第三章 實驗設施與實驗方法
第五節 小結
本研究利用建研所於 92 年完成之衛生管路實驗設施，並參考國內 外相關規範與基準或試驗方法，辦理不同排水立管系統之性能檢測與 污物搬送性能實驗研究，藉由實驗操作的過程，目前已逐步檢討並建 立符合該設施及性能檢測需要之試驗程序，本階段除累積實驗成果 外，亦將陸續確認國內可行之試驗方法，以對應國內相關性能檢核基 準或設施缺乏的現況。
而在實驗操作過程中也發現，國外相關機構或標準中，係從居住使 用型態與人體之健康狀況著眼，繼而規劃制訂不同的實驗系統或模擬 試材，以切合實體模型研究解析之積極需求；因此未來在衛生器具與 排水系統性能試驗的部分，將陸續開發或增購實驗用試材，並參考生 活形態、人體健康衛生研究的成果，開發相關適合的模擬試體，建立 研發制訂標準試驗方法的基礎。
從基本的設施建置理念著手，透過設施基本性能確認程序與方法的 檢討與實作，培養國內建築排水實驗研究的專門技術人才，尤其本案 除研究團隊的基本人力外，並將服勤於建研所台南性能實驗群之替代 役同仁，一併納為研究團隊的一份子，除有效提升實驗人力的規劃效 能，亦建立實驗研究之核心資源。
第四章 建築污水排水通氣系統實驗解析
負壓力產生於負荷層之直下層，且超過-35mmAq 的負壓值，而雙管式 排水通氣系統（PVC 管）則是保持在-10mmAq 以內的壓力變動，特殊 接頭排水立管系統（特殊管）則可使立管內空氣壓力回復到正常大氣壓 上下的變動規模。（如圖 4-1-1）Air Pressure Distribution in Drainage Stack
0
Air Pressure (mmAq)
Floor（ F）
S-5F-4L
內空氣壓力規模均在-40mmAq 以下，根據 HASS 218 的性能試驗方法判
整體而言，本研究所採用之立管系統，已能比較出國內常用排水通
Type O
中高層排水實驗系統圖（台科大） 低層排水實驗系統圖（內政部建築研究所）
Air Pressure Distribution in Drainage Stack
0 Air Pressure (mmAq)
Floor（ F）
台北 TO 6F-1L 台北 TO 6F-2L 台北 TO 6F-3L 台北 TO 6F-4L
Air Pressure Distribution in Drainage Stack
0 Air Pressure (mmAq)
Floor（ F）
PVC無連結 5F-1L PVC無連結 5F-2L PVC無連結 5F-3L PVC無連結 5F-4L
中高層排水實驗系統壓力分布圖 低層排水實驗系統壓力分布圖
圖 4-1-4 中高層與低層單管排水立管系統空氣壓力分佈比較
第二節 排水橫主管污物搬送能力實驗分析
4-2-1 單管排水系統橫主管污物搬送能力解析
依照重複 30 次實驗之累積統計結果顯示（圖 4-2-1），在使用每次排 水 9 公升之馬桶，作為測試本體連結單管系統直通橫管型式之情況下，
在三層及五層馬桶排放污水時，80%之模擬污物可通過橫主管的距離，
大約在 7 至 8 公尺之間；二層及四層部分，則僅有 3 至 4 公尺的距離，
而各樓層排放污物之最大搬送距離則介於 11 至 14 公尺之間。
同時，從圖 4-2-2 中可以發現，單管系統橫主管 2M 處轉折的型式，
受排水負荷樓層高度影響，80%模擬污物可通過橫主管的距離，在三層 至五層馬桶排水時，大約在 7 至 11 公尺之間，二層排水的部分則僅在 轉折之前，未達 2 公尺距離；模擬污物最大搬送距離在 17 至 19 公尺之 間，甚至到達管末。而在橫主管 4M 處轉折的型式中，如圖 4-2-3 顯示，
80%模擬污物可通過橫主管的距離，在二層至五層馬桶排水時，大約在 4 至 7 公尺之間；三層至五層排水時，最大搬送距離達 16 至 17 尺左右，
而二層排水時，最大搬送距離則只有 11 公尺左右。而圖 4-2-4 顯示，橫 主管 8M 處轉折的型式中，80%模擬污物可通過橫主管的距離，在三層 與五層馬桶排水時可達 11 公尺，四層排水時則僅有 5 公尺左右，二層 排水時則僅在 1 至 2 公尺之間；各層排水的最大搬送距離為 14 至 18 公 尺之間。
由以上分析可知，排水橫主管轉折，對於模擬污物之最大搬送距離 具有顯著影響，差距約在 3 至 4 公尺距離；同時愈接近排水立管底部之 橫主管前段轉折（45 度），對於提高模擬污物通過橫管比例有直接幫助；
而相較於較高樓層，低樓層馬桶排水的污物搬送距離則明顯減短。
整體而言，模擬污物在排水橫主管內的移動距離，依照排水樓層及 立管系統而有所不同，但整體之搬送終點分佈區域大約在 6 至 8 公尺範 圍內，沒有轉折或轉折位置較後段者，則集中於整體移動範圍之中後
能因轉折處水流動能與模擬污物摩擦阻力之作用關係影響所致。
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圖 4-2-1 單管-直通橫管-污物通過橫管 比例圖
圖 4-2-2 單管-橫管 2M 彎折-污物通過 橫管比例圖
單管-橫管4M-45度彎折-5F污物搬送距離
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圖 4-2-3 單管-橫管 4M 彎折-污物通過 橫管比例圖
圖 4-2-4 單管-橫管 8M 彎折-污物通過 橫管比例圖
