臺灣博碩士論文加值系統

近年來，都市環境舒適性逐漸被重視，本研究針對都市建築陣列通透強度對於行人風場之影響作為研究主軸，以都市建築高度較平均的宜蘭縣羅東鎮為主要研究對象，運用CFD數值模擬方法進行研究，輔以現地實測數據佐證CFD數值模擬準確性。實測採機車移動式實測法，選擇羅東鎮夏季熱島效應最嚴重的7月份進行，並透過實測瞭解羅東鎮熱島嚴重狀況。
針對CFD數值模擬建築模型進行網格切割簡化，制訂簡化規則，以都市建築尺度分為2.5m×2.5m、5m×5 m、10m×10m，進行簡化，透過CFD數值模擬發現除了以網格切割外，需參考都市紋理，保留都市原始紋理，進而模擬出最接近原始圖面網格簡化5m×5m-R。以簡化過後的5m×5m-R模型，進行都市建築影響行人風場數值模擬，分為以下兩種模擬，（一）不同均高度3F、5F、7F、10F現地氣候條件模擬；（二）不同入風角度模擬實驗。
在探討簡化CFD模型模擬中發現，除了現地建築尺度外需列入都市紋理探討，實驗結果獲得以下三項結果（一）建築高度對於都市通風之通透率影響；（二）不同入風角度進入都市中通透程度探討；（三）道路寬度不同入風角對於行人風場之影響。研究中發現，1m/s-3m/s低風速屬穿透型風，5m/s以上風速屬非穿透型風素。在不同角度分析部分，在風速3m/s以下(或1m/s-2m/s之間)整個區域的氣流穿透率是比較均佈的，3m/s-6m/s之間風速折減比較大，7m/s或8m/s以上風速有折減現象，但因為風速比較大，所以有加乘的作用。在道路寬度分析中，40m道路有助於道路風的流動，從中也發現內層區域通風量有明顯不足現象，形成區域風場內周區與外周區產生。本研究可提供未來都市計畫者對於都市風場檢討或新都市規劃設計快速簡便的參考工具。

Recently, the comfort of urban environment has caught more and more attention, in this study, the main research focus will be the influence of the array penetrate strength of urban architecture on pedestrian wind field. Luotung township of Yilan county which has more even urban architecture height will be used as the main research target, and CFD method will be used as the research method, finally, accompanied with the on-site measurement data, the accuracy of CFD numerical simulation is proved. Motorcycle mobile measurement method will be adopted, and the measurement was conducted on July at Luotung township, which has the most serious summer hot island effect, meanwhile, through on-site measurement, the seriousness of the hot island situation in Luotung township is understood.
The CFD architecture model is performed with grid division simplification, and simplification rule is made. The urban architecture scale is divided into 2.5m×2.5m, 5m×5 m and 10m×10m for simplification, through CFD, it was found that in addition to grid division, urban fabric needs to be referred to, meanwhile, original urban fabric needs to be preserved so as to simulate grid simplified 5m×5m-R that is closest to the original drawing. Moreover, simplified 5m×5m-R model is used to perform the simulation of how urban architecture influences pedestrian wind field, and the following two simulations are adopted: (1) Different average height 3F, 5F, 7F, 10F on-site climate condition simulations; (2) Experiments of different incident wind angles.
In the investigation of the simplification of CFD model simulation, it was found that lots of factors need to be listed in the urban fabric investigation except on-site architecture dimension. The following three results are obtained from the experimental results: (1) The influence of architecture height on the penetrate rate of urban air circulation; (2) The investigation of penetrate level for the wind incidence at different incident angles into the city; (3) The influence of wind incidence angle on pedestrian wind field at different road width. It was found from the research that 1m/s-3m/s low wind speed belongs to penetrating wind type, wind speed above 5m/s belongs to non-penetrating wind type. In the analysis of different angles, when the wind speed is below 3m/s (or in the range of 1m/s-2m/s), the air flow penetration rate in the entire region will be more uniform, for wind speed in the range of 3m/s-6m/s, the reduction will be larger, when the wind speed is above 7m/s or 8m/s, the reduction will become more significant, however, since the wind speed is larger, certain multiplication effect can be seen. In the road width analysis, 40 m road will be helpful to the flow of wind in the road, it was also found that in the inner layer area, the air circulation rate is significantly insufficient, and inner circumference area and outer circumference area will then be generated within the area wind field. The result of this research can be used as reference on the urban wind field review or new urban planning and designing by the future urban planner.

