第五章 視窗化屋頂綠化結合雨水貯集容量設計模式使用者介面
第四節 屋頂綠化雨水貯集容量設計案例分析
本章節利用第三節所建立之模式進行假設案例分析，研究地區以基隆市國立台灣海洋大 學河海工程學系二館頂樓作為研究範圍，將雨量資料與逕流實驗之 C 值估算出雨水貯集系統 之入流量，再以氣象資料及蒸發散實驗之 K 值加上澆灌供水當作系統之需求量，進行雨水貯 集容量設計作為未來參考之依據。
壹、案例背景資料
雨量資料選擇對模式結果有重要影響，需要考慮歷史雨量資料年數及時距：足夠歷史 年數得以呈現該地之降雨特性；較短時距以求得較精確之模擬結果，然而要求過長的資料年 數可能導致研究範圍內可用雨量站數量不足，無法產生空間之代表意義，固本研究採用基隆 地區近 20 年之雨量資料，模擬一棟五層樓之獨棟建築物，其屋頂集雨面積與綠化面積皆為 100 平方公尺，而屋頂綠化為厚度 10 公分之假儉草，其對應之逕流體積轉換係數及蒸發散修 正係數為 0.85 及 0.7，貯蓄儲蓄容量部份分為地面貯水槽及屋頂水塔，屋頂水塔為了避免影 響屋頂結構載重不宜過大；地面蓄水槽則是要保護泵浦運作，將地面貯水槽有效揚水高度設 定為 60 公分以上才可揚水，本研究案例加入自來水補充以備無雨水可用之虞，案例相關背 景資料如表 5-1 所示：
表 5-1 案例參數值 系統模式
參數名稱 屋頂綠化
屋頂形態 平屋頂
屋頂綠化類型 薄槽型
屋頂綠化植栽 假儉草
建築物構造 鋼筋混泥土
屋頂面積 100m 2 屋頂綠化面積 100m 2
建築物樓層 5 層樓
屋頂綠化厚度 10cm
屋頂逕流係數 0.95
逕流體積轉換係數 C＇值 0.85 蒸發散修正係數 K 值 0.7
作物最低需水量 2mm
屋頂配水槽 1m 3
(資料來源：本研究整理)
貳、自來水替代率
計算結果會如圖 5-8 所示，可明顯得知設計儲蓄容量量從 1 至 30 立方公尺時，自來 水替代率約為 68 % 至 99 %。
圖 5- 8 設計貯集儲蓄容量與自來水替代率關係 (資料來源：本研究整理)
圖 5- 9 設計貯集儲蓄容量與自來水替代率趨勢線分析 (資料來源：本研究整理)
在圖 5-9 曲線中，欲找到效率設計點可依照第三節所敘，先以對數趨勢分析出其方程式 在求出斜率m之點，如圖 5-9 所示，對數公式為
334 . 70 ) (
3596 .
9
ground
c Ln V
R (5-1)
87.1%及 92.7%，雨水使用量分別為 41.1、46.7、52.3 及 55.6 立方公尺，使用倍數為 41、16、
10 及 6 倍，雨水溢流量為 220.6、202.4、184.1 及 173.8 立方公尺；當屋頂配水槽為 2 立方公 尺時，分析地表貯水槽在 1、3、5 及 10 立方公尺之自來水替代率分別為 74.9%、80.1%、85.0%
及 88.5%，雨水使用量分別為 45.2、48.5、51.6 及 53.1 立方公尺，使用倍數為 45、16、10 及 6 倍，雨水溢流量為 195.4、161.6、127.8 及 103.2 立方公尺
整體可知，屋頂水塔的容量增加對自來水替代率些微的影響，其中特別的是，相同的地
表貯水槽下，屋頂水塔增加會讓自來水替代率些微下降，原因是下次降雨時刻前，若屋頂水 塔還有足夠水量，則地表貯水槽不會進行補充；反之，若屋頂水塔不足，則地表貯水槽會進 行補充，補充後可以貯集雨水的容量又變多了，尤其在長期降雨區域，日積月累所造成的些 微差異，使得自來水替代率有些微的下降，但是以用水量的觀點來看，其實雨水用水量是持 續上升的。
肆、不同區域分析
根據本計劃所建立之模式，相同背景條件下以台灣四個區域進行模擬(2000-2009)，分別 為北部台北地區、中部台中地區、南部高雄地區及東部花蓮地區，各區之降雨量及植物蒸發 散量分析如圖 5-10 及 5-11 所示。
圖 5- 10 不同區域之年均降雨量 (資料來源：本研究整理)
由圖 5-10 可知，台北地區的平均月降雨量皆偏高，且降雨季節較平均；而高雄地區平均 月降雨量除了五月至八月外其它月份皆為偏低情形，呈現降雨時空分布不均情況，將不利於 雨水貯集利用。
圖 5- 11 不同區域之年均蒸發散情形 (資料來源：本研究整理)
由圖 5-11 可知高雄地區無論在冬季或夏季，平均月蒸發散量皆為偏高，台北地區則皆屬 於偏低。不論在哪個區域，夏季蒸發散量皆為旺盛的情形，冬季皆為蒸發散較緩和之期間。
台灣四個區域之容量設計結果如圖 5-12 可得知屋頂綠化在不同地區之自來水替代率的 變化情形。
圖 5- 12 不同地區之自來水替代率與設計貯集儲蓄容量 (資料來源：本研究整理)
圖中顯示台灣不同區域之自來水替代率皆之變化趨勢，其中高雄地區之自來水替代率整
時則需仔細考量。反觀，台北地區之蒸發散雖未如高雄地區旺盛，且降雨時供分配均勻，以 往考量皆考慮較小之儲蓄容量，但在本計畫採取之最佳效率設計發現，台北地區每投入單位 儲蓄容量可有效的增加自來水替代水率，不僅提高自來水替代率已增加雨水使用量。
第六章 屋頂綠化建構暨維護管理手冊
依上述資料蒐集資料(如屋頂綠化效益、國內外屋頂綠化現況、屋頂綠化維護管理與屋頂 綠化結合雨水利用等)分析中，歸納整理「屋頂綠化建構暨維護管理手冊」，詳細內容見附件 二。
圖 6-1 屋頂綠化建構暨維護管理手冊 (資料來源：本研究整理)