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智慧照明控制系統之選用評估研究

研究生:張清山

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

    智慧照明控制系統的發展已有數十年的歷史,最初以電磁式觸點控制進行關開燈光之控制,光源則以白熾燈作為開端,隨著照明科技與技術的發展,燈具由日光燈到節能燈,水銀燈到高壓鈉氣燈、複金屬燈,以及半導體LED燈等新光源的推出,及開發出自動調光控制方式如電阻器式、電感器式、變壓器式、繼電器式等,形成初期的智慧照明控制系統,但這種類型的智慧化控制的過程複雜且控制範圍小,嚴格說只達到半智慧化而已,尤其在健康照護、便利舒適、安全監控、節能管理等理念的實現上更需要進一步的技術發展。而隨著網際網路、物聯網及雲端計算時代來臨,無線照明控制技術成熟,全智慧化照明控制系統是有機會實現的,因此,智慧照明控制系統之選用評估模式建立與應用是具研究價值的議題。 本研究操作主要分成四個部分:第一部分為文獻回顧與探討,其內容為智慧照明之技術發展與未來展望、智慧照明之基本原理及控制技術、不同類型建築空間之智慧照明選用及設計原則、模糊德爾菲法與層級分析法之理論探討等,作為本研究的前沿理論基礎;第二部分為智慧照明控制系統管理平台,其內容為健康照護管理平台、便利舒適管理平台、安全監控管理平台。此部分之研究成果作為下一階段選用評估系統建構的基礎,也是選用評估層級架構的主要內容;第三部份為智慧照明控制系統之選用評估模式建立,其內容為智慧照明控制系統之選用評估層級架構、智慧照明控制系統之選用評估因子之權重值。此部分之研究重點主要是運用群體決策之模糊德爾菲法與多屬性決策之層級分析法進行本研究之理論建構,藉以發展「智慧照明控制系統之選用評估指標系統」的方法論;第四部份為智慧照明控制系統之選用評估模式應用,其內容為選用評估之指標系統分析、選用評估之不同類型建築空間之權重分配、不同類型建築空間之選用評估之操作模式。此部分之研究重點主要是做為日後規劃者與使用者對不同類型建築空間之選用評估智慧照明控制系統時之參考。 本研究成果可歸納為以下之結論:

(1) 全體規劃者與使用者對四個面向之權重值為健康照護(0.265)、便利舒適(0257)、安全監控(0.283)、節能管理(0.194)。以「安全監控」為最優先決策之選用指標。

(2) 由4個面向之不同分群體之權重值得知:校長分群體最重視「安全監控」;建築師分群體最重視「健康照護」;機電技師分群體最重視「便利舒適」;老師分群體最重視「便利舒適」;從業人員分群體最重視「安全監控」。

(3) 運動設施空間具共通性之最優序位之評估指標為「避免頻閃」、「一鍵式全開全關的功能」、「時程管理設定」、「安全性」、「行進障礙照明」、「避難方向指標燈」、「建立能耗標準與量測系統」。

(4) 辦公空間具共通性之最優序位之評估指標為「晝光節能利用」、「安全性」、「行進障礙照明」、「建立能耗標準與量測系統」。

(5) 教室空間具共通性之最優序位之評估指標為「避免頻閃」、「建立能耗標準與量測系統」。

(6) 家居空間具共通性之最優序位之評估指標為「避免頻閃」、「安全性」、「行進障礙照明」、「建立能耗標準與量測系統」。

具有害氣體偵測並提供警示功能之LED球泡燈照明裝置研究

研究生:許鐸鏗

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

     近年來室內空氣健康危害的議題逐漸被大家所重視,居住安全意識漸漸興起,有鑒於此,行政院於100.11.23制定「室內空氣品質管理法」,並對室內環境有害氣體之標準值進行規範(室內空氣品質標準),二氧化碳(CO2)為1000ppm、一氧化碳(CO)為9ppm、甲醛(HCHO)為0.08ppm,且對管理方法及罰鍰制定相關規定。一般室內常見警報裝置為定點式警報蜂鳴器,然而當環境背景音源的影響,例如室內有高分貝設備運作時,將導致警報警示音無法傳遞而發生災害。換言之,以警示音作為提示災害發生之機制,於背景音源吵雜環境或聽覺障礙(例如失聰障礙者、聽覺退化之老年人)狀況下,均將失去其警示效果,而導致災害的發生。本研究成果為一種具有害氣體偵並提供警示功能之LED球泡燈照明裝置,裝置本身具有可偵測危害氣體元件,當偵測值大於設定警戒值時,可立即進行照明光源色溫轉換,將有害氣體異常變化之狀況,以視覺提示方式傳達於環境中人員。本研究分為三部分,首先以TRIZ研發理論分析評估適合的開發裝置,二為硬體構造,研究方法主要採SketchuUp、Netfabb及3Dprint,進行構架設計與製作,三為電路控制軟體,研究方法主要採Arduino、Fritzing,進行系統迴路運作規劃,目前已完成實體裝置開發,並進行有害氣體實測及數值調校階段。

