太
陽
光
電
系
統
之
耐
風
設
計
規
範
研
擬
內
政
部
建
築
研
究
所
委
託
研
究
報
告
年
度
108
太陽光電系統之耐風設計規範研擬
內政部建築研究所 委託研究報告
中華民國 108 年 12 月
PG10802-0127
太陽光電系統之耐風設計規範研擬
受 委 託 者 ： 社團法人中華民國風工程學會
研 究主 持人 ： 陳瑞華
協 同主 持人 ： 傅仲麟
研 究 助 理 ： 沈朝斌、蔡宇勛、林逸崧
研 究 期 程 ： 中華民國 108 年 1 月至 108 年 12 月
研 究 經 費 ： 新臺幣 129.7 萬元
內政部建築研究所 委託研究報告
中華民國 108 年 12 月
（本報告內容及建議純屬研究小組意見，不代表本機關意見）I
目次
目次 ... I 表次 ... V 圖次 ... VII 摘要 ... XIII Abstract ... XVI 第一章 緒論 ... 1 第一節 研究緣起與背景 ... 1 第二節 研究內容與步驟 ... 3 第三節 本報告章節架構 ... 4 第二章 太陽光電系統之回顧及其耐風規定之檢討 ... 5 第一節 太陽光電系統種類 ... 5 第二節 太陽光電系統之破壞案例 ... 5 第三節 斜屋頂平貼型之相關耐風規範 ... 6 第四節 平屋頂距置型之相關耐風規範 ... 8 第五節 地面距置型之相關耐風規範 ... 10 第六節 地面單斜式棚架型之相關耐風規範 ... 13 第七節 平屋頂單斜式棚架型之相關耐風規範 ... 13 第三章 風洞實驗之配置 ... 15 第一節 風洞實驗室之介紹 ... 15 第二節 風壓掃瞄儀器及管線校正 ... 16 第三節 地面單斜式棚架型子系統之風洞實驗配置 ... 18 第四節 平屋頂單斜式棚架型之風洞實驗配置 ... 19 第四章 地面單斜式棚架型之極值分析 ... 23 第一節 Case (G10C)*之極值分析 ... 23 第二節 Case (G10O)*之極值分析 ... 28 第三節 Case G10C 之極值分析... 30 第四節 Case G10O 之極值分析 ... 32 第五節 Case G30C 之極值分析... 34 第六節 Case G30O 之極值分析 ... 36 第五章 地面單斜式棚架型耐風規範條文之擬議 ... 39 第一節 地面單斜式棚架型極值分析結果之統整 ... 39II 第二節 地面單斜式棚架型之擬議耐風規定 ... 40 第六章 平屋頂單斜式棚架型之極值分析 ... 41 第一節 Case R10A1C 之極值分析... 41 第二節 Case R20A1C 之極值分析... 46 第三節 Case R20A1C 之極值分析... 48 第四節 Case R25A1C 之極值分析... 50 第五節 Case R10A2C 之極值分析... 52 第六節 Case R15A2C 之極值分析... 54 第七節 Case R20A2C 之極值分析... 56 第八節 Case R25A2C 之極值分析... 58 第九節 Case R10A0.5C 之極值分析... 60 第十節 Case R15A0.5C 之極值分析... 62 第十一節 Case R20A0.5C 之極值分析... 64 第十二節 Case R25A0.5C 之極值分析... 66 第十三節 Case R10A0.5O 之極值分析 ... 68 第十四節 Case R10A0.5CP 之極值分析 ... 70 第十五節 Case R10A0.5CV 之極值分析 ... 72 第七章 平屋頂單斜式棚架型耐風規範條文之擬議 ... 75 第一節 平屋頂單斜式棚架型極值分析結果之統整 ... 75 第二節 其他最大正(負)淨風壓係數之估計 ... 76 第三節 平屋頂單斜式棚架型之擬議耐風規定 ... 78 第八章 各系統耐風規範相關條文之擬議 ... 81 第九章 結論與建議 ... 83 第一節 結論 ... 83 第二節 建議 ... 84 附錄一 規範中擬議新增第七章「太陽光電系統之設計風壓」 ... 171 附錄二 規範中擬議修訂之圖 3.1(b)(c)(d)(e) ... 185 附錄三 規範中擬議新增之符號說明 ... 191 附錄四 規範中擬議新增之專有名詞定義 ... 193 附錄五 擬議新規範與 104 年版規範本文內容修訂對照表 ... 195 附錄六 擬議新規範與 104 年版規範解說內容修訂對照表 ... 221 附錄七 期初審查意見及回應一覽表 ... 225 附錄八 期中審查意見及回應一覽表 ... 229 附錄九 專家座談會議 ... 235 附錄十 期末審查意見及回應一覽表 ... 239
III
V
表次
表 2-1 斜屋頂平貼型國外規範比較 ... 85 表 2-2 平屋頂距置型國外規範比較 ... 87 表 2-3 當 時， 之計算公式 ... 88 表 2-4 當 時， 之計算公式 ... 88 表 2-5 地面距置型國外規範比較 ... 89 表 2-6 當 時， 之計算公式 ... 89 表 2-7 當 時， 之計算公式 ... 89 表 2-8 開放式建築物之單斜屋頂局部構件及外部披覆物淨風壓係數 ... 90 表 3-1 地面單斜式棚架型各 Case 之實場參數比較表 ... 91 表 3-2 平屋頂單斜式棚架型各 Case 之實場參數比較表 ... 92 表 5-1 地面單斜式棚架型面板傾角 10 度下實驗值與規範值之比較 ... 93 表 5-2 地面單斜式棚架型面板傾角 30 度下實驗值與規範值之比較 ... 93 表 5-3 修改後開放式建築物之單斜式屋頂局部構件及外部披覆物淨風壓係數 ... 94 表 7-1 地面單斜式棚架型與平屋頂單斜式棚架型面板傾角 10 度下實驗值之比 較表 ... 95 表 7-2 平屋頂單斜式棚架型有無阻擋比較表 ... 96 表 7-3 長寬比為 1 之平屋頂單斜式棚架型淨風壓係數 ... 97 表 7-4 長寬比為 2 之平屋頂單斜式棚架型淨風壓係數 ... 98 表 7-5 長寬比為 0.5 之平屋頂單斜式棚架型淨風壓係數 ... 99 表 7-6 包絡後之平屋頂單斜式棚架型淨風壓係數 ... 100VII
圖次
圖 2-1 斜屋頂平貼型之示意圖 ... 101 圖 2-2 地面距置型之示意圖 ... 101 圖 2-3 平屋頂距置型之示意圖 ... 101 圖 2-4 地面單斜式棚架型之示意圖 ... 102 圖 2-5 平屋頂單斜式棚架型之示意圖 ... 102 圖 2-6 支撐架與屋頂面接合處之破壞 ... 102 圖 2-7 面板框架處之破壞 ... 103 圖 2-8 面板框架與支撐架接合處之破壞 ... 103 圖 2-9 蘇迪勒颱風對彰化太陽光電系統造成之破壞 ... 104 圖 2-10 斜屋頂平貼型或平屋頂距置型之符號示意圖 ... 105 圖 2-11 產生 =1.5 之可能情況 1 ... 105 圖 2-12 產生 =1.5 之可能情況 2... 106 圖 2-13 平屋頂距置型之屋頂分區圖 ... 106 圖 2-14 產生 =1.5 之可能情況 1... 107 圖 2-15 產生 =1.5 之可能情況 2... 107 圖 2-16 地面距置型之符號示意圖 ... 108 圖 2-17 產生 =1.5 之可能情況 1 ... 108 圖 2-18 產生 =1.5 之可能情況 2 ... 109 圖 2-19 開放式建築物之單斜屋頂局部構件及外部披覆物區域劃分示意圖 109 圖 3-1 內政部建築研究所風洞示意圖 ... 110 圖 3-2 淡江大學風洞示意圖 ... 110 圖 3-3 地面單斜式棚架型子系統示意圖(無阻擋) ... 111 圖 3-4 地面單斜式棚架型子系統示意圖(有阻擋，阻塞比大於 50%) ... 111 圖 3-5 屋頂棚架型子系統示意圖(無阻擋) ... 112 圖 3-6 屋頂棚架型子系統示意圖(有阻擋，阻塞比大於 50%) ... 112 圖 3-7 內政部建研所粗糙元及三角錐形渦流產生器 ... 113 圖 3-8 內政部建研所風場測量平均風速(左)及紊流強度剖面(右) ... 113 圖 3-9 淡江大學風工程研究中心粗糙元及三角錐形渦流產生器 ... 114 圖 3-10 淡江大學風場測量平均風速(左)及紊流強度剖面(右) ... 114 圖 4-1 Case (R10C)*之各測分佈點及測點附屬面積圖... 115 圖 4-2 Case (R10C)*面板區域分佈圖... 115VIII 圖 4-3 Case (R10C)*測點 1 上表面風壓歷時圖(對應於實場前 200sec) ... 116 圖 4-4 Case (R10C)*測點 1 下表面風壓歷時圖(對應於實場前 200sec) ... 116 圖 4-5 Case (R10C)*測點 1 淨風壓歷時圖(對應於實場前 200sec) ... 116 圖 4-6 Case (R10C)*測點 1 淨風壓係數歷時圖(對應於實場前 200sec) ... 117 圖 4-7 Case (R10C)* 1 秒移動平均之測點 1 淨風壓係數歷時圖 ... 117 圖 4-8 Case (G10C)* 0 度角各測點正極值淨風壓係數圖 ... 117 圖 4-9 Case (G10C)* 0 度角下各測點負極值淨風壓係數圖 ... 118 圖 4-10 Case (G10C)*各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 118 圖 4-11 Case (G10C)*各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 118 圖 4-12 Case (G10C)*有效受風面積 a=10m2之淨風壓係數歷時圖 ... 119 圖 4-13 Case (G10C)*有效受風面積 a=10m2之 1 秒移動平均淨風壓係數歷時圖 ... 119 圖 4-14 Case (G10C)* 0 度風向角下區域一之極值淨風壓係數圖 ... 120 圖 4-15 Case (G10C)* 0 度風向角下區域二之極值淨風壓係數圖 ... 120 圖 4-16 Case (G10C)* 0 度風向角下區域三之極值淨風壓係數圖 ... 120 圖 4-17 Case (G10C)* 180 度風向角下區域一之極值淨風壓係數圖 ... 121 圖 4-18 Case (G10C)* 180 度風向角下區域二之極值淨風壓係數圖 ... 121 圖 4-19 Case (G10C)* 180 度風向角下區域三之極值淨風壓係數圖 ... 121 圖 4-20 Case (G10C)*區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 122 圖 4-21 Case (G10C)*區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 122 圖 4-22 Case (G10C)*區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 122 圖 4-23 Case (G10C)*區域三之 1 秒移動平均最大正(負)淨風壓係數圖 ... 123 圖 4-24 Case (G10C)*區域二之 1 秒移動平均最大正(負)淨風壓係數圖 ... 123 圖 4-25 Case (G10C)*區域一之 1 秒移動平均最大正(負)淨風壓係數圖 ... 123 圖 4-26 Case (G10O)*之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 124 圖 4-27 Case (G10O)*之各測點最大正淨風壓係數 ... 124 圖 4-28 Case (G10O)*之各測點最大負淨風壓係數 ... 124 圖 4-29 Case (G10O)*區域三之最大正(負)淨風壓係數 ... 125 圖 4-30 Case (G10O)*區域二之最大正(負)淨風壓係數 ... 125 圖 4-31 Case (G10O)*區域一之最大正(負)淨風壓係數 ... 125 圖 4-32 Case G10C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 126 圖 4-33 Case G10C 之各測點最大正淨風壓係數 ... 126 圖 4-34 Case G10C 之各測點最大負淨風壓係數 ... 126 圖 4-35 Case G10C 區域三之最大正(負)淨風壓係數 ... 127 圖 4-36 Case G10C 區域二之最大正(負)淨風壓係數 ... 127
