歷屆氣象年對自然通風型辦公建築熱不舒適之影響

本節以自然通風型辦公空間分析其熱不舒適之情況，辦公空間之使用時程為上午 八時至下午五時，因此受外界氣候之影響更為顯著。就熱不舒適發生頻率分析，其結果 如圖 5-23 所示，室內熱不舒適發生之頻率 AWY、TMY2 與 TMY3 全年超過 50%之機 會處於室內熱不舒適之狀態。此外，若以長期室內熱不舒適嚴重度之角度評估，結果如 圖 5-24 所示。全年累積熱不舒適嚴重度有逐漸增加之趨勢，在 AWY、TMY2 與 TMY3

等三種標準氣象年模擬下，熱不舒適嚴重度 I(warm period)分別為 2494, 2634,與 2838(度小 時)，新產製之 TMY3 對 AWY 時期之增加率達 13.8%。而在冷不舒適嚴重度 I(cold period)

之評估上，TMY3 亦較 TMY2 氣象年來得嚴重。

圖 5-23 台北自然通風型辦公室使用時期熱不舒適頻度 (資料來源：本研究繪製)

圖 5-24 台北自然通風型辦公室使用時期不舒適嚴重度 (資料來源：本研究繪製)

今再以台北與高雄之 TMY3 標準氣象年進行辦公空間單元在各方位下之室內熱不 舒適差異，在臺灣南北氣候之差異下，台北與高雄之全年熱不舒適發生頻率差異各方 位差異不大，高雄較台北皆高約 20%左右，如圖 5-25 與表 5-9 所示。然而，在長期熱 不舒適嚴重度之分析下，南北地區在南向、西南向與西向之差異較為明顯，如圖 5-26 與表 5-10 所示。且各方位在高雄皆較台北來得嚴重，顯示臺灣南部在室內熱不舒適性

圖 5-25 自然通風型辦公室使用時期不舒適頻度 (資料來源：本研究繪製)

表 5-9 自然通風辦公空間各方位熱不舒適小時數分析

地點 方位 N NE E SE S SW W NW 台北 小時數(hrs) 1036 1099 1255 1334 1313 1271 1200 1083

比例 39.85% 42.27% 48.27% 51.31% 50.50% 48.88% 46.15% 41.65%

高雄 小時數(hrs) 1722 1783 1977 2136 2214 2164 2005 1789 比例 66.23% 68.58% 76.04% 82.15% 85.15% 83.23% 77.12% 68.81%

註：辦公空間以全年室內使用時間 2600 小時計算其熱不舒適發生比例 (資料來源：本研究整理)

圖 5-26 自然通風型辦公室使用時期不舒適嚴重度(單位：度時) (資料來源：本研究繪製)

表 5-10 自然通風辦公空間各方位熱不舒適嚴重度分析

地點 方位 N NE E SE S SW W NW 台北 度時數(K.hrs) 1989.3 2371.7 2800.7 2842.5 2565.6 2574.5 2492.0 2197.6 高雄 度時數(K.hrs) 3050.7 3437.4 4112.4 4495.4 4576.9 4679.9 4328.0 3556.3

(資料來源：本研究整理)

第六節 住宅建築調適策略之模擬

由上一章之分析瞭解在不同基期挑選出之標準氣象年能反應近期氣候變遷之情形。

在長期氣候愈趨炎熱與極端氣候發生機率愈高之情境下，建築部門對於氣候變化之因 應更顯重要。本章以住宅建築為例，以既有住宅建築節能改善更新之角度，模擬分析各 技術手法在 TMY3 模擬下探討其空調節能與改善室內熱不舒適嚴重度之效益。以下分 析之模型沿用第五章第四節住宅單元空間之假設進行全年逐時之模擬，所有模型皆以 開窗面朝南向模擬之。原有基線建築模型平面為 5m 乘 5m 見方之空間，開口率為 50%，

開窗面為二樘 6mm 清玻璃之橫拉窗，窗高 1.5 m，外牆構造熱傳透率為 3.5 W/m²面南。

改善策略包括：(策略 1)開口率由原 50%降為 30%、(策略 2)窗上緣增設 1m 深之外遮 陽、(策略 3)窗玻璃替換為 6mm+6mm 中間空氣層之 Low-E 雙層玻璃、(策略 4)原橫拉 窗改為以增加有效通風面積等手法、(策略 5)外牆之隔熱性能由原本之 3.5 W/m²K 提升 為 2.75 W/m²K。其中策略二之 Low-E 雙層玻璃之改善策略雖對節能有正面助益，係因 此種玻璃於玻璃上鍍以金屬薄膜因而可大幅遮斷太陽輻射，然而鍍了金屬膜之玻璃將 使得此類玻璃回收成本較高，且其生產過程較易有重金屬環境污染之疑慮。以下假設 以二情境模擬，情境一為模擬臥室晚上使用空調之情形，以探討空調節能潛力；情境二 則全年採用開窗自然通風無空調之方式，探討臥室內熱不舒適嚴重程度之改善效益。

 情境一：夜間五月至九月夏季 22 時至隔日 6 時空調，其餘時間採自然通風 模擬時空調室內溫度固定在 26 度。採用策略 1、策略 2、策略 3 與策略 5，對基線 建築以 TMY3 模擬後之結果如圖 5-27，分別可節能 6%、12.6%、13.6%與 0.3%，其中 如單純改善外牆隔熱性能，則其節能改善效益僅可達 0.3%。

圖 5-27 各項住宅調適策略之全年空調節能效益 (資料來源：本研究繪製)

 情境二：全年為自然通風之臥室，室外氣溫大於 16 度時即打開窗戶自然通 風

為模擬自然通風對室內熱不舒適性之影響，採用之評估指標以 ISO7730 之熱不舒 適嚴重度 I(warm period)來評估，其值越大表示室內過熱情況較為嚴重。本研究模擬之 改善策略包括策略 2、策略 3 與策略 4。增設外遮陽，係為了降低日間之日射取得；窗 面改成 Low-E 玻璃可同時降低室內日射取得以及增加玻璃隔熱性能；橫拉窗改為外推 窗可將有效通風面積倍增，增加秋冬季外氣冷房以及夏季增加室內風速藉以提高人體 感知之熱不舒適性。策略 2、策略 3、策略 4 與策略 5 對改善原室內熱不舒適嚴重程度 之效果分別為 29.8%、30.7%、17.8%與 1.1%，顯示如建築之外牆隔熱已具一般水準時，

再加強外牆隔熱性能對室內熱舒適效果之提升有限。

圖 5-28 各項住宅調適策略對室內熱不舒適嚴重度降低之逐月分佈 (資料來源：本研究繪製)

表 5-11 自然通風住宅調適策略各月熱不舒適嚴重度

月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合計

改善 百分 比 基線建築 0 95 115 88 168 324 895 732 521 464 91 37 3529 -

策略 2：窗外增 設 1m 水平遮 陽

0 14 36 31 122 247 820 580 338 262 24 3 2477 29.8

%

策略 3：窗改為 Low-E 玻璃

0 36 47 27 101 199 756 548 373 317 38 3 2444 30.7

%

策略 4：橫拉窗 改為外推窗

0 69 84 71 137 252 784 612 439 371 57 24 2900 17.8

%

策略 5：提升外 牆隔熱性能

0 89 108 84 167 322 894 731 517 460 84 34 3489 1.1%

(單位：K.hrs) (資料來源：本研究整理)

第六章 結論與建議