本計畫探討各種不同形式建築物附置物所受風荷載，利用氣動力實驗獲得 風壓分布數據資料，並以極值分析理論推估其合適的設計風壓係數，期能有效 掌握此類構造物的風荷載特性。彙整影響風荷載之設計策略，包括建築物幾何 條件、安裝位置、安裝方式、附置物幾何尺寸、來流條件等因素對於風荷載的 影響，並由實驗資料搭配計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics, 簡稱 CFD)計算模擬，提升模擬技術及擴大檢討的範圍。利用本計畫所建立的設計風 荷載資料，建立建築物附置物構件風荷載之速查表，提供業界參考。研究方法 包括：
(一)、附置物設計形式整理
由實務設計資料中蒐集有關國內常見的各類附置物形式，初步規劃包括以 下數種類別：
1.外伸式雨庇(遮雨棚)
2.建築立面上附掛之廣告招牌 3.屋頂面上太陽光電設施
將蒐集整理常見設計形式，建立典型構型與尺寸變化因子加以整理，以建立 較具代表性的設計案例。
(二)、文獻資料蒐集
蒐集期刊論文、國內外法規、本所歷年研究成果等文獻資料中有關不同附 置物設計形式對風荷載影響的相關研究成果，系統化的整理氣動力載重資料，
作為設計研究模型的參考。
(三)、典型建築案例氣動力實驗
以建築物的案例製作氣動力模型，利用風洞實驗，掌握其表面風壓、外周 邊流場等資料，並與文獻資料結果比對。
1. 流場模擬：
(1) 本研究將利用風洞實驗室現有之典型紊流場，選取合適的紊流流場條 件，作為來流條件。
(2) 流場量測將利用二維熱膜探針(Hot film probe)配合移動機構加以量測，
觀測記錄流場的剖面資料。
擾動值、尖峰因子(peak factor)等，以完整掌握表面風壓分佈情形。
(2) 利用氣動力模型表面風壓，採有效貢獻面積加權積分方式，計算瞬時 整體風壓，並可供整體風荷載極值分析之用。
(3) 淨風壓係數：利用上下版面風壓在時間域上瞬時相減，計算版面所受 淨風壓(net wind pressures)係數。
(四)、數值模擬計算的開發與驗證
利用 CFD 軟體進行模擬計算，更換不同附置物幾何尺寸或安裝位置，計算 在紊流場下的表面風壓係數，與風洞實驗成果相比較，建立數值模擬計算能力，
並據以擴大涵蓋範圍。
1. 利用風洞實驗結果確認數值模式。
2. 延伸實驗案例，補強附屬構造之風力風壓資料庫。
本研究採用泛用型計算流體力學軟體 FLUENT 進行風場模擬工作，其乃基 於以有限體積法(finite-volume method)為架構所建構出來的計算流體動力學程 式。以求解連續方程式與動量方程式在流場的速度及壓力，可克服對於複雜幾 何形狀計算域的適用性問題。紊流模型採用 Smagorinsky(1963)之次網格紊流模 型(subgrid-scale turbulence model)。
邊界層紊流入流資料產生乃使用 MDSRFG 隨機紊流產生器來產生，風速 隨著空間與時間變化，型式為傅利葉級數(Fourier series)的合成。黎(2015, 2016) 等業已成功使用本方法，呈現適切之大氣邊界層中紊流入流，合理預測建築表 面風壓特性及風力頻譜。紊流產生為非均勻性與非等向性大氣邊界層入流，三 個方向的風速頻譜採用 von Kármán 形式。
(五)、附置物所受風荷載的評估及其支撐結構設計建議
以氣動力實驗成果配合極值分析，推估其設計風載重，了解不同安裝及幾 何條件對於建築附置物風荷載的影響。並建立簡單造型建築物的案例，說明其 計算流程。
(六)、設計速查表彙編
由本計畫所建立的設計風荷載資料，加以系統化的編輯成設計參考，利用 表格方式呈現研究成果，建立建築物附置物風荷載之速查表，提供業界參考運 用。