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本計畫為四年度連續計畫,本年度為第四年度,計畫主題為「滲透管溝 滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究」,本年度結論與建議分述如后。

第 一 節 結 論

一、滲透排水管滲透性能及容量設計理論之探討

本計畫以達西定律推導滲透側溝入滲性能公式,將滲透排水管之入滲性 能以一參數「比滲透面積」表示,此結論並從三維穩定流滲透設施入滲理論 得到證實。同時以此為基礎進一步建立單位長度保水量設計公式。相關公式 經試驗數據率定參數後,可用於估算在不同土壤情況下,滲透排水管之設計 保水量。

二、滲透管溝施工方法之彙整

滲透管溝之滲透側溝與滲透排水管工法相近,可互為參考。本計畫於經 濟部水利署台北辦公區新店辦公室設置兩座滲透側溝試驗模型進行長期觀 測,因此二滲透側溝為磚砌型式,材料分別為透水磚襯砌及紅磚襯砌。建置 期間相關施工經驗,如:構造圖說、材料要求及施工步驟等,並參考國外相 關施工經驗,已初步彙整研擬為設計技術規範。

三、滲透管溝室內試驗規劃

本計畫以「滲透管溝模組化室內試驗模型」對滲透排水管進行非流動穩 態滲透試驗,以作為容量設計理論發展之依據。因此依據上述試驗項目擬定 相關試驗步驟,並已規劃建置試驗供水系統,此供水系統可將試驗用水回收 循環使用。

「滲透管溝模組化室內試驗模型」於 94 年度上半年度完成,下半年度即

子計畫一:滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計 軟體之研究

進行模型校正、試驗規劃並完成二不同型式之側溝試驗。本年度則進行模組 變更,重新進行試驗規劃並完成四不同形式之滲透排水管試驗。由試驗之過 程及結果顯示,藉由「滲透管溝模組化室內試驗模型」進行試驗,模組變更 容易且不受天候影響,遠較現地試驗有效率,模型之建立符合預期之規劃目 標。

四、滲透管溝之分類

本計畫對於滲透管溝之種類進行初步探討,首先就滲透側溝而言,依據 雨水經由滲透材料滲透的方式,其滲透機制可區分為三類,分別為:全面滲 透、部分滲透及排水機制。新店試驗區之透水磚側溝及紅磚側溝即分屬於第 一類及第二類。而滲透排水管方面,亦依據雨水經由滲透材料滲透的方式,

可分為排水機制與全面滲透二類。

五、滲透排水管室內試驗規劃

考慮推廣及實用性並參考「綠建築解說與評估手冊」,滲透排水管採用「有 孔排水管」為試驗對象。本計畫採用之滲透排水管為高密度聚乙烯材質,內 徑為 20cm,排水孔直徑為 0.7mm,可視實際需要加鑽或塞住部分排水孔以模 擬不同開孔率(開孔面積/單位長度排水管面積)之滲透排水管滲透情形。

六、試驗結果分析與理論之落實-保水量設計公式之建立與應用

本計畫對於不同開孔率之有孔排水管進行滲透試驗,開孔率分別為 81%、3.7%、1.8%與 1.2%。結果顯示開孔率 1.2%、1.8%排水管之滲透性分 別約為開孔率 3.7%排水管之 66%與 85%,而開孔率 3.7%排水管之滲透性則 為開孔率 81%排水管之 68%,且隨著開孔率之增加,其滲透能力增加漸緩。

同時進一步以本計畫推導之相關設計公式經試驗數據率定參數後,建立不同 管徑及水位下,滲透排水管之設計保水量、設計入滲率計算公式,相關成果 可做為規劃設計之依據。

七、基地保水指標計算公式之探討

目前保水指標計算公式是以土壤之飽和滲透係數為計算保水量依據,然 現實狀況土壤多呈未飽和情形,因此本計畫以「最終(穩定)入滲率」計算 保水指標並與原方法比較。結果顯示原計算方法之指標值偏高,特別在設計 降雨延時、土壤滲透係數較小時尤為明顯,導致基地保水評定時較易通過,

