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系統識別號 U0002-0307201915030100
中文論文名稱 以都市熱環境調適的更新策略準則擬定—以永和捷運頂溪站北側更新地區為例
英文論文名稱 Determining Environmental Guidelines as Renewal Strategy with the Adaptation of Urban Thermal Environment — with Renewal Area at North of MRT Yonghe Dingxi station in New Taipei City as Case Study
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 建築學系碩士班
系所名稱(英) Department of Architecture
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生中文姓名 王禾涓
研究生英文姓名 Ho-Chuan Wang
學號 606360187
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2019-06-11
論文頁數 118頁
口試委員 指導教授-王文安
委員-李彥頤
委員-游雅婷
中文關鍵字 都市更新  容積獎勵  熱島效應  CFD電腦數值解析 
英文關鍵字 Urban Renewal  Floor Area Incentive  Urban Heat Island  computation fluid dynamics 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 都市化的現象,伴隨著人口成長及經濟發展,也使得都市熱島情況加劇,在都市有限的土地上,建築朝向高層化已無法避免。而都市更新為近年來對於老舊街區提升居住品質的開發手法,但在現有的都市更新法規中並未對都市環境貢獻進一步規範,當前許多都市更新案例,是在都市功能升級的背景下對於商業利益的最大追求,因此在都市更新重建時,能夠考慮到都市熱環境,並提出對於環境改善策略的更新準則並給於容積獎勵,導引建商獲得容積獎勵對於都市改善。
本研究提出四個改善策略,方案一及方案二主要針對更新後都市高層化的改善方式:方案一建立在現行的法規之下對於未來可能更新區域模擬更新後對於環境的改善程度;方案二提出對於環境的友善方案,利用容積獎勵方式補足在既有都市更新規定中對於環境的不足。方案三及方案四則是加註於方案一及方案二下提出屋頂綠化對於都市的環境效益。
提出相關容積獎勵項目後,透過CFD數值模擬並且以行人層為主要考量設置比較測點,由研究結果可以知道四個方案對於現況皆有改變,其中以方案四在風場及溫度場的改善效益最高,溫度場平均與現況相差近5°C。
建築外觀圓潤化設計及縮小建蔽率,能夠使風流通性提高,因此建築外觀圓潤化設計從原本的3%獎勵提高至4%獎勵,縮小建蔽率造成的風廊效果比留設人行空間效果大,因此提高至3%獎勵值,但是附帶條件必須對於喬木數量管控增加綠覆率,使廣場及退縮後開放空間不會因為表面材質吸收輻射而使溫度增加。
增加綠屋頂、設置通風廊道及突破容積管制策略,能夠導引建商對環境調適做努力,透過模擬分析比較並檢討方案,提出環境貢獻度原則,希望藉由都市更新機會改變建物及街區提升行人舒適度,為都市環境盡一份心力。
英文摘要 Urbanization, along with the emerging population and economy growth, has worsen the condition of urban heat island. High rise building is an unavoidable solution in such limited land in city. In recent years urban renewal is one of the strategy to increase the living quality in old streets, however the existing guideline lacks of further control in the aspect of urban environment. Based on examples of urban renewal, they only focus on maximizing the commercial profit while upgrading the urban function. Hence, urban heat environment should be considered, in addition to provide renewal guideline in terms of the strategy to improve environment, and also offer bulk reward to developers.
The thesis suggests four strategies. The first and second proposal mainly emphasize on the methods on high rise buildings after urban renewal. The first proposal is set at the current existing guideline towards the future potential renewal area and to stimulate the level of environmental efficiency after its renewal. Second proposal suggests an environmental friendly solution, which is using bulk reward to compensate if the current existing guideline of urban renewal is inadequate. Third and fourth proposal are further discussed from the first and second proposal, to talk about the environmental efficiency of green roof in urban area.
By providing bulk reward, through CFD analysis and based on pedestrian level as the main consideration point, it is found that four proposals lead changes to current environmental condition. Fourth proposal shows the highest efficiency in terms of wind and temperature which carries 5°C difference compared to existing condition.
Curvy façade and smaller plinth area can improve ventilation and air flow. Thus curvy façade can offer 4% reward from initial 3% reward. Breezeway by reducing plinth area brings more efficiency than reserving pedestrian space, hence increase to 3% of reward with the condition of controlling arbor trees and increasing green area. Therefore the temperature around plaza and open space after setback will not increase due to heat absorb by the ground material.
