建議

建議一

定向地表風速計(DIRP)於環境行人風場風向測定應用:立即可行建議

協辦機關： －

行人風場定向地表風速計(DIRP)改良，經本研究執行成果，已可兼 具定向與定速功能，在實驗室執行環境行人風場委託檢測上將據有獨 占技術的優勢。

建議二

精進DIRP風向率定方法:中長期建議 主辦機關：政部建築研究所

協辦機關： －

目前 DIRP 所使用之風向率定方法，係由研究中實驗結果觀察而得，

藉由建立靜風壓係數雷達圖之形心位置，假設其指向原點為方向為來 流風向而成；是否能建立一套更具學理與提升預測精度之方法，則更 待大量實驗結果來加以研發。

附錄一 低煙霧冰水機操作程序

ㄧ、機器安裝

(一) 本項程序書適用於使用 Antari 公司製造之 ICE-101 低煙霧冰 水機(附圖 1-1)。

(二) 將機器放置在ㄧ個平坦的平面上，並將油桶蓋子取下，倒入 Antari 高品質水性煙霧油，裝滿後蓋回油桶蓋(附圖 1-2)。

(三) 將冰塊放入冰槽中，冰槽最多可容納 8 公斤的冰塊；裝滿後將 機器蓋子輕輕蓋上，並用適當力道加以旋緊(附圖 1-3)。

(四) 將排水管牢牢接著於機氣排水口，並將排水管的另一端放置在 實驗區水槽，啟動後方控制盤面之自動排水按鈕，以順利排出 實驗中所產生之冰水(附圖 1-4)。

(五) 將 Z-8 控制器接至機械後方的對應接頭上，並確定連結(附圖 1-4)。

二、操作方法

(一) 將機器電源插在有接地的插座上(110V)，再將機器後方的電 源開關打開至＂ON＂的位置。當 Z-8 控制器上的綠燈亮起(約 2-3 分鐘)，表示機器已經加熱完畢，可以使用。

(二) 按下控制器上適當的按鈕，其可啟動噴煙功能。

(三) Z-8 為長度約 7.6 公尺的有線控制器，配有 4Pine XLR 接頭與

ICE-101 連結(附圖 1-5)。

1.間隔時間旋鈕(Interval): 旋轉此旋鈕來設置定時模式下，每次 煙霧輸出間隔時間，範圍是 10-250 秒。

2.噴煙時間旋鈕(Duration): 旋轉此旋鈕來設置定時模式下，每次 煙霧輸出時間，範圍是 1-15 秒。

3.煙霧輸出旋鈕(Output): 旋轉此旋鈕來設置煙霧輸出量，範圍是 0-100%。

4.按下 Timer 黃色按鈕，可以啟動定時模式。

5.按下 Continues 紅色按鈕，則會啟動持續噴煙的功能，煙霧輸 出量由煙霧輸出旋鈕來控制。請注意，當電熱管的溫度過低，

機器會停止噴煙並開始重新加熱，當加熱程序完成後，機器才 會再次噴煙。

6.持續按住 Manual 綠色按鈕，會蓋過之前的設定，並啟動最大 量的煙霧輸出功能；放開 Manual 綠色按鈕後，機器會立即停 止噴煙。

三、維護注意事項

(ㄧ)無論採用哪一種安裝方式，請勿使機器傾斜超過 15⁰。

(二)請隨時注意油桶內的油量，以確保在機器運轉時有足夠的煙霧

油；在沒有煙霧油的情況下運轉機器，可能會造成機器永久損壞。

(三)如果發生煙霧輸出量過少、幫浦產生噪音或無法正常噴煙，應立 即拔掉插頭，並依下列程序進行故障排除:

1.檢查是否有足夠的煙霧油、外部保險絲、控制器連結處或電源是 否鬆脫，如果以上皆無問題，請重新插上插頭。

2.如果按住控制器按鈕超過 30 分鐘，機器還是無法噴煙，應檢查連 接油桶的管子是否順暢，煙霧油是否流通。

3.若仍無法辨識原因，請立即關機冷卻，並將機器送請原廠檢修。

(四)在使用 40 個小時以後，可以使用蒸餾水，依下列步驟來清潔電熱 管:

