強化通風設計

建築物增加通風設計，能引進溫度較低的外氣，以帶走室內所產生的 熱量。還能提升換氣率有助於減少病症與增加生產及學習效率，根據國外 研究顯示，換氣率從 1.8（l/s/人）提升至 12.8（l/s/人），能大大減低室內二 氧化碳濃度（1050ppm 降至 780ppm），進而使氣喘症狀的發生率從 11.1%

降至 3.4%。在熱帶與溫帶氣候條件也都有研究指出增加換氣率對於工作效

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學者分析整理台北、台中、台南及高雄四個都會區 1961-2008 年的氣 象資料(風速、風向、氣溫、濕度)，評估台灣各地區的自然通風利用率，

結果顯示風力通風的利用率皆高於熱浮力通風利用率，兩者合計皆在 40%

以上（詳見表 10 及圖 19）⁵⁹。在這得天獨厚的自然環境下，四大城市都十 分適合發展自然通風設計。

表 10 台灣四大都市通風利用資料表

都市 風力通風利用率(%) 浮力通風利用率(%)

台北 24.0 13.8

台中 37.2 21.5

台南 28.9 9.3

高雄 44.8 12.6

資料來源：陳瑞鈴及朱佳仁（2011）

圖 19 台灣四大都市通風利用比較圖 資料來源：陳瑞鈴及朱佳仁（2011）

建築物的自然通風(如圖 20)區分為三種，風力通風、浮力通風及綜合 二種的通風，分述如下：

59 陳瑞鈴及朱佳仁，熱浮力效應對建築物室內通風影響之研究，內政部建研所協同研究報告，

第 40-46 頁，2011 年。

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圖 20 自然通風示意圖 資料來源: Richard Hyde(2000)

（一） 風力通風

所謂風力通風又稱「穿越通風」 (Cross-Ventil- ation)，根據內政部 綠建築設計技術彙編的說明:依風力(即風壓)之作用造成的通風稱「風力通 風」。戶外風速超過 1.5M/sec 時，即可促成自然的通風，其通風量依室內 空間的型態、佈局及開口部之開設情形而有所不同。穿透性通風，一般利 用建築物迎風面與背風面兩者的壓力差促成的。建築物外部風壓可能為正 壓或負壓(吸力)，其大小分佈視外型而定。建築物室內、外之壓力變化除 受外型影響外，另與開口的位置與數量有關⁶⁰(參見圖 21)。

圖 21 風力通風示意圖 資料來源：朱佳仁（2006）

60 林憲德 主編，綠建築設計技術彙編，內政部建築研究所，2000 年。

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建築物最常見的風力通風就是透過設置窗戶或門等設備，利用壓力 差作用，產生空氣的流動，進而將室內過高的濕氣給帶到戶外，足以緩和 室內濕氣過高的問題。

根據林憲德教授的風力通風公式：

Qw＝α×A×V×

C



Qw：風力通風通風量（m³/s）

V：風速(m/s) A：開口面積(m²)

C：風壓係數（C1：迎風面風壓係數； C2：背風面風壓係數）

α ：風量係數

風量係數（α）與開口型態有關，其代表開口的摩擦抵抗對於空氣 流量的減少比率，表 11 即為各開口型態之風量係數。而風量係數與開口 面積的乘積，稱為有效通風面積，依開口排列之方式，可分為平行開口與 並列開口及單一開口三種，其有效通風面積計算方式如表 12 所示。

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表 11 開口部的風量係數 資料來源：林憲德（2009）

表 12 多開口組合 αA 數值計算法 資料來源：林憲德（2009）

一般單向單開口很難產生風壓差，很難達到風力通風的目的，因為 單向開窗只能期待內外溫差所產生的些微浮力通風，必須增加開窗高度以

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擴大上下浮力壓力差，來爭取較大的風力通風量，風量相對有限⁶¹。易言 之，要達到自然通風的效果，建築物至少需要有兩向開口的空間設計，如 此才能創造出所謂的穿堂風(Cross Ventilation)效果。

