中華民國第 61 屆中小學科學展覽會作品說明書

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中華民國第 61 屆中小學科學展覽會作品說明書

排版\032902-封面

國中組生活與應用科學(二)科

032902-封面

「殼」以隔熱，「殼」以隔音

學校名稱：屏東縣立明正國民中學

作者：指導老師：

國二曾禾沄國二陶湘霓國二陳婷恩

沈驗

關鍵詞：殼板、隔熱隔音、環保建材

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摘要

本實驗研究-小麥、花生殼、龍眼殼、咖啡渣、葵瓜子殼是否有隔熱和隔音的效果。

以白膠和糯米為黏著劑製成各種殼板，測量其在不同厚度時，在室外陽光和室內燈光下的隔熱效果，以及不同波型和頻率下的隔音效果。實驗顯示：

一、五種殼板都有隔熱降溫的效果，效果最好可達到 15℃(白膠底)和 13.2℃(糯米底) ，平均花生殼版的隔熱效果最好。

二、氣溫越高，殼板的隔熱效果越好。

三、殼板的密度對隔熱效果影響不大，但對隔音有一些影響。

四、隔板增厚之後，隔熱不一定變好，但咖啡渣、小麥隔熱效果可增加 4℃之多。

五、殼板都有隔音效果，0.5 公分隔音效果最好的是咖啡渣，1 公分效果最好的是龍眼殼。

六、殼板增厚後隔音效果都變好，只有咖啡變差。

壹、研究動機

一、前言:

隨著氣候的變遷，溫室效應造成的地球暖化現象是越來越明顯了，常常在三四月的春天就開始熱了，開冷氣和節能減碳的矛盾心裡讓人好掙扎。到了炎炎夏日，待在屋子裡，

沒開冷氣已經熱的受不，而開了冷氣既浪費電，且成了地球溫室效應的幫手，抬頭看看屋頂，想到古人們也沒冷氣，炎熱的夏天他們是怎麼過的?

二、文獻探討:

(一)熱帶建築:

我們查了一些建材的資料，發現熱帶地區的人們常用椰子殼或莖和葉來建造屋頂 (如右圖)，看起來既隔熱又環保(參考 1)，激發我們研發環保隔熱隔音保溫節能健康材質的動力。是否在房子的建材上以前比較天

然，隔熱比較好，覺得現在的屋頂材質沒有那麼環保。

(二)臺灣建築面臨的問題:

臺灣屬於海島型的氣候，高溫潮濕，建築物的隔熱是很重要的課題，根據台椰殼屋頂

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樓層的 51.4%，6 月~9 月更高出 102.5%(參考二)，可見隔熱環保建材的使用在能源短缺、電量經常超載的現在，真是當務之急啊。

(三)植物組織的利用:

台灣農業發達，物產豐富，種植許多有殼的作物，像龍眼、荔枝、稻米、玉米、咖啡、葵瓜子、花生等，它們的殼(果皮)可以保護種子，因此除了做肥料以外，我們查資料發現花生殼、稻米殼都有隔熱的效果(參考三、四)

基於以上資料的查詢，我們發現有些植物的果殼結構疏鬆，可能也有保溫和隔音的效果，說不定就是我們想要找的環保隔熱隔音

保溫節能的健康建材呢?因此我們想到用小麥、花生殼、龍眼殼、咖啡渣、葵瓜子殼等農產廢棄物的材料加上糯米粉製成大小相同不同厚度的殼板(如右圖)，比較這些殼板的隔熱保溫、隔音的效果，希望找到最好的環保屋頂建材，於是開始了本實驗。

貳、研究目的

一、探討

自製環保殼板

的隔熱效果。

二、探討

自製環保殼板的密度

對隔熱效果的影響。

三、探討

自製環保殼板的厚度

對隔熱效果的影響。

四、探討

自製環保殼板

的隔音效果。

五、探討

對隔音效果的影響。

六、探討

對隔音效果的影響。

溫度的實驗皆分兩部分:

(1)室外實驗—殼板在室外陽光下的隔熱效果 (2)室內實驗---殼板在室內燈光下的隔熱效果

各種殼板

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※研究架構

參、研究設備及器材

小麥龍眼殼花生殼咖啡渣葵瓜子殼

隔音紙箱手機塑膠板檯燈木板

溫度計熱熔槍果汁機隔熱紙箱糯米粉

環保殼板

隔熱

室外

厚度 1 cm

厚度 0.5 cm

室內

厚度 1 cm

厚度 0.

5c m

隔音

sine

厚度 1 cm

厚度 0.5 cm

square

厚度 1 cm

厚度 0.5 cm

sawtooth

厚度 1 cm

厚度 05 c m

triangle

厚度 1 c m

厚度 0.

5c m

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肆、研究過程與方法

※製作殼板：

一、白膠板(厚度 0.2cm):在透明塑膠板塗一層白膠，再將五種材料倒入果汁機，打成粉狀後覆蓋在白膠，壓模成形並烘乾，使殼板凝固後完成。

二、糯米板 (厚度 0.5 和 1cm) :黏著劑比例為糯米粉:水=2:3

將糯米粉、水依照比例放進鍋子，並以小火烹煮成黏稠狀，加入等量的各種殼粉 (先磨成粉末狀)，搓揉均勻放入大小相同的模板中，壓模成形並烘乾備用。

11 111111111

※製作隔熱用模型屋(右圖):

材料:長=19.3cm 寬=14.1cm 的木板，用熱熔膠 將五塊木板黏合，在朝前方的木板打一個能讓溫度計 放進去的洞。

一、探討

自製環保殼板

的隔熱效果。

(一)室外—殼板在室外陽光下的隔熱效果

操縱變因:5 種材質控制變因:厚度 0.2cm

應變變因:隔熱效果(屋內外溫差) 對照組:白膠板

插溫度計的洞模型屋

環保殼板製作流程 壓模成

型、烘乾

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1. 將不同的環保材料殼板放置在模型屋的屋子上曝曬在陽光底下。

2. 每 50 分鐘測量屋子內、外溫度，測量時間由 9:20~16:10，連續測量 3 天。

3.記錄並分析實驗結果。

(二)室內---殼板在室內燈光下的隔熱效果

1. 將不同的環保材料殼板放置在模型屋的屋子上

2. 曝曬在臺燈下，每 5 分鐘測量屋子內、外溫度，測量時間 1 節課(45 分鐘) 3. 記錄並分析實驗結果

二、探討

對隔熱效果的影響。

(一)測量材料質量、體積並計算殼板密度

(二)探討兩種方法(白膠板-0.2cm 和糯米板-0.5、1cm)製作的環保殼板的密度對隔熱效果的影響

三、探討

對隔熱效果的影響。

(一) 以糯米製成不同厚度環保殼板(0.5、1cm) (二) 比較不同厚度的環保殼板對隔熱效果的影響

測量隔熱模型屋屋內及屋外溫度

測量隔熱模型屋在室內燈光下屋內及屋外溫度

室內照光測量外面的溫度

測量裡面的溫度

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四、探討

自製環保殼板

的隔音效果。

操縱變因:5 種材質控制變因:厚度 0.2cm

應變變因:隔音效果對照組:白膠板

(一)在紙箱中間切一條能讓殼板放進去的縫隙

(二)準備兩臺手機，下載記錄聲音分貝量及製造聲音頻率的 APP

(三)在紙箱的一邊放置手機開啟分貝計程式，另一邊放頻率製造器 (四)紀錄 Sine、Square、Sawtooth、Triangle 這四種波

形在頻率 200~1000HZ 時，聲音透過各種環保殼板後所測到的音量。

(五)分析整理實驗結果

五、探討

自製環保殼板的密度對隔音效果的影響。

(一)測量材料質量、體積並計算殼板密度

(二)探討兩種方法(白膠板-0.2cm 和糯米板-0.5、1cm)製作的環保殼板的密度對隔音效果的影響

六、探討

自製環保殼板的厚度對隔音效果的影響。

用紙箱做成的隔音模型屋

紀錄手機測的分貝數

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伍、研究結果與討論

一、探討

自製環保殼板

對隔熱效果的影響。

(1)室外—殼板在室外陽光下的隔熱效果

將五種環保殼板在陽光下測量三天，發現殼板的隔熱效果如下圖:

-2 0 2 4 6 8 10

溫差(℃)

圖一~1:五種殼板隔熱的溫差變化圖

小麥花生殼

龍眼殼咖啡渣

葵瓜子殼白膠

29.99

29.56

28.90

27.22 29.01 27.94 29.00 28.53

27.94

26.89

28.30

27.81

25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00

小麥花生殼龍眼殼咖啡渣葵瓜子殼白膠

溫度(℃)

圖一~2:室外陽光下五種殼板內外平均溫度比較

外溫內溫

1.00 1.03 0.96

0.34

0.72

0.13 0.20

0.40 0.60 0.80 1.00 1.20

溫度(℃)

圖一~3:室外陽光下五種殼板隔熱平均溫差比較

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【結果與討論】

1.圖一~1 發現三天的觀測結果，五種殼板都有隔熱降溫的效果，降溫效果最好可達到 8

℃，除了白膠沒什麼效果外，大致上來講，每天的降溫效果大都有超過 2℃的情形。

2.三天下來，隔熱屋模型在五種殼板下，屋外平均溫度都比屋內平均溫度高，再次證明五種殼板皆有隔熱效果(圖一~2)。

3.那這五種殼板的隔熱效果到底誰比較好呢?由圖一~3 可以看出隔熱前三名是花生殼、小麥殼和龍眼殼，他們平均可降溫大約 1℃，效果最差的是咖啡渣。

4.我們發現隔熱較好的都是顏色較淺的，因不易吸熱，造成溫差較大而咖啡渣顏色較深，

較容易吸熱，溫差較小，推測或許是顏色深淺影響其隔熱效果，但是白膠顏色最淺，隔熱效果並沒有最好，除了顏色當然也可能是這些殼本身的特性所造成，因此我們後面的實驗分析了密度的因素。

(2)室內---殼板在室內燈光下的隔熱效果

24.12 23.39 24.86 25.48

21.43 21.40 33.58 37.41 40.03 44.66 47.58

34.08

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00

小麥花生殼龍眼殼咖啡渣葵瓜子殼白膠

溫度(℃)

圖一~4:室內燈光下五種殼板內外平均溫度比較

內溫外溫

14.02 15.18

19.18

26.14

11.18 15.00

20.00 25.00 30.00

溫差(℃)

圖一~5:室內燈光下五種殼板隔熱平均溫差比較

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【結果與討論】

1. 室內燈光具有較穩定的光源，發現這五種殼板的隔熱效果比在室外陽光下測到的效果好很多，陽光下實驗時我們發現溫度高時，殼板的隔熱效果會較顯著，但是實驗時的氣溫最高只到 30℃左右，降溫效果只來到 7-8℃，但燈光下溫度最高可上升到 47-48℃，因此測到殼板的降溫效果竟可高達 26℃，如果扣掉白膠的隔熱效果，這些環保材質最多也能降溫 15℃，室內維持的溫度都在 25℃以下，如果實驗很精準的話，用這些殼板蓋房子的屋頂，家裡就不須裝冷氣了，對節能減碳真是一大助益(圖一~4 和圖一~5)。

2. 實驗也發現室外高溫時殼板的隔熱與低溫時不相同，高溫時，葵瓜子殼效果最佳，咖啡渣也不錯，小麥效果變得最差，與室外較低溫時(陽光下)幾乎相反，到低溫度讓這些殼產生了甚麼變化，值得進一步來探討。

3. 我們試著分析氣溫和這些隔板降溫度數的關係圖發現花生殼、葵瓜子殼有顯著的相關 (r=0.99)小麥、咖啡渣和龍眼殼有高度相關(r=0.94)；白膠則關係不明顯，所以這些殼板在溫度高時大都有明顯的隔熱效果(表一~1)。

表一~1:五種殼板，氣溫和溫差的相關性

R² = 0.1871

0 10 20 30

0 20 40 60

溫差(℃)

氣溫(℃)

白膠

R² = 0.8871

0 10 20

0 10 20 30 40

溫差(℃)

氣溫(℃)

小麥

R² = 0.9878

0 10 20 30

0 10 20 30 40 50

溫差(℃)

氣溫(℃)

花生殼

R² = 0.8001

0 10 20 30

0 10 20 30 40 50

溫差(℃)

氣溫(℃)

龍眼殼

R² = 0.8735

20 40

溫差

(℃)

咖啡渣

R² = 0.9785

20 40

溫差(℃)

葵瓜子殼

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二、探討

對隔熱效果的影響。

我們將殼板密度和隔熱的關係整理如下表(表二~1):

表二~1:五種殼板密度和溫差的比較(紅色表示密度最大和最小)

種類白膠板 (0.2cm) 糯米板 (0.5cm) 糯米板 (1cm)

密度

^陽光下

溫差

燈光下

溫差密度陽光下溫差

燈光下

溫差密度陽光下溫差

燈光下溫差小麥 0.99 0.87 -3.21

0.555

-0.32 5

0.555

4.94 0 花生 0.71 0.9 1.35

0.46

2.18 13.2

0.46

1.84 2.9 龍眼 0.52 0.83 2.51

0.535

1.47 11.5

0.535

0.09 6.4 咖啡渣 0.74 0.21 6.51

0.5

-0.12 5.5

0.5

4.04 7.2 葵瓜子 0.7 0.59 13.47

0.375

-0.22 11

0.375

0.74 4.7

糯米(白膠) \ 0 0

0.625

0 0

0.625

0 0

【結果與討論】

(一)殼板厚度 0.2cm 時，小麥密度最大，在陽光下隔熱效果不錯，在高溫的燈光下效果不太好；而龍眼密度最小，在陽光下隔熱效果不錯，在高溫的燈光下效果不太好。

(二)殼板厚度0.5cm 時，在陽光下隔熱效果最好的花生，密度則是中等。

(三)殼板厚度 1cm 時，小麥密度最大，在陽光下隔熱效果最好，但燈光下反而最差。

(四)綜合以上，我們認為密度和隔熱效果並沒有相關性。

三、探討

對隔熱效果的影響。

由前面的實驗發現環保殼板的隔熱效果很好，但是隔熱效果和殼板的密度關係不大，

那和殼板的厚度有關係嗎?我們用 0.5 公分和 1 公分的糯米環保殼板來做比較，結果如下:

