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。