附錄 A 強風作用下建築物使用性能評估
A. RWDI 顧問公司
2 2
) 34 . 3 (
) 2 ( )
( 128 . 1
1 ) ( 18 .
1 n
a
f D Z G
Z
A = G − ∗ ∗ π
其中 D*為順風項設計風力作用下，經結構分析所得屋頂順風向之位移，fn 為建 築物順風向之自然頻率。 G(Z)為陣風反應因子，就普通建築而言，G(Z)取屋頂高 之值。
橫風向及扭轉加速度 Ac 及 At 應依可信方法計算之，亦可採用風洞試驗結果。
A.2.2 建築群中行人活動區域舒適性標準
如何適當評估風場環境對行人活動區域舒適性的影響，到目前為止在國際上並 無一致的標準，因為舒適性本身是一個主觀意識相當強的感覺。國內目前對於如 何適當評估風場環境對行人活動區域舒適性並無任何規範或標準，僅在相關環境 影響評估規定和法則中，有提及興建高樓前需作風洞試驗，以評估高樓對於建築 物周圍環境風場的影響。例如: 環保署環境影響評估規定除煙囪外有七十公尺以上 高層結構體，應予預測及評估其對風場之負面影響 ; 台北市綜合設計公共開放空間 設置及管理維護要點也規定，建築物高度超過六十公尺，應做風洞效應評估。
目前國際上常見之評估標準包括RWDI 風工程顧問公司（依據 Williams &
Soligo [A.1]、Lawson & Penwarden [A.2]、Penwarden & Wise [A.3]）、科羅拉多州 立大學風洞實驗室（依據A.1、A.2、A.3、Hunt,Poiton&Mumford [A.4]以及
Isyumov & Davenport [A.5] ）以及西安大略大學風洞實驗室（依據 Penwarden &
Wise [A.3]、Isyumov & Davenport [A.6]，Davenport [A.7]，Isyumov [A.8] ）所建立 之準則。以下大致列出RWDI 顧問公司以及西安大略大學風洞實驗室所提出的準 則及說明，作為國內行人舒適性評估之參考。
A. RWDI 顧問公司
風洞試驗中,各測點位置上的試驗結果被表示為風速處於各級速度範圍內的時 間百分率，依此判斷某處的風環境是否舒適，根據行人活動舒適性準則，可將風 速範圍定為四級(見表 A.1)：
(1) 坐定時舒適的陣風風速範圍；
( 0∼17 km/hr ) ， ( 簡稱”坐定”)。
(2) 站立時舒適的陣風風速範圍；
( 0∼25 km/hr ) ， ( 簡稱”站立”)。
(3) 行走時舒適的陣風風速範圍；
( 0∼32 km/hr ) ， ( 簡稱”步行”)。
(4) 陣風風速超過每小時 88 公里的極其不舒適風環境；
(88 km/hr 以上) ， (簡稱”嚴重不舒適”)。
研究顯示，如果80﹪以上的時間風速在某等級範圍內，則人們將可舒適地進 行該等級內相對應的活動，惟應用此一準則，對各區域需考慮其實際用途，例如 室外休憩場地應設置於滿足坐定舒適性要求的區域內，即在該處至少80﹪的時間 內其陣風風速小於17 km/hr。如果在某處，其陣風風速超過 32 km/hr 的出現時間 百分率大於20﹪(約每周超過 1.5 天)，則該處的風環境對於人行道等區域的行走活 動而言是不舒適的，不舒適的風環境會使行人徒步時避開該區而降低原規劃區的 實際使用率。
如果某處的陣風風速超過88 km/hr 百分率大於 0.15﹪(約每年超過 4 次)，則 該處的風環境將被認為是嚴重不舒適甚至認為是危險的， 陣風風速達，88 km/hr 以上所產生的風力會使人難以保持平衡，對行人可能造成傷害。
B. 西安大略大學風洞實驗室
本準則將人們活動分類較詳細，分為(1)長時間站、坐 ；(2)短時間站、坐；(3) 慢步行走；(4)快步行走(見表 A.2)。除此之外，就每一種活動評估時風速標準又進 一步細分為可接受性良好、可能出現不舒適、及會有嚴重不舒適的風場情況。在 使用時，同樣的要視各區域規劃使用的性質不同，選擇適當的評估標準。譬如：
風場條件要求最為嚴格〝長時間站坐〞標準，僅有在規劃設計露天餐廳時，才需 要滿足，若是規劃一般的公園，開放廣場休憩區只需要滿足短時間站坐的風場環 境即可。舉例而言，在一般休憩區從事短時間站立或坐定，可接受的風場環境為 第4 級風，風速範圍 19∼29 km/hr，發生的機率小於每週一次。若是該處的風場特 性為第5 級風， 風速範圍 30∼39 km/hr，發生機率小於每月一次，則根據此評估 準則，該處規範提供人們短時間站立、坐定的休憩區，雖然可接受性並不好，但 尚不致有嚴重不舒適的情形發生。
A.3 下年度預計研究項目
針對下列二個主題，強風作用下建築物的可用性(serviceability)和在建築群中行 人活動區域舒適性標準(comfort criteria) ，將收集國內外之準則標準及研究報告作研 究比較，以找出適合國內的準則。
在強風作用下建築物的可用性的研究中將討論下列主題：
1. 居民對強風造成建築物振動所產生不舒服感的程度評估。
2. 風速和建築物之加速度間的關係。
3. 超越允許加速度值發生之頻率。
建築群中行人活動區域舒適性標準將考慮下列主題：
1. 行人舒適感和風速間的關係。
2. 舒適性評估準則。
3. 高樓建築區中強風發生的區域。
4. 高樓興建前後舒適性的差異評估。
參考文獻
[A.1]Williams, C.J., and Soligo M.J., “ A Discussion of the Components for a Comprehensive Pedestrian Level Comfort Criteria”, Eighth International Conference on Wind Engineering, London. (1991).
