中華民國內政部建築研究所中華民國內政部建築研究所

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。

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.