第二章 文獻回顧
第二節 建築物管線老劣化
當建築物在早期規劃時，如果沒有符合後期進住的使用者需求時，管線 將面臨提早更換的情形，而若當設計因素造成配管需更換時，一方面也造成 社會資源的浪費，若配管在建議使用年限之後造成性能下降時，通常伴隨著 漏水現象發生，但是民眾常忽略對於生活品質的要求，依然在漏水的情況下 勉強使用。直到管線阻塞、腐蝕、鏽水流出才警覺管材已不敷使用。如圖 2-4 管材使用劣化曲線。
設計不良的配管劣化曲線
危險使用區域 資源浪費區域
10~20年
容忍使用下配管劣化曲線 配管正常劣化曲線
新銳管材的劣化曲線
更換配管 開始使用
圖 2- 4 管線使用劣化曲線
(資料來源：住宅建築給水配管的劣化診斷與使用壽期之研究，江南震，ｐ 2-8，1999)
壹 、 建 築 物 管 線 主 要 老 劣 化
（A）管路腐蝕的原因
腐蝕的發生可分為（1）化學性（2）物理性，影響腐蝕的因素很多，而 且也會造成不同的腐蝕狀況。影響的因素如圖 2-5 所示。
腐蝕 其他 溫度
電位差
材料表面 壓力
應力
時間 不純物 影響
侵蝕
圖 2- 5 影響管路腐蝕因素
(資料來源：腐蝕的原因與防止，劉培智，1982)
（B）老劣化之定義
一般來說，建築設備的劣化主要有三大類（井上宇市，1995）：
1. 設備的物理劣化 2. 設備的機能劣化 3. 設備的社會劣化
建築設備中，有許多是因機器材料所構成的，而這些機器以及材料也是 由各種零件所組成的，隨著時間以及使用的消耗磨損，這些零件逐漸的老化，
而導致設備系統的「物理劣化」，另ㄧ方面設備原有的機能逐漸喪失稱為「機 能劣化」，然而由於科學技術隨著時間的變化而有著大量的進步，社會要求 水準提高導致使用者對於原有設備機能以無法滿足，即為「社會劣化」。
所謂的物理劣化，是因為他的運作時間跟他的負荷程度所產生的磨耗、
(1) 技術上已無法修復
(2) 對於更換的零件要取得非常困難
(3) 機械設備的機能及性能低下，對於速度與舒適要求的程度無法達到要求 (4) 故障頻率高，機械性能達容許狀態
(5) 故障頻率高，維修費用大增
(6) 因為修理需要很長的時間，所以機能及性能很難維持
「社會劣化」並不會影響到設備本身的原有機能，但是「物理劣化」卻 會使得設備發生故障，且降低原有效能，因此當物理劣化到最後即是故障的 發生。所以設備物理劣化方式又可區分為「穩定劣化」、「故障劣化」。
(1) 穩定劣化：若各年代之損壞比例漸次增加者，可視為該項管路或設 備之劣化型態屬於「穩定劣化」型。
(2) 故障劣化：若該項設備之損壞率跳升超過 20﹪（一個級距）者，則 可視為該項設備之使用狀況可能產生故障的情況。而須進行修理或 更新動作屬「故障劣化」型。
由於社會劣化的因素過於複雜，難以推估及量化（佐藤文人，1991）所 以根據以上所述老化為「物理劣化」的一種，故本研究所探討給排水管路的 老化與劣化主要探討內容是以設備的物理及機能劣化為主。因此為了建築物 管線能夠正常的運作且維持原有效率，所有建築管線設備都應該定期的檢測 保養，並且在管線發生老劣化前能夠加以維護，且在發現老化、劣化之際能 利用技術工具修復其機能及性能，這也是本研究因應使用者及管理單位能夠 簡易的了解管線情形所採行的最主要目的。
貳 、 建 築 物 管 線 老 劣 化 現 象
管外的劣化現象為腐蝕及厚度減薄，如果不至於產生漏水的話，對於管 內流體並無影響。所以對於老劣化內容應該對於管內面作為敘述對象。
劣化調查因管材的部位會有不同，所以在精確診斷前對於管材界定與構 成是非常重要的。管材用途有給水管、熱水管、排水管、冷溫水管、冷卻水 管、蒸氣管、消防管等。一般來講診斷這些不良現象發生的頻率、程度及損 壞程度及其所剩下之服務年限被視為重點。
