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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | 洪暉智 | zh_TW |
| dc.date | 114學年度第一學期 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2026-03-31T06:41:44Z | - |
| dc.date.available | 2026-03-31T06:41:44Z | - |
| dc.date.submitted | 2026-03-31 | - |
| dc.identifier.other | D1086987 | zh_TW |
| dc.identifier.uri | http://dspace.fcu.edu.tw/handle/2376/5186 | - |
| dc.description.abstract | 摘要 本研究以「建築碳排與熱舒適模型整合」為主軸，探討如何在住宅設計中同時兼顧能源效率與居住舒適。研究以臺中市沙鹿區自家住宅為案例，該地區屬亞熱帶沿海氣候，具有夏季高溫潮濕、冬季風勢強勁等特徵。由於此氣候條件常導致住宅在冷房能耗與室內熱環境之間出現衝突，因此本研究嘗試透過模擬分析，建立一套能兼顧「節能」與「舒適」的評估方法。 研究首先利用 SketchUp 建模建立住宅三維模型，並以 EnergyPlus 進行能源模擬，分析不同外殼材料、遮陽深度對全年能耗與碳排的影響，屋頂外殼代表水平外殼，外遮陽代表垂直外殼；同時，以 PMV/PPD 熱舒適指標模擬不同季節、時段與氣候條件下的室內熱環境變化，藉以比較各設計方案的舒適表現，驗證開放空間與氣流導引設計之成效。 模擬結果顯示，當外殼隔熱性能提升並搭配適當遮陽深度，住宅全年冷房能耗可有效降低，碳排放同步減少，且室內熱舒適度明顯提升。夏季高溫時段中，改善對流通風可穩定操作溫度並減少不舒適時數。研究最終提出一套以「碳排與熱舒適並行評估」為核心的住宅能效優化流程，提供未來住宅設計與節能改造之參考依據。 本研究的貢獻在於將建築能耗、碳排與人體舒適三者連結於同一分析框架中，並以實際住宅案例驗證其可行性。結果顯示，被動式設計策略如隔熱、遮陽與自然通風，在亞熱帶濕熱氣候中能有效平衡能源需求與居住體驗，亦可作為未來永續住宅發展的重要依據。Abstract This study focuses on the "integration of building carbon emissions and thermal comfort models" to explore how to balance energy efficiency and residential comfort in housing design. The study uses a residence in Shalu District, Taichung City, as a case study. The area has a subtropical coastal climate characterized by hot, humid summers and strong winter winds. As these conditions often create conflicts between cooling energy consumption and the indoor thermal environment, this study establishes an assessment method that balances "energy conservation" and "comfort" through simulation analysis. The research utilizes SketchUp to construct a three-dimensional model of the residence and EnergyPlus to perform energy simulations, analyzing the impact of envelope materials and shading depths on annual energy consumption and carbon emissions; the roof represents the horizontal envelope, while external shading represents the vertical envelope. PMV/PPD thermal comfort indices simulate variations in the indoor thermal environment across seasons and time periods to compare the comfort performance of design schemes and verify airflow guidance designs. Simulation results indicate that when envelope insulation performance is improved and paired with appropriate shading depth, the residence's annual cooling energy consumption is reduced, carbon emissions decrease, and indoor thermal comfort improves. During high-temperature summer periods, improved convective ventilation stabilizes operative temperatures and reduces uncomfortable hours. The study proposes a residential energy efficiency optimization process centered on the "parallel assessment of carbon emissions and thermal comfort." The contribution of this study lies in linking building energy consumption, carbon emissions, and human comfort within a single analytical framework through an actual residential case. The results show that passive design strategies such as insulation, shading, and natural ventilation can balance energy demands and living experience in a subtropical hot-humid climate, supporting the development of sustainable housing. | zh_TW |
| dc.description.tableofcontents | 目錄 摘要................................................................................................................................1 Abstract........................................................................................................................2 目錄......................................................................................................................3 圖目錄............................................................................................................................6 表目錄............................................................................................................................8 第一章 緒論................................................................................................................10 1.1研究背景.................................................................................................10 1.2研究動機.................................................................................................12 1.3研究目的.................................................................................................16 1.4研究範圍與對象.....................................................................................17 1.5研究方法.................................................................................................20 1.6研究流程與架構.....................................................................................22 