木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究
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(2) 093-301070000-G2014. 木構及鋼筋混凝土構環境控制實 驗屋規劃研究. 研 研. 究 究. 人 員:陳伯勳 人 員:羅時麒. 內政部建築研究所自 行 研究報告 中華民國 93 年 12 月.
(3) ARCHITECTURE & BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. Study and planning on wood and R.C. full-scale testing house of environment control. BY Bor-Shyun Chen Shih-Chi Lo December 31, 2004.
(4) 目次. 目次 表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅱ 圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅲ 摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ Ⅴ 第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 1 第一節 研究緣起與目的‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第二節 研究範圍‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3 第三節 研究方法及步驟‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4. 第二章 相關文獻回顧 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5 第一節 建築物之相關實驗概述‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6 2.1.1.現有各類建築相關實驗相關概述‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7 2.1.2.內政部建築研究所性能實驗群現有相關實驗設備‧‧‧8 第二節 國內外全尺寸實驗屋相關文獻‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 9 2.2.1.國內相關文獻回顧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9 2.2.2.國外及大陸地區相關文獻回顧 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15. 第三章 環境控制實驗屋之實驗項目與限制檢討‧‧‧‧‧‧‧ 31 第一節 實驗屋未來實驗項目探討‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 31 第二節 全尺寸實驗屋的適當規模與規劃形式探討‧‧‧‧‧ 45 第三節 全尺寸實驗屋之設置地點探討‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 49. 第四章 全尺寸實驗屋規劃研擬‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧55 第一節 環境控制實驗屋設置地點相關課題‧‧‧‧‧‧‧‧ 55 第二節 環境控制實驗屋規劃草案‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 57 第三節 小結‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧60. 第五章 結論與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 61 第一節 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧61 第二節 建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧62 附錄一 問卷資料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 65 附錄二 期末報告會議記錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧67 附錄三 相關翻譯資料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 69 參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 63 Ⅰ.
(5) 表次. 表次 表 1.1 木構造及 RC 構造建築物棟數比較表(棟)‧‧‧‧‧‧‧2 表 2.1 CCHT 實驗組實驗屋之基本資料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧25 表 3.1 各縣市不同坪型稅捐戶數所佔百分比‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 46 表 3.2 各縣市稅捐戶數不同樓層數所佔百分比‧‧‧‧‧‧‧‧ 47 表 4.1 實驗屋設置地點優缺點比較表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧55. Ⅱ.
(6) 圖次. 圖次 圖 2.1.1 中尺寸門窗耐火實驗‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7 圖 2.1.2 日本近畿大學木構 SE 構法實驗‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8 圖 2.2.1 全尺寸火災實驗平面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9 圖 2.2.2 全尺寸火災實驗配置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 10 圖 2.2.3 能源實驗屋右側及前側立面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 11 圖 2.2.4 能源實驗屋 1987 年完工時照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 11 圖 2.2.5 能源實驗屋平面配置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 12 圖 2.2.6 能源實驗屋現況照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 12 圖 2.2.7 中山大學能源屋剖面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 13 圖 2.2.8 中山大學能源屋後側通道照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 13 圖 2.2.9 能源屋機械空調室照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 14 圖 2.2.10 能源屋管線設備照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14 圖 2.2.11 能源屋屋頂太陽能設備照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15 圖 2.2.12 能源屋實驗室地板架高照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15 圖 2.2.13 日本筑波建築試驗中心配置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 16 圖 2.2.14 筑波試驗中心實驗屋平面圖及照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 16 圖 2.2.15 筑波試驗中心材料實驗棟平面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 17 圖 2.2.16 筑波試驗中心材料實驗棟照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 17 圖 2.2.17 美國環境保護署實驗次序‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧18 圖 2.2.18 美國環保署實驗屋平面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 19 圖 2.2.19 美國環保署實驗屋照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 19 圖 2.2.20 荷蘭能源研究中心南側照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 20 圖 2.2.21 荷蘭能源研究中心北側照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 20 圖 2.2.22 荷蘭能源研究中心 A 棟實驗屋‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 21 圖 2.2.23 荷蘭能源研究中心 B 棟實驗屋‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 22 圖 2.2.24 荷蘭能源研究中心 C 棟實驗屋‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 23 圖 2.2.25 加拿大渥太華機場噪音實驗屋‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 23 圖 2.2.26 加拿大能源實驗屋配置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧26 圖 2.2.27 加拿大能源實驗屋北向照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧26 圖 2.2.28 加拿大能源實驗屋平面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27 圖 2.2.29 加拿大能源實驗屋室內照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27 Ⅲ.
(7) 圖 2.2.30 美國全尺寸木構造地震實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧29 圖 2.2.31 日本全尺寸火災實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧30 圖 2.2.32 日本全尺寸氣密隔熱實驗照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧30 圖 3.1.1 室內環境保健控制指標‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 31 圖 3.1.2 中山大學能源實驗屋實驗流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 36 圖 3.1.3 加拿大能源實驗屋空氣品質實驗‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 37 圖 3.3.1 成功大學歸仁校區範圍圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 49 圖 3.3.2 環境控制實驗屋初擬可設置之位置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧50 圖 3.3.3 雨水回收池旁之地點一東南向一‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 51 圖 3.3.4 位於雨水回收池旁之地點一西北向‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 51 圖 3.3.5 位於雨水回收池旁之地點一東南向二‧‧‧‧‧‧‧‧ 52 圖 3.3.6 位於雨水回收池旁之地點一東北向‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 52 圖 3.3.7 位於音響實驗館屋頂之地點二西北向‧‧‧‧‧‧‧‧ 53 圖 3.3.8 位於音響實驗館屋頂之地點二南向‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 54 圖 3.3.9 位於音響實驗館屋頂之地點二模型照片‧‧‧‧‧‧‧ 54 圖 4.1.1 音響實驗館內部照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧56 圖 4.2.1 全尺寸環境控制實驗屋一樓平面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧57 圖 4.2.2 全尺寸環境控制實驗屋剖面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 58 圖 4.2.3 全尺寸環境控制實驗屋配置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 58 圖 4.2.4 加拿大能源實驗屋空氣品質實驗‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 59.
(8) 摘要. 摘. 要. 關鍵詞:木構、鋼筋混凝土構、環境控制、實驗屋 一、研究緣起 近年來由於全球工業化高速發展,能源使用數量日益膨脹,地球暖化 現象因為二氧化碳增加造成溫室效應日益嚴重,環境氣候變遷導致地球的 各項承載加劇,災害規模頻率都更形嚴重,從永續發展(sustainable development)的角度來看,生態與環保節能考量,成為全球關注的焦 點,因此我國綠建築也在內政部建築研究所及各界的提倡推廣下,日漸成 為建築物規劃設計時必須考量的項目,木構造在固定二氧化碳、消耗能源 及再生方面都是相當符合綠建築的概念,而鋼筋混凝土建築物,在能源消 耗、室內空氣毒性及產生的固體廢棄物等在表現上都比木構造建築物差。 因此,基於推廣木構造建築物立場,必須先比對瞭解木構造與鋼筋混 凝土構造建築物,在台灣地區同樣環境條件下,所展現的各項具體性能差 異,並提出適當的改善建議,所以本研究即針對木構造與鋼筋混凝土構造 建築環境控制全尺寸實驗屋進行規劃研究,期能提出配合本所現有實驗基 地,適合台灣地區進行環境控制全尺寸實驗操作的平面規劃及相關實驗內 涵,供將來建置木構造與鋼筋混凝土構造環境控制全尺寸實驗屋參考。 二、研究方法及過程 本木構造與鋼筋混凝土構造環境控制全尺寸實驗屋規劃研究範圍,將 限制在對於木構造與鋼筋混凝土構造之建築構體對應在建築物的環境控制 相關內容之全尺寸實驗屋,以台灣地區常見之住宅空間尺度規模及類型進 行規劃。本計畫之具體目的,為提出木構造與鋼筋混凝土構造環境控制全 尺寸實驗屋之實質規劃,其中所採用之研究方法主要包括以下項目,1.文 獻回顧法、2. 現地調查法、3. 專家座談及諮詢會議及專家問卷調查。 本研究除蒐集大量國內外相關資料予以分類解析外,並至中山大學現 地調查能源實驗屋之現況及操作方式,此外也針對全尺寸環境控制實驗研 究課題進行專家問卷,以彙集各界看法,研提適當實驗規劃建議。 三、重要發現 經過對本所現有性能實驗群可能興建環境控制實驗屋之地點進行評 估,本研究有以下幾點重要發現:(一)因性能實驗群音響實驗館屋頂, 原設計載重不足支撐實驗屋自重,結構安全有明顯問題,因此實驗屋設置 Ⅴ.
