中高層住宅排水通氣系統調查與設計規範之研究

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(1)內政部建築研究所. 研究計劃成果報告. 中高層住宅排水通氣系統調查與設計規範之研究. 計畫主持人：鄭政利共同主持人：杜功仁. 研究單位：財團法人中華建築中心計畫編號：MOIS901025 執行期程：九十年三月至九十年十二月. 中華民國九十年十二月.

(2) GPN：1009005578.

(3) 書脊. 中高層住宅排水通氣系統調查與設計規範之研究. 內政部建築研究所. 90.

(4) 中高層住宅排水通氣系統調查與設計規範之研究出版機關：內政部建築研究所電話：（ 02） 27362389 地址：台北市敦化南路二段 333 號 13 樓網址： http： //www.abri.gov.tw 出版年月：中華民國九十年十二月版（刷）次：第一版工本費：新台幣 150 元整 GPN： 1009005578. 內政部建築研究所研究計畫成果報告.

(5) 中高層住宅排水通氣系統調查與設計規範之研究. 計畫主持人：鄭政利共同主持人：杜功仁. 計劃編號：MOIS901025 執行期程：九十年三月至九十年十二月執行單位：財團法人中華建築中心中華民國九十年十二月.

(6) 摘. 要. 關鍵詞：建築排水、排水通氣立管、住宅建築建築物排水通氣系統之規劃目的在於確保良好的建築排水系統性能，以維持室內環境之公共衛生與健康性。台灣在建築物排水通氣系統方面的研究極少，且設計規範與法令依據亦僅以建築技術規則建築設備編部分內容為主，惟其中涉及排水通氣系統的設計或施工規定內容久未更新修訂；對應國際間建築排水通氣系統解析理論及器具與配管接頭技術的新發展，台灣在此領域的研究與技術成長，應有相當大的發展空間。本研究針對中高層住宅建築排水通氣系統現況，擬以台灣地區集合住宅中高層建築案例進行調查研究，彙整建築排水通氣系統發展的趨勢，並參考國外既有排水系統性能評估理論與設計方法，比較分析台灣地區既有住宅建築排水通氣系統的問題。台灣地區中高層住宅建築案例的初步調查結果顯示，台灣中高層住宅建築排水系統採用排水管與通氣管併設之雙管系統設計型式者佔相當大比例，同時極少有日本已使用頗為普遍之排水通氣共管之單管系統個案；排水立管之設計型式，係以個案之建築污水、生活雜排水、廚房排水、洗衣機排水及冷氣機排水是否採分流並獨立配管區分之，台灣地區住宅以建築污水與各項生活雜排水採二獨立排水立管型式，以及前述各項排水皆設獨立立管的多立管系統配置型式為主；另雨水排水立管之設計，因現行法令規定已有須獨立設置排水立管之規定，調查案例初步顯示，大致上以符合現行法令規定來設置；本研究著重於國內建築過去從未加以重視的排水通氣系統之研究，乃以初步之基礎調查與相關技術規範檢討為主，並建構排水通氣性能測試方法以及可行性探討。本研究也期待新的本土化設計技術規範的研議，未來能在相關基礎調查及可行新技術新工法獲得確認後，逐漸建構完成。.

(7) Investigation and Design Guideline of Plumbing System in Mid-to-High Rise Housing ABSTRACT Keywords: building drainage, drainage and vent, housing The major function of the design of building drainage system is to ensure proper drainage system and to keep a clean and health interior space of human’s life. In Taiwan, the design guidelines of the part of building drainage system in Building Regulation hadn’t been updated in the late 27 years, and there was lack of the investigations or researches about building drainage system. The sanitary problems of domestic building drainage system are usually occurred in daily life. In order to solve these problems, first of all, we need to know what kinds of domestic building drainage system are widely designed. From the reviews of previous researches, this study tried to investigate the types of building drainage system in Taiwan and to conclude the problems and their reasons. There are 51 housing cases investigated and 6 groups of professional designers visited. With the initial analysis of these housing cases, it shows that 2 pipes type (vertical stack and vent system are separated) is designed to the drainage system in almost all the cases, and multiple pipes type is also designed to vertical drainage stack system. The vertical vent stack system is designed by 3 types include loop vent, appliance vent and stack vent, the cases of stack vent type are much more than the other 2 types. In order to verify the performance of building drainage system widely designed in Taiwan, a full-scale model experiment device must be built. Our term will try to simulate the theory model by the model, and offer a suggestion of the solutions about building drainage system problems. It will improve the current building drainage and offer a better basement for the building design work..

(8) 目. 錄. 中文摘要英文摘要. 第一章. 緒論. 第一節. 研究背景與動機 --------------------------1. 第二節. 研究目的與範圍 --------------------------3. 第三節. 研究方法與步驟 --------------------------5. 第四節. 排水配管之相關用語 ----------------------8. 第二章. 相關規範整理及現況調查. 第一節. 文獻回顧與規範發展沿革 ------------------12. 第二節. 排水通氣系統分類及相關規範探討-------------16. 第三節. 中高層住宅建築排水通氣系統現況調查分析-------21. 第四節. 關於施工和設計的注意事項 ----------------28. 第三章. 排水通氣設備系統性能實驗規劃. 第一節. 相關理論探討 ----------------------------41. 第二節. 建築排水通氣設備性能試驗裝置 ------------46. 第三節. 建築排水通氣設備性能試驗-------------------56. 第四節. 國外建築排水實驗之量測系統-----------------64. 第四章. 開放建築設計理念之配管系統比較. 第一節. 現有浴廁給排水管線配管方式 --------------75. 第二節. 局部雙層樓版配管方式 --------------------78. 第三節. 不同配管方式之成本效益分析 --------------81.

(9) 第五章. 建築排水系統的現況與展望. 第一節. 排水系統的研究狀況 ---------- -----------86. 第二節. 特殊管接頭排水系統的角色位置 ------------87. 第三節. 特殊管接頭排水系統中的排水水流控制結構--------88. 第四節. 特殊管接頭排水系統的使用和種類----------------90. 第五節. 排水通氣閥的性能與適用性----------------------99. 第六章. 結論與建議 -------------------------------107. 參考文獻 ----------------------------------------109 附件一會議記錄及處理情形 --------------------------112 附件二住宅排水衛生設備相關國家標準彙整----------------116 附件三訪談問卷格式 --------------------------------119 附件四實務項目與現況調查紀錄-------------------------------123.

(10) 圖目錄圖 1.1. 排水系統之流體基本現象---------------------------03. 圖 1.2. 研究架構流程與工作要點組織圖---------------------07. 圖 1.3. 排水立管-----------------------------------------08. 圖 1.4. 基地排水管---------------------------------------08. 圖 1.5. 緩和通氣管---------------------------------------09. 圖 1.6. 迴路通氣管---------------------------------------09. 圖 1.7. 反向通氣管---------------------------------------09. 圖 1.8. 個別通氣管---------------------------------------10. 圖 1.9. 濕通氣管-----------------------------------------10. 圖 1.10. 伸頂通氣管--------------------------------------10. 圖 1.11 輔助通氣管---------------------------------------10 圖 1.12 通氣種類-----------------------------------------11 圖 2.1. 建築排水通氣系統分類-----------------------------17. 圖 2.2. 建築排水型式分類---------------------------------18. 圖 2.3. 排水通氣型式分類---------------------------------18. 圖 2.4. 工地訪談方式進行資訊蒐集-------------------------21. 圖 2.5. 台灣地區建築排水通氣系統型式設計現況-------------25. 圖 3.1. 垂直立管管內壓力預測模式分區概念圖---------------44. 圖 3.2. 台灣科大排水實驗塔建置現況照片-------------------47. 圖 3.3. 實驗平台標準層平面圖-----------------------------48. 圖 3.4. 實驗平台第二層平面圖-----------------------------48. 圖 3.5. 實驗塔長向立面圖---------------------------------48. 圖 3.6. 實驗塔短向立面圖---------------------------------48. 圖 3.7. 排水實驗塔之給水及排水系統構成圖-----------------49.

(11) 圖 3.8. 排水實驗塔之給水及排水系統各部現況照片-----------50. 圖 3.9. 實驗儀器照片-------------------------------------51. 圖 3.10. 排水實驗塔之測定儀器系統配置圖------------------52. 圖 3.11. 排水立管伸頂通氣管及一樓實驗平台立管與排水橫主管構造圖------------------------------------------53. 圖 3.12. 排水接頭及立管與橫支管之構造圖------------------54. 圖 3.13. 排水實驗測定儀器系統構成圖----------------------55. 圖 3.14. 立管氣密試驗結果--------------------------------56. 圖 3.15. 進行器密性實驗的過程照片------------------------57. 圖 3.16. 進行排水試驗的儀器操作過程----------------------59. 圖 3.17. 排水立管內部壓力變動情形（排水負荷層：10F，負荷流量：2l/s）------------------------------------60. 圖 3.18. 排水立管內部壓力變動情形（排水負荷層：12F，負荷流量：2l/s）------------------------------------61. 圖 3.19. 負荷流量與排水管內壓力分布-----------------------62. 圖 3.20. 垂直立管管內壓力預測模式分區概念圖---------------62. 圖 3.21. 9F 負荷流量與排水管內壓力分布---------------------63. 圖 3.22. 排水立管系統的實驗裝置的系統圖 --------------65. 圖 3.23. 伸頂通氣管部的詳細圖 ------------------------66. 圖 3.24. 量測系統構成圖 -----------------------------66. 圖 3.25. 管內壓力測定流程圖 -------------------------67. 圖 3.26. 管內壓力的計測實例 -------------------------72. 圖 3.27. Ｐ max 和Ｐ min 的壓力分佈實例之一 -------------73. 圖 4.1. 傳統牆內配管方式：平面及透視示意圖----------------76. 圖 4.2. 牆前配管方式：平面及透視示意圖--------------------76. 圖 4.3. 整體衛浴方式：平面及透視示意圖--------------------76.

