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研究生: 關仲堯
研究生(外文): Chung-Yao Kuan
論文名稱: 不同空調通風設置對電腦教室室內空氣品質影響之研究以樹德科技大學電腦教室為例
論文名稱(外文): The study on the impact of different air-conditioning and ventilation facilities on the indoor air quality of the computer room
指導教授: 李彥頤
學位類別: 碩士
校院名稱: 樹德科技大學
系所名稱: 建築與環境設計研究所
論文出版年: 99
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 170
中文關鍵詞: 電腦教室室內空氣品質
外文關鍵詞: computer roomindoor air quality
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  • 評分:*****
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在調查了解對電腦頻繁使用的狀況下,以現今電腦教室教學空間之新鮮外氣換氣效率不佳導致室內空氣品質嚴重問題為研究主軸,本研究以電腦教室單元空間為探討對象,針對不同空調系統通風設置模式,考量室內換氣效率與溫熱環境之健康性及舒適性,以機械通風及增設地板抽風模式進行探討。藉由不同出風設置搭配地板抽風模式對應不同風速之設定而做調變,以追求效率為原則,達到「健康性」及「舒適性」之目的,探討何種搭配方式為較佳出風之設置方式。本研究以樹德科技大學設計學院之專業電腦教室作為實驗標的,透過室內環境品質標準量測即是進行標準狀態環境檢討,並以實測之最佳模式作為探討多樣出回風路徑之CFD數值模擬解析方式之設定,以可視化結果檢討室內溫度場、氣流場之路徑與分佈並據以提出出風口最佳化之模式。本研究希望能在健康、舒適需求之間求得較佳平衡點,以供未來電腦教室於室內出風口設置配套設計使用上之參考,期能為改善電腦教室室內空氣品質與空調出風設置之設計參考。
本研究之研究目的及方法分述如下:
  研究目的
一、  探討不同空調系統出風模式對電腦教室換氣效率與溫熱環境之影響
二、  探討在搭配地板抽風模式下,對室內溫度分佈、污染物濃度排除、氣流環境等影響。
三、  比對足尺實驗與數值模擬結果之客觀性
四、  建立最佳化結果之預測,建構健康性及舒適性之檢索。
  研究方法
一、  本研究選定以樹德科技大學室內設計系電腦教室環境條件控制設定,其空間尺寸為1070㎝×989㎝×335㎝作為探討空間。
二、  根據電腦教室環境條件下,歸納分析改善前後之不同空調系統出風模式進行實測,透過應用統計分析方法,綜合評估室內換氣效率與溫熱環境(健康性、舒適性),將結果轉換成較佳搭配使用之出風設置設計的參考設定,提出應用混合通風對應出風設置策略進行模擬設定。
三、  本研究運用CFD數值解析方式進行室內穩態氣流場、溫度場之解析結果,並利用電腦進行室內環境可視化分析。

  研究結果
1.  本研究問卷統計結果針對室內空氣之新鮮度及整體空氣品質兩項中皆有10%之不滿意分佈,比對其實測空間中所得PPD數據為9.3%不滿意分佈,驗證實測數據及問卷調查之準確性。
2.  在室內人數在33人中不滿意程度為9.3%(模組E),在16人中不滿意程度為12.5%(模組H),在10人中不滿意程度為13.5%(模組B),可見其空間室容積與室內人員密度及風速設定大小皆有相關的影響性。
3.  在電腦教室改善前後皆有設置高架地板,但不同的是改善後之空間增加了地板抽風口及抽風機,以及增設了新鮮外氣引氣口,有效增加了室內空氣的新鮮度以及室內污染物的排除效果。
4.  在改善後之室內無人使用條件下搭配地板抽風開關的設定中,發現地板抽風開啟模組之換氣率皆優於地板抽風關閉模組。
5.  在室內有人使用之條件搭配地板抽風開啟的設定中,發現有人之換氣率皆高於無人,可確定室內有人使用增加室內空氣混合率。
6.  室內CO2濃度的高低,主要受到人員密度與風速大小設定、地板抽風開關差異所影響。在有人使用CO2/人之增量值計算與地板抽風開啟的設定所呈現的結果發現,增設高架地板抽風可將隔天教室內CO2濃度降到最低,增加了室內換氣有效度。
7.  綜合建議:在具備均勻分佈之抽風口後將地板抽風開啟,其室內換氣率最高,而以預測模組探討之,在考量「健康性」、「舒適性」及提昇整體環境效率上,以模組C-1-4之出風設置設計為較佳整合方案。


se the efficiency of the indoor air exchange.
5. General recommendations: the indoor air exchange rate is optimum when opening the floor exhaust fan once the air of the exhaust vent is normally distributed. Concerning the “healthiness” and “comfortability” as well as the improvement of the overall environment efficiency, the ventilation design of module C-1-4 is considered a better integrated proposal.


