第五章 結論與建議
第二節 建議
根據研究發現，本研究針對低層廠棚式建築物風載重評估，提出下列具 體建議。以下分別從立即可行的建議、及長期性建議加以列舉。
立即可行之建議：
1.國內耐風設計規範局部風壓係數的檢討：
主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：內政部營建署、行政院公共工程委員會
國內耐風設計規範所建議的低層建築物表面局部外風壓係數在部分建築 物角隅或分流點附近，本研究中有出現不夠保守的現象，應進一步探討修正，
建議放大因子。並應增加考慮不同風攻角的影響性，與國外規範及文獻資料 比對，作為修訂參考。
長期性建議：
1.耐風設計規範中組合載重設計方式的建立：
主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：內政部營建署、行政院公共工程委員會
本研究採用相關性積分法，推估最大等值靜載重的推算結果顯示，產生 最大結構的結構反應載重型態多為偏一側的分布型態，因此利用規範建議的 外風壓係數，再配合組合載重模式的分析應屬必要的。建議就國內常採用的 低層建築物結構系統，研擬相應組合載重的設計建議與程序，同時增加不同 風攻角作用的修正因子。
2.低層建築物附屬建物對耐風性能的影響性 主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：內政部營建署、行政院公共工程委員會
為建立更具實務應用性的低層建築物風載重評估模式，除基本建築物構 形的風載重特性研究，不同尺度比例的附屬建物對於風載重的影響應盡速建 立可用的設計參考資料，提供合適的放大或折減因子，建立檢核表，反映實 務上大量存在於低層建築物外部的附屬建物對於設計風載重的影響，避免不 當的附屬建物配置影響建築物安全，並可提供建管單位對此類建築物更有效 的管理或審查依據。
參考文獻
1. 「最新建築技術規則」，2005，詹氏書局。
2. 「建 築 物 耐 風 設 計 規 範 及 解 說 」，2004，內政部建築技術審議委員 會，建築物耐風設計規範審查專案小組。
3. 陳若華，鄭啟明，郭誠豐，王珮茹，2000，「邊界層流場中矩斷面柱體 表面風壓特性之風洞實驗研究」，中華民國第二十四屆全國力學會議，
中壢市中原大學，國科會計畫編號：NSC 89-2211-E-270-001。
4. 陳若華，蔡明樹，傅仲麟，2002，「大氣邊界層中雙排矩形建築氣動力 特性研究」，中華民國第六屆結構工程研討會，屏東縣墾丁，國科會計 畫編號：NSC 90-2211-E-270-001。
5. 陳若華， 2006，「低 層 建 物 屋 頂 面 風 載 重 特 性 研 究 」，中華民國第八 屆結構工程研討會，南投日月潭。
6. American Society of Civil Engineering, “Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures,” ANSI/ASCE 7-98, 2000.
7. American Society of Civil Engineering, “Guide to the use of the wind load provisions of ASCE 7-98,”ASCE, 2000.
8. American Society of Civil Engineering, “Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, ANSI/ASCE7-02, 2002.
9. Architectural Institute of Japan, “AIJ Recommendations for Loads on Buildings,” AIJ, 1996
10. Alfredo H-S. Ang, Wilson H. Tang, 1975, “Probability Concepts in Engineering Planning and Design, Volume I--Basic Principles,” published by John Wiley & Sons, Inc.
11. Best, R.J. , J.D. Holmes, Use of eigenvalues in the covariance integration method for determination of wind load effects, J. Wind Eng. Ind. Aerodyn.
13 (1983) pp.359-370.
12. Bienkiewicz, B., H.J. Ham, Y. Sun, Proper orthogonal decomposition of roof pressure, J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 50 (1993) pp.193-202.
