內政部建築研究所
研究計畫成果報告
計畫主持人：陳瑞鈴
共同主持人：鄭政利
共同主持人：劉安平
建築物雨水利用系統設計範例之研究
內政部建築研究所研究計畫成果報告
計畫主持人：陳瑞鈴
共同主持人：鄭政利、劉安平
研 究 人員：廖鴻一
研 究 助理：高靜儀、詹雅惠
研究單位：內政部建築研究所
計畫編號：
MOIS892026
建築物雨水利用系統設計範例之研究
ARCHITECTURE & BUILDING RESEARCH
INSTITUTE
MINISTRY OF INTERIOR
RESEARCH PROJECT REPORT
The research of case-model for rain-water reuse
system and application in building design
BY
Jui-Ling Chen
Cheng-li Cheng
摘 要
關 鍵 詞 ： 雨水利用、綠建築、水資源指標、中水系統 台 灣 是 屬 於 溫 暖 多 雨 的 亞 熱 帶 海 島 型 氣 候，雖 然 年 平 均 雨 量 高 達 2500 公 釐 以 上 ， 但 是 由 於 降 雨 分 布 不 均 與 地 形 陡 峭，加 上 人 口 密 度 過 高，事 實 上 在 水 資 源 的 利 用 方 面 並 不 如 想 像 中 充 裕 與 方 便，每 人 平 均 分 配 到 的 雨 量 低 於 世 界 平 均 水 準 的 六 分 之 一 以 下，根 據 聯 合 國 組 織 的 評 估，台 灣 仍 列 名 缺 水 國 之 中。但 近 年 來 國 民 生 活 水 準 不 斷 提 高，都 市 用 水 需 求 大 量 增 加，更 因 新 水 源 開 發 不 易，將 使 未 來 缺 水 問 題 更 加 嚴 重。今 後 在 地 球 環 保 要 求 之 下，建 築 物 的 節 水 設 計、雨 水 利 用、中 水 系 統 勢 必 將 成 為 綠 建 築 規 劃 設 計 的 重 要 課 題，也 將 是 政 府 部 門 必 須 未 雨 綢 繆 的 政 策 方 向。本 研 究 探 討 之 對 象 主 要 為 建 築 物 的 規 劃 設 計 中 導 入 雨 水 貯 留 供 水 系 統 之 課 題，將 雨 水 以 天 然 地 形 或 人 工 方 法 予 以 截 取 貯 存，然 後 經 過 簡 單 淨 化 處 理 後 再 利 用 為 生 活 雜 用 水 的 作 法。本 研 究 計 畫 內 容 之 重 點，包 括 雨 水 利 用 系 統 設 計 技 術 的 發 展 背 景 與 變 遷，國 人 用 水 習 慣 特 徵，降 雨 量 的 地 區 特 性，雨 水 利 用 現 況 等。有 關 建 築 物 導 入 雨 水 利 用 系 統 的 計 畫 與 設 計 技 術，包 括 計 畫 與 設 計 的 進 行 方 法，系 統 設 計 與 模 擬 解 析，集 水、貯 留、處 理 及 相 關 設 施 系 統 之 檢 討，同 時 整 理 系 統 的 施 工 與 維 護 管 理 要 點 。 同 時 整 理 國 內 導 入 雨 水 利 用 系 統 之 建 築 規 劃 案 例，以 及 國 外 具 代 表 性 之 案 例，建 立 設 計 範 例 以 供 國 內 規 劃 設 計 與 推 廣 之 參 考 。ABSTRACT
Keywords：Rainwater use, Green Building, Water Resource Index, Gray Water System
Water shortage had become one of the most serious issues, which was concerned by many countries of the world. It is estimated that more than two billions people have not enough clean water to drink or use in this century. Even though, Taiwan is the most rich rainy place which located in monsoon area of the earth, the characteristic is hot, rainy and high humidity, water shortage also shake this island within these years. Just like many other countries all over the world, we have to face the situation which to build a new and huge dam is impossible or very difficult for Taiwan environment at present. Then, to develop many little dam system into buildings or urban is an acceptable idea for government and experts. That means we could formally lead the rainwater use system into building design and housing plan. In this paper, we concern about the situation of architect and designer with less engineering background and try to offer a design concept and easy utility to fit to building design. We also arranged the database of precipitation from 1985 to 1994 in Taiwan. Furthermore, we would propose a computer program to help architect or designers to simulate the efficiency of rainwater use and to help the decision making.
目 錄
中 文 摘 要 英 文 摘 要 第 一 章 緒 論 - - - 1 第 一 節 研 究 背 景 與 目 的 - - - 1 第 二 節 研 究 方 法 與 步 驟 - - - 4 第 三 節 文 獻 回 顧 - - - 6 第 二 章 建 築 物 雨 水 利 用 發 展 現 況 - - - 9 第 一 節 建 築 物 雨 水 利 用 技 術 的 變 遷 - - - 9 第 二 節 台 灣 地 區 降 雨 特 性 - - - 1 1 第 三 節 國 內 雨 水 利 用 現 況 - - - 2 8 第 四 節 國 外 雨 水 利 用 現 況 - - - 3 4 第 三 章 雨 水 利 用 之 計 畫 與 設 計 - - - 4 2 第 一 節 計 畫 原 則 與 設 計 流 程 - - - 4 2 第 二 節 設 施 構 造 與 系 統 設 計 - - - 4 6 第 三 節 貯 留 量 與 利 用 效 益 定 量 評 估 解 析 - - - 5 5 第 四 節 收 集 雨 水 、 貯 留 、 處 理 技 術 要 點 - - - 6 4第 四 章 雨 水 利 用 設 計 範 例 - - - 8 2 第 一 節 社 區 住 宅 類 建 築 - - - 8 2 第 二 節 學 校 教 育 類 建 築 - - - 9 3 第 三 節 辦 公 類 建 築 - - - 1 1 1 第 四 節 集 會 娛 樂 公 共 類 建 - - - 1 2 3 第 五 節 其 他 類 型 建 - - - 1 4 0 第 五 章 結 論 - - - 1 4 8 參 考 文 獻 - - - 1 5 1 附 錄 一 附 錄 二
圖 目 錄
圖 1-2-1 研 究 工 作 項 目 及 作 業 流 程 ---5 圖 2-2-1 台 灣 水 資 源 情 況 與 世 界 各 國 比 較 ---11 圖 2-2-2 台 北 市 1985-1999 年 總 雨 量 平 均 ---15 圖 2-2-3 台 北 地 區 1985-1999 年 降 雨 量 趨 勢 ---15 圖 2-2-4 台 北 市 1985-1994 年 月 平 均 降 雨 量 ---16 圖 2-2-5 台 北 市 百 年 間 及 十 年 間 之 月 平 均 降 雨 量 比 較 ---16 圖 2-2-6 台 北 地 區 5 年 (1897-1999 年 )長 期 降 雨 量 趨 勢 ---17 圖 2-2-7 台 北 地 區 10 年 (1897-1999 年 )長 期 降 雨 量 趨 勢 ---18 圖 2-2-8 台 北 地 區 20 年 (1897-1999 年 )長 期 降 雨 量 趨 勢 ---18 圖 2-2-9 台 北 地 區 30 年 (1897-1999 年 )長 期 降 雨 量 趨 勢 ---19 圖 2-3-1 工 研 院 能 資 所 不 鏽 鋼 集 雨 板 之 鋪 設 情 形 ---29 圖 2-3-2 工 研 院 能 資 所 雨 水 貯 留 設 施 建 構 完 工 情 形 ---30 圖 2-3-3 國 立 雲 林 科 技 大 學 田 徑 場 雨 水 貯 留 系 統 示 意 圖 ---31 圖 2-3-4 國 立 雲 林 科 技 大 學 電 子 環 安 館 雨 水 貯 留 系 統 各圖 2-3-5 海 洋 大 學 試 驗 型 雨 水 貯 集 系 統 試 驗 區 平 面 佈 置 圖 ---33 圖 2-4-1 鋼 筋 混 凝 土 構 造 的 地 下 式 雨 水 貯 留 池 構 造 示 意 圖 ---35 圖 2-4-2 地 下 式 雨 水 貯 留 池 上 方 的 過 濾 池 構 造 示 意 圖 ---35 圖 2-4-3 美 國 西 南 部 乾 旱 的 沙 漠 區 域 雨 水 收 集 利 用 系 統 ---36 圖 2-4-4 規 模 比 較 大 的 建 築 物 或 社 區 之 雨 水 槽 和 雨 水 處 理 系 統 ---36 圖 2-4-5 澳 洲 新 南 威 爾 斯 農 村 住 宅 收 集 來 自 屋 頂 的 雨 水 ---37 圖 2-4-6 潮 濕 多 霧 的 地 區 利 用 網 狀 設 備 來 收 集 水 滴 之 設 施 ---37 圖 2-4-7 路 地 尊 裝 置 概 要 及 外 觀 ---39 圖 2-4-8 天 水 尊 裝 置 概 要 及 外 觀 ---40 圖 3-1-1 建 築 物 雨 水 利 用 系 統 規 劃 設 計 步 驟 與 整 體 流 程 ---45 圖 3-2-1 於 陰 井 中 裝 置 截 留 網 籠 之 快 濾 裝 置 案 例 ---46 圖 3-2-2 做 為 雨 水 沈 澱 槽 或 貯 留 槽 之 案 例 ---52 圖 3-2-3 過 濾 裝 置 概 要 圖 ---53 圖 3-3-1 雨 水 利 用 與 貯 留 平 衡 之 概 念 ---55