(12) 圖 4.4. 局部雙層樓版：平面及透視示意圖--------------------76. 圖 4.5. 浴廁採用牆前配管方式之必備特殊構件----------------77 1. 圖 4.6. 浴廁採用整體衛浴方式之必備特殊構件----------------77. 圖 4.7. 整體單元衛浴之平、立、剖面示意圖------------------78. 圖 4.8. 局部雙層樓板中水平管道空間之平面圖（灰階區域）與剖面圖------------------------------------------79. 圖 4.9. 採用局部雙層樓板可增加室內格局之彈性：四種可能的平面格局圖----------------------------------------79. 圖 4.10. 局部雙層樓版施工程序模擬--------------------------80. 圖 4.11. 局部雙層樓版─更新維修管線之程序模擬--------------80 3. 圖 5.1. 日本住宅都市公團 108 公尺實驗塔--------------------86. 圖 5.2. 排水立管系統--------------------------------------87. 圖 5.3. 特殊管接頭排水係統中管內壓力變動的抑制方式--------88. 圖 5.4. 高層集合住宅用特殊管接頭排水系統的概略-------------91. 圖 5.5. 高層集合住宅用特殊管接頭排水系統的概略-------------92. 圖 5.6. 超高層集合住宅用特殊管接頭排水系統的概略-----------93. 圖 5.7. 超高層集合住宅用特殊管接頭排水系統的概略-----------94. 圖 5.8. 集合管 SL 的特徵------------------------------------95. 圖 5.9. 排水用特殊接頭的施工例-----------------------------97. 圖 5.10 特殊管接頭排水系統在集合住宅中的利用例-------------98 圖 5.11 通氣閥的末端---------------------------------------99 圖 5.12 低位通氣閥的設置例--------------------------------100 圖 5.13 通氣閥的構造--------------------------------------101 圖 5.14 通氣閥的機能--------------------------------------101 圖 5.15 低位通氣閥的機能----------------------------------102 圖 5.16 低位通氣閥實驗的系統概要--------------------------103.

(13) 圖 5.17 低位通氣閥實驗的系統概要--------------------------104 圖 5.18 3F 排水時的管內壓力--------------------------------104 圖 5.19 2F 排水時的管內壓力--------------------------------105 圖 5.20 3F 洗面器存水灣的封水損失量------------------------105 圖 5.21 2F 地面排水存水灣的封水損失量----------------------106.

(14) 表目錄表 1.1 預定研究進度表------------------------------------08 表 2.1 National Plumbing Code 設計理論架構演變-----------13 表 2.2 建築排水系統性能理論研究之演變--------------------15 表 2.3 住宅排水衛生設備相關國家標準彙整------------------20 表 2.4 案例調查之地點分布及分布數量----------------------22 表 2.5 案例調查之樓層規模分布及分布數量------------------23 表 2.6 案例調查之設計時間分布及分布數量------------------23 表 2.7 案例排水立管型式分類統計--------------------------24 表 2.8 通氣立管型式分類統計------------------------------26 表 3.1 計算參數符號表------------------------------------63 表 3.2. 壓力感測器的技術規範 -----------------------67. 表 3.3. 直流擴大器的技術規範 -----------------------67. 表 3.4. 低頻過濾器的技術規格 -----------------------68. 表 3.5. 容量式水位計的技術規範 ---------------------70. 表 3.6. 超音波式水位計的技術規範 -------------------71. 表 4.1. 四種給排水配管方式（應用於浴廁面積尺寸 1.6m x 2.0m 的初期費用成本比較表）----------------------81. 表 4.2. 四種給排水配管方式之效益比較表-------------------84.

(15) 第一章. 緒論. 第一節研究背景與動機近年來，隨著國內經濟及國民生活水準的大幅提升，建築物規劃設計各方面之品質均有長足的進步，而一般民眾對於生活上相關設施之要求也日益提高，過去比較容易被忽視的建築設備也逐漸成為建築品質的指標之一。建築設備的內容包羅萬象也涉及各方面之專業領域知識，其中建築給排水設備特別是排水通氣系統方面，國內一直缺乏有體系之基礎研究與問題探討，主要是因為國內在排水系統設計上大多將其隱藏於看不見的地方，其重要性往往為一般建築師或研究者所忽視。根據筆者曾做過的建築設備管線生命週期調查成果顯示，國內多數公寓式住宅在完工後兩三年開始，便有因給排水設備管路問題而進行拆除整修之更新工程之案例，在 10 年到 15 年間，因給排水設備管路問題而進行拆除整修之更新工程案例達到尖峰，此現象所造成的能源資源浪費與環境品質低落實在不容小覬。小規模或低層建築物在排水通氣系統問題上比較容易解決，同時也不易凸顯問題的嚴重性，但是當建築密集化與高層化之後，若不能在設計階段正確規劃與適切評估，其所造成的問題與損害浪費將是相當困難彌補。國外相關之研究文獻由來已久，目前國內相關專業工程師一向缺乏適當規範依據來進行設計，台灣在此全面建築品質提升的要求趨勢下，建築排水系統的基礎研究與本土問題的解決體系建立，將是刻不容緩的工作。建築給排水設備是國人日常生活不可或缺之重要設備之一，設備性能品質的好壞關係到國人健康與安全衛生之課題。落實建築衛生設備之設計規劃概念，正本清源，必須先解決隱藏且容易被忽視之排水通氣系統的性能問題。未來建築產業的發展，在全球化與重視地球環境課題下，政府致力於推動綠建築政策，除了強調省能源、省資源外，全面提升建築品質更是建築產業努力的目標。本研究也希望在此時機配合國家建築產業之發展趨勢，提供建築排水通氣系統之性能評估與相關研究之參考。建築排水目前大都採用重力式自然排水型式設計，主要功能是利用重力作用將排水衛生器具所排放之建築污水、雜排水及污物順暢排流至建築物污水處理設施或都市污水下水道系統，集中處理後排放至自然水. 1.

(16) 體。目的在於避免排水管內部臭氣逸散至室內，防止有害人體健康的蚊蟲、老鼠、蟑螂及病菌等侵入，確保居住環境衛生。台灣地區一般中高層建築物的低樓層部分大都存在著衛生排水器具存水彎破封之居室衛生問題，長期以來由於存水彎破封現象不易發覺，包括一般人乃至於連建築師或專業人員也少有完全理解者，這樣的問題一直無法得到重視與合理的解決，即使目前標榜高品質建築產品也多有存在此問題。建築給排水設備系統因為設計上大都隱藏遮蔽，其重要性往往為一般使用者、甚至建築師及相關學術研究工作者所忽略，造成建築使用上之嚴重困擾，並且無法有效解決之問題。本研究擬針對台灣地區中高層住宅建築排水通氣系統設備之現況進行初步調查，並探討設計作業與施工、使用過程中所產生的各類問題所在，嘗試分析改善對策，並提升建築排水通氣系統的衛生舒適性能。. 2.

(17) 第二節研究目的與範圍建築物的排水設備系統，最重要的功能在於使排水管內藉著重力作用而自然流下的污水、雜排水或污物，能順利無障礙地搬送排除到戶外或進入外部環境排水系統。目前全世界在建築設計上，絕大多數是以重力式自然流下之排水系統做為建築物之排水設計。重力式排水系統在建築設計上，由於並非完全之密閉回路系統，最令人擔憂的就是衛生方面之問題。排水系統如何讓排水順利地排出，又不使排水管內污穢的空氣溢散到建築物室內，同時又要避免蟑螂、老鼠、蚊蟲、病菌等有害衛生之生物滋生繁殖並侵入室內，則是關係到每一個人日常生活健康之重大議題。重力式排水系統中，擔負此衛生上阻絕介面之機制功能者，主要就是依賴裝置於各個用水器具排水口附近之存水彎（Trap），而存水彎也是大多數衛生設備器具必備之重要設施之一。流入通氣流量通氣管. 排水負荷流量吸引破封存水彎封水深 50~100mm 負壓. 噴出破封存水彎封水深 50~100mm. 正壓 hydraulic jump. 排水橫主管. 1 排水系統之流體基本現象圖 1.1圖排水系統之流體基本現象. 存水彎原理的發明與應用在衛生器具上，早在 18 世紀便已開始，衛生設備器具上的應用雖然經過將近兩個世紀的改良與進步，基本上並沒有太大之改變。國內一般中高層建築物大都存在著存水彎破封之居室衛生問題。長期以來由於存水彎破封現象不易發覺，一般人又少有此方面. 3.

