第四章 保水設施整體配置模式
第一節 基地整體保水設計案例探討
一、案例:基地保水指標及逕留尖峰量抑制評估
以下以一案例,採用目前之基地保水指標評估方法進行設計,計算方法與流 程將作為後續研擬整體配置方法之參考。配置計算之主要評估設置設施後之整體 保水效果,評估項目為:
— 基地保水指標
— 檢核設置設施後之基地出流量 計算案例與步驟如下:
1. 建築基本資料
建築型式:都市計畫區內一般住宅 基地面積:400m2
法定建蔽率:60%
鋪面:不透水
土壤特性:基地無鑽探資料,經判斷屬於基地土壤為粉土(SM, k =10-7m/s, f = 10-6m/s)
2. 保水設計概要
(1) 滲透排水管:36m,開孔率 90%之滲透網管(參閱子計畫二表 4-20)。住 宅周圍設置滲透排水管,收集屋頂之雨水。
(2) 滲透陰井:3 座。滲透排水管轉則處及與滲透側溝銜接處設置滲透陰井。
(3) 滲透側溝:5m,紅磚,透水混凝土襯砌。基地排水出口,設置滲透側溝 收集滲透排水管及地面之雨水,然後排入公共下水道。
(4) 降雨延時 24hr。
圖 4-1 基地保水配置
資料來源:本計畫整理。
3. 保水指標計算與檢討 (1) 保水設施設計保水量計算
a. 滲透排水管
Q6 = (8·x0.2·k·L·t) + (0.1·L)
= (8×900.2×10-7×36×86400) + (0.1×36)
= 9.7m3 b. 滲透陰井
Q7 = (3.0·f·n·t) + (0.015·n)
滲透陰井
滲透排水管 滲透側溝 公共下水道
落水管 道路
第四章 保水設施整體配置模式
圖 4-2 設計雨型
資料來源:本計畫整理。
5. 整體配置效果校核
整體配置效果擬以二個效標進行校核,分別為:
效標1:保水指標(為必須滿足項目)
λ = 0.34 > λc= 0.32 ∴ 本基地之保水整體配置符合綠建築規範。
λ = 0.34 ∴ 本基地之保水系統可保有開發前土地保水量之 34%。
效標2:出流量抑制效果
在符合效標 1 之情形下,開後的尖峰出流量為 10.89m3/s,設置設施後之出 流量為10.44m3/s,故此基地保水系統之出流量抑制效果約為 4.1%。
由前面的案例探討,可知雖然保水效果已符合基地保水指標之要求,保水系 統可保有開發前土地保水量達 80%;但出流量抑制效果僅約為 4.1%,在出流量 抑制方面是否如保水效果一樣,可幾乎回復開發前之狀況則無法一併評估;而若 要評估出流量抑制效果則需經過複雜的水文演算方可評估。因此,後續將以本計 畫建立之整體評估方法,以一實際案例進行基地整體保水效果評估。
0 5 10 15 20 25 30 35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 時間(hr)
降雨量(mm
時間(hr)
降雨量(mm)
第四章 保水設施整體配置模式
圖 4-3 建築基地出流歷線圖
資料來源:本計畫整理。
二、案例:基地整體保水效果評估
以下以一案例,以本計畫提出之評估方法進行整體保水效果評估,計算案例 與步驟如下:
1. 建築基本資料
地點:內政部營建署署本部 基地面積:約7000m2
停車場面積:約1200m2
署本部大樓屋頂面積:約1400m2 鋪面:不透水
土壤特性:基地無鑽探資料,經判斷屬於基地土壤為粉土(SM, k =10-7m/s, f = 10-6m/s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 時間(hr)
出流量(m3/hr)
開發後歷線
設置保水系統後歷線
第四章 保水設施整體配置模式 2. 保水設計概要
(1) 透水鋪面:原不透水鋪面之停車場,面積約 1200m2,改建為透水鋪面,基地 及透水鋪面剖面分別如圖4-4、4-5 所示。
(2) 設計降雨延時:24hr。
圖 4-4 中庭透水鋪面改善配置圖
資料來源:內政部營建署,2008。
圖 4-5 透水鋪面剖面大樣圖
資料來源:內政部營建署,2008。
停車場 屋頂
3. 保水指標計算與檢討
第四章 保水設施整體配置模式 CN’=40 ' 10
1000
S
=40 0.03 10 1000
= 89 b. 方法二:
S’=0.03
由基地土壤種類判定屬於 D 類,查圖 3-3,得 CN’=89
(3) 保水成效校核
原基地保水狀況:CN=98,為完全不透水區域
設置設施後保水狀況:CN’=89,相當於都市區域之開放空間草地
原基地為完全不透水區域,經設置透水鋪面後,達到保水指標要求標準,
而其整體保水效果由完全不滲透狀態恢復到都市草地開放空間之狀態。
透水鋪面+花園土壤雨水截留設計
考慮在署本部大樓屋頂增加設置「花園土壤雨水截留設計」(屋頂花園),
屋頂花園型式則採用子計畫二表 3-10 之「綠色屋頂雨水貯留組合磚」產品,並 結合透水鋪面之保水效果,以評估整體保水成效。基地保水配置及綠色屋頂雨水 貯留組合磚分別如圖4-6、4-7 所示。
1. 花園土壤雨水截留設計保水量計算 屋頂面積:約1400m
屋頂花園型式:綠色屋頂雨水貯留組合磚,基層厚度 0.2m 屋頂花園保水量:
Q3 = 0.05 V3
= 0.05 × 1400 × 0.2
=14 m3 2. 整體保水量
Q’ = Q3 + Q2
= 14 + 34.4
= 47.4 m3
圖 4-6 基地保水配置配置圖
資料來源:1. 內政部營建署,2008。
2. 本計畫整理。
圖 4-7 綠色屋頂雨水貯留組合磚剖面圖
資料來源:本計畫整理。
植栽 客土
雨水貯存
溢流孔
第四章 保水設施整體配置模式
再設置屋頂花園後後保水狀況:CN’=86,相當於都市區域之開放空間草地
原基地為完全不透水區域,經設置透水鋪面後,達到保水指標要求標準,
而其整體保水效果由完全不滲透狀態恢復到都市草地(覆蓋率<50%)開 放空間之狀態。
再增加設置屋頂花園,亦達到保水指標要求標準,而保水狀況由 CN’=89 降至 CN’=86。整體保水效果由完全不滲透狀態恢復到都市草地(覆蓋率 60%)開放空間之狀態,屋頂花園之增設有效增加了土地之保水能力。