簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 程琬鈺
Cheng, Wan-Yu
論文名稱: 夏季海風對臺南運河周邊都市微氣候之影響與改善策略
Influences on Urban Mircoclimate Caused by Summer Sea Breeze and Its Improvement Strategies in Tainan Canal Neighborhood
指導教授: 謝俊民
Hsieh, Chun-Ming
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 都市計劃學系
Department of Urban Planning
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 71
中文關鍵詞: 都市氣候海風都市藍帶計算流體力學都市熱島效應建築量體
外文關鍵詞: Urban Climate, Sea Breeze, Waterbody, Computational Fluid Dynamics, Urban Heat Island Effect, Building mass
相關次數: 點閱:144下載:6
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 因人口集中於都市,都市內綠地及水體面積減少,改由大量人工物替代,加上交通廢熱及電器排熱等原因,造成都市熱島效應(Urban heat island effect, UHI)日益嚴重,除增加能源消耗,亦讓人感到不適,因此改善都市熱島效應為近來都市規劃重要的考量之一,相關討論可分為風環境及溫熱環境兩個層面。其中引入海陸風為近來所使用的策略之一。臺灣四面環海,四季受到海陸風環流(Land-sea breeze circulation)影響明顯,本研究希望從夏季海風的角度,討論其對都市微氣候產生的影響,並引入海風改善都市氣候提出相關策略。由相關研究得知夏季海風對臺灣西南沿海地區影響最為明顯,且都市藍帶可作為引入海風之路徑,而臺南市安平區內有臺南運河流經,因此選定以臺南運河周邊環境為研究範圍。
    分析臺南歷年氣象站資料,推斷夏季海風影響約開始於上午9至11時,至下午17至19時結束,並以下午時段影響最明顯。為了解當地上方風場流況,本研究將於臺南市臺南海事、安平國中及金城國中的屋頂,進行為期一週之固定式觀測;另於運河周邊和道路進行移動式觀測,以了解都市藍帶對都市內行人風場之影響。分析觀測結果得知固定式觀測結果與氣象資料分析結果一致,海風則多由西面及北面流入,另由移動式觀測得知運河周邊環境多風速較快且溫度較低,若都市開放空間配合盛行海風風向,則其降溫效果明顯。
    藉觀測結果與計算流體力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)驗證模型準確性後,進而模擬環境現況風環境,結果發現運河上方具有形成風廊道之潛力,但受街廓及高樓影響,造成部分風流受阻;另夏季海風於下午時段流向研究地區西北處時因街廓及建築物密集,使得該區雖臨入風口但整體風速仍偏低,因而針對上述兩區之風場提出相關策略。
    考量現有建成環境並增加夏季海風流入機會,針對運河上方風場受阻之情形,擬定不同建築物高度及型式配置方案;針對其西北處風速偏低之情形,則以提升容積率及建築物退縮等概念擬定相關策略,並以CFD模擬各方案評估改善成效。方案模擬結果顯示運河上方之風速有增加之趨勢,推論運河旁之建物配置應配合盛行風向採漸進式樓高配置,而容積率提升及建築物退縮皆增加該路段之平均風速,但容積率提升之成效較佳。臺南市安平區因地理位置臨海,受海風影響更為明顯,而目前區內之建成環境有部分阻擋海風流入市區之情形,因此針對安平區提出相關策略以增加海風流入之比例,希望未來進行當地環境規劃時,可作為規劃者及相關領域設計者之參考。

    The urban heat island (UHI) effect on the environment has drawn much attention from researchers in recent years. Land-sea breeze circulation is employed to reduce the UHI effect by taking advantage of the higher velocity and lower temperature, compared with land breeze, of sea breeze.
    Surrounded by ocean, Taiwan, especially the southwest coastal area in summer, is greatly affected by sea breeze. But most discussions concerning this area focus primarily on meteorology and the spread of pollution. This study focuses on the relationship of sea-breeze on the wind environment of Tainan canal. And it takes Anping district of Tainan city for example, a place where land meets Pacific ocean and has canal, to study summer sea breeze’s influence on coastal urban areas.
    Firstly, by analyzing the meteorological data of Tainan Meteorological Station from 2002 to 2010, it is found that sea breeze exerts its influence on the wind environment of Tainan city the most starting from 09:00a.m.-11:00a.m. and ends at 05:00p.m.-07:00p.m. In order to observe the wind environment of upper-level, an observation program lasting for a week measures wind velocity, wind direction, and air temperature on the rooftops of schools in Anping district. Instruments are also set in some places along the river and streets to observe the effect the wind environment of pedestrian level and waterbody have on urban areas. The observation result shows the sea breeze almost come from west to north in daytime, and it has better effect on reduce temperature with the location of waterbody.