IX 圖 4-37 Case G10C 區域一之最大正(負)淨風壓係數 ... 127 圖 4-38 Case G10O 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 128 圖 4-39 Case G10O 之各測點最大正淨風壓係數 ... 128 圖 4-40 Case G10O 之各測點最大負淨風壓係數 ... 128 圖 4-41 Case G10O 區域三之最大正(負)淨風壓係數 ... 129 圖 4-42 Case G10O 區域二之最大正(負)淨風壓係數 ... 129 圖 4-43 Case G10O 區域一之最大正(負)淨風壓係數 ... 129 圖 4-44 Case G30C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 130 圖 4-45 Case G30C 之各測點最大正淨風壓係數 ... 130 圖 4-46 Case G30C 之各測點最大負淨風壓係數 ... 130 圖 4-47 Case G30C 區域三之最大正(負)淨風壓係數 ... 131 圖 4-48 Case G30C 區域二之最大正(負)淨風壓係數 ... 131 圖 4-49 Case G30C 區域一之最大正(負)淨風壓係數 ... 131 圖 4-50 Case G30O 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 132 圖 4-51 Case G30O 之各測點最大正淨風壓係數 ... 132 圖 4-52 Case G30O 之各測點最大負淨風壓係數 ... 132 圖 4-53 Case G30O 區域三之最大正(負)淨風壓係數 ... 133 圖 4-54 Case G30O 區域二之最大正(負)淨風壓係數 ... 133 圖 4-55 Case G30O 區域一之最大正(負)淨風壓係數 ... 133 圖 6-1 Case R10A1C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 134 圖 6-2 Case R10A1C 面板區域分佈圖 ... 134 圖 6-3 Case R10A1C 測點 1 上表面風壓歷時圖(對應於實場前 200sec)... 135 圖 6-4 Case R10A1C 測點 1 下表面風壓歷時圖(對應於實場前 200sec)... 135 圖 6-5 Case R10A1C 測點 1 淨風壓歷時圖(對應於實場前 200sec)... 135 圖 6-6 Case R10A1C 測點 1 淨風壓係數歷時圖(對應於實場前 200sec)... 136 圖 6-7 Case R10A1C 1 秒移動平均之測點 1 淨風壓係數歷時圖 ... 136 圖 6-8 Case R10A1C 0 度角各測點正淨風壓係數圖 ... 136 圖 6-9 Case R10A1C 0 度角下各測點負淨風壓係數圖 ... 137 圖 6-10 Case R10A1C 各測點最大正淨風壓係數圖 ... 137 圖 6-11 Case R10A1C 各測點最大負淨風壓係數圖 ... 137 圖 6-12 Case R10A1C 有效受風面積 a=0.81m2之淨風壓係數歷時 ... 138 圖 6-13 Case R10A1C 有效受風面積 a=0.18m2之 1 秒移動平均淨風壓係數歷時 ... 138 圖 6-14 Case R10A1C 0 度風向角下區域一之極值淨風壓係數圖 ... 139 圖 6-15 Case R10A1C 0 度風向角下區域二之極值淨風壓係數圖 ... 139
X 圖 6-16 Case R10A1C 0 度風向角下區域三之極值淨風壓係數圖 ... 139 圖 6-17 Case R10A1C 180 度風向角下區域一之極值淨風壓係數圖 ... 140 圖 6-18 Case R10A1C 180 度風向角下區域二之極值淨風壓係數圖 ... 140 圖 6-19 Case R10A1C 180 度風向角下區域三之極值淨風壓係數圖 ... 140 圖 6-20 Case R10A1C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 141 圖 6-21 Case R10A1C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 141 圖 6-22 Case R10A1C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 141 圖 6-23 Case R10A1C 區域三之 1 秒移動平均最大正(負)淨風壓係數圖 ... 142 圖 6-24 Case R10A1C 區域二之 1 秒移動平均最大正(負)淨風壓係數圖 ... 142 圖 6-25 Case R10A1C 區域一之 1 秒移動平均最大正(負)淨風壓係數圖 ... 142 圖 6-26 Case R15A1C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 143 圖 6-27 Case R15A1C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 143 圖 6-28 Case R15A1C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 143 圖 6-29 Case R15A1C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 144 圖 6-30 Case R15A1C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 144 圖 6-31 Case R15A1C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 144 圖 6-32 Case R20A1C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 145 圖 6-33 Case R20A1C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 145 圖 6-34 Case R20A1C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 145 圖 6-35 Case R20A1C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 146 圖 6-36 Case R20A1C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 146 圖 6-37 Case R20A1C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 146 圖 6-38 Case R25A1C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 147 圖 6-39 Case R25A1C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 147 圖 6-40 Case R25A1C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 147 圖 6-41 Case R25A1C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 148 圖 6-42 Case R25A1C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 148 圖 6-43 Case R25A1C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 148 圖 6-44 Case R10A2C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 149 圖 6-45 Case R10A2C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 149 圖 6-46 Case R10A2C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 149 圖 6-47 Case R10A2C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 150 圖 6-48 Case R10A2C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 150 圖 6-49 Case R10A2C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 150 圖 6-50 Case R15A2C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 151
XI 圖 6-51 Case R15A2C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 151 圖 6-52 Case R15A2C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 151 圖 6-53 Case R15A2C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 152 圖 6-54 Case R15A2C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 152 圖 6-55 Case R15A2C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 152 圖 6-56 Case R20A2C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 153 圖 6-57 Case R20A2C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 153 圖 6-58 Case R20A2C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 153 圖 6-59 Case R20A2C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 154 圖 6-60 Case R20A2C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 154 圖 6-61 Case R20A2C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 154 圖 6-62 Case R25A2C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 155 圖 6-63 Case R25A2C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 155 圖 6-64 Case R25A2C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 155 圖 6-65 Case R25A2C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 156 圖 6-66 Case R25A2C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 156 圖 6-67 Case R25A2C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 156 圖 6-68 Case R10A0.5C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 157 圖 6-69 Case R10A0.5C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 157 圖 6-70 Case R10A0.5C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 157 圖 6-71 Case R10A0.5C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 158 圖 6-72 Case R10A0.5C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 158 圖 6-73 Case