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題名 以風環境與熱環境觀點模擬社區規劃之適宜性- 台北市健康社區為例
CFD Simulation of The Suitability of Jian-Kang Community from The Perspective of Thermal and Wind Environment
作者 陳建宏
Chen, Chien Hung
貢獻者 孫振義
Sun, Chen Yi
陳建宏
Chen, Chien Hung
關鍵詞 都市環境
都市熱島
都市高溫化
社區規劃
熱舒適性
CFD模擬
Urban environment
Urban heat island
Community planning
Thermal comfort
CFD simulaton
日期 2015
上傳時間 1-Oct-2015 14:22:23 (UTC+8)
摘要 林憲德等人於1999年提出台北夏季午夜之都市熱島強度為4.5℃，至2012年簡子翔等人所提出夏季白天最大熱島強度6.18℃、午夜4.38℃，可以發現台北市的高溫化現象並未有顯著的差異，甚至還新增加了多個新興熱區。
本研究以健康新城為研究對象，以實測方式、CFD電腦模擬方法，釐清社區建築環繞下，社區內的高溫化現象，並與社區外的街道環境比較溫度差異，評估熱舒適性。研究結果顯示，建築環繞下的社區內部(社區中庭)，在日落後的確有高溫化現象，白天時則會因為各社區的遮蔽條件、綠化條件不同，而有不同程度的差別。而模擬結果亦顯示，社區開口條件、通風道配置不同，也會影響社區中庭與外部周邊街道環境之舒適性差異。
建議未來社區的建築規劃設計，除了增加綠化措施之外，尚能適度增加開放空間，增加通風性能；而公部門在訂定法定容積時，應考量都市環境因素(增加遮蔽、通風)，酌以調整已達優良的都市實質環境。
According to Urban Heat Island’s studies by Lin et al. (1999) and Chien et al. (2012), urban heat island intensity (UHIs) of Taipei didn’t get an obvious improvement from 1999 to 2012. UHIs of Taipei was 4.5℃ in the midnight in 1999, 4.38℃ in the midnight in 2012 and 6.18℃ in the daytimes in 2012. Obviously, there are several high temperature area appeared in the years.
This study tries to measure the thermal comfort between the area inside Jian-Kang community and the streets’ environment around Jian-Kang community. Furthermore, this study utilize CFD simulation that can help the study knows the reason effects thermal comfort. As the result of the study, the area inside Jian-Kang community has higher temperature after sunset. In the morning, it will have difference due to the shadow and green situation. Also, the simulation results show that the draft condition of the community will influence the thermal comfort.
In the future, this study suggests some strategy to have a better urban environment. First, increase much more greening measures. Second, preserve open spaces to improve the ventilation when deciding the community’s design. Third, consider the urban environmental factors when rule the building’s height.
參考文獻 中文期刊
李偉誠、謝俊民，2011，「連棟住宅之街廓比對街谷內風環境之影響－以台南市氣象資料為例」，『建築學報』，(75)，135-153。
李魁鵬、林憲德、林立人、郭曉青、陳子謙，1999，「台灣四大都會區都市熱島效應實測解析(二)」，『建築學報』，31：75-90。
邱英浩，2009，「都市水域環境對周圍熱環境舒適度影響之研究」，『都市與計劃』，36(2)：173-199。
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，2012，「透水面積比例對環境微氣候之影響-以中興新村南核心村為例」，『都市與計劃』，39(3)：297-326。
邱英浩、陳慶融、陳佳聰，2014，「封閉式中庭鋪面類型及尺度對微氣候之影響」，『都市與計劃』，41(4)：395-427。
林炯明，2010，「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。
林盛隆、陳銘雄、詹朝光，2005，「大學普通教室熱舒適度探討」，『設計與環境學報(原朝陽設計學報) 』，(6)：87-102。
林憲德、孫振義、郭曉青、李魁鵬，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。
林憲德、李魁鵬、陳冠廷、林立人、郭曉青、陳子謙，1999，「台灣四大都會區都市熱島效應實測解析(一)」，『建築學報』，（31）：51-73。
林憲德、郭曉青、李魁鵬、陳子謙、陳冠廷，2001，「台灣海岸型城市之都市熱島現象與改善對策解析」，『都市與計劃』，28(3)：323-341。
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研究」，『都市與計劃』，32(1)：83-97。
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。
曾國雄、顏永坤、陳君杰，1993，「都市環境特性與評估之比較研究－以台北都會區、東京都、漢城市為對象區域」，『都市與計劃』，20(3)：263-278。
鄭明仁、羅仁豪、李建鋒，2009，「大學校園戶外環境熱舒適性之實測調查研究」，『建築學報』，(69)：1-16。

