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題名 亞熱帶都市街道之熱舒適性與模擬 -以臺北市為例
The thermal comfort and simulation of subtropical urban street- a case study in Taipei
作者 枋凱婷
貢獻者 孫振義
枋凱婷
關鍵詞 都市街道
都市熱島性應
熱舒適性
計算流體力學模擬
Urban street
Thermal comfort
The heat island effect
Computational fluid dynamic
CFD
日期 2017
上傳時間 1-Mar-2017 17:23:49 (UTC+8)
摘要   都市地區因人口增長、大量人工建成環境與能源使用等緣故,將產生都市熱島效應。都市熱島效應產生都市高溫化,進而衍生各種都市環境問題,如都市微氣候改變、能源消耗與供給壓力增加、空氣汙染物不易擴散等(Landsberg, 1981)。臺灣位於亞熱帶氣候地區,人口多集中於都市地區,尤其是臺北市。先前相關研究指出臺北市具有都市熱島效應。本研究從有高蓄熱特性的道路與建築量體所構成之「都市街道」為尺度範圍,將進行固定監測站之量測,實際取得都市微氣候之數據(溫度與熱舒適性指標),配合都市街道熱環境因子之調查,一併探討都市街道熱環境因子產生都市高溫化的關係,有別於其他研究探討都市整體的熱島效應,或是單一影響因素導致的都市高溫化,如街廓、材料、植栽、人工排熱等對微氣候的影響。此外,本研究輔以計算流體力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD),將量測的數據做為模擬之基本條件,進而模擬都市街道的風場與溫度場,搭配實測數據與模擬值作分析,並且加入都市街道熱環境因子與兩者作探討。研究成果指出植栽綠化與遮蔭將有效改善都市高溫化現象。
參考文獻 專書
吉野正敏,1976,『小氣候』,東京:大明堂株式會社。
歐陽嶠暉,2001,『都市環境學』,臺北:詹氏建築書局,頁162-190。
會議論文
孫振義、陳建宏、枋凱婷。城市街道熱環境實測與模擬,2014年第八屆兩岸四地土地學術研討會與第十一屆土地研究學術研討會,國立政治大學:臺北,2014年9月20日至21日。
許玉金、張博雄,臺灣體感溫度初步分析,2015年天氣分析與預報研討會,中央氣象局:臺北,2014年9月15日至17日。
期刊論文
林君娟、謝俊民、程琬鈺,2010,「建立都市住宅風環境舒適度指標與改善策略評估-以台南市大林住宅都市更新地區為例」,『建築與規劃學報』,11(3):221-242。
林炯明,2000,「都市熱島效應之影響及其環境意涵」,『環境與生態學報』,3(1):1-15。
林憲德、孫振義、李魁鵬、郭曉青,2005,「台南地區都市規模與都市熱島強度之研究」,『都市與計劃』,32(1):83-97。
邱英浩,2012,「透水面積對環境微氣候之影響:以中興新村南核心區為例」,『都市與計劃』,39(3):297-326。
邱英浩、吳孟芳,2010,「不同街道尺度對環境風場之影響」,『都市與計劃』,37(4):501-528。
邱英浩、汪至佳、江志成,2014,「植栽及透水舖面對街道表面溫度之模擬」,『建築學報』,(88): 61-78。
陳麒文,2004,「溫度對尖峰負載及節約能源的影響」,『能源節約技術報導』,(52):18-25。
鲍淳松、樓建華,曾新宇,項志松(2001),「杭州城市園林綠化對小氣候的影響」,『浙江大學學報』,4:413-415。
碩、博士論文
呂毓倫,2008,「應用遙測衛星地表溫度資料探討都市熱島現象與社經空間發展之關係」,國立成功大學都市計劃學系碩士論文:台南。
李魁鵬,1999,「台灣四大都會區都市熱島之研究」,國立成功大學建築學系博士論文:台南。
邱煒翔,2012,「都市街道環境氣溫影響因素之研究」,中國文化大學環境設計學院景觀學系碩士論文:臺北。
孫振義,2003,「台南地區都市熱島研究」,國立成功大學建築學系碩士論文:台南。
翁銘宏,2011,「都市熱環境與表面溫度關係之研究-以臺北市為例」,中國文化大學景觀學系碩士論文:臺北。
張苑菱,2010,「臺中市都市熱島效應與土地覆蓋影響之研究」,逢甲大學土地管理學系研究所碩士論文:台中。
張慕恩,2011,「以遙感探測探討臺北市綠覆率與空氣溫度之關係」,中國文化大學建築及都市計畫研究所碩士論文:臺北。
莊藍欣,2007,「喬木覆蓋率對街道溫度影響之研究-以臺北市仁愛路段與信義路段為例」,輔仁大學景觀設計學系碩士論文:臺北。
陳正偉,2009,「都市綠地與局地熱島空間關係之研究-以臺北市為例」,中國文化大學景觀學系碩士論文:臺北。
陳建宏,2015,「以風環境與熱環境觀點模擬社區規劃之適宜性- 臺北市健康社區為例」,國立政治大學地政學系碩士論文:臺北。
陳恩右,2004,「道路特性與都市局部熱島關係之研究-以臺北市主要道路為例」,中國文化大學景觀學系碩士論文:臺北。
黃意茹,2002,「都市綠覆率與氣溫之相關性研究--衛星影像類神經網路分類法之應用」,逢甲大學土地管理學系研究所碩士論文:台中。
劉翕劼,2002,「株洲城市街區夏日溫度分佈與街道特徵關係的研究」,中國中南林學院碩士論文:湖南。