圖 3-3-4 年 間 雨 水 利 用 模 擬 (貯 水 容 量 ： 25m3) ---59 圖 3-3-5 年 間 雨 水 利 用 模 擬 (貯 水 容 量 ： 50m3) ---60 圖 3-3-6 年 間 雨 水 利 用 模 擬 (貯 水 容 量 ： 100m3) ---60 圖 3-3-7 歷 年 模 擬 雨 水 利 用 率 (1985-1994 年 ) ---62 圖 3-3-8 歷 年 模 擬 自 來 水 替 代 率 (1985-1994 年 ) ---62 圖 3-4-1 簡 單 清 除 垃 圾 之 雨 水 貯 留 設 施 案 例 ---66 圖 3-4-2 簡 易 沈 砂 槽 案 例 ---67 圖 3-4-3 沈 澱 加 碎 石 過 濾 處 理 構 造 概 要 案 例 ---67 圖 3-4-4 雨 水 貯 留 滿 水 自 動 控 制 閥 門 裝 置 ---69 圖 3-4-5 雨 水 貯 留 滿 水 浮 球 控 制 閥 門 裝 置 ---69 圖 3-4-6 地 下 雨 水 貯 留 滿 水 自 動 控 制 閥 門 裝 置 ---70 圖 3-5-1 雨 水 集 水 區 域 ---75 圖 3-5-2 導 管 系 統 ---75 圖 3-5-3 雨 量 計 ---75 圖 3-5-4 細 砂 過 濾 槽 ---75 圖 3-5-5 粗 砂 過 濾 槽 ---75
圖 3-5-6 集 雨 板 材 質 測 試 ---75 圖 3-5-7 雨 水 再 利 用 系 統 圖 ---75 圖 3-5-8 雨 水 利 用 系 統 實 體 模 型 平 面 圖 ---76 圖 3-5-9 雨 水 利 用 系 統 實 體 模 型 立 面 ---76 圖 3-5-10 雨 水 利 用 系 統 實 體 模 型 ---77 圖 3-5-11 雨 水 利 用 系 統 實 體 模 型 及 集 雨 區 域 ---77 圖 3-5-12 雨 量 計 記 錄 值 與 中 央 氣 象 局 資 料 比 較 ---78 圖 3-5-13 5 月 雨 量 計 記 錄 值 與 中 央 氣 象 局 資 料 比 較 ---78 圖 3-5-14 6 月 雨 量 計 記 錄 值 與 中 央 氣 象 局 資 料 比 較 ---79 圖 4-1-1 典 型 的 獨 棟 住 宅 裝 設 雨 水 貯 水 槽 例 ---82 圖 4-1-2 雨 水 貯 水 桶 的 類 型 外 觀 例 ---83 圖 4-1-3 美 國 德 州 用 戶 裝 設 雨 水 收 集 利 用 系 統 的 案 例 ---84 圖 4-1-4 獨 棟 住 宅 雨 水 利 用 設 施 概 要 圖 ---85 圖 4-1-5 雨 水 利 用 系 統 圖 ---85
圖 4-1-8 豐 四 季 台 集 合 住 宅 雨 水 利 用 設 施 系 統 ---90 圖 4-1-9 降 雨 和 水 位 改 變 的 狀 況 ---90 圖 4-2-1 三 芝 國 小 雨 水 利 用 設 施 系 統 概 要 ---94 圖 4-2-2 江 東 區 區 立 枝 川 小 學 雨 水 利 用 系 統 組 織 模 式 圖 ---96 圖 4-2-3 都 立 小 川 高 等 學 校 雨 水 利 用 系 統 圖 ---97 圖 4-2-4 各 水 槽 與 抽 水 機 之 關 係 位 置 ---98 圖 4-2-5 花 蓮 慈 濟 技 術 學 院 外 觀 ---99 圖 4-2-6 慈 濟 技 術 學 院 雨 水 利 用 系 統 ---100 圖 4-2-7 庭 園 地 下 雨 水 貯 留 槽 外 觀 ---100 圖 4-2-8 貯 留 槽 雨 水 流 入 口 ---100 圖 4-2-9 貯 留 槽 雨 水 流 入 口 過 濾 ---100 圖 4-2-10 雨 水 貯 留 槽 水 質 情 況 良 好 ---100 圖 4-2-11 屋 頂 不 鏽 鋼 雨 水 貯 留 槽 ---101 圖 4-2-12 屋 頂 不 鏽 鋼 雨 水 貯 留 槽 ---101 圖 4-2-13 屋 頂 不 鏽 鋼 雨 水 貯 留 槽 ---101 圖 4-2-14 屋 頂 集 雨 落 水 頭 ---101
圖 4-2-15 上 智 大 學 中 央 圖 書 館 全 景 ---102 圖 4-2-16 上 智 大 學 中 央 圖 書 館 雨 水 利 用 系 統 ---103 圖 4-2-17 江 東 區 立 教 育 中 心 東 陽 圖 書 館 ---106 圖 4-2-18 雨 水 利 用 系 統 之 概 要 圖 ---107 圖 4-2-19 雨 水 集 水 管 -雨 水 過 剩 之 流 通 方 式 ---108 圖 4-2-20 利 用 人 造 地 盤 水 製 造 湧 泉 ---108 圖 4-2-21 設 置 人 工 的 湧 水 (泉 ) ---109 圖 4-2-22 壁 泉 水 景 及 其 親 水 設 施 ---109 圖 4-2-23 雨 水 利 用 量 ---109 圖 4-3-1 KI 大 樓 全 景 ---111 圖 4-3-2 KI 大 樓 導 入 具 相 當 特 色 之 建 築 設 備 系 統 ---112 圖 4-3-3 KI 大 樓 雨 水 利 用 系 統 的 概 要 流 程 ---113 圖 4-3-4 藤 田 總 公 司 大 樓 外 觀 ---114 圖 4-3-5 雨 水 利 用 系 統 略 圖 ---115
圖 4-3-8 雨 水 利 用 系 統 (包 含 排 水 再 利 用 系 統 )---118 圖 4-3-9 雜 用 水 使 用 實 績 ---119 圖 4-3-10 大 林 組 技 術 研 究 所 本 館 雨 水 利 用 系 統 圖 ---120 圖 4-4-1 東 京 巨 蛋 棒 球 場 ---123 圖 4-4-2 雨 水 利 用 系 統 ---124 圖 4-4-3 雨 水 利 用 系 統 概 念 圖 ---124 圖 4-4-4 兩 國 國 技 館 平 面 及 剖 面 圖 ---127 圖 4-4-5 葛 飾 區 交 響 樂 堂 全 景 ---133 圖 4-4-6 雨 水 利 用 與 工 業 用 水 併 用 系 統 組 織 模 式 圖 ---134 圖 4-4-7 過 濾 陰 井 ---135 圖 4-4-8 多 摩 遊 樂 場 外 觀 ---136 圖 4-4-9 雨 水 利 用 系 統 概 要 圖 ---137 圖 4-4-10 整 體 雨 水 利 用 設 施 之 流 程 ---138 圖 4-5-1 花 蓮 慈 濟 醫 院 旁 靜 思 亭 外 觀 ---140 圖 4-5-2 慈 濟 醫 院 雨 水 利 用 系 統 ---141 圖 4-5-3 慈 濟 醫 院 地 下 雨 水 貯 留 設 施 ---142
圖 4-5-4 地 面 雨 水 處 理 過 濾 裝 置 ---142 圖 4-5-5 慈 濟 醫 院 屋 頂 雨 水 貯 留 裝 置 ---142 圖 4-5-6 慈 濟 醫 院 屋 頂 集 雨 明 溝 ---142 圖 4-5-7 木 柵 動 物 園 雨 水 貯 留 利 用 設 施 ---144 圖 4-5-8 動 物 園 簡 易 雨 水 貯 留 處 理 流 程 及 設 施 概 要 ---144 圖 4-5-9 木 柵 動 物 園 雨 撲 滿 設 施 外 觀 ---145 圖 4-5-10 中 科 院 綠 島 工 作 站 雨 水 收 集 系 統 ---146 圖 4-5-11 綠 島 工 作 站 雨 水 設 施 （ 1） ---147 圖 4-5-12 綠 島 工 作 站 雨 水 設 施 （ 2） ---147 圖 4-5-13 綠 島 工 作 站 雨 水 設 施 （ 3） ---147
表 目 錄
表 1-3-1 雨 水 利 用 戶 數 、 集 水 面 積 、 貯 槽 容 積 建 議 組 合 ---8 表 2-2-1 台 灣 全 年 總 降 雨 量 ---13 表 2-2-2 台 灣 全 年 時 最 大 降 雨 量 ---14 表 2-2-3 台 北 年 雨 量 多 年 平 均 (1897-1999 年 ) ---17 表 2-2-4 台 北 市 1985 年 日 降 雨 量 ---20 表 2-2-5 台 北 市 1986 年 日 降 雨 量 ---20 表 2-2-6 台 北 市 1987 年 日 降 雨 量 ---21 表 2-2-7 台 北 市 1988 年 日 降 雨 量 ---21 表 2-2-8 台 北 市 1989 年 日 降 雨 量 ---22 表 2-2-9 台 北 市 1990 年 日 降 雨 量 ---22 表 2-2-10 台 北 市 1991 年 日 降 雨 量 ---23 表 2-2-11 台 北 市 1992 年 日 降 雨 量 ---23 表 2-2-12 台 北 市 1993 年 日 降 雨 量 ---24表 2-2-13 台 北 市 1994 年 日 降 雨 量 ---24 表 2-2-14 台 北 市 1995 年 日 降 雨 量 ---25 表 2-2-15 台 北 市 1996 年 日 降 雨 量 ---25 表 2-2-16 台 北 市 1997 年 日 降 雨 量 ---26 表 2-2-17 台 北 市 1998 年 日 降 雨 量 ---26 表 2-2-18 台 北 市 1999 年 日 降 雨 量 ---27 表 2-3-1 國 內 建 築 物 導 入 雨 水 利 用 案 例 ---28 表 3-1-1 雨 水 利 用 之 處 理 流 程 等 級 分 類 ---43 表 3-2-1 水 中 漂 流 粒 子 的 沈 澱 速 度 ---48 表 3-2-2 沈 澱 槽 處 理 之 砂 泥 特 性 粒 徑 區 別 ---51 表 3-2-3 沈 澱 槽 雨 水 滯 留 時 間 與 處 理 能 力 、 水 深 之 關 係 ---51 表 3-3-1 台 北 市 1992 年 日 降 水 量 ---57 表 3-4-1 雨 水 處 理 對 應 程 序 建 議 表 ---65 表 3-4-2 雨 水 排 水 立 管 管 徑 與 集 雨 面 積 之 參 考 關 係 表 格 ---71
表 3-4-4 修 正 台 北 地 區 適 用 雨 水 排 水 管 徑 與 集 雨 面 積 之 參 考 關 係 表 格 ---73 表 3-5-1 4 月 實 體 模 型 雨 水 觀 測 記 錄 ---80 表 3-5-2 5 月 實 體 模 型 雨 水 觀 測 記 錄 ---80 表 3-5-3 6 月 實 體 模 型 雨 水 觀 測 記 錄 ---81 表 3-5-4 7 月 實 體 模 型 雨 水 觀 測 記 錄 ---81 表 4-1-1 建 築 設 施 概 要 ---84 表 4-1-2 雨 水 利 用 量 (主 要 用 於 廁 所 便 器 ) ---86 表 4-1-3 建 築 設 施 概 要 ---87 表 4-1-4 豐 四 季 台 集 合 住 宅 建 築 設 施 概 要 ---89 表 4-1-5 控 制 雨 水 流 出 的 效 果 ---91 表 4-2-1 台 北 縣 三 芝 國 民 小 學 建 築 設 施 概 要 ---93 表 4-2-2 三 芝 國 小 節 水 前 後 用 水 度 數 比 較 表 ---94 表 4-2-3 日 本 枝 川 國 民 小 學 建 築 設 施 概 要 ---95 表 4-2-4 東 京 都 立 小 川 高 中 建 築 設 施 概 要 ---97 表 4-2-5 花 蓮 慈 濟 技 術 學 院 建 築 設 施 概 要 ---98
