國內外既有建築排水器具性能測試相關設施

一、 內政部建築研究所衛生管路實驗設施

內政部建築研究所於台南性能實驗中心建置之實驗設施，設備館內平均挑高約 為17.6 公尺之室內實驗場，設施內容包含實驗平台與給排水集水槽及其配管、供電 配線系統，另設置實驗控制室等。本項實驗裝置規劃三組排水立管系統，包括單管 排水立管系統、雙管排水立管系統及特殊接頭排水立管系統，可模擬五層樓高住宅 建築的建築污雜排水立管系統^[10]；本研究之實驗對象，主要為排水橫主管路在不同 樓層高度之負荷條件，以及不同器具沖洗方式下之搬送距離；而本實驗設施可概分 為實驗設施與實驗儀器兩大部分；另外在實驗設施方面，可分為實驗平台與實驗塔 兩部分，而實驗儀器亦可分為實驗平台、實驗塔與控制室等三大部分 ^[10]。實驗設 施包括配置於二層至五層之移動平台與整體衛浴、三組立管系統與橫管配管、給水 系統及循環水供給系統等，如圖3.1 至圖 3.4 所示。

整體衛浴組藉由移動平台的平移，可分別與三組不同立管連結，進行不同排水 實驗之組合，整體衛浴系統包含之衛生器具有馬桶、面盆、浴缸、淋浴蓮蓬頭及其 地板落水頭；同時，各層移動平台上排水型式亦區分為器具排水及定流量排水二種 方式；器具排水係針對個別衛生器具的單次排流進行實驗觀測，而定流量排水則採 取排水時，最嚴苛之定常流量排水進行系統性能實驗分析，可分別控制排水流量於 1.0 公升/秒至 4.0 公升/秒。

本實驗設施另於實驗控制室規劃儀器控制盤面、監視控制信號配管線、主要控 制系統等，配合儀器自動監控介面之應用，有效提升實驗作業之效率。開放建築實 驗構造系統設置於鋼構實驗平台 2 樓，其面積為長 12 公尺、寬 6 公尺，實驗平台 規劃為四區，分別設置傳統衛浴系統、整體衛浴系統、牆前配管衛浴系統，以及新 式衛浴系統等實驗區；其中並納入局部雙層樓板的樓板下配管設計，以探討水平配 管空間對於住宅室內空間規劃的影響，以及與配管系統整合設計的可行性分析。^{[4] [7]}

性能實驗館 實驗場 實驗平台

水池

活動式台車

排水實驗塔

排水橫主管路

噸 水槽 噸

水槽 排水立管管路

排水橫支管路 給水管路

送風機

排水集水槽

10 噸水槽 揚水馬達 2 噸水槽

衛生器具

圖3.1 實驗空間說明與實驗平台位置 圖 3.2 實驗設施構成圖

壓力感知器 移動把手

給水軟管

衛生器具 活動台車

軌道

活動平台俯視圖 活動平台仰視圖 三立管接管區

圖3.3 實驗平台設施構造圖

第三章 建築排水實驗相關設施規範與國際技術交流

圖3.4 實驗平台設施照片

近年來，國內在公私部門之大力推廣宣導，以及全民環保意識抬頭之情形下，

綠建築與水資源之使用效率等，均已獲得大幅提升，然而既有建築於換裝省水器具 後，雖然可有效節省水資源之使用，但原有排水管路系統是針對非省水器具之排水 量設計，若換裝省水器具，在排水量減少之情形下，將可能影響污物在衛生管路中 之搬送能力；另一方面，當污物無法有效搬送至污水處理設備而停留在管路系統 時，不但將阻礙後續污物排放，此時若衛生器具之存水彎因管內壓力作用而產生破 封，對於整體排水管路以及居室內使用者之衛生與健康環境，將產生不良之影響。

建築排水橫管污物搬送性能實驗設施，分為兩大群：一、整 體 系 統 搬 送 性 能 實 驗：包含現有整體實驗塔整體、排水橫支管、立管、橫主管路及既有給水、

供電、監測系統等；二 、 局 部 系 統 搬 送 性 能 實 驗 ： 包含新增之橫支管路、小 型馬達及循環供水系統等。

當既有衛生管路系統之衛生器具（1）換裝為馬桶器具時，因排水量之減少，

對於整體排水系統之污物搬送能力可能產生影響，前期研究配合既有排水實驗 塔，進行整體系統之污物搬送距離檢測實驗，主要實驗對象為排水橫主管路在不 同樓層高度之負荷條件、不同器具沖洗方式下之搬送距離。一般光電廠房，或辦 公類型等橫支管路距離較長之建築類型，當換裝省水器具時，對於污物搬送能力 亦可能產生影響，除配合既有排水實驗塔外，本所亦新增局部實驗設施，進行局 部系統之污物搬送距離檢測實驗，主要實驗對象為排水橫支管路在不同洩水坡 度、不同器具沖洗方式、不同排水管徑等之負荷條件下之搬送距離。