(一)室外—不同厚度的環保殼板在室外陽光下的隔熱效果

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表三~1:五種環保殼板在不同厚度下扣除糯米後隔熱效果的比較

【結果與討論】

1. 0.5cm 的殼版在陽光下效果最好的是花生、龍眼殼，隔熱效果可達到 3.2℃；1cm 的殼版則是小麥和咖啡渣最好，隔熱效果可達到 4.9℃(圖三~1)。

2. 多數的殼版在扣除糯米的影響下，加厚之後，隔熱效果幾乎都變好了，尤其是小麥、咖啡渣在增厚之後隔熱效果變得特別好，都效果都增加 4℃以上(表三~1)。

3. 龍眼殼加厚之後，隔熱效果反而變差，這真是顛覆我們的想像，原因有待進一步實驗來釐清。

(二)室內—不同厚度的環保殼板在室內燈光下的隔熱 效果

表三~2:五種殼板的厚

度和溫差的比較(室內燈光下)

0.5cm 1cm 厚的較佳小麥 -0.32 4.94

花生殼 2.18 1.84 龍眼殼 1.47 0.09 X 咖啡渣 -0.12 4.04 葵瓜子殼 -0.22 0.74

糯米 0 0

0.5cm 1cm 厚的較佳

小麥 5 0 X

花生殼 13.2 2.9 X 龍眼殼 11.5 6.4 X 咖啡渣 5.5 7.2 葵瓜子殼 11 4.7 X

糯米 0 0

0.7 3.2 2.94

0.9 0.8 1.02

4.90

1.80

0.05

4.00

0.70 -0.04

-1 0 1 2 3 4 5 6

小麥花生殼龍眼殼咖啡渣葵瓜子殼糯米

溫差(℃) 圖三~1:不同厚度的環保殼板在陽光下溫差的

比較

0.5cm 1cm

8.10 16.3 14.60

8.60

14.10 3.10 7.3

10.2 13.7 14.5

12

7.3

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00

小麥花生殼龍眼殼咖啡渣葵瓜子殼糯米

溫差(℃)

圖三~2:不同厚度的殼板在燈光下溫差的

比較

^0.5cm

1cm

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【結果與討論】

1. 0.5cm 的殼版在室內燈光下效果最好的也是花生、龍眼殼，降溫效果很大，可達到 16.3℃；1cm 的殼版則是咖啡渣和龍眼最好，將溫效果可達到 14.5℃(圖三~1)。

2. 多數的殼版在扣除糯米的影響下，0.5cm 時，降溫的效果都非常明顯，降溫可達 5~13.2℃；但加厚之後，隔熱效果幾乎都變差了，只有咖啡渣效果變佳 (表三~2)。

3. 本實驗發現並不是越厚，隔板的隔熱效果越好，推測每種材質有最適合他們的最佳隔熱厚度，隔板黏著劑糯米和白膠也有一定的隔熱效果，只有咖啡渣隔板加厚的隔熱效果比薄的好。

4. 顏色會影響吸熱，顏色淺的吸熱慢，所以吸熱時溫差大但顏色最淺的糯米版，溫差卻最小，而顏色最深的咖啡渣，溫差也沒有最小，推測顏色深淺對其隔熱影響不大，可能是這些殼本身的特質造成隔熱效果的不同。

5.在由實驗一發現當屋外溫度越高時，白膠環保隔板的隔熱效果越好，這種現象在糯米環保隔熱板是不是也存在呢?我們分析的結果如下表(三~3)，發現溫度越高，隔熱效果越好，其相關性又比白膠環保隔板明顯，除了小麥和純糯米板相關性屬於高度相關外 (r=0.90)，其餘相關係數都可達 r=0.98~0.99)。

表三~3:五種糯米環保殼板，氣溫和溫差的相關性

R² = 0.8275

0 5 10 15

37 38 39 40 41

溫差(℃)

氣溫(℃)

小麥

R² = 0.9965

0 10 20 30

0 20 40 60

溫差(℃)

氣溫(℃)

花生

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四、探討

自製環保殼板

的隔音效果。

由前面的實驗我們發現自製環保殼板有很好的隔熱效果，而且溫度越高隔熱效果越好，隔板的隔音效果是否也很理想呢?我們將由以下的實驗來證實。

表四~1:五種殼板在波形 Sine 時，隔音效果隨頻率的變化情形(紅色代表效果最佳)

單位：dB 波形

Sine(原始分貝) 小麥花生龍眼咖啡渣葵瓜子白膠

200Hz 68 58 64 61 61 61 62

300Hz 82 74 78 73 77 77 75

400Hz 85 72 78 73 77 77 81

500Hz 89 81 87 83 85 85 85

600Hz 98 90 91 90 91 93 92

700Hz 96 83 88 87 85 88 80

800Hz 92 73 81 73 76 84 79

900Hz 93 81 73 77 77 84 80

1000Hz 96 80 84 83 85 88 86

R² = 0.9798

0 5 10 15 20

42 43 44 45 46 47 48 49

溫差(℃)

氣溫(℃)

龍眼殼

R² = 0.9926

0 5 10 15

34 36 38 40 42

溫差(℃)

氣溫(℃)

咖啡渣

R² = 0.9868

0 10 20 30

0 10 20 30 40 50 60

溫差(℃)

氣溫(℃)

葵瓜子殼

R² = 0.8592

0 2 4 6

37.5 38 38.5 39

溫差(℃)

氣溫(℃)

糯米

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(一)由上圖表發現，波形 Sine 時，五種殼板幾乎都是隨頻率增加隔音效果也變差，

到 600Hz 最差，之後隔音效果就隨著頻率增加而增加了。

(二)整體表現是小麥隔音效果最好，龍眼次之，其他的都不好。

表四~2:波形 Square 時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(紅色代表效果最佳)

單位：dB

頻率原始

分貝小麥花生龍眼咖啡渣葵瓜子白膠

200Hz 98 90 97 96 90 91 96

300Hz 100 98 101 97 99 96 101

400Hz 102 101 108 101 98 99 99

500Hz 106 101 104 103 98 99 101

600Hz 104 99 103 101 97 96 96

700Hz 106 104 107 98 103 98 104

800Hz 105 100 100 90 97 92 99

900Hz 103 105 105 89 106 98 102

55 60 65 70 75 80 85 90 95

200Hz 300Hz 400Hz 500Hz 600Hz 700Hz 800Hz 900Hz 1000Hz

分貝(dB)

Hz

圖四~1:波形Sine時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形

小麥花生殼龍眼殼咖啡渣葵花子殼白膠

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(一).由上圖表發現，波形 Square 時，五種殼板隔音效果較不一致。

(二).整體表現葵瓜子殼最好，高頻時，龍眼殼最好，低頻時咖啡渣最好。

(三).波形 Sine 時表現最好的小麥，在波形 Square 時隔音效果並不好；葵瓜子殼剛好相反。

表四~3:波形 Sawtooth 時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(紅色代表效果最佳) 單位：dB