1.在油桶中倒進蒸餾水，然後將連結油箱與機器的油管接上 2.將電源插頭接上，讓機器完成加熱程序。

3.在通風良好的地方讓機器運轉幾分鐘時間，即可完成清潔步驟。

4.重新添加煙霧油，啟動機器，確認能正常運作並製造煙霧。

(五)煙霧機有時後會在操作過程或機器關掉後，仍噴出少量煙霧。

(六)煙霧機在長時間運轉後會有個循環，機器會自動暫停一小段時間 重新加熱。在這段時間，機器不會產生任何煙霧，而控制器上的 綠色的 LED 指示燈也會自動變暗，當機器加熱完成，綠色 LED 燈會再次亮起。

附圖 1-1 Antari 低煙霧冰水機 資料來源:本研究

附圖 1-2 水性煙霧油桶 資料來源:本研究

附圖 1-3 冰塊水槽 資料來源:本研究

附圖 1-4 控制盤面 資料來源:本研究

附圖 1-5 Z-8 控制器 資料來源:本研究

附錄二 電子式壓力掃描器 PSI 操作流程

儀器安裝示意圖

擷取轉換數位訊號操作程序

本章節主要說明電子式壓力掃描器 PSI 資料擷取系統系統使用電 腦連乙太介面電源供應器，擷取並儲存轉換後之數位訊號操作程序

1. PSI 電腦操作軟體

(1) 開啟 PSI 資料擷取程式，正常連結後初始畫面如下。

(2) 點選 Configure 進入擷取設定介面，於上半部設定存檔路 徑（Data path）、名稱（Data file name）及選擇壓力量測單位

（Unit of measure）。然後設定資料擷取頻率（Data rate）及擷 取時長（Data time），程式會自動計算該案例的資料擷取總點 位數（Data points），無需自行輸入。又此套系統具溫度補正功 能，如需另外記錄溫度可勾選 Record Temp。完成後點選離開 並存檔（Exit with Save）。

設定完成後畫面如下。

(3) 點選欲使用之擷取模式進行套用，套用完成後畫面如下。

(4) 每次擷取資料前需進行儀器歸零，歸零方式為點選 RE-ZERO，點選後會明顯聽到儀器做動聲音，左側點選區字 體變為灰色且無法點選。

當歸零完成後左側點選區字體會變回黑色可選取狀態，且訊息 區會顯示 Function Complete -- Ready。

(5) 檢查模組量測狀況，點選 DISPLAY-DATA 於螢幕即時觀 測各點位壓力量測值，正常歸零後壓力應在±3 Pa 內，如超過 此值該點位於實驗中應排除不使用。本案例中僅連接 1 電子式 壓力掃描模組，故 Select a Scanner 僅有#1 可選擇，而隨著連 接模組數的增加，#2～#8 也隨之可點選查看不同模組之量測 資料。經確認全部接續模組壓力量測皆正常後方可進行正式實 驗。

(6) 確認模組量測狀況無誤後即可進行資料量測，量測方式為 點選 Take Data Point，點選後出現如下視窗。

擷取完成後會自動寫入資料，且訊息區會顯示資料寫入進度。

2 電子式壓力掃描器 PSI 資料擷取系統系統關閉操作說明

(1) 關閉電子式壓力掃描器 PSI 資料擷取系統控制程式。

(2) 關閉氣體壓力數據擷取主機電源。

(3) 將電子式壓力掃描器 PSI 資料擷取系統系統分別卸除，並

3 使用注意事項

(1) 氣體壓力數據擷取主機連至 64 頻道電子式壓力掃描模組 之訊號線需注意主機端與儀器端是否正確接續。

(2) 無法正確歸零時，確認外接氣體壓力源之輸出壓力為 80

～125 psi。如有氣體逸散異聲，須檢查管路或連接處是否有漏 氣現象。

(3) 正常狀況下，開機後主機正面 LINK 燈號會亮黃光、

STATUS 燈號紅綠交互閃爍；待 STATUS 燈號轉為恆綠後即為 待機可量測狀態。

(4) 正常歸零後所測得之壓力應在±3 Pa 內。

附錄三 三維動態式皮托管量測操作流程

1. NICompacDAQ-9172

(analog–digital)。本系統最高 可連結 4 個模組。

2. 時間解析度(Timing resolution)為 50ns。

3. 取樣頻率(Sampling rate)最 高可達 3.2MHz。配合四個 NI 9215 模組，每個模組共 有四個訊號輸入端，並具有 同步取樣功能(sample and hold)，可同步取樣±10V 的

