第一章 緒論
第二節 研究方法與步驟
爰引內政部建築研究所協同研究計畫需求說明研究內容,將研究案之工作項 目如下:
研究內容初步之5 項研究內容,研究案之工作項目如下:
1. 蒐集彙整國內外建築基地內的地表逕流雨水貯集利用系統相關法規及案 例。
2. 分析建築物屋頂收集雨水與建築基地內地表逕流雨水貯集利用之差異及 探討入流配置與儲水方法。
3. 探討建築基地內的地表逕流雨水貯集利用系統規劃設計流程。
4. 結合前述研究成果及本所「綠建築雨水貯集利用系統模組設計手冊」, 辦理一場培訓講習會。
5. 研擬「綠建築雨水貯集利用系統模組設計手冊」增修訂草案。
以下則依據工作項目分述採用之研究方法:
壹、蒐集彙整國內外建築基地內的地表逕流雨水貯集利用系統相關法規及案例 本計畫擬蒐集國內外有關建築基地地表雨水逕流之研究報告,以及地表逕流 雨水貯集相關之研究報告、法規及案例等相關文獻,進而彙整分析並邀請專家進 行諮詢與討論,將作為本案建築基地地表逕流貯集利用規劃設計之參考依據,其 研究擬採用之方法概述如下:
1. 文獻收集—擬透過國內外期刊與研究發表之文獻進行蒐集彙整,進而針對地 表雨水逕流量的估算方法與不同地表型態的逕流水質之差異進行分析研究,
將作為後續地表逕流雨水貯集利用系統之儲水槽評估與水質處理方法規劃 設計之參考依據。
2. 法規及案例收集—由於國內針對建築基地內針對地表逕流的雨水貯集相關 法規及案例,多以雨水流出抑制為主要目的,故本案擬先針對其相關法規與 既有地表逕流雨水貯集的系統配置架構進行分析探討。
3. 專家技術諮詢及調查-擬針對國內地表逕流雨水貯集系統使用情形、地表逕 流雨水收集方式、儲水槽型式、雨水排放或利用方式、地表逕流雨水貯集利 用之可行性、逕流雨水的水質處理與風險等問題進行專家諮詢與調查並邀請 專家參與座談會。
貳、分析建築物屋頂收集雨水與建築基地內地表逕流雨水貯集利用之差異及探 討入流配置與儲水方法
藉前述研究報告、法規及案例等相關文獻蒐集彙整成果,本節擬將針對建築 物屋頂收集雨水與建築基地內地表逕流雨水貯集利用之差異性進行分析比較,擬 初步將兩者分為水文水理、污染源與水質特性及系統配置等三個層面作探討,其 研究擬採用之方法概述如下:
1. 水文水理—以建築物屋頂作為集雨區域,通常為單一材質表面(多為混凝土或 金屬材質),故在逕流量的估算上影響因素較少;而地表雨水逕流在建築基地 內常為複合材質的集雨區域,如不透水地面(混凝土、PU、柏油路面等)、透 水地面(草地、山地、耕地等)。因此計畫中擬初步比較兩者水文水理上的差 異,並探討雨水收集後的系統入流量之估算方法,考慮不同的降雨逕流係數,
如表1-1 所示,進而擬針對小型集水區常用的逕流量估算方法—合理化公式 討論其適用性,合理化公式的計算如下所示:
Qp = C × I × A
式中,Qp為洪峰流量(m3),C 為逕流係數,I 為降雨強度(mm),A 為集雨面
積(m2)。
表 1- 1 不同表面材質之降雨逕流係數
種 類 降雨逕流係數 種 類 降雨逕流係數 金屬屋頂 0.88~0.92 柏油地面 0.73~0.95 混凝土屋頂 0.75~0.97 耕地 0.31~0.54 陡峻山地 0.75~0.90 牧場 0.25~0.53 有起伏山地 0.70~0.80 草地 0.21~0.55
(資料來源:屋頂雨水貯集供水系統之最佳化設計,朱壽銓等人,民國 86 年) 2. 污染源與水質特性—由於集雨區域的特性不同,故屋頂與地表逕流收集的雨 水會受不同污染源而影響水質。在屋頂集雨表面主要係受到落塵、落葉與飛 禽排泄物等污染物影響;相較於地表雨水逕流更包括汽車排放的廢氣、輪胎 磨損、人為丟棄的垃圾、農藥噴灑…等眾多因素而造成收集的水質因污染物 的影響較大,初步參考行政院環保署降雨逕流非點源污染最佳管理技術 (BMPs)指引,將降雨逕流污染物濃度可彙整如表 1-2 所示。因此本研究擬將 透過前述文獻資料彙整分析,進而針對不同集雨區域特性進行污染源與水質 之探討,並考量雨水貯集後作為供水利用上的水質需求與其應搭配的處理方 法。
表 1- 2 降雨逕流污染物濃度彙整表
土地型態
污染物 懸浮固體
(mg/L)
總磷 (mg/L)
硝酸鹽及亞硝酸鹽 (mg/L,以N記)
屋頂 21 0.13 0.32
高速公路/高運量道路 261 0.40 0.83
中運量道路 113 0.33 0.58
住宅區街道/低運量道路 86 0.36 0.47
遊樂園等 60 0.46 0.47
大型停車場 120 0.39 0.60
小型停車場 58 0.15 0.39
(資料來源:降雨逕流非點源污染最佳管理技術(BMPs)指引,行政院環保署,
民國 102 年)
3. 系統配置-由於地表逕流雨水貯集利用系統的儲水方式,相較屋頂雨水貯集 利用系統的設置需考慮的因素較多,如不同的建築基地的現況、地表逕流雨
水收集的入流方式與水質處理配置的情況等,故本計畫擬將針對不同儲水型 式,如地表開放式儲存、地面儲存槽、地下儲存槽或地下含水層等,並進行 特性、優缺點等初步探討,其示意如圖1-1 所示,將可作為後續地表逕流雨 水貯集利用系統儲水配置方法之參考。
a.開放式蓄水池 b.地面儲水槽
c.地下基磚儲水槽 d.地下含水層
圖 1-1 地表逕流雨水貯集利用系統之不同儲水方式示意圖 (資料來源:本研究蒐集彙整)
參、探討建築基地內的地表逕流雨水貯集利用系統規劃設計流程
綜整前述之研究成果,擬探討系統架構、雨水儲水槽設計與雨水處理方法等 相關內容,進而研擬建築基地內的地表逕流雨水貯集利用系統規劃設計流程,其 研究擬採用之方法概述如下:
1. 雨水儲水槽設計—考慮前述各種地表逕流雨水貯集利用系統之不同儲水方 式與前述水文水理之逕流量的評估方法,擬針對雨水儲水槽的容量設計與系 統搭配型式進行探討。
2. 雨水處理方法—藉前述屋頂與地表逕流收集雨水的污染源與水質特性探討 成果,擬針對不同的需水標的來搭配不同的雨水處理方法之相關內容進行彙 整討論;由於地表雨水逕流與屋頂收集雨水之水質差異,擬針對生態過濾的 型式或較高規格的過濾設備而進行適用性探討,可作為未來地表逕流雨水貯 集利用系統水質處理之參考。
3.