本計畫之計算方法則較不明顯。故在保水指標的計算上,應可採「最終入滲 率」的觀念進行計算;而在設計降雨延時之選取上,本計畫則建議以目前對 於颱風降雨之設計降雨延時,即 24 小時為計算依據。

八、跨年度成果整合-研擬建築基地保水滲透設計技術規範之內容

本計畫上一年度已研擬「滲透管溝設計技術規範(草案)」,此規範除彙 整本計畫「滲透側溝」之研究成果,研擬修正規範條文外;本年度並整合「滲 透排水管」及內政部建築研究所自辦案「滲透陰井」之計畫成果,同時進一 步納入「透水鋪面」子計畫研擬之規範內容,統整為「建築基地保水滲透設 計技術規範」,以健全設計技術規範之完整性。規範中之各作業項目盡量以條 例化呈現,並於各條例後撰寫說明條文及相關規劃步驟或設計原則,必要時 附上相關圖表或設計圖以供參考。

九、跨年度成果整合-設計軟體之建立

本計畫目前已建立「建築基地雨水貯留暨滲透設施評估系統」套裝軟體,

包含五個子系統:滲透管溝、透水鋪面、屋頂雨水貯集系統、土壤飽和滲透 係數、及保水場址可行性評估。

其中「滲透管溝保水量計算」包括:滲透側溝、滲透排水管保水量計算 模組,並整合建研所自辦案成果,建立「滲透陰井保水量計算模組」;而「透 水鋪面」及「雨水貯留利用」計算模組則是納入另二子計畫發展之設計程式。

軟體之建立能有效落實成果並獲致實質應用之意義。

子計畫一:滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計 軟體之研究

十、跨年度成果整合-成果發表

本 計 畫 迄 至 目 前 已 彙 整 相 關 成 果 , 並 於 Conference on Sustainable Building South-East Asia 發表,論文作者及題目如下:

 Chen, J.L., C.Z. Huang, H.H. Hsu, Y.L. Tsai, and C.H. Liaw, “On- Site Tests on the Permeability of Infiltration Gutters,”Conference on Sustainable Building South East Asia, Kuala Lumpur, Malaysia, 2005.

此外,並將歷年成果發表於國際相關學術期刊,論文作者及題目如下:

 C. H. Liaw, Y.L. Tsai, W.M. Huang, C.Z. Huang, and J.L. Chen, “Pilot On-Site Tests to Evaluate the Permeability of Infiltration Gutters, “Water Environment Research, 2006 (SCI, in press).

 C. H. Liaw, Y.L. Tsai, W.M. Huang, C.Z. Huang,and J.L.Chen,“On-site Test on the Permeability of an Infiltration Gutter,” Building and Environment, 2005 (submitting, SCI).

藉由相關成果之發表以彰顯研究成效並進行國際經驗交流;除吸收目前 各國對於基地保水滲透技術之觀念與技術,並由國際學者審視本研究之可行 性、適用性、周密性與嚴謹度。

第 二 節 建 議

建議一

綠建築解說與評估手冊之修訂:立即可行之建議 主辦機關:內政部建築研究所

協辦機關:行政院公共工程委員會、內政部營建署

本計畫迄今已初步彙整各年度計畫成果,建立滲透管溝保水量計算公 式,並已初步研擬「設計技術規範(草案)」,此規範可作為未來修訂「綠建 築解說與評估手冊」之參考。

建議二

區域保水設計及水環境效益量化評估:中長期建議 主辦機關:內政部建築研究所

協辦機關:行政院公共工程委員會、內政部營建署

本計畫目前以滲透管溝為主題進行研究並已獲不錯之成果,而目前在保 水設計上皆是以單一設施、單一地點的方式進行設計。若由「綠建築」拓展 至「綠社區」,由「點」擴展至「面」,以「生態社區」等較大尺度為保水設 計範圍,則涉及到設施串並連之保水設計方法、保水設計與區域排水介面間 之整合、整體保水成效評估乃至於區域水循環效益量化評估等,實乃重要且 刻不容緩之研究課題。建議主辦機關後續可朝此方向進行研究,已彰顯並擴 大綠建築基地保水之整體效益。

子計畫一:滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計 軟體之研究

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