中文摘要 i
英文摘要 ii
目錄 v
表目錄 ix
圖目錄 xi
一、緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.1.1研究動機 1
1.1.2研究目的 2
1.2研究範圍與內容 3
1.3研究方法 4
1.4研究架構與流程 5
二、文獻探討 7
2.1 宜蘭縣羅東鎮都市建築與環境氣候文獻探討 7
2.1.1羅東鎮都市土地使用 7
2.1.2羅東鎮地理環境及氣候特徵 8
2.2環境微氣候與行人風場 12
2.2.1環境微氣候 12
2.2.2環境風場 13
2.2.3建築物對於環境風場影響 14
2.3研究方法文獻探討 17
2.3.1都市熱島觀測方法 17
2.3.2 CFD數值模擬 18
三、研究方法與設定 23
3.1羅東鎮微氣候實地量測與分析 23
3.1.1羅東鎮研究範圍選定 23
3.1.2實測方法設定 23
3.2 CFD模擬數值之建築模型簡化方法 27
3.2.1羅東鎮建築模型簡化區域選定 27
3.2.2羅東鎮街廓建築尺度分析 27
3.3.3羅東鎮網格切割類型與規則設定 31
3.3數值模擬解析電腦軟體應用與設定 33
3.3.1數值模擬條件設定 33
3.3.2模擬採樣點設定 36
四、都市建築陣列通透強度CFD數值模擬 39
4.1羅東鎮熱島實測結果與分析 39
4.1.1 羅東鎮實測氣候地圖 39
4.2最佳化CFD數值模擬之簡化模型 43
4.2.1基地數值模擬與現地實測環境比對 43
4.2.2簡化模型切割 43
4.2.3 數值模擬結果 47
4.2.4原始模型與簡化模型數值模擬結果比對 51
4.3基地建築陣列通透強度CFD數值模擬結果 39
4.3.1建築物相同高度風場影響模擬結果與分析 39
4.3.2不同入風角度之入風量模擬結果 43
五、建築陣列通透強度對行人風場之類型分析方法探討 53
5.1建築物不同高度對行人風場影響分析 53
5.1.1不同建築高度對於區域風場相關性分析 53
5.1.2不同高度建築物風速變動率分析 54
5.1.3小結 55
5.2建築不同入風角度對於行人風場之影響 56
5.2.1入風角度0°相對於不同風速之分析 56
5.2.2入風角度30°相對於不同風速之分析 58
5.2.3入風角度45°相對於不同風速之分析 60
5.2.4入風角度60°相對於不同風速之分析 62
5.3 道路寬比在不同入風角度下不同風速對行人風場的影響分析 65
5.3.1 0°入風在不同風速下對於不同街道寬比之行人風場影響 65
5.3.1 30°入風在不同風速下對於不同街道寬比之行人風場影響 67
5.3.1 45°入風在不同風速下對於不同街道寬比之行人風場影響 69
5.3.1 60°入風在不同風速下對於不同街道寬比之行人風場影響 70
六 結論與建議 72
6.1 研究結論 72
6.2 後續研究建議 74
參考文獻 77
附錄一、網格切割CFD模擬數值 79
附錄二、不同入風角度對應不同入風風速之CFD數值模擬 80
附錄三、不同道路寬於不同風向風速之CFD數值模擬 84

1.尹章義、黃明田，羅東鎮誌，羅東鎮公所，2002
2.宜蘭縣政府，宜蘭縣生態都市設計－羅東地區示範委託規劃服務案總結報告書，2010。
3.朱佳仁、丁育群，高層建築物風場環境評估準則研議，內政部建築研究所，2000。
4.張簡士彥，都市熱島效應改善之基礎研究-熱物理性質對表面溫度之影響，義守大學碩論，2009。
5.李彥頤，中央橫軸旋轉窗探討自然通風狀態下通風效率之研究，成大建研所碩論，1998。
6.陳念祖，「高架地板置換式自然通風之數值模擬」，成大建研所碩論，2001
7.陳志宏，街廓形態之結構性設計與管制，國立成功大學建築研究所，碩士論文，1993。
8.羅東鎮公所，變更羅東都市計畫(第三次通盤檢討)書，2003。
9.香港中文大學建築，空氣流通評估方法可行性研究，2005。
10.劉姵君，中庭建築浮力通風評估之研究─以計算流體力學(CFD)及縮尺空氣模型為例，國立成功大學建築研究所，碩士論文，2007。
11.郭柏巖，公園對於周圍街廓熱環境影響之研究，朝陽科技大學建築及都市設計研究所，碩士論文，2007。
12.鄭明仁，土地利用型態組成與都市微氣候關係之實測研究－以台中市為例，逢甲大學建築學系，碩士論文，2009。
13.廖昱嘉，低層公寓式集合住宅氣流環境分析，淡江大學建築學系，碩士論文，2004。
14.內政部建築研究所，生態社區評估系統之研究，研究報告，2008
15.吉野正敏，「小氣候」，大明堂株式會社，1976。
16.村上周三，CFD与建筑环境设计，中国建筑工业出版社，2007。
17.香港規劃標準與準則第十一章：城市設計指引，http://www.pland.gov.hk/pland_tc/tech_doc/hkpsg/full/ch11/ch11_text.htm#11.
空氣流通意向指引，香港規劃署2010年5月24日。