第一章 緒論
1.3 成果內容
截至目前為止風洞本體、風扇及變頻器已於 93 年 5 月底分別完 成驗收及相關教育訓練。此外風洞性能驗證亦正在進行，因此由參與
包括：風洞基本性能測試(苗君易教授)、橋樑試驗(鄭啟明教授)及煙 流擴散試驗（吳國昌教授）等，每一實驗項目將依 91 年之規劃內容 進行[3]。本報告將針對風洞本體、風扇、變頻器及量測儀器之採購 及驗收作一說明，此外風洞性能驗證實驗進度亦包含在本報告中。報 告內容分別為以下幾個主要章節：風扇、風扇變頻器、風洞本體、量 測儀器及風洞性能驗證實驗。
第二章
2.1 前言
風扇的主要功能除了供給氣流起始動能外，並補充氣流在風洞迴 路中流動所產生之壓力損失；本風洞之風扇位於第二測試區後，為圓 形管路結構，該風扇搭配尾罩(nacelle)、預轉片及平整片等，構成風 洞之驅動系統。
為了避免風扇馬達震動影響流場品質，該風扇主體座落於獨立一 基礎與建築結構分開，此外風扇管道以軟質緩衝墊(compensator)與前 後管路相接。該風扇目前於93年5月26日驗收完成，其基本性能簡述 如下要求如下所述：
(1)型式：直接傳動軸流式風扇。
(2)風速調整方式：以變頻器(inverter)控制馬達轉速(變頻器於下一 章詳述)。
(3)風扇直徑為4.75m，風扇整體長度約7.62m，風扇中心體(center body)包含驅動馬達及避免尾流形成之尾錐(tail cone)。
(4)最低穩定風量不大於12m3/s。
(5)風扇馬達(大同)最大馬力為500kW。
(6)在風量為390 m3/s時，風壓提升至少為1000Pa(total pressure rise) ，風扇效率至少為85%。
(7)風扇本身具有強制空氣冷卻裝置。
2.2 風扇驗收及基本性能測試
風扇已於 92 年底完成組裝，德國豪頓公司於 93 年 3 月 22 日派 遣原廠技師來台進行測試（圖 2），93 年 4 月 2 日會同內政部建築研 究所代表、籌建小組代表、中鋼公司代表及變頻器廠商代表完成試
車，並進行「風洞整體整合試車檢討會議」確認試車結果（附件一），
測試結果之最高轉速為 350rpm 時，第一測試段所量得風速已達 37.6m/s 超過合約規範 30m/s，在此轉速下風扇性能為 87%亦合乎規 範中所要求 85%；規範中要求在風扇操作轉速範圍內，距離風扇 6 公尺位置處，最大噪音為85db(A)，實際測試結果為 80db 符合要求，
豪頓公司的測試結果數據如附件二。
因 豪 頓 公 司 測 試 時 3300V 電源發生跳電，故只測試至轉速 350rpm，籌備小組於 93 年 4 月 29 日再次會同豪頓公司代表進行測 試，此次轉速測試至最高轉速 390rpm，第一測試區所測得平均風速 為36.4m/s，最高轉速時風扇所提供壓力升 1243Pa，籌備小組所測得 結果與德國豪頓公司相近，亦都合乎合約中所要求，籌建小組測試報 告如附件三。
93 年 5 月 21 日由台灣豪頓公司派代表對建研所相關人員進行教 育訓練。
93 年 5 月 26 日由建研所代表、籌建小組代表及廠商代表完成估 驗（如圖1）進行驗收。
第三章 風扇變頻器
3.1 前言
由於本變頻器、風洞本體及風扇採獨立發包，因此有意投標廠商 需配合風扇得標廠商所採用馬達來設計本變頻器，此外本變頻器得標 廠商亦需配合風洞本體及風扇安裝工程進度，以利變頻器的安裝、試 車及調整。變頻器基本規格如下：