4-2-2 雙管排水系統橫主管污物搬送能力解析
圖 4-2-5 及圖 4-2-6 顯示，雙管立管系統通氣管不論作用與否，最大 搬送距離都在 14 至 16 公尺之間，而且絕大部分的機率，模擬污物會移 動超過 6 公尺，分佈在 6 至 14 公尺之間，而且以中後段距離停留之比 例最為明顯；通氣與否對於搬送距離之影響不大，故未來可以單管系統 作為搬送性能試驗之基本實驗模型。
4-2-3 特殊接頭排水系統橫主管污物搬送能力解析
圖 4-2-7 顯示，特殊接頭 KO 立管系統在排水污物搬送實驗中，模 擬污物的最大搬送距離在 12 至 16 公尺之間，而當三層至五層排水時，
80%模擬污物可通過橫主管的距離達 7 公尺以上，且橫主管管內停留落 點集中於總移動路徑之後段 4 至 5 公尺範圍內。特殊接頭 KU 立管系統 的排水污物搬送實驗結果則如圖 4-2-8 所示，模擬污物之移動停留位 置，散佈於整體移動路徑範圍中，最大搬送距離除三層排水外，約在 11 至 12 公尺之間。
依據實驗結果顯示，特殊接頭 KO 立管系統的污物搬送性能，相近 於單管未轉折直通橫管的型式。整體比較而言，單管（含轉折）或雙管 系統型式的最大搬距離，優於特殊接頭排水系統；但整體橫管搬送性能 之比較，則以單管 2M 轉折與特殊接頭 KO 系統較佳。
雙管-通氣閥開-5F污物搬送距離
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圖 4-2-5 雙管-通氣閥開-污物通過橫管 比例圖
圖 4-2-6 雙管-通氣閥開-污物通過橫管 比例圖
特殊管A-5F污物搬送距離
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圖 4-2-7 特殊立管 KO 系統--污物通過 橫管比例圖
圖 4-2-8 特殊立管 KU 系統--污物通過 橫管比例圖
第三節 排水橫主管污物搬送能力比較
不同排水系統之污物搬送行為，在不同排水負荷樓層情況下，顯示 不同的型態，如圖 4-3-1 所示，由五層至二層排水污物搬送結果之比較 中可發現，樓層較高之排水，其污物通過橫主管的距離較為集中，通過 橫管不同距離的統計比率在中段部位急速降低，而其他較低樓層的比率 則緩慢減少，排水重力位能及其所轉換的動能，對於污物搬送的模式有 所影響；圖 4-3-2 有關單管系統不同橫管轉折距離實驗結果中，亦同時 顯示此現象，尤以五層之比較結果更為顯著，80%之模擬污物通過橫管 距離集中於 9 公尺左右，隨著排水負荷樓層高度下降而有縮短的趨勢。
而在不同橫管轉折之排水負荷實驗型式比較之下，直通橫管的污物搬送 能力低於有轉折的橫管型式；而 2M 轉折橫管又優於 4M 轉折。
二種特殊接頭系統的橫管搬送能力實驗結果顯示，於二層至四層馬 桶排水時，二者性能優於單管系統，但略差於雙管系統，其中並以 KO 系統較佳；五層排水時，則以特殊接頭 KO 系統優於其他統型式，KU 系統搬送性能較差。
5F模擬污物排放-橫管搬送能力比較-不同系統
Percentage of movement
S-5F
Percentage of movement
S-5F
Percentage of movement
S-4F
Percentage of movement
S-4F
Percentage of movement
S-3F
Percentage of movement
S-3F
Percentage of movement
S-2F
Percentage of movement
S-2F S-2M-2F S-4M-2F S-8M-2F
圖 4-3-1 不同排水系統-排水橫管污物搬 圖 4-3-2 不同轉折單管系統-橫管搬送能
第四節 小結
以目前建置於建研所性能實驗群之建築排水實驗設施而言，由與本 設施係低層實驗裝置，僅能呈現排水立管內負壓的影響部分，在不同排 水立管系統實驗中，如同建築排水理論所推斷，系統構成最簡單的單管 排水系統，其管內壓力變動幅度最大，雙管系統的通氣管使管內壓力獲 得平衡的機會，而特殊接頭立管系統管內最大負壓的減緩效果亦相當明 顯；不論雙管或特殊接頭系統，最大負壓都僅為單管系統的 30%至 40%
左右，可見排水系統中，適當的通氣或空氣導流裝置具有重要的性能提 升功效。另與中高層排水實驗的比較結果顯示，建築物高度所影響的排 水立管系統伸頂通氣管高度範圍，亦為影響系統最大負壓幅度之重要因 素，值得後續研究從設計中探討合理之通氣迴路與外氣連通機制。
排水系統污物搬送能力的試驗操作，牽涉到排水立管的系統、排水 橫主管的轉折與否、洩水坡度以及配管材質與管徑等因子，故本研究今 年度已完成不同系統、橫主管轉折與排水負荷樓層高度之污物搬送性能 實驗比較分析工作，利用模擬污物搬送距離實驗的統計結果，轉換成污 物通過排水橫主管的能力。而單管系統中，橫主管接近立管底部的前段 轉折，將有助於增加污物搬送距離，而低樓層馬桶排水的污物搬送距離
排水系統污物搬送能力的試驗操作，牽涉到排水立管的系統、排水 橫主管的轉折與否、洩水坡度以及配管材質與管徑等因子，故本研究今 年度已完成不同系統、橫主管轉折與排水負荷樓層高度之污物搬送性能 實驗比較分析工作，利用模擬污物搬送距離實驗的統計結果，轉換成污 物通過排水橫主管的能力。而單管系統中，橫主管接近立管底部的前段 轉折，將有助於增加污物搬送距離，而低樓層馬桶排水的污物搬送距離