下圖 22 為套房通風改善案例，此套房為老舊公寓改建而成，原先 只有一個對外窗（捲簾拉下的這扇窗），改成套房後對外門無法隨時敞開，

加上鄰近廁所，洗完澡後濕氣相當重。因此，本研究即在原先的窗戶旁增 設一個對外窗，廁所內的窗戶也大幅擴大，提高風力通風量，增進空氣對 流，此設計不但可增加引進室外日光的機會，也能降低室內濕氣及提升空 氣品質。

圖 22 套房通風改善設計案例 資料來源:本研究

61 林憲德，人居熱環境-建築風土設計的第一課，詹氏書局，第 60 頁，2009 年。

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位置的風壓，促進浮力通風的設計。

在具有大型挑高空間或高聳的中庭的設計中，是很適合採用浮 力通風，但是必須拉大進風口與出風口之距離才能得到良好的浮力通 風效益，切忌不要在中間高度增加不必要的開口來產生短流(short cut) 現象而破壞壓力梯度⁶⁴。

一般人都會有直覺的想法，認為建築物要促進通風就要多開幾 扇窗戶，事實上卻未必如此。以下圖 23 工廠為例，該工廠在牆面上 開了多面窗以加強通風。然而卻因窗戶過多，而產生上層通風的短流 現象，破壞的底層的壓力梯度，而使底層進風量銳減。之後保留下層 的窗戶並封閉上層的窗戶後，拉大壓力梯度即產生較大浮力通風的效 果，風量大幅提升，為一個成功的通風改善案例。

圖 23 改造某廠房屋屋頂錯誤開口減低壓力梯度使排風效果不佳案例 資料來源：林憲德（2009）

由於在熱濕氣候區域(包含台灣等地)，浮力通風利用率偏低，浮力通 風設計效果較為有限，因而有透過加強煙囪效應的設計產生，其中最著名 的作法之一為太陽熱能煙囪系統。

64 林憲德，前揭 60 註，第 64 頁。

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太陽熱能煙囪的自然通風設計是利用建築物外牆面做為蓄熱牆設置 太陽熱能煙囪，或將屋面做成太陽能集熱屋面(Roof Solar Collector，簡稱 RSC)的結構，這兩種結構的特點皆由一側為透明玻璃牆面，另一側為太陽

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圖 24 綠色魔法學校浮力通風模擬圖 資料來源：綠色魔法學校網站

（三） 綜合型

第三種為綜和前述兩項的通風手法，所產生的綜合氣流通風效果相 較於單一的通風效果約增加 40％⁶⁷。惟根據國內研究發現，兩者未必都能 產生正面的效果，需視風向與開口高低位置而定，風力與熱浮力有時具有 加成效果，有時則會互相抵銷（詳見圖 25）。一般住宅，室外風速大於 3 m/s，風壓通風的效果大於熱浮力通風之功效，熱浮力對通風之影響可忽略 不計。但不論風壓通風或熱浮力通風，建築物開口面積為最主要影響通風 量之參數，也是最容易控制之參數。建築物應多設置使用者可自行開關的 門窗，以利自然通風之利用⁶⁸。室內設計師進行自然通風設計時，應注意 戶外風向與開窗位置，以達到最佳的自然通風效果。

67 Givoni, B., Man, Climate & Architecture (2nd ed.) New York: Van Norstrand Reinhold Company, 1976.

68 陳瑞鈴及朱佳仁，熱浮力效應對建築物室內通風影響之研究，內政部建研所協同研究報告，

第 93 頁，2011 年。

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圖 25 風力與熱浮力加成與抵銷示意圖 資料來源：陳瑞鈴及朱佳仁（2011）

