本所風雨實驗室設有帷幕牆風雨試驗及門窗風雨試試艙各1座。帷幕牆風雨試驗依CNS14280帷幕牆及其附屬門窗物理性能試驗總則執行試驗，試驗項目有：氣密性能、靜態水密性能、動態水密性能、層間位移及結構性能等5大項試驗，而動態水密試驗係因應臺灣地處西太平洋的颱風路徑上，以往平均每年有2-3個颱風侵襲臺灣，強大的風力挾帶大量雨水，常造成門窗被吹落，或是滲進入室內，形成屋外下大雨室內下小雨的現象。因此，為維護民眾居民品質，風雨試驗透過動態水密試驗檢驗帷幕牆及其附屬門窗的抗風雨性能。依據動態水密試驗標準CNS19373規定，造風設備為主要的試驗裝置，應產生足夠的風量，達到相當於720Pa的壓力(約風速34.3m/s)的狀態，本所帷幕牆風雨試驗用造風機約直徑4公尺之造風斷面，最高風速約14級風(45m/s)，符合國家標準規定。由於氣候變遷，極度氣候出現頻率增加，許多建置於戶外的構造設施提出17級風耐風試驗需求，適逢本所研訂實驗室產能創生計畫，為提升試驗設備能量，實驗室即提出更新造風機需求，目前已完成造風機葉片更換並增設加速段與防護設備，使風速可達17級風，且優化造風機之造風效率，並增進使用安全。可具體提供業界廠商產品創新設計之耐風驗證。

二、造風機建置沿革

於本所風雨實驗館建置之初，造風機僅規劃用於執行CNS19373「帷幕牆及其附屬門窗天窗動態水密性能試驗法」，依該標準規定，由造風裝置產生出來之風速須校正以建立測試所需壓力之等值風速。此校正方法須將風速量測裝置（如：風速計）裝置在一個骨架上進行。風速量測裝置須能量測表1所示之標準風壓。骨架之設置須注意不得妨礙到空氣之行進。最少須在圖1所示之四個位置中，依表1讀取至少三個標準風壓。風速之量測須在每個四分之一圓內之610 x 610mm方形範圍內進行。在上述四個位置中，讀取包括最少60秒內之最大值或陣風值，並將最大值或陣風值平均。最大值或陣風值之平均值與標準值之許可差為±1.1 m/s。

由表1可知執行動態水密試驗最高風速僅須34.3 m/s，但造風機於建造之初基於安全考量，在葉片外圍設置防護網，如圖2所示。其所產生之風場除受防護網影響外，馬達及防護網支架亦阻擋風場流通，致使風速無法達到動態水密試驗基本要求。為使造風機風速提升，實驗室將防護網及其支架移除，並請專業技師將葉片刨光上漆減少重量不均，並進行馬達保養與葉片動平衡測試，進而提高風速及風機穩定性，如圖3所示。自此風速已提升至約45m/s，經前述改良後，使其可進行動態水密試驗，並因此協助實驗室取得TAF認證。

實驗室除進行正規的帷幕牆風雨試驗外，對於民間廠商的產品驗證需求，即使試驗項目不在實驗室訂定之收費標準內，皆儘可能基於風工程專業，於既有的設備能量提出試驗建議。在此背景下，縱使造風機風速僅能達45m/s，仍執行實驗尺寸構造物耐風試驗，例如台南市立美術館碎型遮陽實尺寸抗風試驗、太陽能太陽能板(含支架)實尺寸抗風試驗及隱藏式樹木地下支持系統植栽實尺寸抗風試驗等。

三、更新為17級造風機

造風機除了可執行帷幕牆動態水密試驗外，近年氣候變遷氣候型態遽變，104年蘇迪勒及105年尼伯特颱風侵襲，相繼出現蒲氏風速分級17級風(56.1~61.2m/s)以上的強風。造成許多戶外構造物(招牌、玻璃欄杆、遮陽、太陽能光電版….等)損壞。其後，國內業者為確保戶外構造物的抗風性能，紛紛尋求17級風（60 m/s）實尺寸構造物耐風試驗，此類試驗具有試體尺寸大且需求風速高的特性，本所造風機造風斷面直徑可達4公尺，可滿足大試體需求，但風速僅能達14級風(約45 m/s)，未達17級風。同時，造風機與螺旋槳式飛機相似，採用3支長約2公尺之裸露葉片，風機啟動時無任何訪護，有相當程度的危險性。配合本所推動實驗室產能創生計畫，再次改造前述造風機，使其具有防護機制，並提高風速可達60m/s以上即17級風，改造完成之風機如圖4所示。

本次造風機改造，將3支長2公尺之飛機葉片改以10支1公尺的軸流式風機葉片取代，將葉片鎖固於直徑1.8公尺輪轂，由馬達帶動輪轂轉動葉片產生風量。更新後風機未裝集風管時出風口直徑約為4公尺，裝上集風管後出風口直徑則為3公尺。設計之造風性能符合以下3項驗證：(1)在未裝集風漸縮管時，實驗室變頻器60Hz以內，出風口平均風速至少須達40m/s以上，以風速計量測6個方向，共48個點位之平均風速為43.8 m/s，如下圖5所示。(2)裝集風漸縮管時，實驗室變頻器60Hz以內，出風口平均風速至少60m/s以上，以風速計量測6個方向，共36個點位之平均風速為62.3 m/s，如下圖6。(3)為確保更新後之造風機可執行CNS13973所規定之風速特性，於出風口下游4公尺處之流場，於實驗室變頻器60Hz以內，應達風壓720Pa或風速34.3m/s，經量測後，4個測點的平均風速為34.5 m/s，性能符合規定，如下圖所示7。

四、結語

本所風雨實驗館之造風設備，原為執行帷幕牆風雨的配角，經上述歷次改造發展，最後配合本所推動實驗室產能創生計畫，在適當防護機制下，不僅提高風速，可達17級風(56.1~61.2m/s)，且提升造風效能，成為國內獨一無二可執行大尺度構造物實尺寸耐風試驗的造風設備。造風設備自今(110)年7月底驗收完成後，已執行完成太陽能光電板受風引致螺栓扭力損失試驗，並有網路型高精度高速抗風雲台、鐵路平交道遮斷機、戶外通風塔及帳篷等各式構造物諮詢17級風耐風試驗需求，如有相關試驗需求者，可至風雨風洞實驗室官網查詢https://www.lab.abri.gov.tw/ 相關資訊，或撥打(06)3300514#3208即有專人提供諮詢服務。

表1 標準風壓