(18) 之瞭解，連建築師或專業人員也少有完全理解者，而使問題一直無法得到重視與合理的解決，即使國內目前相當高價位之高品質建築也多有存在此問題。國外相關問題的研究已行之有年，筆者也曾經在日本參與部分超高層建築排水實驗研究之工作，國內在此領域之研究乃為起步階段，相較於歐美、日本等先進國家落後甚多，設計方法上之應用及相關法規也大抵參考美國、日本之規範，目前尚未見本土之研究者有系統的投入研究發展。本研究在乃屬建築給排水設備之基礎調查研究，針對中高層住宅建築物排水通氣立管系統進行現況調查，從建築整體排水系統的設計及性能評估角度，整理並研擬國內本土適用之建築排水通氣系統設計與性能評估方法，並提供相關設計規範之擬定參考。本研究擬從設計理論與國內現況調查著手，並建立較小規模之排水實驗塔設施，模擬國內典型中高層集合住宅排水通氣立管系統局部設施進行實驗，具體之目的茲簡要敘述如下： 1. 檢討國內既有中高層集合住宅及一般建築物，在排水通氣設備系統上之現況問題癥結，並提出可行解決對策方案，提升國內建築室內環境品質。 2. 研擬建築排水通氣設備系統之相關設計規範建議，並配合對應開放建築之概念手法，充實國內建築給排水設備教育及提供建築師實務作業之參考。 3. 建立本土化建築排水通氣系統性能評估與試驗方法，提供國內建築給排水設備系統檢測驗證制度建立之參考，促進國內建築設備之進步與提升國人生活環境品質。. 4.

(19) 第三節研究方法與步驟對於國內建築物排水通氣系統現況問題的釐清與整理，將有助於本研究之課題重點掌握與研究成果之呈現。因此，本研究首先將著手現況問題的瞭解，藉由問卷調查或訪談記錄方式，整理國內目前既有建築物排水通氣系統的設計情況與實際問題點。同時探討可以改進的方向，以及落實為設計規範之可行性。茲將研究計畫之工作重點內容說明如下： (1)文獻回顧與資料整理在歐美、日本等先進國家排水系統之相關研究，已經有相當長久之歷史，研究文獻及成果也有相當之累積。因此，本研究第一階段之工作重點，首先從既有建築給排水設備系統研究文獻的回顧中，掌握國內外建築排水系統相關問題與研究之發展情況，以及現有之排水系統設計方法與計算理論。排水系統理論體系之課題主要包括通氣管部之通氣流量計算、水平橫支管與接頭部之流體現象、垂直立管部之流體現象與管內壓力分佈、水平橫主管之搬送理論以及存水彎之水封與壓力變動理論等。在建立計算理論體系之同時，也將初步探討整理國內現況設計方法與國外測試研究之問題點。（2）現況調查與分析國內中高層（約 7-12 層樓高）住宅建築相當普遍，此規模之建築在排水通氣系統規劃上發生問題的機會相當高，特別是在排水立管的設計上，因為管內空氣壓力的變動擴大造成存水彎破封之現象應該相當普遍，故針對國內中高層住宅建築之排水通氣系統設計與性能評估方法的探討，將是本研究之主要內容。住宅建築之排水通氣設備性能問題，可能包括設備管線材料的耐久性、耐候性、施工不良、使用不當或系統設計錯誤等課題。本階段之調查工作重點主要有兩項，其一是調查整理國內一般既有建築物所採用之排水通氣設備種類項目及數量分佈情形。其次，將針對國內中高層住宅建築的排水通氣設備問題，透過專家問卷對國內建築師或水電技師進行訪談及基礎資料收集整理，以瞭解並掌握國內既有建築中實際採用之排水設備及設施系統，並彙整建築師或水電技師專業設計工作上所遭遇的問題點。. 5.

(20) (3)建構實體模型進行本土化性能試驗方法檢討建築設備性能試驗以及檢測驗證制度的建立，是提升建築設備品質重要之一環，也是政府政策未來將持續推動的重要政策。以國外先進國家之經驗，未來可進行建築設備性能試驗之項目相當多，在有限的經費及時程上僅能針對重要且具迫切性之課題項目，進行方法及系統之探討與建立。實體模型之排水實驗研究在國外已行之有年，而排水系統計算理論體系中，以垂直立管之流體現象最為複雜，因而受到國外研究學者普遍之重視。因此，第三階段的研究工作重點將針對垂直立管壓力分佈之計算理論，進行實體模型排水試驗驗證與性能試驗方法之檢討。根據國外之相關研究經驗，排水系統之實體模型試驗往往在實驗裝置上耗費龐大，雖然國家實驗室有規劃相當規模之實驗設備，但在使用時程及相關實驗設備上，目前尚無法考慮配合使用。本研究之排水實驗地點預定於台灣科大綜合研究大樓，利用既有九層樓高建築物樓梯間之結構體，搭建小型簡易之排水實驗塔與試驗裝置，充分運用有限之經費預算達成性能試驗方法檢討之目標。目前已經完成可以提供實驗配合之設施及實驗裝置，如下照片所示。同時，本研究在實驗儀器設備上之經費不足部分，將另外申請國科會及學校研究經費之配合補助，盡量達成完整實驗之目標。透過實驗經驗的累積與基礎測試資料的解析與建立，也將檢討國內本土排水系統性能試驗方法之可行性，作為國內未來給排水設備性能實驗研究之參考。（4）排水系統對應開放式建築之課題探討開放建築系統的兩階段供給概念，將會是未來建築省能源、省資源及建築品質提升之重要對策發展方向之一。開放建築強調建築空間的使用彈性，以及對應建築物隔間牆體單元的更新換裝、施工維護容易程度，目前已有實際案例及部分研究成果可供參考。其中，由於一般建築物之排水問題是利用自然重力原理，建築設計及空間規劃必須有洩水坡度之考慮，將是開放建築系統中最難解決的課題之一。本計畫將針對開放建築概念，整合不同領域之專家意見及知識，加入排水通氣設備系統問題之檢討，研擬可行配合方案與建議新設備系統之開發。根據本研究之目的及預期目標，最後階段將綜合整理中高層建築排水通氣系統之設計與性能評估方法。最後將根據計算理論體系的建立，實. 6.

(21) 茲將本研究之整體研究架構流程以及各階段之重點內容，簡要組織關係圖示如圖 1.2 所示。. 確立研究課題. 既有研究文獻回顧與基礎資料蒐集. 既有設計方法檢討. 中高層住宅建築排水系統現況調查. 計算理論體系建立. 實驗平台與設施建構水平橫管系統. 衛生器具系統及存水彎. 垂直立管系統. 現況課題彙整與設計對策分析. 確立重點課題進行實驗. 現有法規檢討（建築技術規則設備篇…）. 排水通氣系統設計與改善對策研議. 排水通氣設備系統設計規範草案架構之擬議. 結論與建議. 圖 1.2 研究架構流程與工作要點組織. 7. 實驗資料分析.

(22) 第四節排水配管之相關用語 [A-2][A-5][A-7][A-14]. 本節的用語定義，整理自相關的文獻. (1).主管在配管系統中，用以接續支管且作為該系統主要幹線之部分稱之。 (2).支管器具給水管、器具熱水管、器具排水管或器具通氣管等與其主管間的管稱之。. 。. 通氣主管通氣支管最高器具溢水面. 排水立管. (3).排水立管圖 1.3 排水立管在垂直線或與垂直線之夾角在 45° 以內所設置之管稱之。 (4).排水橫管在水平線上或與水平線之夾角在 45° 以內所設置之管稱之。 (5).排水管用以單獨或合流排除污水、雜排水、雨水等之管稱之。 (6).基地排水管埋設於基地內之排水管，由建築物壁面開始至與公共下水道下水路等接續點，或者是至地下浸透處理等接續點止之配管部份稱之。水流順滑下水道管線基地排水管. 下水道管線. 圖 1.4 基地排水管基地排水管. (13).器具排水管與衛生器具所附屬或內藏之存水彎相接續之排水管，由存水彎處起至其他排水管間之管稱之。 (14).雨水管排水系統中用於排除雨水之管稱之。 (15).折曲管或 Z 形管為使配管經路能平行移位之目的，由肘管(elbow)或彎曲(bend)接頭所構成能移位的部份稱之。 (16).地下埋設管. 8.