給水管劣化內容如下:
c腐蝕、生鏽 d金屬內部減薄 e樹脂或塗裝隆起 劣化現象如下:
c流量減少 d紅水(鏽水) e漏水
排水管劣化內容:
c鏽塊 d金屬減薄 e附著物
以上劣化內容常被舉出來，嚴謹來講「附著物」對於劣化來說不能算是 劣化，但是附著物容易跟生鏽產生關係，而產生不良現象可以整理成積水跟 漏水。斷水是因為積水所衍生出來的，所以斷水並沒有列出來。熱水管、冷 溫水管、冷卻水管、蒸氣管、消防管跟劣化有關的項目可以整理如下表 2-3。
日本建築設備診斷機構提到要探討管線老劣化現象需要從以下水質、水 量、管材強度下手，水質包含了生活用水品質與工業之空調、排水、洗淨、
冷卻裝置用水及農業之食品、洗滌、飲食等用水。水量的供給包含供給的時 間及壓力的充足與否。以及管材強度是否有漏水、破裂之現象。如圖 2-6 管 材劣化原因所示。
針對檢測管材劣化現象，採用「計測點」的方式，無須全管體檢測，透 過檢測幾點來推斷劣化程度。為了不讓管體受損程度更加惡化，故通常採用
「非破壞性檢測」方式。
管材劣化原因
水質不良
水量不足
管材強度
生活用水
工業用水
使用量 (供給時間、
空調不足) 使用壓力 (控制性能、
空調能力)
漏水、破裂
圖 2- 6 管材劣化原因 (資料來源：本研究整理)
表 2- 3 管材劣化內容與非破壞檢測方法之選擇
參 、 非 破 壞 檢 測 工 具
在工業界，目前已廣泛利用各種儀器和技術，來從事非破壞檢測工作，
以便及早發現產品內在或潛在的缺陷，使產品設備達到更安全更可靠的程 度，所謂的產品設備之範圍涵蓋甚廣，小從螺絲等零件大至熱交換器、壓力 容器、鍋爐、大廈、管路、橋樑、輪船、飛機、水泥機械、探油設備、石油 化工設備、冶金設備、核能設備等等，幾乎都需做「非破壞檢測」。
非破壞檢測技術具有探知管線材料內、外組織狀況與管線銲接結合後完 整性的資訊，及查覺管路銲接後，及使用中所產生的細微變異之功能。利用 非破壞性檢測能及早發現管路在施工所產生的缺陷或材料組織的異常狀況，
進而防範改善，以確保管線的品質與日後使用的安全性。
其非破壞性檢測主要的目的就是不破壞物件原具有的品質、形狀、功能 下，運用各種方法來檢測物件內部或表面，以評鑑物件品質完整性的技術。
非破壞性檢測可分為四個判斷的區分：
A：幾乎正常狀態 B：初期的劣化狀態 C：中期裂化狀態 D：終期的劣化狀態
A：在正常狀態下是 10 年以上
B：初期的劣化狀態 7 年以上未滿 10 年 C：中期裂化狀態 3 年以上未滿七年 D：終期的劣化狀態未滿三年
本研究將二次診斷（非破壞性檢測技術）判定儀器做一介紹說明，如表 2-4 所示。
表 2- 4 二次診斷判定儀器整理表
診斷對象 檢查項目 診斷、判定儀器名 ET 渦流探傷裝置（限金屬導體）
導波檢測(Guid Wave) IRT 紅外線溫度影像裝置 漏水探知器
漏水位置
超音波漏水探知器 材料硬度 硬度計
表面溫度計 放射溫度計
溫度 溫度記錄器
壓力 壓力計
超音波流量測定器 水量、水速
流速計
水質檢查裝置 PH 計
導電率計 溶存酸素計 水環境
水質
游離殘留鹽分測定器 (資料來源：本研究整理)
由以上可知二次診斷判定儀器（非破壞性檢測儀器）種類之多，所以本 研究針對其中幾項非破壞性檢測技術工具做說明如下所示：
(1) RT：射線檢測(Radiographic Testing)
表 2- 5 RT 射線檢測介紹表
原理 應用範圍
以具有穿透能力的放射線(如 X 射 線、γ 射線)穿透試件，再達於底片 或螢幕等介質以生成影像之記錄，然 後研判影像以瞭解試件品質。
1.試件內部與表面缺陷(如氣孔、裂 縫等)。
2.各種外形變化。
3.腐蝕情況。
4.內部異物檢查。
優點 缺點
1.設備費用投資不高。
