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系統識別號 U0002-0401201714013100
中文論文名稱 溫度考慮下之風環境研究
英文論文名稱 The effect of temperature on the study of wind environment
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 土木工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 105
學期 1
出版年 106
研究生中文姓名 王晨宇
研究生英文姓名 Chen-Yu Wang
學號 603380345
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2016-12-20
論文頁數 69頁
口試委員 指導教授-張正興
委員-陳振華
委員-蔡元芳
委員-蔡懷寬
中文關鍵字 問卷調查  舒適度  風場環境  計算流體力學  數值模擬  熱環境 
英文關鍵字 questionnaire survey  comfort  wind environment  computational fluid dynamics  numerical simulation  thermal environment 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 由於都市化,使得建築物需要相當的高度才能夠容納,伴隨著建築物造出的都市除了產生了地面高風速以外,大量的建築也引起熱島效應,進而影響行人在此區域活動的舒適性,舉例來說,冬天的話溫度低,加上地面高風速,會使行人非常的不舒服,夏天的話溫度高,如果缺乏適當的通風會造成熱停滯於建築間,嚴重的話,可能會造成行人中暑。
本研究以風洞實驗室模擬的方式進行探討,使用風洞模擬的方式進行人的對風與溫度感受度問卷,對照前人文獻,得知溫度影響人感受風,並且推導出夏季行人風場評估,另一方面利用計算流體力學模擬,配合前人研究資料與中央氣象局資料,進行社區模擬,將資料整合後對夏季行人風場評估進行驗證。
由於本文所使用風洞試驗進行時設備上的限制與缺點,使得舒適度於風洞試驗的部分較不夠客觀,因此僅用前人實場研究做為誤差判斷標準。將前人資料盡可能以相同的條件下進行比對,得出推導出的夏季行人風場評估相較前人的評估保守一些。
英文摘要 Due to the increase of urbanization and the development of economies, the buildings in the city are required to be built higher than ever for sake of the efficient use of land. Besides causing wind speed acceleration around the ground, the new high-rising buildings would also cause urban heat island effect and further affect the pedestrians’ activities and safety. For example, during winter, the temperature is low and the increase acceleration of wind speed around the ground would cause pedestrians to feel uncomfortable. On the other hand, during summer, the high temperature and unventilated air will cause heat being held between buildings; under severe circumstances, pedestrians might even suffer from heat stroke.
This study was conducted through the simulation of wind tunnel. The data needed in order to understand the comfortableness of wind and heat to human was done by a questionnaire survey, putting the subjects into the simulation wind tunnel and then have them answer a questionnaire afterwards. Later, The study compared the data with previous studies, and acknowledged how temperature will effect the comfort level people feel towards a breeze. Then The study inferred the assessment for pedestrian wind environment during summer. At last, through the simulation by computational fluid dynamics with the neighborhood of community as background, along with the references from previous research studies and the Central Weather Bureau, The study verified my concept of inference on the “assessment for pedestrian wind environment” during summer by summing up the data.
However, The study isn’t objective enough because of the limitations of the wind tunnel and the expectancy effect on the survey; therefore, The study refer to field studies of previous researchers for a standard of judgment for errors. By matching similar conditions in data from previous researches, The study reached another conclusion for the assessment for “pedestrian wind environment” during summer, which is slightly more conservative than those from previous researchers.