    After conducting the observation program, the measurements are used as the CFD simulation input data, and the result is verified by the previous observations. The simulation result shows the northwestern wind environment and the blocks beside the Tainan canal have to be improved. As mentioned above, this study proposes some strategies, such as to improve district wind environment by changing the floor area ratio, shrinking buildings, and adjusting buildings’ height alongside rivers. In the end, the result shows the strategies can improve the sea breeze flow to the buildings and blocks in Anping district, which have an effect on the sea breeze’s inflow in the summer.

    摘要 1 Abstract III 致謝 V 表目錄 IX 圖目錄 X 第一章 緒論 1 第一節 研究動機 1 第二節 研究目的 2 第三節 研究內容與流程 3 第二章 文獻回顧 5 第一節 都市氣候 5 第二節 風環境相關 8 第三節 海陸風環流 11 第四節 都市水體 14 第三章 研究設計 15 第一節 研究範圍 15 一、研究地區 15 二、研究地區氣象資料分析 17 第二節 研究方法 20 一、現場觀測計畫 20 二、數值模擬 25 第四章 實證地區數值模擬 29 第一節 觀測資料分析 29 一、固定式觀測結果 29 二、移動式觀測結果 33 第二節 環境模擬驗證 35 一、環境模擬設定說明 35 二、環境模擬驗證結果 39 第五章 環境現況分析 41 第一節 環境模擬參數 41 第二節 環境模擬結果分析 41 第三節 環境模擬結果說明 46 第六章 環境改善方案 47 第一節 研究地區之入流處改善 47 一、建物容積率增加 47 二、建築物退縮 48 三、方案模擬結果說明 49 第二節 運河旁建築物之改善方案 52 一、河岸旁建物配置及樓高調整 52 二、方案模擬結果說明 53 第七章 結論與建議 55 第一節 結論 55 第二節 後續研究建議 57 參考文獻 59 附錄一、研究地區歷史氣象資料逐時分析 63 附錄二、本研究移動式觀測計畫內容 66 附錄三、固定式實測氣象資料分析 69

    中文文獻
    3D立體熱流體模擬解析軟體「WindPerfect」,http://www.env-simulation.com/ch/index.html,環境技術模擬股份有限公司2009年6月20日
    Helmut E. Landsberg著,鄭師中譯(1988),「都市氣候學」,臺北:徐氏基金會
    中華民國建築物耐風設計規範(2004),http://www.cpami.gov.tw/chinese/ index.php,內政部營建署,2011年04月10日
    朱佳仁(2006),風工程概論,臺北:科技圖書股份有限公司
    江宙君(2007),海陸風對台灣沿海地區空氣品質之影響,桃園:國立中央大學大氣物理研究所碩士論文
    李偉誠(2010),以街谷設計型式評估台灣主要都市室外人行尺度之風環境,臺南:成功大學都市計劃所碩士論文
    林奕銓(2007),北臺灣海谷風環流發展之數值研究,臺北:國立臺灣大學大氣科學研究所碩士論文
    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」,第3卷第1期
    林憲德、郭曉青、李魁鵬、陳子謙、陳冠廷(2001a),臺灣海岸型城市之都市熱島現象與改善對策解析─以臺南、高雄及新竹為例,「都市與計劃」,第28期,第323-341頁
    林憲德、陳冠廷、郭曉青(2001b),臺灣中型都市熱島現象與土地利用之觀測解析,規劃學報第28期,第47-64頁
    林憲德. (2005),城鄉生態, 臺北: 詹式書局
    林憲德(2009),人居熱環境,臺北:詹氏書局
    邱英浩(2009),都市水域空間對周圍熱環境舒適度影響之研究,都市與計劃第36卷第二期第173-199
    香港中文大學(2005),空氣流通評估方法可行性研究,香港:香港中文大學
    孫振義(2003),臺南地區都市熱島研究,臺南:國立成功大學建築研究所碩士論文
    徐正杰(2003),都市環境的綠化與透水效果對於微氣候之影響-以花蓮市區為例─以花蓮市區為例,花蓮:國立東華大學環境政策研究所碩士論文
    陳冠廷(2000),臺灣中小型都市熱島效應之觀測解析,臺南:國立成功大學建築研究所碩士論文
    戚啟勳(1987),海員氣象學,臺北:環球
    黃世孟編(1995),王小璘等人著,基地規劃導論,中華民國建築學會
    蒲福風級標準,http://www.cwb.gov.tw/V6/index.htm,中央氣象局,2010年08月03日
    劉昭民(1996),臺灣的氣象與氣候,臺北:常民文化事業有限公司
    劉紹臣、劉振榮、林傳堯、許乾忠、林文澤(2003),臺灣西部平原熱島效應,看守臺灣專題企劃
    歐陽嶠暉(2005),都市環境學,臺北:詹氏書局
    蕭葆羲(2005),風工程,臺北:成陽出版股份有限公司
    賴光邦(1983),敷地計劃中局部氣候之控制,臺北:六合出版社
    臺南市都市計畫書圖資訊系統,http://bud.tncg.gov.tw/Urban_sys/,2011年3月20日
    英文文獻
    Emmanuel, M.R., (2005). An Urban Approach to Climate-Sensitive Design- Strategies for the Tropics. New York :Spon Press.