輸出馬力：500KW
使用電壓：三相 3300VOLTS
使用馬達：500KW 16P 3 PHASE 3300VOLTS 52 Hz SPEED：390 RPM
3.2 風扇變頻器安裝進度
風扇變頻器已於 92 年 11 月底完成組裝估驗，93 年 3 月 20 日變 頻器廠商仕大公司派遣美國原廠技師協助測試，於93 年 3 月 26 日完 成變頻器部分測試，其測試結果與合約中所規範相符合（附件四）。
93 年 4 月 2 日會同內政部建築研究所代表、籌建小組代表及其他二 家廠商代表完成風洞整合試車（附件一）。
93 年 5 月 19 日由仕大公司派代表對建研所相關人員進行教育訓練 93 年 5 月 26 日由建研所代表、籌建小組代表及廠商代表完成估驗（如 圖1）進行驗收。
第四章 風洞本體
4.1 前言
本風洞本體乃根據風洞實驗室籌建小組所擬定之規範而設計 [1]，該風洞基本上為一閉迴路系統，具有兩個測試區，此外本風洞 之設計亦考慮到污染擴散實驗或煙霧視流實驗對風洞本體及工作氣 體可能造成之污染，因此當從事煙霧相關實驗時，該閉迴路風洞可切 換為開放式風洞。該風洞之氣流流動由一500kW（671HP）馬達的風 扇所驅動，此風扇由一變頻器所控制，藉由風扇轉速的改變而達到對 氣流速度之控制，氣流經風扇加壓後通過第三及第四轉角區進入整流 段。整流段包含一層蜂巢網格及三層整流紗網，可有效的消除流場中 之二次流及降低紊流強度，並使速度場均勻分佈[1]。
隨後流體通過一縮收比為4.71:1的收縮段，進一步降低流場中的 紊流擾動強度而得到均勻流分佈及低紊流強度之出口流場。實驗時可 於測試區中置入spire及trip等障礙物，以達到建築風工程實驗要求之 邊界層厚度。
在第一測試區中配置有3個旋轉盤(turn table)，第一轉盤直徑1m 安置於距測試區入口3m處，而第二及第三轉盤直徑3m，其中心位置 分別距測試區入口約25.5m或31.5m處，並以機械控制使其可作旋轉及 上下運動，其中turn table 1處之流場速度分佈均勻，適合從事一般流 體力學研究，而turn table 2與3則以建築物受風力作用的空氣動力學研 究及污染擴散實驗為主。測試區中面對控制室的側壁由強化玻璃所構 成，此有利於實驗時對流場的監控及觀測，而可掀式側壁視窗則置於 測試區入口下游9~12m、18~21m及30~33m之兩側處。測試區中亦設 有移動機構，其採用整組手推方式移動，移動範圍涵蓋測試區所有軸 向距離，移至定位後，移動機構本體亦能做三軸運動並由電腦控制以
協助量測流場中各點位置的物理量。測試區的上蓋板為手動控制的可 調整曲面，適當調整之曲面可有效消除流場中因測試模型存在，所造 成之阻礙效應、或因邊界層效應及黏滯阻力所造成之軸向壓力梯度。
流體通過第一測試區後，經過2個轉角段進入另一整流段，此整 流段包含有3層整流網，而後流體進入第二測試區。
在第二測試區中配置有1 個旋轉盤，其中心位置距測試區入口為 15m (稱為 turn table 4)，轉盤的直徑為 3m，轉盤以手動方式作旋轉及上下 運動。Turn table 4 將以橋樑測試為主要用途，測試區中面對控制室的 側 壁 亦 為 可 透 視 壁 面 ， 其 可 掀 式 側 壁 視 窗 置 於 測 試 區 入 口 下 游 3~6m、5~21m 之兩側處。
該風洞本體於民國91 年 4 月 10 日已由中國鋼鐵公司得標，以下 說明風洞本體目前工程進度。