表 4-2-6 上 智 大 學 中 央 圖 書 館 建 築 設 施 概 要 ---102 表 4-2-7 雨 水 利 用 之 計 畫 水 量 與 實 際 利 用 記 錄 ---104 表 4-2-8 集 水 量 及 實 際 使 用 量 表 (1984 年 6 月 15 日 ~9 月 30 日 ) ---104 表 4-2-9 江 東 區 立 教 育 中 心 東 陽 圖 書 館 建 築 設 施 概 要 ---107 表 4-3-1 KI 大 樓 建 築 設 施 概 要 ---111 表 4-3-2 藤 田 總 公 司 大 樓 建 築 設 施 概 要 ---114 表 4-3-3 年 間 利 用 可 能 量 的 試 算 結 果 ---117 表 4-3-4 三 井 海 上 火 災 總 公 司 建 築 設 施 概 要 ---118 表 4-3-5 大 林 組 技 術 研 究 所 本 館 建 築 設 施 概 要 ---120 表 4-3-6 雨 水 儲 留 槽 的 年 間 水 量 平 衡 表 (1982.6~1983.5)----121 表 4-4-1 東 京 巨 蛋 棒 球 場 建 築 設 施 概 要 ---123 表 4-4-2 雨 水 使 用 水 量 及 佔 中 水 使 用 量 之 比 例 ---125 表 4-4-3 兩 國 國 技 館 建 築 設 施 概 要 ---127
表 4-5-1 花 蓮 慈 濟 醫 院 建 築 設 施 概 要 ---140 表 4-5-2 木 柵 動 物 園 雨 水 貯 留 利 用 設 施 概 要 ---143
第一章 緒論
第一節 研究背景與目的
鑑 於 世 界 上 許 多 地 區 淡 水 資 源 普 遍 缺 乏，而 且 有 逐 漸 被 污 染 破 壞 的 趨 勢 。 為 達 成 使 地 球 全 體 人 口 均 有 足 夠 良 質 淡 水 供 應 之 目 標，1992 年 地 球 高 峰 會 議 通 過 的 二 十 一 世 紀 議 程 中，特 別 訂 定 水 資 源 發 展 行 動 計 畫 綱 領 ， 就 水 資 源 整 合 發 展 與 管 理 、 飲 用 水 之 供 應 與 衛 生 、 水 資 源 水 質 及 生 態 保 護 等 七 大 課 題 提 出 行 動 方 案。聯 合 國 組 織 大 會 於 1997 年 亦 通 過 一 份 有 關 世 界 水 資 源 全盤 評 估 之 報 告 (comprehensive assessment of the freshwater
resources of the world)，除警告世界水資源需求為人口成長率之 兩 倍，若 不 採 取 適 當 之 措 施，2050 年 時，全 世 界 三 分 之 二 的 人 口 將 缺 乏 水 資 源 且 危 害 經 濟 、 農 業 、 生 態 之 發 展 ， 並 造 成 公 共 衛 生 的 問 題 及 糧 食 供 應 之 危 機。據 此，1997 年 聯 合 國 經 濟 合 作 暨 發 展 組 織(UNOECD)，於澳洲舉行之永續用水會議，達成獎勵 倡 導 節 約 用 水 措 施 、 提 升 節 水 技 術 及 推 動 社 區 參 與 水 資 源 開 發 工 作 等 共 識。最 近 一 次 國 際 會 議 於 1998 年 4 月 德 國 波 昂 舉 行 ， 「 全 球 水 資 源 政 策 － 跨 國 水 資 源 管 理 合 作 會 議 」 中 已 明 白 昭 示 ， 二 十 一 世 紀 是 爭 水 的 世 紀 ， 此 一 事 實 ， 似 乎 已 在 台 灣 提 前 上 演 。 其 中 濱 南 工 業 區 與 台 南 科 學 園 區 之 供 水 問 題 ， 已 引 起 各 界 注 目 與 爭 論 ， 更 值 得 深 思 的 是 ， 多 項 重 大 水 資 源 開 發 工 程 與 興 建 計 畫 ， 受 到 不 少 民 眾 反 對 ， 以 致 無 法 順 利 動 工 興 建 ， 倘 若 推 行 建 築 雨 水 或 中 水 水 源 替 代 方 案 可 望 化 解 民 眾 阻 力 。 有 鑑 於 此，在 綠 建 築 政 策 中 特 別 提 出「 水 資 源 指 標 」以 作 為 因 應 節 水 政 策 的 一 環 ， 此 指 標 以 開 闢 雨 水 資 源 （ 開 源 ） 與 省 水 器 具 的 使 用 及 中 水 道 使 用 （ 節 流 ） 作 為 舒 緩 水 荒 的 兩 個 主 要 的 方 法 。 所 謂 雨 水 貯 留 供 水 系 統 ， 係 將 雨 水 以 天 然 地 形 或 人 工 方
灌 等 雜 用 水 之 用 。 為 提 供 綠 建 築 設 計 實 務 之 應 用 技 術 ， 除 了 雨 水 利 用 系 統 之 理 論 及 處 理 技 術 外 ， 從 建 築 師 及 設 計 工 程 師 的 觀 點，整 合 本 土 化 之 設 計 技 術 與 方 法，在 建 築 物 設 計 實 務 上 推 動， 有 其 迫 切 之 必 要 性 。 故 本 所 環 控 組 於 綠 建 築 與 居 住 環 境 科 技 計 畫 下 結 合 「 建 築 污 染 防 制 科 技 」 與 「 建 築 資 源 利 用 科 技 」 綜 合 提 出「 建 築 物 雨 水 利 用 系 統 設 計 範 例 之 研 究 」(以 下 簡 稱 本 研 究 或 本 計 畫 )，針 對 建 築 物 之 雨 水 利 用 系 統 之 設 計 方 法 進 行 文 獻 收 集 及 實 例 探 討 ， 俾 使 有 助 於 建 築 資 源 有 效 利 用 ， 提 供 建 築 設 計 上 有 效 之 本 土 化 雨 水 利 用 系 統 設 計 實 務 技 術 。 都 市 或 建 築 物 之 雨 水 利 用 系 統 建 設 是 節 約 用 水 的 有 效 途 徑 之 一，從 使 用 水 的 用 途 來 看，在 人 們 日 常 生 活 使 用 的 總 水 量 中， 僅 廁 所 沖 洗 就 佔 35% 左 右 。 因 此 ， 如 果 在 機 關 、 學 校 、 住 宅 、 賓 館 、 飯 店 等 小 區 建 立 雨 水 利 用 系 統 ， 將 這 些 小 區 域 或 大 樓 的 雨 水 就 近 收 集、就 地 處 理、就 近 回 用，作 為 城 市 雜 用 水（ 中 水 ）， 用 於 沖 洗 廁 所 、 清 洗 車 輛 、 綠 化 、 噴 灑 街 道 ， 作 為 景 觀 用 水 及 河 湖 補 充 水 等 ， 將 可 節 省 相 當 可 觀 的 水 資 源 。 雨 水 貯 留 供 水 系 統 就 是 將 環 境 中 水 文 循 環 再 生 過 程 的 雨 水 ， 以 天 然 地 形 或 人 工 方 法 予 以 截 取 貯 存 並 加 以 利 用 (鄭 ， 1998)， 方 式 上 主 要 是 以 屋 頂 、 地 面 集 流 為 主 。 在 廣 義 的 利 用 上 可 用 在 農 業 灌 溉 或 做 為 工 業 ， 民 生 用 水 之 替 代 性 補 充 水 源 ， 建 築 物 或 都 市 防 火 救 火 用 貯 水 。 如 果 廣 泛 地 導 入 都 市 環 境 的 規 劃 設 計 ， 將 降 雨 暫 時 的 貯 留 利 用 ， 也 有 減 低 城 市 降 雨 的 洪 峰 負 荷 量 的 功 能 ， 減 少 都 市 水 災 的 發 生 機 率 。 本 研 究 之 主 要 目 的 為 提 供 建 築 師 及 設 計 工 程 師，在 綠 建 築 規 劃 設 計 上 之 應 用 技 術 ， 針 對 建 築 物 之 雨 水 利 用 系 統 之 規 劃 設 計 案 例 ， 進 行 文 獻 收 集 及 實 例 探 討 ， 對 於 建 築 資 源 有 效 利 用 的 課 題 上 提 供 有 效 之 設 計 參 考 範 例 。 本 研 究 之 目 的 茲 簡 要 分 述 如 下 。 1、 對 國 內 外 雨 水 貯 留、處 理、利 用 設 施 等 案 例 蒐 集 及 分 析 ， 探 討 其 推 動 實 施 上 之 優 缺 點 。
築 物 給 排 水 系 統 設 計 應 用 之 參 考 。 3、 查 蒐 集 國 內 外 雨 水 利 用 系 統 設 計 案 例，並 彙 整 成 建 築 設 計 上 可 供 參 考 之 設 計 範 例 。 最 後 擬 檢 討 雨 水 利 用 系 統 導 入 建 築 設 計 之 推 廣 執 行 技 術 要 點 ， 提 供 支 援 綠 建 築 設 計 技 術 。
第二節 研究方法與步驟
根 據 本 研 究 預 期 之 成 果 目 標，研 究 之 主 要 內 容 有 三 部 分，依 不 同 之 工 作 內 容 ， 採 用 之 研 究 方 法 與 進 行 步 驟 大 致 如 下 ， 首 先 是 國 內 外 既 有 研 究 及 相 關 理 論 資 料 的 蒐 集 與 整 理 ， 將 透 過 網 路 資 訊 的 檢 索 與 既 有 文 獻 的 蒐 集 來 整 理 ， 同 時 也 將 整 理 台 灣 歷 年 之 降 雨 氣 象 資 料 與 國 人 民 生 用 水 量 之 基 本 資 料 ， 作 為 本 研 究 雨 水 利 用 系 統 規 劃 之 重 要 設 計 參 數 。 降 雨 氣 象 資 料 方 面 ， 主 要 以 中 央 氣 象 局 各 地 氣 象 測 站 歷 年 監 測 紀 錄 為 基 本 依 據 。 其 次 是 整 合 雨 水 利 用 系 統 之 理 論 與 實 際 應 用 實 務 技 術 ， 建 立 適 用 於 國 內 之 本 土 化 數 值 摸 擬 預 測 模 式 與 設 計 手 法 範 例 。 本 階 段 也 將 同 時 建 構 雨 水 利 用 實 體 模 型 ， 進 行 觀 測 記 錄 驗 證 理 論 預 測 模 式 ， 並 導 入 電 腦 工 具 輔 助 大 量 資 料 之 運 算 與 解 析 工 作 。 最 後 一 部 分 的 工 作 內 容 則 是 國 內 現 況 實 際 採 用 雨 水 利 用 系 統 建 築 案 例 的 調 查 與 整 理 ， 以 及 國 外 代 表 案 例 的 蒐 集 與 整 理 ， 以 實 際 之 案 例 分 析 探 討 個 案 例 之 優 缺 點 與 實 際 運 作 執 行 之 相 關 問 題 ， 同 時 檢 討 導 入 雨 水 利 用 系 統 未 來 改 進 之 方 法 與 技 術 。 整 合 上 述 之 研 究 內 容 ， 本 研 究 最 終 之 目 標 在 於 建 立 建 築 物 導 入 雨 水 利 用 系 統 之 規 劃 設 計 手 法 與 操 作 範 例 ， 以 供 國 內 政 府 部 門 相 關 技 術 規 範 研 擬 與 綠 建 築 政 策 推 廣 宣 導 之 依 據 ， 以 及 民 間 建 築 師 、 設 計 工 程 師 進 行 建 築 物 規 劃 設 計 時 之 參 考 。 在 研 究 方 法 上，本 研 究 係 根 據 研 究 內 容 採 取 適 當 之 方 法，包 括 資 料 檢 索 比 較 、 數 值 模 擬 解 析 、 實 體 設 施 實 驗 驗 證 、 現 況 調 查 、 案 例 分 析 等 等 。 計 畫 預 定 進 行 之 步 驟 流 程 ， 以 及 研 究 內 容 工 作 項 目 概 要 如 下 列 流 程 圖 所 示 ：提出研究成果 結論與建議 建立雨水利用系統 規劃設計範例 建構實體模型觀測記錄 理論驗證與評估 國內外既有文獻蒐集 研究計畫之擬定與提出 雨水利用數值模擬預 測模式建立 雨水利用系統設計 理論與實務資料整合 降雨氣象資料整理 用水基本資料建立 是否合理適當 否 是 國內外建築設計 案例調查蒐集 案例分析與系統 規劃設計檢討 設計案例格式化 整理 圖 1-2-1 研 究 工 作 項 目 及 作 業 流 程
