搖搖晃晃 建築物耐風大考驗

【大紀元9月30日訊】【自由時報記者林毅璋／報導．攝影】
未來耐風的設計，除了針對建築物本身的外型外，建材的選擇與工法也日益重要，像是玻璃帷幕本身的材質與工法，都會是建築耐風與否的關鍵。

台灣地區最常見的天災就是地震與颱風，但弔詭的是大家往往僅注意到建築物耐震的部分，對於耐風的設計卻鮮少談論。建築耐風可不是單單只在颱風季節時將玻璃用膠帶貼個交叉就可以達到要求，而是有縝密的規範與要求。

新耐風規範 能切合實際狀況

台灣常受到颱風的侵襲，而颱風所引起的瞬間最大風力可高達14～15級，對於建築物的結構造成不小威脅。尤其近年來高層大樓陸續出現，建築物的附屬構件，像是帷幕牆及金屬壁板等建材，應用相當普遍，而同時輕質結構，像是木造房屋等也日受重視。這類的建築結構及附屬構材的設計，都會受到風力的影響。

內政部營建署技士陳威成表示，我國在建築技術規則中對於「風力」有明文規範，但由於自民國63年公布後一直都未修訂，而原有的10條相關條文規定則過於簡陋，難以反映實際的狀況。

因此內政部建築研究所參考美國與日本對於建築耐風的相關規範，制定了新版的「建築物耐風設計規範」。

這份新規範對於耐風設計的考慮上，納入了更多的考量，也對於不同等級的建築物有相關的耐風規定，將更能達到安全的要求。

高樓易受風力影響

內政部建築研究所工程技術組組長葉祥海認為，台灣的建築物多以鋼筋混凝土的結構為主，與歐美的木質建材不同，因此比起國外，國內的建築材質與結構在先天的選擇上比較能抗風。

淡江大學土木工程學系教授鄭啟明則表示，台灣地區比較需要注意耐風問題的，應該是高層建築、大跨度建築與輕鋼架廠房。每間建築結構都有其自然振動頻率，在設計上就要避開與其他外力的振動頻率一致，避免引發共振效果，而常見的外力就是風力與地震。

鄭啟明進一步指出，建築物的高度變長或是跨度變大，都會讓整體建築的柔性增加，因此高樓的擺動週期也會跟著變長。地震的自然振動頻率比較高，而風力的振動頻率比較低，因此高樓的擺動週期變長之後，其振動頻率也跟著變低，而易與風力產生共振效果，這也就是為何愈高的樓層受到風力影響愈大的原因。

不同建材 振動能量消散不一

另外，在鋼骨或是鋼筋混凝土不同建材的使用上，對於耐風有沒有不同影響？鄭啟明解釋，不同材料將振動能量消散的程度也有所不同，鋼筋混凝土由於是由多種材質所構成，因此比較容易消散振動的能量，而鋼骨的材質平均，因此對於能量消散的作用比較小，容易產生較大的振幅，這也就是為何要加裝阻尼器來輔助能量消散的原因。

內政部建築研究所工程技術組副研究員曹源暉則表示，國內建築物對於耐風的要求，高樓建築主要是針對其舒適性，減低風力過大時所引起的振動而帶來的不適；而針對大跨度或是造型奇特的建築，則是要求其安全性，尤其此類建築物多為公共場所，自然不能忽視其建築的耐風安全。

風洞實驗 求取更準確測量值

葉祥海表示，目前新修正的規範是對於一般性的建築作出耐風的通則性要求，但由於目前的建築物造型與設計多樣化，因此不同造型的建築物外型所承受的風壓也有所不同，無法用單一規範加以涵蓋，因此對於建築高度超過100公尺，也就是約30層樓以上的建築，以及受風力的總橫力大於地震總橫力的建築，都要求要做風洞試驗，藉以了解建築本身對於設計風力、設計風壓的實際測量值為何。

淡江大學風工程研究中心研究員傅仲麟表示，一般來說，建築在送風洞實驗時，主要是希望能夠獲得4個方向的數值，分別是：建築主要結構系統所受到的風力；建築物局部構件及外部披覆物所受的局部風壓；建築風擺所造成的舒適性問題，與對於鄰近風場環境，也就是對於環境微氣候的影響。

傅仲麟指出，風力除了對於建築物本身有影響外，待建築物完工之後，由於風原本的流向受到改變，因此也會對附近場域有所影響，像是處於高樓之間的通道，由於是風匯流的地方，因此風力會特別強，這也就是所謂「掀裙風」的由來。而像是在建築物的角落與屋頂，也因為縮流效應或是角隅效應，風特別大，這對於鄰房的影響或是對於行人的通行都有負面的效應。曹源暉指出，也因此在建築物興建前，必須將這方面的資料送環境影響評估，並對於建築的外型結構做結構外審。

植栽、防風柵 有助消散風力
若感覺住家周遭的風力很強，令人不適，傅仲麟建議，可種植高度約6～10米的闊葉木植栽，或是架設防風柵、防風網等設施，能消散部分的風力，而架設在這四周圍的招牌或花架等，則須特別固定好，慎防被過大的風力吹落，造成危險

葉祥海也表示，目前日本東京都也針對整個東京市區做風洞實驗，希望藉此由鉅觀的角度來了解整個東京市內何處適合蓋高樓，何處不適合，由此做出整體性的考量與決策，讓風力不會在市區內對於民眾的活動作息有不良影響，反而可以藉由風力的特性來加速排開廢氣，減緩大城市中的熱島效應。(http://www.dajiyuan.com)