7-1 各國規範中有關振動舒適度之相關規定
4. 性能評估之方法
圖 7-3所示為性能評估之流程圖，其細部說明如下。若取得建築地
點的風向及風速資料，以迴歸期１年的風速作為評估標準，所取的風速 資料則以日最大風速為原則，通常採用最近的氣象觀測站的日最大風速 資料。但若有建築地點的長期之有效風速資料的話，亦能採用。若有不 同風向的風速的發生頻率資料，對於居住性能評估將更嚴密。再從建物 形狀及構造斷面估算結構特性（自然頻率、振態及阻尼等），以理論計 算或風洞實驗推斷風速和反應最大加速度反應的關係，配合已知的振動 頻率，對應用於圖 7-4的性能評估基準圖。檢討之前已先設定的性能欄 是否適當，且考量符合實際需要的制振裝置及變更設計，不停重複上述 的步驟，最後決定該建築物的性能評估標準及最大容許振動加速度。
建築物風力規範之修訂研究（二） 第七章 風力造成之結構物振動加速度對於人體之舒適性評估
開始
建築物外型及
內部結構 建築地點 建築物用途
結構特性 (振態、頻率
阻尼)
風向、風速
（日最大風速）
理論預測值 風洞實驗
振動頻率
振動等級
（回歸期一年之 最大加速度）
評估準則
圖7-3 性能評估之流程圖
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標準
建築物用途 標準I 標準II 標準III
住宅 H-1 H-2 H-3 辦公室 H-2 H-3 H-4
i. 基準值設定之根據
根據文獻，以往對於長周期水平振動之感受標準的研究已有相當之 成果，如圖7-5 所示。以 ISO6897-1984-08 做參考(注意此處標示為最大值，
為原先ISO 標示 rms 值之 2倍)，如圖7-5中之曲線 12，意指「敏感者之 感覺範圍」。但即使在這個曲線之下，不代表100%的人皆感覺不到振動。
另一方面，由神田（Kanda）所實驗而得的感受範圍（曲線 15），則代表 1%之被實驗者的感覺範圍。一般來說，人類對刺激的反應存在著極大的
表7-1 不同建築物用途之性能評估標準（參自【文獻7-2】）
圖7-4 水平振動之性能評估基準（參自【文獻 7-2】）
加速度（cm/s2）
頻率 (Hz)
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個人差異，要設定明確的界線的確相當困難。甚至沒有施加任何振動 時，都有數位被實驗者回答「感覺到振動」，要從實驗的方式中求得 100%
的可信度是不可能的。因此可以將感受開始之界線，大約設在所有曲線 資料中的最小值範圍附近，亦即圖 7-5 之虛線 A，設定此為在本準則之 最小感受限度；其在頻率1 Hz 為 0.5 cm/s2，0.2 Hz 為 1.0 cm/s2，0.1 Hz 則 是2.0 cm/s2。這些數值已整理在表 7-2的A 欄上半段。在圖 7-5 之虛線 A 中，頻率1Hz 到 0.2Hz 的傾斜面，是以圖中曲線 12 (亦即 ISO6897-1984-08 (MIN) )及曲線 15 為基準；而從 0.2Hz 到 0.1Hz 的傾斜面，則以圖中之曲線 3、5、11 的 Goto、Fujimoto、Vickery 之斜率為基礎。
圖7-5 以往有關感受門檻（最大加速度值）之研究（參自【文獻 7-2】）
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一般而言，若將振動的感受門檻提高，人們的反應會有感覺不安的 傾向，即使沒有超過不舒服範圍。因此，於實際應用上不宜將容許值提 高太多，而應設定為平均感受範圍，如圖 7-5中之粗虛線 B 所示，其值 在1 Hz 為 2.0 cm/sec2，0.2 Hz 為 4.0 cm/sec2，0.1 Hz 為 8.0 cm/sec2。這些數 值列於表7-2B 欄上半段。在虛線 B 中，頻率 1Hz 到 0.2Hz 的傾斜面，是 以圖中曲線13 (亦即 ISO6897-1984-08 (MEAN))為基準；而從 0.2Hz 到 0.1Hz 的傾斜面，則以圖中之曲線 3、5、11 的 Goto、Fujimoto、Vickery 之斜率 為基礎。
ii. 隨機振動結果