(9) 地點建議設置在雨水回收池旁空地。 (二)為避免建築物及其他構造物影響實驗屋之實驗,實驗屋宜靠近雨水 回收池及北側設置,避開東、西、南向之建築物陰影遮蔽。 (三)實驗屋以鋼筋混凝土構及木構各兩間連接,而不同構造實驗屋中間 分開方式規劃,可進行較多類型之比對實驗,實驗彈性較大,又可以避開 干擾。 四、主要建議事項 根據本研究最後建議有三項,可供本所未來建置環境控制全尺寸實驗 屋時之參考,包括 建議一 對於本所性能實驗群後續計畫,是否規劃添置可進行全尺寸實驗 屋外部環境模擬之人工氣候室,進行下階段研究:立即可行建議 主辦機關:內政部建築研究所 本所環境控制全尺寸實驗屋,係建置在自然氣候下,受到當地氣 候之影響,而無法進行模擬全台灣之氣候,為先天之限制條件,日本 相關實驗室設有人工氣候室,可以進行模擬不同氣候環境,對於全尺 寸房屋的各項影響實驗,此種實驗設備成本昂貴,是否在本所性能實 驗群後續計畫中規劃添置,宜詳細考量建置成本、預算經費取得、設 置地點與經濟效益各項評估因素,建議性能實驗群後續可以因應實驗 業務成長需要,進行更詳細之評估。 建議二 對於專家問卷選擇之環境控制實驗屋實驗優先課題進行優先實驗 研究:中長期建議 主辦機關:內政部建築研究所 環境控制實驗屋實驗課題之選擇,建議先依照專家問卷之結果, 優先進行建築技術規則綠建築專章有關建築物遮陽性能及隔熱性能參 數實驗及隔熱建材節能效果等實驗。 建議三 全尺寸實驗模擬條件考量外部環境之模擬,進行接近外部環境之 比對實驗:中長期建議 主辦機關:內政部建築研究所.
(10) 對於都市或鄉村地區住宅環境條件不同,如高密度都會地區與低 密度鄉村地區之住宅類型差異很大,建議爾後相關全尺寸實驗模擬條 件,亦需考量外部環境之模擬,進行接近相關外部環境之比對實驗,能 獲取較佳實驗結果。. A.. Ⅶ.
(11) 摘要. ABSTRACT Keywords:, environment controlling , wood and R.C. constructing, fullscale testing house In recent years, the survival of human being has been seriously threatened by the escalating global environmental destruction of human activities, for example, the rising temperature of the earth, acid rain, withering and extinction of forests, destruction ozone layer, abnormal climate, etc. Thus, sustainable development sequentially became the wave of the worldwide. As the same, the people of Taiwan realized that the sustainability should be one of the most urgent issues for our living environment. Taiwan’s government initiated these concepts of Green Building and its corresponding policies to whole area of Taiwan. Wood buildings in many ways have better performance than R.C. buildings when considered green building policies. Wood buildings are more energy saving, CO2 emission reduction, waste reduction, than R.C. buildings. But in Taiwan, wood is not a popular building construction material, just less than 0.4% in Taiwan’s building market each year recently, and R.C. buildings are more than 80% in market. So, for promoting wood building to Taiwan’s building market, the localized testing between wood and R.C. building become more important. It must be showed that wood buildings are better for people than R.C. buildings. So, this study is to plan a testing house for researching the performance between Wood buildings and R.C. buildings. Evaluating the place for setting the testing house and future research issues, there are three conclusions. 1) Because the roof of acoustic laboratory hall is not enough to support the testing house loading, so when the testing house put on the acoustic laboratory roof, the structure safety has obvious problems..
(12) 2) In order to prevent the building and other structures influencing the experiment of the testing house, the testing house should set up near by the rainwater reclamation pool and north side; avoid shading covering the testing house, like the west and south direction. 3) For doing more types of experiment, testing house have two wood construction rooms and two R.C. construction rooms. Between wood rooms and R.C. rooms separate by 6m wide spaces. Then, there is more elasticity for testing and may avoid interfering when testing.. Ⅸ.
(13) 第一章 緒論. 第一章緒論. 第一節 研究緣起及目的 一、研究源起 台灣地區近二十年來,由於種種環境社會因素,在經濟快速發 展之後,鋼筋混凝土構造方式之建築,已成為台灣建築物大部分的構 造類型,而在日積月累的建造過程中,鋼筋混凝土建築也早已遍佈台 灣各角落,在建築教育裡,鋼筋混凝土構及鋼構也早成為學校教育主 流,其他構造咸少述及,木構造建築物甚至只成為建築史的一部份, 從建築實務教育中消失,然而在世界其他地區,如日本、美國、加拿 大等,木構造仍然大量使用在民間住宅上,甚至是北美單一家庭住宅 和低層多家庭住宅最常見的建築結構材料,因為這種材料很容易獲 得,施工時間短,不受環境條件的影響。儘管沒有已建成的木結構房 屋數量的準確統計,但是美國建築工業的分析估計90%-95%美 註1. 國的新住宅是由木材建成 ,而在日本仍有約 43%的房屋建築是為木 構造房屋(任憶安,1998)。 從統計資料上來說,台灣地區從民國 81 年至 90 年興建鋼筋 混凝土之建築物超過總興建建築物的八成,木構造建築物不到千分之 五(詳表 1.1),以台北縣為例,從民國 81 年至 90 年取得使用執照 之鋼筋混凝土建築物佔所有建築物總樓地板面積之 91.8%,木構造建 築物不到萬分之一;以最近兩年申請建築物之棟數比較,全台灣地區 之鋼筋混凝土建築物仍然高居各類建築物首位,申請興建總量在民國 91 年亦接近八成,而民國 92 年達 86.2%,木構造建築物在民國 91 年僅佔建築物申請興建總量千分之四,92 年甚至不到申請興建總量千 分之四(詳表 1.1),這種各類建築物都大量集中以鋼筋混凝土方式 興建之狀況,在已開發國家中實屬少見。 註 1 參考(華盛頓州政府台灣辦事處網站資料),2004.
(14) 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 表 1.1 木構造及 RC 構造建築物棟數比較表(棟) 91 年量 92 年量 81 年-91 年量 佔總量比率 (建造執 照) 木構造建築 140 物 0.4%. 佔總量比率 佔總量比率(使用執照) 579588 棟 (建造執 照) 182 2421 0.36%. 0.42%. RC 構造建築 27686 物 78.4%. 43914. 464553. 86.2%. 80.2%. 本研究整理自台閩地區建築執照統計年報(內政部營建署) 近年來由於全球工業化高速發展,能源使用數量日益膨脹,地球 暖化現象因為二氧化碳增加造成溫室效應日益嚴重,環境氣候變遷導 致地球的各項承載加劇,災害規模頻率都更形嚴重,從永續發展 (sustainable development)的角度來看,生態與環保節能考量, 成為全球關注的焦點,因此我國綠建築也在內政部建築研究所及各界 的提倡推廣下,日漸成為建築物規劃設計時必須考量的項目,木構造 在固定二氧化碳、消耗能源及再生方面都是相當符合綠建築的概念, 而鋼筋混凝土建築物,在能源消耗、室內空氣毒性及產生的固體廢棄 物在表現上都比木構造建築物差,因此基於推廣木構造建築物立場, 必須先比對瞭解木構造與鋼筋混凝土構造建築物,在台灣地區同樣環 境條件下,所展現的各項具體性能差異,並提出適當的改善建議,因 此本研究即針對木構造與鋼筋混凝土構造建築環境控制全尺寸實驗屋 進行規劃研究,期能提出配合本所現有實驗基地及適合台灣地區進行 環境控制全尺寸實驗的操作平面規劃及相關實驗內涵,供將來建置木 構造與鋼筋混凝土構造環境控制全尺寸實驗屋參考。. 二、研究目的 本研究將檢視相關現有國內外全尺寸建築環境實驗屋及其相關實 驗內涵,並針對國內現況及推展木構造所需資訊,規劃相關實驗場地.
(15) 第一章緒論. 平面設備及設置位置與實驗相關課題,期能就台灣現有建築環境實驗 需求與發展,研提適當之木構造與鋼筋混凝土構造環境控制全尺寸實 驗屋規劃,供爾後建置實驗屋進行實驗比對研究參考。 第二節 研究範圍 本木構造與鋼筋混凝土構造環境控制全尺寸實驗屋規劃研究範 圍,將限制在對於木構造與鋼筋混凝土構造之建築構體對應在建築物 的環境控制相關內容之全尺寸實驗屋,以台灣地區常見之住宅空間尺 度規模及類型進行規劃,對於其他種類建築構造及建築物環境控制相 關項目以外之實驗,暫不納入此次探討範圍,但仍將相關資料彙整, 以供爾後全尺寸建築實驗研究規劃之參考。本研究之內容包括下列項 目 一、. 檢視並彙整目前台灣及國外相關建築物全尺寸實驗之構造 形式與實驗類型資料。. 二、. 探討適合未來台灣本土進行木構造與鋼筋混凝土構造環境 控制全尺寸實驗之相關課題及項目內容。. 三、. 研提木構造與鋼筋混凝土構造環境控制全尺寸實驗屋規劃 案。. 四、建議未來全尺寸實驗屋之研究方向與課題。.
(16) 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 第三節 研究方法及步驟 一、研究方法 本計畫之具體目的,為提出木構造與鋼筋混凝土構造環境控制 全尺寸實驗屋之實質規劃,其中所採用之研究方法主要包括以下項 目 1. 文獻回顧法。 2. 現地調查法。 3.專家座談及諮詢會議. 本研究進行步驟流程如下: 動機與目的 確立研究標的與範圍 收集整理資料 專家諮詢. 現 況 調 查. 現況檢討與確定對策 可行性分析. 全尺寸實驗屋規劃研提 結論與建議 期末報告. 座. 談. 會.
