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建築研究簡訊第94期

  • 日期:105-12-29
業務報導郭建源
併列式高層建築物下游街谷行人風場特性分析

        沿河岸建築物往往為了爭取最佳景觀視野及最大的建築容積,在河岸第一排建築物儘可能的極大化,沿河岸高型巨大的建築物能美化城市的天際線增添都市的文明感,但就風環境觀點而言,巨型化建築物將造成角隅區域環境強風與下游區域街谷弱風問題,過度強風和微小弱風對於都市環境微氣候均為不利因素。為增進環境通風效益,新北市政府針對板橋江翠北側重劃區,規定建築物各幢立面最大淨寬度與基地平均寬度之百分比低於70%之設計,拉開了建築物間的棟距,避免過去水岸建築物臨河景觀面最大化設計方式,對水岸都市景觀產生不良影響外,藉由環境風對流,達到通風之目的。此地區沿河第一排街廓之高層建築物,未來進行都市設計審議,除應依相關規定辦理風洞試驗外,亦應提出環境風場試驗成果說明,以利都市設計委員進行審查。本研究利用風洞試驗,探討此類併列式高層建築物高度與配置寬度,對其附近及下游街谷行人風場特性之影響,俾供未來集合式住宅開發時之空間配置參考。

        計畫研究旨以高層建築物下游街谷內中心線行人尺度風速特性為主要探討重點,採用剛性模型設計,固定下游街廓型式及街谷寬度等尺寸,而變異參數包括:高層建築高度、下游第一排街廓距離及高層建築物之間距等。藉由風洞試驗量測高層建築物下游之縱橫向街谷之行人尺度地表風速,以探討高層建築興建後其下游街谷內在行人高度位置之風場特性變化。

        本研究實驗規劃試驗模型比例為1/250,含街廓模型如圖1所示,主建築物方柱斷面為12cm×8cm,高度比H/D=7,街廓型式為3×3的棋盤式街廓,各街廓尺寸為12cm(長)×12 cm(寬)×8cm(高),兩高層建築物間距S分別設定為:0.375D(3cm)、0.75D(6cm)、1.125D(9cm)、1.5D(12cm)、1.875D(15cm),而與下游街廓距離L為:0.75D(6cm)、1D(8cm)、1.25D(10cm)、1.5D(12cm) 。地表風速計(Irwin Probe)配置主要佈設在棋盤式街廓之街谷內共58個點位。風洞試驗以模擬以新北市板橋江翠北側重劃區為對象,採B地況風速剖面進行試驗。我國「建築物耐風設計規範與解說」市郊地況指數律α=0.25,大氣邊界層高度400公尺,本研究為1/250縮尺,以1.6m擾流板及粗糙元排列模擬地況使符合法令規定,Umean為高度z處之平均風速,Uδ為大氣邊界層高度(δ=400m處)之平均風速。

圖1. 風洞試驗模型與地表風速計配置圖

圖1. 風洞試驗模型與地表風速計配置圖

        本研究為探討沿河岸併列式高層建築物下游街谷內行人風場特性,以主建築物與後方街谷?向距離(L)與主建築物間橫向間距(S)為變數進行風洞試驗,試驗結果顯示,間距比放寬至1.125時,街谷內的風場逐漸增大使街谷內有較大的風場流通,將對街谷內戶外通風有實質的助益。該間距比實際間距為22.5m可驗證新北市政府對該重劃區建築物各幢立面最大寬度與送審基地平均寬度之百分比應不大於百分之七十為原則尚屬合理。

        主建築物通道寬度小時,因主建築物角隅渦流影響,使街谷內橫風向流場受外側風場主導,而順風向內側街谷則受遮蔽效應影響在街谷前段風速比較低。當主建築物通道寬度漸大時,則是順風向內側街谷風速比較高,而外側街谷風風速比則較低。而橫向街谷風速比,原則上為越下游風速越低。主建築物間不同橫向間距(S)之行人高度等值無因次化風速值如下圖2。

        主建築物縱向間距(L)對下游街谷風場特性較無關鍵性影響,僅是L越大主建築物離棋盤式街廓越遠風場受前方高層建築影響越小,所得相關風速比數據則相對較小。

圖2. 無因次化風速等值圖S/D(a)無主建築物(b)0.375(c) 0.75(d) 1.125(e)1.5(f)1.875

圖2. 無因次化風速等值圖S/D(a)無主建築物(b)0.375(c) 0.75(d) 1.125(e)1.5(f)1.875