R10A0.5C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 158 圖 6-74 Case R15A0.5C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 159 圖 6-75 Case R15A0.5C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 159 圖 6-76 Case R15A0.5C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 159 圖 6-77 Case R15A0.5C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 160 圖 6-78 Case R15A0.5C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 160 圖 6-79 Case R15A0.5C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 160 圖 6-80 Case R20A0.5C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 161 圖 6-81 Case R20A0.5C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 161 圖 6-82 Case R20A0.5C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 161 圖 6-83 Case R20A0.5C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 162 圖 6-84 Case R20A0.5C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 162 圖 6-85 Case R20A0.5C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 162
XII 圖 6-86 Case R25A0.5C 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 163 圖 6-87 Case R25A0.5C 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 163 圖 6-88 Case R25A0.5C 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 163 圖 6-89 Case R25A0.5C 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 164 圖 6-90 Case R25A0.5C 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 164 圖 6-91 Case R25A0.5C 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 164 圖 6-92 Case R10A0.5O 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 165 圖 6-93 Case R10A0.5O 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 165 圖 6-94 Case R10A0.5O 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 165 圖 6-95 Case R10A0.5O 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 166 圖 6-96 Case R10A0.5O 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 166 圖 6-97 Case R10A0.5O 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 166 圖 6-98 Case R10A0.5CP 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 167 圖 6-99 Case R10A0.5CP 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 167 圖 6-100 Case R10A0.5CP 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 167 圖 6-101 Case R10A0.5CP 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 168 圖 6-102 Case R10A0.5CP 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 168 圖 6-103 Case R10A0.5CP 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 168 圖 6-104 Case R10A0.5CV 之各測點分佈及測點附屬面積圖 ... 169 圖 6-105 Case R10A0.5CV 之各測點最大正淨風壓係數之等值圖 ... 169 圖 6-106 Case R10A0.5CV 之各測點最大負淨風壓係數之等值圖 ... 169 圖 6-107 Case R10A0.5CV 區域三之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 170 圖 6-108 Case R10A0.5CV 區域二之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 170 圖 6-109 Case R10A0.5CV 區域一之最大正(負)淨風壓係數圖 ... 170
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摘要
關鍵詞 : 太陽光電系統、耐風設計、風壓係數 壹、 研究緣起 太陽能發電是政府積極推動之綠色能源之一，各地設置於建築物屋頂或 地面的太陽光電系統日漸增多。無論是太陽能光電板、支撐架構件及接合扣 件均需經妥慎之結構耐風設計與分析，以確保在強風吹襲下之安全性。國內 一般建築物之主要風力抵抗系統及局部構材或外部被覆物之耐風設計係根據 營建署頒布之「建築物耐風設計規範及解說」(2015)，但其中並未完全涵蓋 上述各太陽光電系統之耐風設計規定。為確保國內太陽光電系統之耐風安全 性，本計畫擬於「建築物耐風設計規範及解說」(2015)納入相關耐風設計條 文及圖表，作為設計者執行耐風設計之依據。 貳、 研究方法與過程 本計畫將釐清「建築物耐風設計規範及解說」(2015)未能涵蓋之部分， 先回顧美國及日本相關規範之規定，確認與國內耐風規範之相容性；考慮國 內現存設計情況，針對現有規範未規定者，執行一系列風洞試驗，採用極值 分析求取極值風壓係數，再統合並簡化分析結果，以研擬相關耐風設計規範 條文及圖表，作為設計者執行耐風設計之依據。 參、 重要發現 本計畫案的具體成果如下： 1、參考 ASCE7-16 之規定，並將相關淨風壓係數圖加以公式化，分別擬訂斜 屋頂平貼型及平屋頂距置型子系統之耐風規範條文。 2、根據 SEAOC PV2-2012 及加拿大學者 Kopp 實驗結果，推估地面距置型與 平屋頂距置型極值風壓係數之關係，再以平屋頂距置型之擬議規範草案為 基礎，擬訂地面距置型之耐風規範條文。 3、依據本計畫地面單斜式棚架型之風洞實驗極值分析結果，檢討「建築物耐 風設計規範及解說」(2015)「圖 3.3(a)開放式建築物之單斜屋頂局部構件 及外部被覆物淨風壓係數」之適用性。結果發現現有規範數值可包絡大部XIV 分實驗所得最大正(負)淨風壓係數，但實驗結果顯示有下列例外：(1)面板 傾角 10 度、面板下有阻擋之地面單斜式棚架型子系統區域三之最大正淨 風壓係數中約有兩成比規範值大；(2)面板傾角 30 度、面板下無阻擋之地 面單斜式棚架型子系統區域二之最大正(負)淨風壓係數均遠小於規範值， 但區域三之最大負淨風壓係數有少數比規範值大；(3)面板傾角 30 度、面 板下有阻擋之地面單斜式棚架型子系統區域三之最大正(負)淨風壓係數 中有少數比規範值大。建議未來修訂規範時將上述觀察納入考量。 4、依據本計畫平屋頂單斜式棚架型之風洞實驗極值分析結果，配合對地面單 斜式棚架型設計風壓變化趨勢之觀察，擬訂平屋頂單斜式棚架型子系統之 耐風規範條文。 5、根據 ASCE7-16 之最新規定，擬議修正「建築物耐風設計規範及解說」(2015) 「圖 3.1(b)(c)(d)(e)屋頂外風壓係數（h≦18 m 封閉式或部分封閉式建築物 之局部構件及外部被覆物）」。 肆、 重要建議事項 根據重要發現，本研究提出下列建議事項： 【建議一】 本案太陽能系統風壓係數研究成果提供相關學會團體參採：立即可行建議 主辦機關：社團法人中華民國風工程學會 目前政府積極推動太陽能發電，各地設置於建築物屋頂或地面的太陽光 電系統日漸增多，但我國「建築物耐風設計規範及解說」，並無太陽光電系統 耐風設計相關專章可供業界參用，部份使用者執行太陽光電系統耐風設計時， 為節省經費不進行風洞試驗，卻又以節省材料原則，選擇性引用規範，致有 設計安生疑慮。短期內為確保國內地面或建築物屋頂上太陽光電系統之耐風 安全性，建議提供太陽能系統風壓係數研究成果給相關學會團體參考。
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Abstract
Keywords：Solar Photovoltaic System, Wind Resistant Design, Wind Pressure Coefficient
Solar power generation is one of the green energy actively promoted by the government. The solar photovoltaic systems used in Taiwan include rooftop solar panel system, roof mounted solar panel array system, ground mounted solar panel array system, ground mounted solar monoslope canopy system and roof mounted solar monoslope canopy system. The solar panels, supporting frame members as well as fasteners must be carefully designed to ensure safety under strong wind; however, the current " Wind Resistance Design Specifications and Commentary of Buildings" (2015) does not fully provide the design requirements for the above systems. This study first clarifies the parts that are not covered by " Wind Resistance Design Specifications and Commentary of Buildings" (2015). A series of wind tunnel tests are then conducted for various design scenarios and extreme value analyses are performed to obtain the extreme wind pressure coefficients. In addition, the relevant provisions in the US and Japanese codes are referenced. Finally the design provisions and related charts for the above systems are developed and can be the basis for the relevant design codes.