第三節 文獻回顧
一 般 有 關 地 球 環 境 永 續 發 展 之 文 獻 ， 都 會 提 到 在 人 類 的 文 化 、 宗 教 、 甚 至 於 一 般 生 活 之 中 ， 水 都 是 不 可 或 缺 的 要 素 。 地 球 表 面 有 三 分 之 二 的 面 積 被 水 覆 蓋 ， 其 中 97%是 鹹 水 ， 只 有 3% 的 淡 水 ， 而 這 些 淡 水 大 部 分 封 存 於 冰 河 或 北 極 冰 帽 中 ， 事 實 上 地 球 上 可 供 人 使 用 的 無 污 染 淡 水，其 數 量 是 有 限 的 [資 料 來 源 ： 文 獻 A-7]。水是地球上珍貴的資源之一，全球人口的迅速成長、 工 業 生 產 活 動 與 食 物 生 產 的 大 量 用 水 需 求 ， 已 使 水 資 源 供 應 不 足 的 壓 力 與 日 具 增 。 再 加 上 水 質 受 污 染 的 影 響 ， 目 前 即 使 是 在 水 量 豐 沛 的 地 區 ， 用 水 都 是 一 項 相 當 昂 貴 的 消 費 。 缺 水 逐 漸 成 為 各 國 面 臨 的 重 大 問 題 之 一 。 世 界 上 大 部 分 的 國 家 ， 為 能 解 決 水 資 源 的 困 境、提 供 其 國 內 必 要 且 充 足 的 用 水，「 開 源 節 流 」成 為 各 國 水 資 源 管 理 的 主 要 政 策 。 與 我 國 鄰 近 的 日 本 ， 其 國 內 水 資 源 情 況 與 我 國 十 分 相 似 ， 都 是 位 於 全 球 季 風 氣 候 雨 量 豐 沛 的 地 區 。 台 灣 年 平 均 雨 量 約 2500 公 釐，日 本 年 平 均 雨 量 約 1700 公 釐，但 是 由 於 地 狹 人 稠 ， 以 每 個 人 每 年 分 配 到 之 降 雨 量 來 評 估 ， 均 遠 不 及 全 世 界 之 平 均 值。而 日 本 則 早 在 1980 年 代 便 相 當 重 視 此 問 題，在 地 球 環 境 相 關 課 題 中 有 不 少 研 究 與 檢 討 。 日 本 建 設 大 臣 官 房 官 廳 營 繕 部 於 1991 年，監 修「 排 水 再 利 用、雨 水 利 用 系 統 設 計 基 準、同 解 說 」， 之 後 ， 便 有 不 少 雨 水 利 用 計 數 之 相 關 出 版 品 ， 並 由 政 府 大 力 輔 導 推 廣 。 配 合 政 府 的 政 策 及 相 關 法 令 執 行 ， 至 今 不 論 是 公 部 門 或 民 間 均 有 不 少 成 功 之 案 例 。 ﹝ 資 料 來 源 ： 文 獻 B-6，B-1﹞ 都 市 或 建 築 物 之 雨 水 利 用 系 統 建 設 是 節 約 用 水 的 有 效 途 徑 之 一，從 使 用 水 的 用 途 來 看，在 人 們 日 常 生 活 使 用 的 總 水 量 中， 僅 廁 所 沖 洗 就 佔 35% 左 右 。 因 此 ， 如 果 在 機 關 、 學 校 、 住 宅 、 賓 館 、 飯 店 等 小 區 建 立 雨 水 利 用 系 統 ， 將 這 些 小 區 域 或 大 樓 的 雨 水 就 近 收 集、就 地 處 理、就 近 回 用，作 為 城 市 雜 用 水（ 中 水 ）， 用 於 沖 洗 廁 所 、 清 洗 車 輛 、 綠 化 、 噴 灑 街 道 ， 作 為 景 觀 用 水 及 河 湖 補 充 水 等 ， 將 可 節 省 相 當 可 觀 的 水 資 源 。 雨 水 貯 留 供 水 系主 要 是 以 屋 頂 、 地 面 集 流 為 主 。 在 廣 義 的 利 用 上 可 用 在 農 業 灌 溉 或 做 為 工 業 ， 民 生 用 水 之 替 代 性 補 充 水 源 ， 建 築 物 或 都 市 防 火 救 火 用 貯 水 。 如 果 廣 泛 地 導 入 都 市 環 境 的 規 劃 設 計 ， 將 降 雨 暫 時 的 貯 留 利 用 ， 也 有 減 低 城 市 降 雨 的 洪 峰 負 荷 量 的 功 能 ， 減 少 都 市 水 災 的 發 生 機 率 。 雨 水 利 用 貯 留 系 統 在 水 資 源 逐 漸 匱 乏 且 污 染 嚴 重 的 今 天 ， 在 各 地 逐 漸 興 起 ， 學 者 提 出 雨 水 利 用 貯 留 系 統 的 特 性 及 優 點 ， 並 配 合 政 策 、 民 眾 教 育 、 經 費 等 問 題 來 探 討 雨 水 利 用 貯 留 系 統 的 可 行 性 ﹝ 資 料 來 源：文 獻 A-1﹞。在國內雨水利用處於起步階 段 ， 大 多 由 經 濟 部 水 資 源 局 節 水 服 務 團 指 導 規 劃 ， 從 雨 水 利 用 系 統 規 劃 、 雨 水 貯 留 槽 的 設 置 、 容 量 的 掌 握 、 雨 水 的 處 理 、 給 水 裝 置 、 維 護 管 理 等 都 有 初 步 的 系 統 規 劃 ﹝ 資 料 來 源 ： 文 獻 A-2﹞﹝資料來源：文獻 A-3﹞。 雨 水 利 用 系 統 常 見 的 是 學 校 建 築 ， 以 三 芝 國 小 為 例 ， 小 學 生 用 水 習 慣 的 推 估 來 看 ， 目 前 國 內 每 一 位 小 學 生 每 天 用 在 廁 所 的 沖 水 量 約 在 23 公 升 左 右 ； 也 就 是 說 ， 1500 個 學 生 每 天 約 需 要 35 噸 的 衛 廁 沖 水 量。這 些 沖 水 量 若 能 全 部 經 由 雨 水 的 收 集 或 其 他 替 代 水 源 的 利 用 來 取 代 自 來 水 ， 每 年 可 以 省 下 來 的 自 來 水 用 量 預 計 可 達 到 5,000 噸 以 上 ， 效 果 可 謂 相 當 驚 人 ， 尤 其 學 校 同 時 配 合 省 水 器 材 的 設 置 ， 相 信 將 來 雨 水 的 替 代 率 會 再 逐 步 升 高 ﹝ 資 料 來 源 ： 文 獻 A-6﹞ 。 雨 水 利 用 系 統 在 住 宅 使 用 規 畫 上 ， 由 自 來 水 替 代 率 的 角 度 來 看 ， 在 同 樣 大 小 的 集 水 面 積 和 貯 留 槽 容 積 的 情 況 下 ， 當 集 合 住 宅 的 戶 數 、 居 住 人 口 及 使 用 水 量 愈 多 ， 則 自 來 水 替 代 率 就 越 低 。 但 在 經 濟 效 益 方 面 ， 規 模 較 大 的 住 宅 有 較 大 的 集 雨 面 積 ， 貯 留 槽 容 積 和 較 的 多 戶 數 來 分 攤 雨 水 利 用 設 施 費 用 ， 其 經 濟 性 反 而 比 小 規 模 住 宅 來 得 好 。
表 1-3-1 雨 水 利 用 戶 數 、 集 水 面 積 、 貯 槽 容 積 建 議 組 合 400 戶 800 戶 1200 戶 1600 戶 集 水 面 積 (m2) 5000 10000 15000 20000 貯 槽 容 積 (m3 ) 300 600 900 1200 ﹝ 資 料 來 源 ： 文 獻 A-4﹞ 在 現 行 的 水 價 標 準 下 ， 雖 然 雨 水 利 用 有 相 當 不 錯 的 省 水 成 效 ， 但 是 經 過 經 濟 評 估 之 後 ， 雨 水 利 用 的 可 行 性 與 經 濟 性 卻 變 得 很 低 。 若 能 配 合 經 濟 部 政 策 適 當 的 調 整 水 價 結 構 ， 不 僅 可 達 到 以 價 制 量 的 效 果 ， 又 可 以 使 雨 水 利 用 更 具 經 濟 性 與 可 行 性 ， 如 此 ， 雨 水 利 用 將 可 推 行 並 達 到 節 省 水 資 源 的 目 標 。 ﹝ 資 料 來 源 ： 文 獻 A-4﹞
第二章 建築物雨水利用發展現況
第一節 建築物雨水利用技術的變遷
自 從 人 類 文 明 進 入 農 業 社 會 之 後，雨 水 就 已 經 被 廣 泛 的 利 用 於 農 耕 或 建 築 環 境 之 中 ； 也 曾 經 被 很 多 無 名 的 房 屋 建 造 者 運 用 於 傳 統 的 風 土 建 築 物 之 中 ， 長 達 數 世 紀 之 久 。 事 實 上 ， 若 從 整 個 人 類 的 歷 史 來 看 ， 水 與 建 築 之 間 的 關 係 ， 幾 乎 是 在 所 有 的 氣 候 區 與 文 化 中 ， 過 去 的 房 屋 設 計 者 其 所 關 心 的 重 點 是 如 何 讓 水 遠 離 建 築 物 ， 因 為 建 築 物 的 功 能 之 一 是 「 遮 風 蔽 雨 」。 直 到 最 近 的 100 年 ， 清 潔 且 能 集 中 處 理 的 （ 自 來 ） 水 出 現 ， 使 得 建 築 物 內 有 自 來 水 供 應 系 統 或 其 他 的 給 水 設 備 變 得 很 普 遍 ， 但 也 只 限 於 在 已 開 發 的 工 業 化 國 家 或 一 些 開 發 中 的 國 家 。 目 前 在 世 界 上 的 其 他 地 區 ， 特 別 是 在 許 多 貧 窮 的 第 三 世 界 國 家 ， 供 水 至 建 築 物 內 仍 是 一 項 不 容 易 或 無 法 普 遍 達 成 的 工 作 。 自 來 水 的 出 現，使 得 雨 水 運 用 更 不 易 受 屋 主 或 建 築 設 計 者 的 歡 迎 。 換 言 之 ， 目 前 在 工 業 化 的 社 會 中 ， 推 動 雨 水 利 用 的 確 是 比 較 困 難 的 工 作 ， 除 自 來 水 獲 得 的 便 利 性 之 外 ， 雨 水 再 利 用 設 備 的 裝 設 成 本 要 求 由 個 人 支 付 。 裝 設 相 關 設 備 投 資 的 利 息 可 能 遠 高 於 付 給 公 共 設 施 使 用 成 本 的 利 息 ， 其 初 期 的 裝 置 成 本 也 可 能 比 單 純 與 自 來 水 設 施 的 線 路 銜 接 （ 線 路 架 設 ） 費 用 高 。 雖 然 如 此 ， 近 年 來 ， 由 於 受 地 球 水 資 源 保 育 觀 念 的 影 響 ， 直 到 大 約在 二 十 年 前 ，Prof. V.T. Chow、Prof. L.S. Lau、Prof. Y.S. Fok 在研商
討 論 雨 水 資 源 化 以 及 對 雨 水 利 用 之 重 新 認 識 、 國 土 整 治 中 之 意 義 ， 想 到 雨 水 利 用 的 重 要 性 。 因 此 ， 推 舉 夏 威 夷 大 學 土 木 系 霍 雨 時 教 授 開 始 籌 備 第 一 屆 國 際 雨 水 貯 留 供 水 系 統 會 議 歷 時 三 載，於 1982 年 於 美 國 夏 威 夷 檀 香 山 召 開 第 一 屆 國 際 雨 水 貯 集 供
洛 比 舉 行，1995 年 於 中 國 的 北 京 市 召 開 第 七 屆 會 議，而 1997 年 的 會 議 則 再 移 師 中 東 的 伊 朗 首 都 德 黑 蘭 舉 行 ， 近 20 年 來 ， 雨 水 貯 留 供 水 系 統 已 經 漸 漸 為 世 界 各 國 所 重 視 。 雨 水 利 用 的 作 法 其 環 境 利 益 是 持 續 的，政 府 應 有 鼓 勵 的 誘 因 與 適 宜 的 配 套 措 施 ， 才 能 鼓 勵 與 落 實 這 些 重 視 資 源 節 約 的 行 為 。 水 對 人 類 生 活 與 建 築 的 可 能 貢 獻 可 以 說 是 不 勝 枚 舉 的 ， 也 是 變 化 多 端 的 ， 全 視 人 類 如 何 適 當 的 設 計 來 回 應 水 資 源 的 供 給 、 使 用 、 與 回 收 再 利 用 。 無 論 是 在 雨 水 充 沛 或 乾 旱 的 地 區 ， 一 些 歐 美 、 紐 澳 、 中 東 或 非 洲 地 區 國 家 的 作 法 是 值 得 我 們 學 習 的 。