劉翕劼、劉克旺，2005，「株洲城市街區夏日溫度分佈與街道特徵關係的研究」，『湖南林業科技』，32(2)：11-13。
錢煒、唐鳴放，2001，「城市戶外環境熱舒適度評價模型」，『西安建築科技大學學報(自然科學版)』，33(3)：229-232。
研討會論文
張效通、張慕恩，2010，「以RS探測台北市綠覆率之變化」，論文發表於〈第七屆數位地球國際研討會〉，中央研究院、內政部、國家實驗研究院與中國文化大學：台北，民國99年5月20日至21日。
博、碩士論文
廖健瑋，2011，「風扇輔助空調環境舒適度之研究」，國立台北科技大學冷凍空調學工程系碩士論文：台北。
黃心瑤，2014，「亞熱帶騎樓建築風環境影響之研究」，國立台北科技大學建築與都市設計研究所碩士論文：台北。
其他資料
香港城市設計指引，香港特別行政區政府規劃署
都市氣候圖及風環境評估標準可行性研究，香港中文大學
英文文獻
David J. Sailor, “2011,A review of methods for estimating anthropogenic heat and moisture emissions in the urban environment”, International Journal of Climatology 31(2), 189–199.
Alexandri, Eleftheria, Phil Jones, 2008, “Temperature decreases in an urban canyon due to green walls and green roofs in diverse climates”, Building and Environment, 43:480-493.
Yan Li1, and Xinyi Zhao,2012, “An empirical study of the impact of human activity on long-term temperature change in China: A perspective from energy consumption. Journal of Geophysical Research 117.
Bourbia F, Awbi, 2004, “Building cluster and shading in urban canyon for hot dry climate Part 1: Air and surface temperature measurements”, Renewable Energy, 29:249-262.
Chang Chi-Ru, Li Ming-Huang, Chang Shyh-Dean, 2007, “A preliminary study on the local cool-island intensity of Taipei city parks”, Landscape and Urban Planning, 80:386-395.
Congalton R.G, 1991, “A review of assessing the accuracy of classifications of remotely sensed data”, Remote Sensing of Environment, 37:35-46.
Congalton R.G, M. Story, 1986, “Accuracy assessment: a user’s perspective”, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 55(9):1303-1309.

Franke, J., Hirsch, C., Jensen, A.G., Krüs, H.W., Schatzmann, M., Westbury, P.S., Johansson Erik, 2006, “Influence of urban geometry on outdoor thermal comfort in a hot dry climate: A study in Fez, Morocco”, Building and Environment, 41:1326-1338.
Jonsson P, 2004, “Vegetation as an urban climate control in the subtropical city of Gaborone, Botswana”, International Journal of Climatology, 24:1307-1322.
Keuchel Jens, Simone Naumann, Matthias Heiler, Alexander Siegmund, 2003, “Automatic land cover analysis for Tenerife by supervised classification using remotely sensed data”, Remote sensing of environment, 86:530-541.
Mavriplis, D.J, 1997, “Unstructured Grid Techniques”, Annual Review of Fluid Mechanics, 29:473-514.
Memon, Rizwan Ahmed, Dennis Y.C, Leung, Chun-Ho Liu, 2010, “Effects of building aspect ratio and win speed on air temperatures in urban-like street canyons”, Building and Environment, 45:176-188.
Menter, F., Hemstrom, B., Henrikkson, M., Karlsson, R., Latrobe, A., Martin, A., Muhlbauer, P., Scheuerer, M., Smith, B., Takacs, T., Willemsen, S., 2002, “CFD Best Practice Guidelines for CFD Code Validation for Reactor-Safety Applications”, Report EVOLECORA-D01, Contract No. FIKS-CT-2001-00154, 2002.
Rajagopalan Priyadarsini, Wong Nyuk Hien, Cheong Kok Wai David,2008, “Microclimatic modeling of the urban thermal environment of Singapore to mitigate urban heat island”, Solar Energy, 82:727-745.