（四） 渦輪通風器

我們也經常可以看到許多建築物在頂樓裝置渦輪通風器（如圖 26），

渦輪通風器係藉由熱空氣較冷空氣比重輕而上升，氣流會從高壓區流至低 壓區等原理而設計，具有自然排氣和通風的效果。當室內外的空氣溫度不 同時，空氣會從溫度較高的一邊，藉由渦輪葉片間隙 而流向溫度較低的 一邊，此即自然通風；而渦輪旋轉所引發的吸力則能達到強制排氣之效果

69。渦輪通風器係利用風壓帶動，無須電力驅動，亦屬節能產品。

根據國內的研究，渦輪通風器確實能達到換氣與排熱效果，其排熱效 率隨季節之寒暑與室內外溫度之冷熱而變化，一般言之，在春夏烈日下排 熱效率高，在秋冬早晚天涼之際，排熱效率低。當室內外溫差大時，包括 室外溫度大於室內溫度，或室內溫度大於室外溫度，排熱效率趨高；反之 則低。當自然風力轉強時，排熱效率與換氣率均高；反之轉低⁷⁰。可供室 內設計師裝設渦輪通風器時的參考。

69 http://www.vent.com.tw/pdf/TurboFree.pdf

70 陳宗和，自然風力通風球排熱效率之設計研究，大同大學工業設計學系碩士論文，2009 年。

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圖 26 渦輪通風器 資料來源：網路圖片

二、善用機械通風

機械通風或強迫通風是利用機械設備進行通風，利用引入外界空氣的 方式維持室內空氣品質，減少空氣中的濕氣、異味及污染物。室內裝設常 見的通風設備有以下幾項：

（一） 排風扇-廁所排風失敗案例

在室內潮濕較為嚴重的空間，經常會設置排風扇，以排除室內的濕 氣。特別在廁所中幾乎都有裝置排風扇，將廁所的水氣透過排風扇排至戶 外或是管道間。

近年來，排風扇廠商為提高產品附加價值，而增加複合的功能，成 為浴室暖風乾燥機，提供暖房、浴室乾燥、烘乾衣物、涼風、預熱、換氣 等功能，浴室送風與換氣同時進行，吹乾浴室地面與牆壁，保持浴室整體

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乾燥，有效阻隔潮溼與霉菌的生長（參考圖 27）。

圖 27 浴室暖風乾燥機用途說明圖 資料來源：「康乃馨」網站

然根據本研究的經驗，許多建築物雖然都有排風扇，但管道間並沒 有設置連外的風管，將水氣得以排至室外，導致效果大打折扣。以下圖的 廁所為例，其為三十年的老屋，廁所在原來的位置更新，沒有對外窗（見 圖 28），由於業主喜歡泡澡，所以廁所內裝設板岩式的浴缸，泡澡後浴室 濕氣較高，即使排風扇功能皆正常，水氣卻仍無法排除，還滋生不明的小 蟲。經查整棟大樓的風管都只通至天花板上，並未接到牆外，排除濕氣的 功能有限。事後重新設置一個連接外牆的排風管，始能順利完成排濕的功

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能。

圖 28 廁所排風失敗案例 資料來源:本研究

（二） 電風扇-裝置吊扇促進排氣案例

建築物內使用電風扇，有助於空氣流通，但光靠電扇難以帶動空氣 的循環效果，需配合建築物開門或開窗，才能帶動室內外氣流交換，達到 排除室內濕氣的效果。此外，亦可在天花板上裝設吊扇(如圖 29)，由於是 位於山區一樓長方形的房型，室內相對濕氣偏高，除了開大面門窗外，還 增設吊扇，確實能有效協助將室內較高的熱空氣排外，並引進下方的戶外

建築物內使用電風扇，有助於空氣流通，但光靠電扇難以帶動空氣 的循環效果，需配合建築物開門或開窗，才能帶動室內外氣流交換，達到 排除室內濕氣的效果。此外，亦可在天花板上裝設吊扇(如圖 29)，由於是 位於山區一樓長方形的房型，室內相對濕氣偏高，除了開大面門窗外，還 增設吊扇，確實能有效協助將室內較高的熱空氣排外，並引進下方的戶外