實驗結果

本風洞實驗的目的為量測矩形建築物表面的時間平均壓力係數，量測得之表面 壓力係數可帶入通風模式中去計算建築物風壓之通風量與換氣率。由先前的模型實 驗得知：當建築物開口面積小於迎風面積6.5%時，建築物表面壓力不受開口之影響。

實驗時風洞的風速Uo = 10 m/s，紊流強度小於 1%。因模型為左右對稱，實驗的風向 角 = 0^o、22.5^o、45^o、67.5^o、90^o、112.5^o、135^o、157.5^o、180^o，實驗中模型為逆時 針旋轉。圖 4.8 為實驗時風向角與建築物表面夾角之示意圖，1、2、3、4 分別為建 築物的四個表面（逆時針旋轉）。

圖 4.8 風向角之示意圖(上視圖) 資料來源：本研究整理

圖4.9(a)為風向角 = 0^o時，迎風面的時間平均風壓係數Cp分佈圖，迎風面風 壓皆為正壓，風壓係數介於0.64 ~ 1.10 之間，分佈趨勢為左右對稱，壓力係數由中

U

1 2

3

4



央往左右兩邊減小，由下往上減小。最大值位於y/W = 0.3 ~ 0.7 之間，Cp最小值範 圍皆位於建築物迎風面之角落。圖4.9(b)為背風面的平均風壓係數分佈，圖中顯示背 風面之風壓值皆為負值，介於-0.4 ~ -0.7 之間，最大負壓位於兩側角隅，且高度越高 負壓值越大。而Cp最大值範圍位於z/H = 0.6 ~ 1.0 之間，Cp最小值範圍皆位於建築 物最接近地面處。

圖 4.9(c)為風向角 = 0^o時，模型側面平均風壓係數分佈圖，其風壓係數為負 值，側風面由上游往下游方向，負壓值呈現逐漸減小的趨勢。由流體力學的原理來 看，風流經建築物時，在迎風面左右側銳緣處產生分離現象，造成一個負壓區，因 此越靠近上風處，負壓值越大；並因而產生角隅渦漩。Cp最大值範圍位於y/D = 0.0 ~ 0.1 與 z/H = 0.15 ~ 0.3 交會之處，Cp最小值範圍皆位於建築物下游處，其Cp值介於 -1.0 ~ -0.8 之間。

圖4.10(a)、4.10(b)、4.10(c)、4.10(d)分為風向角 = 22.5^o時的表面1、2、3、4 面的平均風壓係數分佈圖。圖 4.10(a)顯示在此風向角下，表面 1 的表面壓力也皆為 正值，由上游往下游遞增。Cp最大值範圍位於y/W = 0.5 ~ 1.0 之間，Cp最小值範圍 則位於建築物上游處，Cp值介於0.4 ~ 1.0 之間。圖 4.10(b)顯示了第 2 面為負壓，而 負壓值皆由上游往下游遞減，Cp最大值範圍位於y/D = 0.0 ~ 0.05 與 z/H = 0.5 ~ 0.65 交會之處，Cp最小值範圍皆位於建築物上游處，Cp值介於-0.7 ~ -0.5 之間。圖 4.10(c) 顯示了第3 面為負壓，而負壓值皆由上游往下游遞減，Cp最大值範圍位於y/W = 0.0

~ 0.35 與 z/H = 0.5 ~ 1.0 交會之處，Cp最小值範圍位於z/H = 0.0 ~ 0.2 之間，Cp值介 於-0.6 ~ -0.4 之間。圖 4.10(d)顯示了第 4 面為負壓，而負壓值皆由上游往下游遞增，

Cp最大值範圍位於y/D = 0.9 ~ 1.0 與 z/H = 0.7 ~ 0.8 交會之處，Cp最小值範圍皆位於 建築物上游處，也就是y/D = 0.0 ~ 0.4 之間，其 Cp值介於-1.0 ~ -0.2 之間。

