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量化隔熱膜之空調節能效益-複合通風型住宅類建築

於複合式通風類型之建築。所謂複合式通風之定義,即建築物平常以自然通風為 主,當室內過熱時才啟用空調系統以維持室內之熱舒適性,其全年空調使用之時 間通常亦較中央空調型建築短,因此其空調耗能特性亦與辦公類建築不同。此外,

由於玻璃貼附隔熱膜可阻絕日射輻射熱,有助於提升室內之熱舒適,因此亦能有 效提高室內採用自然通風之時間降低空調使用時間。因此,本節以探討隔熱膜對 減少全年之總空調耗能量與減少的使用空調小時數,來說明隔熱膜在空調上之節 能效益。

在針對應用複合式通風或自然通風型之建築,有別於中央空調型建築常採 用 PMV-PPD 模型,住宅室內人員之熱舒適評估較趨近於熱適應模型(Adaptive comfort model),因此本研究依據 ASHRAE Standard 55 所建議之熱適應模型來評 估各住宅空間室內過熱之情形以判斷啟動空調之時間,藉以計算全年之空調耗能 量與總空調小時數,來評估隔熱膜之節能效益。ASHRAE Standard 55 中所定義 之熱適應模型,其熱舒適之最佳溫度(Tn)隨戶外月平均溫度(Tm)變動,其關係如 下式 4-5 所示。而 Tn±2.5°C 的範圍是對應於 90%熱可接受度的舒適範圍,Tn± 3.5°C 則是對應 80%熱可接受度範圍。本研究採用 80%熱可接受範圍之室內溫度 上限作為複合式通風住宅開啟空調使用之門檻,藉以分析全年之空調使用小時數。

0.31 17.8

n m

T  T  (4-5)

本研究定義之典型住宅平面如圖 4-8 所示,是一擁有三房二廳室內樓地板 面積87.06 m2之集合住宅平面,位於中間樓層平均開口率為0.31。室內與空調耗 能有關之發散熱與照明設備量等敘述如表 4-7 所示,空調採用窗型機能源效率 (COP)為 3.3。建築使用時程以模擬 4 人家庭之使用情形建構之。

圖 4-8 複合式通風住宅平面示意圖 (圖片來源:本研究繪製)

表 4-7 複合式通風住宅建築模擬設定 項目 備註 數值 窗牆比 (m2/m2) 0.31 窗高 (m) 1.6

人數 - 4

照明 (W/m2) 客廳 12 臥室 9.6 設備 (W/m2) 客廳 10.8

臥室 4.8

COP 3.3

外牆U 值 (W/m2-K) 3.5 (資料來源:本研究整理)

表 4-8 顯示了五種市面上隔熱性能較佳之隔熱膜應用於住宅窗玻璃後之模 擬結果。五種隔熱膜對比於傳統6mm 清玻璃下,在三種不同面向方位之臥室與 客餐廳皆可有效降低空調之使用時數,客餐廳、主臥室、臥室1 與臥室 2 之降幅 平均分別達22.4%、23.6%、33.3%與 27.4%。而空調在空調耗能之折減率方面,

住宅內不同空間在貼膜後平均約有27%的空調耗能降幅。進一步探討北、中、南 氣候上之差異,模擬結果全年空調耗能與全年空調使用小時數如圖 4-9 與圖 4-10 所示。在空調耗能方面,北、中、南在貼附隔熱膜後分別較原 6mm 清玻璃 減少27.3%、37.9%與 33.1%的全年空調耗能量。而在減少的空調使用時數方面,

則如表 4-9,各複合式住宅內空間北、中、南平均分別有 20.7%、32.3%與 27.1%

之降幅,所減少空調的時間以南部最多,三臥室平均達 717.25 個小時之空調使 用時間。

主臥室

臥室1 客廳

臥室2

第四章 隔熱膜之建築耗能改善效益評估

表 4-9 各地複合式通風住宅應用隔熱膜所減少之全年空調時數比較

地區 台北 台中 高雄

客餐廳 減少空調時數 302 589 644 改善比例 17.0% 27.2% 23.0%

主臥室 減少空調時數 360 615 669 改善比例 19.6% 27.5% 23.8%

臥房一 減少空調時數 348 677 820 改善比例 24.0% 41.9% 34.1%

臥房二 減少空調時數 354 626 736 改善比例 22.1% 32.7% 27.5%

註:本表以F1 隔熱膜探討三種氣候區可能減少之空調使用時數。

(資料來源:本研究繪製)

第五章 室內熱舒適分析

室內熱舒適分析

由於空調系統為了維持室內熱舒適,一般以傳統溫度感控之方式進行室溫 之調節,第四章單純以節能之觀點探討玻璃隔熱膜之效益,即是基於傳統室內空 調26°C 下,以室內熱平衡觀點進行全年空調耗能解析。然而,影響人體熱舒適 之重要因子尚有輻射熱之問題,大面積開窗之空間,鄰窗邊之輻射熱問題,使得 空間使用者暴露於高輻射熱取得狀態而產生熱不舒適感。為了平衡人體接受大量 之日射輻射熱,室內空調溫度需更進一步調降室內空調設定溫度藉以維持熱舒適 狀態,也因此產生額外之空調耗能量。本章以熱舒適之角度探討應用玻璃隔熱貼 膜應用對室內熱舒適之表現。