全球氣候暖化及都市熱島效應已是各區域在面對開發與都市化下的重要議題。台灣位處熱帶與副熱帶氣候區交界,氣候炎熱高濕且都市開發高度密集,不僅影響環境生態及居民健康,亦產生能源耗用與大量碳排放問題。都市若有良好通風,可引進新鮮涼爽空氣,減緩都市熱島現象,提高行人熱舒適性,並降低建築空調耗能及提昇戶外空氣品質,為低碳與健康城市之重要策略,故不同地況的都市皆需評估通風環境,進而歸納出都市通風管制建議,改善通風效益,降低都市溫度,減少能源損耗。
本所於去(108)年度「都市戶外通風效益分析與推動策略研議」研究案,以臺北市為示範區進行風環境評估,透過定點及移動方式實際量測不同月份日夜之風速、風向、溫度及濕度等氣候資料,與氣候模擬軟體相互驗證,並以衛星影像、數值地表模型及土地覆蓋資訊等,將地表分成建築、水體、植栽、道路及裸露地等類型,求得各類型地表粗糙度,搭配粗糙度與風速之公式運算行人尺度風速資訊。而為分析能源消耗,則以各類型建築之單位平方米樓地板面積能源耗用強度(EUI)進行。綜合各項資訊,歸納出示範區潛在風廊分布(圖1)、風速分布(圖2)及風環境與都市發展因子之關聯(圖3~圖4),並模擬各類情境,如不同基地通風率SVR(Site Ventilation Ratio, 如圖7)、基地內鄰棟建物棟距及建築物迎風面面積等,廣泛地進行通風效益分析(圖5~圖6)。
研究指出,基地開發時除須確保自身基地通風舒暢,亦須讓風能夠傳遞到下個基地,基地通風率高可為基地帶來舒暢的風環境效果,通風率低則造成環境悶熱,經模擬發現當基地通風率為30%時,通風效果最佳。此外,建築物間之棟距將高度影響基地內通風環境,當棟距與街道寬敞時,由基地外永久綠地(如公園)所帶來之涼風可降低環境溫度,反之,棟距與街道狹窄時,環境溫度降低效果不佳,故建築物保持適當棟距及街道寬敞對基地通風效益有正向效果。以本研究示範區臺北市不同季節長年盛行風評估為例,藉由基地建築物棟距與基地境界線展示圖(如圖8)說明,建議基地內各棟距等距離(D1,D2,D3)管制6公尺以上,避免蓄熱。
國土計畫法第1條規定,為因應氣候變遷,確保國土安全,保育自然環境與人文資產,促進資源與產業合理配置,強化國土整合管理機制,並復育環境敏感與國土破壞地區,追求國家永續發展,特制定本法。另第6條第1項第2款:國土規劃應考量自然條件及水資源供應能力,並因應氣候變遷,確保國土防災及應變能力。根據研究成果,良好的通風環境可減緩因氣候變遷造成的都市高溫化問題,建議於國土計畫法第10條第1項第8款中,關於直轄市、縣(市)國土計畫內容載明的氣候變遷調適計畫,導入風環境評估,劃設各縣市的低風速敏感區及風廊分布,並制定建築棟距及通風率等管制重點,保持區域通風。
102年頒布之「新北市板橋(江翠北側地區)都市設計審議原則」,為全國第一個風環境管制先例,規定建築基地平均寬度大於15公尺以上者,建築物各幢立面最大寬度與送審基地平均寬度之百分比須為70 %以下,此外為促進環境通風效果且避免高樓風對人行的影響,沿河第一排街廓之高層建築物,應提出環境風場試驗成果說明。臺南市於高速鐵路臺南車站特定區(公三、公六、產業專用區)亦有規定通風廊道設計,另臺中市於今(109)年3月辦理「臺中市都市更新建築容積獎勵辦法」草案之法制作業預告,計畫以建築棟距及基地通風率等做為都市通風設計評估指標,並提供基準容積5%獎勵,鼓勵業者留下通風廊道,減少都市蓄熱,降低氣候變遷衝擊,確保國土安全,達成都市降溫及節能減碳之長期目標。
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圖1臺北市潛在風廊分布圖 |
圖2全年平均風速分佈圖 |
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圖3生理等效溫度與風速關聯分布 |
圖4能源消耗與風速關聯分布 |
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圖5 對應不同基地通風率之通風效益模擬 |
圖6不同建築棟距配置之通風效果模擬 |
圖7 基地通風率說明
圖8 基地建築物棟距與基地境界線展示圖