Increasing green roof, installing ventilated corridor and improvise the strategy of bulk control, will help the developers to improve the environment. Through analysis and stimulation in each proposal, the principles of environmental contribution are proposed. It is wished that urban renewal can improve the streets and building, as well as the comfortability of pedestrian. We need to put more effort on urban environment.
論文目次 目錄
第一章 緒論 1
1-1研究背景 1
1-2研究動機 3
1-3研究目的 6
1-4研究範圍界定 7
1-4.1永和區範圍與面積 7
1-4.2 永和區都市發展背景 8
1-5研究方法與流程 9
1-5.1研究方法 9
1-5.2研究流程 10
第二章 理論與案例研究 11
2-1相關概念 11
2-1.1都市熱島效應 11
2-1.3 CFD數值模擬應用 12
2-1.4覆土建築方式 14
2-2相關文獻 15
2-2.1《新北市核心都會區減緩熱島效應指導計畫暨策略點改善規劃》 15
2-2.2《應對氣候變化的城市規劃》 18
2-2.3《城市熱島的形成演化機制與規劃對策》 24
2-2.4《屋頂綠化技術手冊》 26
2-3相關案例 28
2-3.1新北市風廊環境管制計畫 28
2-3.2高雄厝計畫 30
2-3.3高雄城市氣候圖 33
2-4小結 35
第三章 研究基地探討 36
3-1 永和區基本資料 36
3-1.1永和區人口發展與密度 36
3-1.2永和區土地使用現況 37
3-1.3永和區建物樓層現況 38
3-1.4永和區溫度及熱島變化 39
3-2基地篩選與現況調查 40
3-2.1基地篩選 40
3-2.2基地選定 43
3-2.3基地土地使用現況 44
3-2.4基地土地使用分區 45
3-2.5基地建物樓層 46
3-2.6基地建物結構 47
3-3影響基地相關熱島因子 48
3-3.1基地氣象資料 48
3-3.2 CFD數值模擬分析 52
3-3.3研究條件限制 60
3-4現況模擬分析 61
第四章 更新策略方案與數值模擬 62
4-1都市高層化更新 64
4-1.1既有都更改善方案 64
4-1.2環境指導原則改善方案 72
4-2 都市整建更新 82
4-2.1既有都更加綠改善方案 87
4-2.2環境指導原則加綠改善方案 88
第五章 現況與方案模擬比較 89
5-1現況與都市高層化更新比較 89
5-1.1現況與既有都更方案比較 89
5-1.3既有都更與環境改善方案比較 91
5-2都市整建更新比較 96
5-2.1既有都更方案與既有都更加綠改善方案 98
5-2.2既有都更加綠改善方案與環境指導原則加綠改善方案 100
5-3現況與各方案之都市空間人行高度綜合比較 104
5-4檢討方案 107
第六章 結論與建議 111
6-1 研究結論 111
6-2 後續研究建議 113
附錄 115
一、參考文獻 115
二、106年永和區各里人口資料 117


圖目錄
圖1-1.1全球地表溫度的歷史 1
圖1-1.2 2017年溫度(°C)與1981-2010年平均值的差異 2
圖1-2.1大台北地區溫度及熱島變化 3
圖1-2.2鐵皮城市 4
圖1-4.1永和區位置及範圍圖 7
圖1-4.2永和區都市發展圖 8
圖1-5.1研究流程圖 10
圖2-1.1都市熱島塵罩現象與氣流循環圖 11
圖2-1.2 CFD模擬尺度 13
圖2-2.2應對氣候變化的城市規劃框架圖 20
圖2-2.3應對氣候變化的關鍵技術 22
圖2-2.4本研究應對都市熱島的關鍵技術 23
圖2-3.1建築立面寬度說明圖 28