簡子祥,2012,「臺北都會區熱環境與熱島效應解析之研究」,國立政治大學地政學系碩士論文:臺北。
嚴綾,2012,「應用衛星資料探討大臺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碩士論文:桃園。
外文文獻
Blocken , B., Stathopoulos, T., Carmeliet J., 2007, “CFD simulation of atmosphere boundary layer : wall function problem.” Atmospheric Environment, 41(2): 238-252
Boppana B., Liu, Y., Poh, H. J., Roth, M., Tan, S. T., 2015, “Thermal stratification and vegetation effects on the urban micro-climate – a CFD case study.” ICUC9 - 9th International Conference on Urban Climate jointly with 12th Symposium on the Urban Environment, July 20-24.
Bourbia, F. and Boucheriba, F., 2010, “Impact of street design on urban microclimate for semi arid climate (Constantine).” Renewable Energy, 35(2): 343-347.
Chen, H., Ooka, R., Huang, H., and Tsuchiya, T., 2009, “Study on mitigation measures for outdoor thermal environment on present urban blocks in Tokyo using coupled simulation.” Building and Environment, 44(11), 2290-2299.
Chen, H., Ooka, R., Huang, H., and Tsuchiya, T., 2009, ”Study on mitigation measures for outdoor thermal environment on present urban blocks in Tokyo using coupled simulation. Building and Environment”, 44(11): 2290-2299.
Chen, L., Ng, E., An, X., Ren, C., Lee, M., Wang, U., and He, Z., 2012, “Sky view factor analysis of street canyons and its implications for daytime intra‐urban air temperature differentials in high‐rise, high‐density urban areas of Hong Kong: a GIS‐based simulation approach. International Journal of Climatology.” 32(1): 121-136.
Dutton, A. G., Halliday, J. A., and Blanch, M. J., 2005, “The feasibility of building-mounted/integrated wind turbines (BUWTs): Achieving their potential for carbon emission reductions.” Energy Research Unit, CCLRC: 77-83.
Hsieh, C. M., Aramaki, T., & Hanaki, K., 2007, “The feedback of heat rejection to air conditioning load during the nighttime in subtropical climate.” Energy and Buildings, 39(11): 1175-1182.
ISO, 1985.” ISO 7726-Thermal environment-Instruments and method for measuring physical quantities.” International Standard Organiztion, Geneva.
Johansson, E., 2006, “Influence of urban geometry on outdoor thermal comfort in a hot dry climate: a study in Fez, Morocco.” Building and environment, 41(10): 1326-1338.