論文目次 內容
圖目錄 III
表目錄 VI
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
1-3 研究方法 3
1-4 研究內容 3
第二章 文獻回顧 4
2-1 舒適度之評估理論 4
2-2 各國學者行人舒適度研究介紹 5
2-2-1 英國學者J.C.R. Hunt等人舒適度研究 5
2-2-2 日本學者SHUZO MURAKAMI等舒適度研究 6
2-3 淡江大學風工程研究中心實場調查 7
2-4 國外熱環境舒適度相關研究 9
2-4-1 國外室外舒適度研究 9
2-4-2 國外室內舒適度研究 9
2-4-3 國外室外舒適度研究 10
2-5 國內熱環境舒適度(室外)相關研究 11
2-6 計算流體力學應用於行人環境風場 11
第三章 理論背景 14
3-1 大氣邊界層 14
3-1-1 平均風速剖面 14
3-1-2 紊流特性 17
3-2 建築物在環境風場造成的影響 20
3-3 計算流體力學 22
3-3-1 計算流體力學數值模擬介紹 22
3-3-2 計算方程式之概述 22
第四章 問卷探討溫度影響人感受風 26
4-1 使用儀器 26
4-2 問卷資料和實驗流程 28
4-2-1 問卷說明 28
4-2-2 風速 29
4-2-3 實驗流程 30
4-2-4 溫度 31
4-3 資料分析 32
4-4 與國內學者建議標準比較 35
第五章 實場測點概述與分析方式 37
5-1 使用儀器 37
5-2 量測儀器 37
第六章 數值模擬 43
6-1 CFD中溫度對風速影響 43
6-2 CFD模擬國家新都 45
6-2-1 模型說明 45
6-2-2 入流說明 46
6-2-3 CFD模擬結果 47
6-3 國家新都以夏季、hunt、歷年實場準則評估 50
第七章 結論 54
7-1 行人風場標準 54
7-2 做為CFD數值模擬的邊界條件 56
7-3 數值模擬 57
7-4 建議 58
參考文獻 59
附圖 62

圖目錄
圖2- 1 數獨完成所耗時間的結果 10
圖4- 1 實場調查問卷 30
圖4- 2 實驗流程 31
圖4- 3 問卷感受比例圖 33
圖4- 4 有效風速與累積機率分布圖 33
圖4- 5 夏季有效風速和發生機率關係圖 36
圖5- 1 柏油路的表面溫度之實場監測 38
圖5- 2 柏油路地表量測之表面溫度與氣溫關係圖 38
圖5- 3 玻璃的表面溫度之實場監測 39
圖5- 4 玻璃表面量測之表面溫度與氣溫關係圖 39
圖5- 5 草皮的表面溫度之實場監測 40
圖5- 6 草皮量測之表面溫度與氣溫關係圖 40
圖5- 7 陰影下的表面溫度之實場監測 41
圖5- 8 取樣陰影下選擇於同樣郵局附近的柏油路 41
圖5- 9 水泥的表面溫度之實場監測 42
圖5- 10取樣水泥於淡江大學新工館大樓樓頂 42
圖6- 1 簡易單棟模型 43
圖6- 2 簡易模型風速結果 44
圖6- 3 國家新都模型俯視圖 45
圖6- 4 入流風速線 46
圖6- 5 角度22.5度的數值模擬圖 48
圖6- 6 角度45度的數值模擬圖 49
圖6- 7 角度67.5度的數值模擬圖 49
圖6- 8 各測點位置 50
圖6- 9 以夏季準則的評估結果 51
圖6- 10 以Hunt準則的評估結果 52
附圖1- 1 16風向角角度0度(N) 62
附圖1- 2 16風向角角度22.5度(NNE) 62
附圖1- 3 16風向角角度45度 (NE) 63
附圖1- 4 16風向角角度67.5度(ENE) 63
附圖1- 5 16風向角角度90度 (E) 64
附圖1- 6 16風向角角度112.5度 (ESE) 64
附圖1- 7 16風向角角度135度 (SE) 65
附圖1- 8 16風向角角度165.5度 (SSE) 65
附圖1- 9 16風向角角度180度 (S) 66
附圖1- 10 16風向角角度202.5度 (SSW) 66
附圖1- 11 16風向角角度225度(SW) 67
附圖1- 12 16風向角角度247.5度 (SWS) 67
附圖1- 13 16風向角角度270度 (W) 68
附圖1- 14 16風向角角度292.5度 (WNW) 68
附圖1- 15 16風向角角度315度 (NW) 69
附圖1- 16 16風向角角度337.5度 (NNW) 69
表目錄
表2- 1 Hunt舒適度準則評估 6
表2- 2 歷屆結果比較 8
表3- 1 各別地況α值與邊界層高度之建議值 16
表3- 2 各種粗糙度建議值 16
表4- 1 風洞數據 27
表4- 2 衣服熱阻值表【ISO 9920,1995】 29
表4- 3 各舒適度選項下累積機率之風速與出現比例 34
表4- 4 和行人環境風場舒適度標準評估與實場調查的試驗結果比對 35
表6- 1 實場與模擬風速 47
表6- 2 氣象局風速與模擬風速 47
表6- 3 無因次化比較與誤差 48
表6- 4 各準則輸入結果 53
表7- 1 各舒適度標準比較 55
表7- 2 各表面的回歸式 56
參考文獻 參考文獻
[1] Melbourne, W. H.“Criteria for Environment Wind Conditions”, J. of Industrial dynamics. , 3, pp. 241-249. (1978)
[2]Penwarden, A.D. & Wise A. F. E. ,“Wind Environment Around Buildings”,Building Research Establishment Report,HMSO.(1975)
[3]Hunt, J. C. R. , Poulton, E. C. , and Mumford, J. C. , “The Effects of Wind on People ; New Criteria Based on Wind Tunnel Experiments”, Building Environment, 11, pp. 15-38 (1976).