第二章 文獻回顧........................................................................................................24 2.1建築能效與碳排放相關研究.................................................................24 2.1.1建築能耗相關研究.......................................................................24 2.1.2碳排放相關研究...........................................................................27 2.1.3 EUI介紹.......................................................................................29 2.1.4 BERS介紹.....................................................................................30 2.2熱舒適模型（PMV/PPD）理論與應用...................................................33 2.2.1熱舒適定義...................................................................................33 2.2.2熱舒適性範圍...............................................................................33 2.2.3熱環境對人體的影響...................................................................35 2.2.4熱環境與熱舒適之評估基礎.......................................................36 2.3連棟住宅遮陽、外殼與氣候特性.........................................................37 2.3.1氣候特性與日照條件...................................................................38 2.3.2建築外殼與熱性能.......................................................................43 2.3.3遮陽設計原則與類型...................................................................44 2.3.4遮陽與建築能耗關係...................................................................53 2.4建築模擬軟體應用分析.........................................................................56 2.4.1各項軟體比較及說明...................................................................56 2.4.2 Energyplus 分析項目 (據此研究部分作說明)......................58 第三章 研究對象背景與方法....................................................................................61 3.1研究對象調查.........................................................................................61 3.1.1研究對象說明...............................................................................61 3.1.2研究對象周遭環境條件...............................................................67 3.2 研究對象實驗模擬................................................................................72 3.2.1 沙鹿連棟新加坡式住宅現況資料..............................................72 3.2.2實驗模擬流程圖...........................................................................73 3.2.3模型建置.......................................................................................74 3.2.4流程介紹.......................................................................................75 3.2.5建築模型構件與邊界條件分類...................................................76 3.2.6輸入氣象資料...............................................................................78 3.2.7輸入建築資料...............................................................................80 第四章 數值模擬結果與分析....................................................................................85 4.1模擬結果.................................................................................................85 4.2結果初步說明.........................................................................................88 第五章 評圖記錄和討論............................................................................................92 5.1期初評2025/10/17(第1次評圖)........................................................92 5.2期中評2025/11/28(第2次評圖)........................................................94 5.3期末評2025/12/26(第3次評圖)........................................................96 5.4總結與後續研究.....................................................................................98 參考文獻......................................................................................................................99 圖目錄 圖 1.1 全球建築物二氧化碳排放量..........................................................................1 圖 1.2 建築業相對於其他產業的最終能源消耗......................................................1 圖 1.3 2050年國際能源總署淨零排放路徑里程碑.................................................2 圖 1.4 傳統住宅空間型態（傳統透天厝、公寓結構為主、採光和通風性差）..4 圖 1.5 架空層集合住宅概念（一樓架空停車層、採自然通風、低公設比）......4 圖 1.6 沙鹿區整體區位與基地位置圖......................................................................9 圖 1.7 沙鹿區基地周邊環境與都市紋理圖..............................................................9 圖 1.8 基地範圍與周邊建築配置圖..........................................................................9 圖 1.9 研究案例住宅之外觀與空間環境實景圖....................................................10 圖 1.10 研究流程圖..................................................................................................14 圖 2.1 建築能耗與碳排交互關係示意圖................................................................20 圖 2.2 