第二節 台灣地區之降雨特性
台 灣 屬 於 溫 暖 多 雨 的 亞 熱 帶 海 島 型 氣 候 ， 雖 然 有 豐 沛 的 降 雨 量，年 平 均 降 雨 量 高 達 2500 公 釐 以 上，大 約 是 全 世 界 降 雨 量 平 均 值 970 公 釐 的 2.5 倍 。 但 是 受 限 於 先 天 地 形 與 氣 候 環 境 的 關 係 ， 如 山 坡 陡 直 和 經 常 集 中 性 、 不 平 均 分 佈 之 豪 雨 ， 使 得 八 成 以 上 的 降 水 都 直 接 急 流 入 海 。 再 加 上 地 狹 人 稠 ， 以 每 個 人 每 年 可 分 配 到 的 雨 量 為 指 標 加 以 比 較 ， 台 灣 每 個 人 每 年 可 以 分 配 到 的 降 雨 量 僅 有 4300 立 方 公 尺，不 及 全 世 界 平 均 值（ 27000 立 方 公 尺 /人、年 ）的 六 分 之 一，還 不 及 沙 烏 地 阿 拉 伯，在 聯 合 國 組 織 的 報 告 中 仍 列 名 在 缺 水 國 之 中 ， 如 圖 2-2-1 所 示 。 以 上 述 之 特 徵 而 言 ， 台 灣 確 實 是 一 個 「 雨 量 豐 沛 的 缺 水 國 」。 圖 2-2-1 台 灣 水 資 源 情 況 與 世 界 各 國 比 較 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000澳洲
印尼
美國
沙烏地阿拉伯台灣
日本
平均
27000 5241 4300 2510 1714 970 (mm/year) (m3/year.person) 年 平 均 降 雨 量 每 個 人 每 年 可 分 配 到 的 降2-2-1 台灣地區雨量 關 於 台 灣 地 區 的 降 雨 量 及 降 雨 情 形 ， 表 2-2-1 及 表 2-2-2 為 台 灣 地 區 12 個 降 雨 測 站 所 記 錄，自 1985 年 到 1999 年 間 之 年 平 均 降 雨 記 錄。根 據 各 測 站 之 降 雨 記 錄，15 年 之 平 均 降 雨 量 以 基 隆 測 站 3826mm 為 最 大 ， 澎 湖 測 站 雨 量 895 mm 為 最 少 ， 整 體 而 言，各 地 區 雨 量 這 15 年 來 均 呈 現 降 雨 量 減 少 的 趨 勢。另 外 ， 有 關 水 源 的 取 得 與 水 源 保 護 方 面 ， 台 灣 的 區 域 水 源 依 自 來 水 法 及 省 市 施 行 細 則 公 告 劃 設 之 水 源 保 護 區 計 有 九 十 六 處 ， 總 面 積 達 九 千 八 百 零 四 平 方 公 里 ， 幾 乎 佔 全 台 灣 面 積 的 四 分 之 一 左 右 。 在 水 庫 的 建 設 與 營 運 方 面 ， 截 至 民 國 八 十 四 年 為 止 ， 台 灣 地 區 共 有 水 庫 三 十 九 座 、 調 整 池 五 座 及 池 埤 約 八 百 餘 口 。 由 此 可 以 瞭 解 水 資 源 的 開 發 與 保 護 ， 事 實 上 耗 費 國 家 社 會 資 源 甚 鉅 ， 再 相 較 於 國 外 水 資 源 利 用 現 況 及 最 新 發 展 ， 以 目 前 由 政 府 補 貼 之 低 水 價 政 策 ， 確 實 有 調 整 之 必 要 ， 而 這 也 是 政 府 與 全 民 必 須 面 對 之 課 題 。
表 2 - 2 - 1 台 灣 全 年 總 降 雨 量 （ m m / 年 ） 年 度 台 北 基 隆 花 蓮 宜 蘭 澎 湖 台 南 1985 年 2487.903 4322.804 2495.802 3233.102 1050.300 1391.598 1986 年 2605.601 4586.912 2396.400 2878.604 982.100 1588.799 1987 年 2219.101 4260.104 2327.600 2393.702 777.000 1347.700 1988 年 2809.603 4533.808 2987.301 4276.208 658.300 2097.000 1989 年 2268.602 3598.401 2229.901 2749.803 879.700 1230.699 1990 年 2913.000 4452.312 3003.100 2936.200 1372.398 1578.699 1991 年 2215.899 3302.999 1795.100 2546.002 582.800 1694.299 1992 年 2386.902 3630.400 2516.300 2720.900 1021.700 2325.700 1993 年 1744.998 3053.600 989.000 1937.495 726.000 1211.299 1994 年 2043.698 3458.500 1977.500 2969.101 601.599 2106.500 1995 年 1716.700 2881.900 2181.900 2279.300 913.000 977.600 1996 年 2253.100 3932.000 2707.500 2963.600 867.100 1025.800 1997 年 2595.000 3203.400 1505.500 1836.300 682.900 1949.600 1998 年 4404.700 5438.100 3557.500 4945.300 1258.400 1840.100 1999 年 1958.100 2746.700 1660.000 2196.900 1054.600 2135.200 年 度 高 雄 台 中 阿 里 山 恆 春 日 月 潭 台 東 1985 年 1995.600 2074.399 4133.403 2418.401 2808.098 2015.099 1986 年 1622.099 1528.599 3476.401 1706.499 2506.502 1733.798 1987 年 1554.399 1393.598 3588.299 2164.001 2432.402 1480.500 1988 年 1934.600 1209.599 3642.001 2110.001 1997.098 2180.701 1989 年 1382.599 1639.099 3654.701 1959.699 2347.999 1759.099 1990 年 1834.300 2042.700 5019.299 2126.701 2973.001 3202.101 1991 年 1810.300 979.100 3094.002 2449.600 1542.498 2277.900 1992 年 1973.699 1790.897 4622.104 1696.500 2433.200 1373.799 1993 年 1083.500 1110.600 2641.800 994.200 1851.999 1281.099 1994 年 2470.001 2027.598 4037.700 1651.400 1870.299 1995 年 1134.100 1376.000 2673.100 2099.000 2239.900 1742.900 1996 年 1107.400 1615.700 4647.000 1400.500 2443.500 1707.900 1997 年 2118.400 1976.400 3611.100 1866.000 2438.100 1191.800 1998 年 2433.900 2177.300 4364.200 2650.300 3063.400 2418.900 1999 年 2763.600 1390.400 3074.900 3100.000 2107.200
表 2-2-2 台 灣 全 年 時 最 大 降 雨 量 （ mm/時 ） 年 度 台 北 基 隆 花 蓮 宜 蘭 澎 湖 台 南 1985 年 51.5 55.0 72.5 88.9 39.2 35.9 1986 年 48.5 51.8 52.0 24.3 37.9 60.0 1987 年 50.0 95.3 61.0 59.2 31.4 59.0 1988 年 69.5 71.0 58.9 74.3 42.4 63.5 1989 年 60.0 33.5 72.0 40.0 35.0 48.5 1990 年 58.5 55.0 106.0 37.2 35.3 27.1 1991 年 94.5 95.0 65.0 40.0 19.0 68.0 1992 年 60.5 29.5 66.5 50.5 38.0 56.0 1993 年 66.0 60.5 21.5 24.2 32.3 40.5 1994 年 37.4 64.6 51.0 56.5 20.5 112.5 1995 年 39.5 20.9 40.5 49.5 35.8 38.0 1996 年 72.0 56.0 90.0 41.0 35.5 42.0 1997 年 54.0 40.5 54.0 51.0 29.5 62.5 1998 年 81.0 71.5 53.5 65.0 30.5 43.0 1999 年 51.0 64.5 48.0 31.3 39.5 66.5 年 度 高 雄 台 中 阿 里 山 恆 春 日 月 潭 台 東 1985 年 72.0 31.6 70.0 49.0 60.2 43.5 1986 年 58.0 62.7 77.4 42.0 63.8 63.0 1987 年 46.5 38.5 65.6 69.0 81.0 38.5 1988 年 49.2 86.4 55.5 64.1 56.2 70.0 1989 年 51.5 56.5 60.5 73.0 59.7 53.5 1990 年 69.5 47.5 67.5 46.5 65.0 83.0 1991 年 46.0 39.6 50.0 50.4 38.9 60.4 1992 年 70.6 82.1 60.0 52.5 58.1 35.9 1993 年 34.0 32.0 63.5 54.5 46.8 41.0 1994 年 66.5 71.5 53.5 46.5 59.0 1995 年 39.3 60.8 42.0 84.5 85.7 48.0 1996 年 45.5 35.5 112.5 50.5 68.3 76.5 1997 年 51.0 45.2 47.5 41.5 55.0 40.0 1998 年 44.5 45.7 72.5 78.5 70.6 70.5 1999 年 65.5 46.5 38.0 88.0 49.0
