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2-3 高透水綠建材 (資料來源:廖朝軒教授)

(一)透水性能評定要項

綠建築九大指標中,基地保水指標為改善土壤生態環境、調節環境 氣候、降低區域洪峰、減少洪水發生率,提高建築基地涵養雨水及貯集 滲透雨水的能力。高透水性建材為達到一定滲透能力要求之建材,或其 組成為整體構造時可達一定透水率之建材,應用於敷地或鋪面設計時,

對地表逕流有良好之透水率,達到基地保水之設計要求。

材料或構造之透水性能試驗是透水鋪面設計選擇所需材料與構造性 能定量之重要參考,但相關評定尚付之闕如,現就綠建材高透水性能擬 訂之評定要項提出說明:

滲透係數K 值

依據建研所基地保水性能之研究(民 87)及綠建築解說與評估手冊

(2003 版):

1.土壤的滲透係數 K 其單位為 m/s,其物理意義為單位水頭壓力下,

水流經多孔介質之速率[L/T],可表示在含水層中的導水能力,其值愈大 滲水力愈佳。

2.基地土壤滲透係數基準值(K)可依建築技術規則進行鑽探調查,

將鑽探結果中表層土壤之「統一土壤分類」(unified classification)代入「統 一土壤分類與土壤滲透係數

k

值對照表」(如表 1)取得,此值代表基 地土壤之滲透性能。

3.本透水性能指標之評估對象為地表鋪面,為求便於評估,宜採用與 基地土壤透水性能相同之表示方式。

故本標章擬以滲透係數 K 值為鋪面之高透水性能評估指標。

(二)高透水建材認定範圍

一般來說,透水鋪面工法之區分有三:

1.單元塊磚舖置(軟底施工):一般單元塊磚鋪設之透水鋪面,其透 水性能主要藉由表面材料之間的乾砌間隙或加上部分種類塊磚本身的透 水性達成。

2.現場整體澆置(硬底施工):場整體澆置的整體型透水鋪面之其透

水性由本身孔隙達成。

3.單元塊磚表層+沙層+透水基層(硬底軟面):為以上二種之綜合 使用。

4.其他型透水鋪面:近來國內材料廠商推陳出新,研發其他類透水鋪 面,例如具有一體成型且具透水管路設計的鋪面。

表3-24 透水鋪面類別

常見透水鋪面 說明

一 單元塊磚鋪設透水鋪面(軟底施工)

常用的非連續拼接之鋪面設計:如透水 磚、連鎖磚、植草磚等

塊狀材料所構成,其構工法能 有效維持滲透至下層土壤之 滲透性。

二 現場整體澆置之透水鋪面(硬底施工)

如:透水性瀝青、透水性混凝土、多孔性 混凝版構造、透水性樹脂混合天然石砂粒 等。

透水性能主要由表層材料本 身孔隙來達成。

三 單元塊磚表層+沙層+透水基層(硬底軟 面)

兼顧表層磚抗壓及透水硬底 性能。

四 其他型透水鋪面 如:具透水管之鋪面

其他由構造設計之多孔性透 水鋪面,可達透水要求。

鑑於透水鋪面種類繁多,建議初步先針對定型材料,即其本身具有 透水性者進行認證:如各種材質之透水磚(單元塊磚)、藉構造設計之 多孔性透水鋪面等因未定型透水材料(現場澆置)其透水性尚需藉由現 場配比控制,影響透水性之變數較多,擬於下一階段再進行規範。

(三)評定要項認定程序 1.透水性能認定

鋪 面 材 料 透 水 性 能 的 測 定 , 本 標 章 擬 建 議 依 依 中 國 國 家 標 準 CNS13298「地工織物正向透水率試驗法」之定水頭試驗量測原理進行修 正,求取透水磚之正向透水率(m/s)。

該測試法以地工織物註39為對象,即用於基礎土壤、岩石、地表或 其他與地工技術有關之材料,做為人造產品、結構或系統之一部分,測 量其透水性。在該試驗法之定義下,正向透水率(Permittivity)為在層 流狀況下,單位水頭垂直通過地工織物單位截面積之體積流率。其中,

定水頭試驗方法適用範圍為 K=10-2~10-4/s,變水頭試驗方法在 10-4/s 以 下,依透水鋪面量測範圍需求,故本標章以定水頭試驗量測。

鋪面材料之滲透係數 K 值依據達西定理(Darcy Law)40計算,為 由上述所得之正向滲透率乘以試體厚度所得之值41

表3-25 高性能透水綠建材之評估指標

項目 評估指標 測試法

一 鋪面材料透 水性能

滲透係數(K) CNS13298 地工織物正向透水率試驗法之定水 頭試驗量測

2.一般材料性能要求

為確保鋪面材料之功能及品質,針對材料之力學特性需做性要之檢 測,包括抗壓性、耐磨性功能等。

抗壓強度: 鋪面之抗壓強度試驗應以使用符合 CNS 9211〔壓縮試 驗機〕所規定之壓縮試驗機測試。

耐磨性試驗: 依 CNS 13297〔混凝土製品耐磨性試驗法( 噴砂法) 〕 測試, 計算磨耗體積損失量準確至 0.1cm3 /50cm2,並計算厚度磨耗平 均值準確至0.1mm。

