綠屋頂之優缺點

由所收集到的文獻，可看出綠屋頂有不少優點，唯亦有少數缺點，以 下整理及分別說明其優點及缺點。

優點：

1. 截留雨水減少雨水系統的負載。(FLL, 2002; Villarreal and Bengtsson, 2005; Moran et al., 2005; Van Woert et al., 2005; Villarreal, 2007;

Mentens et al., 2006; Jarrett et al., 2006; Getter et al., 2007; Berndtsson et al., 2008; Hilten et al., 2008)。

2. 藉由遮蔽太陽光曝曬及減少每天建築物溫度波動幅度，保護底部屋頂。

並保持建築物夏天室內涼爽。(FLL, 2002; Van Woert et al., 2005；

Villarreal and Bengtsson, 2005) 。

3. 減緩都市熱島效應。(FLL, 2002; Villarreal and Bengtsson, 2005; Van Woert et al., 2005; Villarreal, 2007; Getter et al., 2007; Berndtsson et al., 2008; Wolf and Lundholm, 2008) 。

4. 吸收空氣污染物、收集粉塵微粒及貯存碳。(FLL, 2002; Villarreal and Bengtsson, 2005; Van Woert et al., 2005; Villarreal, 2006; Jarrett et al.,

6. 提供棲息地給鳥類及其他小動物。(Villarreal and Bengtsson, 2005; Van Woert et al., 2005; Villarreal, 2007) 。

7. 讓建築擁有較多的綠地及開放性空間，使其更為美觀，提升生活的品 質。(FLL, 2002; Van Woert et al., 2005; Getter et al., 2007; Berndtsson et al., 2008) 。

8. 減少機械力危害屋頂防水層的風險。(FLL, 2002) 。 9. 藉由吸引人的綠化建築物來增加價值。(FLL, 2002) 。 缺點：

1. 綠屋頂滲漏水會夾帶污染物流出。(Berndtsson et al., 2008) 。 2. 植物不夠密時，黑色的土壤反而會增強輻射。(Hien et al., 2007) 。 3. 荷重或植物可能造成屋頂漏水。(FLL, 2002; 錫瑠綠化基金會，98 年

a) 。

4. 綠屋頂的雜草葉子可能造成水管堵塞。(錫瑠綠化基金會，98 年 a) 。 2.2 國內外綠屋頂發展

綠屋頂在國外發展已經有一段時間，但在國內的發展尚處於起步階段，

本節主要介紹國內外文獻中有關綠屋頂研究及發展，由於國外的綠屋頂發 展較早，故以下首先介紹國外的研究，然後才說明國內的發展。

2.2.1 國外綠屋頂發展

依據 Rodriguez (2006)中指出對於綠屋頂的發展歷史最早可以想到西 元前七世紀的巴比倫的空中花園，之後像是在 Scandinavia 利用從草地割來 的草覆蓋在屋頂當做防水隔絕層，最後市場上開始有便宜、輕質及有效的 替代品出現，直到 1970 年之前綠屋頂被視為奢侈的提供住家的舒適度，

在 1970 年一位德國風景建築師教授 Hans Luz 提出綠屋頂是用來改善城市 環 境 的 論 點 ， 在 1977 年 德 國 建 立 了 一 個 景 觀 建 設 組 織 Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau (FLL)開始從

事一些正式的綠屋頂研究及應用，之後許多國家例如美國、日本、瑞典及 英國等都非常重視綠屋頂(Berndtsson et al., 2008)，可見綠屋頂發展已有一 段歷史了，值得探究。

Takebayashi and Moriyama (2007) 研究中指出由於綠屋頂的輻射反射 較低使得表面會有很高的幅射，但是它的熱通量還是很低，因為大量的熱 都蒸散掉了。Hien et al. (2007) 研究中指出綠屋頂與裸露的屋頂相比會有 較低的表面溫度，從這了解到綠屋頂具有減緩高溫的功效。

2003 年東京六本木完成了一個屋上水田，此屋上水田占地面積約 100 m²，每年約有 60 kg 的稻米產量(日經 BP 社，2006)，而在溫哥華菲爾蒙水 岸飯店的屋頂花園每年大約生產價值 16,000 美元的水果、蔬菜和蜂蜜(國 家地理雜誌，2009)，由此了解到使用在綠屋頂的植栽也可以與食物結合，

