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第五章 行人風場風洞案例評估

第一節 試驗條件說明

環 境 風 場 的 評 估 應 當 建 立 在 兩 個 要 件 之 下:(1)適當的行人舒適 性 風 速 分 級 標 準,(2)各級風速標準的容許發生頻率。第一項的行人 舒 適 性 風 速 分 級 標 準 在 使 用 時 , 因 設 施 性 質 而 異 。 簡 言 之 , 人 行 道 的 主 要 活 動 是 步 行,開 放 空 間 則 會 有 靜 坐 休 憩,二 者 活 動 性 質 不 同,

評 估 標 準 自 然 有 異 。 第 二 項 的 容 許 發 生 頻 率 在 計 算 時 , 則 須 考 慮 到 不 同 風 向 作 用 時 的 地 面 風 速 差 異 , 以 及 各 風 向 本 身 的 風 速 機 率 特 性 。 因 此 在 從 事 風 洞 模 型 試 驗 以 評 估 環 境 風 場 時 , 除 了 需 要 在 適 當 的 模 擬 相 似 律 之 下 , 進 行 多 個 風 向 角 的 地 面 人 行 高 度 風 速 量 測 之 外 , 實 驗 所 得 數 據 必 須 結 合 建 築 物 所 在 地 氣 象 資 料 中 之 風 向 風 速 頻 率 , 計 算 各 風 速 分 級 標 準 之 綜 合 發 生 頻 率 , 進 而 評 估 各 測 點 之 舒 適 性 。

本 研 究 於 本 所 風 洞 實 驗 室 第 一 測 試 段 進 行。第 一 測 試 段 高 2.6 m

×寬 4 m×長 36 m,試驗段設有 2.6m 直徑轉盤。本案之主建築物基 地 位 於 台 北 地 區,東 側 鄰 近 一 30 米道路與棒球場,北側與西側均為 低 矮 樓 房,南 側 有 一 棟 16 層高的大樓。行人環境風場風洞試驗採用 1:300 模型縮尺(如圖 5-1),以主建築物為中心,模擬半徑 450m 範 圍 內 之 建 築 , 置 於 風 洞 試 驗 段 轉 盤 上 ( 如 圖 5-2) 。 主 建 築 物 本 身 及 四 周 共 設 置 36 個量測點,量取行人高度風速。實驗以正北風向 為 準 , 每 22.5 度作ㄧ量測,共計 16 個風向角。風洞試驗的來流風 場 應 採 用 適 於 該 地 區 地 形 特 性 之 紊 流 邊 界 層 流 , 在 考 慮 基 地 所 在 區 域 為 大 都 市 邊 緣 之 型 態,故 其 平 均 風 速 剖 面 符 合 指 數 律 α = 0.25(參 見 表 2-1)。

本 案 分 別 以 大 樓 興 建 前 及 完 成 後 的 地 貌 條 件 , 進 行 完 整 的 實 驗 量 測 , 配 合 中 央 氣 象 局 台 北 測 站 之 風 向 、 風 速 頻 率 資 料 , 根 據 舒 適 性 評 估 準 則 進 行 評 估 。 如 此 , 除 可 得 到 大 樓 落 成 後 鄰 近 環 境 風 場 特 性 之 外 , 另 可 瞭 解 建 築 物 對 於 風 場 環 境 改 變 的 相 對 影 響 。

圖 5-1 本 案 大 樓 模 型 (1) 資 料 來 源 : 【 本 研 究 拍 攝 】

圖 5-2 模 擬 範 圍 建 物 模 型 資 料 來 源 : 【 本 研 究 拍 攝 】

本 研 究 總 共 設 置 了 36 個測點,其分佈如圖 5-3 所示。根據上述 對 測 點 性 質 的 討 論 可 概 括 地 區 分 為 :

基 地 南 側 :S1~S7。

基 地 中 心 :C8~C28 基 地 北 側 :N29~N36

本 案 針 對 興 建 大 樓 周 圍 的 行 人 高 度 風 場 環 境 進 行 模 型 試 驗 。 風 洞 模 型 試 驗 主 要 可 分 為 大 樓 興 建 前 及 完 成 後 兩 個 部 分 。 兩 部 分 之 實 驗 , 風 向 角 的 選 取 均 自 正 北 開 始 , 每 22.5 度量測一次共取 16 個風 向 角。模 型 上 共 設 置 36 組 Irwin probe(見 5-4)以量取行人高度風 速 。 所 有 地 表 量 測 風 速 均 對 設 置 於 上 游 邊 界 層 高 度 的 風 速 量 測 值 作 無 因 次 化 。 如 此 各 組 實 驗 所 得 之 Ui/UR,i=1~36, 方 可 配 合 台 北 氣

象 站 的 風 速 風 向 資 料 進 行 後 續 的 評 估 工 作 。

圖 5-3 測 點 分 布 圖 資 料 來 源 : 【 本 研 究 繪 製 】

圖 5-4 主 建 物 周 圍 Irwin probe 設 置 圖 資 料 來 源 : 【 本 研 究 拍 攝 】