(四)基準依據說明

 1.統一土壤分類與土壤滲透係數

依據統一土壤分類與土壤滲透係數

k

值對照表(如下表1)42,一般土 質如砂土、粉土、黏土、高塑性黏土之k 值依次約為 10-5 m/s、10-7 m/s、

10-9 m/s、10-11 m/s,良級配礫石為 10-4 m/s,不良級配礫石為 10-3m/s。

表3-26 統一土壤分類與土壤滲透係數 k 值對照表

土層分類描述 粒徑 D10(mm) 統一土壤分類 土壤滲透係數 k(m/s)

不良級配礫石 0.4 GP 10-3

良級配礫石 GW 10-4

沈泥質礫石 GM

黏土質礫石 GC

40 達西定理 K= QL/hAt(Q 為體積,L 為試體厚度,h 為水頭,A 為試體面積,t 為時間)

41 依 CNS13298,正向透水率=Q/hAt。代入達西定理可得:K=正向透水率•試體厚度 L。

42 內政部建研所基地保水性能之研究(民 87)

不良級配砂 SP

良級配砂 0.1 SW 10-5

沈泥質砂 0.01 SM

黏土質砂 SC 10-7

泥質黏土 0.005 ML 10-8

黏土 0.001 CL 10-9

高塑性黏土 0.00001 CH 10-11

註:屬於相同土壤統一分類的不同土質,會因為緊密程度以及組成的不同,其 滲透係數的值會有所差異,最大會有±101的誤差。本表為求評估上之客觀,乃是 取其最小值,可使評估結果較為保守可信。

  2.鋪面透水性之確保

依內政部建研所基地保水性能之研究,土壤的滲透係數 k 值乃指地 表 2m 以內的滲透係數。根據相關研究及實驗發現,透水性能較原基地 土壤佳之鋪面,將能達到與裸露土壤相同的入滲效果43。亦即當鋪面之 滲透係數較下部土壤與級配料大時,可確保該鋪面之達透水性要求。

  3.透水性能基準建議

由上述可知,在一般之情況下良級配礫石之k 值最大,約為 10-4 m/s,

營建署編市區道路人行道設計手冊中亦建議單元塊磚之透水係數須達 1×10-2cm/sec 以上(即 10-4m/s),以其為基準,建議透水材料之滲透係 數(K)不得小於 10-4m/s。

4.材料基本性能建議

因透水性鋪面均供人員活動,對於材料表面之強度需加以控制,建 議針對材料之抗壓強度及耐磨性能進行規範。依內政部營建署編「市區 道路人行道設計手冊」44(民 92):欲維持人行道舖面的平整及耐用,

舖面材料的抗壓強度要求是關鍵,一般考慮人行之區域,抗壓強度達350 kgf/cm2 (5000psi)以上即可;若人行道上有機車行駛、停放情況的區 域,建議舖面材料之抗壓強度要求達500 kgf/cm2 (7000psi)以上。

依據 CNS 13295 高壓混凝土地磚規範規定,抗壓強度共分三級:

A 級 ( 適 用 於 重 型 車 道 用 ) - 抗 壓 強 度 平 均 值 應 在 65MPa

{ 650kgf/cm2}以上, 且不得有任一試樣測試值低於 59MPa{ 590 kgf/cm2} 者。

B 級(適用於中小型車道用) -抗壓強度平均值應在 50MPa{ 500

鋪面材料之滲透係數(K)須由核可之測試機構依據「CNS13298 地工 織物正向透水率試驗法之定水頭試驗量測」原理為之;測試機構出具指 定格式之報告書,供綠建材專家委員會審查。

2.材料基準性能擬定

鋪 面 材 料 之 抗 壓 性 能 及 耐 磨 性 能 須 由 核 可 之 測 試 機 構 依 據

「CNS9211」為之;測試機構出具指定格式之報告書,供綠建材專家委 員會審查。

3.文件審查

申請廠商須檢附相關施工流程、圖說、文件說明,確保日後施做時,

工法亦能符合透水性設計及要求。

表3-28 高性能透水綠建材基準建議值

評估指標 對象 基準 測試法

一 滲透係數 (K)

鋪面材料透 水性能

滲透係數(K)不得小於 10-4m/s

CNS13298 地工織物正向 透水率試驗法原理之定 水頭試驗量測

二 材料抗壓 性能

鋪面材料抗 壓性能

A 級(適用於重型車道用) B 級(適用於中小型車道用) C 級(適用於自行車及人行道 用)

CNS 9211 壓縮試驗機

三 材料耐磨 性能

鋪面材料耐 磨性能

磨耗體積損失量不得超過 15cm3/50cm2

厚度磨耗平均值不得超過 3mm。

CNS 13297 混凝土製品 耐磨性試驗法