台灣實現淨零碳排放的演變歷史圖............................................................22 圖 2.3 新建住宅類建築之能效標示示意................................................................23 圖 2.4 熱舒適指標模型示意圖（PMV–PPD），舒適區間與不滿意率關係曲線..26 圖 2.5 台灣建築氣候分區........................................................................................30 圖 2.6 台灣地區年平均日照時數分布圖................................................................31 圖 2.7 台灣地區建築物夏季平均日射量比例圖....................................................33 圖 2.8 (a)(b)(c)水平遮陽實景..............................................................................36 圖 2.9 (a)(b)(c)垂直遮陽實景..............................................................................36 圖 2.10 (a)(b)(c)水平+垂直遮陽實景..................................................................37 圖 2.11 (a)(b)(c)槽板式遮陽實景........................................................................37 圖 2.12 (a)(b)(c)綠化遮陽實景............................................................................37 圖 2.13 遮陽形式與其適宜朝向..............................................................................40 圖 2.14 遮陽類型之方位應用分區..........................................................................40 圖 2.15 水平遮陽適用方位之範圍圖......................................................................41 圖 2.16 築耗能影響因子..........................................................................................44 圖 2.17 太陽軌跡與建築遮陽示意圖......................................................................50 圖 2.18 建築表面太陽輻射分布示意圖..................................................................50 圖 2.19 建築能耗與 HVAC 冷房負荷模擬結果示意圖.......................................50 圖 2.20 室內熱舒適度（PMV / PPD）分析示意圖...............................................51 圖 3.1 臺中市29區行政區域圖..............................................................................58 圖 3.2 沙鹿地區各月份平均溫度............................................................................59 圖 3.3 沙鹿地區各月份平均日照時數....................................................................59 圖 3.4 模擬流程圖....................................................................................................64 圖 3.5 建築案例模型................................................................................................65 圖 3.6 建築案例參數模板設定................................................................................66 圖 3.7 建築案例量體建立........................................................................................66 圖 3.8 建築案例窗戶建立........................................................................................66 圖 3.9 OpenStudio 建築模型中 Thermal Zone、Space與Room之層級關係...68 圖 4.1 Openstudio 數值輸出介面設定..................................................................77 圖 4.2 Openstudio 可視化圖表範例......................................................................78 圖 4.3 Openstudio 可視化圖表範例......................................................................78 圖 4.4 THERMAL ZONE 1F BEDROOM Period Hourly 區域平均輻射溫度,MRT....79 圖 4.5 THERMAL ZONE 1F BEDROOM Period Hourly 區域平均空氣溫度............80 圖 4.6 THERMAL ZONE 1F BEDROOM Period Hourly 區域空氣相對濕度............81 圖 4.7 THERMAL ZONE 1F BEDROOM區域平均輻射溫度,MRT,熱圖.......................82 圖 4.8 THERMAL ZONE 1F BEDROOM區域平均空氣溫度,熱圖...............................82 表目錄 表 1.1 架空層集合住宅設計概念與可能問題分析..................................................4 表 1.2 台灣既有住宅種類分析..................................................................................5 表 1.3 研究對象說明..................................................................................................8 表 2.1 建築能耗與碳排放項目與核心議題............................................................19 表 2.2 建築熱舒適指標之分類、定義與評估標準................................................20 表 2.3 ISO 7730 建議之熱舒適參數......................................................................24 表 2.4 ASHRAE Standard 55 舒適性建議範圍......................................................25 表 2.5 ASHRAE 55 PMV 七等級分類........................................................................26 表 2.6 熱環境與熱舒適項目與核心議題................................................................27 表 2.7 熱環境與熱舒適核心名詞及概念解釋........................................................28 表 2.8 台灣地區建築氣候分區................................................................................29 表 2.9 台灣地區溫熱期間（5–10月）各方位日射量及比例.............................31 表 2.10 日照分布與方位日射量分析......................................................................32 表 2.11 遮陽與省能開窗方位的優先次序..............................................................38 表 2.12 遮陽與省能開窗方位的優先次序 總結表................................................38 表 2.13 各式外遮陽之設計條件..............................................................................38 