应用排风扇提升建筑物通风换气率评价模式研究.PDF

應用排風扇提升建築物通風換氣率評估模式研究 應用排風扇提升建築物通風換氣率評估模式研究 1* 2 * 曾淑翎 陳若華 1建國科技大學創意生活應用設計研究所 碩士 2* 建國科技大學創意生活應用設計研究所副教授 摘要 建築物自然通風往往受到外部風場影響，未必能達到合適及有效的通風量。 本研究建立評估模式，利用CFD軟體進行建築物內外流場同步模擬，由整棟建築 物開口部之通風量推估建築物在不同配置與來流條件下的換氣率，評價強制排風 扇對於建築物換氣率的貢獻度。計算成果均以數量化方式進行比較，可探究各因 子間不同的影響權重。研究顯示主導建築物通風量的因子仍以座向與常年風向為 主，對於搭配常年風向的合適開口部設計，確可使建築物獲得規範要求的換氣率 甚或更高，但在受到鄰棟遮蔽或座向不佳的設計，在建築物合適位置安裝強制排 風扇，可有效的改善原先不佳的換氣率。對於建築群中位處自然通風不利區域的 建築物，合理配置的強制排風扇可提升建築物使用者熱舒適性，同時其能源消耗 遠低於常用的空調設備。 關鍵字 :強制排風，換氣率，自然通風 Keywords: Forced ventilation, Air exchange rate, Natural ventilation 1. 前言 在全球氣候型態變化及提倡綠建築之下，鼓勵多使用自然通風系統使建築物 能達到基本換氣需求，臺灣位處熱濕型氣候區，住宅使用者於建築物內感到悶熱 時，多仰賴冷氣空調設備進行建築物室內熱環境的調節，能源的消耗與日俱增， 不但是家戶沉重的經濟負擔，更是台電嚴峻的挑戰，且不符合節能減碳的永續環 境利用政策目標。另一方面，臺灣地區都市發展快速，土地資源日益窘迫，建築 群體過於密集，造成對外開口減少而可能導致室內換氣通風量不足。亦可能由於 外部自然風來流的風速過低，不足以驅動自然通風換氣率達到標準，因此即使外 氣的溫溼度條件皆屬宜人的舒適範圍，亦未能充分引入室內，致使未能達到基本 有效的通風量。 本研究尋求以自然通風為基礎，搭配強制排風扇設備之混合式通風，探討其 影響性，期望以最低能源代價來提升建築物通風效率。 270 第六屆全國風工程研討會 2016 年 10 月28 日 2. 文獻回顧 2.1 室內通風換氣 室內通風換氣效能指標眾多，賴榮平(1980)指出通風評價方法主要有通風路 徑、通風量、通風率三種。換氣量的多寡代表著該室內空間是否為品質良好的活 動空間，依照不同建築空間及通風模式，基本要求不一，國內現有法規「建築技 術規則」中建築設備篇第一百條至第一百零二條明定各種房間用途之基本換氣量。 江哲銘等人(1997)運用本土化資料及空氣環境現況，彙整國內外相關法令進行比 較分析，經由專家諮詢、數值模擬及實驗等，研擬合理的通風法規條文架構與內 容。 過去對於自然通風之相關研究，及實務應用操作手法已發展數年，但其常因 各個地區氣候條件、微氣候環境的差異，使其操作略有困難，而吳印浴 (2007)指 出「混合式通風系統」是以自然通風手法為主軸，搭配機械通風為輔，並追求消 耗最少資源，達到最好之室內環境品質，符合永續、低能耗及人本知觀點，在提 升環境品質外亦兼顧健康及永續。 吳印浴 (2007) 以教室空間為例，運用雙層屋頂設計搭配小型排風扇( 直徑 40cm)之混合通風系統探討其室內通風效益，研究結果指出混合式通風可在低風 速時有效稀釋排除室內二氧化碳濃度，維持在法定標準值(1000ppm)內，並移除 室內熱源調整室內溫度的效果，而排風扇是以抽引力來帶動室內氣流，風擊均符 合 ASHRAE 規範之 A