 公分者。在冬季期間，如圖 4-2-9 所示，覆蓋材料下方土表溫度與氣溫之間的溫差曲線，相較於夏季期間的溫差曲 線，其變動的起伏較大。由陶粒造成的溫差曲線在正午過後是明顯的不同於碎木片或彩 繪石的溫差曲線。

0 2 4 6 8 10 12

12月22日 12月23日 12月24日 12月25日 12月26日 12月27日 12月28日 12月29日

溫度變動(℃)

時間 陶粒 碎木片 彩繪石

以夏季 6 月 6 日的 30 公分厚覆蓋材料為例，請看圖 4-2-2，在下午二時的氣溫為

圖 4-2-9 冬季期間 15 公分厚覆蓋材料其下方表土溫度與氣溫差異的比較

圖 4-2-11 夏季期間 30 公分厚覆蓋材料其下方表土溫度與裸露表土差異的比較

碎木片及白雲石材料下方的表土溫度變化模式不同於陶粒材料，但白雲石在白天期

圖 4-2-15 不同厚度的白雲石下方表土溫度比較