(17) 第二章相關文獻回顧. 第二章 相關文獻回顧 木構造建築物在台灣並不陌生,台灣本地就出產許多種類之木材 ,應用於建築物及家具製作方面,早期台灣漢族先民多從大陸渡海移居 屯墾,其建築物即大多沿襲華東地區磚木構造建築物,日據時代木構造 註1. 房屋在台灣各地興建,都市地區尤為常見 ,政府遷台之後,近幾十年 來隨著工商業蓬勃發展,經濟日漸繁榮,人民生活水準日益提高,對於 居住環境的安全與品質也普遍提升,鋼筋混凝土建築材料及工法,隨著 時空因素的改變,因緣際會的在台灣得到發展,相較於木構造給人的第 一印象,鋼筋混凝土構造的建築物,顯的比較堅固經久耐用,可以抵抗 台灣的地震颱風,防火耐火,不怕水淹,又不必費心保養照顧,應用在 台灣的土地上,似乎變的理所當然,因此在興建比例上,鋼筋混凝土建 築物一直名列前茅,超過八成以上,而木構造建築物長久以來在房屋市 場上只佔了非常微少的量,而且常見的興建地點又以度假觀光的區域為 主,極少做為日常住宅之使用,與北美洲之美國、加拿大,甚至鄰國日 本都存有明顯的不同,可以說選擇使用鋼筋混凝土建築物,甚至已經變 成台灣業界的一種習慣,而這種現象近年來在提倡永續發展的世界潮流 裡,開始面對各方的質疑。 近年來由於自然災害的發生頻率及受害影響層面日見擴大,直接 間接的影響世界各地所推動的永續發展概念,人們已經開始反思經濟活 動的過度開發是否對於地球的環境造成危害並採取改善行動,從地球氣 候高溫化、酸雨、臭氧層破壞、氣候異常、溫室效應,嚴重影響生態環 境造成人類及其他生物種類生活空間的危害,有鑑於此,1993年聯合國 成立「永續發展委員會」展開全面性的地球環保運動,1998年「京都環 註2. 境會議」正式制訂了各先進國二氧化碳排放減量的目標 ,而依據世界 自然基金會(WWF)之「地球生命報告」,1995年台灣地區每人平均消 註3. 耗水泥量為世界平均值5.22倍 ,在比較各種材料製造時消費能源與碳 素排放量,木材遠 1. 參考「台灣木構造房屋建築市場現況調查分析」,1998,任憶安等;. 2. 參考「綠建築解說與評估.
(18) 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究 手冊」,2002; 3參考「不同結構構材於低層建築物之應用探討」,2003,曹源暉. 比鋼材及混凝土小,以木造及鋼筋混凝土造住宅進行比較,鋼筋混凝土 註1. 造住宅在製造時碳素排放量為木造住宅的4.24倍 ,由於降低二氧化碳 之產生已成為全球各國關注的問題,木材從生態環保觀點,可固定二氧 化碳,發揮環境保護機能,另外木材亦為能夠大量再生之生物資源,再 者當木構房屋廢棄不再使用時,可經生物分解也具有產生較少公害的特 性,因此基於降低二氧化碳產生量及其他如節能與生態課題等優點,宣 導木構造建築物之興建,推廣普及至台灣民間住宅使用,為一可行且必 要之途徑,但是推廣之首要工作,需讓大眾瞭解木構造建築物在各種性 能方面,都能夠達到法規要求的各項安全與品質標準,而最精確的展現 方式,就是進行各項全尺寸建築物的性能比對實驗,本計畫主要即針對 居住的環境控制方面,進行本土性的木造及鋼筋混凝土造全尺寸實驗屋 規劃,期以實驗分析比對探討在台灣本土的實際使用上,木構造建築物 與鋼筋混凝土建築物的環境控制性能差異,其他性能如防火、耐震之全 尺寸性能實驗則僅進行簡要的資料文獻回顧。. 第一節. 建築物之相關實驗概述. 對於為驗證建築材料構件及空間性能相關之實驗方式,一般概分為 三種尺寸,包括小尺寸(Bench)、中尺寸(Intermediate 或稱 pilot) 及全尺寸(Full scale)三種,一般對於實驗尺寸分類並無精確的定義, 小尺寸測試為一般最常見之測試方式,主要係針對建築材料進行小尺寸測 試,比如耐燃建材的表面基材小尺寸實驗,用以確定所實驗之材料各項物 理化學性質,實驗所需時間較短,費用較低,實驗使用空間設備較小,故 僅能量測出材料之基本特性,對於建築物組合後之各種空間性能實況,僅 能利用各種模型推估各項可能因素,容易存在較大之盲點;中尺寸實驗一 般指較大型之版牆材料或完整地板或較大型空間構體之實驗方式,實驗進 行所需時間較長,也需比較多的經費,所需空間及設備較為大型,但已較 能展現建築材料經組合後的實況,惟因只是局部組合,仍需藉由模型推估 實際使用性能,故尚存有部分盲點;全尺寸實驗,一般係指完全模擬實驗.
(19) 對象之建築外型、構件及組合使用空間及建築使用方式,因能近乎完全展 現實況,除能確切針 對建築構件整合後之 使用實況進行實驗, 紀錄各項實際數據, 進行檢討,明確比對 驗證各種理論推估模 型,也可檢測各種小 尺寸實驗之材料真實 應用在建築物上之性 能,並可做為修正參 考,但是因為全尺寸實驗較為費時,且所需經費較高,因此全尺寸實驗較 少進行。. 圖2.1.1 中尺寸門窗耐火實驗(攝自本所防火實驗群). 2.1.1.現有各類建築相關實驗概述 與建築相關的實驗領域非常多樣,一般會進行之實驗,不外從建築 物使用者的安全性、健康舒適性及建築物本身的施工性及耐久性等實質需 求著手,進行各類的相關實驗,如建築材料、建築構造、防火性能、室內 環境控制等,以確定建築材料及興建完成後之建築物及其附屬設備,各類 性能可以符合原設計使用之目標。 針對建築物各項安全性之相關實驗歷史較為悠久,也不斷在進行, 甚至先進國家一般建築法令都有最基本的要求與性能規定,從建築物的組 成材料本身之力學性質檢證實驗,如鋼筋抗拉力抗壓力實驗、混凝土的抗 壓力抗剪力實驗、建築物表面飾材的物理力學性質、耐火能力及耐久實驗 等,到建築物所處基地的土壤地質承載力相關實驗、建築構件組成之後的 力學性能、耐火能力實驗等,這些直接關係到建築物基本使用安全條件之 項目,在建築物興建過程中,一直都被要求進行指定部分之實驗檢證,或.
(20) 提出符合設計安全之證明文件,在不同的地區有因應相關環境的特別建築 安全法規項目,比如地震帶與非地震帶及颱風、颶風容易侵襲的地區與一 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究 般地區或冰雪帶與非冰雪帶等,不同地區之建築物安全相關規定。. 健康舒適性相關的建築實驗項目,除維持現代化建築物使用者的基本 物理環境條件課題外,隨著人類經濟文明的發展與居住生態環境的變遷, 也逐漸發展出與各相關領域結合的新類型實驗,從人類生活最基礎的採光 照明、空氣品質、濕熱環境、給水排水及環境噪音等推展至電磁環境、能 源節約、甚至細菌生物污染途徑等,而新的實驗課題並不斷在提出,例如 與環境生態及能源相關的綠建築或永續建築即針對建築與環境進行實驗, 如保水、人工濕地、零耗能建築等。 建築物本身的施工性及耐久性實驗一般係針對建築物本身的經濟 性、施工步驟時程及耐久性進行實驗,比如建築新材料或新工法的實驗, 藉以瞭解新建材或新工法實際使用的缺點及改善的方向,以提高市場競爭 力或縮短工期為其主要目標。 圖 2.1.2 日本近畿大學木構 SE 構法實驗(資料來源:日本 NCN 公司網站資料). 2.1.2.內政部建築研究所性能實驗群現有相關實驗設備 內政部建築研究所(以下簡稱本所)性能實驗群位於成大歸仁校 區,從民國 88 年底開始發包建置,至今(93 年)年建築物已全部完成, 各實驗館及儀器設備也已大致陸續建置完成,其中包括建築音響實驗室、 熱環境實驗室、空氣環境實驗室、光環境實驗室以及水質檢測實驗室等, 在現有儀器設備中,以小尺寸實驗設備最多,如各項室內空氣品質測試設 備等,中尺寸設備其次,如門、窗、牆、樓版的隔音性能測試實驗設備, 相關之全尺寸實驗屋則尚待設置。 小尺寸及中尺寸實驗,一般皆在嚴格的環境控制條件下進行,因 此可以取得精準的基礎數據資料進行模擬與推估,全尺寸實驗屋因係整合 性實驗,影響因子與變數較上述兩類實驗更多,且係用以檢驗對照最後實 驗對象之整體性能,因此一般皆採針對性的實驗空間規劃設計,如需進行 多項不同種類的實驗,則又必須留有可變更的彈性,因此未來實驗的課題.