(23) 全部或部份設於地下之管。 (17).通氣管為使排水系統排水通暢或設置於水槽設施作為通氣目的而設置的管路稱之。 (18).緩和通氣管為使排水、通氣兩系統間之空氣能順暢流通而設置之通氣管稱之。平房頂及最上層以外之樓層、期排水橫支管供大便器及此類似器具八個以上使用時，依規定設置環狀通氣管外，其最底下器具排水管與盤水橫支管接續點之職下游側，應設置緩和通氣管。. 環狀通氣管. 最高衛生器具溢水面 150 mm 以上. 圖 1.5 緩和通氣管. (19).迴路（環狀）通氣管為保護兩個以上存水彎，從最上流器具排水管與排水橫支管接續點之直下流處(指最後一個器具的前端)起，向上接至至通氣立管或伸頂通氣管之通氣管稱之。. 通氣立管. 緩和通氣管. 向上配管. 排水立管. 通氣立管. 最尾端衛生器具清潔口. 圖 1.6 迴路通氣管 (20).反向(reverse)通氣管將器具之通氣管，在比此器具溢流邊緣高之位置向上升起一次，並由此向下折回，再接續於此器具排水管與其他排水管接合處直前之橫走部，或者是沿著樓板橫走與通氣立管接續者稱之。. 最高衛生器具溢水面 150 mm 以上. 反向通氣管. 通氣橫支管. (21).個別通氣管為使某一個存水彎達成. 個別通氣管. 排水管放大一級. 圖 1.7 反向通氣管. 高於該樓層最高器具溢水面 150mm. 清潔口通氣立管. 9. 圖 1.8 個別通氣管. 排水橫支管.

(24) 通氣效果，由存水彎之下流處接出通氣管，並在較器具為高之位置上與通氣系統接續，或直接向大氣開放之通氣管稱之。. (22).器具通氣管在器具排水管處，以與垂直線成 45 以內之角度分歧，向上接續之通氣管，由此分歧處開始至其他通氣管之間之管稱之。 (23).共用通氣管﹒ 背對背或並列設置之衛生器具，為保護此兩器具存水彎之封水，在器具排水管之交點處向上接續之通氣管稱之。 (24).結合通氣管為防止或緩和排水立管內的壓力變化，由排水立管處分歧，並向上與通氣立管接續之緩和通氣管稱之。 (25).濕通氣管保護兩個上的存水彎，且兼作器具排水管與濕通氣管最高器具溢水通氣管之部份稱之。面 15CM 以上圖 1.9 濕通氣管 (26).伸頂（伸延）通氣管從最頂部之排水橫管與排水立管之接續點起，排水立管再向上延伸作為通氣使用之部分稱之。 (27).補助通氣管排水立管連接十支以上之排水支管時，應從頂層算起，每十個支管處接一補助通氣管，管徑和通氣立管管徑相同。最高器具溢水面 15CM 以上. 排水立管. 防蟲網. 伸頂(伸延) 通氣管. 輔助通氣管. 地板面. 排水立管. 排水橫支管. 通氣立管(主管). a<45 度. 圖 1.10 伸頂通氣管. 圖 1.11 輔助通氣管. 10. 通氣立管.

(25) 圖 1.12 通氣種類[A-14]. 11.

(26) 第二章. 相關規範整理及現況調查. 第一節文獻回顧與規範發展沿革 2.1.1 文獻回顧排水系統在一棟建築物的設計至完成使用過程中，是必要且不可或缺的基本設施之一，因此建築排水系統的設計方法與相關規範的產生也已相當久遠的歷史。建築衛生設備方面的發展以歐美國家較早，相關研究文獻早期大多源自歐美方面之學者；之後，日本引進美國方面之設計方法與規範，經長期之研究檢討並配合實務經驗之改良，發展其適用之相關規範與設計方法，日本國情環境與台灣較為接近，有許多相關研究文獻值得參考。台灣在建築領域有關排水系統之研究相較之下顯得相當稀少，且既有文獻中也局限於使用後評估調查與定性檢討之研究，實驗性與基礎理論之研究幾乎難以覓得。相關建築設備教科書或相關專業書籍之排水系統設計方法與規範，則多沿用美國或日本方面之規範技術資料，雖然大致上也可符合性能設計之需求，但就整體性發展而言，畢竟仍缺乏台灣地區排水通氣系統上的本土問題解析、對策評估及對應策略之規劃。台灣既有建築排水通系統或設備的研究顯示，於 1987 年曾嘗試引進日本給排水衛生設備規準 • 同解說 HASS 204 及美國 National Plumbing Code，並參酌台灣本地實際需求，規劃給排水衛生設備技術規範草案，內容涵括排水負荷設計計算、機器材料與施工及試驗檢查等範圍，以對應自規劃設計開始至施工檢驗完成之各個階段中各專業技術人員的不同需求；惟相關行政機關未將本草案見諸法制化，以至於大多數實際案例之建築排水通氣設備設計，主要是依循建築技術規則相關規定而設計，部分則將前述國外各類規範的指針內容納入參考。另對於建築物衛生設備配管系統的使用課題，本研究也曾曾針對建築物排水配管漏水及阻塞原因進行檢討，藉由訪談記錄初步了解從設計、施工及使用上不同階段的問題與原因，包括管材選擇及其強度要求與使用壽命、配管設計與接頭配件之耐壓性能、施工技術不佳及現場管理不當、衛生器具使用不當及缺乏清潔維護管理等。此外，有關集合住宅設備系統相關. 12.

(27) 法令規範的現況研究成果顯示，國內對於中高層、高層住宅設備系統（包括排水通氣設備）探討研究相當匱乏，法令規定老舊且分散冗多，無法符合設計作業參考之需求。未來新建築設備、材料之技術研發或引進，技術發展的整合並結合規劃設計觀念，加強施工技術提升與工法開發等，都將是推動建築設備良好品質的必要工作。. 2.1.2 規範發展沿革在建築物內之重力式排水系統，排水管特別是垂直立管內之排水流動是極為複雜之混相流體現象，包含了空氣、水及固體污物，同時也由於是重力所支配之現象，採用縮尺模型來進行研究非常困難，過去之研究文獻主要在實體模型實驗成果上發表較多。根據早期美國 NPC （National Plumbing Code）採用之 Wyly-Eaton 所推導之理論公式，其後之研究文獻大多沿用此理論基礎，並導向利用實體模型進行實驗來驗證理論之研究方向。表 2.1 National Plumbing Code 設計理論架構演變 •排水管各部位之容許上限流量由排水系統美國「排水器具單位」作為排水流量預之預測檢討與設計來決定測模擬與排水管徑決定之依據 •排水管容許流量確認的部位. 水平橫管、垂直立管、通氣管等. •水平橫管與垂直立管之計算理論與解析. Dawson-Kalinske(1939) 引用水理學上曼寧(Manning)公式推導之模式。. •立管終端流速理論. 垂直立管之計算理論經 Wyly-Eaton(1952)之檢討與解析. 1976 年以後，日本針對排水管內之流體特性及管內空氣壓力變動之考慮，而提出定常流量法修訂其國內之排水設計規範，日本之規範方向與美國 NPC 之排水器具單位法不同之處，在於器具排水特性及同時使用率方面之修正，容許流量方面之規定則大致類似。排水系統實驗性之研究及技術發展，在排水立管排水流下速度的測定方面，根據 Wyly(1961) 提出的立管內環狀流理論，日本的後藤（1972），美國的 B.J.Pink(1973)等學者均曾經以實驗方法或理論推導嘗試求出排水立管排水流下速度，但是並無明確定論。之後，日本的塚越等(1981)以鹽水投入並利用設置於立管兩點間之微小電極感知器測. 13.

(28) 定排水流速，板上恭助等(1994)利用立管內充水率之測定，來推算排水流速等等之嘗試與實驗，這其間還有其他試圖解明關於排水終極流速之論述被發表，但是至今也仍無明確定論。通氣流量之測定方面，Pink(1973)、Schlag(1974)等學者以熱線風速計，量測排水通氣管內之空氣流速，日本方面之實體模型實驗基本上也是沿用此測試方法，1988 年齋藤、大塚等提出通氣流量與管內空氣壓力變動之關係，1996 年鄭、鎌田、倉淵等根據實驗修正公式，預測管內平均壓力分佈與通氣流量。排水垂直立管內空氣壓力變動之測定方面，根據 Pink、Schlag 之理論及實驗解析，1988 年齋藤、大塚等建立 30 公尺左右之實體模型，量測出立管管內壓力分佈實測圖形，並進行相關之解析與探討，1990 年於日本住宅都市公團實驗場建造 100 公尺排水實驗塔，測試解析超高層建築排水立管之壓力分佈，1996 年鄭、鎌田、倉淵等根據實驗解析結果，提出立管內空氣壓力分佈預測模式。同一時期，英國方面之學者 J.A.Swaffield 等也發表了相關立管內壓力預測理論模式與實驗解析結果。另外，排水橫管之搬送污物能力問題，也是排水系統中重要之課題，排水橫管之型態對於立管之排水性能有相當大之影響，不良之設計會造成立管內不正常之逆壓，間接引起建築物低層部器具存水彎產生跳水與破封現象，造成居室環境嚴重之衛生問題。關於水平橫管性能之主要研究，有鎌田（1986）之最小必要流速之探討，與 L.Galowin 等於 1990 年後陸續之論文發表文獻。. 14.

