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第二章 都市發展對雨水滲透及貯留之影響

第三節 基地保水之概念

為了要提升基地保水性能,正確、有效的基地保水方法且能符 合臺灣本土的狀況,同時兼顧溫度及生態的需求,綠建築的基地保 水設計方式可簡單如圖 2-5 所示。共有 8 種設計方式,其主要的設 計手法可簡單歸納分為滲透及貯集兩部分:

圖2-5 基地保水方法示意圖

資料來源:內政部建築研究所,2003。

1.直接滲透設計-就是完全利用土壤孔隙的毛細滲透原理來達成土 壤涵養水分之功能。

2.貯集滲透設計-即間接滲透設計,就是設法讓雨水暫時留置於基 地上,然後再以一定流速使水滲透循環於大地的方法。

以下將針對現行綠建築所提供的保水設計手法,依其個別的設 計內容進行介紹,藉以明瞭各項設計手法之設計重點及保水理念,

以供未來相關制度修訂之參考。

(一)直接滲透設計方式

(1) 綠地、被覆地或草溝設計

雨水滲透設計最直接的方法就是保留大自然之土壤地面,亦即

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留設「綠地」、「被覆地」、「草溝」以做為雨水直接入滲之面積。雨 水滲入綠地土壤除可直接供給植物成長的水分,對土壤的微生物活 動及綠化光合作用也有很大助益。而植物的根部活動除可活化土 壤、增加土壤孔隙率外,對於涵養雨水之能力也有所貢獻,因此綠 地可說是最自然、最環保的保水設計。「被覆地」設計就是在裸露土 地上全面以地披、樹皮、木屑、礫石覆蓋之地面,其上之各種有機 或無機覆蓋物均具有多孔隙之保水特性及功能,並且可防止塵土飛 揚與水分蒸發。「草溝」是一種寬而淺且內部植草的排水道,其設計 是巧妙利用洩水地形來設計開放式自然雨水排水路,是最佳的生態

圖2-6 草溝構造示意圖

資料來源:廖朝軒教授,2003。

礫石濾層

地下排水 前處理設施

入流 碎石濾

涵洞

(a) 俯視圖

地下排水管礫石濾層 透水織布

植生

植生

入滲率高之土

(b) 剖面圖

綠建築基地保水指標之特殊保水工法性能效益研究

排水工法,若能配合基地開發的型式與自然低窪的地形,可直接將 各基地之窪地相連,使其兼具排水道的功能,為了避免雜排水污染,

一般是用於無污染疑慮之庭園或廣場之排水設計,此外對於裸露地 面、裸露土道路等,在設計上應有良好的披覆設計,如鋪設碎石、

踏腳石、枕木等,如此才能長久保持良好的大地水循環功能。其設 計上可在都市開發地區的透水層部分,以整地方式設置,以儲存地 表逕流並排放至下水道,則亦兼有滯留池的功能。草溝入口應設置 前處理設施,先將較大顆粒或雜物濾除以減少滲透面阻塞之可能;

草溝之構造概如圖2-6 所示。

92 年綠廳舍暨學校改善計畫在集集特有生物研究保育中心生 態園區內設置一段滲透草溝,不但使生態更加豐富,亦可成為入滲 設施的代表性示範案例。滲透草溝的長度為 90m,溝間植草,邊坡 處於安息角範圍內,且兼具保水功能,如圖2-7。

綠地、被覆地或稱為草帶(Grass Strip),是一種與不透水表面 相鄰的草地,將不透水表面的逕流導入,可在草地上形成薄層水流,

同時藉由植被之過濾與吸附,去除粒狀污染物,可達到保水的效果,

適用於小區域或不透水區域周圍。

圖2-7 豐富生態且具示範性質的滲透草溝 資料來源:內政部建築研究所,2003。

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草帶斷面應寬且平整,使逕流形成薄層水流(Sheet Flow)均勻 分佈於表面以增加滲透面積,故必要時應在逕流入口設置水平溢流 堰(Level Spreader)阻擋逕流,使逕流均勻由堰頂端溢流,並分布 於整個草溝寬度,且流速不可過快,縱向坡度應在 5%以下;通常 草帶容易有逕流集中情形,故草帶長度應小於10m;草帶之構造概 如圖2-8。

圖2-8 草帶構造示意圖

資料來源:廖朝軒教授,2003。

(2) 透水鋪面設計

車道、步道、廣場等人類活動的地面構造,通常由地面表層及 基層所構成。所謂「透水鋪面」,就是表層及基層均具有良好透水性 能的鋪面如圖 2-9 所示。表層通常由連鎖磚、石塊、水泥塊、磁磚 塊、木塊、HDPE 格框(High Density Polyethylene,高密度聚乙烯)

圖2-9 透水鋪面示意圖

資料來源:內政部建築研究所,2012。

坡度<5%

水平分水堰

草帶長度<10m

綠建築基地保水指標之特殊保水工法性能效益研究

等硬質材料以乾砌方式拼成,其透水性能主要由表面材的乾砌間隙 來達成。表層下的基層則由透水性十分良好的砂石級配構成。依地 面的承載力要求,其表層材料及基層砂石級配的耐壓強度有所不 同,但是絕不能以不透水的混凝土作為基層結構以阻礙雨水之滲 透。一般良好透水鋪面的透水性能均如同裸露土地,因此增加透水 鋪面,相當於增加裸露土地一樣,對基地保水有好的貢獻。

