2014 Software Cradle User Conference 論文發表 – 都市高層建物的風響應 / 前田建設

    Software Cradle (http://www.cradle.co.jp) 公司自1984年起，開始提供日本建築業高品質熱流模擬(CFD)技術，目前是日本建築業市佔率最高的領導品牌。在全球國際化趨勢下，台灣與日本建築業合作亦相當密切，例如今年受邀發表論文的前田建設，是Cradle合作多年的技術夥伴，不僅在日本國內有許多知名建案，在台灣亦參與許多工程：如高雄捷運、蘇花高速公路九號隧道、台肥海洋深層水開發、台北捷運松山線…等。

      在台灣，依據行政院環境保護署「開發行為環境影響評估作業準則」，針對高度超過70公尺以上的新建建物，需進行行人風場評估，與於對鄰近既有建物的風場影響；前田建設本次分享的是建物風響應，亦即高層建物需要考慮的 “耐風設計”。耐風設計包含下列三點：外在材料的風力負荷、結構風力負荷、及風搖效應。這是一種動態的現象，需要暫態(transient) CFD分析手法。

前田建設展示的不僅有CFD模擬成果，亦進行實際建物的量測比對。標的建物是一棟位於東京都的辦公大樓，樓高23層，高度約100公尺，平面大小約44.8公尺 x 32公尺，結構為鋼骨。CFD計算實際範圍為1公里 x 2公里，網格使用數目為兩千萬，紊流模型為LES-SSM (Large Eddy Simulation – Standard Smagorinsky Model)，計算求解時間約一週；在實測部份，前田建設於23樓設置振動計，做為模擬與實測的比較點；比較特別的是同時也了做全座席的即時體感調查，目地是了解物理上振動現象與人體感受的關係。

      前田建設表示除了考慮高層築物的耐風設計，人們在建物中的感受也是非常重要，這些都是在設計階段必需考慮的。比對在23樓的實測資料與模擬結果，可以得到相當良好的再現性，此CFD分析技術對於未來高層建物設計有相當大的幫助。