[A.2]Lawson, T.V., and Penwarden, A.D., “The Effects of Wind on People in the Vicinity of Buildings”, Proceedings of the Fourth International Conference on Wind Effects on Buildings and Structures, United Kingdom, (1976), pp. 605-622.
[A.3]Penwarden, A.D., and Wise, A.F.E., “Wind Environment around Buildings” Building research Establishment Report H.M.S.O. (1975).
[A.4]Hunt, J.C.R., Poulton, E.C., and Mumford, J.C., “The Effects of Wind on People; New Criteria Based on Wind Tunnel Experiments”, Building and Environment, Vol. II, (1976), pp.15-28.
[A.5]Isyumov, N., and Davenport, A.G., “The Ground Level Wind Environment in Build-Up Areas”, Proceedings of the Fourth International Conference on Wind Effects on Buildings and Structures, United Kingdom, (1976), pp.403-422.
[A.6]Davenport, A.G., “An Approach to Human Comfort Criteria for Environmental Wind Conditions”, Colloquium on Building Climatology, Stockholm, (1972).
[A.7]Isyumov, N., “Studies of the Pedestrian Level Wind Environment at the Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory of University of Western Ontario”, Journal of Industrial Aerodynamics, Vol. 3, (1978), pp.187-200.
[A.8]Wind Tunnel Testing: A General Outline, Report of the Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory, University of Western Ontario, (1991).
[A.9]Penwarden, A.D., “Acceptable wind speeds in towns”, Building Science. Vol.8, (1973), pp.259-267.
表 A-1 RWDI 顧問公司舒適性評估準則 活動性 行人活動舒適的陣
風範圍(km/hr) 適用的發生機率 坐定 0~17 ≧80%
站立 0~25 ≧80%
步行 0~32 ≧80%
嚴重不舒適 88~ ≧0.15%
表 A-2 西安大略大學風洞實驗室舒適性評估準則 相對舒適性 活動性 適用之區域
可容忍 不舒適 危險
快步 人行道 6 7 8
慢步 公園 5 6 8
短時間站立,坐 公園,廣場 4 5 8
長時間站立,坐 室外餐廳 3 4 8
可接受代表性準則 <1 次/1 週 <1 次/1 月 <1 次/1 年 相對舒適性標準(2~8)由表 A-3 蒲福風力等級表示之
表 A-3 風效應概要
蒲福風級 風之稱謂 一 般 敘 述 每秒公尺 m/s
每時浬 kts 0 無風calm 煙直上 不足0.3 不足 1 1 軟風light air 僅煙能表示風向，但不能轉動風標。 0.3-1.5 1-3 2 輕風
slight breeze
人面感覺有風，樹葉搖動，普通之風
標轉動。 1.6-3.3 4-7 3 微風
gentle breeze 樹葉及小枝搖動不息，旌旗飄展。 3.4-5.4 8-12 4
和風 moderate
breeze
塵土及碎紙被風吹揚，樹之分枝搖
動。 5.5-7.9 13-16
5 清風
fresh breeze 有葉之小樹開始搖擺。 8.0-10.7 17-21 6 強風
strong breeze
樹之木枝搖動，電線發出呼呼嘯聲，
張傘困難。 10.8-13.8 22-27 7 疾風
near gale 全樹搖動，逆風行走感困難。 13.9-17.1 28-33 8 大風gale 小樹枝被吹折，步行不能前進。 17.2-20.7 34-40 9 烈風
strong gale 建築物有損壞，煙囪被吹倒。 20.8-24.4 41-47 10 狂風storm 樹被風拔起，建築物有相當破壞。 24.5-28.4 48-55 11 暴風
violent storm 極少見，如出現必有重大災害。 28.5-32.6 56-63 12 颶風
hurricane 32.7-36.9 64-71
13 － 37.0-41.4 72-80
14 － 41.5-46.1 81-89
15 － 46.2-50.9 90-99
16 － 51.0-56.0 100-108
17 － 56.1-61.2 109-118