0 1000 2000 3000 4000 5000 1985年 1987年 1989年 1991年 1993年 1995年 1997年 1999年 年 年 平 均 降 雨 量 ( m m ) 2-2-2 台北市雨量 本 小 節 針 對 台 北 地 區 降 雨 資 料 的 整 理，作 為 建 築 水 資 源 利 用 及 雨 水 再 利 用 之 模 擬 檢 討 計 算 依 據 。 根 據 中 央 氣 象 局 就 台 北 市 1985-1999 年 降 雨 量 資 料 ， 整 理 出 台 北 市 平 均 年 降 雨 量 統 計 資 料 圖 2-2-2 所 示 。 平 均 15 年 間 的 降 雨 量 為 2442mm， 年 平 均 降 雨 量 以 1998 年 達 到 4405mm 為 最 大 降 雨 量 ， 1995 年 的 1717mm 為 降 雨 最 少 年 度 ， 其 他 年 平 均 降 雨 量 約 在 2000-2500mm 之 間 ， 由 圖 2-2-3 可 看 出 15 年 間 降 雨 量 有 略 增 趨 勢 。 1985 年 平 均 降 雨 量 為 2488mm， 與 全 台 北 15 年 間 年 平 均 降 雨 量 最 接 近 。 圖 2-2-2 台 北 市 1985-1994 年 總 雨 量 平 均 3000 4000 5000 年 降 雨 量
圖 2-2-3 台 北 地 區 198 5-1999 年 降 雨 量 趨 勢 圖 2-2-4 台 北 市 1985-1994 年 月 平 均 降 雨 量 每 一 地 區 每 年 之 降 雨 情 況 與 時 間 分 佈 有 其 不 同 之 特 性，但 大 致 上 以 一 年 為 單 位 有 其 大 致 相 近 之 特 性 ， 因 此 在 雨 水 利 用 及 其 效 益 評 估 上 ， 根 據 過 去 降 雨 資 料 來 加 以 模 擬 檢 討 ， 對 於 未 來 狀 況 預 測 與 檢 討 可 以 獲 得 大 致 相 近 之 結 果 。 由 台 北 市 1985-1994 年 每 小 時 平 均 降 雨 量 原 始 資 料 ， 可 以 整 理 出 1985-1994 年 每 月 0 200 400 600 800 1000 1200 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年 月 降 雨 量 ( m m ) 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
降 雨 量 起 伏 變 化 較 大 。 統 計 台 北 市 1985-1994 年 每 月 的 日 降 水 量 整 理 出 月 平 均 降 水 量 ， 並 與 台 北 市 1897-1990 年 月 平 均 降 雨 量 的 回 歸 週 期 做 比 較 ， 由 圖 2-2-5 得 知 在 9 月 份 的 月 平 均 降 雨 量 兩 者 差 距 達 123mm， 其 他 月 份 的 降 水 量 無 較 明 顯 之 變 化 。 圖 2-2-5 台 北 市 百 年 間 及 十 年 間 之 月 平 均 降 雨 量 比 較 2-2-3 台北雨量之長期性變化 劉 衍 淮 先 生 與 戚 啟 勳 先 生 ， 曾 分 別 統 計 1897-1960 年 與 1961-1985 年 之 台 北 雨 量 ， 茲 再 予 延 續 至 1999 年 ， 仍 以 5 年 、 10 年 、 20 年 及 30 年 平 均 加 以 分 析 如 表 2-2-3， 由 圖 1 可 知 ， 以 5 年 降 雨 量 平 均 而 言 ， 台 北 之 雨 量 有 相 當 大 之 波 動 ， 以 最 近 5 年 之 平 均 為 2803mm ， 居 於 首 位 ， 其 次 為 1986-1990 年 之 2563mm。雨 量 最 小 為 1961-1965 年 之 1748mm，其 次 為 1906-1910 年 之 1852mm 及 1951-1955 年 之 1856mm (二 者 相 差 甚 微 )。以 中、 長 期 趨 勢 而 言 ， 由 10 年 、 20 年 、 30 年 之 趨 勢 可 看 出 有 逐 漸 增 加 之 趨 勢 ， 如 圖 2-2-6、 2-2-7、 2-2-8、 2-2-9 所 示 。 0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月 月 平 均 降 水 量 （ m m ） 1985-1994月 1897-1990月
1 9 3 1 - 1 9 3 5 2 , 0 5 9 1 9 3 6 - 1 9 4 0 2 , 1 4 5 2 , 1 0 2 1 9 4 1 - 1 9 4 5 2 , 0 5 0 1 9 4 6 - 1 9 5 0 2 , 1 3 8 2 , 0 9 4 1 9 5 1 - 1 9 5 5 1 , 8 5 6 1 9 5 6 - 1 9 6 0 2 , 3 4 9 2 , 1 0 3 2 , 0 9 9 2 , 1 0 0 1 9 6 1 - 1 9 6 5 1 , 7 4 8 1 9 6 6 - 1 9 7 0 2 , 1 9 6 2 , 1 9 6 1 9 7 1 - 1 9 7 5 2 , 0 7 2 1 9 7 6 - 1 9 8 0 2 , 0 8 4 2 , 0 7 8 2 , 0 2 5 1 9 8 1 - 1 9 8 5 2 , 3 5 8 1 9 8 6 - 1 9 9 0 2 , 5 6 3 2 , 4 6 1 2 , 1 7 0 1 9 9 1 - 1 9 9 5 2 , 0 2 2 1 9 9 6 - 1 9 9 9 * 2 8 0 3 * * 2 4 1 3 * * * 2 4 3 7 圖 2-2-6 台 北 地 區 5 年 (1897-1999 年 )長 期 雨 量 趨 勢 -500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 1897-1900 1901-1905 1906-1910 1911-1915 1916-1920 1921-1925 1926-1930 1931-1935 1936-1940 1941-1945 1946-1950 1951-1955 1956-1960 1961-1965 1966-1970 1971-1975 1976-1980 1981-1985 1986-1990 1991-1995 1996-1999 年 降 雨 量 (mm) -500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 1901-1910 1911-1920 1921-1930 1931-1940 1941-1950 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-1999 年 降 雨 量 (mm)
圖 2-2-8 台 北 地 區 20 年 (1897-1999 年 )長 期 雨 量 趨 勢 圖 2-2-9 台 北 地 區 30 年 (1897-1999 年 )長 期 雨 量 趨 勢 (mm) -500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 1901-1920 1921-1940 1941-1960 1961-1980 1981-1999 年 降 雨 量 1,500 2,000 2,500 3,000 降 雨 量 (mm)
第三節 國內雨水利用現況
根 據 本 研 究 初 步 調 查 結 果 ， 國 內 重 視 水 資 源 問 題 並 積 極 宣 導 節 水 政 策 乃 是 最 近 幾 年 才 開 始 ， 而 大 部 分 的 推 展 工 作 都 在 經 濟 部 水 資 源 局 進 行 ， 並 成 立 節 水 服 務 團 積 極 協 助 民 間 企 業 或 相 關 業 者 ， 規 劃 節 水 、 雨 水 利 用 及 中 水 技 術 等 業 務 。 另 外 ， 「 九 二 一 災 區 學 校 重 建 計 劃 」 中 ， 民 間 團 體 如 慈 濟 功 德 會 等 ， 也 默 默 地 在 其 相 關 工 程 中 導 入 節 水 及 雨 水 利 用 之 技 術 ， 但 也 是 處 於 起 步 階 段 。 因 此 ， 目 前 國 內 建 築 物 導 入 雨 水 利 用 之 案 例 不 多 ， 已 經 完 成 使 用 中 之 案 例 大 致 如 下 表 所 示 。 表 2-3-1 國 內 建 築 物 導 入 雨 水 利 用 之 案 例 案 例 名 稱 所 在 地 雨 水 收 集 面 積 儲 水 槽 容 量 與 形 式 完 工 日 期 工 研 院 能 資 所 新 竹 縣 竹 東 鎮 375m2 36 m3 ，不 鏽 鋼 貯 水 槽 1995 雲 林 科 技 大 學 田 徑 場 及 環 安 館 雲 林 縣 斗 六 鎮 19787m2 全 校 區 分 散 設 置 1997 南 湖 國 中 新 竹 縣 1226 m2 地 面 貯 水 槽 及 屋 頂 貯 水 塔 1996 三 芝 國 民 小 學 台 北 縣 三 芝 鄉 453m2 1287 m3 ，混 擬 土 貯 水 槽 與 筏 基 貯 水 槽 1998.3 中 華 映 管 桃 園 廠 桃 園 縣 八 德 市 1680m2 400 m3 ， 混 擬 土 貯 水 槽 1997.7 台 北 市 立 動 物 園 極 地 區 台 北 市 木 柵 區 10000m2 250 m3 ， 混 擬 土 貯 水 槽 1999.5 花 蓮 慈 濟 護 專 三 期 宿 舍 花 蓮 縣 花 蓮 市 1400m2 1180 m3 ，筏 基 貯 水 槽 1999.6 花 蓮 慈 濟 技 術 學 院 花 蓮 縣 花 蓮 市 1200m2 屋 頂 貯 水 槽 為 不 鏽 鋼 材 料，地 下 水 槽 以 鋼 筋 混 凝 土 為 主 1999.6關 於 國 內 雨 水 貯 留 供 水 系 統 設 置 實 例 與 評 估 檢 討 ， 茲 以 國 內 目 前 已 裝 置 之 四 個 案 例 說 明 如 下 ： （ 1） 工 業 技 術 研 究 院 能 資 所 雨 水 貯 留 供 水 系 統 試 驗 場 地 設 置 於 工 研 院 能 資 所 24 館 屋 頂 ， 建 造 範 圍 長 25.2 公 尺 、 寬 15 公 尺 ， 集 水 面 積 約 為 375 平 方 公 尺 (約 113 坪 )。設 施 包 括 雨 水 貯 留 供 水 系 統 與 水 文 資 料 觀 測 兩 系 統，其 中 雨 水 貯 留 供 水 系 統 包 括 ： 基 礎 底 座 腳 架 之 架 設 、 不 鏽 鋼 集 水 板 之 鋪 設 、 雨 水 貯 留 調 節 水 槽 之 設 置 、 連 通 導 管 之 佈 置 及 雨 水 貯 水 筒；而 水 文 觀 測 系 統 包 括：自 記 雨 量 計、蒸 發 計 (蒸 發 皿 及 木 製 底 座 )、雨 量 記 錄 器、水 質 長 期 監 測 儀、溫 濕 度 感 應 器 及 太 陽 能 板 一 組 ， 以 作 為 雨 水 貯 留 供 水 系 統 實 際 收 集 水 量 與 水 文 觀 測 儀 器 校 正 及 設 計 之 重 要 參 考 依 據 。 圖 2-3-1 圖 2-3-2 所 示 為 設 施 架 設 之 實 景 照 片 ， 其 架 設 裝 置 設 施 包 括 基 礎 底 座 腳 架 之 架 設 、 不 鏽 鋼 集 水 板 之 鋪 設 、 集 水 附 屬 設 施 、 雨 水 貯 水 筒 設 置 、 水 文 觀 測 系 統 設 置 等 。 圖 2-3-1 工 研 院 能 資 所 不 鏽 鋼 集 雨 板 之 鋪 設 情 形 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-3]