表 2.14 各式外遮陽之設計條件 總結表................................................................39 表 2.15 各式外遮陽適用之方位..............................................................................39 表 2.16 各方位基本遮陽板之最佳深度比建議值..................................................41 表 2.17 台灣地區建築物方位之優先順序..............................................................41 表 2.18 各式遮陽適用方位......................................................................................42 表 2.19 遮陽設計對建築物之影響..........................................................................43 表 2.20 建築物能耗之影響......................................................................................45 表 2.21 能效軟體應用與議題..................................................................................47 表 2.22 能效名詞與概念說明..................................................................................48 表 2.23 EnergyPlus 及相關能源模擬軟體比較....................................................48 表 3.1研究對象資訊.................................................................................................52 表 3.2 沙鹿自家住宅1F現況..................................................................................54 表 3.3 沙鹿自家住宅2F現況..................................................................................54 表 3.4 沙鹿自家住宅3F現況..................................................................................55 表 3.4 沙鹿自家住宅4F現況..................................................................................55 表 3.4 沙鹿自家住宅RF現況.................................................................................56 表 3.7 沙鹿自家社區住宅基地概............................................................................56 表 3.8 沙鹿自家社區住宅建物概要........................................................................56 表 3.9 沙鹿自家社區住宅樓層概要資料................................................................57 表 3.10 沙鹿自家社區住宅停車空間......................................................................57 表 3.11 案例住宅各月份區間之電力能耗與碳排放量統計表..............................57 表 3.12 沙鹿及附近地區之氣溫月平均溫度..........................................................59 表 3.13 沙鹿及附近地區之月平均降雨量..............................................................60 表 3.14 沙鹿及附近地區之月平均降雨日..............................................................60 表.3.15 沙鹿及附近地區之月平均降水強度（mm/日）........................................61 表 3.16 沙鹿及附近地區之月平均相對濕度(%)....................................................61 表 3.17 沙鹿及附近地區之月平均風速（m/s）、風向..........................................62 表 3.18 案例現況......................................................................................................63 表 3.19 建築模型構件分類與邊界條件之可視化檢查..........................................67 表 3.20 EPW包含之天氣元素...................................................................................70 表 3.21 建築模擬輸入參數設定表..........................................................................71 表 3.22 各空間活動設定表......................................................................................72 表 3.23 空間使用參數設定表..................................................................................73 表 3.24 建築圍護構造熱工參數設定......................................................................74 表 3.25 外遮陽實驗模組設定..................................................................................75 表 4.1 熱環境與熱舒適模擬輸出指標說明表（EnergyPlus模擬）...................76 表 4.2 本研究熱舒適指標分析架構........................................................................77 表 5.1 不同遮陽設計方案之冷房能耗與熱舒適指標比較分析............................88 表 5.2 評圖回饋與研究內容修正策略對照表........................................................89 | zh_TW |
| dc.format.extent | 104p. | zh_TW |
| dc.language.iso | zh | zh_TW |
| dc.rights | openbrowse | zh_TW |
| dc.subject | 能源模擬 | zh_TW |
| dc.subject | 熱舒適 | zh_TW |
| dc.subject | 連棟住宅 | zh_TW |
| dc.subject | 亞熱帶濕熱氣候 | zh_TW |
| dc.subject | 建築外殼被動設計 | zh_TW |
| dc.subject | Energy simulation | zh_TW |
| dc.subject | Thermal comfort | zh_TW |
| dc.subject | Terraced house | zh_TW |
| dc.subject | Subtropical hot-humid climate | zh_TW |
| dc.subject | Passive building envelope design | zh_TW |
| dc.title | 住宅熱舒適度優化之研究 －以台灣沙鹿區連棟住宅為例 | zh_TW |
| dc.title.alternative | A Study on the Optimization of Residential Thermal Comfort: A Case Study of Terraced Houses in Shalu District, Taiwan | zh_TW |
| dc.type | Undergracase | zh_TW |
| dc.description.course | 建築設計(九) | zh_TW |
| dc.contributor.department | 建築系, 建築專業學院 | zh_TW |
| dc.description.instructor | 林, 衍良 | - |
| dc.description.programme | 建築系, 建築專業學院 | zh_TW |
| 分類: | 建築114學年度 | |
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