規劃設計流程—擬由建築基地內使用者的需求開始進行考量,包括需求水量、水質、土地情況與系統設置方式等,再針對集水區內的水文、地文相關資料 進行彙整分析而進行系統架構與儲水槽評估設計,進而擬考量雨水前處理、
地表逕流處理設施、儲存雨後處理等搭配方式,其初步的規劃設計流程示意 可如下圖1-2 所示意:
圖 1-2 地表逕流雨水貯集利用系統之初步的規劃設計流程示意圖 (資料來源:本研究蒐集彙整)
肆、結合前述研究成果及本所「綠建築雨水貯集利用系統模組設計手冊」,辦理 一場培訓講習會
為提高雨水貯集利用系統的設計與施工品質,進以提昇雨水利用效益,並加 強落實相關技術之培訓工作,故本年度擬針對108 年度本所完成出版的「綠建築 雨水貯集利用系統模組設計手冊」並結合前述研究成果及本所辦理一場培訓講習 會,進行「綠建築雨水貯集利用系統模組設計手冊」之推廣及內容說明,且於本 次講習會將增加地表逕流雨水貯集利用之相關內容,進而倡導雨水貯集利用與建 築、景觀、環境規劃等相關從業人員的互動,其培訓講習會執行流程如圖1-3 所 示。期許透過本講習會諸多成果分享,能有助於建築師、技師或開發商之實務規 劃運用,藉本次交流研討活動,提供一個產官學對話交流的平台。
培訓講習會內容及相關事宜規劃
講師及學員確認
場地安排
講師及學員邀請
課程/講義準備 發布公告
培訓講習會辦理
成果展示與反饋
圖 1-3 綠建築雨水貯集利用系統模組設計手冊培訓講習會執行流程圖 (資料來源:本研究蒐集彙整)
1. 講習會擬邀請對象:
政府都市計畫、建管、水利、工務等相關單位人員。
建築師、景觀規劃設計師等。
建築及相關開發業者或從業人員等。
維護管理員及其他相關人士。
感興趣的民眾。
2. 邀請名額:預計名額為 100 名(暫訂);
3. 講習會地點:大坪林聯合開發大樓 15 樓會議廳(暫訂); 4. 講習會時間:單場約半天期程(暫訂);
5. 講座人員:擬主要以計畫主持人、協同主持人或本案研究員等擔任;
6. 課程證明:公務員終身學習時數認證(暫訂);
內政部營建署建築師執業執照換證積分(暫訂);
行政院公共工程委員會技師執業執照換證積分(暫訂);
7. 主要議題(暫訂):
議題一:雨水貯集利用系統介紹
說明國內水資源概況與相關政策,並介紹雨水貯集利用系統組成、
各子系統之元件、維護應注意事項、案例介紹及其重要性。
議題二:雨水貯集利用系統規劃設計與案例應用
說明雨水貯集利用系統規劃設計之流程(包括建築物屋頂與地表逕 流之雨水收集之內容),提出建議設計的模組方案與相關案例介紹。
議題三:雨水貯集利用系統維護管理及注意事項
說明雨水貯集利用系統常見之缺失與需要注意修繕、維護管理等,
提供相關建議。
議題四:綜合討論
提供推廣講習人員互動交流與議題探討。
伍、研擬「綠建築雨水貯集利用系統模組設計手冊」增修訂草案
「綠建築雨水貯集利用系統模組設計手冊」本所已於108 年完成手冊完稿與 出版等相關事宜,可做為適合國內雨水貯集利用系統設計規劃者之設計依據,更 可將相關技術應用於建築實務設計層面;本年度擬將於計畫後期,將本案建築基 地內的地表逕流雨水貯集利用系統規劃設計之成果,進行「綠建築雨水貯集利用
「綠建築雨水貯集利用系統模組設計手冊」本所已於108 年完成手冊完稿與 出版等相關事宜,可做為適合國內雨水貯集利用系統設計規劃者之設計依據,更 可將相關技術應用於建築實務設計層面;本年度擬將於計畫後期,將本案建築基 地內的地表逕流雨水貯集利用系統規劃設計之成果,進行「綠建築雨水貯集利用