Bert Blocken, Ted Stathopoulos , Jan Carmeliet, 2007, “CFD simulation of atmosphere boundary layer : wall function problem”, Atmospheric Environment, 41(2): 238-252
描述 碩士
國立政治大學
地政研究所
102257010
資料來源 http://thesis.lib.nccu.edu.tw/record/#G0102257010
資料類型 thesis
dc.contributor.advisor 孫振義zh_TW
dc.contributor.advisor Sun, Chen Yien_US
dc.contributor.author (Authors) 陳建宏zh_TW
dc.contributor.author (Authors) Chen, Chien Hungen_US
dc.creator (作者) 陳建宏zh_TW
dc.creator (作者) Chen, Chien Hungen_US
dc.date (日期) 2015en_US
dc.date.accessioned 1-Oct-2015 14:22:23 (UTC+8)-
dc.date.available 1-Oct-2015 14:22:23 (UTC+8)-
dc.date.issued (上傳時間) 1-Oct-2015 14:22:23 (UTC+8)-
dc.identifier (Other Identifiers) G0102257010en_US
dc.identifier.uri (URI) http://nccur.lib.nccu.edu.tw/handle/140.119/78774-
dc.description (描述) 碩士zh_TW
dc.description (描述) 國立政治大學zh_TW
dc.description (描述) 地政研究所zh_TW
dc.description (描述) 102257010zh_TW
dc.description.abstract (摘要) 林憲德等人於1999年提出台北夏季午夜之都市熱島強度為4.5℃，至2012年簡子翔等人所提出夏季白天最大熱島強度6.18℃、午夜4.38℃，可以發現台北市的高溫化現象並未有顯著的差異，甚至還新增加了多個新興熱區。
本研究以健康新城為研究對象，以實測方式、CFD電腦模擬方法，釐清社區建築環繞下，社區內的高溫化現象，並與社區外的街道環境比較溫度差異，評估熱舒適性。研究結果顯示，建築環繞下的社區內部(社區中庭)，在日落後的確有高溫化現象，白天時則會因為各社區的遮蔽條件、綠化條件不同，而有不同程度的差別。而模擬結果亦顯示，社區開口條件、通風道配置不同，也會影響社區中庭與外部周邊街道環境之舒適性差異。
建議未來社區的建築規劃設計，除了增加綠化措施之外，尚能適度增加開放空間，增加通風性能；而公部門在訂定法定容積時，應考量都市環境因素(增加遮蔽、通風)，酌以調整已達優良的都市實質環境。		zh_TW
dc.description.abstract (摘要) According to Urban Heat Island’s studies by Lin et al. (1999) and Chien et al. (2012), urban heat island intensity (UHIs) of Taipei didn’t get an obvious improvement from 1999 to 2012. UHIs of Taipei was 4.5℃ in the midnight in 1999, 4.38℃ in the midnight in 2012 and 6.18℃ in the daytimes in 2012. Obviously, there are several high temperature area appeared in the years.
This study tries to measure the thermal comfort between the area inside Jian-Kang community and the streets’ environment around Jian-Kang community. Furthermore, this study utilize CFD simulation that can help the study knows the reason effects thermal comfort. As the result of the study, the area inside Jian-Kang community has higher temperature after sunset. In the morning, it will have difference due to the shadow and green situation. Also, the simulation results show that the draft condition of the community will influence the thermal comfort.