(21) 第二章相關文獻回顧. 及彈性的設計方式,為本所規劃設置全尺寸環境控制實驗屋必須考量的重 點。. 第二節. 國內外全尺寸實驗屋相關文獻. 全尺寸實驗屋因為所需經費較高,實驗時間較長,在已取得之相關文 獻資料上,可以發現早期之全尺寸實驗屋,多針對建築安全方面予以建置 ,進行相關實驗,如地震、火災等,近年來先進國家則有增加針對建築物 使用之健康舒適性,進行全尺寸實驗屋之實驗,如荷蘭、美國、加拿大、 日本等之能源消耗及室內空氣品質之相關實驗,國內全尺寸實驗屋之資料 較為不足,本所曾於民國86年進行公共娛樂場所KTV全尺寸房間火災比對 實驗,國立中山大學機械工程研究所,1987年建置完成全尺寸能源實驗屋 一座,詳細內容整理於下列章節說明。 2.2.1.國內相關文獻回顧 一、本所公共娛樂場所KTV全尺寸火災實驗 在民國八十五年前後,國內視聽娛樂場所(KTV)接連發生嚴重 死傷之重大火災,本所遂於民國 86 年,進行四次公共娛樂場所 KTV 全 尺寸火災比對實驗,在進行大型全尺寸火災模擬前,本所已先就「我 國裝修防火材料使用現況及性能水準」進行各種試驗標準檢測實驗。 圖 2.2.1 全尺寸火災實驗平面圖(資料來源:陳伯勳,1987) 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 本實驗目的在探討使用防火材料與一般易燃材料裝修佈置之 KTV 房 間,於起火、延燒擴大、發煙量,溫度上升等火災行為特性上的差異性。 場地配置為三間鋼筋混凝土房間,房間為單一層樓單間,尺寸為 四公尺深四點五公尺寬,正面為全立面安全玻璃落地門窗,藉以觀測錄 影,並確保實驗結束後滅火過 圖 2.4 全尺寸火災實驗配置圖(資料來源:陳伯勳,1987). 程之安全性,中間房間規劃為防火裝修形式,其餘兩間為一般裝修之房 間,如此可以同時進行一般房間與防火房間的對照實驗。.
(22) 二、中山大學能源實驗屋 國立中山大學機械工程研究所,為研究各種建築外殼牆面、內 外遮陽及建築物開口率對於耗能的影響,自 1987 年完成建置一座能 源實驗屋,並陸續完成了建築外遮陽節能效果、外氣冷房節能效果、 開口率及外殼牆面熱質量的節能效果及內遮陽與晝光利用的節能效果 第二章相關文獻回顧 等,相關建築節能之對照實驗,並進行實測數據分析,取得許多寶貴. 研究成果。此外對於各種玻璃帷幕對空調系統耗電的影響,也進行各 種玻璃帷幕的耗電比對實驗,取得相關數據,進行分析。 中山大學之能源實驗屋為面向正西邊的實驗室建築,其外觀如 圖 2.2.3 及圖 2.2.4,實驗屋尺寸大小為 l7m x l2m x 6m。實驗的主體為 可進行比對實驗的兩間面寬 6 公尺、深 5 公尺、高 3.5 公尺的 A、B 試驗室,平面圖如圖 2.2.6。A、B 兩實試驗室係模擬台灣地區典型辦 公建築,在體積、室內擺設、方位、主機容量、送風口及回風口位 置、風管尺寸等均相同,以提供實驗結果之比較。. 註1. 圖 2.2.3 能源實驗屋右側及前側立面圖(資料來源:2000,黃瑞隆). 圖 2.2.4 能源實驗屋 1987 年完工時照片(資料來源:2000,黃瑞隆) 1. 參考「玻璃帷幕牆對建築空調耗能影響之研究」,2000,黃瑞隆等;.
(23) 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 圖 2.2.5 能源實驗屋平面配置圖(資料來源:2004,黃瑞隆提供). 圖 2.2.6 能源實驗屋現況照片(本研究現場調查拍照)第二章相關文獻回顧. 中山大學能源實驗屋自 1987 年完成後平均每年進行二至三次實 圖 2.2.7 中山大學能源屋剖面圖(資料來源:2004,黃瑞隆提供) 驗,一直使用至 2002 年,因已暫無實驗計畫,故目前現場已草木雜 生,需整修後才能再次使用,現況照片如圖 2.2.6。 經現場進行調查及量測,能源實驗屋具備幾項設計特點,1.實 驗屋內設有條件相同之鋼筋混凝土構造實驗室兩單間、2.兩間實驗室 中間相隔 1.8 公尺避免實驗進行時相互干擾、3.兩間實驗室上方、下 方及側面都留有超過一公尺至一公尺五十公分之隔離空間,保持空氣 層,天花板上方更設有通風口,將影響實驗因素減至最低、4.設有一 間實驗控制室及一間機械空調室、 圖 2.2.8 中山大學能源屋後側通道照片(本研究現場調查拍照) 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 5.屋頂裝設太陽能設備可進行相關能源實驗、6.實驗屋後側留 有一公尺七十公分之工作及觀測通道,相關機電箱設備設置在後側牆 壁上,相關實驗屋剖面圖及照片,詳圖 2.2.7、圖 2.2.8、圖 2.2.9、 圖 2.2.10、圖 2.2.11、圖 2.2.12 等。. 圖 2.2.9 能源屋機械空調室照片(本研究現場調查拍照). 圖 2.2.10 能源屋管線設備照片(本研究現場調查拍照). 第二章相關文獻回顧. 圖 2.2.11 能源屋屋頂太陽能設備照片(本研究現場調查拍照).
(24) 圖 2.2.12 能源屋實驗室地板架高照片(本研究現場調查拍照). 2.2.2.國外及大陸地區相關文獻回顧 從已蒐集之資料分類,雖然對於有關之實驗研究為數頗多,但對於 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究 如何建置全尺寸實驗屋之相關資料亦不甚充分,也難以找到完全有關. 之規劃設計及施工圖面,而一般使用之全尺寸實驗屋,其建置目的往 往係針對當地之建築物與風土環境,進行相關檢證工作或結合建築業 界對於新開發之新設備新材料等與建築有關之商品,進行實質測試實 驗,以改良並推廣其產品以提高市場化為目的,因此對於本所之全尺 寸環境控制實驗屋,可以提供部分規劃建置之參考。 一、 日本相關全尺寸實驗屋 日本之全尺寸實驗屋在其產業界及大學研究單位,都曾建置並進行相關實 驗,其中財團法人筑波建築試驗中心建置兩層樓木構造 VOC 換氣全尺 寸實驗住宅一棟,其構造及空間規劃方式仿造日本一般住宅,一樓有玄 關、客餐廳、和室、廚房、衛浴室、二樓有三間臥室。 圖 2.2.13 日本筑波建築試驗中心配置圖(資料來源:筑波建築試驗中心網頁資料). 第二章相關文獻回顧 圖 2.2.14 筑波試驗中心實驗屋平面圖及照片(資料來源:日本 IBEC 網頁資料). 筑波建築試驗中心全尺寸實驗屋樓地板面積 130M2、客餐廳尺寸 3.6M*5.9M、大臥室為 4.5M*3.6M、中臥室為 3.6M*3.6M、小臥室為 2.7M*4.5M,實驗屋具有隔熱性能及設置氣密層具高氣密性能,可以進 行自然換氣與機械換氣之各項實驗,亦可進行 VOC 濃度之各項測試。 由於日本筑波建築試驗中心之換氣全尺寸實驗屋只有興建一棟,因 此無法同時進行對照實驗,對於驗證不同之材質設備性能僅能分次處 理,惟仍能對於測試對象用於建築物之整體性能展現,可以測試出完整 結果,另外對於所屬工作人員之房屋現場量測實驗訓練,以及示範教學 方面,都有其一定之功用。 筑波建築試驗中心另外設有六間橫排連棟式材料實驗棟,單一房間.
(25) 尺寸寬度 3.4M、深度 3.5M 高度 2.4M,樓地板面積 12M2,內裝為木質 地板、內牆面為石膏板牆外貼壁紙,可以進行室內各種不同建材之揮發 物質逸散量實驗,以及揮發物質逸散量濃度與通風換氣量之關係實驗 等,材料實驗棟平面圖及照片詳圖 2.2.15 及圖 2.2.16。. 圖 2.2.15 筑波試驗中心材料實驗棟平面圖(資料來源:日本國土交通省網頁資料). 圖 2.2.16 筑波試驗中心材料實驗棟照片(資料來源:日本國土交通省網頁資料) 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 二、美國 美國之相關全尺寸實驗屋,與本次規劃項目較接近者,為美國環 境保護署(U.S.E.P.A.)所建置之室內空氣品質(IAQ)實驗屋,其實驗之 進行順序詳如圖 2.2.17,由中小尺寸之實驗,測試各項材料性質, 再經電腦模擬推估,預測室內的空氣污染狀況,其後再經全尺寸房 屋實驗,探討實際之情況,進而修正預測模型。註 1. 圖 2.2.17 美國環境保護署實驗次序(資料來源:美國環保署網頁資料). 美國環保署實驗屋係一單棟、沒有室內表面裝修、一層樓之木構 造房屋,內有中央暖氣及空調系統,房屋備有加熱地板的區域大約 120 M2,室內溫度與相對濕度透過監視器監視,使用熱線測速儀量 測空調箱風速,外部空氣交換率則使用氣體追蹤技術量測,VOC 及 粒子濃度經由時及及房間地點控制,氣象上的數據係由現場的氣象 資料蒐集塔所蒐集,所有的數據分析及報告,係使用現場電腦處 理,此實驗屋的平面圖及照片詳圖 2.2.18 及圖 2.2.19,無法同時進 行對照組之實驗。.
(26) 室內空氣品質(IAQ)實驗屋研究性能包括 1. 建築物特徵對於室內空氣及污染物運動的影響。 2. 木料裝修產品及除蟲劑的 VOC 逸散物對於室內空氣品質 (IAQ)的衝擊。 3. 地毯清潔劑的乾燥粉末,對於室內空氣品質的衝擊。 4. 實驗屋污水對於室內空氣品質的影響與衝擊。 5. 室內裝修表面粒子沈澱物的比率。 6. 環境中粒子穿透個別開口形式的滲透力。. 第二章相關文獻回顧. 1 參考美國環保署網頁資料. 7. 窗戶開口對於空氣交換率及粒子滲透力的影響。 8. 燃燒類氣體產物的進入比率。. 圖 2.2.18 美國環保署實驗屋平面圖(資料來源:美國環保署網頁資料).