另外有一種在通氣導管塑膠框架上打上混凝土的高承載結構型 透水鋪面(圖 2-10),其表層綿密的通氣管連通充滿粗骨材的基層空 隙空間,具有絕佳的透氣、透水、保水與蓄洪功能。此種透水工法 依其承載需要可調整其通氣管與混凝土之厚度與強度,適用於高交 通量與高承載量之鋪面,但必須依照其特殊規範施工,確保其保水 品質後,其基層體積可以0.3 之孔隙率來計算其保水量。

圖2-10 高承載力的通氣管結構型透水鋪面

資料來源:內政部建築研究所,2012。

(3) 滲透排水管設計

都市高密度開發地區,往往無法提供足夠的裸露地及透水鋪面

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來供雨水入滲,此時,便需要人工設施來幫助降水使其儘可能入滲 至地表下,目前較常用的設施可分為水平式的「滲透排水管」、垂 直式的「滲透陰井」,以及屬於大範圍收集功能的「滲透側溝」等 三種型式。

圖 2-11 滲透排水管示意圖

資料來源:內政部建築研究所,2005。

圖 2-12 蜂巢式滲透排水管示意圖

資料來源:廖朝軒教授,2007。

所謂「滲透排水管」如圖2-11 所示,便是將基地內無法由自然 入滲排除之降水設法集中於管內後,然後慢慢往土壤內入滲至地表 中,達到其輔助入滲的效果。透水管的材料早期是採用陶管、瓦管、

綠建築基地保水指標之特殊保水工法性能效益研究

圖2-13 網式滲透排水管示意圖

資料來源:廖朝軒教授,2007。

多孔混凝土管及有孔塑膠管,目前則為蜂巢管(如圖 2-12)、網式 滲透管(如圖 2-13)、尼龍紗管和不織布透水管等,它可以利用毛 細現象將土壤中的水引導入管內,再緩緩排除。外層的材料不僅有 足夠的抗壓強度,也可避免泥砂滲入造成淤積。

(4) 滲透陰井設計

「滲透陰井」與「滲透排水管」的原理是類似的,都是利用內

圖 2-14 滲透陰井示意圖

資料來源:內政部建築研究所,2009。

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部的透水涵管來容納土壤中飽和的雨水,待土壤中含水量降低時不 僅可以有較佳的貯集滲透效果,同時亦可做為「滲透排水管」間聯 接的節點,並可收集排水過程中產生的污泥雜物,方便定期清除以 保持排水的通暢,「滲透陰井」之構造如圖 2-14 所示。目前國外已 有相當多類似的模組化套裝產品(如圖 2-15),而國內則尙處於起 步階段。通常「滲透陰井」與「滲透排水管」配合使用,常設於各 類運動場、公園綠地以及土壤透水性較差的建築基地中。因為「滲 透陰井」的滲透孔隙易遭垃圾、泥沙、青苔的阻塞而失去功能,設 計時應在底部或連接管部設置可拆裝網罩,以利清理並維持滲透之 功能。

有孔混凝土滲透陰井 有孔樹脂滲透陰井 圖2-15 模組化套裝滲透陰井

資料來源:廖朝軒教授,2007。

(5) 滲透側溝設計

上述「滲透排水管」及「滲透陰井」通常設置於建築物周圍,

來收集屋頂的排水,或是使用於較小型的排水區域之中。「滲透側溝」

如圖2-16 所示,則是收集經由「滲透排水管」及「滲透陰井」所排 出的雨水,來組成整個滲透排水系統,同時,也可以單獨使用於較

綠建築基地保水指標之特殊保水工法性能效益研究

大面積的排水區域邊緣,來容納較大之水量,因此,「滲透側溝」的 管涵斷面積也較上述兩者為大。在管涵材料的選擇上,必須以多孔

圖 2-16 滲透側溝示意圖

資料來源:內政部建築研究所,2003。

圖 2-17 有孔混凝土預鑄滲透側溝

資料來源:廖朝軒教授,2007。

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隙的透水混凝土為材料,或是將混凝土管涵設計為具有穿孔的型 式,以利雨水入滲,同時也必須定期清洗以防青苔、泥砂阻塞孔隙 而失去功能。而其成品可採「場鑄」及「預鑄」兩種方式製作,國 外已有相關製成品(如圖2-17~圖 2-18),國內則尚無。

圖2-18 貯留型混凝土滲透側溝

資料來源:廖朝軒教授,2007。

92 年綠廳舍暨學校改善計畫在經濟部水利署台北辦公區新店 辦公室建置兼具實驗與示範性質的滲透側溝,以供透水鋪面觀測試 驗及雨水貯留設備觀測試驗之用,如圖2-19 所示。

圖 2-19 具實驗與示範性質的滲透側溝

資料來源:廖朝軒教授,2003。

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(二)貯集滲透設計方式

(1) 花園土壤雨水截留設計

這裡所謂的花園並非指自然裸露土層上的花園,而是指屋頂、

陽台及有地下室地面等人工地盤上的花園(如圖 2-20 所示)。而所 謂「花園土壤雨水截留設計」是在人工地盤上設計花園以截留雨水 的設計,這些人工地盤花園的截留保水效果雖不如自然綠地,但在

陽台及有地下室地面等人工地盤上的花園(如圖 2-20 所示)。而所 謂「花園土壤雨水截留設計」是在人工地盤上設計花園以截留雨水 的設計,這些人工地盤花園的截留保水效果雖不如自然綠地,但在

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