研究課題 – 室內空氣品質相關課題 Indoor Air Quality

負壓病房氣流控制  Airflow control in Negative Pressure Ward

因應全球疫情持續延燒,臺灣人齊心對抗病毒,成功的守住疫情,已經成為國際模範生,但現在,我們面臨全球日益嚴峻的疫情,必須做好打持久戰的凖備。 為了維持台灣現有的優勢,主動防範於未然,台灣必須超前部署,面對未來病毒持續攻擊的風險做好準備,以台灣高水準的醫療與建築專業,提前部署設計未來的緊急檢疫醫院,以守護台灣這塊防疫綠洲。臺灣除了要保護自己,更不能獨善其身,除了與世界共同防疫成功,更要以開放、互助的精神,無私地跟世界分享台灣對於未來緊急部署檢疫醫院的概念與做法,只有充分的國際分享與合作,才能確保全世界能贏得這場戰役。

2020年4月,成大在兩週內組織跨醫學、建築、工程的研發設計團隊,研發出模矩化的「移動式緊急部署檢疫醫院原型QurE」,為能夠迅速組裝的單人套房式負壓隔離病房。而負壓病房的重點為氣流控制,需考量污染物排放方式、醫師行為、動線規劃等,進行詳細的整合設計,以避免污染物於室內擴散而造成感染風險。本研究室協助進行負壓隔離病房的氣流分析,確認氣流流動之空間順序為「潔淨區 → 準備區 → 污染區」,並探討室內不同出風與回風的位置,以確保污染物可有效排除。

QurE 網站:https://qure.gs.ncku.edu.tw/facilities-utilities/air-flow-analysis

BIM model (by:吳典育建築師)“QurE, NCKU Can Help!” QurE設計團隊與示範屋合影。負壓病房氣流模擬

調濕建材與建築濕氣控制  Moisture Buffering Material & Indoor Humidity Control

台灣位於亞熱帶氣候區,平地都市之年平均相對濕度均在75%以上,室內的高濕度環境提供室內建材表面之黴菌等微生物的良好生長條件,間接造成室內空氣的生物性污染,對室內人員的健康造成威脅。許多國外研究指出利用多孔質建材的調濕效果可以減少室內濕度的變動幅度以改善濕氣的相關問題,是相當有效的被動式控制手法。然而,台灣的相對濕度變動常在高濕度範圍,緩和變動幅度並非有效對策,而是需要積極除濕。
本研究團隊針 對台灣高溫多濕氣候下採用調濕建材時之應用手法進行研究,以恆溫恆濕槽進行ISO標準實驗,求取建材的濕氣物性(濕氣傳導率、平衡含水率以及吸放濕能力) 之後,利用美國能源局DOE(Department of Energy) 所開發之Energy Plus數值模擬軟體,以HAM精算法與EMPD簡算法進行探討。

目前進行中的課題有:
[1]  建材濕氣物性的量測與資料庫的建立
[2] 建材吸放濕氣模擬簡易計算法於台灣氣候下之應用
[3] 台灣氣候下調濕建材與換氣策略併用之設計模式提案
[4] 以黴菌發芽模型探討調濕建材對降低室內風險之性能

恆溫恆濕槽有無調濕建材的模擬結果(室內相對濕度)以黴菌發芽模型評估室內空氣品質

揮發性有機化合物吸附建材  VOCs Absorptive Material

隨著2012年室內空氣品質管理法的實施,台灣的室內空氣品質邁向了一個新的里程碑。利用多孔質建材來吸附室內化學性污染物質,藉以緩和與控制室內濃度的變動,是一種近年來備受重視的被動式控制手法。然而,雖然吸附性建材的試驗法(ISO, JIS, CNS等)已經確立,但均為恆溫恆濕、等換氣量的條件下的探討。面對室內伴隨著不同的使用行為,所造成之變動溫濕度與換氣條件下,吸附性建材的 長期性能以及對居住者健康的影響仍有待理解。本研究首先以小型環控箱進行ISO標準實驗,以求取建材吸附之性能。因目前商用軟體難以解析吸附性建材於室內 長期性能,本研究以Fortran語言編寫解析程式,求解建材內部熱與物質擴散方程式,探討建材與室內空間之間的熱與物質擴散現象。

目前進行中的課題有:
[1] 吸附性建材長期降低室內甲醛濃度之模擬
[2] 吸附性建材性能實驗與資料庫之建立

以實驗求取吸附建材在不同溫度下的Langmuir等溫方程式採用吸附建材與否之室內濃度統計(長期模擬結果)