In the future, this study suggests some strategy to have a better urban environment. First, increase much more greening measures. Second, preserve open spaces to improve the ventilation when deciding the community’s design. Third, consider the urban environmental factors when rule the building’s height.		en_US
dc.description.tableofcontents 第一章 緒論 1-1
第一節 研究動機 1-1
第二節 研究目的 1-3
第三節 研究流程 1-4
第四節 研究範圍 1-5
第五節 研究方法 1-6
一、 固定監測站法(熱舒適性量測) 1-6
二、 計算流體力學模擬（Computational Fluid Dynamics，CFD） 1-7
第六節 小結 1-8
第二章 文獻回顧 2-1
第一節 都市環境 2-1
一、 都市環境 2-1
二、 都市熱島效應(都市高溫化) 2-4
三、 環境舒適度評估 2-8
第二節 計算流體力學 2-19
一、 環境流體力學理論 2-19
二、 CFD操作方法論 2-21
三、 CFD相關應用 2-24
第三節 小結 2-30
第三章 研究設計 3-1
第一節 研究區域 3-1
第二節 實測計畫 3-4
一、 社區外測點 3-5
二、 社區(中庭)內測站 3-9
第三節 CFD模擬計畫 3-14
一、 計算域範圍條件 3-14
二、 模型說明 3-18
三、 網格設定 3-19
四、 邊界條件 3-24
第四章 實測結果分析 4-1
第一節 夏季實測結果 4-1
一、 研究區域全區討論 4-2
二、 分區討論 4-5
第二節 春季實測結果 4-12
一、 研究區域全區討論 4-12
二、 分區討論 4-15
第三節 小結 4-21
第五章 研究區域現況模擬分析 5-1
第一節 計算公式差別比較 5-1
一、 Laminar Flow層流模型 5-1
二、 Standard k-ε紊流模型 5-3
第二節 計算域差別比較 5-5
一、 計算域方案一 5-5
二、 計算域方案二 5-6
三、 計算域方案三 5-7
四、 小結 5-8
第三節 現況模擬成果 5-8
一、 夏季模擬成果 5-9
二、 春季模擬成果 5-17
三、 實測值與模擬值對照 5-25
四、 立面模擬成果 5-27
第四節 小結 5-28
第六章 調整方案模擬分析 6-1
第一節 開口型態之影響 6-1
一、 開口寬度 6-1
二、 開口高度 6-2
三、 開口配置 6-4
第二節 建築量體規模之影響 6-5
第三節 小結 6-7
第七章 結論與建議 7-1
一、 結論 7-1
二、 建議 7-3		zh_TW
dc.format.extent 13720902 bytes-
dc.format.mimetype application/pdf-
dc.source.uri (資料來源) http://thesis.lib.nccu.edu.tw/record/#G0102257010en_US
dc.subject (關鍵詞) 都市環境zh_TW
dc.subject (關鍵詞) 都市熱島zh_TW
dc.subject (關鍵詞) 都市高溫化zh_TW
dc.subject (關鍵詞) 社區規劃zh_TW
dc.subject (關鍵詞) 熱舒適性zh_TW
dc.subject (關鍵詞) CFD模擬zh_TW
dc.subject (關鍵詞) Urban environmenten_US
dc.subject (關鍵詞) Urban heat islanden_US
dc.subject (關鍵詞) Community planningen_US
dc.subject (關鍵詞) Thermal comforten_US
dc.subject (關鍵詞) CFD simulatonen_US
dc.title (題名) 以風環境與熱環境觀點模擬社區規劃之適宜性- 台北市健康社區為例zh_TW
dc.title (題名) CFD Simulation of The Suitability of Jian-Kang Community from The Perspective of Thermal and Wind Environmenten_US
dc.type (資料類型) thesisen
dc.relation.reference (參考文獻) 中文期刊
李偉誠、謝俊民，2011，「連棟住宅之街廓比對街谷內風環境之影響－以台南市氣象資料為例」，『建築學報』，(75)，135-153。
李魁鵬、林憲德、林立人、郭曉青、陳子謙，1999，「台灣四大都會區都市熱島效應實測解析(二)」，『建築學報』，31：75-90。
邱英浩，2009，「都市水域環境對周圍熱環境舒適度影響之研究」，『都市與計劃』，36(2)：173-199。
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，2012，「透水面積比例對環境微氣候之影響-以中興新村南核心村為例」，『都市與計劃』，39(3)：297-326。
邱英浩、陳慶融、陳佳聰，2014，「封閉式中庭鋪面類型及尺度對微氣候之影響」，『都市與計劃』，41(4)：395-427。
林炯明，2010，「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。
林盛隆、陳銘雄、詹朝光，2005，「大學普通教室熱舒適度探討」，『設計與環境學報(原朝陽設計學報) 』，(6)：87-102。
林憲德、孫振義、郭曉青、李魁鵬，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。
林憲德、李魁鵬、陳冠廷、林立人、郭曉青、陳子謙，1999，「台灣四大都會區都市熱島效應實測解析(一)」，『建築學報』，（31）：51-73。
林憲德、郭曉青、李魁鵬、陳子謙、陳冠廷，2001，「台灣海岸型城市之都市熱島現象與改善對策解析」，『都市與計劃』，28(3)：323-341。
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研究」，『都市與計劃』，32(1)：83-97。
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。
曾國雄、顏永坤、陳君杰，1993，「都市環境特性與評估之比較研究－以台北都會區、東京都、漢城市為對象區域」，『都市與計劃』，20(3)：263-278。
鄭明仁、羅仁豪、李建鋒，2009，「大學校園戶外環境熱舒適性之實測調查研究」，『建築學報』，(69)：1-16。

劉翕劼、劉克旺，2005，「株洲城市街區夏日溫度分佈與街道特徵關係的研究」，『湖南林業科技』，32(2)：11-13。