圖2-3.2江翠北側風環境模擬圖 29
圖2-3.3美濃區別墅案「山水中」 32
圖2-3.4高雄市疊圖分析結果規劃圖 33
圖2-3.5高雄市需改善規劃建議圖 34
圖3-1.1永和區土地使用現況圖 37
圖3-1.2永和區建物樓層圖 38
圖3-1.3 1990到2012年溫度及熱島分佈變化圖 39
圖3-2.1降溫潛力評估圖 42
圖3-2.2基地範圍圖 43
圖3-2.3基地內土地使用現況圖 44
圖3-2.4基地內都市計畫圖 45
圖3-2.5基地內建物樓層圖 46
圖3-2.6現況建物樓層立面圖(南向) 46
圖3-2.7建物結構圖 47
圖3-3.1鄰近測站圖 48
圖3-3.2 2018年夏季基地周遭風花圖 51
圖3-3.3模擬步驟圖 52
圖3-3.4 CFD數值模擬邊界設定 53
圖3-3.5計算域大小設置圖 54
圖3-3.6網格格點設置圖 55
圖3-3.7樹冠模型比較 56
圖3-3.8樹冠模型與u值k值比較 56
圖3-3.9本研究樹冠模擬圖 57
圖3-4.1現況模擬圖 61
圖4-1.1更新單元圖 65
圖4-1.2基地內已有更新計畫位置圖 67
圖4-1.3更新建物量體單元圖 68
圖4-1.4更新建物配置圖 68
圖4-1.5方案一整體配置平面圖 69
圖4-1.6方案一建物樓層立面圖(南向) 70
圖4-1.7方案一退縮空間剖面圖 70
圖4-1.8方案一空間透視圖 70
圖4-1.9方案一模擬結果圖 71
圖4-1.10透風設計案例 73
圖4-1.11冠木交叉種植示意圖 76
圖4-1.12方案二整體配置平面圖 79
圖4-1.13方案二建物樓層立面圖(南向) 80
圖4-1.14方案二退縮空間剖面圖 80
圖4-1.15方案二空間透視圖 80
圖4-1.16方案二模擬結果圖 81
圖4-2.1高雄市三民區光電板案例 83
圖4-2.2淺色屋頂示意圖 84
圖4-2.3淺色屋頂塗料溫度差 84
圖4-2.4薄層綠屋頂設計 85
圖4-2.5植物毯 85
圖4-2.6淺色屋頂及屋頂綠化於不同高度的溫度變化分析圖 86
圖4-2.7方案三整體配置及屋頂綠化範圍圖 87
圖4-2.8方案三綠化空間透視圖圖 87
圖4-2.9方案四整體配置及屋頂綠化範圍圖 88
圖4-2.10方案三綠化空間透視圖 88
圖5-1.1現況與方案一風場模擬圖 89
圖5-1.2現況與方案一溫度場模擬圖 90
圖5-1.3方案一都市高層化更新測點位置圖 91
圖5-1.4方案二都市高層化更新測點位置圖 92
圖5-1.5方案一與方案二風場模擬比較圖 93
圖5-1.6方案一與方案二溫度場模擬比較圖 94
圖5-1.7方案一溫度場模擬細部圖 95
圖5-1.8方案二溫度場模擬細部圖 95
圖5-2.1方案三都市整建更新測點位置圖 96
圖5-2.2方案四都市整建更新測點位置圖 97
圖5-2.3方案一與方案三風場模擬比較圖 98
圖5-2.4方案一與方案三溫度場模擬比較圖 99
圖5-2.5方案三及方案四風場模擬比較圖 100
圖5-2.6方案三及方案四溫度場模擬比較圖 102
圖5-2.7方案三溫度場模擬細部圖 103
圖5-2.8方案四溫度場模擬細部圖 103
圖5-3.1現況與方案測點位置圖 104
圖5-4.1基地建物高度檢討圖 110


表目錄
表2-1.1近代流體力學發展 12
表2-2.1新北市核心都會區熱島分佈表 15
表2-2.3綠屋頂三種形式 26
表2-3.1高雄厝十大設計準則 31
表3-1.1全台人口密度最高前五行政區 36
表3-2.1基地篩選原則 40
表3-2.2更新地區篩選 41
表3-2.4基地土地使用開闢率 45
表3-3.1環保署永和測站資本資料 49
表3-3.2 2018年環保署永和測站氣象資料 50
表3-3.3樹冠模擬比較 56
表3-3.4物件條件設定表 59
表4-1.1方案策略整理表 62
表4-1.2更新單元面積表 65
表4-1.3案例整理表 66
表4-1.4祿鼎老舊公寓案獎勵容積表 74
表4-1.5容積獎勵項目表 77
表4-2.1鐵皮屋頂改善方式 86
表5-1.1中央氣象局舒適度指數 89