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第一章 緒論
第一節 研究緣起與背景
壹、 研究緣起與背景 太陽能發電是政府積極推動之綠色能源之一，各地設置於建築物屋頂或 地面的太陽光電系統日漸增多。其配置形式及安裝位置可概分為斜屋頂平貼 型、平屋頂距置型、地面距置型、地面單斜式棚架型及平屋頂單斜式棚架型 等。無論是上述任一種型式之太陽光電系統，其太陽能光電板、下部支撐架 構件及接合扣件均需經妥慎之結構耐風設計與分析，以確保在強風吹襲下之 安全性。國內一般建築物之主要風力抵抗系統及局部構材或外部被覆物之耐 風設計係根據營建署頒布之「建築物耐風設計規範及解說」(2015)，但其中 並未完全涵蓋上述各太陽光電系統之耐風設計規定。為確保國內太陽光電系 統之耐風安全性，本計畫將釐清「建築物耐風設計規範及解說」(2015)未能 涵蓋之部分，先回顧美國及日本相關規範之規定，確認與國內耐風規範之相 容性；考慮國內現存設計情況，針對現有規範未規定者，執行一系列風洞試 驗，採用極值分析求取極值風壓係數，再統合並簡化分析結果，以研擬相關 耐風設計規範條文及圖表，作為設計者執行耐風設計之依據。 有關設置太陽能光電板是否需請領雜照或建照，依據「設置再生能源設 施免請領雜項執照標準」第 5 條之規定，設置太陽光電發電設備，符合下列 條件之一者，得免依建築法規定申請雜項執照：一、設置於建築物屋頂或露 臺，包含支撐架並得結合新設頂蓋，其高度自屋頂面或露臺面起算四點五公 尺以下；二、設置於屋頂突出物，包含支撐架並得結合新設頂蓋，其高度自 屋頂突出物面起算一點五公尺以下；三、設置於地面，其高度自地面起算四 點五公尺以下。 但在第 6 條所述，設置第 5 條之太陽光電發電設備者，應於設置前，檢 附下列證明文件送所在地主管建築機關備查：一、再生能源發電設備同意備 案文件影本；二、依法登記開業或執業之建築師、土木技師或結構技師出具 太陽光電發電設備免請領雜項執照簽證表及結構安全證明書。另有下列情形 之一者，應另檢附太陽光電發電設備結構計算說明書：一、設置高度超過三 公尺。二、設置仰角非固定。三、設置範圍超出建築物外牆中心線或其代替 柱中心線。四、設置支撐架結合新設頂蓋。前條太陽光電發電設備應於竣工 後，檢附依法登記開業或執業之建築師、土木技師或結構技師出具之太陽光 電發電設備工程完竣證明書，報請所在地主管建築機關備查。2 貳、 預期目標 本計畫之預期目標為 1、透過風洞試驗擬定適用我國本土化太陽能光電系統設置方式之耐風設計 參數值。 2、研擬「建築物耐風設計規範及解說」中針對太陽光電系統耐風設計之相關 條文及圖表。 3、提供太陽光電系統耐風設計之依據。
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第二節 研究內容與步驟
壹、 研究內容
本計畫擬先根據「建築物耐風設計規範及解說」(2015)之架構及精神決 定風速壓，再回顧美國(ASCE 7-16；SEAOC PV2-2012)及日本(JIS C 8955 2017) 設計規範，分別暸解其涵蓋之太陽光電系統種類、參數限制、設計流程及風 壓呈現方式，同時檢核其與國內「建築物耐風設計規範及解說」(2015)之相 容性。 針對國外規範已有規定，但應用於國內仍有疑慮者，或台灣常見但未出 現於國外規範或文獻者(例如平屋頂單斜式棚架型)，將考慮國內常見設計情 況，斟酌擬定試驗參數組合(面板傾角、長寬比、面板有無突出、面板下有無 阻擋、有無女兒牆等)，在建研所及淡江大學風洞實驗室分別執行一系列風洞 試驗，以極值分析求取不同情況下之最大正(負)淨風壓係數。再統整各分析 結果，參考地面單斜式棚架型之耐風規定，擬議平屋頂單斜式棚架型耐風規 範草案。 最後綜合評估訂定各太陽光電系統之設計風壓係數，並研擬相關條文及 圖表，以融入現有「建築物耐風設計規範及解說」。 貳、 研究步驟 1、瞭解國內太陽光電系統之種類與設計參數範圍及支撐架構件與扣件型 式。 2、探討哪些太陽光電系統之耐風設計可沿用現行「建築物耐風設計規範及解 說」(2015)之規定。
3、研讀美國(ASCE 7-16；SEAOC PV2-2012)及日本(JIS C 8955 2017)設計規 範，暸解其涵蓋之太陽光電系統種類、參數限制、設計流程及風壓呈現方 式，檢核其與國內「建築物耐風設計規範及解說」(2015)之相容性。 4、擬定設計參數組合，執行一系列風洞試驗。 5、應用極值分析於風洞試驗結果，求取各最大正(負)淨風壓係數。 6、統整各分析結果，參考地面單斜式棚架型之耐風規定，擬議平屋頂單斜式 棚架型耐風規範草案。 7、綜合評估訂定各太陽光電系統之設計風壓係數，並研擬相關條文及圖表， 以融入現有「建築物耐風設計規範及解說」。 8、舉辦專家座談。
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第三節 本報告章節架構
本報告之第二章為太陽光電系統種類及其耐風規定之檢討；第三章將介 紹風洞實驗之配置；第四章為地面單斜式棚架型之極值分析。第五章將根據 第四章分析結果，擬議耐風規範條文。第六章為平屋頂單斜式棚架型之極值 分析。第七章將根據第六章分析結果，參考地面單斜式棚架型之耐風規定， 擬議平屋頂單斜式棚架型耐風規範草案。第八章將綜合評估比較各國規範值 及國內風洞試驗分析結果，訂定所涵蓋之太陽光電系統種類、允許參數範圍 及相關之設計風壓係數值，融入現有耐風設計規範。第九章為結論與建議。5
第二章 太陽光電系統之回顧及其耐風規定之檢討
本章首先定義太陽光電系統之種類，再介紹過去破壞案例，最後分別回 顧美國(ASCE 7-16；SEAOC PV2-2012)及日本(JIS C 8955，2017)設計規範， 暸解其涵蓋之太陽光電系統種類、使用限制、設計流程及風壓呈現方式，同 時檢核其與國內「建築物耐風設計規範及解說」(2015)之相容性。將根據分 析比較結果決定如何擬議規範草案及本計畫後續風洞實驗內容。
第一節 太陽光電系統種類
由一個或多個太陽光電子系統形成稱之為太陽光電系統。一個太陽光電 子系統由面板與支撐架組合而成，其中支撐架為連接面板與支承(屋頂面或地 面)之結構系統；面板為一群模組之組合；模組為預先組合、有完全環境保護 之光電板。本計畫將太陽光電子系統分為五種類型，分別為斜屋頂平貼型、 平屋頂距置型、地面距置型、地面單斜式棚架型及平屋頂單斜式棚架型。 斜屋頂平貼型安裝於封閉式建築物或部分封閉式建築物(根據「建築物耐 風設計規範及解說」之定義)斜屋頂上，由面板與支撐架組合而成，如圖 2-1 所示；地面距置型安裝於地面，各子系統採陣列型式排列，如圖 2-2 所示； 平屋頂距置型安裝於封閉式建築或部分封閉式建築之屋頂上，各子系統採陣 列型式排列，如圖 2-3 所示；地面單斜式棚架型安裝於地面，含支撐柱且棚 架至少有兩個側面各有 80%以上面積為開口，如圖 2-4 所示；平屋頂單斜式 棚架型安裝於封閉式建築或部分封閉式建築之平屋頂，含支撐柱且棚架至少 有兩個側面各有 80%以上面積為開口，如圖 2-5 所示。第二節 太陽光電系統之破壞案例
太陽光電系統常見之破壞位置可能在支撐架與支承之接合處或面板框架 結構或面板框架與支撐架之結合處。例如，圖 2-6 支撐架與屋頂面接合處之 破壞，圖 2-7 面板框架處之破壞，圖 2-8 面板框架與支撐架接合處之破壞， 圖 2-9 蘇迪勒颱風對彰化太陽光電系統造成之破壞。6
第三節 斜屋頂平貼型之相關耐風規範
本節將對美國(ASCE 7-16)、日本(JIS C 8955，2017)及國內「建築物耐風 設計規範及解說」(2015)之設計規範進行回顧，再依比較結果進行未來規範 草案之研擬。 壹、 斜屋頂平貼型之現有耐風規範回顧 JIS C 8955(2017)與 ASCE7-16 皆對斜屋頂平貼型之耐風設計有明確規定， 如表 2-1 所示。由於 JIS C 8955(2017)所列風壓係數與有效受風面積無關，與 現行「建築物耐風設計規範及解說」不一致，且所列數值過於保守，故本計 畫參考 ASCE7-16 之平貼型系統角隅修正因子及風壓平衡因子，同時將 ASCE7-16 之風壓平衡因子 與有效受風面積 A 之關係圖公式化。另外，規 定在屋頂邊緣與近屋脊處不得設置太陽光電系統。 本計畫再依據 ASCE7-16 修改現行「建築物耐風設計規範及解說」高度 小於 18 公尺之屋頂外風壓係數 (圖 3.1)，列於附錄二。 貳、 斜屋頂平貼型子系統之擬議耐風規定 根據上述討論，本計畫針對斜屋頂平貼型子系統，擬定其耐風規定如下； 1、適用範圍 本節提供之風壓計算公式適用於同時滿足下列條件之斜屋頂平貼型子系 統: (a) 建築物為「建築物耐風設計規範與解說」所定義之封閉式或部分封閉式建 築物，且建築物橫風向或扭轉向風力不顯著。 (b) 面板與屋頂面之夾角 ω (如圖 2-10 所示)小或等於 2 度。 (c) 面板與屋頂面之最大距離 (如圖2-10 所示)小或等於 0.25m。 (d) 模組間隙大或等於 6.4mm，模組長(或寬)小或等於 2m。 (e) 屋頂邊緣 2 內及屋脊任一側 2 內未設置面板，其中 為面板與屋頂面 之最大距離。 2、設計風壓之決定 斜屋頂平貼型子系統之設計風壓依下式計算:... (2.1)
