文獻回顧

許多國家皆針對建築物換氣率訂定標準，美國環保署室內空氣品質規範建議在 不裝設機械通風設備的狀況下，住宅之最低換氣率 ACH 須維持在 0.35。加拿大建築 規範(Canadian Standards Association, CAN/CSA-F326, 1995)關於住宅通風系統的部分 建議住宅的客廳、餐廳通風量必須達到5 liter/sec，主臥室的通風量 10 liter/sec，平均 換氣率ACH 必須維持 0.3 以上。日本工業標準(JIS, 2003)建議：住宅換氣率 ACH 必須 達到0.5，非住宅換氣率 ACH 必須達到 0.3。

本研究欲藉由風洞實驗與數值模式探討具有挑高中庭之建築物的浮力通風與風 壓通風之關係，並研究具有中庭頂部開口(採光罩)之設計對浮力通風之影響，期望對 具有挑高中庭之建築物之設計與維護有所助益。

圖1- 1 具有挑空中庭建築物熱浮力通風示意圖 資料來源：本計畫研究人員繪製

第三節 文獻回顧

以下為國內外關於建築物熱浮力通風之重要研究文獻，大多利用計算流體力學、

風洞實驗等方式研究建築物熱浮力通風，以下做一回顧。

中 庭

外氣

頂蓋

熱源

熱空氣 熱空氣

外氣

第一章 緒論

Hunt and Linden (1999)利用水槽實驗研究風力與熱浮力作用下的自然通風，其研 究結果指出通風量可以下式計算：

Linden (2000)對於換置通風提出一個通風量理論，當室外無風速時，可利用伯努 利定理將速度項轉成壓力項與中性層的關係式：

蘇裕民(2006)利用計算流體動力學(CFD)數值模式研究小型建築中庭的浮力通風 問題，數值模式結果發現當室外無風時，中庭開口面積與開口高差的增加會提高換氣 率。當室外風速小於1.5~2.0 m/s 時，會形成風壓與浮力通風的換氣路徑相互衝突的現 象，導致室內浮力通風的效果變差；而室外風速達到2.0 m/s 時，風壓通風效應會大於 浮力通風效應，中庭內部的換氣路徑由風壓通風主導。

Chou and Liu (2007)利用縮尺模型實驗、k模式、零方程式(Zero equation)和層 流數值模式研究挑空中庭建築之通風性能，實驗結果顯示在室外無風狀態下，室外氣

Chu and Wang (2010)利用流體能量守恆的觀念和連續方程式發展一個阻抗模式 來計算有室內隔間及有障礙物時的貫流通風量： (Resistance factor)，單位為[m^-4]，並藉由風洞模型實驗的數據計算室內障礙物的阻抗係 數。實驗結果發現室內隔間之阻抗係數與室內開口面積成反比，開口面積愈小，阻抗 係數愈大，通風量愈小。研究結果亦發現開口未全開的門會增加氣流流經開口的阻抗，

換言之，通風量會變小。此阻抗模式也可計算室內有大型傢俱對風壓通風之影響。

Chu et al. (2010)利用風洞模型實驗和示蹤氣體(Tracer gas)濃度衰減法研究風速、

風向對於室內無隔間建築物，單側開口及雙側開口的換氣率之影響。實驗結果發現當

第一章 緒論

Chu and Wu (2017)利用質量守恆建立一個多區間建築物內部氣狀污染物的暫態 傳輸模式，並藉用風洞模型實驗和示蹤氣體濃度法驗證研究此模式的正確性。研究結

中庭建築物之熱浮力通風，風洞實驗與數值模式可互相驗證、比對。探討在不同室外 風速、風向、室內外氣溫差異狀況下，中庭頂蓋的通風量。

第一章 緒論