13. Bienkiewicz, B. , Y. Tamura, H.J. Ham, H. Ueda, K. Hibi, 1995, Proper orthogonal decomposition and reconstruction of multi-channel roof pressure, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.54/55, pp.369-381
14. Canadian Commission on Building and Fire Codes, National Research Concil of Canada, “National Building Code of Canada 1995, (NBC1995)”
15. Canadian Commission on Building and Fire Codes, National Research Concil of Canada, “User’s Guide – NBC 1995 Structural Commentaries (Part 4)”
16. Chen, Jwo-Hua, Ming-Su Tsai, 2-5, September, 2002, “A Preliminary Study on Aerodynamic Characteristics of the Central Cylinder of Three Cylinders in Atmospheric Boundary Layer”, Proceedings of the 4th international conference on structural dynamics, Munich, Germany.
17. Chen, Jwo-Hua, August, 2002, “A study on the Characteristics of Surface Pressure of Rectangular Cylinder in atmospheric Boundary Layer”, The Second International Symposium on Advances in Wind and Structures (AWAS ’02), Pusan, Korea.
18. Chen, Y., G.A. Kopp, D. Surry, 2002, Interpolation of wind-induced pressure time series with an artificatial neural network, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.90, pp.589-615.
19. Cheung, J.C.K., J.D. Holmes, W.H. Melbourne, N. Lakshmana, 1997, Pressures on a 1/10 scale model of the Texas Tech Building, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.69-71, pp.529-538 20. Cochran, L.S., J.E. Cermak, 1992, Full- and model-scale cladding pressures
on the Texas Tech University experimental building, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.43, pp.1589-1600
21. Cook, N.J. & J.R. Mayne, “A Refined Working Approach to the Assessment of Wind Loads for Equivalent Static Design”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.6, p.p.125-137, (1980).
22. Cook, N.J. & J.R. Mayne, “A Novel Working Approach to the Assessment of Wind Loads for Equivalent Static Design”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.4, p.p.149-164, (1979).
23. Delville, J. , L. Ukeiley, L. Cordier, J.P. Bonnet and M. Glauser, 1999, Examination of large-scale structures in a turbulent plane mixing layer. Part I. Proper orthogonal decomposition, Journal of Fluid Mechanics, Vol.391, pp.91-122
24. Fang, Fuh-Min, Y.J. Li, J.C. Chen, R.H. Chen, J.M. Ueng, Oct. 21-24, 2001,
“Dynamic Response of a Suspended Bridge with a Rectangular Cross-Section”, The fifth Asia-Pacific Conference on wind Engineering, Kyoto, Japan.
25. Ginger, J.D., G.F. Reardon, B.J. Whitbread, 2000, “Wind load effects and equivalent pressures on low-rise house roofs”, Journal of Engineering
Structures, Vol.22, pp.638-646.
26. Holmes, J.D. , R.J. Best, An approach to the determination of wind load effects on low-rise buildings, J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 7 (1981) pp.273-287.
27. Holmes, J.D. , Analysis and synthesis of pressure fluctuations on blu bodies using eigenvectors, J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 33 (1990) 2192230.
28. Kareem, A. , J.E. Cermak, Pressure fluctuations on a square building model in boundary-layer flows,, J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. 16 (1984) pp.17-41.
29. Levitan, M.L., J.D. Holmes, K.C. Mehta, W.P. Vann, 1991 Field measurements of pressures on the Texas Tech building, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.43, pp.1577-1588
30. Levitan, M.L., K.C. Mehta, 1992a Texas Tech field experiments for wind load. Part I : building and pressure measuring system, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.43, pp.1565-1576
31. Levitan, M.L., K.C. Mehta, 1992b Texas Tech field experiments for wind load. Part II : meteorological instrumentation and terrain parameters, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.43, pp.1577-1588
32. Mayne, J.R., 1979, The Estimation of Extreme Winds, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.5, p.p.109-137
33. Michael Kasperski, 1996, Design wind loads for low-rise buildings : A critical review of wind load specifications for industrial buildings, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.61, p.p.169-179 34. Peterka, J.A. 1983, Selection of Local Peak Pressure Coefficients for Wind
Tunnel Studies of Buildings, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.13, p.p.477-488