7 其中 為 處之風速壓； 為外風壓係數； 為平貼型之系統邊緣 修正因子； 為風壓平衡因子。 3、 處風速壓 之決定 風速壓 依「建築物耐風設計規範與解說」第 2.6 節之規定計算， 其中 為建築物平均屋頂高度。 4、屋頂外風壓係數 之決定 屋頂外風壓係數 依「建築物耐風設計規範與解說」第 3.3 節之 規定決定。 5、平貼型系統之系統邊緣修正因子 之決定 若構材同時滿足下述條件，則系統邊緣修正因子 =1.5；在其他情 況下，系統邊緣修正因子 =1.0 (a) 構材所在系統之邊緣與鄰近屋頂邊緣之距離大於 0.5 。 (b) 構材所在系統與鄰近系統之距離大於 1.2m (如圖2-11 所示)，或構材所在 面板與鄰近面板之距離大於 1.2m(如圖 2-12 所示)。 (c) 構材位於系統邊緣 1.5 範圍內，其中 為面板弦長。 (d) 構材承受負風壓時。 6、風壓平衡因子 之決定 風壓平衡因子 與有效受風面積 A 有關，依下式決定
···
(2.2) 其中構件之有效受風面積為跨距長度與有效寬度之乘積，但有效寬度不 必小於跨距長度的 1/3；對扣件而言，有效受風面積不得大於單一扣件之 有效受風面積。 7、建築物屋頂之強度檢核 建築物屋頂本身之強度需能同時承受(1)太陽光電系統支撐架傳遞至 屋頂之風載重及(2)非太陽光電板覆蓋之屋頂區域所受風載重。其中(1) 之風載重依本節 1 至 6 之規定決定，而(2)之風載重依「建築物耐風設計 規範與解說」第三章之規定決定。8
第四節 平屋頂距置型之相關耐風規範
本節將對美國(ASCE 7-16；SEAOC PV2-2012)、日本(JIS C 8955，2017) 及國內「建築物耐風設計規範及解說」(2015)之設計規範進行回顧，再依比 較結果進行未來規範草案之研擬。
壹、 平屋頂距置型之現有耐風規範回顧
JIS C 8955(2017)、SEAOC PV2-2012 及 ASCE7-16 皆對平屋頂距置型之 耐風設計有明確規定，如表 2-2 所示。由於 JIS C 8955(2017)之風壓係數與有 效受風面積無關，與現行「建築物耐風設計規範及解說」不一致，且數值過 於保守，故本計畫建議參考 ASCE7-16 之淨風壓係數 、女兒牆修正 因子 、面板弦長修正因子 及平屋頂距置型角隅修正因子 。其中淨風壓 係數與標稱有效受風面積 (無單位)有關，本計畫將 ASCE7-16 之淨風壓係 數與 之關係圖公式化，同時乘以 2.083，以反應國內風速平均時間為 10 分 鐘。 貳、 平屋頂距置型規範之擬議耐風規定 根據上述討論，本計畫針對平屋頂距置型子系統，擬定其耐風規定如下； 1、適用範圍 本節提供之風壓計算公式適用於同時滿足下列條件之平屋頂距置型 子系統: (a) 建築物為「建築物耐風設計規範與解說」所定義之封閉式或部分封閉式 建築物，且建築物橫風向或扭轉向風力不顯著。 (b) 面板弦長 (如圖2-10 所示)小或等於 2m。 (c) 面板傾角 ω(如圖2-10 所示)小或等於 35 度，屋頂傾角 θ(如圖 2-10 所示) 小或等於 7 度。 (d) 面板與屋頂面最小距離 (如圖2-10 所示)小或等於 0.6m，面板與屋頂面 最大距離 (如圖2-10 所示)小或等於 1.2m。 (e) 模組間隙大或等於 6.4mm，模組長(或寬)小或等於 2m。 (f) 距離屋頂邊緣 (m)內未設置面板，其中 為女兒 牆高度(m)。 2、設計風壓之決定 屋頂距置型子系統之設計正負風壓依下式計算:
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... (2.3) 其中 為 h 處之風速壓； 為屋頂距置型總淨風壓係數；正號表 示淨風壓指向面板上表面；負號表示淨風壓遠離面板上表面。 3、 處風速壓 之決定 風速壓 依「建築物耐風設計規範與解說」第 2.6 節之規定計算， 其中 為建築物平均屋頂高度。 4、總淨風壓係數 之決定 總淨風壓係數 依下式計算：
... (2.4) 其中 為對應於標稱有效受風面積 之淨風壓係數； 為女兒牆 修正因子； 為面板弦長修正因子； 為平屋頂距置型系統之系統邊緣 修正因子。 5、對應於 之淨風壓係數 之決定 對應於 之淨風壓係數 依下列步驟決定： (a) 根據圖2-13 判斷構材所在區域 圖 2-13中 為建築物長邊尺寸， 為建築物短邊尺寸， 為建築物 平均屋頂高度。 (b) 決定構件之有效受風面積 ) 構件之有效受風面積為跨距長度與有效寬度之乘積，但有效寬度不 必小於跨距長度的 1/3；對扣件而言，有效受風面積不得大於單一扣件之 有效受風面積。 (c) 決定標稱有效受風面積 (無單位) ... (2.5) 其中， (m)。 (d) 計算對應於 之淨風壓係數 當 時，利用表 2-3 計算得到 ；當 時，利用表 2-4 計算得到 ；當 時，可以使用內插 計算得到 。
10 6、女兒牆修正因子 之決定
... (2.6) 其中 為女兒牆高度， 為建築物平均屋頂高度。 7、面板弦長修正因子 之決定
... (2.7) 其中 為面板弦長 (m)。 8、平屋頂距置型系統之系統邊緣修正因子 之決定 若構材同時滿足下述條件，則系統邊緣修正因子 =1.5；在其他情 況下，系統邊緣修正因子 =1.0。 (a) 構材所在系統之邊緣與鄰近屋頂邊緣之距離大於 0.5 。 (b) 構材所在系統與鄰近系統之距離大於 (如圖 2-14 所示)， 或構材所在面板與鄰近面板之距離大於 (如圖 2-15 所 示)。 (c) 構材位於系統邊緣 1.5 範圍內，其中 為面板弦長。 (d) 構材承受負風壓時。 9、建築物屋頂之強度檢核 建築物屋頂本身之強度需能同時承受(1)太陽光電系統支撐架傳遞至 屋頂之風載重及(2)非太陽光電板覆蓋之屋頂區域所受風載重。其中(1)之 風載重依本節 1 至 8 之規定決定，而(2)之風載重依「建築物耐風設計規 範與解說」第三章之規定決定。
第五節 地面距置型之相關耐風規範
本節將對美國(ASCE 7-16；SEAOC PV2-2012)、日本(JIS C 8955，2017) 及國內「建築物耐風設計規範及解說」(2015)之設計規範進行回顧，再依比 較結果進行未來規範草案之研擬。
11 JIS C 8955(2017)對地面距置型之耐風設計有明確規定，如表2-5 所示。 由於其風壓係數之決定與有效受風面積無關，因此不參考其規定。本計畫將 以本章第三節之貳平屋頂距置型之擬議規範草案為基礎，決定地面距置型之 耐風規定。其中地面距置型不需要考慮女兒牆修正因子；在計算系統角隅修 正因子時不需考慮系統與屋頂邊緣之距離；在計算淨風壓係數時不需考慮屋 頂分區。 另外，根據 SEAOC PV2-2012，以建築物高度 10 米為基準，將淨風壓係 數與標稱有效受風面積 (無單位)之關係圖，轉換為淨風壓係數與有效受風 面積 之關係圖，其公式詳列於表 2-4 及表 2-3。為驗證此公式之正確性，本 計畫先參考 Kopp (2012)針對特定地面距置型與平屋頂距置型系統實驗所得 之風壓係數平均值與標準差，推估地面距置型與平屋頂距置型極值風壓係數 之比例；再分別根據表 2-6、表 2-7 及表 2-3、表 2-4 計算地面距置型與平屋 頂距置型極值風壓係數之比例；結果發現前述二比例非常類似。 貳、 地面距置型之擬議耐風規定 根據上述討論，本計畫針對地面距置型子系統，擬定其耐風規定如下； 1、適用範圍 本節提供之風壓計算公式適用於同時滿足下列條件之地面距置型子 系統: (a) 面板弦長 (如圖2-16 所示)小或等於 2m。 (b) 面板傾角 ω(如圖2-16 所示)小或等於 35 度。 (c) 面板與地面最小距離 (如圖2-16 所示)小或等於 0.6m，面板與地面最大 距離 (如圖2-16 所示)小或等於 1.2m。 (d) 模組間隙大或等於 6.4mm，模組長(或寬)小或等於 2m。 2、設計風壓之決定 地面距置型子系統之設計正負風壓依下式計算:
... (2.8) 其中 為面板形心高 處之風速壓； 為地面距置型總淨風壓 係數；正號表示淨風壓指向面板上表面；負號表示淨風壓遠離面板上表 面。
12 3、面板形心處風速壓 之決定 風速壓 依「建築物耐風設計規範與解說」第 2.6 節之規定計算， 其中 為面板形心離地高度。 4、總淨風壓係數 之決定 總淨風壓係數 依下式計算：