(27) 圖 2.2.19 美國環保署實驗屋照片(資料來源:美國環保署網頁資料). 三、荷蘭 荷蘭全尺寸實驗屋,與本研究較有關之部分,為荷蘭能源研究中 心(Energy research Center of the Netherlands 簡稱 ENC)之生態屋研究 計畫,目標係針對永續的居住舒適性進行研究,最近的研究內容在 居住上使用能源更具效率,基本的概念在於針對較便宜的住宅提供 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究 永續的觀念,為發展這種想法集合數個研究單位以及業者共同參與 研究,其中建置 ABC 三連棟實驗屋,地點位於荷蘭的能源研究中 心,其旁邊建置第四棟資訊及通訊住宅(正面照片最右側)進行另外的 實驗,建築物外觀照片詳圖 2.2.20 及圖 2.2.21。註 1. 圖 2.2.20 荷蘭能源研究中心南側照片(資料來源:荷蘭 ENC 網頁資料) 圖 2.2.21 荷蘭能源研究中心北側照片(資料來源:荷蘭 ENC 網頁資料). 荷蘭的能源研究中心全尺寸實驗屋,第一階段實驗之目標在減少 50%的能源消耗,而不損及舒適性且可以實際大量推廣應用,自 2002 年秋天已進入生態屋研究第二階段,主題概念在於瞭解最小的 能源使用,趨近零能源的概念,主要的研究活動包括 1.住宅的管理 2.工作的整合 3.實驗的計畫與整合 4.實驗數據的管理與處理等,對 於舒適性的研究主題最主要在減少住宅使用能源消耗的同時必須完 成 1.限制透過房屋外牆的熱損失、2.能源資源更新的使用、3.室內熱 水的暖氣有效應用之使用等,最近幾年關注的重點,在於提升建築 物的能源使用效率時,必須兼顧使用者的健康與舒適。 第二章相關文獻回顧 1 參考荷蘭能源研究中心網頁資料. 在上述概念上,對於較高能源性能,在下列各方面進行評估 1. 材料的應用。 2. 組成的技術應用。 3. 可應用在新建建築物及既有建築物。 4. 財務的可行性。 對於先前全尺寸實驗屋之第一階段實驗計畫,主要包括下列的部 分 1. 構造品質(絕緣及氣密性)。 2. 熱系統性能(地板與牆壁熱)。 3. 太陽能熱水器效率。 4. 能源性能的整體概念。.
(28) 5. 熱應用效率(熱交換燃器鍋爐、熱幫浦)。 6. 冷房的性能。 7. 熱回收效能(通風系統、浴室排水)。 8. 熱儲存效能。 9. 太陽熱及熱儲存的使用策略。 10. 室內環境品質(灰塵、噪音、細菌)。 實驗屋之第一階段實驗計畫主要結論如下列項目 1. 對於法規面之外部空氣滲入建築量規定,必須減少。 2. 室內熱水熱回收之熱交換應用是可利用之選項。 3. 藉由土壤進行通風空氣之預熱及預冷是一項有趣的課題。 2 4. 6M 太陽能熱水儲存桶,提供每年的熱需求量 37%。 有關各實驗屋之構造方式詳如圖 2.2.22、圖 2.2.23 及圖 2.2.24。 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 圖 2.2.22 荷蘭能源研究中心 A 棟實驗屋(資料來源:荷蘭 ENC 網頁資料). (一)荷蘭能源研究中心 A 棟實驗屋之細部構成資料包括 1. 混凝土構體(大的熱容體)。 2. 高程度熱絕緣。 3. 熱幫浦、熱交換燃器鍋爐。 2 4. 4.5M 太陽能收集器。 2 5. 18M 光電板設於南向屋頂。 6. 光電板下方設置空氣預熱型通風。 7. 浴室廢熱回收、冷水預熱。 8. 地板及牆熱系統。 9. 地面上的天花板冷卻系統(使用土壤下熱交換器)。. 圖 2.2.23 荷蘭能源研究中心 B 棟實驗屋(資料來源:荷蘭 ENC 網頁資料). (二)荷蘭能源研究中心 B 棟實驗屋之細部構成資料包括 1. 混凝土構體(大的熱容體)。 2. 高程度熱絕緣。 3. 中空氬氣雙片玻璃窗。 4. 調整型熱燃器鍋爐。 2 5. 6M 太陽能收集器。 6. 太陽能收集器下方設置空氣預熱型通風。 7. 通風系統熱回收(90%效率)。 8. 使用土壤下熱交換器進行通風預熱或預冷。 9. 地板及牆熱系統加設輻射器。 第二章相關文獻回顧.
(29) 圖 2.2.24 荷蘭能源研究中心 C 棟實驗屋(資料來源:荷蘭 ENC 網頁資料). (三)荷蘭能源研究中心 C 棟實驗屋之細部構成資料包括 1. 木構造構體(較小的熱容體)。 2. 高程度熱絕緣。 3. 三層式氡氣玻璃窗。 4. 電熱幫浦(兩用式)。 2 5. 12M 太陽能收集器。 6. 三個熱儲存系統。 7. 通氣系統熱回收(90%效率)。 8. 冷房使用地下土壤熱交換器。 9. 光管。 荷蘭能源研究中心實驗屋第二階段所進行之實驗包括下列項目 1. 能源性能的完整概念。 2. 熱應用的效率(熱幫浦、熱交換燃器鍋爐)。 3. 冷卻系統性能(被動式冷卻)。 4. 太陽能熱水器效率。 5. 熱回收效率(通風系統、浴室排水)。 6. 太陽熱及熱儲存的最佳策略。 7. 室內環境品質。 透過這些實驗,可以將有關房屋的整體能源消耗描繪出來, 將每一個重要的部分都描繪出來後,對於可能以及必須進行改善 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究 的部分,就能夠被確定出來。 四、加拿大 加拿大渥太華機場為了解航空噪音對於建築物的影響,在渥 太華機場附近設有小型實驗屋。該實驗屋距離跑道末端 1000 公 尺,且距離飛機起飛路線邊緣 240 公尺。是典型的、代表一般木 造房屋的小型建築物,包括兩個主要房間,深度 3.66M、寬度各 4.27M,雙斜屋頂,平面及照片詳如圖 2.2.25。結構上採對稱方 式以利改變材質、增加屋頂的通風口或增加開窗。某些測試中, 額外的外加牆面會敷設於建築物原牆面之上,房屋的一側面對降 落航線而另一側則面對起飛航線,最基本的組態為僅量測面對飛 機穿過的一側,其他牆面則加裝外牆並將之視為完全隔音,此全 尺寸實驗屋係對於噪音進行量測之實驗。註 1.
(30) 圖 2.2.25 加拿大渥太華機場噪音實驗屋(資料來源:Bradley,2004). 此外,於 1998 年間,加拿大住宅技術研究中心(CCHT)在 加拿大國家研究委員會、加拿大自然資源協會及加拿大信貸及住 宅公司的合作下成立。是年秋季,當地的營造廠在渥太華 NRC 園 區興建兩棟能源實驗屋,並於 1999 年通過認證正式啟用。實驗 屋可廣泛的監測能源使用性能及熱舒適環境,兩棟建築物分別扮 演實驗組及 1. 參考「J.S.Bradley, Sound Insulation Issues, 2004」. 對照組的角色。. 第二章相關文獻回顧. 註1. 對照組實驗屋是典型的二層樓木架房屋,可居住面積為 210 平方公尺。地下室為現場澆灌混凝土,裝修則為目前渥太華當地 家飾用品店所能購得者。符合 R-2000 標準(加拿大省能住宅標 準)並具加拿大木造房屋之特點。房屋內除有高效能之暖爐(採 用壓縮氣體且密封良好)、電熱水器及熱回收外氣交換器等設備 外,還有多種隔熱及密封裝置以符合加拿大 R-2000 標準之要 求。 實驗組實驗屋原設計與對照組相同,且每季進行評估以確保 模擬情境與現實狀況吻合,爾後實驗時,實驗組實驗屋進行部分 調整以利評估新能源系統在整體能源及舒適度控制上之性能。每 次實驗時僅針對單一構件進行評估,以每日為週期,即每日為一 次實驗,實驗結果則每季(暖房或冷房)呈現,以評估各項技術 之性能表現。一項評估完成後,實驗組實驗屋隨即恢復初始狀態.
