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論文中文名稱:都市風場中建蔽率改變對街谷中空氣污染擴散影響之探討 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Effect of Building Coverage Ratio Variation
in Urban Wind Field of Air Pollution Dispersion
in Street Canyon [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:設計學院
系所名稱:建築與都市設計研究所
畢業學年度:99
出版年度:100
中文姓名:董子維
英文姓名:Tzu-Wei Tung
研究生學號:97528023
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2010-12-21
論文頁數:91
指導教授中文名:黃志弘
口試委員中文名:江維華;楊詩弘
中文關鍵詞:建蔽率開發強度街道峽谷空氣污染計算流體動力學
英文關鍵詞:building coverage ratiodevelopment intensitystreet canyonair pollutionCFD
論文中文摘要:都市風場對氣候品質影響甚鉅,都市中建物漸朝高層化發展,加上人口集中且交通需求量大增,導致都市空氣污染日趨嚴重,其中所形成之街谷型態對都市環境更是帶來許多負面影響。然而,國內都市開發強度管制及建築量體規模控制等相關管制措施,對於都市微氣候之影響仍缺乏討論及規範。
本研究透過計算流體力學(Computational Fluid Dynamics ,CFD)模擬都市風場中氣流變化及污染物質(NO2)分佈狀況。其中以建蔽率及開發強度差異等變因,探討街道峽谷及街道佈局型態之差異對於盛行風場中污染物質堆積分佈現象之影響。結果得知,當街谷地面平均產生交通污染物時,建蔽率及開發強度的差異皆會影響街谷中風速及濃度值變化、污染物堆積位置與高度;街谷中背風處位置污染濃度值高於其迎風處位置。街谷中平均污染濃度值並未因建蔽率或開發強度降低而得到較佳的驅散效果。
都市開發管制方面,單由考量建蔽率或開發強度之改變,對於污染物驅散效果並不顯著;透過其街道佈局型態引入盛行風,以尋求良好的通風策略而增進風廊通風效能、降低污染物質對當地的影響,進而改善都市氣候品質,以期達到生態都市之目標。
論文英文摘要:Urban wind field has a dramatic effect on the climate. Lately, urban air pollution has become far worse as more high-rises dot the city skyline. Not to mention the population concentration induced increased traffic flow and the negative effects brought on by the street canyon model. However, the effects of urban development and building massing regulations on urban micro-climate are still getting little attention.
This study uses Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations to describe flow fields and pollutant distribution (NO2). Also, the study focuses on the coverage ratio and development intensity as well as their correlation with different street canyon and urban fabric to understand the accumulation and distribution of pollutants in a wind field. In addition, the study has found that when a street canyon is exposed to traffic pollutants, the coverage ratio and development intensity would change the wind velocity, concentration, pollution accumulation as well as stack height. Moreover, pollution concentration is higher on the leeward side than on the windward side of the street. On top of that, decreased coverage ratio and development intensity cannot improve the average pollution concentration level.
The coverage ratio and development intensity have insignificant effect on the dispersion of pollution concentration. On account of that, to improve the urban climate, thus creating an eco-city, needs us to draw solutions such as aligning streets with the prevailing wind, seeking for a better ventilation strategy, and lower the local effect of pollutants.
論文目次:摘 要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍及內容 2
1.4 研究方法與限制 3
1.4.1 研究方法 3
1.4.2 研究限制 4
1.5 研究流程 5
第二章 文獻回顧 6
2.1 都市環境氣候 6
2.1.1 大氣邊界層 6
2.1.2 地表風場 9
2.2 建築物環境風場 12
2.3 空氣污染 17
2.3.1 污染物成因 18
2.3.2 污染擴散模式 19
2.3.3大氣污染影響因素 20
2.3.4 都市交通污染 21
2.3.5污染濃度標準 24
2.3.6 污染對人體健康之影響 25
2.4 街道峽谷效應 27
2.4.1 街道峽谷類型 27
2.4.2 街道峽谷流場形式 29
2.4.3 街道峽谷形式與污染濃度之關係 29
第三章 數值模擬理論背景與設定 32
3.1基本假設及統御方程式 32
3.1.1基本假設 32
3.1.2理論模型 33
3.1.3數值方法 34
3.2 數值模擬條件設定 37
3.2.1 物理模型建立 37
3.2.2 計算場域 38
3.2.3 網格分析與驗證 39
3.2.4 邊界條件 42
3.2.5 污染物設定 44
第四章 數值模擬結果與討論 45
4.1 建蔽率改變對街谷中污染濃度變化之比較 45
4.1.1空地比差異對行人風場及污染濃度值變化 46
4.1.2 高度變化對街谷中之氣流及污染物質變化 56
4.2 開發強度改變對街谷中污染濃度變化之比較 68
4.2.1高度變化對行人風場之氣流及污染濃度變化 69
4.2.2 高度變化對街谷中之氣流及污染濃度變化 75
第五章 結論與建議 85
5.1 結論 85
5.2 建議 86
5.2.1後續研究建議 86
5.2.2 未來都市開發之建議 87
參考文獻 88
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論文全文使用權限:同意授權於2014-01-28起公開