第四章 自然通風與熱舒適度軟體模擬
第二節 CFD 數值模擬參數
壹、CFD 模擬使用軟體
本研究 CFD 模擬使用軟體為日本的 WindPerfect DX 2016，版本為 1,000 萬網格溫 熱環境研究版；該軟體有中文化界面，並且具備運算速度快、多工多核心執行、即時可 視化等優點，目前已逐漸普及，並有多個學術單位採用。
圖 4-2 WindPerfect DX 2016 操作界面 (資料來源：本研究整理)
貳、CFD 模擬設定參數
一、外部風場分析 1. 操作範圍
以衛福部中區老人之家「梅園」建築群為模擬範圍，該區域範圍為 70M*140M*4M。
2. 解析範圍
以梅園建築物群為核心， 往外分別外推 72M(18 倍建築樓高)，整個解析區域範圍 為 214M*284M*76M。
3. 網格大小設定
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梅園建築物群區域：0.5M*0.5M*0.5M 外推 6 倍高度區域：2.0M*2.0M*2.0M 外推 6-18 倍高度區域：5.0M*5.0M*5.0M 4. 風向風速條件
依據中央氣象局資料，選取彰化縣田中自動測站 (C0G850，田中鎮中州路一段 177 號)，資料時間為 2015 年全年。
5. 地況條件
地表粗糙度條件選擇「地況類型 B」，其指數參數為 0.25，邊界層高度為 400M，等 流速上限為 10M。
6. 計算方法
計算對象物理量：流場與溫度場，紊流處理模式：標準 k-ε模式，疊代次數：100 次，收斂系數：1E-005。
7. 初始值設定
速度場設定：風環境指數(Power Law)，溫度場設定：依據季節溫度。
圖 4-3 衛福部中區老人之家外部風場分析模型 (資料來源：本研究整理)
二、室內流場分析 1. 操作範圍
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以衛福部中區老人之家梅園「餐廳」建築室內為模擬範圍，室內區域範圍為 13.7M*9.2M*3.2M。
2. 解析範圍
同上述室內區域，視為封閉區域。
3. 網格大小設定
室內區域範圍：0.1M*0.1M*0.1M。
4. 溫度條件設定
外氣溫度：依據季節氣候設定，目標溫度：依據冷暖氣設定溫度，初始溫度：依據 季節氣候設定。
5. 熱負荷條件
日射負荷：春季秋季 400 W/㎡，夏季 500 W/㎡，冬季 300 W/㎡。
人體發熱：80W/人，共計 25 人。
照明負荷：40 W/㎡。
設備負荷：30 W/㎡。
6. 熱傳導係數
各牆面熱傳導係數：2.0W/㎡*
o
K，天花熱傳導係數：1.5 W/㎡*o
K。7. 空調條件
冷氣：出風口 13℃，相對濕度 50%，風量 120CMM。
暖氣：出風口 25℃，相對濕度 50%，風量 120CMM。
8. 計算方法
計算對象物理量：流場與溫度場，紊流處理模式：標準 k-ε模式，疊代次數：100 次，收斂系數：1E-005。
9. 初始值設定
速度場設定：風環境指數(Power Law)，溫度場設定：依據季節溫度。
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圖 4-4 衛福部中區老人之家室內流場分析模型 (資料來源：本研究整理)
三、季節風向風速分析
下圖 4-5 為衛福部中區老人之家季節風向風速分析，其中春秋兩季以北風為主，平 均風速約為 3.5m/sec，平均溫度約為 25.0℃；夏季以南南西風為主，平均風速為 3.2m/sec，
平均溫度為 28.0℃，平均高溫為 33.5℃；冬季以北風為主，平均風速為 4.2m/sec，平均 溫度為 18.0℃，平均低溫為 12.5℃。
在下面的模擬中，將分為外部風場與室內流場兩種類型；而因為春秋兩季風向風速 數值接近，將其視為同一組模擬，是故每種模擬類型皆有 3 組模擬分項，分別為春秋季、
夏季與冬季。
96 春季：以北風為主，平均風速為 3.5m/sec，平均溫 度為 24.0℃。
夏季：以南南西風為主，平均風速為 3.2m/sec，平 均溫度為 28.0℃，平均高溫為 33.5℃。
秋季：以北風為主，平均風速為 3.4m/sec，平均溫 度為 25.0℃。
冬季：以北風為主，平均風速為 4.2m/sec，平均溫 度為 18.0℃，平均低溫為 12.5℃。
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