(29) 表 2.2 建築排水系統性能理論研究之演變研究主題研究人員. 主要研究內容. 排水立管排水流後藤（1972）、B.J.Pink 以實驗方法或理論嘗試推導排水立管排水流下下速度測定速度 (1973) 塚越(1981) 以鹽水投入於立管兩點間之微小電極感知器測定排水流速坂上(1994) 利用立管內充水率之測定推算排水流速通氣流量之測定 Pink(1973),Schlag(197 以熱線風速計，量測排水通氣管內之空氣流速 4) 齋藤、大塚（1988）提出通氣流量與管內空氣壓力變動之關係鄭、鎌田、倉淵等根據實驗修正公式，預測管內平均壓力分佈與通（1996）氣流量排水垂直立管內齋藤、大塚（1988）建立 30 公尺左右之實體模型，量測出立管管內空氣壓力變動之壓力分佈實測圖形及解析與探討測定 1990 年建造 100 公尺排水實驗塔，測試解析超高層建築排水立管之壓力分佈鄭、鎌田、倉淵等根據實驗解析結果，提出立管內空氣壓力分佈預（1996）測模式 J.A.Swaffield（1996）立管內壓力預測理論模式與實驗解析結果排水橫管之搬送鎌田（1986）排水橫管最小必要流速之探討污物能力研究 L.Galowin（1990）. 建築物之排水管內排水的流動，特別是在垂直立管內藉自由落體順勢排下之排水有著複雜的流體現象，同時也會誘發管路內空氣壓力的變動，建築物高度越高，則由排水流體位能轉換之動能就越大，誘發之管內壓力變動也越大。當排水負荷自建築物之高層部位向下排出時，將同時誘引通氣管內之空氣流入排水管，在排水負荷層正下方因自由落下排水加速牽引而形成管內負壓現象，容易造成吸入存水彎之水封而導致吸引破封現象。當排水落下接近排水橫主管部位時，由於減速水跳現象（hydraulic jump），形成相反之正壓推擠水封而容易導致低層部衛生器具存水彎的噴出破封現象。. 15.

(30) 第二節排水通氣系統分類及相關規範探討 2.2.1 排水通氣系統之分類 1987 年中華民國建築學會所提出之給排水衛生設備技術規範（草 [A-1] 案）中，對建築排水分流與合流之定義有詳細界定，主要是以建築污水、建築雜排水之水質特性及後續處理或排放限制加以區分。排水合流型式必須配合建置足夠容量的污水處理設施，或建築物位於污水下水道建設完成地區，才能讓建築排水獲得妥善處理，不至於造成對自然水環境的危害，其管道空間之需求小，對於住宅建築空間規劃上較為有利，但必須落實維修保養工作，以確保排水管內之通暢性；建築污水與雜排水分流的型式，可以將不同排水依其負荷型式與負荷量分別處理，以解決排水管堵塞或淤積、瞬間大量排水負荷造成系統性能喪失的問題，但是，在配管空間上需求極大，且配管材料及施工成本亦將大幅增加，相較之下，對應於台灣地區住宅建築規劃之密集空間需求之現況，各個排水獨立分流之型式相對處於不利建築設計的發揮；至於雨水排水因為僅需要簡易處理即可收集利用，一般均採獨立分流設計，可以規劃雨水利用系統有效節省水資源，亦可經過公共雨水下水道排放，一般不會產生污染河川或自然水體之問題。有關通氣型式之分類，則分為器具個別通氣、迴路通氣、伸頂通氣及特殊接頭通氣等四類，主要根據設備管道空間的容量、住宅建築對排水通氣設備之需求等級及配管材料及配件之初期建造成本與維護更新之便利性而定，在設置空間及施工成本之評估上，屬於較不經濟的型式。另外，在日本早期即積極推廣排水與通氣併用立管的單管式排水通氣系統（特殊接頭型式），因此在日本最新之給排水衛生設備規準•同 [A-15] 中做了部分的修正，主要針對通氣型式加以分解說 HASS-206(2000) 類並說明，而對於排水型式則僅以性能要求原則性說明為主；單管式排水通氣系統對於配管空間之需求，又比前述單單採用建築排水合流型式設計的住宅建築案例節省許多，可以規劃充足且方便的維修空間，而因為這樣的系統係以考量排水與空氣之特殊導流設計而產生，所以必須採用各種特殊接頭方能達成，雖然初期建造成本會增加，但所增加的成本比例佔建築工程總建造成本的比重已相當有限，極少的成本投資即可達成極高的系統性能提升，且此種系統的特殊接頭與配管型式大多採快速. 16.

(31) 安裝施工，後續配管維護或更新汰換相當便利。因此，如能有計畫引進相關技術及產品，對於台灣地區建築設備性能的提升將有極佳之助益。參考前揭文獻規範，本研究首先依照排水立管與通氣立管之合併或獨立設置作系統分類，將集合住宅建築排水通氣系統分為單管式伸頂通氣系統及二管式排水通氣方式，其中再參照通氣管與通氣型式摘要歸納數種基本型式，如圖 2.1 所示。另依循既有文獻之分類原則，並參考台灣地區建築排水型式的發展現況，將建築排水型式直接導入建築物內之排水設施配管線部分，分為合流與分流二大型式，以建築污水與生活雜排水採用合併或獨立排水型式排流設計為主要區分原則，另進一步考量避免油漬殘留淤積造成排水管堵塞，以及洗衣機加壓排水、含洗劑泡沫排水的阻流現象，同時將廚房雜排水、洗衣機排水等獨立設置排水立管系統的型式納入本研究之建築排水型式分類，如圖 2.2a,2.2b,2.2c 所示。. 一般單管排水立管. 特殊接頭排水立管. 二立管單伸頂通氣. a.單管式排水伸頂通氣系統. 二立管單伸頂器具通氣. 二立管二伸頂迴路通氣. b.二管式排水通氣系統. 圖 2.1 建築排水通氣系統分類. 17.

(32) 圖 2.2 建築排水形式分類洗面盆排水. 浴缸排水. 地板落水. 馬桶排水. 洗衣機排水. a.各類排水分流. 廚房排水. 洗面盆排水. 浴缸排水. 地板落水. 馬桶排水. b.二管式建築污水雜排水分流. 洗面盆排水. 浴缸排水. 地板落水. 馬桶排水. c.單管式排水合流. 依據前述文獻說明，及從台灣地區建築排水相關設計圖說案例的調查顯示，建築排水之通氣設計型式上，除基本的器具通氣、迴路通氣、伸頂通氣及特殊接頭通氣型式之外，台灣另有介於迴路通氣與立管伸頂通氣之間的建築排水特殊通氣型式被採用，本研究將其定義為「立管結合通氣」型式，各類通氣型式如下圖 2.3 所示。. a.個別器具通氣. b.迴路通氣. 圖 2.3 排水通氣型式分類 18. c.伸頂通氣. d.立管結合通氣.

(33) 2.2.2 建築排水通氣系統相關法規規範我國建築排水設備系統之設計，以建築技術規則建築設備編第二章第一節給水排水系統為主要法令依據，其他則參照下水道法與相關子法、及直轄市、臺灣省所訂定污水下水道用戶排水設備標準及接管服務手冊、用水設備設計施工檢驗作業規範等辦理；對於設計圖說之簽證或審查機制，則各地方作業方式不一。我國建築技術規則建築給排水通氣系統相關規定管制內容包括：設計通則、配管材料（應符合國家標準）、施工試驗、管路配置之注意事項、排水管管徑及洩水坡度、排水負荷之器具單位負荷計算標準、排水管路清潔口、存水彎之設置位置、通氣管之型式與設計管徑之計算及排水中固體或污染物之截留或清除裝置等，對於排水立管與橫主管的排水通氣性能或評估試驗法，則無規範。惟前述現行規定自民國 63.2.15 發布施行沿用迄今已逾二十七年未有修正更新，對應新技術、新設備的快速發展，確已無法滿足現況之需求，同時亦缺乏其他必要之設計規範或基準。因此，國內相關專業技術人員除依既有建築管理法令及下水道法相關規定執行設計業務外，參考沿用美、日各國規範者亦屬眾多。各國應用普遍的排水通氣系統設計規範則有 National Plumbing Code、 International Plumbing Code(1995.01)、給排水衛生設備規準•同解說 HASS-206 (2000)等。在建築排水通氣設備相關之國家標準規範方面，除已普遍商品化之衛生器具其性能與試驗法標準較為周全外，性能評定標準部分則僅有住宅用設備組件之排水試驗法及耐濕與防水試驗法等，但是仍僅屬配管或器具構件部分之規範標準，且標準制定時間亦已久遠，對於建築規劃與設備系統設計、施工及性能驗證需求，並無實質幫助。至於有關整體建築排水通氣系統性能標準或試驗方法，則尚無相關國家標準被提出或制定，亟待國內相關研究單位或行政機關積極投入研究，並規劃中長程之發展方向。現行國家標準有關衛生器具及配管與配件之標準項目極少，如表 2.3 所示。各項標準試驗法，內容詳見附見三。. 19.