... (2.9) 其中 為對應於有效受風面積 之淨風壓係數； 為面板弦長修正 因子； 為地面距置型之系統邊緣修正因子。 5、對應於 之淨風壓係數 之決定 對應於有效受風面積 之淨風壓係數 依下列步驟決定： (a) 決定結構構件之有效受風面積 ( ) 構件之有效受風面積為跨距長度與有效寬度之乘積，但有效寬度不 必小於跨距長度的 1/3；對扣件而言，有效受風面積不得大於單一扣件之 有效受風面積。 (b) 計算對應於有效受風面積 之淨風壓係數 當 時，利用表 2-6 計算得到 ；當 時， 利用表 2-7 計算得到 ；當 時，可以使用內插計算得 到 。 6、面板弦長修正因子 之決定
... (2.10) 其中 為面板弦長 (m)。 7、地面距置型系統之系統邊緣修正因子 之決定 若構材同時滿足下述條件，則系統邊緣修正因子 =1.5；在其他情 況下，系統邊緣修正因子 =1.0。 (a) 構材所在系統與鄰近系統之距離大於 (如圖 2-17 所示)， 或構材所在面板與鄰近面板之距離大於 (如圖 2-18 所 示)。 (b) 構材位於系統邊緣 1.5 範圍內，其中 為面板弦長。
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第六節 地面單斜式棚架型之相關耐風規範
壹、 地面單斜式棚架型之現有耐風規範回顧 台灣「建築物耐風設計規範及解說」對地面單斜式棚架型之耐風設計即 有明確規定，計算淨風壓係數時會將面板整體劃分為三個區域，如圖 2-19 所 示，a 為最小寬度的 10%，但不小於 0.9 公尺，L 為順風項之建築物水平深度。 而表 2-8 中顯示，區域內淨風壓係數大小會根據有效受風面積改變而不同， 當有效受風面積小於 a2時稱之為小面積，有效受風面積大於 4.0a2時稱之為 大面積，介於大面積及小面積之間則為中面積。當面板下有阻礙(阻塞比大於 50%)時， 貳、 地面單斜式棚架型之擬議耐風規定 面板本身可被視為外部被覆物，其設計風壓應依據規範第 3.4 節決定。 支撐架構材中可被視為局部構材者，其設計風壓應依據規範第 3.4 節決定； 支撐架構材中可被視為主要風力抵抗系統者，其設計風力原可依據規範第 2.2 節中開放式建築物之公式決定，但在規範 2.2 節公式未修正前，建議仍依規 範第 3.4 節決定其設計風壓。支撐柱可被視為主要風力抵抗系統者，由面板 傳遞至支撐柱之設計風力原可依據規範第 2.2 節中開放式建築物之公式決定， 但在規範 2.2 節公式未修正前，建議仍依規範第 3.4 節決定其設計風壓。至於 支撐柱本身側面之設計風力，可依據規範第 2.2 節中開放式建築物之公式決 定。第七節 平屋頂單斜式棚架型之相關耐風規範
國內外規範皆未有平屋頂單斜式棚架型之耐風規定，因此本計畫將針對 地面單斜式棚架型及平屋頂單斜式棚架型系統進行風洞實驗，根據極值分析 結果，參考本章第五節對地面單斜式棚架型之耐風規定，擬議平屋頂單斜式 棚架型耐風規範草案。15
第三章 風洞實驗之配置
本章針對地面單斜式棚架型以及平屋頂單斜式棚架型子系統在內政部建 築研究所及淡江大學進行一系列風洞實驗，以獲取面板上下不同風壓測點之 風壓歷時，分別於第五章及第七章進行極值分析，求取不同情況下之極值風 壓係數，再分別於第六章及第八章統整分析結果。本章首先介紹實驗所使用 之風洞，再介紹入流風場模擬以及風壓量測，最後說明地面單斜式棚架型和 平屋頂單斜式棚架型之風洞實驗配置。第一節 風洞實驗室之介紹
本計畫將分別於淡江大學風工程研究中心以及內政部建築研究所風洞實 驗室執行風洞實驗，其中地面單斜式棚架型子系統於建研所風洞實驗室執行 較大模型尺寸之實驗，已於 6 月底完成；平屋頂單斜式棚架型子系統於淡江 大學風工程研究中心執行不同參數組合之風洞實驗，已於 10 月初完成。 壹、 內政部建築研究所風洞實驗室 內政部建築研究所風洞本體為一垂直向的封閉迴路系統，如圖3-1所示， 總長度為77.9m，最大寬度為9.12m，最大高度為15.9m。整個風洞本體具有2 個測試區段，第一測試區中配置有2個旋轉盤，第一座旋轉盤直徑1m，安置 於距測試區入口處3m處，從事一般流體力學研究；第二座旋轉盤直徑3m，置 於可移動式軌道上，定位於距測試區入口端約25.5m處，並以機械控制使其做 旋轉及上下運動，將以建築物受風力作用的空氣動力學研究及污染擴散試驗 為主，空風洞最大風速為30 m/s。第二測 試區則配置一座旋轉盤，其距離風洞本體整流段出口15m處，轉盤直徑 為3m，主要用途以橋梁測試為主，空風洞最大風速為20m/s。本次實驗於實 驗室第一測試段之第二旋轉盤進行，風洞試驗段長36.5 m，寬4m，高2.6m， 進風處收縮段比例為4.71:1，使用單層蜂巢網與3層紗網整流，最高風速可達 30m/s，可降低風洞內自由流之紊流強度至約0.3%。Case (G10C)*、Case (G10O)*、Case G10C、Case G10O、Case G30C 及 Case G 30-O 為在內政部建築研究所風洞進行之風洞實驗；為模擬地況 C，試驗端進風 處設置被動設施(三角錐形之渦流產生器)，同時在試驗段地面鋪設粗糙元(圖
16 3-7)，以產生所需之邊界層流。風洞實驗前已確認所模擬出的平均風速剖面 及紊流強度剖面符合目標值，如圖 3-8 所示。 貳、 淡江大學風工程研究中心 淡江大學風工程研究中心第一號學術風洞為吸入式開放型風洞，如圖 3-2 所示。風洞實驗段長 12.0 m，寬 2.2 m，高 1.8 m；進風處收縮段之收縮比為 3.6:1；進風口段前方設有蜂巢管及三層濾網，可降低風洞內自由流之紊流強 度至約 0.5％~ 1.0%。離心式風扇由一具 250 匹馬力之直流無段變速馬達帶動； 風速可經由控制風扇之轉速而調整，正常運轉下其流速範圍為 1.0 m/s 至 28 m/s。
Case R10A1C、Case R15A1C、Case R20A1C、Case R25A1C、Case R10A2C、 Case R15A2C、Case R20A2C、Case R25A2C、Case R10A0.5C、Case R15A0.5C、Case R20A0.5C、Case R25A0.5C、Case R10A0.5O、Case R10A0.5CP 及 Case R10A0.5CV 在 淡江大學風工程研究中心進行實驗；為模擬地況 C，試驗端進風處設置被動 設施(三角錐形之渦流產生器)，同時在試驗段地面鋪設粗糙元(圖 3-9)，以產 生所需之邊界層流。風洞實驗前已確認所模擬出的平均風速剖面及紊流強度 剖面符合目標值，如圖 3-10 所示。
第二節 風壓掃瞄儀器及管線校正
壹、 風壓掃瞄儀器之簡介 實驗中將各個風壓孔之壓力訊號經 PVC 管傳遞至壓力感應器模組，量得 之訊號傳至訊號處理系統計算後所得壓力值傳回電腦。第四章將對儀器所傳 回之風壓歷時資料作極值分析。 風壓實驗採用多頻道電子式風壓掃描器，用來同步擷取作用於建築物表 面各點的瞬時風壓。壓力量測系統的元件通常包括：(1)壓力訊號處理系統 (RADBASE3200)及(2)壓力感應器模組(ZOC33)。 貳、 管線校正 根據日本建築中心(2008)，當模型表面的壓力經由管線傳遞至壓力掃描 器時，壓力訊號會受風壓管之幾何尺寸影響而被扭曲，此時量測到的平均壓 力是不受管線系統影響的，但某些頻率的壓力訊號會被放大或衰減而影響擾17 動壓力量測之準確性，因此須將風壓訊號受扭曲的部分進行還原。訊號還原 方式一般會採用兩種方式，第一種是針對風壓管本身進行處理，係指在管中 加裝細管或其他材料，利用物理方式將扭曲的訊號進行放大或衰減，以回復 原有訊號。第二種則是求出原始訊號及扭曲訊號之關係，即指將所取得的扭 曲訊號，利用已知關係，透過數學方法還原成原始訊號。這些過程稱為管線 修正。 本計畫中對於實驗資料進行的管線修正，採取第二種方式進行。找出原 始訊號和扭曲訊號兩者間之數學關係，稱為管線率定。管線率定一般採用白 噪訊號(White noise)作為訊號源，利用白噪訊號產生器並透過訊號放大器，將 放大後之白噪訊號輸入振動器，產生具有白訊號特性之氣壓訊號。將此氣壓 訊號，同時各透過 5 cm 內之 PVC 短管，及風壓實驗所採用之 PVC 長管(本 計畫實驗採用 90 cm、內徑(直徑)約 0.85mm 之 PVC 管)，傳遞至各自對應之 壓力掃描器。經短管所傳遞之訊號可視為真實訊號(未經 PVC 管扭曲壓力)， 定義為 ；而經 PVC 長管所傳遞之訊號為扭曲訊號，定義為 。管線率 定即利用數學方式找出 與 間之轉換關係，轉換關係如下所述： ··· (3.1) ··· (3.2) 其中 為真實訊號 之能譜密度函數； 為扭曲訊號 之能譜密 度函數； 為 、 之交頻譜； 、 則分別代 表 與 之實部交頻譜與虛部交頻譜。 假設風洞模型實驗時經過管線扭曲之時間域原始風壓訊號為 ，經管 線修正後之訊號為 。將 進行快速傅立葉轉換後，可得到 。利用下述關係於頻率域修正原始數據： ··· (3.3) ··· (3.4) 最後將頻率域修正後訊號 進行反傅立葉轉換，則可得到 。
18
第三節 地面單斜式棚架型子系統之風洞實驗配置