圖 7-5 中眾多的曲線為正弦波振動下之實驗結果，並非實際強風所 產生的建築物之反應。若將正弦波振動的頂點值和隨機振動之最大值當 為等值，則隨機振動之最大值以外的頂點值均較正弦波振動之頂點值 小，因此欲準確地定義正弦波振動和隨機振動之對應關係存在相當困難 度。
在此階段，暫且以暫定的對應關係來制定基準值。首先應注意的 是，以上所述之最小感受限度乃是在實驗室以振動實驗取得，因為被實
表7-2 評估基準值（參自【文獻7-2】）
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驗者有「感覺振動」的潛意識，感受實驗結果有較一般生活上的感受敏 感的傾向。甚至對於比一般等級還低的振動，有不只感覺1 個波，而是 數個波的傾向。經詳細考量後，將最小感受門檻的正弦振動之頂點值和 隨機振動之最大值的對應關係設定為 1：2 之倍率關係。根據此設定，
從 5 分鐘的實際波形中（如圖 7-6），將最大值的 1/2 當基準，可得各頂 點超過的程度。定量來說，超過最大值的 1/2 之頂點數佔全體頂點數之 比率，大約為15~30%。表 7-2 的 A 欄下半段所列的數值，代表最後該評 估的隨機振動之最大值，其對應到正弦振動之最小感受門檻為2 倍之值。
當考慮平均感受限度時，則將上述對應倍率修正為 1.75 倍。理由 是，在實驗中對於振動較大時產生之「不安感」，被實驗者會因為知道 是實驗而較感安心，因此，即使在同一振動大小下，實驗中所感受到的 將較實際建築物內所感受到的為遲頓。如前述，從5 分鐘的實際波形中
（如圖7-6），超過最大值的 1/1.75 之頂點數佔全體頂點數之比率，大約 為10~20%。表7-2的 B 欄下半段所列之數值，代表最後該評估的隨機振 動之最大值，其為正弦振動之平均感受門檻之1.75 倍。
iii. 評估基準之適用方法
在表7-2的下段（基準值）所示第一等級曲線（H-1）到第四等級曲 線（H-4）分別是隨機振動的最小感受門檻至平均感受門檻間在對數軸
圖7-6 隨機振動波形。新宿實測波形，1990 年六月九日 22:10~22:15（參 自【文獻7-2】）
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個標準，每一標準對應到一等級曲線，如表一所列。以迴歸期1 年所產 生之振動為例，若從維持服務度性能的觀點，應採用標準I 之標準，一 般的標準可採用標準 II，標準 III 則為不得已情況時儘量不超越之基準 值。四條評估曲線等級可換算成計算式
n b
a 0
max = ⋅
α
其中αmax為加速度最大值；n0為振動頻率；
a
、b
分別為係數及指數，如 表7-3所列。(c) 澳洲規範【文獻 7-3】
澳洲規範對於建築物服務度（Serviceability）之規定為最大加速度不 得超過 0.01g（約10 cm/sec2），可用於辦公室及住宅用途之建築物，相 對應之風速迴歸期為 20 年。有關人體振動舒適度之規定則為自行參考 文獻Melbourne, W. H. and Cheung, J.C.J. (1988)【文獻 7-4】及 Melbourne, W.
H.(1998)【文獻 7-5】（內容請見後述之文獻回顧）。
(d) 加拿大規範【文獻 7-6】
加拿大規範對於建築物服務度（Serviceability）中之振動限制有詳細 規定，但為針對機械振動或人們活動引起的建築物樓版垂直向之節奏性 連續振動，並不適用此處風力所引起之水平向振動情況。以下表 7-4 所
表7-3 a、b 係數值（參自【文獻 7-2】）
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列為其規定，頻率範圍為0~6 Hz，或可作為爾後之比較參考。
表7-4 加拿大規範【文獻 7-6】建議之節奏性活動引致之垂直向加速度限度
用途 加速度限制
辦公室或住宅 餐廳或健身中心 只供作節奏性活動場地
0.4%~0.7% g（約 4~7 cm/sec2） 1.5%~2.5% g（約 15~25 cm/sec2）
4%~7% g（約 40~70 cm/sec2）
(e) 美國 ASCE 規範【文獻 7-7】及英國規範【文獻 7-8】
美國規範及英國規範均無振動舒適度限制之相關條文。