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結構體與設備管道界面系統構法計劃

程師詳細討論方能決定之。

低矮樓層之機房中心通常設於地下室(圖 4-1 之 1.1 圖)。高層建築通 常需要一個或數個設備層,以服務上或下面幾個樓層之設備。當地下室因特 定用途不宜放置機械間或某些特定狀況下,甚至可將設備層拉至頂層(圖 4-1 之 1.3 圖),以服務所有的下面樓層。

高度配管的建物可能每層樓均有自己的設備樓層,特別當系統常需更 改、修理或由去中心系統切換至中心系統者,尤其可規劃以下之中間設備樓 層:1.一層設備樓層服務一層空間(圖 4-1 之 2.1 圖)、或 2.每一層設備樓 層服務兩層(圖 4-1 之 2.2 圖)、3.特別設備層服務所有樓層(4-1 之圖 2.3 圖)(此種狀況通常在空間之設備系統變更轉換時使用之)。

圖 4-1 樓層建築常見設備層安排模式

(資料來源:Hart,p.305)

圖 4-2 樓層建築水平管道分配模式

(資料來源:Hart,p.305)

管線經垂直管道輸送至每一層樓時,其水平管道分配模式有二:

1. 軸向的配管方式,每層樓有一個或多個平行的水平主管,再由水平主管分 枝至需求端(圖 4-2 左圖)。

2. 放射狀的配管方式,需求端直接以放射狀水平管接至垂直主管(圖 4.2 右圖)。

水平管可走於樓板下方,以露明或藉天花遮蔽。水平管亦可配置於樓板 之上、地坪內,或於樓板中預埋之渠道或管道中。

與結構計劃整合的配管計劃,原則上應注意下列幾點:

1. 氣管(如瓦斯管)或壓力運送液體之管最不佔空間,也最容易走於構造空 間中。

2. 需要洩水坡度的管道(如雜排水或污水管)其所需之淨垂直高度(如走於 天花或高架地板中時),由其至垂直管線之距離與洩水坡度決定之。

3. 空調氣管無論配置在垂直管道間或天花中,其所需要的尺寸往往最大,也

最易造成與結構體干擾之問題。

4. 鋼構系統因為斷面較之 RC 系統為小,也較易走管線,故在管道更新時往 往較為簡便,且也能容許較大的荷載。

5. 設備系統通常比結構體老化地快,常需更新、改裝或移置。因之,開放建 築的設備配管規劃應採「依耐久性分離構件」之思考,使設備配管填充體 在不影響結構支架體之前題下,易於更動拆組。

6. 良善的配管計劃,尚需納入生命週期管理之概念。配管計劃,除應滿足一 次施作之所有機能需求外,尚應考慮構件維護、修理、更新、乃至拆除、

運送之空間與路徑,此宜與結構支架一併整合設計。尤其在配置弱電或強 電時應考慮可及性及後續更動或增減之可能。

7. 配管量愈大之建築物計劃時尤需小心安排管路,並與結構體統整配合。正 確地選擇樓板系統、安排柱位及水平剪力措施有助提升配管效率,進而減 少配管費用。有時,稍事提高結構體之計劃密度與花費往往能減少極大的 設備配管開銷,因而使總造價得以降低。

8. 垂直管線若依附於柱,則柱旁樓板必須開槽走管道;此僅在柱於此方向不 接梁的狀況下方有可行性(圖 4-3 左圖)。因之,搭配此種配管之柱梁系 統規劃宜使其只有立面橫向之梁,而無縱向之梁,以免橫梁阻礙垂直管線 之貫通。開槽最好能具向內之面,以利由室內維修。但若柱之縱橫向均有 梁,柱旁樓板皆不宜開槽走管道,而垂直管線者必須沿立面方向走線者,

可採假柱方式導管線,即於兩根結構柱間設立假柱,而使管線沿假柱內面 垂直穿越樓板走管(圖 4-3 中圖)。一來不受梁之干擾,二來此假柱也可 作為室內隔間牆接立面之依附界面(圖 4-3 右圖)。

圖 4-3 柱梁系統柱旁樓板開槽走管之可能性

(左圖)柱旁樓板開槽走管道之可能性 (中圖)假柱樓板旁開槽走管 道之可能性 (右圖)假柱樓板旁開槽走管道之立面可能性

(資料來源:Wellpott,p.24)

9. 結構具建物長向之梁者易於配管,如(圖 4-4 左圖):建物結構系統僅具 長向大梁,其梁深較淺。此為極適合水平或垂直配管之結構系統。

立面方向普通柱距,可允許相對之下較小的梁深,有利於減少天花所需之 高度。建物橫向之梁通常較深,不利於建物長向之配管,因而需較深的天 花高。此種結構系統的柱之內側不易配垂直管線,因其穿越樓板時會與橫 向梁位衝突。如(圖 4-4 中圖):建物結構系統具長向大梁及立面短向小 梁,平面尚有一列偏離中心的柱列。此系統常為中走廊式的辦公大樓所採 用。中走廊的天花較辦公空間者為低,以走主要水平管道。外柱的內面之 樓板無法開槽走垂直管道,外柱外面因無樓板與梁位,方有可能安置垂直 管道,但其維修較困難。

10.肋梁樓板僅適合大跨建築。由於肋梁樓板之梁深淺,穿梁走管道較不可 能,因此,這類結構系統之配管通常僅能走在肋梁樓板下,如(圖 4-4 右圖):版式隔柵梁樓板,因無中柱,故需較深的梁深,再加上吊天花所