錢煒、唐鳴放，2001，「城市戶外環境熱舒適度評價模型」，『西安建築科技大學學報(自然科學版)』，33(3)：229-232。
研討會論文
張效通、張慕恩，2010，「以RS探測台北市綠覆率之變化」，論文發表於〈第七屆數位地球國際研討會〉，中央研究院、內政部、國家實驗研究院與中國文化大學：台北，民國99年5月20日至21日。
博、碩士論文
廖健瑋，2011，「風扇輔助空調環境舒適度之研究」，國立台北科技大學冷凍空調學工程系碩士論文：台北。
黃心瑤，2014，「亞熱帶騎樓建築風環境影響之研究」，國立台北科技大學建築與都市設計研究所碩士論文：台北。
其他資料
香港城市設計指引，香港特別行政區政府規劃署
都市氣候圖及風環境評估標準可行性研究，香港中文大學
英文文獻
David J. Sailor, “2011,A review of methods for estimating anthropogenic heat and moisture emissions in the urban environment”, International Journal of Climatology 31(2), 189–199.
Alexandri, Eleftheria, Phil Jones, 2008, “Temperature decreases in an urban canyon due to green walls and green roofs in diverse climates”, Building and Environment, 43:480-493.
Yan Li1, and Xinyi Zhao,2012, “An empirical study of the impact of human activity on long-term temperature change in China: A perspective from energy consumption. Journal of Geophysical Research 117.
Bourbia F, Awbi, 2004, “Building cluster and shading in urban canyon for hot dry climate Part 1: Air and surface temperature measurements”, Renewable Energy, 29:249-262.
Chang Chi-Ru, Li Ming-Huang, Chang Shyh-Dean, 2007, “A preliminary study on the local cool-island intensity of Taipei city parks”, Landscape and Urban Planning, 80:386-395.
Congalton R.G, 1991, “A review of assessing the accuracy of classifications of remotely sensed data”, Remote Sensing of Environment, 37:35-46.
Congalton R.G, M. Story, 1986, “Accuracy assessment: a user’s perspective”, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 55(9):1303-1309.

Franke, J., Hirsch, C., Jensen, A.G., Krüs, H.W., Schatzmann, M., Westbury, P.S., Johansson Erik, 2006, “Influence of urban geometry on outdoor thermal comfort in a hot dry climate: A study in Fez, Morocco”, Building and Environment, 41:1326-1338.
Jonsson P, 2004, “Vegetation as an urban climate control in the subtropical city of Gaborone, Botswana”, International Journal of Climatology, 24:1307-1322.
Keuchel Jens, Simone Naumann, Matthias Heiler, Alexander Siegmund, 2003, “Automatic land cover analysis for Tenerife by supervised classification using remotely sensed data”, Remote sensing of environment, 86:530-541.
Mavriplis, D.J, 1997, “Unstructured Grid Techniques”, Annual Review of Fluid Mechanics, 29:473-514.
Memon, Rizwan Ahmed, Dennis Y.C, Leung, Chun-Ho Liu, 2010, “Effects of building aspect ratio and win speed on air temperatures in urban-like street canyons”, Building and Environment, 45:176-188.
Menter, F., Hemstrom, B., Henrikkson, M., Karlsson, R., Latrobe, A., Martin, A., Muhlbauer, P., Scheuerer, M., Smith, B., Takacs, T., Willemsen, S., 2002, “CFD Best Practice Guidelines for CFD Code Validation for Reactor-Safety Applications”, Report EVOLECORA-D01, Contract No. FIKS-CT-2001-00154, 2002.
Rajagopalan Priyadarsini, Wong Nyuk Hien, Cheong Kok Wai David,2008, “Microclimatic modeling of the urban thermal environment of Singapore to mitigate urban heat island”, Solar Energy, 82:727-745.
Bert Blocken, Ted Stathopoulos , Jan Carmeliet, 2007, “CFD simulation of atmosphere boundary layer : wall function problem”, Atmospheric Environment, 41(2): 238-252		zh_TW