2.可獲永久記錄。
3.γ射線不須電源即可檢測。
4.被檢物外型影響不大。
5.可同時檢測內、外部瑕疵。
1.有輻射危險。
2.需專業人員才能操作。
3.無法標示瑕疵深度。
4.X 射線需電源及冷卻系統， γ射線 則有能量衰減問題。
5.對垂直射線方向之瑕疵(如夾層) 不易檢出。
照片
(資料來源：本研究整理)
表 2- 6 X 射線與γ射線之比較
(2) PT： 液 滲 檢 測 /染 色 探 傷 (Liquid Penetrant Testing) 表 2- 7 PT 液 滲 檢 測 /染 色 探 傷 介 紹 表
原 理 應 用 範 圍
於 被 測 物 表 面 上 著 色 或 含 螢 光 劑 之 滲 透 液 使 其 藉 由 毛 細 管 作 用 進 入 缺 陷 內 部 ， 再 以 顯 像 劑 將 缺 陷 內 部 之 滲 透 液 藉 由 毛 細 作 用 吸 附 回 表 面 而 形 成 明 顯 可 見 之 缺 陷 。
檢 測 均 質 密 實 之 管 路 材 料 ， 表 面 上 有 裂 的 瑕 疵 或 間 斷 。
優 點 缺 點
1.使 用 設 備 便 宜 、 簡 單 。 2.便 於 攜 帶 。
3.檢 測 結 果 明 瞭 ， 容 易 解 釋 與 判 定 。
4.檢 測 人 員 不 須 複 雜 訓 練 即 可 上 手 。
1.僅 能 檢 測 出 開 口 於 表 面 之 瑕 疵 。
2.清 潔 度 要 求 極 高 ， 有 時 需 投 資 昂 貴 之 化 學 清 洗 設 備 及 烘 乾 設 備 。
3.表 面 塗 膜 及 異 物 等 均 需 去 除 。 4.重 覆 檢 測 時 靈 敏 度 降 低 。 5.使 用 之 PT 材 料 多 為 石 化 產
品 ， 安 全 衛 生 顧 慮 多 。 檢 測 之 分 類
1.以 顯 像 方 式 區 分 ： 色 比 式 及 螢 光 式 。
2.以 滲 透 液 區 分 ： 溶 劑 式 、 水 洗 式 、 後 乳 化 式 。 照 片
(資 料 來 源 ： 本 研 究 整 理 )
(3) MT： 磁 力 檢 測 (Magnetic Particle Testing)
(4) UT： 超 音 波 檢 測 (Ultrasonic Testing)
(5) ET： 渦 電 流 檢 測 (Eddy Current Testing)
(6) IRT： 紅 外 線 檢 測 (Infrared Testing)
(7) 內 視 鏡 裝 置
表 2- 12 內 視 鏡 裝 置 介 紹 表
原 理 應 用 範 圍
利 用 針 孔 攝 影 機 直 接 進 入 管 路 內 部 。
內 部 劣 化 腐 蝕 情 形 。
優 點 缺 點
可 在 內 部 進 行 拍 照 、 錄 影 分 析 管 路 內 部 劣 化 。
1. 必 須 暫 停 供 水 。
2. 須 有 進 入 管 路 的 觀 測 孔 。 3. 不 方 便 使 用 。
分 類 電 子 式 、 光 纖 式 、 硬 管 式 與 軟 管 式 。
照 片
(資 料 來 源 ： 本 研 究 整 理 )
(8) 導 波 檢 測
表 2- 13 導 波 檢 測 介 紹 表
原 理 應 用 範 圍
藉 由 藍 姆 波 (Lamb wave) 在 管 線 表 面 上 傳 遞 ， 檢 測 管 壁 內 、 外 部 腐 蝕 之 狀 況 。
適 用 於 管 路 全 面 篩 檢 檢 測，僅 需 拆 除 極 小 部 分 的 保 溫 層 ， 適 用 溫 度 -40~150℃ 。
優 點 缺 點
1.可 以 在 瑕 疵 處 挖 一 檢 查 孔 定 期 測 厚 檢 查 ， 持 續 追 蹤 監 控 。 2.可 全 面 篩 檢 管 壁 狀 況 。
1.價 格 昂 貴 。
1.價 格 昂 貴 。