假設建築物外部風速為 20 m/s，風壓係數為 0.6，空氣密度為 1 kg/m3，其對建築物迎風面所產生的風壓約為多少？

本題考點

建築物迎風面風壓的計算，即以風壓係數乘上氣流的動壓（速度壓），求出風作用在外牆上的壓力。

正解理由

依風壓公式 P＝Cp×½×ρ×v²，Cp 為風壓係數、ρ 為空氣密度、v 為外部風速。本題風速 20 m/s、空氣密度 1 kg/m³，先求動壓 ½×1×20²＝200 Pa，再乘上迎風面風壓係數 0.6，得 120 Pa。動壓與風速平方成正比，故風速數值一旦代錯，結果就會差好幾倍，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   30 Pa：僅為計算值 120 Pa 的四分之一。以本題的 Cp＝0.6 與 ρ＝1 kg/m³ 回算，風速須為 10 m/s 才會得到 30 Pa，與題給的 20 m/s 不符。

2. (B)

   60 Pa：為計算值的一半。動壓與風速平方成正比，並非與風速成正比，把 200 Pa 的動壓折半再乘係數與代入結果不符。

3. (C)

   90 Pa：以本題的 Cp 與 ρ 回算，風速須約 17.3 m/s 才會得到 90 Pa，與題給條件不符。

4. (D)

   120 Pa：與公式代入結果一致，為本題正確數值。

演算步驟

1. 風壓公式 P＝Cp×½×ρ×v²；
2. 動壓 ½×1 kg/m³×(20 m/s)²＝200 Pa；
3. 風壓 200 Pa×0.6＝120 Pa。

記憶點

風壓的來源是氣流被建築物阻擋後動能轉為壓力能，其理論依據是柏努利方程式：在同一流線上，靜壓與動壓之和保持定值。當風速 v 的氣流在迎風面完全滯止時，理論上可產生 ½ρv² 的滯止壓，實際牆面受壓因氣流繞流、分離而打折扣，於是以風壓係數 Cp 修正，寫成 P＝Cp×½×ρ×v²。迎風面的 Cp 為正值（氣流受阻、壓力升高），背風面與側面則常為負值（氣流分離產生吸力），這也是為什麼同一場風會在建築物一側灌入、另一側抽出。

單位換算上，Pa 就是 N/m²，½×1 kg/m³×(20 m/s)² 的量綱為 kg/(m·s²)＝N/m²＝Pa，代入時不必再換算。若空氣密度改用常溫值 1.2 kg/m³，同樣風速下動壓為 240 Pa、風壓為 144 Pa，可見密度是題目刻意給定的條件，不可自行代常用值。另一個常見換算是 1 mmAq 約等於 9.8 Pa，煙控題常在 Pa 與 mmAq 之間切換。

數值上可以記幾組對照：風速 10 m/s、ρ＝1 kg/m³ 時動壓 50 Pa；20 m/s 為 200 Pa；30 m/s 為 450 Pa。風速每加倍，動壓成為四倍，這個平方關係是本類題目最常被設計成陷阱之處，選項往往就放上正解的二分之一或四分之一。

易混淆的是風壓與煙囪效應。煙囪效應的壓差來自室內外空氣密度差與高度差，與風速無關；風壓則與建築物高度沒有直接關係，而取決於當地風速與外形所決定的風壓係數。兩者在高層建築的煙控設計中會疊加，使中性帶位置隨風向偏移，也使背風側的門開啟力變化。

延伸考點包括：以風壓推算開口進氣量、風壓與加壓煙控所需壓差的比較、以及排煙口設於背風面時因負壓而排煙效率提高的現象。同一公式也常改問「風速由 20 m/s 增為 40 m/s 時風壓變成幾倍」，答案是四倍。