第五章 非封閉式建築物的內壓特性
第二節 內壓的空間相關性
內壓與外部風壓間存在的相關性亦可驗證在淨風壓極值上的表現,基本上廠 房形式建築物內部空間的內壓在各不同部位均由甚佳的同步性,而外部風壓則因 空間位置不同彼此間差異極大。內壓與外部風壓如有較高的相關性,則表現在淨 風壓極值上將有甚高的值,本文將驗證開口對於內外壓相關性的影響。風壓與外 風壓的相關係數,由於開口區接近第一組構架位置,風向與屋脊平行時明顯的第 一組構架有較高的內壓相關性,如圖 5-6 所示。風攻角為零度時第一組構架在上 游分流區有開口,因此相關性較佳。而屋角部分的內外風壓相關性係數亦是以第 一組構架位置處的內外風壓較高。由前節有關淨風壓極值得討論,亦可發現山牆 上的開口如直接面對來流(風攻角 90 度)時,上游構架桿件位置區域所受的淨風壓 極值甚高,由相關性的檢討亦可作為驗證。
提高山牆面上的開口率為14%,如圖 5-7 所示,以位於開口附近的第三組構 架位置內外風壓相關性係數較高,且以風向平行於屋脊的條件下最為明顯,而在 屋頂角隅處內外風壓的相關性係數則比圖5-6(b)的情況略低。
提高開口率達到 28%時,如圖 5-8(a)所示,仍以風向平行於屋脊時有較佳的 相關性,屋頂角隅附近的相關性則在風攻角90 至 120 度間出現較高的正相關,此 時兩開口均落在側風接近下游區,外部氣流進入內部形成較佳的相關性。
綜合以上的情形顯示,內外壓的相關性較佳的情形多現在開口部直接面對來 流,則形成在開口部附近區域的內外壓相關性佳,如前述內部空間的內壓彼此間 有極佳的相關性,因此外風壓主導進入內部空間氣流的空間相關性,成為重要的 關鍵。由淨風壓極值的表現觀點,則顯示如在上游區建築物出現開口破壞,轉成 非封閉式建築物之後,在開口附近的表面披覆物將承受較高的風壓作用,正壓力 或負吸力均有可能,從而引發後續的破壞。
(a) gable/4x4/2
Coef. of correlation
frame 1 屋脊內外 frame 2 屋脊內外 frame 3 屋脊內外
Frame 3
Frame 2
Frame 1
wind
Coef. of correlation
frame 1右側屋角內外 frame 2 右側屋角內外
圖 5-6 具有主要開口率 7%,側牆與屋頂面開口之山形屋頂建築模型內
外風壓相關係數,(a)三組構架屋脊處,(b)構架右側屋角。
(資料來源:本研究整理)
(a) gable/4x8
Coef. of correlation
frame 1 屋脊內外
Coef. of correlation
frame 1右側屋角內外 frame 2 右側屋角內外
圖 5-7 具有主要開口率 7%,山牆單一開口之山形屋頂建築模型內外風
壓相關係數,(a)三組構架屋脊處,(b)構架右側屋角。
(資料來源:本研究整理)
(a) gable/8x8/08
Coef. of correlation
frame 1 屋脊內外 frame 2 屋脊內外 frame 3 屋脊內外
Frame 3
Frame 2
Frame 1 wind
Coef. of correlation
frame 1右側屋角內外 frame 2 右側屋角內外
圖 5-8 具有主要開口率 28%,相鄰牆開口之山形屋頂建築模型內外風壓 相關係數,(a)三組構架屋脊處,(b)構架右側屋角。
(資料來源:本研究整理)
拱形屋頂建築物模型亦有類似的表現,如有較大開口率且雙開口的條件下,
其相關性如圖5-9 所示,以第一組構架位置附近最佳,特別是在風攻角 120 度及 300 度附近,大開口正面對來流行成的共同尾流區,因此有較佳的相關性。屋頂 角隅負季則以風向平行屋脊現實的第一組構架位置附近較高。
(a) arch/8x8/5
-0.6
Coef. of correlation
frame 1 屋脊內外 frame 2 屋脊內外 frame 3 屋脊內外
Frame 3
Frame 2
Frame 1 wind
Coef. of correlation
frame 1右側屋角內外 frame 2 右側屋角內外
圖 5-9 具有主要開口率 28%,相鄰牆開口之拱形屋頂建築模型內外風壓 相關係數,(a)三組構架屋脊處,(b)構架右側屋角。
(資料來源:本研究整理)
屋頂面上有開口的情形下內外風壓相關性如圖5-10 所示,風攻角平行於屋脊
(a) arch/4x4/2
-0.8
Coef. of correlation
frame 1 屋脊內外 frame 2 屋脊內外 frame 3 屋脊內外
Frame 3
Frame 2
Frame 1 wind
Coef. of correlation
frame 1右側屋角內外 frame 2 右側屋角內外