以臺灣所在緯度而言，下列那一部位的建築外殼全日所接受的總日射量最多？

本題考點

日射量與受照面方位、傾角的關係。考生要理解太陽高度角隨緯度與時間變化，以及「入射角餘弦定律」與天空視野如何決定建築外殼各部位一天累積的日射量。

正解理由

直達日射照到某一面上的強度，等於法線方向日射強度乘以入射角的餘弦，太陽光越接近垂直該面，接受量越大。臺灣位於北迴歸線附近的低緯度地區，太陽在一年中大部分時間、特別是中午前後，高度角都很高，光線接近垂直地照在水平面上，卻以很斜的角度掠過垂直牆面。再從時間看，屋頂水平面從日出到日落整天都朝向天空，任何時刻只要太陽在地平線上就照得到；垂直立面則只在太陽位於該立面前方時才有直達日射。

加上水平面朝向整個天空穹頂，接收的天空漫射日射也比只朝向部分天空的垂直面多。直達與漫射兩者都由水平屋頂取得最多，全日累積總量因此最大，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   東向立面不是全日總日射量最多的部位。東牆只在上午太陽位於東方天空時接受直達日射，清晨太陽高度低、入射角接近垂直於牆面，量雖可觀但持續時間短；過了中午太陽轉到西側，東牆只剩漫射日射。單日累積量不及整天受照的水平屋頂。

2. (B)

   西向立面同樣不是最多的部位。從幾何上看，西牆與東牆對稱，只在下午受直達日射，晴天條件下單日累積量與東牆相近。西曬讓人感覺特別熱，原因是下午的高日射與一天中較高的外氣溫度同時發生、室內又已累積熱量，這是熱負荷的時間疊加，不代表西牆的總日射量超過屋頂。

3. (C)

   南向立面也不是最多的部位。在高緯度地區，冬季太陽高度低，南牆可接受大量日射；但在臺灣這種低緯度地區，夏季中午太陽高度角很高，光線幾乎平行於南牆掠過，入射角餘弦很小，南牆受照量反而偏少，夏至前後太陽甚至在北側天空升起與落下。南牆的優勢只出現在冬季，就全日總量而言仍不及水平屋頂。

4. (D)

   屋頂水平面全日所接受的總日射量最多，符合題目所問。它整天朝向天空、日照時間最長，中午高太陽高度角下入射角最小，且對天空漫射的視野最完整，三個因素都對水平面最有利。

記憶點