緒 論

第一節 研究動機

隨著台灣地區經濟的迅速發展以及都會區人口聚集，建築物的高層 化與高密度化已無法避免，高層建築可視為巨型阻礙物，氣流因建築、

建築群的存在而改變行進方向，進而造成下切、縮 流、渠化、渦漩(vortex)、

角隅流(corner flow)、尾流(wake)；另有遮蔽、穿堂風(through flow)等效 應。上述效應除了造成建築物或建築群興建後產生瞬間的強風，而影響 行人及低樓層建築使用者的安全性及舒適性問題外，對其下游空間亦因 遮蔽效應而產生弱風區域，進一步使空氣對流減少而影響戶內外自然通 風，造成都市熱島效應加劇，甚至使得空氣污染物蓄積於都市內。都市 地區的異常的溫度上升主要的原因，來自於大樓和柏油的太陽光的蓄熱、

城市內部林立的大樓中的空調所排出的熱空氣、以及樹木的減少所產生 的城市圓頂效應(如圖 1-1)。由於氣溫高出，所以會出現突然的降雨。近 幾年，大樓不斷向高空發展，河流沿岸被覆蓋，都遮擋著風的流動，加 劇了城市內部的高溫化。

圖 1-1 都市熱島效應示意圖 資料來源：維基百科https://zh.wikipedia.org

environment）的改變，進而影響行人在此區域活動之舒適性甚至於危害 行人的安全，因此對於新建高層建築的行人風場環境評估已是設計時的 必要條件。根據「開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標準」

第二十六條中所述，高樓建築有下列情形者，應實施環境影響評估：

(1)住宅大樓，其樓層三十層以上或高度一百公尺以上。

(2)辦公、商業或綜合性大樓，其樓層二十層以上或高度七十公尺以上。

在「開發行為環境影響評估作業準則」第二十二條中，開發行為中 除煙囪外有七十公尺以上之高層結構體者，其可能產生之風場、日照、

電波以及空氣污染物擴散之干擾等負面影響，應予預測及評估，並提出 因應對策；必要時應進行相關之模擬分析或試驗。

另新北市訂立板橋江子翠北側重劃區都市設計審議原則，並已於 102 年 10 月 1 日起實施，未來相關建案進行都市設計審議，若為沿河第 一排街廓的高層建築物，除應依相關規定辦理風洞試驗外，亦應提出環 境風場試驗成果說明，以利都市設計委員進行審查。為促進環境通風的 效益，在建築物開發上，若能運用設計使各幢立面最大淨寬度與基地平 均寬度之百分比低於 70%，減少過去水岸建築物臨河景觀面最大化設計 方式，以拉開建築物間的棟距，除了能避免對水岸都市景觀之產生不良 影響外，還可藉由環境風對流降低都市的熱島效應。

以往進行行人風場評估時僅在預防強風發生，缺乏考慮都市熱潛勢 較高區域的通風良窳，對於風環境舒適度的考量是不足的。都市區域風 環境分析研究可了解都市風廊道走向，在主要計畫階段作好風廊道導入 規劃，對於既有都市街廓可透過增設植栽或公園綠地手法在低風速區域 降低溫度。另外，在大型的建築開發案可就設計方案進行風場流通模擬 與比較分析，如有低風速或高溫區，可透過建築配置與設計手法加以改 善，使形成通風廊道，有效降低戶外熱環境。

第二節 研究目的

環保署於民國 86 年 12 月 31 日發佈之「開發行為環境影響評估作業 準則」，其中第 22 條規定：「開發行為中除煙囪外有 70 公尺以上之高 層結構體者，其可能產生之風場、日照、電波以及空氣污染物擴散之干 擾等負面影響，應予預測及評估，並提出因應對策；必要時應進行相關 之模擬分析或試驗」。另第 42 條規定：「規劃高樓建築時，應重視其品 質與景觀之整性；並評估高樓建築對周遭環境所產生之風場、日照、電 波、交通、停車或帷幕牆反光以及室內停車場廢氣排放等之衝擊。」。

台北市「綜合設計公共開放空間設置及管理維護要點」第 7 條規定：「建 築高度超過 60 公尺，應作風洞效應評估，尤其側重超高層建築物所可能 產生之微氣候及對公共開放空間使用之影響。」以上兩法規均規定，高 層建築對周遭環境所產生之風場應加以評估，並提出適當的改善策略。

此規範主要是針對大樓興建後之強風所造路上行人的不舒適性而訂出之 規定。

但另一方面，密集的都市區域建築量體櫛比鱗次對風場形阻礙而使 都市中心形成嚴重的弱風區域，亦即都市中心內有較小的環境風場通風 量。而戶外低環境風場通風量，常會導致如後現象：(1)造成都市熱島效 應而增高戶外溫度，影響人體舒適度，(2)使污染物蓄積都市內形成環境 污染，(3)降低室內通風交換率而弱化室內通風量影響居室建康。目前僅 有新北市政府在都市審議規範中提及需考慮此問題之發生。

國內外有關都市地區行人環境風場舒適度評估的研究及應用頗多，

風洞試驗基本上以地表風速計量測等效風速後，結合當地氣象資料，選 擇適當的準則加以評估。而近年因計算機能量、計算流體軟體普及和計 算精度提升，以數值模擬結果來評估環境風場得以實現。在日本，目前 已有 70%以上的工程評估案均以 CFD 來完成，日本及歐洲也提出了模擬 準則來因應此一變革。

不舒適性。其次則為溫熱環境的熱舒適性，須考慮人體在戶外的各項舒 適性影響參數，並以增進都市通風為目的，在夏季時避免弱風(或無風)，

降低都市戶外高溫所造成之不舒適性。本研究旨在探討增進都市風環境 流通效應，也就是弱風的發生可增進戶外熱環境的行人舒適性，並以風 洞試驗探討其評估分析方法。另建構合理且精確的數值模擬方法，草擬 並條列相關準則，以供相關評估單位參考。最後以數值模擬系統化分析 典型都市街廓，提出都市通風設計改善之建議。

第三節 研究內容與方法

本研究之研究內容與步驟如下：

一、國內外研究文獻之蒐集與整理

(1) 蒐集國內外都市地區風環境流通效應影響評估分析之相關資料。

(2) 蒐集相關文獻及規範，探討相關規定對建築型態之影響。

二、研究區選定與模型製作

(1) 選定板橋江子翠北側為本研究之研究區，並進行現場調查確認量體 與細節。

(2) 製作數值模擬所需之 3D 模型以及風洞試驗之量體模型。

三、風洞試驗

(1) 進行研究區 16 個風向角之環境風場風洞試驗。

四、數值模擬

(1) 進行研究區 16 個風向角之環境風場數值模擬。

(2) 模擬 2 種典型都市街廓之通風效應。

五、舒適性評估

(1) 分別以風洞試驗及數值模擬結果評估分析研究區域內的風環境舒適 度，交叉比對各項數據。

六、準則草擬

第 二 章 文 獻 與 理 論 背 景 分 析

一般風工程之應用所涉及的問題大都發生在較強的風勢情況下，而 law)，另一則為對數律(logarithmic law)。

（1）指數律(power law)

邊界層流中水平方向均佈之地形上的平均風速剖面，以指數律表