(31) 並完成確認。表 2.1 所示為 CCHT 實驗組實驗屋之基本資料。 項目 構造標準 樓層數 可居住面積 地下室(基礎) 車庫 頂樓 牆壁 外牆與樑接合處構造 車庫上方樓版 地下室牆壁 地下室樓版 窗戶 開窗面積 氣密系統 氣密性 熱回收換氣機 暖爐 熱水加熱器 空調系統. 表 2.1. 性質 依據 R-2000 2 210 平方公尺 混凝土澆灌 雙停車位嵌入樓版平面中,並具獨立控制室 依據 RSI 8.6 依據 RSI 3.5 依據 RSI 3.5 依據 RSI 4.4 且隔熱層與樓版間有空氣層 牆面依據 RSI 3.5,無防潮性能 無隔熱層之混凝土樓版 低 e 值且具空氣層,空氣層充有濃度 95%氬氣 全部為 35 平方公尺(南向為 16.2 平方公尺) 戶外設置有積層耐候材作為保護層之纖維板,包括窗戶等有細縫之部 分均予以阻絕 對照組在 50Pa 壓力下洩漏量為 1.07ach(Air Change Pre hour); 實驗組則為 0.97ach 高性能(標稱效率 84%) 使用液化瓦斯為燃料,效率實測值為 91% 一般形式,效率實測值為 67% 高性能(標稱值達 SEER12). CCHT 實驗組實驗屋之基本資料(資料來源:M.C.Swinton 等, 2004). 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究 1 參考「M.C.Swinton 等, 2004」資料. 兩棟實驗屋皆設有精密的家用自動化技術控制系統,可控制 燈光、給排水及主要家電用品(如火爐、洗衣機、烘乾機及洗碗 機等),並以燈泡模擬使用者及小家電的熱釋放,兩棟實驗屋的 裝置可同步控制。 實驗屋已經利用逐項測試的方法論進行過眾多能源技術的評 估作業,包括:兼具暖房效果的熱水系統、熱逆流控制器、強制 進風暖爐的氣流調節器、室內外遮陽、淋浴間之中水熱回收設 備,以及熱/電能系統(CHP),如使用小型瓦斯驅動的史特林引 擎,可提供熱水、暖房以及部分家庭電力所需。 有關加拿大能源實驗屋之相關基地配置、建築物照片照片、 相關設備照片,詳如圖片 2.2.26、2.2.27、2.2.28 及 2.2.29。 圖 2.2.26 加拿大能源實驗屋配置圖(資料來源:加拿大 CCHT 網頁資料).
(32) 第二章相關文獻回顧 圖 2.2.27 加拿大能源實驗屋北向照片(資料來源:加拿大 CCHT 網頁資料). 圖 2.2.28 加拿大能源實驗屋平面圖(資料來源:加拿大 CCHT 網頁資料). 圖 2.2.29 加拿大能源實驗屋室內照片(資料來源:M.C.Swinton 提供,.
(33) 2004). 加拿大全尺寸能源實驗屋,其主要特色在於可以模擬使用者 之日常生活實況,從對照實驗中直接尋找問題並探討解決方案, 因此提供建築材料及設備業者很好的模擬實驗空間,用於研究、 評量、革新產品及技術,最終目的在改善加拿大之住宅品質。 五、中國大陸 近年來中國大陸經濟社會環境快速發展,一般民眾對於居 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 住環境品質的需求亦日益增加,2002年8月起有一項結合業者及 學術單位,共同於北京、上海、廣州進行的外牆外保溫系統的全 尺寸房屋實驗,名稱為「外牆外保溫系统在多種氣候條件下的應 用」研究,在代表寒冷地區、夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區的上 述三地同時建造兩間完全相同的全尺寸實驗屋,其中一間安装外 保温系统,一間未安裝。透過連續監測兩間實驗屋的室内和牆面 的溫濕度變化,觀察兩間實驗屋的室内環境變化,對比兩種不同 外牆房屋的能量消耗狀況,並探討外牆外保溫系统對居住舒適性 的影響。經過一年多的實驗發現,外牆外保溫系统在不同氣象條 件下都能够改善住宅舒適性,具有非常明顯的節能效果。. 註1. 兩間對比實驗屋未保溫屋及保溫屋的建築物参数基本相同 ,均為無窗建築物,有一扇保溫門,都建置於空曠場所,室內面 積12平方公尺、室內淨高2.8公尺、朝向保持一致,對比實驗屋 的屋頂、地面的热工性能也相同,均做隔熱處理;三城市未保溫 實驗屋與保溫實驗屋的牆體使用材料與外保溫系统相同,但不同 地方的牆體材料略有不同(北京使用多孔粘土磚、上海使用混凝 土空心砌磚、廣州使用灰砂磚);未保温實驗屋與保温實驗屋安 装的空調為1.5匹同樣型号,每個空調單接5~10A的電表,人工 紀錄电表讀數並比較其用電量;未保溫實驗屋與保溫實驗屋安裝 完全相同的换氣扇(90m3/h);未保溫實驗屋與保溫實驗屋的 室內採空調器控制溫度,設置為冬季為20℃,夏季為25℃。. 註2. 北京部分全尺寸實驗屋為清華大學土木工程系建材研究所.
(34) 負責,外牆外保溫系统的實驗屋保温牆體的構造為:內牆塗料、 25公釐厚混合砂漿,200公釐厚空心黏土磚,50公釐厚EPS板,5 公釐厚聚合物水泥砂漿,玻璃纖維網格布,抹面砂漿,外牆塗料 ;没有外牆外保溫系统的實驗屋對比牆体的構造為:内牆塗料, 25公釐厚混合砂漿,200公釐厚空心黏土磚,抹面砂漿,外牆塗 料。在設有外 1. 參考「龍恩深等,2004」。2參考「閻培渝等,2004」. 第二章相關文獻回顧. 牆外保溫系统的房屋構造上,分别布置了20個溫度和濕度傳感器 ,用以测量四面牆的外壁、内壁、EPS聚苯板与黏土磚之間和室 内空氣的溫度和濕度變化。在没有外牆外保溫系统的實驗屋構造 上,也布置4個溫度和濕度傳感器,分别测量西牆外壁、内壁和 室内空氣的溫度和濕度變化。在兩間獨立的實驗屋外,均安置有 一個溫度和濕度傳感器,用來測量室外空氣的溫度和濕度。測試 數據的紀錄時間間隔為每5分鐘一次。 本項實驗經過統計分析,對於屬於寒冷環境的北京地區,這 種薄抹灰EPS複合外保濕牆體的節能效果,對室内居住環境的影 響有了較為全面的了解,為推廣外保濕牆體系提供了大量基礎數 據。 六、其他有關資料 其他全尺寸實驗屋的相關資料,許多都是和房屋安全相關之 實驗,如地震、火災等,由於災害實驗損害率很大而且所需經費 也高,因此在某些已開發國家較為常見,如日本與美國,此部分 資料不再贅述,僅做簡單說明。.
(35) 圖 2.2.30 美國全尺寸木構造地震實驗照片(資料來源:大學地震工程研究 協會 CUREE 網頁). 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 圖 2.2.31 日本全尺寸火災實驗照片(資料來源:日本煉瓦的家網頁). 圖 2.2.32 日本全尺寸氣密隔熱實驗照片(資料來源:日本 SALA 住宅株式會 社網頁). 第三章環境控制實驗屋之實驗項目與限制探討. 第三章. 環境控制實驗屋之實驗項目與限制探討.
(36) 對於規劃建置之全尺寸環境控制實驗屋,其未來研擬進行之實驗項目 與研究課題,將影響實驗屋之設置空間規模、裝修材料、設備以及形式 等,另外對於實驗屋之設置地點選擇與建置經費、現有基地環境條件限 制,都必須進一步進行探討,以期規劃出最適宜之建議案。 對於全尺寸實驗屋為能進行最多樣實驗利用之經濟效益原則,需考量 三項功能:一、能針對相同構造或不同構造建築物,進行同質或異質比對 實驗,二、能夠進行隔壁房間交互影響之相關實驗,三、具備建築牆體表 面裝修、立面開口及建築構造、機電設備產品等,可以彈性換裝之性能。 以下的章節即針對上述全尺寸環境控制實驗屋之實驗設置課題,進行 探討與分析。. 第一節. 實驗屋未來實驗項目探討. 一、 實驗屋室內環境控制相關課題探討 建築環境控制相關的實驗研究課題,一般包括音環境、光環境、空 氣、溫熱、節能、電磁甚至生物污染等部分,對於一般與室內環境控 制課題有關之項目如圖 3.1.1 所示。 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 圖 3.1.1 室內環境保健控制指標(資料來源:室內環境品質診斷及改善案例,2003). 二、 建築技術規則對於建築環境控制之相關實驗課題 建築相關法令中對於建築物環境控制訂有相關規定之法規,僅限 於建築技術規則內,而建築技術規則對於與建築環境控制有關項目, 並沒有強制要求必須進行實驗,但此部分之相關規定,多歷時已久且 歷年來少有修正,而進行全尺寸實驗,可以找出此部分法規不盡合理 部分,並尋求適當改善方法,以符現代生活需要。 (一). 建築技術規則建築設計施工篇日照、採光通風及節約能源. 相關規定 1. 建築技術規則建築設計施工篇第四十條至第四十二條是有關 於日照及採光之相關規定。.