波形 Sawtooth

原始分

貝小麥花生龍眼咖啡渣葵瓜子白膠

200Hz 99 94 87 95 93 93 91

300Hz 102 102 95 96 95 102 97

400Hz 103 100 96 97 97 100 101 500Hz 105 102 95 96 96 101 103

600Hz 105 104 96 96 98 96 103

700Hz 106 107 98 97 100 100 103 800Hz 105 106 99 99 100 100 105

900Hz 106 100 97 100 100 101

80 85 90 95 100 105 110

分貝(dB)

頻率(Hz) 圖四~2:波形Square時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形

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(一).由上圖表發現，波形 Sawtooth 時，五種殼板隨頻率增加隔音效果有變差的趨勢。

(二).整體表現花生殼最好，高頻時，龍眼殼最好，低頻時花生殼最好，咖啡渣也不錯。

(三).小麥在這種波形依然表現最差；花生殼終於出頭天了。

表四~4:波形 Triangle 時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(紅色代表效果最佳) 單位：dB

波形 Triangle

原始

分貝小麥花生龍眼咖啡渣葵瓜子白膠

200Hz 85 86 89 83 83 91 91

300Hz 88 87 83 85 86 94 91

400Hz 87 90 89 90 89 92 92

500Hz 90 92 90 92 91 94 94

600Hz 97 94 94 101 96 96 97

700Hz 96 92 93 98 94 94 94

80 85 90 95 100 105 110

分貝(dB)

頻率(Hz) 圖四~3:波形Sawtooth時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形

(18)

(一).由上圖表發現，波形 Triangle 時，五種殼板隨頻率增加隔音效果有變差的趨勢。

(二).整體表現小麥和花生最好，高頻時，小麥最好，低頻時花生殼最好，咖啡渣和龍眼也不錯。

【結果與討論】

(一) 將四種波形在不同的頻率時，五種環保殼板隔音表現差異很大，整理如下表(表四

~5)，我們發現

小麥:在 Sine 波、高頻的 Triangle 波隔音效果最好；高頻的 Triangle 波最差。

花生:在低頻的 Sawtooth 波和 Triangle 波隔音效果最好；Sine 波、Square 波最差。

龍眼:在 Sine 波、高頻的 Square 和 Sawtooth 波隔音效果最好；高頻的 Triangle 波最差。

咖啡:在低頻 Square 波、低頻的 Triangle 波隔音效果最好；幾乎沒有很差的。

葵瓜子:在Square 波好一些；在高頻的 Sine 波和低頻的 Triangle 波較差。

白膠板: 在高頻 Sine 波、高頻的 Square 隔音較好；在低頻的 Sawtooth 波和低頻的 Triangle 波較差。

表四~5:五種環保殼板在四種波形表現的比較，最好(紅色)和最差(黑色)的

波形 Sine Square Sawtooth Triangle 表現最好最差最好最差最好最差最好最差 200Hz 小麥花生小麥、咖啡花生花生龍眼龍眼

咖啡

白膠、

葵瓜子

花生、白小麥、白

80 85 90 95 100 105

分貝(dB)

頻率(Hz)

圖四~4:波形Triangle時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形

小麥花生殼龍眼殼咖啡渣葵花子殼

(19)

400Hz 龍眼白膠咖啡花生花生白膠花生咖啡

白膠、

葵瓜子

500Hz 小麥花生咖啡花生花生白膠花生白膠、

葵瓜子

600Hz 小麥、龍眼葵瓜子葵瓜子花生花生、龍眼

葵瓜子小麥小麥

花生龍眼

700Hz 白膠花生龍眼、葵瓜

子花生龍眼小麥小麥龍眼 800Hz 小麥、龍眼葵瓜子龍眼花生花生、龍眼小麥小麥龍眼 900Hz 花生葵瓜子龍眼咖啡龍眼小麥花生龍眼 1000Hz 小麥葵瓜子白膠花生龍眼小麥小麥龍眼 (二)目前電子音樂風行，各種波形的聲音充滿周遭的環境，或許以上這些環保材質可提

供作耳機及建材時的一些參考。

五、探討

自製環保殼板的密度對隔音的影響。

實驗二發現密度對隔熱效果的影響不大，那對隔音會不會好一點呢?我們將實驗結果整理如下表(表五~1):

表五~1: 環保殼板的密度和隔音效果的比較，1~5 為隔音效果最好到最差

種類白膠板 (0.2cm) 糯米板 (0.5cm) 糯米板 (1cm)

密度

Sine Square Sawtooth Triangle 密度 Sine Square Sawtooth Triangle 密度 Sine Square Sawtooth Triangle

小麥 0.99 1 4 6 2

0.555

3 5 3 4

0.555

1 2 2 5 花生 0.71 5 6 1 1

0.46 5

5 5 5

0.46 5

6 6 4 龍眼 0.52 2 2 2 6

0.535 2

4 4 3

0.535 2

1 1 1 咖啡渣 0.74 3 3 4 3

0.5

1 1 1 1

0.5

6 5 5 6 葵瓜子 0.7 6 1 3 5

0.375

6 6 6 6

0.375

3 3 3 2

糯米(白膠) \ 4 5 5 4

0.625 4

3 2 2

0.625 4

4 4 3

(20)

2. 殼板厚 0.2cm 時，龍眼殼密度最小，平均隔音效果最好

3. 殼板厚 0.5cm 時，咖啡渣密度中等，隔音效果在各個波形卻都是最好的；葵瓜子殼密度最小，隔音效果在各個波型都是最差的，所以密度對隔音有一些影響，但還有其他因素會影響隔音效果。

4. 殼板厚 1cm 時，龍眼殼板隔音效果最好，咖啡渣和花生最差，而他們的密度並不是最大或最小。

5. 可能我們在製作隔板的方法及測量密度時產生的誤差太大，導致實驗結果不夠精準，如果我們可以找到更好的方法和儀器的幫助，在密度這個部分或許有更一致的結果!

六、探討

自製環保殼板的厚度對隔音的影響。

在實驗三我們發現環保殼板的隔熱效果並不是越厚隔熱效果越好，那隔音效果會不會隨著厚度的增加而越好呢?我們分別由四種波形來分析:

(一) Sine 波形時:

表六~1:五種殼板在不同的厚度(0.5 和 1cm)隔音效果隨頻率的變化情形 (紅色是 0.5 公分最佳，藍色是 1 公分最佳) 單位：dB

波形 Sine

小麥花生龍眼咖啡渣葵瓜子糯米

0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 200Hz 62 62 64 64 62

61

63 66 63 64 57 65 300Hz 78 77 76 76 76

72

73 78 78 76 78 80 400Hz 80 79 76 81 74

76

72 81 81 82 76 81 500Hz 85

80

82 85 83 81 72 85 87 84 76 87 600Hz 92 90 93 92 87 92 84 93 97

88

88 89 700Hz 87 84 87

83

87 89 81 92 97 86 86 88 800Hz 82

70

80 85 77 80 69 79 89 79 72 79 900Hz 85

72

85 90 78 81 77 79 90 80 77 81 1000Hz 88 82 90 89 83 77 84 85 95

81

73 82

(21)

1.由上圖表發現，波形 Sine 時，五種殼板在不同的厚度都是隨頻率增加隔音效果也變差，到 600Hz 最差，之後隔音效果就隨著頻率增加而增加了。

2.在 0.5 公分時，咖啡渣隔音效果最好，而且比其他厚 1 公分的都來的好，葵瓜子最差；1 公分時，小麥最好，咖啡渣和花生最差。

(二) Square 波形時:

表六~2:五種殼板在不同的厚度(0.5 和 1cm)隔音效果隨頻率的變化情形 (紅色是 0.5 公分最佳，藍色是 1 公分最佳)

Square

84

83 89 93 88 84 89 300Hz 90 88 97 93 90

85

87 93 94 89 88 94 400Hz 96 89 98 96 93

84

86 97 93 94 89 97 500Hz 97 96 101 100 97

93

88 99 94 96 93 98 600Hz 99 97 101 99 94

93

89 96 101 97 89 93 700Hz 98

95

104 100 98 96 88 100 99 98 95 102 800Hz 94 95 98 102 93

92

86 93 98 96 92 98 900Hz 93 87 94 97 89 88 85 88 99

86

86 94 1000Hz 96

83

97 98 90 89 89 90 99 90 85 92

50 60 70 80 90 100

分貝 (dB)

圖六~1.1:波形Sine時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(0.5cm)

小麥花生龍眼

咖啡渣葵瓜子糯米

60 65 70 75 80 85 90 95 分貝

(dB)

圖六~1.2:波形Sine時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(1cm)

小麥花生龍眼

(22)

1.由上圖表發現，波形 Square 時，五種殼板的隔音效果也是先變差再變好， 0.5cm 時趨勢較不一致，但 1cm 時，趨勢較一致。

2. 0.5cm 時，咖啡渣殼板隔音效果最好，仍然比多數 1 公分厚的隔音效果好，花生最差；1cm 時，龍眼最好，還是花生最差。

(三) Sawtooth 波形時:

Sawtooth

83

80 90 94

83

84 89 300Hz 92 87 94 95 95

84

82 94 95 89 87 88 400Hz 94 88 96 97 96

85

82 95 94 92 89 90 500Hz 95

90

98 97 97

90

82 97 96 95 89 89 600Hz 96 94 97 96 96

90

85 97 98 96 90 93 700Hz 97

92

100 99 98 94 87 98 106 96 92 95 800Hz 95 92 98 98 97

90

84 96 106 95 92 94 900Hz 97 95 98 99 97

92

85 97 107 95 89 93

80 85 90 95 100 105 110 分貝

(dB) 圖六~2.1:波形Square時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(0.5cm)

小麥花生龍眼

80 85 90 95 100 105 分貝

(dB)

圖六~2.2:波形Square 時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(1cm)

小麥花生龍眼

(23)

1.由上圖表發現，波形 Sawtooth 時，五種殼板隨頻率增加隔音效果有變差的趨勢。

2. 0.5cm 時，咖啡渣殼板隔音效果最好(遙遙領先)，仍然比多數 1 公分厚的隔音效果好，龍眼也不錯，葵瓜子最差；1cm 時，龍眼最好，花生最差，咖啡也不好。

(四) Triangle 波形時:

Triangle

0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 200Hz 79 81 80 80 74 76 69 82 83

75

73 77 300Hz 81 82 84 78 80

73

75 85 85 78 76 80 400Hz 83 83 87 83 83

79

77 88 88 82 76 81 500Hz 87 87 90 85 88

83

78 90 93 84

80

84 600Hz 93 94 94 94 88

88

83 95 96

88

87 90 700Hz 90 90 94 92 93

88

83 93 96 90 89 90 800Hz 86 88 85 90 82 85 76

82

89 86 83 86

75 80 85 90 95 100 105 分貝

(dB) 圖六~3.2:波形Sawtooth時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(1cm)

小麥花生龍眼

80 85 90 95 100 105 110 分貝

(dB) 圖六~3.1:波形Sawtooth時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(0.5cm)

小麥花生龍眼

圖六

~3:

波形S awtooth 時，殼

(24)

1.由上圖表發現，波形 Triangle 時，五種殼板隨頻率增加隔音效果呈現先變差再變好在變差的波動趨勢，而且五種殼板變化一致性較高。

2. 0.5cm 時，咖啡渣殼板隔音效果最好，仍然比多數 1 公分厚的隔音效果好，龍眼也不錯，葵瓜子最差；1cm 時，龍眼最好，咖啡最差，花生和小麥也不好。

【結果與討論】

1. 將四種波形，0.5cm 的殼板在不同的頻率下，隔音效果整理如下表(表六~5):

表六~5: 0.5cm 的殼板在不同的頻率下的隔音效果的整理。(最好:紅色和最差:黑色)

波形 Sine Square Sawtooth Triangle

表現最好最差最好最差最好最差最好最差

200Hz 小麥/龍眼花生咖啡渣花生/葵瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子 300Hz 咖啡渣小麥/

葵瓜子

咖啡渣花生咖啡渣龍眼/葵瓜子

咖啡渣葵瓜子

400Hz 咖啡渣葵瓜子咖啡渣花生咖啡渣花生/龍眼咖啡渣葵瓜子 500Hz 咖啡渣葵瓜子咖啡渣花生咖啡渣花生咖啡渣葵瓜子 600Hz 咖啡渣葵瓜子咖啡渣花生/葵瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子 700Hz 咖啡渣葵瓜子咖啡渣花生咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子 800Hz 咖啡渣葵瓜子咖啡渣花生/葵瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子 900Hz 龍眼葵瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子

65 70 75 80 85 90 95 100 分貝

(dB)

圖六~4.1:波形Triangle時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(0.5cm)

小麥花生殼龍眼殼

咖啡渣葵花子殼糯米

65 70 75 80 85 90 95 100 分貝

(dB)

圖六~4.2:波形Triangle時，殼板隔音效果隨頻率的變化情形(1cm)

小麥花生龍眼

(25)

2. 將四種波形，1cm 的殼板在不同的頻率下，隔音效果整理如下表(表六~6):

表六~6: 1cm 的殼板在不同的頻率下的隔音效果的整理。(最好:紅色和最差:黑色) 波形 Sine Square Sawtooth Triangle

表現最好最差最好最差最好最差最好最差

200Hz 龍眼咖啡渣龍眼花生/咖啡渣

龍眼/葵瓜子

花生/咖

啡渣葵瓜子咖啡渣 300Hz 龍眼咖啡渣龍眼花生/咖

啡渣龍眼花生龍眼咖啡渣

400Hz 小麥葵瓜子龍眼咖啡渣龍眼花生龍眼咖啡渣 500Hz 小麥花生/咖

啡渣龍眼花生小麥/龍

眼

花生/咖

啡渣龍眼咖啡渣 600Hz 葵瓜子咖啡渣

龍眼花生龍眼咖啡渣龍眼/葵

瓜子咖啡渣 700Hz 小麥咖啡渣

小麥花生/咖

啡渣小麥花生龍眼咖啡渣

800Hz 小麥花生龍眼花生龍眼花生咖啡渣花生 900Hz 小麥花生葵瓜子花生龍眼花生龍眼咖啡渣 1000Hz 龍眼花生小麥花生龍眼花生/咖

啡渣

花生/龍

眼咖啡渣 (1).厚度 1 公分時，小麥、龍眼和葵瓜子殼效果竟變成最好的，以龍眼殼最好，和 0.5

公分完全相反，或許厚度真的和隔熱效果有關。

(2). 咖啡渣密度最小，在 0.5 公分時隔熱效果最佳，當它變厚時，隔音效果竟然出乎意料的差，這點讓我們很疑惑，想要做更深入的探討。

(3).至於各種材料在不同厚度的比較如下表(六~7-六~11):

