2.1 測試儀器系統
測試儀器系統包含 RAD3200 壓力量測系統、皮托管風速量測儀及近 壁面流場視流絲線等,簡述如下:
2.1.1 表面壓力量測系統
本研究利用模型表面的壓力孔及 RAD 3200 壓力感測模組量測建築 模型表面的風壓分佈。模型表面之壓力孔先以不鏽鋼管連接,再以塑膠 管與 RAD 連接之。本研究所用之 RAD 3200 風壓量測系統是由一個基本 單元體 RADBASE 3200 和 4 個 RAD A/D 3200 模組及一個 RDS 3200 所組 成,每個 RAD A/D 3200 連接一個含 64 個壓力感測器之 ZOC33 模組。在 方柱體與圓柱體之表面風壓量測時,因模型內部空間夠大,所以將 ZOC33 模組置於模型之中;而台北 101 金融大樓之實驗,因內部空間較小,故 將 ZOC33 模組置於模型之外。實驗所用之 ZOC33 模組的個數,視模組上 之壓力孔數而定,一般用四組。
表面壓力擷取之頻率主要為 100Hz。所量取之風壓資訊以電腦儲存 處理後,以流場動壓將之無因次化,藉以了解建築物表面的風壓分佈及 變化。
圖 2 RADBASE3200 主機 圖 3 ZOC33/64Px 壓力感應器
2.1.2 皮托管風速量測儀
風洞風場自由流之風速以典型之皮托管風速儀量測之。皮托管安置 在模型上游不受模型影響之區域,風壓以壓力感測薄膜量取之。皮托管 量得之壓差,用 Bernoulli 方程式轉換成自由流之風速,以計算流場之 雷諾數和流場動壓,後者用來將表面風壓無因次化。
2.1.3 近壁面流場視流線
近壁面流場可以顯示行人風場的一些特徵,對污染物之流動也扮演重 要之角色,因此本研究嘗試以有色彩之尼龍繩,以網格之方式均勻植佈於 建築模型之四周,用以觀察模型周圍近壁面流場之特徵,並以錄影器材錄 取動態影像,以便後續分析。
附帶一提的是本研究為了能更了解建築流場的行為,也嘗試在低速水 桌流場中以染液視流法觀察流場的定性特徵。
2.2 環境風場
建築物所處之風場,會依其附近之環境而改變,然均是在大氣的紊 流邊界層中,僅是地況不同時,大氣邊界層厚度不同,速度分佈之羃指 數率(α)有異而已。由於台北 101 金融大樓在都市環境中,因此,本 研究以其環境為本進行風場實驗。表 1、圖 4 與圖 5 所示為本研究所採 用之大氣紊流邊界層之相關數據與風速分佈(含紊流強度分佈)。必須 特別說明的是,內政部建築研究所現階段之研究工作採分工方式進行,
因此,表一、圖 4 與圖 5 之結果是國立中興大學方富民教授之研究計畫 的成果,特此致謝。由表一可知大氣紊流邊界層厚度約為 1.2 公尺左 右,速度分佈之冪指數率約為 0.36,乃典型之都市地況。
表 1 建築風場環境之大氣紊流邊界層
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