第六章 自然通風設計對 Req 與 ENVLOAD 公式之修正
第二節 自然通風潛力 VP 計算法
本評估法又名自然通風潛力評估法,VP 法(Ventilation Potential Method)。
首先定義自然通風潛力 VP:為建築居室及梯廳走廊面積中「可自然通風居室面積」與
「總居室面積」之比值。其中可自然通風居室面積乃由(1)單側開窗引起的「臨窗通 風面積」以及(2)因雙面開口引起的「對流通風面積」兩種所構成(兩種面積之計算 見下述)。VP 法利用在各層平面圖上繪製「臨窗通風面積」與「對流通風面積」的方 式來計算各層通風面積與居室面積,再以面積加權的方式計算全棟 VP,其計算公式如 下所示:
VP =Σ(臨窗通風面積 VAi + 對流通風面積 CAi) /Σ(居室面積 Ai) (式 6-5)
其中:
VP:全棟自然通風潛力 VAi:i 層臨窗通風面積(m2) CAi:i 層對流通風面積(m2) Ai:i 層梯廳走廊居室面積(m2)
此 VP 值介於 0~1 之間,愈接近 1 則代表室內空的自然通風能力愈佳,其中 VAi、
CAi 之詳細操作方式可參考以下 5 個步驟來進行。
STEP1 確認居室與梯廳走廊面積
建築物採自然通風設計主要為了增加室內環境的舒適度,故應以人員經常活動的 空間為主要評估區域,也就是居室空間部份,在住宿類建築包含客廳、餐廳、廚房、
書房、臥室等住戶私人空間以及門廳、娛樂室、梯廳、走廊等公共空間,住宅內部分 零碎的空間如走道則可併入客廳或餐廳;在辦公或其他類空間則為人員工作空間之室 內空間。像地下停車空間、儲藏室、浴廁、機械間、避難梯間等空間則不包括在居室 空間內,但住宅內部或居室間之室內聯絡樓梯非屬避難梯間,應劃歸為居室面積。如 圖 6-2、圖 6-3 所示,上色區域為認定的居室空間面積,需列入評估計算。
圖 6-2 住宅類居室面積選取示意圖
(資料來源:本研究整理)
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STEP2 確認可通風開口
可通風開口指的是建築物對外氣可容易被開啟而通風的開口,包含各種型式的開 窗、天窗、落地窗、廚房陽台門、通風塔等常設開口部位,如圖 6-4、圖 6-5 所示,
鄰接外氣的開口部可認定為可通風開口,藍色方框為有效通風開口,若可通風開口為 橫拉窗、橫拉門、落地窗等至多開啟一半的可通風開口,有效通風開口以可通風開口 之最大開啟範圍為限並繪製於常開側;若可通風開口為外推窗、旋轉窗、廚房陽台門 等可完全開啟的可通風開口,有效通風開口範圍即為可通風開口。戶外型中間走廊兩 端在「走廊寬度」以內的外端部可開啟開口,因尚具外氣流動性而得視為可通風開口,
如圖 6-6 所示,但在端部「走廊寬度」更深處,即使設有可開啟開口,但因氣流不順 而應視為不可通風開口。
圖 6-4 住宅類確認可通風開口示意
(資料來源:本研究整理)
圖 6-5 辦公類確認可通風開口示意
(資料來源:本研究整理)
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STEP3 計算「臨窗通風面積 VAi」
「臨窗通風」是指單側開窗因外窗風壓或窗上下溫差局部對流所引起的通風,本 規範規定可通風開口的左右邊界 1.0m 以內與進深 2.0m 以內之居室面積為「臨窗通風 面積 VAi」,但必須遵守下列原則:
(一) 通風面積以垂直於窗面繪製直線方整面積計算之。
(二) 被長度 1m 以上側牆,或高度 2m 以上隔間阻擋部份之面積不可計入 (圖 6-7)。
(三) 不同開口所繪製之臨窗通風面積重疊部份不可重複計算。
(四) 室內活動家具、障礙物可忽略。
例如,某住宅與某辦公建築之「臨窗通風面積 VAi」可繪圖如圖 6-8、圖 6-9 所示。
圖 6-7 隔間阻擋通風面積示意
(資料來源:本研究整理)
圖 6-8 住宅類臨窗通風面積 VAi 示意
(資料來源:本研究整理)
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STEP4 計算「對流通風面積 CAi」
