第五章 建物自然通風數值模型資料庫
第六節 建物自然通風數值模型資料庫建制
在得到建物的 CFD 通風模擬結果後(圖 5-12~15)，可以得知在不同開 窗模式下的室內平均風速值。而也為了使通風管理決策系統能根據第三章 所提出之「建物室內通風最佳化決策模式」進行推估與決策建議，本研究 將進一步將上述 CFD 模擬分析之數值儲存到資料庫中，以發揮後續資料管 理及使用之效能。此外，由於通風決策系統必須將 CFD 的資訊顯示在建物 BIM 模型之中，因此在資料庫中也必須將 BIM 3D 模型與 CFD 模擬分析資 料進行整合。圖 5-25 為上述資料庫整合之示意圖，主要夠過「建物自然通 風數值模型資料庫」的設計，整合 CFD 模擬分析資料並串連 BIM 3D 模型 資料。
圖 5-35 建物自然通風數值模型資料庫架構圖 資料來源：本研究繪製
本架構選擇以 MySQL 資料庫系統作為「建物自然通風數值模型資料 庫」架構之基礎，其主要原因為 MySQL 資料庫系統效能高、查詢速度快、
可擴充性佳，是為業界常用的資料庫系統。
在此將以研究案例之既有 Revit 專案 BIM 3D 模型資料與 CFD 模擬分 析資料為主要對象，透過建立一個能有效整合 BIM 3D 模型與 CFD 模擬分 析資料之核心資料庫，串聯兩者資訊之核心項目，並以此為基礎，依照後 續建築室內通風決策之需求擴充系統之資料庫，以利所有資訊之串聯。「建
物自然通風數值模型資料庫」主要包含：CFD 模擬分析資料、BIM 3D 模 型資料兩部分，分述如下：
一、CFD 模擬分析資料：
根據本章第五節所得之室內自然通風模擬結果，以及第三章之自然通 風決策模式，可知本研究所需的 CFD 模擬分析資料包括：室內通風組合(Si)、
室外風向角(D)、室內平均通風風速(Um)，分述如下：
室內通風模式：根據第二節研究案例概述可知通風口共有三處，在扣 除無法形成有效通風的模式後，室內通風模式共有 4 種，其分別為：全開 (AO)，關北側窗(CN)，關東側窗(CE)，關南側窗(CS)。
室外風向角：根據第五節風洞試驗之設定每 22.5°為間隔來分隔風向，
故此處資料為 16 組風向角，其分別為：北、北北東、北東、東北東、東、
東南東、南東、南南東、南、南南西、南西、西南西、西、西北西、北西、
北北西。
室內平均通風風速：根據第三章之設計，室內平均通風風速為室內整 個空間內之平均風速，本研究將圖 5-12 至 5-15 所得到平均風速等值圖轉 化為整個空間內之平均風速。同時可從 5-12 至 5-15 中得知每一種室內通 風模式(共 4 種）與每一組室外風向角(共 16 組)的組合皆會有一筆對應之室 內平均通風風速。故室內平均通風風速共有 64 個。
二、BIM 3D 模型資料：
為了使 CFD 的結果能反應在 BIM 3D 模型中，建物自然通風數值模型 資料庫也必須提供各 CFD 模擬分析資料所對應之建物空間資訊。根據上述 之 CFD 模擬所需資料，其應實際對應的 BIM 空間資訊應僅包括各樓層平 面及其通風窗口之物件。透過 CFD 中的室內通風組合與 BIM 模型中的通 風窗口進行串聯，即可透過資料庫之操作快速求得各室內通風模式所對應 之窗口樓層與位置。
為了將 Revit 建模軟體所建立之 BIM 3D 模型資料匯入本架構之 BIM 3D 模型資料庫中，根據本研究之 BIM 3D 模型資料匯入資料庫流程，如圖 5-26 所示，需於 Revit 建模軟體中透過 ODBC 的方式將資料匯入本研究所 使用之 BIM 3D 模型資料庫中。
圖 5-36 Revit 模型資料匯入 BIM 3D 模型資料庫流程圖 資料來源：本研究繪製
依據上述資料分析之結果，建物自然通風數值模型資料庫之 ER-model 設 計 如 圖 5-27 所 示 。 各 實 體 (entity) 、 屬 性 (attributes) 及 相 關 的 關 聯 (relationship)分述如下
圖 5-37 建物自然通風數值模型資料庫實體關聯圖 資料來源：本研究繪製
實體(entity)：
建 物 自 然 通 風 數 值 模 型 資 料 庫 中 之 實 體 分 別 為 ， 「 模 型 構 件 (Model_element)」、「通風口(Vent)」、「通風群(Ventilation_group)」、
「風向角(Wind_direction_angle)」、「通風模式(Ventilation_mode)」、「CFD 室內風場網格(Indoor_wind_field_grid)」。故建物自然通風數值模型資料庫 中，包括上述 model_element、vent、ventilation_mode、wind_direction_angle、
ventilation_group、indoor_wind_field_grid 六張實體資料表(table)。
屬性(attributes)：
「模型構件(Model_element)」中包括構件 id，構件名稱以及構件所處 之位置；「通風口(Vent)」中包括通風口 id 與通風口名稱；「通風群 (Ventilation_group) 」 中 包 括 通 風 群 id 與 通 風 群 之 名 稱 ； 「 風 向 角 (Wind_direction_angle) 」 中 包 括 了 風 向 角 id 、 風 向 角 之 起 始 角 度 (Lover_bound angle)與終始角度(Upper_bound angle)及各風向角對應各通 風 模 式 之 室 內 平 均 風 速 (Avg_indoor_wind_speed) ； 「 通 風 模 式 (Ventilation_mode)」中包括通風模式 id、名稱及此通風模式下各個通風群 的 開 裝 狀 態 (Status) 。 之 室 內 平 均 通 風 風 速 。 CFD 室 內 風 場 網 格 (Indoor_wind_field_grid)則包括各風向角在對應不同開窗模式時，透過預先 CFD 模擬分析所求得之室內風場網格各點之格點編號(Point_ID)、風向 (Wind_speed)及風速(Wind_direction)。