風環境評価尺度(村上評価)

村上周三博士らによる、強風の出現頻度に基づく風環境評価尺度を用いて風環境の評価を行います。
風環境評価尺度は、風の実測と住民の意識調査結果を分析して作成された風環境評価基準で、広く用いられている風環境評価の指標の一つです。
当評価基準では、日最大瞬間風速(日最大平均風速にガストファクターを乗じたものでもよい)の発生頻度を3風速段階において計算(日最大瞬間風速の超過確率)し、その結果から風環境を3つのランクに分ける方法を用いています。
各ランクは、具体的な空間使用用途の例と結び付けられており、日常体験と比較し易くなっています。
なお、ランク3の規定値を越えるレベルの強風の発生が予測される風環境をランク4とし、「好ましくない風環境」として評価しています。

表1 強風の出現頻度に基づく風環境評価尺度

強風による影響の程度 対応する空間用途の例 評価する強風のレベルと
許容される超過頻度
日最大瞬間風速(m/s)
10 15 20
日最大平均風速(m/s)
10/G.F 15/G.F 20/G.F
ランク1 最も影響を受けやすい用途の場所 住宅地の商店街
野外レストラン
10% 0.9% 0.08%
37日 3日 0.3日
ランク2 影響を受けやすい場所 住宅街
公園
22% 3.6% 0.6%
80日 13日 2日
ランク3 比較的影響を受けにくい用途の場所 事務所街 35% 7% 1.5%
128日 26日 5日

日最大瞬間風速:評価時間2~3秒

日最大平均風速:10分平均風速 (ここで示す風速値は地上1.5mで定義)

評価する日最大瞬間風速

  • 10m/s……ごみが舞い上がる。干し物が飛ぶ。
  • 15m/s……立看板、自転車が倒れる。歩行が困難になる。
  • 20m/s……風に吹き飛ばされそうになる。

などの現象が確実に発生します。

G.F: ガストファクター(地上1.5m,評価基準2~3秒)

ガストファクターとは突風率のことであり、風速の変動を表す量で、最大瞬間風速と10分間の平均風速の比として表されます。
最大瞬間風速の値は、風が吹いている場所の地形や風の強さなどによっても変わります。
このため、突風率の値も場所によって変化します。

  • 密集した市街地(乱れは強いが、平均風速はそれほど高くない)……2.5~3.0
  • 通常の市街地 ……2.0~2.5
  • 特に風速の大きい場所(高層ビル近傍の増速域など) ……1.5~2.0

表の見方

例) ランク1の用途では、
日最大瞬間風速が10m/sを超過する頻度が10%(年間約37日)以下で あれば許容されます。

“日最大瞬間風速の超過確率”

一般に確率的評価を行うためには、風速の発生頻度を予測する必要があります。
風速の発生頻度は確率分布の1つであるワイブル分布でよく近似できることが知られています。
ワイブル分布を用いると、
ある風向aで、ある風速υ以上の風が発生する頻度(風速υの超過確率)は次のような式で表されます。

※風向は16風向すべてで検討をを行うことが必要です。

P(Vυ, a)=A(a)× exp [-(υ/C(a))K(a)]

ここで、P(Vυ, a):風向aでの風速υの超過確率

A(a):風向aの発生頻度(風配)

C(a),K(a):ワイブル係数