而風向角 = 45^o的第1 個面、第 2 個面的風壓係數分佈顯示於 4.11(a)、4.11(b)，

而第1 面的風壓係數為正壓，其正壓值由上游往下游遞增，Cp最大值範圍位於y/W = 0.8 ~ 1.0 之間，Cp最小值範圍也位於建築物上游處，Cp值介於0.0 ~ 0.8 之間。而第 2 面的風壓係數為負壓，其負壓值由上游往下游遞減，Cp最大值範圍位於y/D = 0.0 ~ 0.3 與 z/H = 0.55 ~ 0.9 交會之處，Cp最小值範圍也位於建築物上游處，Cp值介於-0.65

~ -0.4 之間。因為第 1 個面與第 4 個面對稱的關係，風壓係數相同。同樣地，第 2 個

面與第3 個面的風壓係數亦相同。

當風向角 = 67.5^o，建築物的第1 個的表面風壓係數會與風向角 = 22.5^o，建 築物的第4 個的表面風壓係數相同，風向角 = 67.5^o，建築物的第2 個的表面風壓係 數會與風向角 = 22.5^o，建築物的第3 個的表面風壓係數為對稱，風向角 = 67.5^o， 建築物的第3 個的表面風壓係數會與風向角 = 22.5^o，建築物的第2 個的表面風壓係 數為對稱，風向角 = 67.5^o，建築物的第4 個的表面風壓係數會與風向角 = 22.5^o， 建築物的第1 個的表面風壓係數為對稱。同樣地，風向角 = 90^o的第1 個面，會與 風向角 = 0^o的第2 個面與第 4 個面的風壓係數亦相同。而風向角 = 135^o的第1 個 面，會與風向角 = 45^o的第2 個面風壓係數相同。其餘的風向角可類推。

為了探討建築物通風是否會受到其他建築的影響，本研究之風洞實驗在距離建 築物模型前方0.6 m 處放置了一塊平板(高度 Hb = 0.4 m，寬度 Wb = 0.4 m，厚度 tb = 0.01 m)，量測建築物表面的壓力分佈。實驗結果發現：迎風面正中央(y/W = 0.5)，高 度z/H = 0.906 處外牆的風壓係數 Cpe1= 0.25，背風面正中央，高度 z/H = 0.906 處風 壓係數Cpe2= -0.17，風壓係數與無擋風牆的風壓係數(Cpe1= 0.88，Cpe2= -0.76)差距 頗大。換言之，建築物風壓通風會受到建築物周遭其他建築的影響。

圖 4.9(a) 風向角 = 0^o，迎風面(第 1 面)平均風壓分佈圖 資 料 來 源 ： 本 研 究 整 理

圖 4.9(b) 風向角 = 0^o，背風面(第 3 面)平均風壓分佈圖 資料來源：本研究整理

圖 4.9(c) 風向角 = 0^o，側面(第 2 面)平均風壓分佈圖 資料來源：本研究整理

圖 4.10(a) 風向角 = 22.5^o，第 1 面的平均風壓分佈圖 資料來源：本研究整理

圖 4.10(b) 風向角 = 22.5^o，第 2 面的平均風壓分佈圖 資料來源：本研究整理

圖 4. 10(c) 風向角 = 22.5^o，第 3 面的平均風壓分佈圖 資料來源：本研究整理

圖 4. 10(d) 風向角 = 22.5^o，第 4 面的平均風壓分佈圖 資料來源：本研究整理

圖 4.11(a) 風向角 = 45^o，第 1 面的平均風壓分佈圖 資料來源：本研究整理

圖 4.11(b) 風向角 = 45^o，第 2 面的平均風壓分佈圖 資料來源：本研究整理

圖 4.12 擋風牆對表面風壓影響之實驗配置圖(側視圖) 資料來源：本研究整理

風速計

Data Logger

PC 壓力計

2.6 m 轉盤

0.6 m Hb

tb