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系統識別號 U0026-2506201915571800
論文名稱(中文) 應用高密度地面氣溫量測網探討熱環境及風環境之時空變遷
論文名稱(英文) The application of a high-density street-level air temperature observation network (HiSAN): spatial and temporal variations of wind and thermal environment
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 建築學系
系所名稱(英) Department of Architecture
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生(中文) 侯凱山
研究生(英文) Kai-Shan Hou
學號 N76064414
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 92頁
口試委員 指導教授-林子平
口試委員-林博雄
口試委員-莊振義
中文關鍵字 高密度測量網  粗糙長度  都市熱環境  風環境 
英文關鍵字 high-density street-level air temperature observation network  roughness length  urban thermal environment  wind environment 
學科別分類
中文摘要 都市高溫的現象隨著建成環境的增加變得更為明顯,隨之而來的是各種規劃設計的降溫策略被提出,過去對於都市通風的評估常使用鄰近的氣象站資料,但氣象站周邊環境的組成卻可能與目標區域不盡相同,因此本研究將透過簡易的方式來達成風速分布的預測,藉以提供都市中基礎的風環境資訊以利後續都市規劃設計做為參考。本研究利用都市建成環境之圖資將都市組成分為建築、綠地、開闊空地,利用各因子的高度及面積參數進行地表粗糙長度(Z0)的計算,將台南地區劃分成邊長50公尺的方形網格並使用氣象站風速數值與各網格之粗糙長度進行行人風場的風速的轉換預測。同時搭配探討都市熱環境所建置的高密度地面氣溫量測網(HiSAN),本量測網為一在台南地區架設100個位於兩米高且坐落於不同地況的溫度量測系統,藉此來獲得台南地區長期的行人層高度的空氣溫度時空分布情形,同時也透過環域分析量化測站周遭之土地因子特徵與熱環境及預測的風環境進行關聯性分析,更進一步透過氣候類型的分類探討不同時空背景下台南地區的風環境與熱環境特性。
研究結果顯示,台南地區的熱環境會受到環域組成以及時段內的氣候背景所影響。日間由於較強烈的太陽輻射熱,建築及植栽對於熱島偏差值產生的影響較不明顯,水域在日間則會顯示出較明顯降溫效果,於夜間太陽輻射對溫度產生的升溫效果消失,建築便開始強烈影響都市升溫,植栽與綠地則是在夜間有明顯的降溫效果,至於水體則由於其比熱較高,導致夜間仍會有保溫及對周遭的加溫效果。而透過高溫質心點的移動路徑分析各日期的背景氣候條件後發現,南北向的分布差異主要會隨著該季節所主導的氣候情形所影響,不同的風向及風速大小與該季節的高溫質心分布有關係,東西向的每日高溫質心移動長度則被發現與該日之日較差有著正相關的關係。本研究於風環境評估部分則是使用了粗糙長度對台南潛在的通風路徑進行分析與計算,發現多數通風地區有著大量的空地及綠地覆蓋,但是少數地區由於植栽的密度及高度過大則被歸類於不易通風區。

依據上述結果提出未來規劃設計的建議,本研究分析了日間及夜間的通風降溫效果,研究發現日間風速的提升相較夜間對於區域內的空氣溫度降溫效果較不明顯,因此未來若要採用通風降溫的策略應更加著重在夜間的部分,至於日間則建議採用大面積的水域來創造出低溫的區域,同時研究也發現部分處於大面積綠地的測點在日間仍有可能產生出高溫不通風的現象,相對的水體在通風降溫上則有著顯著的助益。
英文摘要 The urban warmer phenomenon has become more obvious with the process of urbanization, and the influence of wind environment and climate pattern in urban areas on urban high temperature is very important. In this study, the calculation of the land rough length is applied by calculating the rough length of the city to predict the wind environment in Tainan. At the same time, the high-density street-level air temperature observation network (HiSAN) is also used to explore the characteristics of the wind and thermal environment in Tainan.

The results show that the large water area in the daytime will obviously cool down the surround area. At night, the green area will have a significant cooling effect on air temperature. The urban composition factors will have different effects in different time periods. At the same time, climatic conditions will also affect the difference in the distribution of high temperature. The daily temperature difference will cause the high temperature to be located in more inland, and the wind field in the large environment will cause the difference between high temperature in north and south side.

According to the above results, urban impact factors of thermal environment include: urban composition factors, climatic conditions, and different time periods. In the future, when faced with the situation of hyperthermia, the mitigation strategy should consider the interaction between more different parameters in a specific time period.
論文目次 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、 研究流程 4
第二章、 文獻回顧 5
第一節、 都市熱環境 5
第二節、 都市風環境 9
第三節、 通風降溫策略 15
第三章、 研究方法與材料 19
第一節、 研究範圍及流程 19
第二節、 都市發展資料收集與建置 21
第三節、 氣候資訊收集 25
第四節、 都市風環境評估 28
第五節、 都市熱環境分布 31
第六節、 都市環域形態與風環境 33
第七節、 氣候分組 35
第八節、 風環境對都市氣候之影響及改善 40
第四章、 研究結果 41
第一節、 都市風環境評估 41
第二節、 都市熱環境特徵分布 46
第三節、 環域因子與風熱環境逐時散佈圖 50
第四節、 不同氣候條件下的風熱環境分布情形 56
第五節、 都市熱島與通風降溫效果 63
第五章、 討論 65
第一節、 都市環域組成對通風及熱環境之影響 65
第二節、 氣候型態與熱環境分布之關聯 65
第三節、 地表粗糙長度對於都市規劃設計的應用 65
第四節、 通風改善策略與法令制度 66
第五節、 研究成果與相關都市計畫法令之連結 68
第六章、 結論與建議 71
第一節、 結論 71
第二節、 後續研究及建議 72
參考文獻 74
附錄 77

參考文獻 西文文獻
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中文文獻
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