(37) (1)第四十條係規定住宅至少應有一居室之窗可直接獲得日 照之規定,此條規定並沒有針對建築物窗戶座落方向進行 區分,如北向之房間其獲得日照之機會與日照時數明顯與 其他座向不同,此部分可以進行開窗座向、位置、大小與 實驗屋之室內日照時數、室內照度之相關研究。 (2)第四十一條規定採光面積,建築物之居室應設置採光用 窗或開口其採光面積之規定,住宅居室部分不得小於該樓地 板面積八分之一,不計入採光面積為地板面以上五十公分範 圍,此條規定並沒有針對建築物窗戶座落方向進行區分,如 北向之房間其獲得採光之光線照度可能與其他座向不同,此 部分可以進行開窗座向、開口位置及分布方式對於室內照度 影響之相關研究。. 第三章環境控制實驗屋之實驗項目與限制探討. (3)第四十二條規定有效採光面積,有效採光範圍公式住宅 區 H/D 為 4/1(H 為建物外牆高度,D 為外牆至鄰地境界線 水平距離),另對於外牆臨接道路深度達六公尺以上開口視 為有效採光面積,按照公式計算 6 公尺*4 為 24 公尺為八層 樓高度,由於都會地區超過八層樓之集合住宅比比皆是,此 種高度倍數對於低樓層樓之採光影響,以及臨接道路深度達 六公尺以上即可視為有效採光面積部分,可以進行實驗屋實 際探討其合理性,此外採光開口外側設有 1.5 公尺以上陽 台,採光面積按百分之七十計算,此種規定不分方位,亦可 以進行實驗實際進行實驗測量其影響。 2. 建築技術規則建築設計施工篇第四十三條至第四十五條是有 關於通風及外牆開口之相關規定。 (1) 第四十三條規定通風,一般居室及浴廁之開口有效通 風面積,不得小於該室樓地板面積百分之五,廚房有效開口 面積,不得小於該室樓地板面積百分之十,且不得小於 0.8M2,但設置符合規定之自然或機械通風設備者不在此.
(38) 限,此種規定對於開口與隔鄰外壁之間距,僅規定開口需能 與戶外空氣直接流通及於第四十五條規定一公尺之水平距 離,對於一公尺與隔鄰外壁之水平距離是否為有效通風,可 進行實驗,測量相關通風影響。 (2) 第四十四條規定自然通風設備之構造,一般居室及無 窗戶居室之排風管有效斷面積計算公式 Av=Af/250√h,可針 對此公式之有效性進行實測,另對於建築技術規則內在防火 避難設施及消防設備章有規定排煙設備,在建築設備篇第一 百條至一百零二條規定有機械通風系統及通風量,可進行實 驗測試其相關通風效能及探討實際需求。 3. 建築技術規則建築設計施工篇第四十五條之一至四十五條之 七,係規定建築物外殼節約能源之相關規定,於 94 年 1 月 1 日起納入建築設計施工篇綠建築專章中執行,此部分於下 述綠建築專章規定中說明。 (二). 建築技術規則建築設計施工篇防音之規定. 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 建築技術規則建築設計施工篇第四十六條為防音規定,對於住. 宅分界牆防音效果,防音構造之標準,規定鋼筋混凝土造厚度 在十公分以上者,但對於木構造之防音並無相關規定,因此可 以針對相關隔音性能進行實驗屋測試,研提修改建議。 此外對於外牆開口之防音構造並無相關規定,不同之開口 設計及門窗材質、施做工法等都會影響隔音性能,此部分研究 可以進行全尺寸之實驗加以驗證。 (三). 建築技術規則新修訂之綠建築專章規定. 對於建築物節約能源之外殼節約能源設計,其相關參數及組合 計算皆屬推估模式,國內本土化資料並未建立,建築環境與施工 結果都與國外不同,對於此部分可以進行全尺寸實驗屋之比對實 驗,針對推估計算結果與實際狀況進行驗證,探討中間差異性, 藉以研擬修正相關係數。.
(39) 三、住宅性能評估制度對於建築環境控制實驗之相關課題 日本於 2000 年開始實施住宅品質確保促進法,其住宅性能標示 制度係根源於上述法令,目的是藉由住宅性能標示基準的設定、 依此基準由公正之第三機構進行住宅各項性能之客觀評估,提供 消費者購屋選擇之參考,對於評估方法準則因其非強制性法令, 所以並非規定最低標準,係以等級之觀念取代標準,達到提升住 宅品質之目的註 1,對於此項制度與評估方法經本所相關研究,進 行本土化調整,提出七項本土化住宅性能評估類別,與日本原九 項性能標示類別已進行調整及本土化,其中與本案相關之類別項 目,包括節能省水、空氣環境、光環境、音環境等四項,對於前 述四項,可進行實驗相關檢証敘述如下: (一) 節能節水 此部分同於建築技術規則新修訂之綠建築專章中有關參數及 組合計算之說明,對於遮陽性能、隔熱性能之相關係數因參考建 1. 第三章環境控制實驗屋之實驗項目與限制探討 參考「建立住宅性能評估制度之研究(二)」,2003,楊逸詠等;. 築節約能源設計技術規範與實例訂定,因此國內本土化資料可以 進行全尺寸實驗屋之比對實驗,針對推估計算結果與實際狀況進 行驗證,探討中間差異性,藉以研擬修正相關係數,而對於熱水 系統節能可以設置不同系統比對其節能效率,並提出缺點改善建 議。 (二) 空氣環境 對於自然通風性能之開口面積比,因各國居住環境形式不 同,其通風有效性目前建築技術規則以樓地板面積比率方式規 定,而電腦模擬之自然通風最佳路徑,與實際上建築物居室之通 風量及空氣擴散方式仍有不同,另機械通風量評估基準值,係針 對新鮮外氣引入量訂定,對於不同之室內空間類型,是否能達到 同樣換氣效率,全尺寸實驗可以比對其間之差異,並提出適當修 正建議。.
(40) 此外,對於室內裝修使用不同比率綠建材進行評估部分,係 以表面積之百分比計算,此部分之室內 TVOC 濃度值,僅以使用 綠建材表面積計算而不分其他種類建材使用是否適當,對此可以 進行全尺寸實驗,比對其間之差異,並提出適當修正建議。 (三) 光環境 對於採光面積比與採光深度比兩項性能,其所能獲得的居室 內部照度分布,除與上述比率參數相關外,也與直接日射量及室 內裝修之材料表面顏色材質有關,因此可以針對採光面積比與採 光深度比及不同內裝材料對於光環境採光效率部分進行全尺寸實 驗,而因建築物窗戶開口座向與直接日照對於室內光環境之影響 一般較少實測資料,也可同步進行。 (四) 音環境 有關音環境品質評估項目,一般分為外牆板、分界牆及樓板 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 三項,對於鋼筋混凝土實驗屋及木構造實驗屋之各項隔音性能, 進行比對實測,可以全面瞭解其中的差異及隔音在不同構造上, 顯現的問題。. 四、國內外相關全尺寸環境控制實驗屋之相關實驗課題 對於國內外全尺寸環境控制實驗屋之相關實驗課題分為節 能、空氣環境、光環境與音環境四項相關實驗作為分類說明。 (一) 節能實驗 1. 中山大學能源實驗屋:(1)建築外遮陽節能效果、(2) 外氣冷房節能效果、(3)開口率及外殼牆面熱質量的節能 效果、(4)內遮陽與晝光利用的節能效果、(5)玻璃帷 幕對空調系統耗電的影響。 第三章環境控制實驗屋之實驗項目與限制探討 圖 3.1.2 中山大學能源實驗屋實驗流程(資料來源:2000,黃瑞隆). 2. 荷蘭能源研究中心生態屋:(1)構造品質(絕緣及氣密 性)、(2)熱系統性能(地板與牆壁熱)、(3)太陽能熱水.
(41) 器效率、(4)能源性能的整體概念、(5)熱應用效率(熱交換 燃器鍋爐、熱幫浦)、(6)冷房的性能、(7)熱回收效能(通 風系統、浴室排水)、(8)熱儲存效能、(9)太陽熱及熱儲存 的使用策略、(10)能源性能的完整概念、(11)冷卻系統性能 (被動式冷卻)、(12)室內環境品質(灰塵、噪音、細 菌)。 3. 加拿大住宅技術研究中心能源實驗屋:(1)兼具暖房效果 的熱水系統、(2)熱逆流控制器、(3)強制進風暖爐的 氣流調節器、(4)室內外遮陽、(5)淋浴間之中水熱回 收設備、(6)熱及電能系統(CHP),如小型瓦斯驅動的 史特林引擎,可提供熱水、暖房以及部分家庭電力。. 圖 3.1.3 加拿大能源實驗屋空氣品質實驗(資料來源: CCHT 網頁資料). 4. 中國保溫實驗屋:(1)外牆外保溫系统在多種氣候條件下 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究 的應用。 (二) 空氣環境實驗 1. 日本建築試驗中心 VOC 換氣全尺寸實驗屋:(1)自然換 氣實驗、(2)機械換氣實驗、(3)VOC 濃度測試、.
(42) (4)換氣量與 VOC 濃度實驗。 2. 日本建築試驗中心材料實驗棟:(1)室內各種不同建材之 揮發物質逸散量實驗、(2)揮發物質逸散量濃度與通風換 氣量之關係實驗。 3. 美國環境保護署室內空氣品質實驗屋:(1)建築物特徵對 於室內空氣及污染物運動的影響、(2)木料裝修產品及除 蟲劑的 VOC 逸散物對於室內空氣品質的衝擊、(3)地毯 清潔劑的乾燥粉末,對於室內空氣品質的衝擊、(4)實驗 屋污水對於室內空氣品質的影響與衝擊、(5)室內裝修表 面粒子沈澱物的比率、(6)環境中粒子穿透個別開口形式 的滲透力、(7)窗戶開口對於空氣交換率及粒子滲透力的 影響、(8)燃燒類氣體產物的進入比率。 (三) 光環境實驗 1. 中山大學能源實驗屋:(1)內遮陽與晝光利用的節能效 果。 2. 丹麥建築與都市研究所(DBUR)晝光實驗屋(兩間相鄰 之實驗房間,一間進行實驗一間比對實驗,每個房間可以 再隔間尺寸為 3.6M*7.2M,高度 3M,立面直接朝向東、 南、北向,窗戶尺寸大小可以快速更換):(1)遮陽系統 相關開發研究、(2)日射量控制與照度及反射晝光研究、 (3)光的工學與耗能相關研究註 1。 (四) 音環境實驗 1. 第三章環境控制實驗屋之實驗項目與限制探討 參考「丹麥建築與都市研究所www.sbi.dk網頁資料」. 1.加拿大機場噪音實驗屋:(1)航空噪音防制之實驗室測試及 現場測試。 五、本所全尺寸環境控制實驗屋之相關實驗課題研擬 從上述室內環境實驗相關探討課題、建築技術規則、住宅性能評估制.