35. Simu, E. & R.H. Scanlan, “Wind effect on structures”, Wiley-Interscience, John Wiley & Sons, 3rd. edition, 1996.
36. Standards Australia, “AS/NZS 1170.2 2002”
37. Standards Australia, “AS/NZS 1170.0 Supplement 1 : 2002”
38. Tamura, Y. and Suganuma, S. 1999 Proper orthogonal decomposition of random wind pressure field, Journal of Fluid and Structures, Vol.13, pp.1069-1095
39. Tamura, Y., H. Ueda, H. Kikuchi, K. Hibi, S. Suganuma and B. Bienkiewicz,
“Proper orthogonal decomposition study of approach wind-building pressure correlation”, Journal of wind engineering and industrial aerodynamics, vol.72, 1997, pp.421-431.
40. Tieleman, H.W., D. Surry, K.C. Mehta, 1996 Full/model-scale comparison of surface pressures on the Texas Tech experimental building, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.61, p.p.1-23
41. Tieleman, H.W., T.A. Reinhold, M.R. Hajj, 1997 Importance of turbulence for the prediction of surface pressure on low-rise structures, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.69-71, p.p.519-528 42. Tieleman, H.W., M.R. Hajj, T.A. Reinhold, 1998 Wind tunnel simulaion
requirements to assess wind loads on low-rise buildings, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.74-76, p.p.675-685
43. Yasushi Uematsu, Nicholas Isyumov, 1999, Review – Wind pressures acting on low-rise buildings, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.82, p.p.1-25.
附錄一、期中簡報會議紀錄與回應
內政部建築研究所 95 年度研究計畫「單一建築物樓頂風 場特性之研究」、「低層廠棚式建築物風載重評估之研 究」、「邊界層流中雙棟鄰近建築物之受風效應研究」等 研究案期中審查會議紀錄
一、日 期：95 年 7 月 24 日（星期一）上午 9 時 30 分 二、地 點：本大樓 15 樓第一會議室
三、主 持 人：李主任秘書玉生 四、出席人員：（詳簽到單）
五、記 錄：張恭銘、曹源暉、黎益肇 六、主席致詞：略。
七、計畫簡報：略。
八、與會人員發言要點：
(一) 單一建築物樓頂風場特性之研究 王技師亭復：
所建模型高寬比 6 至 8 似嫌太大，若以實務而言，寬度至少 20 公尺，
按此比例則高度為 120 公尺，已屬超高建築物，而超高建築物 基層寬度 20 公尺則嫌太小，台灣似無此例。
屋頂風場量測，建議至少量測到屋面上 20 公尺高之風場變化，可做 為屋面上設備塔架之設計風力。
若想做為微型風力發電之用，可配合加裝小型太陽能收集板，於有 日照而無風時仍可發電。
簡報中對預期成果第二點已做說明，亦請於期中報告或期末報告中 詳述。
數值計算採用 FLUENT 程式分析，宜予說明該套裝軟體來源及其依據 理論，並列於參考資料中。