表5-1.2方案一與方案二風場比較表 93
表5-1.3方案一與方案二溫度場比較表 94
表5-2.1方案一與方案三風場比較表 98
表5-2.2方案一與方案三溫度場比較表 99
表5-2.3方案三及方案四風場比較表 100
表5-3.1現況與各方案風場差值比較表 105
表5-3.2現況與各方案溫度場差值比較表 106
表5-4.1環境貢獻度原則容積獎勵修改表 108
表5-4.2綠屋頂相關設計原則 109

參考文獻 一、參考文獻
• 參考書籍文章
1. 洪亮平、華翔等,《應對氣候變化的城市規劃》,北京:中國建築工業出版社,2015。
2. 黃煥春、運迎霞、王世臻,《城市熱島的形成演化機制與規劃對策》,北京:中國建築工業出版社,2016。
3. 任超,《城市風道規劃》,北京:中國建築工業出版社,2012。
4. 任超、吳恩融,《城市環境氣候圖》,北京:中國建築工業出版社,2012。
5. 李亮、李曉鋒、林波榮、朱穎心,用带源项k-ε兩方程湍流模型模擬樹冠流,北京清華大學,2006
6. 孫振義,熱季街道環境與熱舒適性關係之研究,都市與計劃 44:4 2017.12 頁375-397,民國106年
7. Edmund C. Snodgrass 、Lucie L. Snodgrass,Green Roof Plants: A Resource and Planting Guide,2006
8. Aoife M. Foley,Renewable and Sustainable Energy Reviews,2017
9. Eumorfopoulou E, Aravantinos D. The contribution of a planted roof to the thermal protection of buildings in Greece. Energy Build 1998;27:29–36.

• 參考報告書
1. 「市區道路人行道設計手冊」,內政部營建署,民國92年
2. 「屋頂綠化技術手冊」,內政部營建署,2015
3. 「新北市核心都會區減緩熱島效應指導計畫暨策略點改善規劃」,新北市政府,民國107年
4. 「擬定捷運中和線沿線地區及場站周邊都市更新計畫暨劃定都市更新地區書」,新北市政府,民國102年
5. 「變更永和都市計畫(部分機關用地及電信專用區為行政園區特定專用區、部分機關用地為文化園區特定專用區及公園用地、部分住宅區為公園用地、部分公園用地為機關用地、部分機關用地及加油站用地為商業區及公園用地)書」,新北市政府,民國103年
6. 「老舊公寓更新專案─祿鼎建設集合住宅新建工程(中正區南海段五小段231-1地號等土地)」之都市更新容積獎勵額度,台北市政府,民國107年
• 參考論文
1. 宋正文,台北盆地熱島效應時空變遷之研究,中國文化大學,2015
2. 郭柏巖,都市公園微氣候觀測解析,國立成功大學,2000
3. 洪鳳雅,台灣鐵皮屋住宅現象之研究—以台南為例,國立成功大學,2009
4. 董思偉,低層集合住宅熱島效應改善策略之模擬研究—以台南地區集合住宅社區為例,淡江大學,2014
5. 嚴綾,應用衛星資料探討大台北地區都市熱島效應之時空分布,國立中央大學太空科學研究所,2012
6. 陳嘉澤, 以設計力介入鐵皮屋居住品質改善之研究,朝陽科技大學,2016
7. 徐偉森,住宅臥室空間自然通風效果之研究,國立成功大學建築研究所碩士論文,1997
8. 劉天祥,以CFD探討建築配置對街谷與室內環境通風效益之研究,中國文化大學,2018

• 參考網站
1. 美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)
2. 世界氣象組織(WMO)
3. 台灣氣候變遷調適科技知識平台
4. 台北市都市發展局
5. 新北市工務局
6. 新北市都市更新處
7. 內政部不動產交易網
8. 新北市政府
9. 永和區公所
10. 高雄厝資訊網
11. 中央氣象局
12. 上海飞熠软件技术有限公司(SHANGHAI FEIYI)
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