二、三維動態式皮托管操作程序 步

驟 說明 位置

1

將鋼製套筒固定於三維移動機構 上。

2

將專用之訊號傳輸線及參考壓力 管線穿過套筒。

3

將 2 條管線分別接續至三維動態式 皮托管上，其中專用之訊號傳輸線 安裝時需分別將訊號傳輸線上及 皮托管之紅點對準後方能插入，另 一側亦同。

4

線材接續將三維動態式皮托管安 入套筒，並確認皮托管勾起處正對 來流方向後固定。

5

將專用之訊號傳輸線另一端拉入 儀控室內，依右圖方式接上三維動 態式皮托管數位主機及 NI 資料擷 取盒，並將 NI 資料擷取盒接至電 腦後即可開啟電源及程式進行操 作。其中三維動態式皮托管數位主 機之 BNC 線需按上方標記之順序 接續至 NI 資料擷取盒。

三、 三維動態式皮托管風速擷取操作程序 3-1 TFI 電腦操作軟體

開啟 TFI 資料擷取程式，正常連結後初始畫面如下，並依下方步 驟進行操作。

Step 1：輸入實驗當時之溫度及氣壓。

Step 2：輸入需要之量測時長及擷取頻率。

Step 4：設定存檔位置及檔案名稱。

Step 5：於 0 風速時進行皮托管歸零。

Step 6：量測方式分為(a)螢幕上常時顯示及(b)按 Step 2 設定 之量測時長及擷取頻率進行後依 Step 4 設定輸出。

3-2 三維移動機構操作說明

(1) 開啟三維移動機構控制程式，檔案位置如下。

(2) 執行程式後介面如下，操作時將各方向所需之位移分別輸 入於左側綠色標示格內，各方向之正負定義如下方所示。

3-3 使用注意事項

(1) 三維動態式皮托管需確實接上參考壓力管線，訊號傳輸線 安裝時也需將紅點對準後方能插入。

(2) 三維動態式皮托管安裝時前端勾起處需正對來風方向。

(3) 三維動態式皮托管數位主機與 NI 資料擷取盒接續時需確實 按照編號由小至大連接。

(5) 三維移動機構每次移動不可超過 300 mm，同時移動前需確 切注意滑軌剩餘可位移長度，避免過捲造成皮帶撕裂。

附錄四 期中審查意見答復表

分析方法進行比對 供比對。

附錄五 期末審查意見答復表

風 速 情 況 下 風 向 不 確 定 性 較

參考書目

[1] D. Zacho, P. Michalek. (2012) “Experimwental investigation of pedestrian level winds using multiple measuring methods”.

18thInternational Conference Engineering mechanics, pp.

1573–1579

[2] Yamada, M., Uematsu, Y., and Sasaki, R. (1996), “A visual technique for the evaluation of the pedestrian-level wind environment around buildings by using infrared thermography”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.65, pp.261-271.

[3] BRE Digest 141(May1972).” Wind Engineering Around Tall Buildings”.

[4] H.P.A.H Irwin, (1981) “A simple omnidirectional sensor for wind-tunnel studies of pedestrian-level winds”. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 7, pp. 219-239.

[5] Milan Jirsák, David Zacho, Petr Michálek, Kateřina Jandová (2008). Irwin Probe Calibration and its use at investigation of Pedestrian Wind Conditions in Vicinity of High Buildings, Conference: Colloquium Fluid Dynamics 2008.

[6] TFI Cobra Probe Turbulent Flow Instrumentation, http://www.

turbulentflow.com.au/Products/CobraProbe/CobraProbe.php.

[7] Mohan (2011). “Study of Pedestrian Level Wind Environment in the Vicinity of Tall Buildings”, Ph.D. Thesis, Centre of Excellence in Disaster Mitigation and Management, Indian Institute of Technology, Roorkee, India.

[8] Wu, H and Stathopoulos, T (1993), “Infrared- Thermography Technique for Pedestrian Wind Evaluation”, Proceedings: Third Asia Pacific Symposium on Wind Engineering, Dec13-15, 1993,

[9] K.Mohan (2015) “ Review of methods and techniques for the assessment of winds at pedestrian level”, International Journal of Research in Engineering and Technology, Vol. (4), pp42-46.

[10]Emanuela Palombi, Nick Cook (2010).Development and Application of a Directional Irwin Sensor, 9th UK Conference on Wind Engineering (WES-2010).

[11]朱佳仁(2006)，”風工程概論”，科技圖書股份有限公司。