Krüger, E. L., Minella, F. O., and Rasia, F., 2011, “Impact of urban geometry on outdoor thermal comfort and air quality from field measurements in Curitiba, Brazil.” Building and Environment, 46(3): 621-634.
Landsberg, H. E., 1981, The urban climate (Vol. 28). Academic press.
Memon, R. A., Leung, D. Y. C., and Liu, C. H., 2010, “Effects of Building Aspect Ratio and Win Speed on Air Temperatures in Urban-Like Street Canyons.” Building and Environment, 45: 176-188.
Perini, K., and Magliocco, A., 2014, ”Effects of vegetation, urban density, building height, and atmospheric conditions on local temperatures and thermal comfort.” Urban Forestry and Urban Greening, 13(3): 495-506.
Shashua-Bar, L., and Hoffman, M. E., 2000, “Vegetation as a climatic component in the design of an urban street: An empirical model for predicting the cooling effect of urban green areas with trees.” Energy and Buildings, 31(3): 221-235.
Shashua-Bar, L., Tsiros, I. X., and Hoffman, M. E., 2010, A modeling study for evaluating passive cooling scenarios in urban streets with trees. Case study: Athens, Greece.” Building and Environment, 45(12): 2798-2807.
Sun, C. Y., 2011, “A street thermal environment study in summer by the mobile transect technique.” Theor Appl Climatol, 106: 433–442.
Taha, H., 1997.” Urban climates and heat islands: albedo, evapotranspiration, and anthropogenic heat.” Energy and buildings, 25(2): 99-103.
網路與其他資料
AGC Amenitech Co,http://cae.agac.co.jp/contents/material/material_02.html,查詢時間:2015年11月26日。
ANSI/ASHRAE Standard 55-2013, 2013, “Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy”,USA., https://www.ashrae.org/home,查詢時間:2015年11月26日。
SCARLET TECH, TAIPEI, TAIWAN,http://www.scarlet.com.tw/,取用時間:2015年6月15日。
US Environmental Protection Agency(EPA), http://www.epa.gov/heatisland/about/index.htm,取用時間:2015年6月15日。
內政部統計查詢網,http://statis.moi.gov.tw/micst/stmain.jsp?sys=100,取用時間:2015年11月15日。
臺北市歷史圖資展示系統,http://www.historygis.udd.taipei.gov.tw/urban/map/,查詢時間:2015年11月15日。
臺北市政府都市發展局,http://www.planning.taipei.gov.tw/,取用時間:2015年6月15日。
交通部中央氣象局,http://www.cwb.gov.tw/V7/index.htm,取用時間:2015年6月15日。
交通部中央氣象局,氣候監測報告,37:12-13,http://www.cwb.gov.tw/V7/climate/watch/Data/mrcs201503.pdf,取用時間:2015年6月15日。
臺北市交通管制工程處,http://www.bote.gov.taipei/,查詢時間:2015年11月26日。
