假設建築物外部風速為 10 m/s，風壓係數為 0.6，空氣密度為 1.0 kg/m3，其對迎風面建築物所產生的風壓約為？

本題考點

建築物迎風面風壓的估算，考的是速度壓（動壓）½ρv² 與風壓係數 Cp 的乘積關係。

正解理由

風壓公式為 P＝Cp×½ρv²，式中 Cp 為風壓係數、ρ 為空氣密度、v 為風速。先求速度壓 ½×1.0×10²＝50 Pa，再乘上迎風面風壓係數 0.6，得 30 Pa，三個題給條件全部用到且單位一致，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   60 Pa 是漏掉公式中的係數 ½、直接以 Cp×ρv²＝0.6×1.0×100 計算的結果，把動壓多算了一倍。

2. (B)

   50 Pa 為速度壓 ½ρv² 本身，等於完全沒有乘上風壓係數，忽略了建築物迎風面形狀對壓力的折減。

3. (C)

   40 Pa 無法由題給的風速、密度、風壓係數以任何合理組合得出，屬純粹的誘答數值。

4. (D)

   30 Pa＝0.6×½×1.0×10²，公式、單位與三個參數皆吻合，為本題應選者。

演算步驟

1. 公式：P＝Cp×½×ρ×v²。
2. 代入：P＝0.6×½×1.0 kg/m³×(10 m/s)²＝0.6×0.5×1.0×100 kg/(m·s²)。
3. 結果：P＝30 kg/(m·s²)＝30 Pa。

記憶點

風壓在火災學裡不是氣象題而是煙控題：建築物內外的壓力差決定煙往哪裡流。速度壓 ½ρv² 來自柏努利方程式——氣流在迎風面被滯止，動能全部轉為壓力能，理論最大值即動壓；實際壁面受形狀、開口與周邊建物影響，須乘上風壓係數 Cp 修正。迎風面 Cp 為正值（約 0.6～0.8），代表外部空氣被壓入室內；背風面與側牆 Cp 為負值（約 −0.3～−0.6），代表向外抽吸。同一棟建築物同一時間，迎風側開口會灌風助燃、背風側則成為排煙路徑，這是火場「風向決定延燒方向」的力學依據。

單位換算是本類題目的另一個得分點：1 Pa＝1 N/m²＝1 kg/(m·s²)；1 mmAq（1 毫米水柱）約等於 9.8 Pa；1 kgf/cm²＝98 kPa，約等於 10 m 水頭。本題的 30 Pa 約為 3 毫米水柱，數量級上與排煙風機所需靜壓、以及高層建築煙囪效應在中性帶上下形成的壓差相當。

易混淆的是風壓與煙囪效應：風壓由外部風速決定、隨風向改變方向且瞬時變動；煙囪效應由室內外溫差與高度差決定，冬季室內較暖時下部進氣、上部排氣，中性帶以上為正壓。兩者在高層建築同時作用，加壓防煙的壓差設定必須把兩者疊加考慮，否則風大時樓梯間的加壓可能被外部風壓抵銷。

同一公式的其他問法：給定壓力反求風速、比較迎風面與背風面的壓差總和、或把風速加倍問風壓變幾倍——答案是四倍，因為 v 在式中是平方項，這也是強風日火勢竄升特別快的量化理由。