定 雨 水 貯 留 供 水 系 統 的 最 佳 設 置 容 量 。 雨 水 貯 留 供 水 系 統 最 主 要 的 部 份 是 集 水 區 域 與 貯 水 槽 ， 也 是 系 統 中 最 昂 貴 的 部 份 ， 集 水 區 域 的 面 積 與 貯 水 槽 的 容 量 大 小 不 僅 影 響 整 個 系 統 建 造 成 本 ， 更 直 接 關 係 到 系 統 的 供 水 可 靠 度 ， 系 統 各 部 份 支 出 費 用 假 設 如 下 : a.屋 頂 集 水 區 為 不 繡 鋼 板 建 造 ， 高 度 約 為 一 公 尺 高 ， 含 排 管 線 連 工 帶 料 每 坪 約 6611 元 。 b.不 繡 鋼 水 塔 ， 包 括 裝 置 費 及 基 礎 、 濾 網 、 附 屬 配 管 等 ， 以 5m3 為 一 單 位 ， 每 一 單 位 約 25000 元 。 c.每 年 維 護 費 以 年 成 本 之 10%計 。 d.年 利 率 為 5%。 在 本 系 統 供 水 率 40%時 ， 最 佳 系 統 設 置 容 量 為 36m3 的 不 繡 鋼 貯 水 槽 和 面 積 517.22m2 之 不銹 鋼 和 建 造 的 屋 頂 集 水 區 ， 年 成 本 約 為 154,970 元 。 [資 料 來 源 ： 文 獻 A-3] 圖 2-3-2 工 研 院 能 資 所 雨 水 貯 留 設 施 建 構 完 工 情 形 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-3]
貯 留 試 驗 場 地 將 分 別 設 置 於 學 校 中 總 面 積 高 達 19787m2 之 田 徑 場 及 十 層 樓 高 之 電 子 環 安 館 屋 頂 兩 處 ， 經 由 兩 試 驗 場 地 貯 留 之 雨 水 ， 再 供 給 系 館 中 之 廁 所 沖 洗 用 水 、 校 園 景 觀 用 水 、 人 工 湖 補 充 用 水 、 消 防 用 水 等 其 示 意 圖 ( 如 圖 2-3-3 及 圖 2-3-4)， 以 節 省 學 校 用 水 量 ， 達 成 水 資 源 永 續 利 用 與 校 園 環 保 教 育 之 目 的 。 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-3] 壘球場 田徑場 篩網 沈澱池 沈澱池 篩網 側溝 建築物 篩網 簡易過 濾設備 沈澱池 PUMP 雨水/自來水 切換設備 噴 水 池 人 工 湖 補 注 汽 車 洗 滌 灌 溉 園 藝 用 水 道 路 用 水 源 消 防 用 水 自來水系統 圖 2-3-3 國 立 雲 林 科 技 大 學 田 徑 場 雨 水 貯 留 系 統 示 意 圖 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-3]
電子環安系(10)F 化工營建館(5F) 圖 2-3-4 國 立 雲 林 科 技 大 學 電 子 環 安 館 雨 水 貯 留 系 統 各 式 利 用 示 意 圖 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-3] （ 3） 國 立 海 洋 大 學 雨 水 貯 留 供 水 系 統 國 立 海 洋 大 學 利 用 系 統 模 擬 計 算 方 法、逕 流 係 數、可 靠 度、 需 水 型 態 、 降 雨 型 態 、 降 雨 資 料 記 錄 年 限 、 取 水 方 式 及 取 水 間 距 等 影 響 貯 集 供 水 系 統 之 主 要 因 素 ， 規 劃 出 最 經 濟 之 雨 水 貯 集 系 統 ， 並 且 探 討 貯 蓄 容 量 與 屋 頂 集 水 面 積 之 最 佳 化 組 合 ， 建 立 台 灣 地 區 屋 頂 貯 集 供 水 系 統 之 設 計 曲 線 ， 以 供 國 內 設 計 興 建 雨 水 貯 集 供 水 系 統 之 參 考 。 (如 圖 2-3-5)
防波堤 圖中 A:人字型屋頂試驗區 B:平頂型屋頂試驗區 C:雨量計 D:人字型、鋸齒型、半 圓型屋頂比較試驗區 E:雨量計、風速計、蒸 發皿 D 理 工 學 院 河 海 工 程 系 海 洋 工 程 試 驗 館 A B C 往基隆市 往宜蘭 圖 2-3-5 海 洋 大 學 試 驗 型 雨 水 貯 集 系 統 試 驗 區 平 面 佈 置 圖 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-3]
第四節 國外雨水利用現況
歐 美 、 日 本 等 先 進 國 家 ， 對 於 水 資 源 問 題 的 重 視 與 諸 多 節 水 措 施 與 政 策 的 推 動 ， 已 行 之 有 年 ， 其 中 雨 水 利 用 是 水 資 源 政 策 中 相 當 吸 引 人 的 替 代 選 擇 。 在 水 文 循 環 的 過 程 中 ， 雨 水 的 品 質 其 實 是 純 淨 的 。 由 於 工 業 化 或 都 市 化 的 影 響 ， 某 些 地 區 的 空 氣 污 染 已 經 嚴 重 威 脅 雨 水 的 品 質 ， 特 別 是 酸 雨 。 因 此 ， 在 大 部 分 的 都 市 地 區 所 收 集 的 雨 水 ， 原 則 上 是 不 適 於 飲 用 和 烹 飪 的 ， 除 非 經 過 蒸 餾 。 未 經 過 濾 程 序 處 理 的 雨 水 適 於 小 規 模 草 坪 或 花 園 的 灌 溉 ， 其 中 不 含 氯 或 氟 化 納 等 添 加 物 （ 植 物 不 需 要 化 學 物 質 ），能 減 少 屋 主 的 自 來 水 用 水 需 求 量。在 空 氣 品 質 較 佳 的 鄉 村 或 市 郊 地 區 ， 雨 水 受 污 染 的 程 度 較 低 ， 住 宅 裝 設 雨 水 貯 水 槽 （cistern 或 rain-barrel）等設備的成本比較低，雨水槽（桶）的 裝 設 自 然 會 變 得 很 普 遍 。 在 美 國 與 加 拿 大 ， 這 是 大 部 分 住 宅 為 什 麼 會 普 遍 裝 設 雨 水 貯 水 桶 的 主 要 原 因 之 一 。 在 台 灣 除 農 業 用 水 外 並 不 普 遍 進 行 雨 水 利 用 。 由 於 台 灣 地 區 水 價 便 宜 ， 民 眾 對 於 雨 水 的 利 用 並 不 熱 衷 ， 而 我 們 鄰 近 的 國 家 － 日 本 ， 對 於 雨 水 的 利 用 比 我 們 積 極 多 了 ， 尤 其 是 東 京 都 墨 田 區 在 雨 水 利 用 的 推 動 上 更 是 不 遺 餘 力 且 成 果 豐 碩 。 本 節 將 概 要 介 紹 歐 美 、 日 本 等 先 進 國 家 之 雨 水 利 用 現 況 。 2-4-1 歐美雨水利用案例 在 美 國 與 加 拿 大 ， 大 部 分 住 宅 普 遍 裝 設 雨 水 貯 水 桶 ， 貯 留 建 築 物 屋 頂 或 基 地 四 周 之 雨 水 ， 供 作 庭 園 植 栽 澆 灌 或 清 掃 等 用 水 用 途 。 比 較 正 式 之 雨 水 利 用 設 施 ， 有 鋼 筋 混 凝 土 構 造 的 地 下 式 雨 水 貯 留 池 ， 其 構 造 示 意 圖 如 下 ：圖 2-4-1 鋼 筋 混 凝 土 構 造 的 地 下 式 雨 水 貯 留 池 構 造 示 意 圖 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-13]
位 於 地 下 式 雨 水 貯 留 池 上 方 的 過 濾 池 ， 構 造 示 意 圖 如 下 所 示 。
[資 料 來 源 ： 文 獻 C-13] 在 美 國 西 南 部 乾 旱 的 沙 漠 區 域 ， 沙 漠 住 宅 也 藉 由 雨 水 收 集 利 用 系 統 來 澆 灌 住 屋 鄰 近 的 農 田 或 果 園 。 其 雨 水 收 集 利 用 系 統 如 圖 所 示 。 圖 2-4-3 美 國 西 南 部 乾 旱 的 沙 漠 區 域 雨 水 收 集 利 用 系 統 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-17] 對 於 規 模 比 較 大 的 建 築 物 或 社 區，可 以 將 雨 水 槽 和 雨 水 處 理 系 統 連 接 ， 經 由 適 度 的 處 理 提 供 建 築 設 備 所 需 的 （ 中 ） 水 需 求 量 。
圖 2-4-4 規 模 比 較 大 的 建 築 物 或 社 區 之 雨 水 槽 和 雨 水 處 理 系 統 在 澳 洲 新 南 威 爾 斯，由 建 築 師 約 翰 安 德 魯 設 計 的 農 村 住 宅 ， 其 每 棟 建 築 物 的 四 個 角 落 都 設 置 有 集 水 槽 ， 收 集 來 自 屋 頂 的 雨 水 。 圖 2-4-5 澳 洲 新 南 威 爾 斯 農 村 住 宅 收 集 來 自 屋 頂 的 雨 水 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-13]
風 力 與 網 狀 設 備 來 收 集 水 滴 ， 這 種 收 集 空 氣 中 水 分 的 方 法 將 來 必 然 也 會 與 建 築 物 的 構 造 結 合 ， 發 揮 雨 水 收 集 的 效 用 。 目 前 的 霧 滴 收 集 的 研 究 裝 置 如 下 圖 所 示 。 此 外 ， 位 於 斜 屋 面 上 的 太 陽 能 集 熱 板 ， 其 光 滑 而 且 比 較 乾 淨 的 表 面 也 已 經 被 一 些 設 計 人 員 考 慮 用 來 做 為 雨 水 收 集 面 ， 當 太 陽 照 射 時 能 發 揮 集 熱 板 的 功 能 ， 而 當 陰 雨 時 就 做 為 雨 水 的 收 集 面 。 圖 2-4-6 潮 濕 多 霧 的 地 區 利 用 網 狀 設 備 來 收 集 水 滴 之 設 施 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-14] 2-4-2 日本雨水利用現況 在 日 本 雨 水 利 用 普 遍 ， 雖 水 價 高 昂 是 理 由 之 一 ， 但 在 推 動 水 資 源 有 效 利 用 的 觀 念 上 ， 所 付 諸 的 各 項 努 力 不 可 磨 滅 ； 對 於 推 動 大 型 雨 水 利 用 案 例 ， 如 東 京 巨 蛋 － 為 東 京 著 名 之 室 內 棒 球 場，每 年 球 季 吸 引 無 數 球 迷 參 觀 球 賽，屋 頂 集 水 面 積 為 15,700 ㎡，雨 水 貯 槽 為 3,000 噸，雨 水 使 用 約 佔 總 用 水 量 之 43％、兩 國 國 技 廳 － 日 本 著 名 相 撲 比 賽 地 點 ， 屋 頂 集 水 面 積 為 8,360 ㎡，雨 水 貯 槽 為 1,000 噸，雨 水 使 用 約 佔 總 用 水 量 之 33％、墨
