第三章 實驗設施與實驗方法
第三節 試驗項目與方法檢討
3.3.1 排水立管內空氣壓力
本研究首先須針對整體實驗設施之系統性能進行驗證，主要是以三 組立管系統之氣密性為主，以確認在微小空氣壓力變動情形下，仍可 獲致高準確性的實驗數據，並依序針對各立管系統進行基本空氣壓力 分佈排水實驗，包括定常流量條件下，不同排水負荷樓層及不同排水 流量之立管管內空氣壓力量測。本設施之實驗範圍為排水負荷樓層 5 至三層，排水流量從每秒 1.0 公升至 4.0 公升之控制條件；另配合設施 之設計，可交換立管系統進行實驗量測。
本實驗設施建置三組排水立管系統，包括單管排水立管系統、雙管 排水立管系統及特殊接頭排水立管系統等，其中特殊接頭部分有二種 不同廠牌的系統，依實驗程序逐次更換全套系統；透過實驗量測結果 之比較與檢討，本研究將從各立管系統的基本空氣壓力分佈著手分 析，同時配合中高層排水實驗系統的實驗解析結果進行比對，以探討 影響排水立管管內空氣壓力分佈或變動的因子。
本實驗裝置部分設施係參照建築技術規則相關規定所規劃，並具有 可調整機制，可配合實驗解析需要進行部分改修，例如橫管洩水坡度 及橫管轉折之接管設計等。然本實驗裝置因受限於既有建築物之高 度，在立管性能的檢證上略有不足，但於衛生器具、排水器具或設施 之性能驗證功能上應能逐一對應；而目前本研究團隊正擴大蒐集相關 標準或規範，並參考國內外實驗機構有關排水性能檢測研發的經驗，
規劃本設施未來可提供業界共同研發或檢測服務之項目與技術，包括 參考 HASS- 206 或是 ASME A116 等國外標準，詳細實驗說明程序請參 照附錄三。
相關設施完成基本性能驗證後，必須配合相關標準或規範進行局部 增改，包括受測器具之置放平台、排水路徑之配管與材料選用、記錄 儀器之架設及分析方法等，將配合各項方法之推演，逐步修整或提出
設施增改之建議方案。
3.3.2 排水橫管污物搬送能力
本研究第二部分實驗課題，係針對排水系統之橫主管之污物搬送能 力進行實驗與分析，比較不同排水系統、負荷樓層及橫主管轉折與否，
對於污物通過排水橫管距離的影響程度，並嘗試探求較為可行之設計 對策。
污物搬送實驗，係選定以排水橫管污物之搬送距離為量測條件，同 時以建置於移動平台整體衛浴系統之馬桶為受測物件，水箱容量設定 為每次沖水 9 公升，係參照日本都市整備公團所開發之污物搬送距離 量測方法（機材之品質判定基準，都市基盤整備公團，試驗編號：WC-15
「洗落型便器-超節水型」的搬送性能試驗），試驗裝置示意如圖 3-3-1 所示。橫主管部分之模擬污物則是採用符合上述實驗方法所訂定試體 之條狀海綿體（比重約為 1.05），每次二枚，並以隨機方式將模擬污物 投入馬桶，而在馬桶排水後，檢視模擬污物之排流狀況，並逐一確認 模擬污物隨排水流體通過橫主管之距離，以檢核排水橫管系統污物搬 送能力，並比較排水流量、排水樓層高度、排水橫主管管徑及洩水坡 度與搬送性能的相關性，詳細實驗程序說明請參照附錄四。
圖 3-3-1 馬桶器具污物搬送能力實驗裝置示意圖[12]
另針對馬桶單體的搬送距離試驗，除了以條狀海綿作為模擬污物
外，並採用捲筒狀衛生紙投入馬桶之沖淨試驗。其操作程序如下：
1.用內徑 40mm~50mm 的 PVC 管或壓克力管做為捲筒狀衛生紙投 入馬桶的支撐固定裝置。
2.長一公尺的捲筒衛生紙摺成八折，總數需六份，再將六份八折衛 生紙一起捲成圓條狀，然後置入項次一之圓管中。
3.將插入衛生紙捲之圓管垂直放入馬桶中，使圓管底部接觸至馬桶 底面，保持靜止至少 15 秒，確保衛生紙捲能完全吸水。（圖 3-3-2）
4.將衛生紙捲從圓管中壓出，使其完全浸泡在水中。
5.立即進行沖洗進行搬送試驗。
6.紀錄搬送距離並清除衛生紙殘留物。
圖 3-3-2 馬桶器具衛生紙模擬污物搬送試驗操作示意圖[12]
第一階段針對單管、雙管與特殊接頭排水立管等系統之實驗操作，
於洩水坡度 1/100 時，排水橫主管污物搬送性能之檢定；污物排水負荷 樓層為第五層至第二層。第二階段則以單管系統為主體，修改排水橫 主管，每次分別在 2 公尺、4 公尺及 8 公尺處增加 45 度轉折（如圖 3-3-3），比較轉折排水橫管污物搬送能力之變化情形，以推測橫主管轉 折對污物移動及水流的影響。
Air Pressure Distribution in Drainage Stack
0
Air Pressure (mmAq)
Floor（ F）
污水 管 5F-1L 污水 管 5F-2L 污水 管 5F-3L 污水 管 5F-4L
Air Pressure Distribution in Drainage Stack
0
Air Pressure (mmAq)
Floor（ F）
污水管 4F-1L 污水管 4F-2L 污水管 4F-3L 污水管 4F-4L
Air Pressure Distribution in Drainage Stack
0
Air Pressure (mmAq)
Floor（ F）
污水管 3F-1L