(34) 表 2.3 住宅排水衛生設備相關國家標準彙整制（修）訂時間標準編號標準名稱 CNS 5957 A3106 住宅用設備組件之排水試驗法（Method of Test for 1980.08.13 Drainage of Equipment Units for Dwellings） CNS 5957 A3107 住宅用設備組件之振動試驗法（Method of Test for 1980.08.13 Oscillation of Equipment Units for Dwellings） CNS 5957 A3108 住宅用設備組件之強度及耐久性試驗法（Method 1980.08.13 of Test for Strength and Durability of Equipment Unit for Dwellings） CNS 5957 A3110 住宅用設備組件之保溫及隔熱試驗法（Method of 1983.07.11 Test for Heat Insulation of Equipment Units for Dwellings） CNS 5957 A3112 住宅用衛生設備組件之耐濕及防水試驗法 1980.08.21 （Method of Test for Moisture - proof and Water proof of Sanitary Unit for Dwellings） CNS 4439 A1021 住宅用衛生設備組件模矩尺度（ Modular 1991.03.15 Co-ordinating Sizes of Sanitary Units for Dwellings）. 有關美、日在排水性能標準及相關器具標準的發展，目前已進入成熟之應用推廣階段，本研究將於後續研究過程中，陸續收集參考相關規範及標準項目，並參酌台灣地區的發展特性，俾能有效導入其發展經驗，並提升本土建築排水研究與設計水準。. 20.

(35) 第三節中高層住宅建築排水通氣系統現況調查分析本研究之現況調查工作，案例收集目標以建築師事務所、電機技師事務所及建設公司等所設計或銷售之住宅建築個案為主，並針對個案排水通氣系統設計圖說方式之收集抄錄方式進行調查，另對專業技術人員亦進行訪談記錄，以初步彙整系統設計、施工及使用階段的問題所在，同時，逐步比較分析台灣地區住宅建築案例產生這些問題的原因，作為 [A-16] 。並以施工的現場調查佐證當後續評估可行之改善對策之重要資訊前國內施工現況和容易發生疏失的情形。案例調查和專業者問卷訪談的格式如附件三。調查進行的照片如下圖所示。. 水平管閃樑做法和清潔口. 幹管標明種類、顏色與流向. 現場施作時確認的排水昇位圖圖 2.4 工地訪談方式進行資訊蒐集. 21. 臨時排水之污排水.

(36) 2.3.1 案例調查基本資料說明本研究選定台灣北部地區中高層住宅建築案例進行現況調查，總計調查案例數 51 例，案例所在區位主要分布於台灣北部地區的台北縣市、桃園縣、苗栗縣，部分則在宜蘭縣、台中市及新竹縣（如表 2.4），經初步比較，個案排水通氣系統選擇與所在區位並無直接關聯。表 2.4 案例調查之地點分布及分布數量. 案例地點台北縣市宜蘭縣桃園縣新竹縣市苗栗縣台中市合計. 案例數百分比（件） (％) 22 43 1 2 10 20 4 8 12 24 2 4 51 100. 構造型式上全部個案均為 RC 構造建築物，約略可見台灣住宅建築發展仍以傳統 RC 構造為主要趨勢，而在排水通氣系統的配置模式與管線設計方向上，亦差距不大，且個案所面臨的問題亦相去不遠，惟對於問題的解析研究甚缺，一直沒有直接且據理論依據的解決對策被提出，值得進一步深入探究。個案樓層高度規模之分布，屬中層至中高層(6F 至 12F)者佔 48%，屬中高層(13F 至 14F)者佔 24%，高層建築(15F)案例佔 24%（如表 2.5），初步分析顯示，不同樓層規模個案在排水立管及通氣立管之系統選擇上，並無法經由案例設計圖說判定其相關性。個案設計時間有 4 例詳細設計時間暫無法得知，故不列入後續設計時間分布的說明，已知設計時間之案例分布介於 1988 年與 2000 年之間，其中 1995 年至 2000 年期間的案例數佔其 12%（如表 2.6），近期台灣地區建築排水通氣系統型式發展應用的現況應可真實呈現，對於後續的現況問題解析與改善對策研議應有實質助益。. 22.

(37) 表 2.5 案例調查之樓層規模分布及分布數量. 樓層規模 15F 以上 13-14F 6-12F 5F 以下合計. 案例數（件）比例(%) 12 24 12 24 24 48 3 6 51. 100. 表 2.6 案例調查之設計時間分布及分布數量. 設計時間 1988 年 1989 年 1990 年 1991 年 1992 年 1993 年 1994 年 1995 年 1996 年 1997 年 1998 年 1999 年 2000 年 2001 年合計. 案例數（件） 1 3 1 5 2 3 2 6 4 5 5 5 4 1 47. 23.

(38) 2.3.2 案例調查初步結果分析本研究調查顯示，台灣地區中高層住宅建築排水通氣系統採用排水管與通氣管併設之二管式系統（如圖 2.1b）設計者佔極高比例，雖然二管式系統普遍被應用於歐美地區，但此系統對於管道間及配管路之空間量較多，就空間規劃及配管材料消耗量之評估觀點而言，屬於較為不利的系統型式，尤其台灣在建築設計上都以建築物中居住者實際可用的最大空間面積為規劃目標，常常將設備管道空間壓縮，造成配管空間不足，施工維護不易等問題，就空間與維護更新成本的觀點，對於建築排水通氣系統選擇評估作業，應朝向省空間、配管路單純化、容易維修更新的方向檢討；另本次調查案例中則未出現排水與通氣共管之單管系統個案，單管系統（如圖 2.1a）在日本已普遍商品化，同時對應系統設計之需要，已有多種特殊接頭被開發完成，相較之下，此系統在管道空間需求及維護更新之工作性優於二管式系統，對應台灣地區地狹人稠之建築空間現況，未來將有可觀應用推廣空間。排水立管之設計，以建築污水、生活雜排水、廚房排水、洗衣機排水及冷氣機排水是否獨立配管分流為依據加以分類，其中選擇建築污水與各項生活雜排水採二排水立管分管型式與各項排水各設獨立立管的多立管型式配置者各半，約佔調查案例的 59%，建築污水與雜排水集中由單一立管排放個案僅有 1 件案例，所佔比例相當未達 2%。（如表 2.7）. 表 2.7 案例排水立管型式分類統計. 排水立管型案例數式（件）污排水分流各類排水獨立立管污雜排水共管合流合計. 比例 (%). 20. 39. 30. 59. 1 51. 2 100. 24.

(39) 排水立管型式之選擇，主要是以建築污水、雜排水、廚房排水及洗衣機排水的水質特徵差異為考量，並評估整體排水的流暢性而定；廚房排水中因為含有油脂、剩菜殘渣等比重輕或容易結垢的物質，對應排水管系統的維護更新需求，而將其列為設置獨立排水立管的項目加以評估；洗衣機排水中因為含有洗劑成分，所產生的泡沫在排水過程中積存於排水管內不易去除，使用過程中已發現直接造成排水水流不順的現象，且目前所開發使用的洗衣機，均以加壓排水型式設計，瞬間加壓排水造成排水管內水流與空氣壓力急遽變動，與其他排水設備共用立管時，將使共用排水立管之衛生器具產生破封現象或造成水封喪失的情況，遂有設置獨立立管的個案出現。台灣地區住宅建築排水通氣立管之設計，以器具通氣、迴路通氣與立管結合通氣等三類為主，如圖 2.3a,2.3b,2.3c 所示。其中立管結合通氣型式所佔比例調查案例 75%以上，器具通氣及迴路通氣二類則各約佔 8%和 12%。伸頂通氣為 6%（如表 2.8）. a.個別器具通氣. b.迴路通氣. c. 立管結合通氣. 圖 2.5 台灣地區建築排水通氣系統型式設計現況. 25.

(40) 表 2.8 通氣立管型式分類統計. 通氣案例數比例(%) 立管型式（件）立管結合通氣 38 75 迴路通氣 4 8 器具通氣 6 12 伸頂通氣 3 6 合計 51 100 這些結果顯示，立管結合通氣型式在所蒐集的研究文獻或技術規範中雖未出現，但相較之下，卻是台灣地區最廣泛被使用的型式；因此，本研究未來將利用現有相關實驗設施模擬解析其流體現象與空氣壓力變化之關係，亦或是直接建置此類型系統之實尺寸實驗設施，進行後續實驗研究與解析工作；器具通氣與迴路通氣型式於台灣地區被應用的比例並不高，推測其原因可能在於配管施工技術與成本的評估高於立管結合通氣型式，且配管空間受到建築設計與營建施工作業上的限制所致。雨水排水則依據現行建築技術規則規定均應獨立設置排水管路，並將雨水與建築物污水､雜排水分別排放至下水道系統。因此，經檢視個案設計圖說之雨水排水管設計均能符合法令規定，獨立設置雨水排水立管，並與建築物污水等分離而排放至公共雨水下水道；但其主要配置方式卻以 RC 柱內埋設暗管方式為之，對於施工查驗及使用階段之維護更新與結構安全性頗為不利，同時，經本研究調查發現，依據 2000 年最新修訂施行之建築技術規則有關 RC 構造設計準則規定，RC 柱內埋管及其配件所佔面積不得超過柱斷面積 4%，且配管內徑不得大於 5 公分等，對在結構柱內埋管的排水配管線設計將有極為重大的影響，相對地，對於推動明管型式配管亦具有正面且強制的意義。而國外推廣雨水收集利用已有相當長的時間，且均建議採用明管方式配置，相關配管及貯留技術亦相當成熟，台灣應可積極引進相關產品與設計技術，以改變這個雨量充沛的缺水國的形象。依據本研究案例資料顯示，調查個案所在地區均屬污水下水道未建設完成之區域，因此，除 1999 年以後個案應依據建築技術規則增修訂條文規定設置建築物污水設施外，其他個案亦已於建築物內設有污水處理槽（或化糞池、污水處理設施等）。建築物污水經過處理後，始排放. 26.