(43) 度對於建築環境控制實驗之相關課題、及國內外相關全尺寸環境控制實驗 屋進行之相關實驗課題,綜合彙整初步研提實驗課題如下列項目: (一) 節能實驗課題 1. 不同構造建築物耗能量比對實驗,包括 (1) 以無隔熱建材之木構及混凝土構實驗屋,進行隔熱性能比 對實驗。 (2) 以裝設不同隔熱建材之實驗屋,進行各季節之室內空調耗 能量與節能效果實驗。 (3) 不同內外遮陽形式對於各季節木構及混凝土構建築物冷房 耗能量之影響相關實驗。 (4) 不同牆面開窗位置及開口大小對於各季節建築物耗能量影 響相關實驗。 (5) 家用空調系統裝設地點與其耗能量、噪音、冷房效率及耐 久性等性能效率之總體表現。 (6) 不同家用空調系統或設備冷房效率比對實驗。 2. 綠建築專章中有關本土性建築物之遮陽性能、隔熱性能等相關參 數實驗。 3. 建築物加裝太陽能熱水、太陽光電系統對於節能的效果實驗。 4. 家用替代能源(太陽能、太陽熱、風力)整合省能實驗。 (二) 健康課題實驗(空氣環境、光環境、音環境實驗) 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 1. 空氣環境. (1)不同構造建築物空氣環境比對實驗 A.無裝修之木構及混凝土構實驗屋,進行各季節之各種室內空 氣環境與室內溫濕環境比對實驗。 (2)室內裝修材料對於室內空氣品質影響相關實驗。.
(44) A.木構及混凝土構實驗屋裝修特定室內材料,於各季節之室內 空氣環境與室內溫濕環境比對實驗。 (3)自然及機械通風、換氣實驗。 A.室內使用瓦斯器具產生之氣體產物產生速度、擴散速率與通風 換氣實驗。 B.建築物窗戶開口尺寸及位置對於室內空氣交換率之影響實驗。 C.自然換氣量與機械換氣量對於空氣 VOC 之濃度實驗。 D.機械通風設備設置位置對於室內空氣交換率之效率實驗。 2.光環境實驗 (1)外牆開口座向、尺寸及位置對於室內空間晝光利用有效性及效率 實驗。 (2)內外遮陽系統與日射量控制及節能效率整合實驗。 (3)未裝修及裝修後之木構及混凝土構實驗屋夏季室內晝光反射及漫 射利用比對實驗。 (3)室內裝修材料表面特性與晝光利用效率實驗。 3.音環境實驗 (1)木構及混凝土構實驗屋內外牆隔音性能比對實驗。 (2)木構及混凝土構實驗屋內外牆開口之一般窗及氣密窗隔音性能實 驗。 第三章環境控制實驗屋之實驗項目與限制探討 (3)室內不同種類裝修建材對於室內音環境影響實驗。. (4)外牆裝設冷氣窗開口封邊方式與噪音隔絕效率實驗。 (三)其他實驗(環境舒適度、整合性、防火安全、耐震、白蟻蟲害、 有害細菌、耐久性、電磁阻絕等)。 1.室內環境舒適度 PMV 實驗。 2.複合設備環境性能實驗。.
(45) (1) 建築物節能設施與晝光利用、室內空氣環境品質、溫濕度控 制整合實驗。 一般社會人士對於木構造建築物普遍存有幾項疑慮,一項是防火安 全、一是白蟻蛀蝕、另外是耐久性能,上述防火安全等部分雖不在本 研究的設定範圍,但日本有許多的研究文獻可以參考,當然最能表現 實況的還是全尺寸實驗,由於社會上對於木構造的疑慮仍在,推廣木 構造建築物,除發揚木構造房屋的優點外,必須消除基本的負面印 象,因為建造房屋對於民眾是很重大的事,很有可能是一輩子的家, 所以對於木構造防火、耐震及蟻害處理等,宜發展相關全尺寸實驗, 以實際的本土性實驗說服大眾的疑慮。 電磁阻絕一般民眾感受較不強烈,除非是建築物位於高壓鐵塔附近 或者電信基地台附近,才會引起相關疑慮,此部分之相關實測研究較 不迫切,可以列為研究參考課題。 六、本所全尺寸環境控制實驗屋之相關實驗課題優先順序專家問卷 針對本案未來之本所全尺寸環境控制實驗屋相關實驗課題優先順序 之需要,本研究製作相關問卷,請相關領域專家學者提供意見,供實 驗屋規劃研擬實驗課題之參考。 問卷之製作形式以研究課題重要性加權計分方式勾選(問卷附於附 錄一),從不重要到極重要分為五格,分數分別由一分至五分,以加 總方式計算分數,做為重要性排序參考。 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 問卷內實驗相關課題共計 26 項,即上述本所全尺寸環境控制實驗. 屋之相關實驗課題所研擬之項目,依據節能及健康分為兩大類,問卷 採不記名方式勾選,只留下填寫人員背景資料供參,問卷共計發出三 十份,回收十九份,其中一份未完整填寫為無效問卷,十八份有效問 卷中本所同仁填寫部分為七份,相關實驗課題依分數多寡不分類排序 如下: 1. 綠建築專章中有關本土性建築物之遮陽性能、隔熱性能等相關參 數實驗。(82 分).
(46) 2. 室內環境舒適度 PMV 實驗。(77 分) 3. 建築物節能設施與晝光利用、室內空氣環境品質、溫濕度控制整 合實驗。(77 分) 4. 對木構及混凝土構實驗屋裝修特定室內材料,進行不同季節之室 內空氣環境與室內溫濕環境比對實驗。(73 分) 5. 以裝設不同隔熱建材之實驗屋,進行各季節之室內空調耗能量與 節能效果實驗。(73 分) 6. 以無隔熱木構及混凝土構實驗屋進行隔熱性能比對實驗。(71 分) 7. 不同內外遮陽形式對於各季節木構及混凝土構建築物冷房耗能量 之影響相關實驗。(71 分) 8. 木構及混凝土構實驗屋內外牆隔音性能比對實驗。(71 分) 9. 建築物加裝太陽能熱水太陽光電系統節能的效果實驗。(70 分) 10. 內外遮陽系統與日射量控制及節能效率整合實驗。(70 分) 11. 室內使用瓦斯器具產生之氣體產物產生速度、擴散速率與通風換 氣實驗。(69 分) 12. 建築物開口對於室內空氣交換率之影響實驗。(68 分) 13. 不同牆面開窗位置及開口大小對於各季節建築物耗能量影響相關 第三章環境控制實驗屋之實驗項目與限制探討 實驗。(67 分) 14. 內外遮陽系統與日射量控制及節能效率整合實驗。(67 分) 15. 其他實驗(整合性、防火安全、耐震、白蟻蟲害、有害細菌、耐 久性、電磁阻絕等)(67 分) 16. 家用替代能源(太陽能、太陽熱、風力)整合省能實驗。(66 分) 17. 外牆開口座向、尺寸及位置對於室內空間晝光利用有效性及效率 實驗。(65 分).
(47) 18. 室內不同種類裝修建材對於室內音環境影響實驗。(64 分) 19. 對未裝修木構及混凝土構實驗屋,進行各季節室內空氣環境與室 內溫濕環境比對實驗。(63 分) 20. 家用空調系統裝設位置與其冷房效率、噪音及耐久性等性能效率 之總體表現實驗。(62 分) 21. 自然換氣量與機械換氣量對於空氣 VOC 之濃度實驗。(62 分) 22. 外牆裝設冷氣窗開口封邊方式與噪音隔絕效率實驗。(61 分) 23. 不同家用空調系統或設備冷房效率比對實驗。(59 分) 24. 機械通風設備設置位置對於室內空氣交換率之效率實驗。(59 分) 25. 室內裝修材料表面特性與晝光利用效率實驗。(59 分) 26. 未裝修及裝修後之木構及混凝土構實驗屋夏季室內晝光反射及漫 射利用比對實驗。(58 分) 從上述排序可以發現最高分 82 分與最低分 58 分相差 24 分,佔總 分 130 分之 18.5%,得分差距顯著,如果區分為三個組群,優先課題 (70 分以上),一般課題(60 分至 70 分)及參考課題(60 分以 木構及鋼筋混凝土構環境控制實驗屋規劃研究. 下),可以將學者專家認為之優先實驗課題突顯出來。 優先課題包括十項,以節能及健康兩大類分列如下 (一)節能實驗課題 1. 綠建築專章中有關本土性建築物之遮陽性能、隔熱性能等相關參 數實驗。(82 分) 2. 以裝設不同隔熱建材之實驗屋,進行各季節之室內空調耗能量與 節能效果實驗。(73 分) 3. 以無隔熱木構及混凝土構實驗屋進行隔熱性能比對實驗。(71 分) 4. 不同內外遮陽形式對於各季節木構及混凝土構建築物冷房耗能量.
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