專技高考-建築師建築環境控制113 年第 23 題單選題
位於嘉南平原空曠處獨棟住宅面南房間,有一面總面積15 m2之半磚外牆(U=3 [W/(m2⋅K)],預計開一8 mm厚玻璃窗及一塑鋼門,窗戶面積(含5 cm寬塑鋼窗框)1 m2,門的面積(含5 cm寬塑鋼門框)2.5 m2,假設門窗框為同一材質,且門窗安裝後,達到完全氣密。在夏季連續晴天、夜間外氣溫低於室溫的狀況下,下列何者正確? 熱傳透率Ui [W/(m2⋅K)] 日光輻射熱取得率(SHGC) 8 mm玻璃 6.0 0.5 塑鋼窗窗框 1.5 塑鋼門 1.5 半磚外牆 3.0
A改裝後,有空調狀態下,日間空調耗能比改裝前低
B改裝後,無空調狀態下,白天達到穩態時,比改裝前的室內溫度高正確答案
C改裝後,無空調狀態下,夜間室內溫度降低較慢
D改裝後,有空調狀態下,夜間空調耗能比改裝前高
B正確答案
建築外殼開窗後,白天因玻璃 SHGC 引入大量太陽輻射熱,導致無空調穩態室溫升高;夜間無輻射熱,耗能與降溫速率取決於 U 值與整體熱容量。
為什麼答案是 B
無空調白天穩態時,室內溫度由熱平衡決定。改裝後玻璃 SHGC 高,太陽輻射熱大量進入室內。為平衡增加的得熱量,室內溫度必須升高以增加向外散熱的溫差,故室溫較高。
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完整詳解
Pro · 無限重點 建築外殼開窗後,白天因玻璃 SHGC 引入大量太陽輻射熱,導致無空調穩態室溫升高;夜間無輻射熱,耗能與降溫速率取決於 U 值與整體熱容量。
看到「白天、無空調、穩態」直接找 SHGC(太陽射熱取得率)。玻璃 SHGC=0.5 會大量吸熱,為達熱平衡室溫必升,秒選 B。
逐選項分析
A✕
日間有空調時,冷氣負荷包含傳熱與太陽輻射熱。玻璃 SHGC=0.5 會引入大量太陽輻射熱,大幅增加冷氣負荷,因此日間空調耗能會比改裝前高,而非較低。
B✓ 正確
無空調白天穩態時,室內溫度由熱平衡決定。改裝後玻璃 SHGC 高,太陽輻射熱大量進入室內。為平衡增加的得熱量,室內溫度必須升高以增加向外散熱的溫差,故室溫較高。
C✕ 陷阱
夜間降溫速率取決於熱容量與 U 值。實體牆熱容量大,改為門窗後整體熱容量大幅降低;且玻璃 U=6.0 散熱快。熱惰性變小,夜間室內溫度降低應較快,而非較慢。
D✕
夜間無太陽輻射,空調耗能取決於整體 UA 值。塑鋼門 U=1.5 優於半磚牆 U=3.0,置換後整體 UA 值降低(傳熱負荷減少),因此夜間空調耗能應比改裝前低。
建築外殼改裝門窗前後熱性能比較
| 狀態 | 主導參數 | 日間影響 | 夜間影響 |
|---|
| 改裝前 (全實體牆) | U值、熱容量 | 無輻射熱進入,室溫較低 | 熱容量大,降溫慢,UA值較高 |
| 改裝後 (含門窗) | SHGC、U值、熱容量 | SHGC引入輻射熱,室溫升高 | 熱容量小降溫快,UA值降低耗能少 |
本題最大陷阱是「只比較 U 值而忽略 SHGC」。考生若只看到玻璃 U=6.0 大於牆壁 U=3.0,可能誤判白天室溫或耗能。必須注意白天有太陽輻射,SHGC 帶來的輻射熱才是主導因素。