地面單斜式棚架型系統於內政部建築研究所風洞實驗室進行風洞實驗， 其中可變實驗參數包括面板傾角及面板下有無阻擋；圖 3-3 及圖 3-4 分別為 面板下無阻擋及面板下有阻擋之示意圖。本節將介紹風洞實驗中所使用之實 驗參數，以及將實驗參數轉換為實場所對應之值。(資料來源:本研究整理) 表 3-1 為地面單斜式棚架型系統各 Case 實場參數比較表。表中實驗模型 之名稱 Gω代表面板傾角為ω度之地面單斜式棚架型；C 代表面板下阻塞比小 於 50%(規範中視為無阻擋)，O 代表面板下阻塞比大於 50%(規範中視為有阻 擋)。舉例而言，Case G10C 為地面單斜式棚架型，面板傾角為 10 度，面板下 阻塞比小於 50%。 此風洞實驗之長度縮尺為 1/100，速度縮尺為 1/3.6，時間縮尺為 1/27.46， 實驗採樣頻率為 300Hz，量測時間為 6 分鐘，面板形心處之 1 小時平均風速 約為 13 m/s。轉換為實場之採樣頻率約為 10Hz，量測時間為 164 分鐘，面板 形心處之 1 小時平均風速約為 46.8 m/s。 當風向角為 0 度時，風正吹棚架之矮邊。模型下方轉盤之旋轉方向為逆 時針旋轉，一次旋轉 5 度，分別模擬 72 種不同風向角下模型受風情形。 壹、 Case (G10C)*之配置 本實驗模型為地面單斜式棚架型子系統，平行於 0 度風向之面板尺寸 L1 為 28 公分，垂直於 0 度風向之面板尺寸 L2為 50 公分，長寬比 L1/L2為 0.538， 面板與地面之最大距離 h2為 12 公分，面板與地面之最小距離 h1約為 7.138 公分，面板與地面之夾角 為 10 度，面板下阻塞比小於 50%(規範中視為無阻 擋)。 將實驗模型轉化成實場所對應之值，L1為 28 公尺，L2為 50 公尺，長寬 比為 0.538，h2為 12 公尺，h1約為 7.138 公尺， 為 10 度，面板下阻塞比小 於 50%。19 貳、 Case (G10O)*之配置 本實驗模型為地面單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對應 之值，L1為 28 公尺，L2為 50 公尺，長寬比為 0.538，h2為 12 公尺，h1約為 7.138 公尺， 為 10 度，面板下阻塞比大於 50%(規範中視為無阻擋)。 參、 Case G10C 之配置 本實驗模型為地面單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對應 之值，L1為 28 公尺，L2為 50 公尺，長寬比為 0.538，h2為 17.4 公尺，h1約 為 12.538 公尺， 為 10 度，面板下阻塞比小於 50%。 肆、 Case G10O 之配置 本實驗模型為地面單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對應 之值，L1為 28 公尺，L2為 50 公尺，長寬比為 0.538，h2為 17.4 公尺，h1約 為 12.538 公尺， 為 10 度，面板下阻塞比大於 50%。 伍、 Case G30C 之配置 本實驗模型為地面單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對應 之值，L1為 28 公尺，L2為 50 公尺，長寬比為 0.538，h2為 21.5 公尺，h1約 為 7.5 公尺， 為 30 度，面板下阻塞比小於 50%。 陸、 Case G30O 之配置 本實驗模型為地面單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對應 之值，L1為 28 公尺，L2為 50 公尺，長寬比為 0.538，h2為 21.5 公尺，h1約 為 7.5 公尺， 為 30 度，面板下阻塞比大於 50%。
第四節 平屋頂單斜式棚架型之風洞實驗配置
平屋頂單斜式棚架型系統於淡江大學風工程研究中心進行風洞實驗，其 中可變實驗參數包括面板傾角、面板長寬、及面板下有無阻擋、有無面板突 出、有無女兒牆；圖 3-5 及圖 3-6 分別為面板下無阻擋及面板下有阻擋之示 意圖。本節將介紹風洞實驗中所使用之實驗參數，以及將實驗參數轉換為實 場所對應之值。20 表 3-2 為平屋頂單斜式棚架型系統各 Case 實場參數比較表。表中實驗模 型之名稱 Rω代表面板傾角為ω度之屋頂單斜式棚架型；Ax 代表面板長寬比 為 X；C 代表面板下阻塞比小於 50%(規範中視為無阻擋)，O 代表面板下阻塞 比大於 50%(規範中視為有阻擋)；P 代表有女兒牆；V 代表有面板突出。舉例 而言，Case R10A0.5CP 為平屋頂單斜式棚架型，面板傾角為 10 度，長寬比為 0.5，面板下阻塞比小於 50%，有女兒牆。 此風洞實驗之長度縮尺為 1/50，速度縮尺為 1/3.7，時間縮尺為 1/13.51， 實驗採樣頻率為 300Hz，量測時間為 10 分鐘，面板形心處之 1 小時平均風速 約為 13.17 m/s。轉換為實場之採樣頻率約為 20Hz，量測時間為 135 分鐘， 面板形心處之 1 小時平均風速約為 48.73m/s。 當風向角為 0 度時，風正吹棚架之矮邊。模型下方轉盤之旋轉方向為逆 時針旋轉，一次旋轉 5 度，分別模擬 72 種不同風向角下模型受風情形。 壹、 Case R10A1C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，平行於 0 度風向之面板尺寸 L1為 18 公分，垂直於 0 度風向之面板尺寸 L2為 18 公分，長寬比 L1/L2為 1， 建築物高度 h 為 20 公分，面板與地面之最大距離 h2為 9 公分，面板與地面 之最小距離 h1約為 5.874 公分，面板與地面之夾角 為 10 度，面板下阻塞比 小於 50%(規範中視為無阻擋)。 將實驗模型轉化成實場所對應之值，L1為 9 公尺， L2為 9 公尺，長寬 比 L1/L2為 1，h 為 10 公尺，h2為 4.5 公尺，h1約為 2.937 公尺， 為 10 度， 面板下阻塞比小於 50%。 貳、 Case R15A1C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 9 公尺，長寬比 L1/L2為 1，h 為 10 公尺，h2為 9 公分，h1約為 4.341 公分， 為 15 度，面板下阻塞比小於 50%。 參、 Case R20A1C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 9 公尺，長寬比 L1/L2為 1，h 為 10 公尺，h2為
21 9 公分，h1約為 2.843 公分， 為 20 度，面板下阻塞比小於 50%。 肆、 Case R25A1C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 9 公尺，長寬比 L1/L2為 1，h 為 10 公尺，h2為 9 公分，h1約為 1.392 公分， 為 25 度，面板下阻塞比小於 50%。 伍、 Case R10A2C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 4.5 公尺，長寬比 L1/L2為 2，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 2.937 公尺， 為 10 度，面板下阻塞比小於 50%。 陸、 Case R15A2C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 4.5 公尺，長寬比 L1/L2為 2，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 2.170 公尺， 為 15 度，面板下阻塞比小於 50%。 柒、 Case R20A2C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 4.5 公尺，長寬比 L1/L2為 2，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 1.421 公尺， 為 20 度，面板下阻塞比小於 50%。 捌、 Case R25A2C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 4.5 公尺，長寬比 L1/L2為 2，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 0.696 公尺， 為 25 度，面板下阻塞比小於 50%。 玖、 Case R10A0.5C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 18 公尺，長寬比 L1/L2為 0.5，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 2.937 公尺， 為 10 度，面板下阻塞比小於 50%。