除了臨窗通風面積外,不同可通風開口之間可連結形成對流通風路徑,也可被認 定為可通風居室面積,故如何繪製不同開口位置所形成的通風路徑,並計算其對流通 風面積為本章的重點,其詳細計算方式如下說明:
(一) 繪製對流通風路徑圖
由於臨窗通風面積與對流通風面積常有重疊現象,因此通常在前述臨窗通風面積 被決定後才開始繪製對流通風路徑,以計算不重疊部份的對流通風面積 CAi(圖 6-10、
圖 6-11)。對流通風路徑成立的條件可分為一般情況與有採天窗或有通風塔設計的情 況兩種,以下分別論述之:
圖 6-10 住宅類通風路徑的示意(客廳-廚房)
(資料來源:本研究整理)
圖 6-11 辦公類通風路徑的示意 (資料來源:本研究整理)
1.一般情況
(1)對流通風路徑所連結之開口必須同時為可容易被開啟的可通風開口。
(2)對流通風路徑一般以建築平面圖來作圖,從一可通風開口至另一可通風開口 之通風路徑必須為兩開口之最短距離並保持順暢,其路徑長度不得超過 15m。另 外其路徑轉彎的角度合計不得大於 90°,以確保通風路徑直接且有效(圖 6-12)。
(3)對流通風路徑的兩端以有效通風開口的中央為基準。
(4)一個可通風開口可以有多條對流通風路徑,且此路徑必須通過非臨窗通風面 積,唯不同對流通風路徑間不得相交(圖 6-13、圖 6-14)。
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徑,唯臥室、書房等私人空間之白天常開啟、夜晚關閉的半密閉門扉處,可成為 對流通之路徑(圖 6-17),而以此路徑形成之對流通風面積須折半計算。
但下列特殊設計狀況可允許被繪製為對流通風路徑經過之常開開口:
a. 廚房門:直接視為經常開啟的門扉(圖 6-18)。
b. 上有常開之氣窗、通風窗、通風口之門扉或隔間(6-19) c. 設有自由啟閉通風口設計之室內隔間門或大門(圖 6-20)。
d. 室內隔間:隔間上方有留設通風空間者(6-21)。
圖 6-12 通風路徑轉角角度之和須小於 90°
(資料來源:建築碳足跡二版)
圖 6-13 通風路徑必須通過非臨窗通風面積
圖 6-14 一個可通風開口可以有多條通風路徑但彼此不能交叉 (資料來源:建築碳足跡二版)
圖 6-15 通風路徑不得穿越兩次以上一般室內隔間門
(資料來源:建築碳足跡二版)
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圖 6-16 自動門不能成為對流通風之路徑 (資料來源:本研究整理)
圖 6-17 住宅類通風路徑的示意(臥室-客廳)
(資料來源:本研究整理)
圖 6-18 廚房門視為經常開啟 圖 6-19 裝設氣窗視為通風路徑可通過 (資料來源:建築碳足跡二版)
圖 6-20 可通風門 圖 6-21 低矮隔間示意 (資料來源:建築碳足跡二版)
2.採天窗或通風塔設計的浮力通風情況
(1)可通風開窗所連結的天窗或通風塔必須仍為可通風之開口。
第六章 自然通風設計對 Req 與 ENVLOAD 公式之修正
(4)天窗或通風塔對低處開窗可同時繪製多條對流通風路徑,但僅能與最近高程 之同一樓層之開窗形成對流通風路徑 (圖 6-22、圖 6-23),亦即對較遠樓層之開 口已失去壓力差,無法形成浮力對流對流通風路徑。
(5)浮力通風路徑必須確保不被門扇、檔版所關閉,其路徑必須在涼爽季節完全 處於隨時開放狀況。
圖 6-24 即為通風路徑的確認示意,需就角度、長度來檢驗其合理性。
圖 6-22 採天窗或有通風塔設計之空間可以形成多條通風路徑 (資料來源:建築碳足跡二版)
圖 6-23 通風路徑最近樓層的算法示意
X
圖 6-24 通風路徑的確認 (資料來源:本研究整理)
(二) 計算「對流通風面積 CAi」
本規範規定臨窗通風面積與對流通風面積不可重複計算,對流通風面積必先排除 前述臨窗通風面積之後,以對流通風路徑左右各 1m 以內之水平面積計為對流通風面積 CAi,可參考圖 6-25 之計算:
1. 角度計算
Θ=18° <90 OK!