環境中行人尺度眩光調查研究-以臺北市為例

研究生:周宜君

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:2016

論文摘要

     電燈發明及能源開發使得人類有許多活動可持續在夜晚發生,如商辦營業、體育賽事、起居生活等。但也因為照明設備的普及化、發光效率提高和價格降低,造成燈具過量或照明設計不良而耗費能源;不適當的照明不僅會讓人產生視覺疲勞、眩光問題,生理狀態改變,甚至可能影響了鄰近動植物的生長狀況與行為模式。

是故,本研究以行人尺度出發,進行臺北市區夜間光環境之眩光調查,藉由本研究之實地觀察與語意問卷分析以了解吾人所處的光環境中所發生的眩光問題,蒐集臺北市區在使用人工照明器具或其它材料時而產生的眩光狀況,探討其造成行人的心理影響與環境氛圍。

 

教室照明人感控制之節能效益研究

研究生:王小瀋

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:2016

論文摘要

      學校節能具有示範引導作用,教室是學生使用的主要場所,照明需求高,燈具數量多,在學校節能推行上教室照明不可或缺。各學制普通教室上課時間固定,照明的手動控制單純,不易發生教室無人時燈光未熄狀況,但大學特殊用途教室有長時間使用、學生進出頻繁、在場人數起伏變化大,形成人少或無人時教室燈光未相對熄燈現象,應就其照明控制之節能加以探討。國立臺北科技大學建築系453教室為具工作室性質的班級教室,有44個座位,於平頂分3迴路橫向配置 8排5列共40組T5雙燈管燈具,壁面設置每排燈1個手動控制開關。本研究就其現有照明迴路設置人員感知控制設備,藉由相關文獻與技術資料及實際測試分析,評估節能效益。結果呈現:節能率以前期手動控制最佳(53%),延遲關燈時間10分鐘之人感控制次之(33%),其次為後期手動控制(22%),延遲關燈時間20分鐘之人感控制最差(20%);顯示出確實做到手動關燈時,節能效率最佳。由於不易達成,故裝置被動式紅外線人員感知控制設備輔助,二者並行為較佳方式。

 

大理石廢料與LED照明結合應用之研究

研究生:王忠偉

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:2016

 

 

論文摘要

      臺灣具有豐富的石材資源,其中,大理石的紋路、色彩多元使其成為各式物品之重要石材,但實地走訪大理石切割廠,發現切割後之大理石廢料相當多,卻無法為業者使用,造成自然資源之浪費。考量燈與人們生活環境息息相關,而目前燈具普遍使用塑膠、鐵、鋁等製成,較不具備環保之特質,故本研究將LED照明結合大理石廢料,以期創造大理石廢料之價值,並製造更環保之照明設備。
      研究使用問卷調查消費者對大理石綠色燈具之購買意願,並探討 (功能價值、社會價值、情感價值、附加價值、嘗試價值)對消費者選擇大理石綠色燈具之影響,結果顯示僅情感價值及附加價值會影響消費者對大理石綠色燈具之購買意願假設成立,而功能價值(品質、價格)會影響消費者對大理石綠色燈具之購買意願假設不成立、社會價值及嘗試價值部分,尚難判定是否會影響消費者對大理石綠色燈具之購買意願。另本研究實作大理石LED燈泡,討論大理石廢料塑型之可行性,以及大理石LED燈泡之溫度、亮度之穩定型等,研究結果顯示使用70%至75%之大理石粉末加上25%至30%之塑膠,最容易使大理石粉末塑形,且大理石廢料製成的商品重量與塑膠製成商品並無明顯差距;此外,經過本研究對大理石LED燈泡溫度及亮度測試,證實使用大理石粉末製成之燈座並不會影響燈泡的亮度,大理石LED燈泡確實符合本研究期待之品質。

 

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