增加更多的效益。

California Academy of Sciences 屋頂上的綠屋頂是由 Rana Creek 設計的 可生物降解的托盤 BioTray 所組成的，此托盤是由樹木的邊材及椰子殼所 組成的，具有改變底部形狀的特性可以將植物安置在具有斜度的屋頂防止 其滑落(California Academy of Sciences, 2009)，在綠屋頂的建置材料上可見 其創新，類似此設計還可以再多研究不同的材料設計。

2.2.2 國內綠屋頂發展

國內綠屋頂目前尚未積極推動，至今仍有許多的發展空間，而目前台 北市錫瑠綠化基金會推行了一些綠屋頂的實例，包括台北市吳興國小、信 義國中、台北社教館、信義區公所、成功市場及松山工農等，藉由一些實 際的例子推行綠屋頂，另外台大園藝系也進行研究綠屋頂介質與植物之關 係(張等，98 年)，更有廠商參與發展綠屋頂的相關設施如排水板、不織布

許(95 年)研究中研究數據指出人工鋪面之表面溫度明顯高於具有綠化 之羅漢松、馬纓丹、變葉木、台北草等植栽層表面，而屋頂綠化可降低裸 露混凝土帄屋頂表面溫度 9.4~11.5°C，另外屋頂綠化可降低裸露帄屋頂上 方 30 cm 周圍空氣溫度 1.3~1.8 °C，可見綠屋頂具有降低溫度的功效，值 得推廣應用。

在推動綠屋頂之前，有必要先評估其效益，以作為政策推動之依據，

本研究因而首先針對截水效益進行研究，唯目前較少國內學者進行綠屋頂 對於截水效益的研究，廖等(98 年)雖亦正進行類似研究，但亦在起步中，

尚未見有研究成果發表，本研究因而將針對這方面進行相關研究。

2.3 綠屋頂實驗方式

綠屋頂實驗方式一般有實場及模場兩種，實場較可以反映真實情況，

但實場之建置時間長及成本高，且不易針對不同的影響因子迅速改變實場；

第二種方式是以小型模擬場進行分析，本節主要說明文獻中研究者對於綠 屋頂截水的實驗方式，以下一一說明之。

Moran et al. (2005) 的實驗方式為分別在 WCC 及 B&J 等兩地設置綠屋 頂，面積各為 70 m² 及 130 m² ，在 WCC 的監測方式為利用溢流堰的方 式收集逕流水然後用其潛水式壓力計的方式監測水位的變化，而在 B&J 的監測方式也是利用堰的方式但監測水位變化的儀器是使用 bubbler flow meter。Jarrett et al. (2006) 的實驗方式為建置六塊 4.4 m² 的實驗場所，然 後將結果加入模擬，最後得到其模式。Hilten et al. (2008) 的實驗方式為設 置 100 塊 60×60×10 cm 的實驗區塊，然後使用潛水式壓力計測量其滲出水 的量，另外也收集土壤的溫度及含水率，以及監測空氣溫度及幅射，由這 些方式可以知道實驗場所用到的面積都占滿大的，對於建置起來較不易。

Villarreal and Bengtsson (2005) 的實驗方式為有一實驗模場面積為 0.80 m × 1.93 m，W/L=0.41，然後利用人工雨模擬真實的及設計的降雨，

接著以一分鐘的間隔量測其逕流水體積，實驗設計四種斜度(2°、5°、8°、

14°)以及實驗土中初始濕度分別為乾及濕兩種，接著將得到之數據利用線 性模式分析最後產生一個 unit hydrograph。Van Woert et al. (2005) 的實驗 方式為如圖 2.1 所示在一面積為 2.44 × 2.44 m 的模場分成三部分，實驗分 兩部分進行分別為不同基質表面及不同斜度，然後用雨量計量測滲出水的 量。Wolf and Lundholm (2008) 的實驗方式為將 14 種植物分別植栽在 10 cm

× 10 cm × 10 cm 的罐子，然後測量其加水後重量的改變得知其不同植物對 於水分流失的關係。然其這些模場設計並不完全，像是 Van Woert et al.