香港城市設計指引,特別行政區府規劃署
都市氣候圖及風環境評估標準可行性研究,香港中文大學。
描述 碩士
國立政治大學
地政學系
103257003
資料來源 http://thesis.lib.nccu.edu.tw/record/#G0103257003
資料類型 thesis
dc.contributor.advisor 孫振義zh_TW
dc.contributor.author (Authors) 枋凱婷zh_TW
dc.creator (作者) 枋凱婷zh_TW
dc.date (日期) 2017en_US
dc.date.accessioned 1-Mar-2017 17:23:49 (UTC+8)-
dc.date.available 1-Mar-2017 17:23:49 (UTC+8)-
dc.date.issued (上傳時間) 1-Mar-2017 17:23:49 (UTC+8)-
dc.identifier (Other Identifiers) G0103257003en_US
dc.identifier.uri (URI) http://nccur.lib.nccu.edu.tw/handle/140.119/106929-
dc.description (描述) 碩士zh_TW
dc.description (描述) 國立政治大學zh_TW
dc.description (描述) 地政學系zh_TW
dc.description (描述) 103257003zh_TW
dc.description.abstract (摘要)   都市地區因人口增長、大量人工建成環境與能源使用等緣故,將產生都市熱島效應。都市熱島效應產生都市高溫化,進而衍生各種都市環境問題,如都市微氣候改變、能源消耗與供給壓力增加、空氣汙染物不易擴散等(Landsberg, 1981)。臺灣位於亞熱帶氣候地區,人口多集中於都市地區,尤其是臺北市。先前相關研究指出臺北市具有都市熱島效應。本研究從有高蓄熱特性的道路與建築量體所構成之「都市街道」為尺度範圍,將進行固定監測站之量測,實際取得都市微氣候之數據(溫度與熱舒適性指標),配合都市街道熱環境因子之調查,一併探討都市街道熱環境因子產生都市高溫化的關係,有別於其他研究探討都市整體的熱島效應,或是單一影響因素導致的都市高溫化,如街廓、材料、植栽、人工排熱等對微氣候的影響。此外,本研究輔以計算流體力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD),將量測的數據做為模擬之基本條件,進而模擬都市街道的風場與溫度場,搭配實測數據與模擬值作分析,並且加入都市街道熱環境因子與兩者作探討。研究成果指出植栽綠化與遮蔭將有效改善都市高溫化現象。zh_TW
dc.description.tableofcontents 第一章 緒論 1-1
第一節 研究動機與目的 1-1
第二節 研究範圍與內容 1-4
第三節 研究方法與流程 1-6
第二章 文獻回顧 2-1
第一節 都市氣候 2-1
第二節 都市街道與熱環境 2-6
第三節 環境熱舒適性評估 2-10
第四節 都市街道之CFD模擬 2-15
第五節 國內外之風環境標準與規範 2-18
第六節 小結 2-22
第三章 研究設計 2-1
第一節 研究區域 3-1
第二節 實測計畫 3-3
第三節 都市街道熱環境因子調查 3-18
第四節 模擬計畫 3-25
第五節 小結 3-29
第四章 實測結果與分析 3-1
第一節 實測結果 4-1
第二節 熱舒適性分析 4-14
第三節 複迴歸分析 4-21
第四節 綜合分析與討論 4-24
第五章 模擬分析 4-1
第一節 研究區域之現況模擬 5-1
第二節 高溫點調整方案模擬 5-13
第三節 小結 5-17
第六章 都市街道熱環境改善策略 5-1
第七章 結論與建議 6-1
參考文獻 1
zh_TW
dc.format.extent 10408999 bytes-
dc.format.mimetype application/pdf-
dc.source.uri (資料來源) http://thesis.lib.nccu.edu.tw/record/#G0103257003en_US
dc.subject (關鍵詞) 都市街道zh_TW
dc.subject (關鍵詞) 都市熱島性應zh_TW
dc.subject (關鍵詞) 熱舒適性zh_TW
dc.subject (關鍵詞) 計算流體力學模擬zh_TW
dc.subject (關鍵詞) Urban streeten_US
dc.subject (關鍵詞) Thermal comforten_US
dc.subject (關鍵詞) The heat island effecten_US
dc.subject (關鍵詞) Computational fluid dynamicen_US
dc.subject (關鍵詞) CFDen_US
dc.title (題名) 亞熱帶都市街道之熱舒適性與模擬 -以臺北市為例zh_TW
dc.title (題名) The thermal comfort and simulation of subtropical urban street- a case study in Taipeien_US
