環境風場評估
評估範例
本範例由淡江大學風工程研究中心提供,僅供參考。實際評估需依據基地環境、風場條件等進行調整。
一、前言
行人風場是指建築物周遭,離地面約 1.5 到 2.0 公尺高度,會直接影響行人活動的微氣候範圍。當城市中興建高層建築物時,原本流動的高空氣流會受到建築量體阻擋,容易在建築物周邊產生下洗氣流、角隅強風或穿堂風等局部強風現象。這些氣流改變不僅會讓行人感到不適,例如造成雨傘損壞或行走困難,在極端情況下甚至可能導致人員跌倒受傷的安全疑慮。因此,針對新建高層建築進行行人風環境影響評估,是確保周邊公共空間與行人動線舒適及安全的重要步驟。
二、評估準則
判斷行人風場是否舒適,不能單看風速的大小,還必須考量該風速發生機率以及行人活動種類。本次評估主要採用 Hunt 學者風洞實驗室評估準則,將風場舒適度依據行人活動狀態與容許發生機率,分為以下四個等級 :
- 長時間站坐:陣風風速大於 6 m/sec 的機率需小於 10%。適用於露天餐廳、戶外咖啡座等需要久待的區域。
- 短時間站坐:陣風風速大於 9 m/sec 的機率需小於 10%。適用於公園、廣場等供人短暫休憩的空間。
- 行走區:陣風風速大於 9 m/sec 的機率大於 10%。適用於僅用於通行的人行道。
- 不舒適:平均風速大於 9 m/sec 的機率大於 1%。代表該區域風勢過強,不適合規劃為行人活動空間。
三、氣象資料分析
將中央氣象局台中測站過去20年氣象資料,計算逐時三十六個風向角的風速發生機率,結果顯示台中地區全天風向以330~10度出現頻率較大,如圖1-1、1-2。
圖 1-1 台中氣象站各風向平均風速圖
圖 1-2 台中氣象站各風向發生機率
四、風洞試驗配置
本計畫的風洞試驗在大氣邊界層風洞實驗室中進行,以 1:300 縮尺建立包含主建築與周遭半徑 450 公尺範圍的縮尺模型。為求模型精確,主建築詳細考量了細部造型,周圍建築則以保麗龍簡化模擬其形狀與高度,並配合現場實地勘查拍照來修正官方數值地形圖的落差。試驗中針對人員活動需求,於主建物四周配置了58個測點以量測行人高度的風速。同時,依據基地地表特性選用適合的地況標準,並透過風洞內的擾流板、粗糙元與龍齒等裝置,精準建立出符合現場環境特性的模擬大氣邊界層平均風速與紊流強度流場,以確保量測數據的客觀性與準確性。
興建前評估結果與測點分佈圖
興建後(無植栽&有植栽)評估結果與測點分佈圖
五、實驗結果
本案實驗結果針對「興建前」、「興建後(無植栽)」及「興建後(有植栽)」三種情境進行了量測與比較。數據顯示,新建大樓雖然會在特定風向下使局部測點的無因次化陣風風速略微提升,但若加入景觀植栽則能有效降低基地內的風速。更重要的是,將所有風洞量測數據結合當地長期的氣象發生機率進行整體行人舒適度評估後,證實無論是大樓興建前後或有無植栽,基地範圍內外所有測點的風場條件皆能完全符合最嚴格的「長時間站坐」舒適度等級,這表示該建築開發案對周遭行人風環境的影響相當有限,不致造成不舒適或危險。
六、評估結果
根據評估結果,大樓興建前後基地內外地面層的行人舒適度皆達到最嚴格的「長時間站坐」標準,顯示開發案對周邊風環境的影響相當有限,因此無需額外增設實體的改善措施。然而,為確保極端氣候下的人員安全,建議在季風盛行且發布強風特報時,應加派管理人員於基地特定區域主動提醒行人小心通行並減少停留時間,同時避免於該處舉辦戶外活動,以免帳篷、布條等設施遭強風損壞而傷及民眾;此外,若遇陸上颱風警報發布期間,則應主動拉起封鎖線,全面禁止人員於基地四周步道及屋頂露臺進行通行、休憩或逗留。