    Freitas, E.D., Rozoff, C.M., Cotton, W.R., Dias, P.L.S., (2007). Interactions of an urban heat island and sea-breeze circulations during winter over the metropolitan area of Sao Paulo, Brazil. Boundary-Layer Meteorology 122:43-65.
    Givoni, B., (1997). Climate Considerations inBuilding and Urban Design. New York :Van Nostrand Reinhold.
    Grimmond, C. S. B., & Oke, T. R. (2002). Turbulent heat fluxes in urban areas: Observations and a local-scale urban meteorological parameterization scheme (LUMPS). 2jJournal of Applied Meteorology, 41(7), 792-810.
    Ichinose, T., Lee, L.-T., Matsumoto, F., Shiraki, Y., Harada, I., (2009). Mechanism of mitigation of atmospheric Environment by Large Restoration of Inner-city River(Cheong-Gye Stream in seoul). The7th International Conference on Urban Climate, Yokohama, Japan.
    Kubota, T., Miura, M., Tominaga, Y., Mochida, A., (2008). Wind tunnel tests on the relationship between building density and pedestrian-level wind velocity: Development of guidelines for realizing acceptable wind environment in residential neighborhoods. Building and Environment 43:1699-1708.
    Lin, C.Y., Chen, F., Huang, J.C., Chen, W.C., Liou, Y.A., Chen, W.N., Liu, S.C., (2008). Urban heat island effect and its impact on boundary layer development and land-sea circulation over northern Taiwan. Atmospheric Environment 42:5635-5649.
    Miyazali K., Masuda Y., Okadome S., Takaguchi H., Kagiya K., (2009). Hot Night Investigation under Calm Clear Condition in Tokyo Bay Area. The 7th International conference on Urban Climate, Yokohama, Japan.
    Ng, E., Yuana, C., Chena, L., Rena, C., & Fung, J. C. H. (2011). Improving the wind environment in high-density cities by understanding urban morphology and surface roughness: A study in Hong Kong. Landscape and Urban Planning, 101(1), 59-74.
    Oke, T.R., (1987). Boundary Layer Climates. London :Methuen.
    Pearlmutter, D., Berliner, P., Shaviv, E., (2006). Physical modeling of pedestrian energy exchange within the urban canopy. Building and Environment 41:783–795.
    Ricciardelli, F., Polimeno, S., (2006). Some characteristics of the wind flow in the lower Urban Boundary Laye. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 94:815-832.
    Takebayashi, H., Moriyama, M., (2009). The evaluation of the introduction effect of urban heat island measure technology in the central business district of Osaka city. The seven International Conference on Urban Climate, Yokohama.
    Xu, J.C., Wei, Q.L., Huang, X.F., Zhu, X.Y., Li, G.M., (2010). Evaluation of human thermal comfort near urban waterbody during summer. Building and Environment 45:1072-1080.
    日文文獻
    日本建築學會(2004),「建築物荷重指針・同解說」,東京:日本建築學會
    成田健一、清田誠良(2000),都市環境のクリマアトラス,日本建築学会編著,P 83-91
    吉野正敏(1978),「気候学」,東京:大明堂株式會社
    阪田升、長井大祐、小原久典、高野公敬 (2007),移動境界を用いた車体周辺気流のCFD解析,自動車技術会秋季学術講演会において発表
    堀越哲美(2004),「都市環境軸に関する調査研究,平成18年度都市センター研究報告」,名古屋:中部ニュービジネス協議会

    下載圖示 校內:2013-08-30公開
    校外:2013-08-30公開
    QR CODE