dc.type (資料類型) thesisen_US
dc.relation.reference (參考文獻) 專書
吉野正敏,1976,『小氣候』,東京:大明堂株式會社。
歐陽嶠暉,2001,『都市環境學』,臺北:詹氏建築書局,頁162-190。
會議論文
孫振義、陳建宏、枋凱婷。城市街道熱環境實測與模擬,2014年第八屆兩岸四地土地學術研討會與第十一屆土地研究學術研討會,國立政治大學:臺北,2014年9月20日至21日。
許玉金、張博雄,臺灣體感溫度初步分析,2015年天氣分析與預報研討會,中央氣象局:臺北,2014年9月15日至17日。
期刊論文
林君娟、謝俊民、程琬鈺,2010,「建立都市住宅風環境舒適度指標與改善策略評估-以台南市大林住宅都市更新地區為例」,『建築與規劃學報』,11(3):221-242。
林炯明,2000,「都市熱島效應之影響及其環境意涵」,『環境與生態學報』,3(1):1-15。
林憲德、孫振義、李魁鵬、郭曉青,2005,「台南地區都市規模與都市熱島強度之研究」,『都市與計劃』,32(1):83-97。
邱英浩,2012,「透水面積對環境微氣候之影響:以中興新村南核心區為例」,『都市與計劃』,39(3):297-326。
邱英浩、吳孟芳,2010,「不同街道尺度對環境風場之影響」,『都市與計劃』,37(4):501-528。
邱英浩、汪至佳、江志成,2014,「植栽及透水舖面對街道表面溫度之模擬」,『建築學報』,(88): 61-78。
陳麒文,2004,「溫度對尖峰負載及節約能源的影響」,『能源節約技術報導』,(52):18-25。
鲍淳松、樓建華,曾新宇,項志松(2001),「杭州城市園林綠化對小氣候的影響」,『浙江大學學報』,4:413-415。
碩、博士論文
呂毓倫,2008,「應用遙測衛星地表溫度資料探討都市熱島現象與社經空間發展之關係」,國立成功大學都市計劃學系碩士論文:台南。
李魁鵬,1999,「台灣四大都會區都市熱島之研究」,國立成功大學建築學系博士論文:台南。
邱煒翔,2012,「都市街道環境氣溫影響因素之研究」,中國文化大學環境設計學院景觀學系碩士論文:臺北。
孫振義,2003,「台南地區都市熱島研究」,國立成功大學建築學系碩士論文:台南。
翁銘宏,2011,「都市熱環境與表面溫度關係之研究-以臺北市為例」,中國文化大學景觀學系碩士論文:臺北。
張苑菱,2010,「臺中市都市熱島效應與土地覆蓋影響之研究」,逢甲大學土地管理學系研究所碩士論文:台中。
張慕恩,2011,「以遙感探測探討臺北市綠覆率與空氣溫度之關係」,中國文化大學建築及都市計畫研究所碩士論文:臺北。
莊藍欣,2007,「喬木覆蓋率對街道溫度影響之研究-以臺北市仁愛路段與信義路段為例」,輔仁大學景觀設計學系碩士論文:臺北。
陳正偉,2009,「都市綠地與局地熱島空間關係之研究-以臺北市為例」,中國文化大學景觀學系碩士論文:臺北。
陳建宏,2015,「以風環境與熱環境觀點模擬社區規劃之適宜性- 臺北市健康社區為例」,國立政治大學地政學系碩士論文:臺北。
陳恩右,2004,「道路特性與都市局部熱島關係之研究-以臺北市主要道路為例」,中國文化大學景觀學系碩士論文:臺北。
黃意茹,2002,「都市綠覆率與氣溫之相關性研究--衛星影像類神經網路分類法之應用」,逢甲大學土地管理學系研究所碩士論文:台中。
劉翕劼,2002,「株洲城市街區夏日溫度分佈與街道特徵關係的研究」,中國中南林學院碩士論文:湖南。
簡子祥,2012,「臺北都會區熱環境與熱島效應解析之研究」,國立政治大學地政學系碩士論文:臺北。
嚴綾,2012,「應用衛星資料探討大臺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碩士論文:桃園。
外文文獻
Blocken , B., Stathopoulos, T., Carmeliet J., 2007, “CFD simulation of atmosphere boundary layer : wall function problem.” Atmospheric Environment, 41(2): 238-252
Boppana B., Liu, Y., Poh, H. J., Roth, M., Tan, S. T., 2015, “Thermal stratification and vegetation effects on the urban micro-climate – a CFD case study.” ICUC9 - 9th International Conference on Urban Climate jointly with 12th Symposium on the Urban Environment, July 20-24.
Bourbia, F. and Boucheriba, F., 2010, “Impact of street design on urban microclimate for semi arid climate (Constantine).” Renewable Energy, 35(2): 343-347.
