‘热透’了量一‘凉’--教室抗热效能之研究 - 科展竞赛science.pdf

「熱透」了量一 「涼」--教室抗熱效能之研究 摘要 本研究係探討每天生活的學校教室各種影響蘊熱力變因，包括建築物方位、樓 層、外牆色差、外牆材質、外牆厚度、外牆隔熱介質與隔熱介質位置。 研究結果顯示： 「建築物方位」與「建築物樓層」差異與教室的「蘊熱力」呈 現正相關，南北向教室溫度較東西向溫度涼爽，樓層低較樓層高溫度涼爽。「屋頂形 狀」也影響室內溫度，水、保麗龍都能夠良好的阻絕熱傳導，鋁箔可以阻隔熱輻射。 以鋁箔與保麗龍來隔熱放置於熱源前端效果最佳，原因是鋁箔可以阻隔熱輻射，保麗 龍能夠阻絕熱傳導，室內效果次之，夾置於牆壁內部效果最差。建築物的牆壁厚度愈 厚隔熱效果愈佳，因為厚度愈厚熱傳導的距離必須拉長，且熱源會被吸收的緣故。建 築物的塗料顏色與聚熱程度呈現正相關，因為色差愈淡反射熱源輻射性質越良好，顏 色越重越能夠吸收熱源輻射。學校建築物的外牆材質與隔熱程度呈現正相關，因為不 同材質的外牆反射熱輻射與熱傳導性質不同。建築物的牆壁厚度愈厚隔熱效果愈佳， 因為厚度愈厚熱傳導的距離必須拉長，且熱源會被吸收的緣故。 壹、研究動機 學校東側大樓因建築東西向，上午太陽東曬，下午西邊照射，且走廊屬於中央 走廊，東邊教室與西邊空氣對流不足，教室溫度高讓我和同學上課時不容易專心，所 以我們希望如何可以在節約能源為前提下，設計一棟能夠夏天涼爽的教室 。上自然課 時我們學習到 『熱傳播方式』時，我們知道熱空氣會上升、冷空氣下降形成對流現 象，希望能透過進行各項實驗並深入討論探究的方法，能提出改善的有效方法 ，讓 同學們有舒適的學習環境，能更專注於課業學習。 因此我們想要探討在相同日照、濕度等氣候條件下，建築物方位、樓層、外牆 色差、外牆材質、外牆厚度、外牆隔熱介質的蘊熱力變化 。 與課程相關單元： 自然與生活科技四下第二單元水的移動 （康軒版） 自然與生活科技五上第三單元熱對物質的影響 （翰林版） 自然與生活科技六下第三單元物質的變化 （康軒版） 貳、研究目的 一、探討學校校園 「建築物方位」差異 ，對教室 「蘊熱力」的影響。 二、探討學校校園 「建築物樓層」差異 ，對教室 「蘊熱力」的影響。 三、探討學校校園 「屋頂形狀」差異 ，對教室 「蘊熱力」的影響。 四、探討外牆 「隔熱介質」差異 ，對教室 「蘊熱力」的影響。 五、探討外牆 「厚度」差異 ，對教室 「蘊熱力」的影響。 六、探討外牆 「顏色」差異 ，對教室 「蘊熱力」的影響。 七、探討外牆 「材質」差異 ，對教室 「蘊熱力」的影響。 建築物 方位 外牆材 屋頂形 質 狀 對教室 蘊熱力 外牆色 的影響 隔熱介 差 質 建築物 外牆厚 樓層 度 「熱透」了量一「涼」 建築物方 建築物樓 外牆色差 外牆材質 外牆厚度 隔熱介質 屋頂形狀 位 層 南北向 1樓 白色 不鏽鋼 0.5cm 空氣 平面型