表六~7:小麥殼隔板在不同的波形不同的頻率下 0.5cm 和 1cm 隔音效果的比較

小麥 ^Sine ^Square ^Sawtooth ^Triangle

0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm

200Hz 62 62 89 86 89 86 79 81

300Hz 78 77 90 88 92 87 81 82

400Hz 80 79 96 89 94 88 83 83

500Hz 85 80 97 96 95 90 87 87

600Hz 92 90 99 97 96 94 93 94

700Hz 87 84 98 95 97 92 90 90

(26)

小麥殼隔板除了 Triangle 波加厚的隔板沒有較好的隔音效果外，其餘的波形加厚的都比較好。

表六~8:花生殼隔板在不同的波形不同的頻率下 0.5cm 和 1cm 隔音效果的比較

花生 ^Sine ^Square ^Sawtooth ^Triangle

200Hz 64 64 93 89 92 90 80 80

300Hz 76 76 97 93 94 95 84 78

400Hz 76 81 98 96 96 97 87 83

500Hz 82 85 101 100 98 97 90 85

600Hz 93 92 101 99 97 96 94 94

700Hz 87 83 104 100 100 99 94 92

800Hz 80 85 98 102 98 98 85 90

900Hz 85 90 94 97 98 99 86 77

1000Hz 90 89 97 98 97 98 90 82

隔音較

好 X

花生殼隔板除了Sine波加厚的隔板隔音效果較差外，其餘的波形加厚的都比較好。

表六~9:龍眼殼隔板在不同的波形不同的頻率下 0.5cm 和 1cm 隔音效果的比較

龍眼殼 ^Sine ^Square ^Sawtooth ^Triangle

200Hz 62 61 88 84 92 83 74 76

300Hz 76 72 90 85 95 84 80 73

400Hz 74 76 93 84 96 85 83 79

500Hz 83 81 97 93 97 90 88 83

600Hz 87 92 94 93 96 90 88 88

700Hz 87 89 98 96 98 94 93 88

800Hz 77 80 93 92 97 90 82 85

900Hz 78 81 89 88 97 92 85 72

1000Hz 83 77 90 89 96 87 87 82

隔音較

好差不多

龍眼殼隔板除了Sine波加厚的隔板隔音效果較差外，其餘的波形加厚的都比較好。

(27)

表六~10:咖啡渣隔板在不同的波形不同的頻率下 0.5cm 和 1cm 隔音效果的比較咖啡渣

殼

Sine Square Sawtooth Triangle

200Hz 63 66 83 89 80 90 69 82

300Hz 73 78 87 93 82 94 75 85

400Hz 72 81 86 97 82 95 77 88

500Hz 72 85 88 99 82 97 78 90

600Hz 84 93 89 96 85 97 83 95

700Hz 81 92 88 100 87 98 83 93

800Hz 69 79 86 93 84 96 76 82

900Hz 77 79 85 88 85 97 81 87

1000Hz 84 85 89 90 85 98 86 90

隔音較

好

X X X X

咖啡渣隔板則是加厚的隔板隔音效果都比較差。

表六~11:葵瓜子殼隔板在不同的波形不同的頻率下 0.5cm 和 1cm 隔音效果的比較葵瓜子

殼

200Hz 63 64 93 88 94 83 83 75

300Hz 78 76 94 89 95 89 85 78

400Hz 81 82 93 94 94 92 88 82

500Hz 87 84 94 96 96 95 93 84

600Hz 97 88 101 97 98 96 96 88

700Hz 97 86 99 98 106 96 96 90

800Hz 89 79 98 96 106 95 89 86

900Hz 90 80 99 86 107 95 92 77

1000Hz 95 81 99 90 108 92 95 84

隔音較好

(28)

陸、結論

一、由觀測結果發現，白膠和糯米的五種殼板都有隔熱降溫的效果，降溫效果最好可達到 15℃(白膠底)和 13.2℃(糯米底)。

二、分析氣溫和隔板降溫度數的關係圖發現除了小麥殼板外，其他殼板的降溫效果和氣溫都有顯著的相關，所以這些殼板在溫度高時大都有明顯的隔熱效果。

三、室外陽光下:厚度 0.2cm花生殼>小麥>龍眼殼>葵瓜子殼>咖啡渣室內燈光下:厚度 0.2cm葵瓜子殼>咖啡渣>龍眼殼>花生殼> >小麥室外陽光下:厚度 0.5cm花生殼>龍眼殼>葵瓜子殼>咖啡渣>小麥室內燈光下:厚度 0.5cm花生殼>龍眼殼>葵瓜子殼>咖啡渣>小麥室外陽光下:厚度 1cm小麥>咖啡渣>花生殼>葵瓜子殼>龍眼殼室內燈光下:厚度 1cm咖啡渣>龍眼殼>葵瓜子殼>花生殼>小麥

四、室外陽光下，多數的殼版在扣除糯米的影響下，加厚之後，隔熱效果幾乎都變好了，尤其是小麥、咖啡渣在增厚之後隔熱效果變得特別好，都效果都增加 4 倍以上。

五、室內燈光下，多數的殼版在扣除糯米的影響下，0.5cm 時，降溫的效果都非常明顯，

降溫可達 5~13.2℃；但加厚之後，隔熱效果幾乎都變差了。

六、龍眼殼密度最大，咖啡渣和葵瓜子殼密度最小，但在陽光下龍眼殼和葵瓜子殼隔熱效果不錯，咖啡渣則不太好。在高溫的燈光下效果都算中等，所以推測密度和隔熱效果並沒有顯著相關性。

七、環保殼板的隔音效果:

小麥:在 Sine 波、高頻的 Triangle 波隔音效果最好；高頻的 Triangle 波最差。

花生:在低頻的 Sawtooth 和 Triangle 波隔音效果最好；Sine 波、Square 波最差。

(29)

龍眼:在 Sine 波、高頻的 Square 和 Sawtooth 波隔音效果最好；高頻的 Triangle 波最差。

咖啡渣:在低頻 Square 波、低頻的 Triangle 波隔音效果最好；幾乎沒有很差的。

葵瓜子:在Square 波好一些；在高頻的 Sine 波和低頻的 Triangle 波較差。

八、在波形 sine 的實驗中

厚度 0.5cm:咖啡渣>龍眼殼>花生殼>小麥>葵瓜子殼厚度 1cm :小麥>龍眼殼>葵瓜子殼>花生殼>咖啡渣九、在波形 Square 的實驗中

厚度 0.5cm:咖啡渣>龍眼殼>小麥>葵瓜子殼>花生殼厚度 1cm: 龍眼殼>小麥>葵瓜子殼>咖啡渣 >花生殼

十、在波形 Sawtooth 的實驗中

厚度 0.5cm:咖啡渣>小麥>龍眼殼>花生殼>葵瓜子殼厚度 1cm:龍眼殼>小麥殼>葵瓜子殼>咖啡渣>花生殼十一、在波形 Triangle 的實驗中

厚度 0.5cm:咖啡渣>龍眼殼>小麥>花生殼>葵瓜子殼厚度 1cm: 龍眼殼>葵瓜子殼>花生殼>小麥>咖啡渣

(30)