方教授富民：
實際情況之雷諾數遠高於現有實驗情況，本研究之圓柱量測結果能 否反映真實之情形有待驗證。
朱教授佳仁：
建議利用「加速因子」表示建築物頂部風速的變化。
建議將圖 8(a)、8(b)中的壓力予以無因次化，並以壓力係數表示。
由於並非所有人均熟悉商用軟體 FLUENT 的內容，故建議期末報告將 FLUENT 所使用的紊流計算模式說明清楚。
報告書第 35 頁之圖 37，圓柱體在θ=180°時 CP應為 1.0，而圖中 CP 等於 1.3，請說明之。另該圖中說明與文獻[19]比對，請確認 是否誤繕。
報告書第 34 頁之「Formberg」與參考文獻[20]之「Fornberg」兩者 不符，請確認。
報告書第 5 頁第 3 行之「deprh」應修正為「depth」。
蕭教授葆羲：
期中進度與分析結果均依預期之工作進度進行，並完成之。
未來關於流場詳盡之量測(配合二維移動機構之完成)，建議選擇方 柱，且以較低高寬比(較符合國內實際建物之形狀與比例)之案 例量測即可，圓柱可免再量測。
中華民國土木技師公會全聯會 鍾技師肇滿：
本案既在探討建築物樓頂風場特性，建議可同時探討該風場特性與 建築物高度之關係。
有關高寬比之敘述，部分文句採用寬高比，是否為筆誤，建議採用 一致之技術用語。
本研究案最後結果可對樓頂風力發電機之設置選擇最佳位置，建議 在實務上應同時考慮該位置對結構設計之影響，以便思考如何 加以補強。
中華民國建築師公會全聯會 溫建築師卓炫：
請補充「符號說明」及「專有名詞」定義，並與「耐風設計規範」
相互契合，且請增列目錄。此外，耐風設計規範請援用 95 年版 以取代 93 年版。
報告書第 1 頁之鈍形體是否係指"實體標示物"，請於文章內加註說 明。
報告書第 1 頁第 7 行：「高層建築物的"寬高"比應該以大於 6 情 況…」，請改為"高寬"比。至於其他出現"寬高比"之處（如第 5 頁），尚可不必修正。
報告書第 4 頁第 9 行：「…風速分"佈" …」，請改為"布"。
耐風設計規範第 5.4 節引用：「建築物的設計風力應考慮數種最嚴 重的風向及合理的設計風力組合，…局部構件之設計風壓應採 用風洞試驗之最大極值風壓，…高樓屋頂舒適性評估以半年回 歸期風速為基準…」。而本樓頂風場是否也應考慮此"屋頂尖峰 加速度係對應半年回歸期風速"。另實驗所採用之來流風況請依 耐風設計規範，採 A、B、C 三類地況風場。
試驗數據請比較耐風設計規範表 2.12~2.14 等風力係數 Cf，並評估 之。
(二) 低層廠棚式建築物風載重評估之研究 王技師亭復：
實驗模型採用屋面坡度 1:4(約 14°)之理由為何？較新廠棚建築物 目前很多採用 1:8(約 7.1°)，就屋面風壓而言，坡度 10°以下 以角隅區為最大，而 10°~30°之屋面坡度則以端區(end zone) 為最大，宜對於各該區均予量測。
建議模型增加懸挑結構(如由屋面屋簷挑出)之風壓量測點，該點之 風壓會極為特殊，值得瞭解。
架構(Frame)2 之屋面點 4 及牆面點 2 之風壓係數，隨風攻角不同而 變化，各在風攻角 157.5°及 67.5°為最大，而不是在 100°及 90°，宜解釋探討其可能原因。
在風壓作用下，屋頂構架之彎矩係數變化曲線，除架構 1 外，構架 2 之情況如何。
Frame1 及 Frame2 應可就風壓係數曲線圖(圖 14、15)外，另以兩構 架上各點之風壓最大值表示之(不計風攻角)。
方教授富民：
在載重分析上，能否針對低矮建築物受風作用下，常見之破壞模式
進行探討，以符合實際之設計需要。
朱教授佳仁：
建議針對低層建築物之風壓係數，比較國內外規範與本計畫所量測 數據之差異性。
建議以國內常見的低層建築物為例，撰寫(或設計)範例，供國內業 界參考。
應說明量測擾動壓力所使用的 PVC 軟管之長度，是否會影響量測結 果及如何校正等。
第 9 頁文獻 Cook＆Mayne 在第 29 頁參考資料中找不到。
蕭教授葆羲：
對於國外相關國家與國內之建築風載重規範整理詳實，期中進度亦 符合預期之要求。
建議未來之成果分析能朝向國內規範中所述之項目整理歸納，可獲 得較實際之應用價值。
中華民國土木技師公會全聯會 鍾技師肇滿：
本研究案既在探討風載重，建議對結構體局部開孔處所受之載重加 以探討。
報告中有關 POD 分析方法為本案重要關鍵用詞，建議應以中文用語 為主。
類似失敗案例可做為借鏡，如 94 年發生於花蓮之台泥四大廠棚失敗
類似失敗案例可做為借鏡，如 94 年發生於花蓮之台泥四大廠棚失敗