化 展 示 場 所 ， 屋 頂 集 水 面 積 為 5,600 ㎡ ， 雨 水 貯 槽 為 400 噸 ， 雨 水 使 用 約 佔 總 用 水 量 之 33％ 。 另 外 ， 日 本 國 內 也 存 在 有 許 多 地 方 性 之 傳 統 風 土 雨 水 利 用 設 施 ， 在 此 介 紹 東 京 都 墨 田 區 的 兩 項 具 有 風 土 特 色 之 雨 水 利 用 設 施 ，「 路 地 尊 （ROJISON）」以及「天水尊」。 (1)路 地 尊 （ROJISON） 「 路 地 尊 」 是 當 地 居 民 共 同 推 動 的 主 體 「 墨 田 區 一 寺 言 問 地 區 防 災 條 例 」 由 居 民 命 名 ， 到 現 在 為 止 設 了 3 座 路 地 尊 ， 其 中 2 座 是 採 用 雨 水 再 利 用 。 在 街 角 設 置 的 路 地 尊 ， 雨 水 儲 存 槽 約 為 3~9m3 ， 從 附 近 住 家 的 屋 頂 收 集 雨 水 作 為 地 區 防 災 水 源 之 利 用 。 考 慮 到 萬 一 停 電 時 ， 故 設 置 了 手 動 式 抽 水 機 ， 在 平 成 元 年 一 月 這 個 地 區 發 生 了 火 災 ， 第 2 號 路 地 尊 發 生 了 效 用 ， 居 民 從 雨 水 儲 存 槽 的 雨 用 水 桶 傳 遞 等 ， 發 揮 了 初 期 消 防 用 水 真 正 的 效 果 。 當 地 的 居 民 對 雨 水 再 利 用 的 認 識 很 高 ， 對 於 「 防 災 的 象 徵 」 及 任 務 的 分 配 十 分 地 認 真 。
屋頂雨排水配管 集雨排水立管 雨水貯留槽 路地尊本體 手壓式揚水器 圖 2-4-7 路 地 尊 裝 置 概 要 及 外 觀 [資 料 來 源 ： 文 獻 B-6] (2)天 水 尊 「 天 水 尊 」 是 包 含 著 對 天 的 水 尊 敬 而 命 名 ， 住 宅 用 戶 也 設 有 小 規 模 雨 水 利 用 設 施 。 天 水 尊 的 系 統 如 圖 2-4-8 所 示 。 從 屋 頂 流 下 的 雨 水 ， 初 期 雨 水 從 滴 水 槽 導 入 雨 水 槽 。 天 水 尊 裡 的 水 保 健 所 定 期 實 行 水 質 調 查，分 析 的 項 目 有 顏 色、細、酸 鹼 度 等 ，
能 普 及 化 達 到 450 座 。 雨 水 貯 留 槽 雨 水 流 入 口 溢 流 口 水 拴 初 期 雨 水 排 除 裝 置 圖 2-4-8 天 水 尊 裝 置 概 要 及 外 觀 [資 料 來 源 ： 文 獻 B-6] 在 日 本 古 蹟 常 可 發 現 寺 廟 屋 頂 的 雨 水 管，寺 廟 環 狀 的 落 水 管 將 雨 水 導 入 水 桶 中 貯 存 利 用 ， 兼 具 實 用 及 美 觀 。 在 日 本 都 市 或 鄉 鎮 街 角 的 大 水 桶 是 正 推 動 的『 天 水 尊 』（ 喻 上 天 賜 予 的 珍 貴 水 源 ） 雨 水 利 用 設 施 ， 它 利 用 屋 頂 的 雨 水 管 將 原 應 導 入 水 溝 的 雨 水 ， 截 流 至 桶 中 貯 存 ， 而 『 天 水 尊 』 中 的 雨 水 可 作 為 街 坊 鄰 居 澆 花 、 種 菜 、 洗 滌 之 用 ； 這 些 雨 水 桶 容 量 大 部 分 介 於 200 公 升
桶 相 當 方 便 。 另 外 在 日 本 小 巷 內 設 有 蓄 水 容 量 較 大 之 『 路 地 尊 』， 主 要 雨 水 來 源 為 自 家 及 鄰 居 屋 頂 天 溝 ， 將 雨 水 過 濾 後 導 入 地 下 水 池 ， 再 利 用 不 需 電 力 的 手 壓 式 幫 浦 來 汲 水 ， 提 供 花 圃 、 菜 園 之 用 。 主 要 功 能 是 汲 取 水 池 較 低 水 位 之 雨 水 供 作 消 防 之 用 ， 因 為 小 巷 道 內 消 防 車 不 易 進 入 ， 對 於 小 型 火 警 民 眾 可 以 發 揮 互 助 之 精 神 ， 在 消 防 人 員 尚 未 到 達 前 協 助 鄰 居 滅 火 。
第三章 雨水利用之規畫與設計
都 市 或 建 築 物 之 雨 水 利 用 系 統 建 設 是 節 約 用 水 的 有 效 途 徑 之 一 ， 從 使 用 水 的 用 途 來 看 ， 在 人 們 日 常 生 活 使 用 的 總 水 量 中 ， 僅 廁 所 沖 洗 就 佔 35% 左 右 。 因 此 ， 如 果 在 機 關 、 學 校 、 住 宅 、 賓 館 、 飯 店 等 小 區 建 立 雨 水 利 用 系 統 ， 將 這 些 小 區 域 或 大 樓 的 雨 水 就 近 收 集 、 就 地 處 理 、 就 近 回 用 ， 作 為 城 市 雜 用 水（ 中 水 ）， 用 於 沖 洗 廁 所 、 清 洗 車 輛 、 綠 化 、 噴 灑 街 道 ， 作 為 景 觀 用 水 及 河 湖 補 充 水 等 ， 將 可 節 省 相 當 可 觀 的 水 資 源 。 本 章 擬 從 建 築 物 雨 水 利 用 規 劃 與 設 計 原 則 ， 建 立 建 築 設 計 上 雨 水 利 用 之 原 則 程 序 與 決 策 評 估 方 法 。第一節 規劃原則與設計程序
3-1-1. 建 築 物 雨 水 利 用 規 劃 原 則 一 個 完 整 的 屋 頂 雨 水 貯 留 供 水 系 統 至 少 應 包 括 下 列 幾 個 部 份 。 （ 1）集 水 區 域：隨 著 雨 水 貯 留 的 型 態 不 同 而 異，建 築 物 的 雨 水 利 用 規 劃 主 要 是 以 屋 頂 為 集 流 區 域 。 （ 2）集 雨 配 管 系 統：配 管 系 統 是 指 屋 頂 的 排 水 管 及 其 與 貯 水 設 施 間 之 接 水 管 等 管 線 系 統 。 （ 3）初 期 雨 水 簡 易 處 理 系 統：降 雨 初 期 的 雨 水 通 常 較 污 濁 ， 因 此 這 部 份 的 雨 水 必 須 藉 由 濾 網 予 以 排 除 ， 此 設 備 即 是 初 期 雨 水 處 理 系 統 。 （ 4）簡 易 過 濾 設 施 ： 由 石 英 砂 、 褐 煤 、 活 性 碳 組 成 ， 以 過 濾 懸 浮 物 質 ， 此 設 備 應 定 期 清 洗 。 （ 5） 貯 水 設 施 ： 即 貯 存 雨 水 的 容 器 ， 其 容 量 大 小 、 材 質 以 及 設 置 方 式 都 關 係 到 雨 水 貯 留 供 水 系 統 之 成 敗 。 在 雨 水 貯 留 供 水 系 統 中 ， 貯 水 設 施 容 量 與 集 水 區 域 面 積而 入 流 量 的 多 寡 直 接 關 係 到 貯 水 設 施 的 設 置 容 量 ，一 般 建 築 物 之 雨 水 利 用 系 統 設 計 步 驟 與 整 體 流 程 如 圖 3-1-1 所 示 。 建 築 物 雨 水 利 用 系 統 設 計 及 維 護 管 理 留 意 點 如 下 ： （ 1） 屋 頂 雨 水 貯 留 供 水 系 統 需 注 意 屋 頂 的 防 滲 漏 處 理 。 （ 2）屋 頂 雨 水 貯 留 供 水 系 統 之 屋 頂 集 水 區 應 定 期 清 理，以 免 雜 物 阻 塞 管 線 造 成 系 統 損 壞 。 （ 3）為 了 避 免 水 壓 過 大 及 易 於 使 用，設 計 時 應 注 意 貯 水 槽 不 可 太 高 且 其 高 度 需 低 於 集 水 區 域 。 （ 4 ） 貯 水 筒 須 覆 蓋 以 防 止 灰 塵 、 蟲 等 雜 物 進 入 且 覆 蓋 需 牢 固 ， 溢 流 管 、 放 流 管 應 有 適 當 的 掩 蔽 防 止 雜 物 進 入 。 3-1-2 雨 水 利 用 處 理 流 程 雨 水 利 用 設 備 之 處 理 流 程 ， 依 處 理 程 度 大 致 上 整 理 如 表 3-1-1 所 示 ， 建 築 設 計 的 採 用 決 策 ， 必 須 依 據 建 築 物 用 途 特 性 及 建 築 規 模 條 件 等 ， 加 以 綜 合 考 慮 決 定 之 。 處 理 的 目 的 主 要 係 針 對 非 溶 解 性 之 懸 浮 物 質 或 有 機 物 質 的 去 除 ， 去 除 物 質 包 括 落 葉 、 紙 屑 、 垃 圾 、 粗 細 砂 粒 等 ， 處 理 設 施 包 括 過 濾 篩 網 、 沈 砂 槽 等 。 表 3-1-1 雨 水 利 用 之 處 理 流 程 等 級 分 類 處 理 等 級 雨 水 處 理 流 程 A 集 水 快 濾 裝 置 沈 砂 槽 沈 澱 槽 慢 濾 裝 置 消 毒 裝 置 貯 留 利 用 B 集 水 快 濾 裝 置 沈 砂 槽 沈 澱 槽 消 毒 裝 置
貯 留 利 用 根 據 雨 水 處 理 流 程 ， 主 要 的 處 理 裝 置 包 括 快 濾 裝 置 、 沈 砂 槽 、 沈 澱 槽 、 慢 濾 裝 置 、 消 毒 裝 置 等 ， 設 計 者 可 依 雨 水 用 途 的 水 質 需 求 及 建 築 特 性 條 件 決 定 合 適 等 級 之 雨 水 處 理 流 程 ， 以 及 配 置 適 當 之 處 理 裝 置 。 3-1-3 雨 水 利 用 設 計 程 序 建 築 物 導 入 雨 水 利 用 系 統 之 規 劃 ， 基 本 上 可 分 為 四 個 階 段 依 序 來 進 行 。 首 先 ， 第 一 階 段 必 須 進 行 之 工 作 是 建 築 物 基 地 所 在 位 置 環 境 以 及 設 計 條 件 之 確 認 ， 建 築 基 地 環 境 與 設 計 條 件 包 括 基 地 環 境 水 環 境 現 況 （ 含 都 市 上 下 水 公 共 設 施 系 統 ）、 當 地 氣 象 資 料 、 建 築 用 途 、 建 築 規 模 、 建 築 型 態 、 屋 頂 面 積 等 等 。 第 二 階 段 則 是 進 行 雨 水 利 用 效 益 的 評 估 ， 包 括 自 來 水 替 代 率 、 雨 水 利 用 率 等 之 檢 討 與 回 饋 修 正 ， 以 作 為 設 施 容 量 及 空 間 規 劃 之 決 策 依 據 ， 並 決 定 處 理 程 序 之 等 級 及 相 關 設 施 設 置 計 畫 ， 同 時 也 包 括 監 控 裝 置 及 設 施 之 規 劃 。 第 三 階 段 則 是 配 管 配 線 之 安 排 與 計 畫 ， 必 須 兼 顧 整 合 原 有 給 排 水 系 統 設 備 之 性 能 及 基 本 需 求 。 最 後 階 段 則 是 實 際 施 工 及 營 運 維 修 管 理 計 畫 之 執 行。整 體 設 計 流 程 及 相 關 工 作 項 目 如 圖 3-1-1 所 示。
建築物雨水利用規劃設計條件確認 開始 建築概要與基地條件： 基地環境、建築用途、建築規模、 建築型態、屋頂面積、氣象資料 降雨量資料、集雨場 所逕流係數 電腦模擬圖表的利 用與計算結果判讀 •根據雨水使用量、替代率等計算結果修正雨水用途、集雨面積、貯 水槽容量 建築物用途別使用水量計算 雨水利用用途、水量設定 集雨場所、面積設定 雨水貯留容量計算 雨水使用量、上水替代率計算 回饋檢討與設定條件修正 •處理流程選定 •處理裝置能力設定 •處理裝置設備選定、設計 雨水處理裝置設計 •雨水貯留槽滿水時對策 •水位、水量監測裝置設計 •自動或手動裝置設計 監控裝置設計 雨水利用集水及給水配管系統計畫、設計 施工及維護管理計畫
![圖 2-4-4 規 模 比 較 大 的 建 築 物 或 社 區 之 雨 水 槽 和 雨 水 處 理 系 統 在 澳 洲 新 南 威 爾 斯，由 建 築 師 約 翰 安 德 魯 設 計 的 農 村 住 宅 ， 其 每 棟 建 築 物 的 四 個 角 落 都 設 置 有 集 水 槽 ， 收 集 來 自 屋 頂 的 雨 水 。 圖 2-4-5 澳 洲 新 南 威 爾 斯 農 村 住 宅 收 集 來 自 屋 頂 的 雨 水 [資 料 來 源 ： 文 獻 C-13]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/9libinfo/8901608.258299/50.892.208.682.140.441/棟建築物角落都設置有集水頂雨水.webp)