(41) 至公共污水下水道，未來都市污水下水道陸續建設完成後，除可減少新建建築物設置建築物污水處理設施之空間與設備成本外，對於都市水環境品質的改善亦有莫大助益。同時藉由專業設計者的訪談調查，初步了解國內建築排水通氣系統設計工作上的課題，包括執行設計的法令規範依據不明確且無法對新技術與理論的發展需求，排水通氣系統的選擇與性能、成本的整合分析，排水通氣系統的性能分析與檢定技術缺乏等，亟待學術研究上積極推動相關課題的基礎研究發展，並建立適當的排水通氣系統設計準則或規範。本研究針對台灣地區中高層住宅建築排水通氣系統的案例調查，彙整建築排水通氣系統的發展現況與其構成型式之分類，同時初步探討建築排水通氣系統於建築生命週期中設計、建造至使用各階段之現況問題；經過調查及訪談發現，台灣在建築排水通氣系統之分類上並不明確，且無相關規範或基準可供參考。本研究依據國外相關規範之分類，參酌台灣本土的系統應用現況，並按建築排水通氣系統、排水配管型式及通氣配管型式之層級予以分類，以探討台灣建築排水通氣系統發展的現況與其特性分析；案例中建築排水通氣系統採用排水管與通氣管併設之二管式系統設計型式者佔相當大比例；排水型式以建築污水與各項生雜排水採二排水立管或多排水立管型式居絕大多數，而於日本應用普遍的單一排水立管型式，在台灣地區使用的案例所佔比例則相當低排水立管之設計型式；排水通氣系統之設計，以採用立管結合通氣方式所佔比例最高，次之為器具通氣及迴路通氣。另雨水排水大致上均能符合現行法令規定，獨立設置排水配管排流至公共雨水下水道。在建築排水通氣系統之基礎研究領域上，台灣尚位居起步階段，有關系統發展的現況，仍待增加案例調查以真實呈現其發展現況；至於系統技術性課題的研究，除現階段透過專家訪談以獲取系統設計、施工及使用上的現況問題外，未來將規劃建置實體實驗模型，進行性能評估與試驗研究工作，採理論解析的實證方式，釐清台灣地區建築排水系統性能的問題所在，並探討建議改善對策，作為建立排水通氣系統設計規範與性能評估的重要依據，並以提升建築環境品質為研究應用的目標。. 27.

(42) 第四節施工和設計的注意事項透過建築師事務所、電機技師事務所、建設公司和實際的施工人員的訪談，瞭解國難現況在建築給排水工程上，一般常見的問題及應提醒相關相關作業工程師注意之項目，茲分類說明如下，並分別詳述於以下小節中。 1. 地下室工程 2. 結構體工程 3. 裝修工程 4. 臨時水電規劃的探討 5. 衛浴設備滲漏水問題探討 6. 客戶常見變更的內容. 7. 客戶常見修繕的內容 8. 浴室管道間預留孔的施工問題：詳述如下：本節部分內容彙整自文獻. [A-3][A-4][A-6][A-8][A-9][A-10][A-11][A-12][A-17][A-18]. 。. 2.4.1 地下室工程： 1. 地下室開挖時，地梁組模，水電配置連通管及通氣管（注意電梯機坑四周地樑不可留管，以免電梯進水）。 2. 電梯機坑預留排水管至污水池，並注意兩處以上機坑高程上的差異和其中間的連通管。 3. 筏式基礎的頂版（60× 180cm）組立，會預留拆模用的傳料孔 60 × 60cm，遇有地下室水箱時，水電應計算詳細位置，於筏基頂版事先預留套管，讓水箱排水或清洗時，水會直接流至筏基內，經由連通管至污水處理池抽出。. 28.

(43) 4. 筏式基礎上的拆模傳料孔，開孔的位置由監工統一指示，避免在車道正中央。中庭地面正式的排水孔在施工階段，由一支 3 吋的臨時排水管，穿越地下室連結至筏基拆模傳料孔，將水排入筏基，再由集水井統一抽水。 5. 地下室的臨時排水孔，預留之前考慮裝修進料，尤其是堆放沙子的位置宜避開。 6. 地下室供室內停車使用時，應參考平面圖，在車道的動線位置上，澆置樓版時略成拱型以利排水。 7. 污水池高程比筏基更低，污水池地樑交置前需測量交置完成面之高程。污水處理池地樑紮筋完成時，筏基連通管需同時進場配管。 8. 考慮地下室的淨高，檢討地下室配管之優先順序，污廢水、大小公配管、消防配管、風管等，如需穿樑必須於結構體施工前配管，不可事後鑽孔洗洞。 9. 電梯坑道內電梯鋼軌釘壁虎的地方，應避免水電埋設配管。. 2.4.2 結構體工程： 1. 地下室結構體放樣，在地下室基礎底板（大底）鋼筋及外側模板完成後，使用水準儀定出筏式基礎頂版（水箱蓋頂版）模板高程，在柱筋及地樑貼淺色膠帶做記號；再定出與水箱蓋頂版混凝土完成面高程。 2. 進行樓版的版筋綁紮時，待下層筋全部完成後，應請鋼筋工配合讓水電有時間進行配管，此為土建與水電之施工介面必須充分配合。 3. 樑內配管常因箍筋、加鐵等設計過多，使排水配管相當艱難，導致水電人員以鐵條將鋼筋撐開，造成間距異常或是保護層不足。應由水電先提出配管施工圖，於圖面事先標示，並由土建人員了. 29.

(44) 解何處需要協調現場施工相互配合，使工作順利進行。 4. 柱內配管預留高度，不可高於柱筋，以免影響樑筋施工困難。 5. 施工中的管線採保護措施，避免物件掉入管內。 6. 模板工程在給排水管線明管貫穿處，應由施工單位依照設計圖繪製管線套管位置圖，並按圖位置確實施工預留套管，避免事後的洗洞。 7. 配管穿樑時，必須遵照建築技術規則第三百六十條之規定。（混凝土之埋管及其配件應依規定：柱內埋管及其配件所占面積不得超過柱斷面積百分之四，內徑不得大於五公分。版、梁、牆內埋管及其配件所占深度，除經設計人同意外，不得超過其斷面厚之三分之一，內徑不得大於五公分，管之間隔不得小於管徑之三倍，埋設位置，不得傷害減弱原有強度。樓版中埋管應置於上下鋼筋之間，管外保護層不得少於二公分，接觸地面保護層不得少於四公分，垂直於管線之鋼筋不得少於百分之○．二。） 8. 拆模時間最好依據混凝土澆置後是否達到設計強度來決定，通常是以壓試體（七天、十四天、二十八天）來判斷是否安全，但是由於進度緊迫，為了避免未達強度造成傷害，通常使用回撐方式來解決。一般最節省的用法是版一套模、梁有兩套模，版拆除時間自放樣起算第十天，拆除後立即拿到上層組立，樑底模的拆除時間是第二十一天，但在實務上，樓版因有水電配管，過早拆模會使天花板有龜裂現象。所以除了回撐之外，板模最好有兩套，樑模最好有三套。 9. 外牆排煙罩預留套管和冷氣排水管需注意上下必須連成一直線，有兩戶或兩戶以上相連時，必須水平一致。（立面設計納入檢討）。 10. 如果一樓和二樓的浴室不在相同位置時，一樓的樓板（1FL）浴. 30.

(45) 室管道間放樣時，需參考二樓樓板（2FL）管道間位置，並於模板組立時預留孔位。 11. 一層樓板（1FL）是水電配管最多、複雜的，尤其是 WP（污水管）和 RP（雨水管）的管徑較大（5 吋），在紮樑筋時，可採用 X 軸向的樑筋先施作，之後污水管和雨水管再先由 X 軸向施工，然後再紮 Y 軸向的樑筋，避免 X、Y 軸向全部完工時，配管施工困難，或超出柱面、裝修面或 45 度彎頭超出灌漿高度。 12. 水電於牆立面配管，繪製施工圖告知插座位置距牆面邊或柱邊的距離，在紮版筋時確實依圖面位置施工，且保持配管垂直，混凝土澆置後，在地面噴漆作記號，請模板工注意避免在鑽孔時造成配管斷裂，而使澆置的泥漿灌入塞住，否則最後必須重新配管打鑿牆面，事倍功半得不償失。 13. 電氣在磚牆配管時，因為必須在隔間磚牆打鑿管徑的溝槽，如果直接用打石機打石，磚牆容易被打的支離破碎或走位（學徒或是半技工），所以在水電合約內，如遇有需在磚牆面打石，應要求施工方法，例如先用電鋸將配管溝槽的預定位置切出，再進行打石，則可克服大部分技術不良的問題。 14. 牆面打鑿配管後，填補水泥砂將與垃圾清理後，再通知立門框進場施作，可避免因打石的震動影響門框的垂直水平、安裝等準確性。 15. 地下室的水電吊管施作，有時候會影響到當樓層的物料進場。如有些工地的進料一律從地下室進料，但淨高有限，所以地下室的吊管施作的時機，宜在地上層的牆面粉光完成之後施工，或者是先行配管，然後在傾倒砂子的堆料位置上方，配管暫緩施工或是鋸掉，等地磚完成後再將配管作業銜接上。 16. 位於地下室停車場之直立露明管線應加保護措施，使之不易受人. 31.