目錄
摘要  i
ABSTRACT  v
誌謝  vii
目錄  viii
表目錄  xii
圖目錄  xvi
第一章  緒論  - 1 -
1-1研究動機與目的  - 1 -
1.1.1研究動機  - 1 -
1.1.2研究目的  - 3 -
1.2研究範圍與內容  - 5 -
1.2.1 研究範圍  - 5 -
1.2.2 研究內容  - 6 -
1.3 研究架構與流程  - 7 -
第二章 文獻回顧探討  - 9 -
2.1 電腦教室使用狀況文獻探討  - 9 -
2.2 室內通風方式探討  - 10 -
2.2.1 機械通風理論  - 10 -
2.2.2 空調原理  - 10 -
2.2.3空調方式分類  - 12 -
2.2.4出風模式探討  - 14 -
2.2.5 出風口設置之配套  - 15 -
2.2.6空調設備影響通風換氣效率探討  - 16 -
2.3室內空氣品質探討  - 17 -
2.4環境因子評估指標之選定  - 19 -
2.5小結  - 21 -
第三章 研究方法  - 23 -
3.1電腦教室空間條件與變因設定  - 24 -
3.1.1 電腦教室背景設定  - 24 -
3.1.2高架地板設備之選定  - 25 -
3.1.3 變因設定  - 26 -
3.2實測儀器及方法  - 29 -
3.2.1自動連續量測法(Automatic Sampling Method, ASM)  - 30 -
3.2.2換氣效能量測─示蹤氣體量測方式  - 31 -
3.2.3 CO2濃度之評估原則  - 35 -
3.2.4換氣率ACH之評估原則  - 38 -
3.2.5 室內空氣齡指標與空氣交換率之評估原則  - 42 -
3.2.6  PMV、PPD溫熱環境之評估原則  - 47 -
3.3 CFD數值模擬解析  - 50 -
3.3.1 CFD計算流體力學於建築流場之應用  - 50 -
3.3.2 CFD數值模擬PHOENICS軟體使用流程  - 53 -
3.3.3 CFD數值模擬之解析方式  - 53 -
3.3.4 紊流模型選定  - 55 -
3.4 問卷設計  - 59 -
3.4.1 問卷調查內容  - 59 -
3.4.2 問卷調查方法  - 59 -
第四章 不同出風模式對電腦教室室內實驗結果探討  - 61 -
4.1電腦教室實測結果分析與探討  - 61 -
4.1.1 室內污染物濃度數值探討  - 61 -
4.1.2 室內換氣效率數值探討  - 65 -
4.1.3 溫熱環境數值探討  - 68 -
4.1.4 熱舒適效果數值探討  - 77 -
4.2 問卷結果分析與探討  - 80 -
4.2.1 受訪者特性分析  - 80 -
4.2.2 問卷調查統計結果分析  - 80 -
4.2.3 問卷與量測結果比較  - 87 -
4.3 小結  - 88 -
第五章 不同出風口設置對電腦教室數值解析模擬結果  - 91 -
5.1電腦教室空間之流場模擬  - 91 -
5.1.1解析計算域之假設  - 91 -
5.1.2 CFD數值解析步驟說明  - 92 -
5.1.3數值解析模型與邊界條件  - 93 -
5.1.4數值模擬模型格點系統設定  - 95 -
5.1.5數值模擬鬆弛係數與收斂條件設定  - 97 -
5.2電腦教室改善後數值模擬解析結果評估  - 99 -
5.2.1數值模擬解析結果  - 99 -
5.2.2實測數據結果與數值模擬解析比對驗證  - 106 -
5.3電腦教室預測模式之數值模擬解析結果  - 107 -
5.3.1預測模組數值模擬之設定  - 107 -
5.3.2數值模擬解析結果  - 108 -
5.4小結  - 114 -
第六章 結論與建議  - 117 -
6.1 研究結論  - 117 -
6.2 後續研究建議  - 120 -
附錄一 實測結果基本資料  - 121 -
附錄二 實測換氣率結果  - 140 -
附錄三 問卷樣本  - 140 -



參考文獻
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