[4] SHUZO MURAKAMI,YOSHITERU IWASA,YASUSHIGE MORIKAWA,”Study on Acceptable Criteria for Assessing Wind Environment at Ground Level Based on Residents’Diaries"
[5] 林晟漢,”行人環境風場舒適度標準性評估與數值模擬可行性研究”,淡江大學土木工程研究所碩士論文(2009)
[6] 莊淨輝,”行人環境風場舒適度標準評估與實場調查”,淡江大學土木工程研究所碩士論文(2016)
[7] 登內隆宏,持田灯,後藤半延,內田茉莉亞,吉野博,佐々木澄,”緑地と水面周辺の屋外空間における人間の温熱快適性に及ぼす主要な要因の把握とSET* のモデル化に関する検討”日本建築學會東北支部研究報告會(2009)
[8] 後藤伴延,”Study on energy-saving indoor climate control with improving occupants’ arousal and productivity”,風工学研究拠点共同研究成果報告書(2015)
[9] Michael J. Soligo*, Peter A. Irwin, Colin J. Williams, Glenn D. Schuyler , 1998,”A comprehensive assessment of pedestrian comfort including thermal effects” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 77&78 (1998) 753-766
[10]李建鋒,”校園戶外環境熱舒適之研究-以大學、小學為例”(2008)
[11] Yoshihide Tominaga, Akashi Mochida, Ryuichiro Yoshie, Hiroto Kataoka, Tsuyoshi Nozu, Masaru Yoshikawa, Taichi Shirasawa, AIJ guidelines for practical applications of CFD to pedestrian wind environment around buildings(2008)
[12] Mochida, A., Tominaga, Y., Murakami, S., Yoshie, R., Ishihara, T., Ooka, R., 2002. Comparison of various k–e models and DSM applied to flow around a high-rise building—Report on AIJ cooperative project for CFD prediction of wind environment. Wind Struct. 5 (2–4), 227–244.
[13] Shirasawa, T., Tominaga, T., Yoshie, R., Mochida, A., Yoshino, H., Kataoka, H., Nozu, T., 2003. Development of CFD method for predicting wind environment around a high-rise building part 2: the cross comparison of CFD results using various k- models for the flowfield around a building model with 4:4:1 shape. AIJ J. Technol. Des. 18, 169–174 (in Japanese).
[14]Yoshie, R., Mochida, A., Tominaga, Y., 2006. CFD prediction of wind environment around a high-rise building located in an urban area. In: The Fourth International Symposium on Computational Wind Engineering, July. 2006, Yokohama, Japan.
[15] Architectural Institute of Japan, 2004. Recommendations for loads on buildings. Architectural Institute of Japan (in Japanese).
[16] Shirasawa, T., Tominaga, T., Yoshie, R., Mochida, A., Yoshino, H., Kataoka, H., Nozu, T., 2003. Development of CFD method for predicting wind environment around a high-rise building part 2: the cross comparison of CFD results using various k- models for the flowfield around a building model with 4:4:1 shape. AIJ J. Technol. Des. 18, 169–174 (in Japanese).
[17] Mochida, A., Tominaga, Y., Murakami, S., Yoshie, R., Ishihara, T., Ooka, R., 2002. Comparison of various k–e models and DSM applied to flow around a high-rise building—Report on AIJ cooperative project for CD prediction of wind environment. Wind Struct. 5 (2–4), 227–244.
[18] ISO 9920,Ergonomics of the Thermal Environment-Estimation of the thermal insulation and evaporative resistance of a clothing ensemble, International Standards Organisation,Geneva,1995.
[19] 王智賢,”建立行人環境風場舒適性標準之實場調查與評估”,淡江大學土木工程研究所碩士論文(2008)
[20] 潘家銘,”建立較佳行人風場評估方法之初探”,淡江大學土木工程研究所碩士論文(2004)
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