需的空間,使該系統需要較大的構造高度。水平管道穿梁雖然有可能,單 允許的開孔斷面不大。當格柵梁位與柱位錯位時,外柱的內面樓板可開槽 走垂直管道。

圖 4-4 各種柱梁系統走管之可能性

(資料來源:Wellpott,p.26)

11.無梁板系統往往採蕈狀柱(圖 4-5 左圖),或於柱附近的樓板密集配筋,

不宜開約 25cmx25cm 槽走垂直管道,故較無法提供垂直管道貫穿樓板之可

能。採鋼環式支托構造的新式無梁板系統,則可容許垂直管道貫穿鋼環 間,而可在柱旁開管道槽口(圖 4-5 右圖)。

圖 4-5 柱梁系統柱旁樓板開槽走管之可能性

(資料來源:左圖:Wellpott,p.26;右圖:Hart,p.219)

第 二 節 垂 直 配 管

道間外,「核」尚可集中樓梯、電梯、衛生設施、設備間及具每一層相同平 面之空間或設施。「核」的數量與距離依逃生路徑的長度而定。從逗留空間 的任何一個點至樓梯間之間距通常不超過 30m。塔狀的混凝土造「核」同時 可作為建物抵抗水平力的剪力核心(圖 4-6)。

圖 4-6 幾種「核」常見的配置方式,及管道間於核內可能之位置

(資料來源:Wellpott,p.24)

(圖 4-7 左圖)將管道間配置於衛生設備間中,係節省空間的作法。鑑 於安全的考量,電線宜與水管分開於不同的空間中。(圖 4-7 右圖)此垂直 管道間可容納風管、給排水管及強弱電等管路。此管道間應至少具有適當的 可及性,以便進行監控、檢修及維護等工作,故管道的檢修面應盡量留設於 管道間的長面而非短面。

圖 4-7 核內空間及配管範例

(左圖)核內空間的配置範例 (右圖)核內的管道間之配管範例

(資料來源:Wellpott,p.353)

強弱電

空調風管

給水管 排水管 熱水管 冷媒管

柱中走管(A2)

1. 使用薄壁式鋼型材作為柱子時,可於柱斷面之空心或凹槽處配置管線。但 也要注意,當管線下傳導出時,可能柱需穿孔或需穿透柱腳板(如雨水 管)。採用此種配管且柱需四面接梁時,梁柱之接點需特別設計,以免配 管與接頭衝突。建物高低樓層的柱斷面因負載之差異,常上小下大(上層 採寬翼型鋼,下層採箱式斷面)。配管斷面亦有高樓層小、低樓層大之類 似情形,柱中走管在此結構與設備之斷面需求上,恰恰相合。

2. 在由型鋼組合而成之柱斷面中走管。此種配管方式,特別當柱無防火被覆 時特別有利(圖 4-8 左圖)。

3. 管線固定於無防火被覆之柱上。寬翼型柱之翼板間用木板封板,以遮蔽管 路(圖 4-8 右圖)。

圖 4-8 柱中走管之可能性 I

(資料來源:Hart,p.309)

4. 有防火被覆的柱中配管時,其防火被覆應可局部打開,以利管線維修之可 及性(圖 4-9 左圖)。此種配管方式一旦漏水,易造成劣化現象。封閉箱 型柱斷面中配管應絕對避免,因此類箱型柱為確保其防蝕性,往往要求各 邊接縫滿焊;柱斷面中之空間一但由管線滲入濕氣將難以排出,易造成銹 蝕問題。此外,多層樓建物之箱型柱,因管路完全無可及性,無法組裝管 線,不可能採用此種柱中配管方式。是故箱形柱中配管,唯有在單一樓層

(如遮棚)之露明鋼構系統中方有可行性。

5. 外柱立於立面後。外柱與立面之間有高壓垂直風管貫穿,此風管左右可接 空調機。此例之立面乃固定於支托上(圖 4-9 右圖)。

6. 此例之雨水管貫穿柱頭板及柱角板(圖 4-10)。

圖 4-9 柱中走管之可能性 II

(資料來源:Hart,p.309)

圖 4-10 柱中走管之可能性 III

牆中走管(A3)

在構造上,牆可視為柱在縱向面之擴大或由連續多根柱所組成之垂直構 件。因之,牆中走管,亦可視為於縱向面之擴大或由連續多根柱所組成之垂 直構件中配置管線。柱中配管之原則,牆中走管亦應大抵遵守。唯在結構牆 中走管,並不限定垂直管道;牆之長向,亦可走水平管道,而需遵守水平配 管之相關原則。

牆中走管系統之牆若以鋼構為材,宜採平面桁架、空間桁架、或蜂巢柱 牆等穿孔柱式牆體,以利用該類結構系統之中空特性走管。此類牆體之構造 深度決定了其配管空間尺寸與路徑。唯採光、通風、與外界視覺交流等需求,

須與圍封系統整合考慮。Foster 所設計的 Sainsbury Center 即為此類系統 之佳例(圖 4-11),其牆體由多根三弦桁架柱集結而成。桁架柱中空部位容 納所有的配管乃至服務性空間,使得平面規劃得以絕對自由,不受設備之干 擾。

圖 4-11 桁架柱牆中走管之範例

Foster 所設計的 Sainsbury Center 在其桁架柱牆中安排管道及 服務性空間

(資料來源:Abel,p.405)

牆中走管系統之牆若以場鑄混凝土或預鑄混凝土為材,為便於更修,同 時確保垂直構件承壓與彎力之穩定性,常作成 U 形斷面。垂直管道之維修、

更新乃由其 U 形開口處進行之,因此 U 形之開口宜作在動線可及性較高側,

更新乃由其 U 形開口處進行之,因此 U 形之開口宜作在動線可及性較高側,

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