(2005)中的實驗模場，並未有設計收集逕流水，因此本研究在國內參考各 種相關設置，像是海洋大學的實驗座台(廖等，98 年)及台灣大學的降雨模 擬器(范等，98 年)，藉由觀摩這些設置再依本研究的需求設計及建置本研 究的實驗座台。

圖 2.1 綠屋頂實驗模場(Van Woert et al., 2005) 2.4 綠屋頂截水相關因子

綠屋頂截水能力會受到一些因子所影響，如 Hilten et al. (2008)曾以降 雨、含水率、逕流水的通量、蒸散、基質特性及結構等因子採用 HYDRUS-1D

(2005)曾分析降雨的歷線，不同型式的降雨歷線亦會有不同的截水結果；

而 Jerrett et al. (2006)則亦考慮了降雨量及蒸散量等因子探討綠屋頂的截水 能力，而 Van Woert et al. (2005)則亦分析不同厚度的影響，Villarreal and Bengtsson (2005)及 Getter et al. (2007)均分析了不同斜度的影響，Wolf and Lundholm (2008) 進一步指出不同的植物種類會造成土壤中不同水量損失。

其他如氣温及風等因子雖並不會直接影響截水量，但會間接影響蒸散量，

下方的排水板若有蓄水功能，亦會影響截水能力，故總結影響綠屋頂截水 能力的因子主要有降雨量、降雨延時歷線、基質含水率、蒸散、基質特性、

基質厚度、斜度、植裁及排水板等因子，但由於本研究受限人力與時間，

不太可能分析所有因子，故主要以基質厚度、降雨及部分基質特性(如透水 係數)進行分析，針對這些因子進行實驗及建立綠屋頂截水公式。

2.5 綠屋頂截水與逕流模式

進行綠屋頂效益分析及相關決策，若能有一個適當的綠屋頂截水模式，

可改善分析與決策的品質及輔助綠屋頂設置規劃。目前國內的綠屋頂相關 研究較少探討綠屋頂截水模式，國外亦只有少數相關研究，本研究整理如 表 2.1 國外在分析綠屋頂截水能力所採用之模式或方法，以下分六部分分 別說明迴歸分析、水文歷線法、AGRR、係數法、SGRR 及綠屋頂截水模 式。

1. 迴歸分析：ANOVA 是一個統計迴歸分析方法，它用來了解數據之間 的關聯性及差異性，不同研究中考量不同的變數，例如 Hilten et al.

(2008)以模擬的滲出水量與實際的滲出水量為變數，推導出兩者之間 的差異性，由於單以統計方法會受到數據所影響，沒有考量水力特性，

且該迴歸式忽略了一些截水因子。

2. 水文歷線法：Villarreal and Bengtsson (2005) 則以線性規劃推估單位面 積之水文歷線，用以預測尖峰流量及滲出水的量，主要參數為雨量。

雖然雨量為影響截水能力的主要環境因子，但並非綠屋頂截水能力所 需考量的唯一因子，相關設置及生長因子亦均會顯著影響截力能力。

3. AGRR：AGRR (Jerrett et al., 2006)是用來計算一年中綠屋頂之總流出 水的量，所需要知道的參數為每日降雨量及每日蒸散量，由於本研究 重點主要針對一個事件，且由於台灣地區之乾旱季明顯，所以於決策 時，僅考量年總流出水量會有誤導的情況，故該方法不太適用於本研 究。

4. 係數法：Curve Number 法是美國用以評估水土保持或非點源污染常用 的方法，主要用以評估集水區的逕流量，例如(Getter et al., 2007)決定 綠屋頂的 CN 值，此值代表逕流程度，範圍是 0~100，0 代表沒有滲出 水，100 代表所有降雨皆為滲出水，唯不同因子會有不同的 CN 值，

如何決定其相關性，仍有待研究，尤其是薄層屋頂的特性與集水區土 壞與植被的特性均不相同。

5. SGRR：SGRR（Jerrett et al., 2006）則是以 Modified Puls Reservoir Routing Model (HYDROGRAPH ROUTING)來分析在一段時間內滲出 水的速率及滲出水的量，它所需要考慮的參數為一場雨的分佈圖、每

5. SGRR：SGRR（Jerrett et al., 2006）則是以 Modified Puls Reservoir Routing Model (HYDROGRAPH ROUTING)來分析在一段時間內滲出 水的速率及滲出水的量，它所需要考慮的參數為一場雨的分佈圖、每