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空間亮度評估模型之實證與分析應用

研究生:江文傑

指導教授:周鼎金

校院名稱:國立台北科技大學

系所名稱:建築與都市設計研究所

論文出版年:2018

論文摘要

    科技隨著時代在進步,現今人們對於室內空間的照明設計已不再只是單一型式,對於空間的明亮感受也不再僅侷限於滿足作業的需求,當室內光源以不同型式或不同排列組合之方式進行光環境設計時,會使室內照明環境產生不同明暗之變化與照度的分佈,此時空間所呈現的影像給予感受者的視覺觀感也就有所不同,因此室內設計師在照明設計上應考量空間的使用性質及整體燈具的配置,並加以了解室內環境在不同照度的分布情況下給予感受者之觀感,才能針對適合的照明型式做出正確的選擇,以達到室內環境品質之需求。藉此本論文以日本松下電工所提出之空間亮度評價指標「Feu」作為基礎,並延續前人所提出的「空間亮度評估模型」,利用實際量測與軟體模擬分析數據的差異性探討公式之準確度,透過10種不同空間類型共30個樣本數以專業儀器實際量測與DIAlux照明設計軟體模擬進行空間明亮感Feu值之比較分析。研究結果顯示實際量測與軟體模擬的數據透過計算各類型空間的誤差值介於0.61~9.86之間,經由統計SPSS線性迴歸分析計算得決定係數R2=0.93,顯示該數值相似性高,為可用之數據。空間亮度評估概念可運用於既有空間照明設計與改善,最後並透過實際案例進行應用之操作,以利於後續照明設計者在空間亮度評估之參考。

辦公室TAL照明形式之空間光分布對視覺舒適與節能之影響

研究生:米忻蕙

指導教授:周鼎金

校院名稱:國立台北科技大學

系所名稱:建築與都市設計研究所

論文出版年:2018

論文摘要

    目前我國辦公室照明普遍採用輕鋼架照明其手法為全般式照明,導致作業面附近與走道的照度過高造成能源浪費。國外文獻Task and Ambient Lighting,本文以TAL照明稱之,TAL照明透過減少環境照明的燈具功率,在維持作業面照度前提下減少耗能。而TAL照明的負面形象為空間容易產生陰暗感,使用者與鄰近者在工作溝通與業務流動時因垂直照度不足,臉部辨別造成視覺感受不佳。因此本研究以空間光分布指標V/S比及V/S比公式為基礎,以DIALux evo照明模擬軟體建立空間光分布模型,運用田口直交表選定控制與變動參數,以極差法、多指標綜合平衡法與SN信號雜訊比,探討空間光分布對視覺舒適與節能之最佳組合,本研究可歸納以下結論:

一、符合空間光分布指標與節能最佳化設計為環境照明200lux與作業面照明300lux為最佳化之組合,模擬結果均為V/S比1.2~1.8與LPD值15W/m2於規範值內。
二、符環境合輝度比與垂直照度之視覺舒適最佳化設計為環境照明150lux與作業面照明350lux、環境照明200lux與作業面照明300lux為最佳化之組合,模擬結果均為輝度比2:1至6:1與臉部垂直照度150lux於規範值內。
三、望目S/N比分析6×6m、6×12m與6×18m的空間形式,觀測者矢量位置為90°時,對臉部不易產生陰影,模擬結果V/S比1.2~1.8於規範值內。

照明設備的節能改善評估研究-以圖書館書庫與閱覽區為例

研究生:劉沛杉

指導教授:周鼎金

校院名稱:國立台北科技大學

系所名稱:建築與都市設計研究所

論文出版年:2017

論文摘要

    本研究以某大型圖書館書庫與閱覽區照明改善案例,經實際評估分析現況問題後,汰換舊有燈具依空間特性選用最合適之照明器具,於書庫區更換具節能標章T5燈具並加裝紅外線感應器(PIR),人員不在照明場域時可依設定時間自動點滅照明,閱覽區則更換為高發光效率LED燈具,研究案例經照明質量驗證及照明經濟評估分析,其整體節電效益達67.8%。另外檢討書庫熄燈率,在調閱期刊較頻繁之三樓書庫為64.4%,五樓專業書庫使用度偏低則為25.1%,確定改善後明顯確有節能效果。

    閱覽室在照度驗證部份,因目前讀者使用筆記型電腦和同時閱讀書籍漸趨普遍,本研究案例改善後照度模擬平均照度達295Lux,除降低環境照明至開放式閱覽室300Lux標準,配合閱覽桌之閱讀燈,其照度經實測達774Lux,亦符合閱讀區500Lux標準,更確認作業與環境照明(Taskand Ambient Lighting)之理念值得推廣。
    為符合以人為本的光環境,採問卷調查法評估,檢視讀者及館員對改善區照明視覺使用後之滿意度落差,以讀者對閱覽區整體照明環境品質滿意及非常滿意達70.3%,另以館員對密閉式書庫整體照明環境品質滿意及非常滿意僅達36%,究其主因為以往書庫內均整日開啟照明,改善後照度提高且符合標準,在採用PIR紅外線感應器後,使用者初期無法適應照明之自動點滅方式。