4.2 風洞本體工程進度
中鋼公司於 92 年 10 月 3 日開始進場組裝，於 92 年 12 月 23 日 完成風洞本體組裝，由建研所代表、風洞籌建小組代表及中鋼公司代 表完成估驗（附件五），中鋼公司隨即進行細部裝修及測試。籌建小 組測試過程發現部分設計上不足的部分，因為會影響以後風洞操作人 員不便，由籌建小組向建研所反映後，建研所陳瑞玲組長遂主持「建 築分動實驗設備風洞本體部分」變更設計會議，會中由籌備小組代表 向審查委員提出變更之原因，審查委員亦同意修改，所增加費用由中 鋼公司自行吸收（附件六）。
中鋼公司於93 年 3 月 26 日前完成風洞本體試車作業（附件七），
且於 93 年 4 月 2 日會同建研所代表、籌建小組代表及其他廠商代表 完成風洞整合試車（附件一）， 93 年 5 月 18 日中鋼公司完成合約中
教育訓練，93 年 5 月 26 日由建研所代表、籌建小組代表及廠商代表 完成驗收（如圖 1）。
第五章 量測儀器採購
5.1 前言
由於風洞實驗館主體硬體（建築物、風洞本體、風扇、變頻器及 量測儀器等）均於民國93年5月底完成風洞實驗館整體的系統建置及 整合，因此，為配合風洞本體系統驗收後之性能實驗，風洞籌建小組 已於91年度規劃數個風洞性能實驗項目[3]，包括：風洞基本性能測 試、內邊界層發展之風洞試驗、橋樑試驗、高層建築在平滑流場及邊 界層流場之實驗、煙流擴散特性之檢定等，本計畫將於93年風洞驗收 後優先完成風洞基本性能測試，以配合風洞之驗收，待基本性能測試 滿足設計要求後，隨即進行其它實驗項目。然為使後續其它已規劃之 實驗項目能順利進行不致中斷(於93年進行)，本年度亦將配合完成內 邊界層發展之模型製作、橋樑測試模型製作及高層建築模型製作等。
因此為順利上述各項實驗之進行，本計畫將依據 91 年風洞小組 成員所擬定之儀器需求及規格[2]，偕同成大航太科技研究中心負責 執行儀器設備的採購及驗收。
5.2 目前進度說明
93 年度所採購的量測儀器為新台幣捌佰壹拾萬圓整（附件八），
本年所量測儀器採購需要招標共計有六項，於93 年 4 月 19 日第一次 開標，有四項順利完成招標，其餘 2 項因參標廠商不足流標，93 年 4 月 30 日辦理第二次招標均順利標出，量測儀器採購目前進度及結餘 如附件九。
第六章 風洞基本性能測試 實驗
6.1 前言
風洞建構完成後，風洞設計者所關心的不外乎風洞性能是否符合 原先設計之要求，因此本實驗規劃之目的即針對本風洞整體之基本性 能作一初步測試，待風洞基本性能滿足設計需求後，再進行其它驗收 實驗項目，意即該基本性能測試結果將作為其它更進一步驗收實驗項 目執行時之參考。
本計畫之工作項目包含風洞本體（包含風扇、風扇變頻器）試車 驗收、風洞性能實驗之執行、數據比對、人員訓練及協助儀器設備採 購等，為使各工作項目能依既定時程進行，本計畫主持人及共同主持 人將負責整個計畫的綜整管理、進度協調及工作調配等，並定期舉行 會議，議決分工事項及討論計畫執行進度，檢討計畫執行過程所發生 的問題並尋求解決方法（附件十）。
6. 2 基本性能測試實驗項目規劃 6. 2.1 風洞運轉之穩定性
風洞運轉之穩定性主要為探討測試區中平均速度及溫度對時間 的變化關係。
由於風洞實驗一般均要求測試區入流流速須為定常流情況(非定
由於風洞實驗一般均要求測試區入流流速須為定常流情況(非定