條文

各種不同用途係數之建築物在不同地況下，離地面z公尺高之風速壓 $q(z)$ 依下式計算，其單位為 $kgf/m^2$。
$$q(z)=0.06K(z)K_{zt}\left[IU_{10}(C)\right]^2 \tag{2.4} $$
其中，$K(z)$ 稱為風速壓地況係數，此值為離地面 $z$ 公尺之風速壓與標準風速壓（地況C，離地面10公尺處）之比值，依下式計算：
$$K(z)=\left\{\begin{matrix}2.774\left(\frac{z}{z_g}\right)^{2\alpha} & z>5\ m \\2.774\left(\frac{5}{z_g}\right)^{2\alpha} & z\le5\ m \end{matrix}\right. \tag{2.5} $$
各種地況種類之 $\alpha$ 值及梯度高度 $z_g$，照表2.1規定。

$K_{zt}$ 稱為地形係數，代表在懸崖近頂端處、獨立山脊或山丘之上半部之風速局部加速效應。若此懸崖、獨立山脊或山丘高度 $H$ 較上風側3.22公里內地形高度超過兩倍以上，且 $H$ 大於4.5公尺（地況C）或18公尺（地況A或B），且此懸崖、獨立山脊或山丘在上風側 $100H$ 或3.22公里（兩者取小值）內沒有類似高度之障礙物，且 ${H}/{L_h}\geq0.2$ （見表2.22(a)），則 $K_{zt}$ 可依下式計算：
$$K_{zt}=\left(1+K_1K_2K_3\right)^2 \tag{2.6} $$
其中，$K_1$ 、 $K_2$ 、 $K_3$ 為地形係數參數，分別依表2.22(a)、表2.22(b)、表2.22(c)決定之。

若當地地形並不符合上述要求，可作合理假設後，再依式(2.6)計算，或根據可信賴之試驗或文獻結果計算 $K_{zt}$。

解說

風吹至建築物上而完全靜止時，對建築物產生之壓力稱為風速壓 $q$ (velocity pressure)，其與風速 $U$ 的關係如下：
$$q=\frac{1}{2}\rho U^2 \tag{C2.14} $$
其中 $\rho$ 為空氣的密度，取溫度25°C及一大氣壓力下之條件，上式右邊變為 $0.06U^2$。

高空中之梯度風速是不隨地面糙度而變化的，因此已知某地況種類某高度之風速，即可推求任一地況下任一高度之風速。譬如假設地況C高度10公尺處的風速為 $U_{10}(C)$，則高度300公尺處之梯度風速由式(2.1)為 $U_{10}(C)\left({300}/{10}\right)^{0.15}$ ，即 $1.666U_{10}(C)$ 。故任一地況，高度z處之風速可由 ${U_z}/{U_g}=\left({z}/{z_g}\right)^\alpha$ 求得為 $1.666U_{10}(C)\left({z}/{z_g}\right)^\alpha$ ，則
$$q\left(z\right)=0.06\left(1.666\right)^2\left(\frac{z}{z_g}\right)^{2\alpha}\times\left[IU_{10}\left(C\right)\right]^2=0.06K(z)\left[IU_{10}(C)\right]^2 \tag{C2.15} $$
其中 $K(z)$ 如式(2.5)所示，稱為風速壓地況係數，與地況種類有關。為保守計，當高度小於5公尺時，採用5公尺處之風速壓地況係數。

此外，式(2.4)亦含有用途係數 $I$，對需以100年或25年回歸期設計之建築物給予適當的 $I$ 值，如2.5節之規定。

地形係數 $K_{zt}$ 代表在懸崖近頂端處、獨立山脊或山丘之上半部，假設風沿最陡坡吹襲所造成之平均風速局部加速效應，其值由式(2.6)決定。其中參數 $K_2$ 與加速效應之水平衰減率有關，列於表2.22(b)中，由下式計算而得：
$$K_2=\left(1-\frac{\left|x\right|}{\gamma_2L_h}\right) \tag{C2.17} $$
其中，x為表2.22(b)中的建築物位置，$\gamma_2$ 為水平衰減係數，其值由表C2.2決定。參數 $K_3$ 與加速效應之垂直衰減率有關，列於表2.22(c)中，由下式計算而得：
$$K_3=e^{-\frac{\gamma_3z}{L_h}} \tag{C2.17} $$
其中，$\gamma_3$ 為高度衰減係數，其值由表C2.2決定。參數 $K_1$ 與地形特徵和最大頂端加速有關，列於表2.22(a)中，由下表計算而得：

表C2.2 水平衰減係數與高度衰減係數表

在上述計算中，若 $\frac{H}{L_h}>0.5$ ，則計算 $K_1$ 時採用 $\frac{H}{L_h}=0.5$ ，計算 $K_2$ 和 $K_3$ 時採用 $L_h=2H$。