2. 長度計算 11.6m OK!
此為一條合理的通風路徑!
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圖 6-25 對流通風面積 CAi 計算 (資料來源:本研究整理)
STEP5 計算自然通風潛力 VP
最後,自然通風潛力 VP 可依前述公式 6-5 計算而得。
計算範例 1(住宅類)
沿用圖 6-10、圖 6-17,
通風路徑(客廳-廚房)、(臥室-客廳) 成立,通風路徑面積為路徑左右 1m 扣除重疊與評估範圍外的區域
= 13.9 + 21.3 / 2 = 24.6 ㎡
圖 6-27 住宅類計算範例-對流通風面積 CAi (資料來源:本研究整理)
例如以圖 6-2 之住宅平面計算程序如下:
(一) 依圖 6-2 計算居室面積(著色區域的面積) = 208.1 m2 (二) 依圖 6-28 繪製可通風開口形成的臨窗通風面積 VAi 住宅 A=4.3+4.61+4.84+4.3+6.58+4 = 28.63 m2
住宅 B=4.7+4.74+5.2+4+3.2+3.2+5.2 = 30.24 m2 總臨窗通風面積 VAi=28.63+30.24 = 58.87 m2
(三) 依圖 6-29 對流通風並繪製其對流通風面積 CAi(客廳-廚房)與折半計算流通 風面積 CAi(臥室-客廳)
住宅 A、B 的對流通風面積 CAi(客廳-廚房)分別為 13.92 m2 與 13.8 m2,故 對流通風面積 CAi(客廳-廚房)為 27.72 m2
第六章 自然通風設計對 Req 與 ENVLOAD 公式之修正
(四) 計算自然通風潛力 VP =(58.87+48.4) / 208.1 = 0.52
(五) 以上是單一樓層的計算方法,假如是多層建築,切記要逐層計算臨窗通風面 積 VAi 與對流通風面積 CAi,再依公式 6-5 計算全棟之自然通風潛力 VP。
計算範例 2(辦公類)
圖 6-28 辦公類計算範例-臨窗通風面積 VAi (資料來源:本研究整理)
例如以圖 6-3 之辦公建築平面之計算程序如下:
(一) 依圖 6-3 計算總居室面積(著色區域的面積) = 431.22 m2 (二) 依圖 6-28 繪製可通風開口形成的臨窗通風面積
(四) 依圖 6-29 繪製對流通風路徑,其畫法盡量繪出通過非臨窗通風面積之路 徑,但其路徑不可交叉且不可超出 15m,其通風路徑左右 1m 繪製其對流通風面積,
故該層總對流通風面積 CAi = 176.75 m2
(五) 該層自然通風潛力 VP =(431.22+105.16) / 176.75 = 0.654
(六) 以上是單一樓層的計算方法,假如是多層建築,切記要逐層計算臨窗通風面 積 VAi 與對流通風面積 CAi,再依公式 6-5 計算全棟之自然通風潛力 VP。
圖 6-29 辦公類計算範例-對流通風面積 CAi
(資料來源:本研究整理)
第六章 自然通風設計對 Req 與 ENVLOAD 公式之修正