十二、殼板加厚後隔音效果增加的情形整理如下表:

小麥花生龍眼咖啡渣葵瓜子

Sine + - - - +

Square + + + - +

Sawtooth + + + - +

Triangle - + + - +

十二、我們的殼板密度都不大，都具有隔音效果，其中龍眼的密度最大，效果也不錯。

十三、咖啡渣、葵瓜子殼密度最小，咖啡渣在四種波型效果竟都是最好的，葵瓜子殼隔音效果則都是最差的，所以密度對隔音有一些影響，但還有其他因素會影響隔音效果。

柒、參考文獻資料

一、https://kknews.cc/travel/65432bm.html椰子博物館

二、http://www.eco-friendly.com.tw/index.html隔熱節能綠建材

三、點食成金—粗糠與常見材料的保溫、隔音及緩衝效能之研究。彰化縣立陽明國民中學。中華民國第 50 屆中小學科學展覽會作品說明書。

四、花生殼有何耐。台南市復興國小。中華民國第 50 屆中小學科學展覽會作品說明書。

(31)

【評語】 032902

以民生中隨手可取的物品製作隔熱、隔音作品，研究系統架構清晰、文獻探討資料搜集充分，團隊認真用心。以白膠和糯米分別混合小麥、花生殼、龍眼殼、咖啡渣、葵瓜子，製成殼板，

調整厚度、密度以觀察各自的隔熱和隔音的效果。測試光源為外陽光和室內燈光；噪音源為不同波型和頻率下的音響。研究立意良好。建議由熱的傳導、噪音污染等基礎特性開始探討，牽涉特定材料表面對光 (特定波長)的吸收、反射與長波長的熱輻射等，特定材料吸收後的熱以傳導方式往內部 (低溫處)傳遞，因此，本研究的”隔板外”溫度應是材料對光源熱吸收的結果，隔板內外”溫差”代表此一材料對熱的傳導能力，隔板內溫度應是整體的隔熱 (降溫)效果。此外音源的產生與量測採用手機 APP，準確性不

明，音波在殼板內的傳遞效果應該頻率有很大的關係。作品內實驗項度及設計稍嫌薄弱，說服力較低，且研究數據較少，難看出其再現性，建議本作品設想這些構思可能的應用情境。

032902-評語

(32)

作品簡報

(33)

科別 : 生活與應用科學(二) 組別 : 國中組

「殼」以隔熱，「殼」以隔音

(34)

我們的研究動機 :

一、前言:

熱帶地區的人們常用

椰子殼或莖和葉來建造屋頂(如上圖)，看起來既隔熱又環保

(參考一)

，激發我們研發環保隔熱隔音保溫節能健康材質的動力。

隨著氣候的變遷，溫室效應造成的地球暖化現象是越來越明顯了，常常在三四月的春天就開始熱了，開冷氣和節能減碳的矛盾心裡讓人好掙扎。到了炎炎夏日，待在屋子裡，

沒開冷氣已經熱的受不了，而開了冷氣既浪費電，且成了地球溫室效應的幫手，抬頭看看屋頂，想到古人們也沒冷氣，炎熱的夏天他們是怎麼過的?

(二)臺灣建築面臨的問題:

臺灣屬於海島型的氣候，高溫潮濕

，根據台電的報告台灣約有30%~40%

的冷氣消耗是來自建築物外殼進入的熱量，可見台灣的建築物普遍缺乏隔熱的效果，而住宅頂樓平均每月的用電量高出其他樓層的51.4%，6月~9月更高出102.5%

(參考二)

，可見隔熱環保建材的使用在能源短缺、電量經常超載的現在，真是當務之急啊。

椰殼屋頂

二、文獻探討:

(一)熱帶建築:

(三)植物組織的利用:

屋頂牆壁

不隔熱

(35)

研究目的 :

基於以上資料的查詢，我們發現有些植物的果殼結構疏鬆，可能也有保溫和隔音的效果，說不定就是我們想要找的環保隔熱隔音保溫節能的健康建材呢?因此我們想到用小麥、花生殼、龍眼殼、咖啡渣、葵瓜子殼等農產廢棄物的材料加上糯米粉製成大小相同不同厚度的殼板(如右下圖)，比較這些殼板的隔熱保溫、隔音的效果，希望找到最好的環保屋頂建材，於是開始了本實驗。

五種環保殼板+

對照組

環保殼板

隔熱

室外室內

隔音

sine square sawtooth triangle

(36)

研究過程與結果 :

※製作殼板的步驟:

※製作隔熱用模型屋:

插溫度計的洞模

型屋

一、探討自製環保殼板的隔熱效果

(1)室外—殼板在室外陽光下的隔熱效果 (2)室內—殼板在室內燈光下的隔熱效果

壓模成型、烘乾

果殼磨成粉

(37)

-5 0 5 10

09:20 10:15 11:10 12:05 14:20 15:15 16:10 09:20 10:15 11:10 12:05 14:20 15:15 16:10 09:20 10:15 11:10 12:05 14:20 15:15 16:10

溫差(℃) 圖一~1:五種殼板隔熱的溫差變化圖

小麥花生殼龍眼殼咖啡渣葵瓜子殼白膠

29.99

29.56

28.90

27.22 29.01 27.94

29.00 28.53

27.94

26.89

28.30

27.81

25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00

溫度(℃)

圖一~2:室外陽光下五種殼板內外平

均溫度比較

1.00 1.03 0.96

0.34

0.72 0.13 0.00

0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20

溫度(℃) 圖一~3:室外陽光下五種殼板隔熱平均溫差比較

9.46 14.02 15.18

19.18 26.14 11.18

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00

溫差(℃) 圖一~5:室內燈光下五種殼板隔熱平均溫差比較

三天室外連續測量結果

(38)

二、探討自製環保殼板的密度對隔熱效果的影響。

種類白膠板 (0.2cm) 糯米板 (0.5cm) 糯米板 (1cm) 密度陽光下

溫差

燈光下

溫差密度陽光下溫差

燈光下

溫差密度陽光下溫差

燈光下溫差小麥 0.99 0.87 -3.21 0.555 -0.32 5 0.555 4.94 0 花生 0.71 0.9 1.35 0.46 2.18 13.2 0.46 1.84 2.9 龍眼 0.52 0.83 2.51 0.535 1.47 11.5 0.535 0.09 6.4 咖啡渣 0.74 0.21 6.51 0.5 -0.12 5.5 0.5 4.04 7.2 葵瓜子 0.7 0.59 13.47 0.375 -0.22 11 0.375 0.74 4.7

實驗結果發現密度和隔熱效果並沒有明顯的相關性

三、探討自製環保殼板的厚度對隔熱效果的影響。

室外 0.5cm 1cm 厚的較佳小麥 -0.32 4.94 yes 花生殼 2.18 1.84 yes 龍眼殼 1.47 0.09 X

室內 0.5cm 1cm 厚的較佳小麥 5 0 X 花生殼 13.2 2.9 X 龍眼殼 11.5 6.4 X

室外:

除了龍眼殼以外，其他都是厚的隔熱效果較好，

小麥和咖啡渣甚至可差到4-5℃

室內:

除了咖啡渣以外，其他都是薄的隔熱效果較好，

這結果和假設不符，需

(39)

※隔熱效果和甚麼最有關連? 氣溫越高隔熱效果越好

由以上實驗發現殼板的隔熱效果和密度關係不大，在室外比較厚的隔熱效果比較好，

在室內就不一定了?實驗中我們意外的發現殼板的隔熱效果和氣溫有關係，分析如下圖:

R² = 0.1871

0 50

0 20 40 60

溫差 (℃)

氣溫(℃)

白膠

R² = 0.8871

0 20

0 10 20 30 40

溫差 (℃)

氣溫(℃)

小麥

R² = 0.9878

0 50

0 20 40 60

溫差 (℃)

氣溫(℃)

花生殼

R² = 0.8001

0 50

0 20 40 60

溫差 (℃)

氣溫(℃)

龍眼殼

溫差

0.2cm 0.5cm

R² = 0.8275

0 20

36 38 40 42

溫差 (℃)

氣溫(℃)

小麥

R² = 0.9965

0 50

0 20 40 60

溫差 (℃)

氣溫(℃)

花生

R² = 0.9798

0 20

42 44 46 48 50

溫差 (℃)

氣溫(℃)

龍眼殼 R² = 0.8592

0 5

37.5 38 38.5 39

溫差 (℃)

氣溫(℃)

糯米

(40)

四、探討自製環保殼板的隔音效果。

用紙箱做成的隔音模型屋

一端手機測分貝的多少

波形 Sine Square Sawtooth Triangle 表現最好最差最好最差最好最差最好最差 200Hz 小麥/龍

眼花生咖啡渣花生/葵

瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子 300Hz 咖啡渣小麥/葵

瓜子咖啡渣花生咖啡渣龍眼/葵

瓜子咖啡渣葵瓜子 400Hz 咖啡渣葵瓜子咖啡渣花生咖啡渣花生/龍

眼咖啡渣葵瓜子 500Hz 咖啡渣葵瓜子咖啡渣花生咖啡渣花生咖啡渣葵瓜子 600Hz 咖啡渣葵瓜子咖啡渣花生/葵

瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子 700Hz 咖啡渣葵瓜子咖啡渣花生咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子 800Hz 咖啡渣葵瓜子咖啡渣花生/葵

瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子 900Hz 龍眼葵瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子 1000Hz 龍眼葵瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子咖啡渣葵瓜子

0.5cm

(41)

五、探討自製環保殼板的密度對隔音的影響

種類白膠板 (0.2cm) 糯米板 (0.5cm) 糯米板 (1cm)

密度 Sine Square Sawtooth Triangle 密度 Sine Square Sawtooth Triangle 密度 Sine Square Sawtooth Triangle

小麥 0.99 1 4 6 2 0.555 3 5 3 4 0.555 1 2 2 5 花生 0.71 5 6 1 1 0.46 5 5 5 5 0.46 5 6 6 4 龍眼 0.52 2 2 2 6 0.535 2 4 4 3 0.535 2 1 1 1 咖啡渣 0.74 3 3 4 3 0.5 1 1 1 1 0.5 6 5 5 6 葵瓜子 0.7 6 1 3 5 0.375 6 6 6 6 0.375 3 3 3 2

糯米

(白膠) \ 4 5 5 4 0.625 4 3 2 2 0.625 4 4 4 3

(42)

六、探討自製環保殼板的厚度對隔音的影響

小麥

Sine Square Sawtooth Triangle 0.5c

m 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm

200Hz

62 62 89 86 89 86 79 81

300Hz

78 77 90 88 92 87 81 82

400Hz

80 79 96 89 94 88 83 83

500Hz

85 80 97 96 95 90 87 87

600Hz

92 90 99 97 96 94 93 94

700Hz

87 84 98 95 97 92 90 90

800Hz

82 70 94 95 95 92 86 88

900Hz

85 72 93 87 97 95 87 83

花生

0.5c

m 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm

200Hz

64 64 93 89 92 90 80 80

300Hz

76 76 97 93 94 95 84 78

400Hz

76 81 98 96 96 97 87 83

500Hz

82 85 101 100 98 97 90 85

600Hz

93 92 101 99 97 96 94 94

700Hz

87 83 104 100 100 99 94 92

800Hz

80 85 98 102 98 98 85 90

900Hz

85 90 94 97 98 99 86 77

1000Hz

90 89 97 98 97 98 90 82

龍眼殼

0.5c

m 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm 0.5cm 1cm

200Hz

62 61 88 84 92 83 74 76

300Hz

76 72 90 85 95 84 80 73

400Hz

74 76 93 84 96 85 83 79

500Hz

83 81 97 93 97 90 88 83

600Hz

87 92 94 93 96 90 88 88

700Hz

87 89 98 96 98 94 93 88

800Hz

77 80 93 92 97 90 82 85

900Hz

78 81 89 88 97 92 85 72

1000Hz

83 77 90 89 96 87 87 82

(43)

咖啡渣殼

Sine Square Sawtooth Triangle

0.5 cm

1 cm

0.5 cm

1 cm

0.5 cm

1 cm

0.5 cm

1 cm

200Hz

63 66 83 89 80 90 69 82

300Hz

73 78 87 93 82 94 75 85

400Hz

72 81 86 97 82 95 77 88

500Hz

72 85 88 99 82 97 78 90

600Hz

84 93 89 96 85 97 83 95

700Hz

81 92 88 100 87 98 83 93

800Hz

69 79 86 93 84 96 76 82

900Hz

77 79 85 88 85 97 81 87

葵瓜子殼

Sine Square Sawtooth Triangle

0.5 cm

1 cm

0.5 cm

1 cm

0.5 cm

1 cm

0.5 cm

1 cm

200Hz

63 64 93 88 94 83 83 75

300Hz

78 76 94 89 95 89 85 78

400Hz

81 82 93 94 94 92 88 82

500Hz

87 84 94 96 96 95 93 84

600Hz

97 88 101 97 98 96 96 88

700Hz

97 86 99 98 106 96 96 90

800Hz

89 79 98 96 106 95 89 86 90 80 99 86 107 95 92 77

六、探討自製環保殼板的厚度對隔音的影響 1cm

波形 Sine Square Sawtooth Triangle

表現

最好

最差

最好

最差最好最差

最好

最差

200Hz

龍眼

咖啡

渣

龍眼

花生/

咖啡渣

龍眼 /葵瓜子

花生/

咖啡渣

葵瓜子

咖啡

渣

300Hz

龍眼

咖啡

渣

龍眼

花生/

咖啡渣

龍眼

花生

龍眼

咖啡渣 400Hz

小麥

葵瓜

子

龍眼

咖啡

渣

龍眼

花生

龍眼

咖啡渣 500Hz

小麥

花生/

咖啡渣

龍眼

花生

小麥 /龍眼

花生/

咖啡渣

龍眼

咖啡渣

600Hz

葵瓜子

咖啡

渣

龍眼

花生

龍眼

咖啡渣

龍眼 /葵瓜子

咖啡渣

700Hz

小麥

咖啡

渣

小麥

花生/

咖啡渣

小麥

花生

龍眼

咖啡渣

中華民國第 61 屆中小學科學展覽會 作品說明書