22 拾、 Case R15A0.5C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 18 公尺，長寬比 L1/L2為 0.5，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 2.170 公尺， 為 15 度，面板下阻塞比小於 50%。 拾壹、 Case R20A0.5C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 18 公尺，長寬比 L1/L2為 0.5，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 0.696 公尺， 為 25 度，面板下阻塞比小於 50%。 拾貳、 Case R25A0.5C 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 18 公尺，長寬比 L1/L2為 0.5，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 0.696 公尺， 為 25 度，面板下阻塞比小於 50%。 拾參、 Case R10A0.5O 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 18 公尺，長寬比 L1/L2為 0.5，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 2.937 公尺， 為 10 度，面板下阻塞比大於 50%。 拾肆、 Case R10A0.5CP 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 18 公尺，長寬比 L1/L2為 0.5，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 2.937 公尺， 為 10 度，面板下阻塞比小於 50%，有女 兒牆。 拾伍、 Case R10A0.5CV 之配置 本實驗模型為平屋頂單斜式棚架型子系統，將實驗模型轉化成實場所對 應之值，L1為 9 公尺，L2為 18 公尺，長寬比 L1/L2為 0.5，h 為 10 公尺，h2 為 4.5 公尺，h1約為 2.937 公尺， 為 10 度，面板下阻塞比小於 50%，有面 板突出。
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第四章 地面單斜式棚架型之極值分析
Case (G10C)*、Case (G10O)*、Case G10C、Case G10O、Case G30C 及 Case G 30-O 為地面單斜式棚架型之風洞實驗，將會根據風洞實驗量測資料進行極值分 析，再探討不同參數對最大正風壓係數及最大負風壓係數之影響，最後將最 大正(負)風壓係數與現有規範比較。本章進行極值分析時都將以實場值進行 分析。 當採樣頻率越大時，極值會明顯上升，而當採樣頻率介於 10Hz 以及 20Hz 之間時，求得之極值會近似(Luis D. Aponte-Bermúdez,2006)。本研究於內政部 建築研究所風洞實驗室採用之對應實場採樣頻率為 10Hz。
第一節 Case (G
10C)
*之極值分析
圖 4-1 為 Case (R10C)*之各測點分佈及測點附屬面積圖，圖 4-2 為 Case (R10C)* 根據「建築物耐風設計規範及解說」(2015)圖 3.3(a)之定義，所劃定 之風壓區域分佈圖。 壹、 不同風向、測點對應之淨風壓係數歷時之求取 不同風向、測點對應之淨風壓歷時之求取方式均相同。在某一風向下， 將某一測點上表面風壓歷時減去下表面風壓歷時，獲得其淨風壓歷時後，再 除以面板形心處之平均風速壓，即可得到該測點之淨風壓係數歷時。以風向 角 0 度下，參考圖 4-1 測點 1 為例，圖 4-3 至圖 4-6 分別為對應實場前 200 秒之上表面風壓歷時、下表面風壓歷時、淨風壓歷時及淨風壓係數歷時，其 中歷時之採樣頻率均為 10Hz。 若根據圖 4-6 之數據，取 1 秒移動平均可得圖 4-7。比較圖 4-6 和圖 4-7 可知，取 1 秒鐘移動平均後，淨風壓係數歷時會明顯變小。 貳、 不同風向、測點對應之最大正(負)淨風壓係數之求取 根據前一節所得各測點淨風壓係數歷時，可分別求取其極值。根據前人研究(Gavanski, Gurley and Kopp, 2016)，為確保歷時每段之極值間 為統計上獨立，相鄰極值間距至少須大於 40 秒；若每段延時為 2 分鐘，相鄰
24 極值間距小於 40 秒的機率小於 10%，故本計畫以 5 分鐘(300 秒)為每段延時。 本例量測時間對應於實場為 328 分鐘(風向角 0、45、90、135、180、225、 270、315 度) 或 164 分鐘(其他風向角)，故可等分為 66 段或 33 段，再從每 段分別取出其最大正值及最大負值(負值絕對值之最大值)，分別以 Type I 極 值分布作擬合。
Type I 極值分布之 CDF(Cumulative Distribution Function)如下：
... (4.1)
其中 為位置參數； 為尺度參數。
Type I 分布之待定參數可使用 Lieblein(1974)提出的無偏差估計法(Best LinearUnbiasedEstimators；BLUE)計算，以消除使用最小平方法時方程式排 序過程引入之偏差。BLUE 擬合法是將樣本由小至大排列，給予每樣本相對 應之權重，所求得之 u 及 如下式：
...
(4
.
2)
...
(4
.
3)
其中 及 (Dutjinh, 2014)為第 i 個樣本之權重； 為排序後第 i 個樣本；n=33 或 66。 再採用 K-S test 檢核以 Type I 極值分布擬合 5 分鐘極值之適當性，當顯 著性水平(significance level)採用 0.05 時，若經驗分布(empirical CDF)的最大誤 差值小於規定值 0.2308(n=33)或 0.1632(n=66)時，即表示五分鐘極值之分布符 合 Type I。其次，從 5 分鐘(300 秒)極值對應之 Type I 分布參數推求 1 小時(3600 秒) 極值所對應之 Type I 分布參數如下：
25
... (4.5)
其中 和 為 5 分鐘極值之 Type I 參數； 和 為 1 小時極值之 Type I 參數。再進一步找出 1 小時極值分布之 78%百分位數(percentile value)。
「建築物耐風設計規範及解說」公式(3.4)計算所得為 1 小時最大風壓， 其中淨風壓係數是以 3 秒鐘為平均時間。根據 Durst curve(Durst,1960)，1 小 時平均風速(風洞實驗)為 3 秒鐘平均風速除以 1.52，故將上段中推求得到之 風壓係數值除以 (Duthinh,Main,Gierson and Phillips,2017)，即可 作為台灣規範淨風壓係數之參考。 舉例而言，在風向角 0 度下，將測點 1 之風壓歷時分為 66 段，每段延時 為 5 分鐘，取出每段最大正值及最大負值。利用 BLUE 估計法可得到其最大 正值分佈參數 =1.4083 和 =0.1344；最大負值分佈參數為 = 0.9687 和 = 0.1649。再使用 K-S test 檢核 Type I 分布之適當性，最大 正值及最大負值之經驗分布(empirical CDF)最大誤差值分別為 0.0773 和 0.1105，皆小於規定值 0.1632。利用式(4.4)及式(4.5)計算 1 小時最大正值之 分布參數為 =1.742、 =0.1344。1 小時最大正值極值分布之 78%百分 位數(percentile value)為 1.9302，而 1 小時最大負值極值分布之 78%百分位數 (percentile value)為-1.6087；最後將 1.9302 及-1.6087 除以 ，可得對應 於台灣規範之淨風壓係數 0.8354 及-0.6963。 當風向角為 0 度時，圖 4-8 及圖 4-9 分別為根據各測點正(負)極值淨風壓 係數所繪之等值圖。當包絡各風向之極值後，圖 4-10 及圖 4-11 分別為最大 正(負)淨風壓係數之等值圖，可以看出面板角落及邊緣區風壓值變化較劇烈， 面板中央風壓值較小且變化平緩。 參、 不同風向、區域及有效受風面積對應之淨風壓係數歷時之求取 不同風向、區域及有效受風面積對應之淨風壓係數歷時之求取方式均相 同。圖 4-2 為本例之風壓區域劃分圖，在每一區域中對應之有效受風面積可 概分為大面積( )、中面積( )及小面積( )，其中 a 為 最小寬度的 10%，但不小於 0.9 公尺。