LED照明之照度、色溫度及照明方式之滿意度研究—以住宅空間為例

研究生:郭珮汝

指導教授:周鼎金

校院名稱:國立台北科技大學

系所名稱:建築與都市設計研究所

論文出版年:2017

論文摘要

    目前住宅的照明設計雖然有CNS12112住宅類規範及室內照明設計評估指標可供依循,但是室內設計業者在住宅照明設計這塊領域上,主要還是依據使用者的喜好提供空間適當的照度、色溫度與照明方式的建議。隨著LED燈具的普及跟製造技術的提升,消費者在使用習慣上是否會有不同於以往的選擇?

  本研究透過國內相關文獻的了解,目前CNS12112住宅類的規範在客廳、餐廳、臥室部分的全般照明的數值是偏低的,已不能滿足現代人的照度需求。而市面上LED燈具已逐漸取代傳統非LED燈具,但是目前LED燈具占住家燈具比例不到一半,所以本研究利用一個3房1廳1衛的住宅空間,全部裝設LED燈具的實驗場所,用統計方法找出現有住宅空間LED之照度、色溫度及照明方式之滿意度調查。研究結果發現在照度部分,CNS規範的建議數值在全般照明部分的滿意度最低,顯示現階段CNS的規範已經不能符合現代人在照度上的需求;局部照明部分對於用眼程度較大的活動,反而最不滿意超過1000 Lux的照度,顯示照度值不是越亮越滿意。色溫度的統計結果上,客廳、臥房、起居室對於可調色溫度的燈具滿意度最高;浴室及餐廳對於4000K光色的滿意度最高;書房及廚房對於4000K+6000K混和光色的滿意度最高。顯示住家環境中,以4000K光色為基礎的滿意度最高;活動種類較多的空間,會選擇可調色溫度的燈具,單純使用目的的空間不會選擇可調色溫度的燈具。在照明方式的統計結果顯示,客廳、臥房、起居室運用情境照明燈具的滿意度最高;餐廳運用主燈+間接照明的方式滿意度最高;廚房、浴室運用崁燈或投射燈方式的滿意度最高;書房運用崁燈或投射燈+間接照明的方式滿意度最高。
  研究結果顯示,隨著LED燈具的普及與製造技術的提升,消費者在使用習慣上有不同於以往的選擇,接待客人的場所及活動種類較多的空間,會使用可調整照度及色溫度的燈具,使用者對於燈具的需求不再只是要求照度及光色,現在LED燈具本身的變化更多元、控制的方式更便捷,不需要更換燈具,就可以滿足所有使用情境的需求。未來不再只是單一照度、色溫度的研究方向,可調整照度及色溫度燈具的研究應該會深入探討,更能符合現代人的需求。本研究結果提供給室內設計界,應用於住宅LED照明時的設計參考。

室內照明節能評估系統之研究

研究生:王冠翔

指導教授:周鼎金

校院名稱:國立台北科技大學

系所名稱:建築與都市設計研究所

論文出版年:2017

論文摘要

    近年來持續高漲的電費,讓許多民眾紛紛自發性的進行節能改善。由於高效率照明設備不斷推陳出新,加上照明設備的汰換成本較低,節能效果顯而易見,因此是多數民眾進行節能改善的首選。然而,傳統的照明規劃需透過複雜的公式運算與圖表檢索,而專業的照明模擬軟體則需先建置3D模型,加上市面上大量且種類多元的照明產品,對於照明知識不熟悉的民眾來說,實在是無所適從。

有鑑於此,本研究以光通量法結合資料庫運算,建置出可即時分析空間所需照明數量之評估系統;同時藉由國內CNS12112作為空間照度最低滿足條件,透過綠建築空間照明功率密度基準為空間用電密度最高限制,並搭配投資回收期法的分析,促使其成為一個介面簡潔、操作容易,且能兼顧照明節能與照明品質,並同時考量建置成本、維護成本與回收年限之照明節能評估系統。
經本系統驗證與應用,本研究提出以下結論供爾後進行照明規劃時作為參考:
一、應用光通量法結合資料庫運算可建置出高精確度之照明評估系統
二、比較照明節能效益時應考量初設及維護成本與電價的時間動態變化
三、相同燈具型式下功率小的光源可創造出節能且均齊度高的照明環境

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