局 部 實 驗 設 施 之 建 立 部 分 ，為配合不同洩水坡度、管徑、以及不同位置之 管路彎折與角度進行模擬，本研究將利用現有實驗塔周圍空間，建置局部橫支管路

實驗設施，並設置於實驗塔底層及側面走道空間。

已增設完成之實驗設施構成如圖3.5 至圖 3.8 所示，為配合實驗設計之高變動 性，以及便於觀察量測，在實驗管材之選用方面，採用長度2m 之透明壓克力管，

並以快速接頭或止水帶進行接合，而在污物投入端之馬桶器具側，則是採用附滾輪 之活動台架方式，以便未來管路轉折時，能有效提升實驗性能之機動性。

圖3.5 局部實驗設施平面、立面與設施構成圖

橫支管管架 受測器具

回收水箱側

第三章 建築排水實驗相關設施規範與國際技術交流

圖3.6 觀測污物搬送能力實驗平台 1F 平面圖與立面圖^[10]

圖3.7 觀測污物搬送能力實驗平台 1F 平面圖與立面圖^[10]

圖3.8 排水橫管 45 度轉折修改狀況^[12]

二、 工研院節水實驗室

我國在建築用衛生器具之性能測定設施建置上，本研究初步蒐集數項可供本案 參據之馬桶器具性能實驗設施，並藉由參訪瞭解其操作程序，對於後續檢討整體排 水系統之污物搬送能力，有明確且寶貴之助益。目前包括：不同污物之清潔能力、

髒污潔淨能力、橫管污物搬送能力、器具結構強度等。

國內器具廠商及國內研發檢測機關一般僅參照國際既有規範標準，針對器具產 品本體性能進行測試，除工研院有開放對外接受檢測服務外，器具廠商則採內部檢 測實驗室（In-House Testing Laborotary.）之性質營運。惟有關衛生器具本體水路構 造之新設計個案並不普遍，且類型寥寥可數，其性能測試評定之委託業務量相對極 少。故目前國內之衛生器具測試實驗設備，多以金屬類或閥類之耐久性或操作次數 檢測為主，以及因應衛生器具爆裂所新增國家標準的結構強度測試項目等為主。目 前國內相關機構所建置之衛生器具設備相關實驗設施，如圖3.9 所示。

其它試驗項目，包括衛生紙（短纖維）清靜能力測試、ASME 標準尼龍球清靜 能力測試、ASME 標準塑膠顆粒清靜能力測試、不同味增模擬污物清淨能力測試、

衛生器具（馬桶及小便斗）內部髒污潔靜能力測試等。

第三章 建築排水實驗相關設施規範與國際技術交流

圖3.9 器具排水實驗平台與橫管污物搬送性能實驗設施

三、 和成興業（HCG）實驗室

和成興業（HCG）實驗室之實驗操作項目，包括器具耐衝擊測試、馬桶器具 ASME 標準塑膠顆粒清靜能力測試及器具洗淨性能等，其中馬桶器具清靜能力測試 乙項取得ANSI 美國國家標準實驗室之認證，為國內業界之技術先驅之一。試驗裝 置如圖3.10 及圖 3.11 所示。

圖3.10 馬桶器具 ASME 標準尼龍球清靜能力測試程序圖

圖3.11 馬桶器具 ASME 標準尼龍球清靜能力測試程序圖

四、台灣東陶公司（TOTO）產品測試實驗室

台灣東陶公司（TOTO）產品測試實驗室之實驗操作項目，包括器具洗淨性能 之不同測試、馬桶器具性能驗證與品管、衛生器具之設計與安裝介面實作等，如圖 3.12 至圖 3.16 所示；其中馬桶器具清靜能力測試乙項，多數引用日本 TOTO 總公司

第三章 建築排水實驗相關設施規範與國際技術交流

之技術指引，係國內業界品研發與性能測試技術較為完整之廠商。

圖3.12 馬桶器具衛生紙（短纖維）清靜能力測試程序

圖3.13 馬桶器具標準尼龍球清靜能力測試程序圖

圖3.14 馬桶器具 ASME 標準塑膠顆粒清靜能力測試程序圖

圖3.15 馬桶器具味增模擬污物清淨能力測試圖

第三章 建築排水實驗相關設施規範與國際技術交流

圖3.16 衛生器具（馬桶及小便斗）內部髒污潔靜能力測試圖

五、 日本 KUBOTA 公司排水實驗塔

計畫主持人赴日本大阪株式會社クボタ恩加島工場參訪，由株式會社クボタ產 業機械營業部排水系統事業群產業推進部長 森 治夫及技術開發課排水系統課長 外山 敬之引導參訪，就排水實驗設施之運作及產品測試與研發作業進行意見交流。

設施現況及參訪實錄如圖3.17 至圖 3.24。

圖3.17 外山 敬之先生、森 治夫先生及 計畫主持人攝於株式會社クボタ 排水實驗塔前 （攝影：林孟昭）

圖3.18 計畫主持人與外山 敬之先生於 株式會社クボタ排水實驗塔討論 屋頂排水器具研發（攝影：林孟昭）

圖3.19 特殊接頭排水配管排水實驗現況

（攝影：林孟昭）

圖3.20 計畫主持人與森 治夫先生討論 特殊排水接頭之設計與生產技術 事宜 （攝影：林孟昭）

圖3.21 計畫主持人於攝株式會社クボタ 排水實驗塔之實驗用屋頂落水器 具開發模型前 （攝影：林孟昭）

圖3.22 實驗用地板落水器具模型之實驗 連結配管 （攝影：林孟昭）

第三章 建築排水實驗相關設施規範與國際技術交流

第三章 建築排水實驗相關設施規範與國際技術交流