中華民國內政部建築研究所中華民國內政部建築研究所

一、研究緣起
建築區中栽種景觀樹及行道樹有助於景觀之調和兼具抗噪音的功效，對風場微氣候也有相當程度之影響，且在行人環境風場之改善上扮演著正面之角色。
當風吹襲樹木時，部份的氣流將穿過此等孔隙介質，故其挾帶的動量並未全然地受到阻擋。在評估都市建築中植栽對地面風速之影響時，傳統上多求諸於風洞試驗，除了需付出相對較高的成本、時間與人力外，亦有一些執行面的限制與技術面的困難待克服。另一方面，應用數值模擬的方法則不失為解析此類問題的另一研究方法，除了不具風洞試驗執行中的缺憾外，亦便於系統化的分析，以獲得完整之資料供風力設計之參考。於電腦軟硬體快速進步的現階段，應用數值模擬方法從事大區域的風環境模擬評估，在歐美與日本等先進國家已形成趨勢。然而，在執行數值模擬時，如何將樹的物理效應正確地反映在風場計算中則是關鍵。
在前期相關研究中，針對地面風通過植栽之數值模擬已有不錯之成果，但在群樹情況(如排樹)地面氣流之數值預測，則有待在模式上進一步的修正與精進。
二、研究方法及過程
本研究擬以過往相關單株植栽模擬研究之成果為基礎，首先針對風通過防風排樹的情況，經由風洞試驗量測資料之驗證，以建立足以準確模擬地面風場的數值模式，並擴展CFD在進行植栽防風效益分析的運用範疇。繼而，再藉都市建築典型配置情況地面風場之模擬，評估排樹的減風功能與效益，進而歸納出植栽減風設計的一般性原則，供爾後相關風力設計的重要參考。
本案研究內容規劃如後：
(一)蒐集常見都市植栽規劃樹型，依據樹高、樹冠形態選擇3種常見樹種樹型進行研究。
(二)在各種風向來流下，以風洞試驗量測不同植栽間距排樹後之風速場，作為植栽樹木數值模式建置與模擬結果驗證之依據。
(三)針對都市建築常見配置之情況，系統化的進行風場模擬，進而探求植栽減風設計的一般性原則。
本研究預期目標為：
(一)建立風通過排樹後的數值模擬模式，以供日後都市環境微氣候數值模擬(CFD)之應用依據。
(二)量化排樹減風效果，歸納植栽減風設計原則，提供3種常見樹種樹型在不同間距排列狀況下之減風效益，俾供都市植栽防風之規劃設計參考。
三、重要發現
本研究重要發現如後：
(1)風通過排樹後，自下游約0.8倍樹高後之行人風速即有減少之現象，且於下游約2至3倍樹高處發生最大之減風效果，而此減風範圍可達下游十餘倍樹高的範圍。
(2)當排樹植栽間距之減小或樹高增加時，最大之減風效果可由約10%增加至30%，而減風範圍甚至可延伸至20倍樹高的下游處。
(3)樹冠密度由大至小依序為台灣欒樹(%)、瓊崖海棠(75%)、阿勃勒(55%)。在緊鄰排樹後區域，三個樹種在樹後發生減風效果之差異相對地並不明顯。當排樹植栽間距減小或樹高增加時，其減風效果間之差異才漸顯著。
(4)研究中列舉了具有與本研究典型樹種類似樹冠特性的台灣原生植物(表6-1)。在爾後相關的排樹植栽規劃時，可以參照表中選定之樹種，就分類歸屬找出相應減風效果之量化結果(圖4-11至圖4-22)，以進行植栽減風之設計。
(5)針對風域中建築區塊的典型範例，以絕對評估法與相對評估法進行地面行人風減風效果之檢討顯示，適當之排樹植栽對區域內之行人風場都有相當之減風效果。此外，運用風速發生機率評估法的結果也顯示，排樹植栽對強風區域中行人舒適度亦有顯著之改善效果。
四、建議
建議一
辦理本研究成果之推廣說明會：立即可行建議
主辦單位：內政部建築研究所
協辦單位：社團法人中華民國風工程學會、中華民國全國建築師公會
為使本計畫之研究成果能立即為建築區植栽防風規劃與設計之應用，可以辦理本研究成果之推廣說明會。
建議二
針對常見綠建築植栽樹種進行特性分類：中長期建議
主辦單位：農委會林務局、林業試驗所
協辦單位：社團法人中華民國風工程學會、中華民國全國建築師公會
研究中將「台灣原生植物圖鑑」中列舉之喬木，依據照片外觀進行樹冠密度了初步分類，以供排樹植栽減風設計規劃參酌之依據。建議辦理常見植栽樹種特性的相關研究，以確認本研究樹種分類之正確性。