Chen, H., Ooka, R., Huang, H., and Tsuchiya, T., 2009, “Study on mitigation measures for outdoor thermal environment on present urban blocks in Tokyo using coupled simulation.” Building and Environment, 44(11), 2290-2299.
Chen, H., Ooka, R., Huang, H., and Tsuchiya, T., 2009, ”Study on mitigation measures for outdoor thermal environment on present urban blocks in Tokyo using coupled simulation. Building and Environment”, 44(11): 2290-2299.
Chen, L., Ng, E., An, X., Ren, C., Lee, M., Wang, U., and He, Z., 2012, “Sky view factor analysis of street canyons and its implications for daytime intra‐urban air temperature differentials in high‐rise, high‐density urban areas of Hong Kong: a GIS‐based simulation approach. International Journal of Climatology.” 32(1): 121-136.
Dutton, A. G., Halliday, J. A., and Blanch, M. J., 2005, “The feasibility of building-mounted/integrated wind turbines (BUWTs): Achieving their potential for carbon emission reductions.” Energy Research Unit, CCLRC: 77-83.
Hsieh, C. M., Aramaki, T., & Hanaki, K., 2007, “The feedback of heat rejection to air conditioning load during the nighttime in subtropical climate.” Energy and Buildings, 39(11): 1175-1182.
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Johansson, E., 2006, “Influence of urban geometry on outdoor thermal comfort in a hot dry climate: a study in Fez, Morocco.” Building and environment, 41(10): 1326-1338.
Krüger, E. L., Minella, F. O., and Rasia, F., 2011, “Impact of urban geometry on outdoor thermal comfort and air quality from field measurements in Curitiba, Brazil.” Building and Environment, 46(3): 621-634.
Landsberg, H. E., 1981, The urban climate (Vol. 28). Academic press.
Memon, R. A., Leung, D. Y. C., and Liu, C. H., 2010, “Effects of Building Aspect Ratio and Win Speed on Air Temperatures in Urban-Like Street Canyons.” Building and Environment, 45: 176-188.
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Shashua-Bar, L., and Hoffman, M. E., 2000, “Vegetation as a climatic component in the design of an urban street: An empirical model for predicting the cooling effect of urban green areas with trees.” Energy and Buildings, 31(3): 221-235.
Shashua-Bar, L., Tsiros, I. X., and Hoffman, M. E., 2010, A modeling study for evaluating passive cooling scenarios in urban streets with trees. Case study: Athens, Greece.” Building and Environment, 45(12): 2798-2807.
Sun, C. Y., 2011, “A street thermal environment study in summer by the mobile transect technique.” Theor Appl Climatol, 106: 433–442.
Taha, H., 1997.” Urban climates and heat islands: albedo, evapotranspiration, and anthropogenic heat.” Energy and buildings, 25(2): 99-103.
網路與其他資料
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SCARLET TECH, TAIPEI, TAIWAN,http://www.scarlet.com.tw/,取用時間:2015年6月15日。
US Environmental Protection Agency(EPA), http://www.epa.gov/heatisland/about/index.htm,取用時間:2015年6月15日。
內政部統計查詢網,http://statis.moi.gov.tw/micst/stmain.jsp?sys=100,取用時間:2015年11月15日。
臺北市歷史圖資展示系統,http://www.historygis.udd.taipei.gov.tw/urban/map/,查詢時間:2015年11月15日。
臺北市政府都市發展局,http://www.planning.taipei.gov.tw/,取用時間:2015年6月15日。
交通部中央氣象局,http://www.cwb.gov.tw/V7/index.htm,取用時間:2015年6月15日。
交通部中央氣象局,氣候監測報告,37:12-13,http://www.cwb.gov.tw/V7/climate/watch/Data/mrcs201503.pdf,取用時間:2015年6月15日。
臺北市交通管制工程處,http://www.bote.gov.taipei/,查詢時間:2015年11月26日。
香港城市設計指引,特別行政區府規劃署
都市氣候圖及風環境評估標準可行性研究,香港中文大學。
zh_TW