(46) 車碰撞致使受損。 17. 地下室建築設備配管的優先順序如下：（1）排水（雨水管）、生活廢水（各戶）5 英吋 PVC 厚幹管最優先配管,樓層高度不足時，必須全部穿樑施工（結構施工時預留穿樑套管）。（2）地下室的風管、排風排煙設備。（3）消防管（注意灑水頭防護區域）。（4）電氣大公（公共設施）配置線槽。 18. 水電配管時，熱水管使用不鏽鋼管（白鐵管），應注意連結熱水出水口之彎頭使用。. 2.4.3 裝修工程： 1.浴室廚房 PVC 天花板骨架完成後，在封板之前必須將清潔口等全部完成。 2.浴室廚房維修人孔的位置和 PVC 天花板高程的決定，必須考慮是否會影響明管的位置，或需要利用套管穿樑。 3.設置清潔口、浴廁 PVC 天花板封板，必須注意維修孔位置應靠近清潔口而，而且位置避免在樑下，浴室之抽風機位置應該靠近管道間，且應避免淨高度不足 20 公分，造成抽風機無法安裝的情況。最好是從給排水配管開始，就由業主規定抽風機及維修孔，位置相關尺寸數據要求包商繪製施工圖。 4.衛浴設備進場與安裝，地下室的配管事先塞清潔口、及各污廢水檢查完成。查看各樓層是否有漏水狀況。 5.浴室地板的排水落水孔位置，宜在洗面盆的正下方，距離牆面 40cm，不可以任意設置。 6.陽台地板的排水落水孔位置，宜在全長 1/3 處。. 32.

(47) 7.在泥作工程特別約定及注意的事項，包括凡是遇有水電預埋的出線盒，必依式切齊，不得故意填滿。給水塞頭需清理沾在上面的泥渣。 8.臨時水及臨時排水應愛惜使用謹慎處理，清洗工具及泥漿後，必須將臨時排水管連續沖水兩分鐘，才得以關閉再離開，可確保排水管內壁的殘留施工物料不至於使日後可供排水的口徑縮小。 9.裝修工程之粉刷程序，應告知水電配管之優先順序及必須完成的時間。 10. 防水粉刷應該注意，在地下室外牆如有埋設過牆管時，例如受電室台電引進管、連結戶外下水道的污水管，必須使用具有止水板的過牆管。 11. 舖設地磚時，敲擊地磚全部平整，不可傾斜、高低差。浴室及陽台地磚特別注意洩水坡度，浴室常用 1/200，陽台常用 1/100。 12. 管道間內的管線，藉由不同顏色的管線來區分類別，施工時以暫時固定方式在管上標示類別和流動的方向，竣工前以噴漆噴註類別和流向，方便日後維修和尋找。 13. 裝設輕鋼架天花板前應注意水電配管清潔口是否塞妥，屋突管道間是否加蓋完成，配管無滲漏現象。 14. 交屋時的室內清潔，包括工作範圍內及地坪、門窗、廚房、浴廁器具、陽台牆面及地坪、樓梯間，應去除包裝紙、泥渣、水泥渣、油漆去污、及擦拭清洗等。在排水彎折處，透過清潔口予以清潔，並加以拍照紀錄，以釐清使用後發生阻塞的責任和維修分擔。未將排水管線予以清潔，管壁會黏著施工時排放的混凝土、水泥砂漿、防水塗料、粉刷塗料等廢棄物，達不到排水的原始設計管徑，致使排放會發生阻塞或是不順暢等問題。 15. 景觀照明及給排水，通常因為銷售的關係辦理變更，需事先多處. 33.

(48) 預留，避免事後的敲打。 16. 一層樓版（1FL）需考慮預埋 2 英吋的排水套管，在下大雨時才能有效排除中庭積水。預埋排水管時，需繪製施工圖，詳細位置尺寸必須存檔以利中庭施工時使用。 17. 水電配管由支管進入幹管時，污水管以斜 T（或稱為或稱為 Y 型管）較為理想，順 T 雖然好施作，卻容易阻塞。尤其是污水管（糞管）應以兩個 45 度的接頭銜接，不可以直接使用 90 度彎頭。 18. 通常水電圖只表示配管的管徑，支管與幹管的銜接方式都缺乏大樣圖，因此承包商因陋就簡，以最容易施工的方式進行，未考慮到建築設備是交屋後最常發生問題的關鍵，以接頭的價錢來說，一個 90 度的接頭不到一個 45 度接頭價錢的一半，因此需在合約上明確要求，品質才有保障。 19. 以通氣管為例，施工不當或是偷工減料，在客戶交屋時，就會發生為什麼新房子浴缸排水會不順、打膈或冒泡，因此需要在合約上尋找降低施工不良的著力點。 20. 屋頂管道間在澆置樓版時需做出凸緣，具有初步防水的效果。 21. 屋頂管道間（工地俗稱土地公廟）位置需以砌磚包圍，若是使用旋轉式的自然排風機，粉刷完成的尺寸為 60cm× 60cm，高度至少 90 cm。若使用傳統式百葉窗，則未限定標準尺寸。 22. 屋頂管道間開口的位置應考慮到風向的影響，開口大小及構造應使通風對流良好，兼能防止雨水侵入。 23. 水錶位應採用立式，橫式的配置較易使地板積水，頂樓也會較易漏水。 24. 屋頂落水頭的施工大樣。 25. 水電工程估驗計價請款時，該項次機器（如抽水泵浦）、材料（如南亞㊣A 管）、出廠證明正本、送貨單影本，遇有相關法規規範. 34.

(49) 數據範圍者，每次皆要檢附測試之實作附日期之照片。. 2.4.4 臨時水電規劃的探討： 1. 取得建照立即辦理臨時水的申請。 2. 臨時水給水直徑使用 1 英吋。 3. 臨時水電配管盡量以埋管方式，但不得妨害日後裝修工程進行位置。 4. 管道間和樓梯間應設置落水頭防止積水。 5. 截水溝應另設置臨時排水，以免正式排水管阻塞。 6. 各樓層以每一樓梯為單位設置一個直徑 2 英吋的臨時排水管，以免正式排水管阻塞，但是位置須與正式排水管位置容易區別。 7. 車道口設置水龍頭以利車輛清洗。電梯機房及電梯機坑設置臨時排水孔。 8. 地下室水箱設置臨時水出口，以供應臨時水之用。 9. 各層每一支梯設置一處 1/2 吋臨時水龍頭，位置不得妨害其他工程施作（例如大理石貨時才牆面裝修處），且水龍頭下方需設置臨時排水。 10. 揚水泵提前運轉，臨時水電管路的研究。 11. 臨時水泵位置應避免影響正式消防泵搬運與安裝。 12. 臨時廁所位置的研究。 13. 工務所水電的配設。 14. 臨時水幹管各動分開，並分別設置開關筏及防震軟管。 15. 臨時電和臨時水安置完後，對於使用中發生跳電或排水不通的問題排除和修復。. 2.4.5 衛浴設備滲漏水問題探討：. 35.

(50) 1.在建築施工的過程中，如果土建人員不了解水電的基本問題，經常會影響裝修工程的進行，甚至是交屋時的大量修繕單。所以除了土建本身的專業外，相關介面或非介面都需要適當了解，因為在土建裝修工程進行中，水電發生的問題已埋下了誘因。 2.馬桶滲漏水：（1）傳統習慣將馬桶底部以水泥砂漿填注，若將底部填滿砂漿，因水化產生熱作用導致馬桶破裂。正確的方式應以馬桶所附之螺栓，在浴廁地面組立，可降低因水泥砂漿無法承受側壓力或不當使用所產生的傾倒和人員的受傷，或在馬桶邊緣約寬 5cm、高 1.5cm 之砂漿。（2）污水管的管孔中心與牆面距離錯誤發生誤差（一般完成面的尺寸為 30cm，示型號差異而有所不同），常會使虹吸式馬桶發生排水不良，甚至污水自馬桶底部邊緣滲出。（3）馬桶本身製作過程不良，因為單體馬桶的水箱部份和本體部份並非一次製作燒製完成，會隱藏有裂縫，除非仔細觀察，否則不易察覺。（4）馬桶給水的三角凡而施工不當造成崩牙。 3.洗臉盆漏水：（1）洗臉盆給水的三角凡而施工不當造成崩牙。（2）本體的 P 型排水管未完全插入排水管中。（3）放水前管路未經清洗，導致龍頭泥沙阻塞，造成滲漏。 4.浴缸漏水：（1）土建部份浴缸底層平台未做防水粉刷或平台洩水坡度不良。（2）浴缸排水軟管未確實插入落水孔中並加以固定。（3）浴缸給水的三角凡而施工不當造成崩牙。（4）蓮蓬頭止水橡膠墊圈組裝時遺漏，地面未設計另一排水孔，. 36.