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研究生:周衍均
研究生(外文):YEN-CHUN CHOU
論文名稱:中高層公寓式住宅排水通氣系統性能實驗研究---基礎實驗建置及伸頂通氣系統驗證
論文名稱(外文):Experimental Study on Drainage Systems for the Middle and High-rise Apartment Buildings---Primary Experiment and Drainage Stack System Verification
指導教授:鄭政利鄭政利引用關係
指導教授(外文):CHENG-LI CHENG
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:建築系
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:日文
論文頁數:133
中文關鍵詞:重力式排水系統衛生器具存水彎排水垂直立管建築排水
外文關鍵詞:gravity drainage systemsanitary facilitiestrapvertical drainage stackbuilding drainage
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台灣地區一般中高層建築物大都存在著衛生排水器具存水彎封水破封的現象,造成建築性能上嚴重且無法有效解決的問題。本論文係屬排水通氣系統性能研究的基礎實驗,配合實驗塔規模以模擬13層住宅建築的壓力分布,以及實驗塔相關參數的確立;同時掌握公寓式住宅排水通氣立管系統的現況,調查結果顯示,台灣公寓式住宅建築絕大多數採用排水管與通氣管併設的雙管式系統,排水管路之設計以多管分流的排水立管型式為主,而立管結合通氣則是住宅通氣立管設計最被廣泛採用的型式。另一方面,根據國內建築排水設備系統設計規範之現況檢討發現,相關法令僅有目前的建築技術規則建築設備編之規定,不但沿用已久且未曾更新修訂。
長期以來排水系統的設置因位置隱密,少被重視,但是排水一旦發生問題,必然會使得整個給排水系統無法正常運作。建築物的排水是一種混相的流體現象,單純的排水在立管內也會造成壓力的變動,而管內的正負壓力變化現象則誘發存水彎水封的變動和損失。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,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。
本論文針對建築物排水通氣設備系統,從國內外既有研究文獻中,整理建築排水系統之性能評估理論與試驗設計和操作的方法,同時探討建築排水垂直立管之管內排水流體現象理論模式,建立國內之排水系統實驗裝置,並導入既有文獻的壓力預測公式,透過驗證和比較,對排水垂直立管之流體現象與管內空氣壓力分佈現象明確化,以實體模型驗證建築物高度與排水立管內產生之壓力變化關係,提供國內排水垂直立管系統性能評估與問題對策之基本參考。
本論文在研究成果上,主要結論如下:
一、 現況調查:透過調查以了解台灣目前排水通氣系統設計和使用的現況。
二、 理論整理:檢討中高層建築排水垂直立管之管內排水流體現象理論模式。
三、 實驗建置:本實驗塔為台灣第一座排水實驗塔,並參酌國外相關實驗的設置和性能試驗的量測規範,以作為後續相關性能實驗研究的基礎。
四、 解析驗證:確認排水實驗塔性能和立管各分區的阻抗係數與計算參數的解析,並以預測模式加以驗證,確認本實驗塔適用於預測模式的操作。
另外彙整國際間關於排水通氣設備的設計與施工動態,以提供國內在排水通氣領域上的研究和開發參考。

A drainage system in a building functions mainly to perform properly and maintain a sanitary environment for humans. A gravity drainage system without an energy supply is conventionally adopted in buildings worldwide. A trap with a simple structure is also preferred in most sanitary facilities owing its easy elimination of stench and vermin. Discharge of a drainage pipe, which is a complex phenomenon, may consist of water, air and solids. Air flow in the drainage stack is increased by mixing as well as the friction with falling water. This phenomenon induces negative pressure on the upper floors and the positive pressure on the lower floors in an apartment building. This preliminary study assess the performance of a drainage system. Drainage design theory and experimental systems are introduced based on a pertinent literature review. A full-scale model is then established to verify the design theory and clarify how building height and air pressure in a vertical drainage stack are related. The pressure forecast mode from the literature is also introduced to confirm the accuracy of this experimental tower. This study also addresses the frequency of the loss of seal water of trap in apartment buildings in Taiwan. Design guidelines for building drainage systems in Taiwan have not been updated for nearly three decades, and building drainage and vent systems have received little attention in literature. Here, fifty one housing cases and fifteen groups of professional designers are investigated. According to our results, most middle and high rise apartment buildings adopt the two pipe type system. Results in this study obtained from the experimental study method can provide a valuable reference for follow-up study and updating design guidelines.

第一章 緒論
1 . 1 研究背景與動機…………………………………………… 1
1 . 2 研究目的與範圍…………………………………………… 3
1 . 3 研究方法與流程…………………………………………… 5
第二章 排水通氣系統設計理論及系統分類
2 . 1 文獻回顧…………………………………………………… 8
2 . 2 設計理論探討……………………………………………… 12
2 . 2 . 1 理論發展……………………………………………… 12
2 . 2 . 2 排水性能與容許流量………………………………… 17
2 . 2 . 3 排水管內容許流量…………………………………… 19
2 . 3 排水通氣系統分類………………………………………… 21
2 . 3 . 1排水通氣系統的種類………………………………… 21
2 . 3 . 2污水、雜排水的裝置………………………………… 24
2 . 4 國內住宅建築排水通氣系統現況掌握…………………… 28
2 . 4 . 1案例調查方式與基本資料說明……………………… 28
2 . 4 . 2案例調查結果分析…………………………………… 30
2 . 4 . 3排水通氣系統相關法規規範………………………… 35
2 . 5 日本建築排水試驗的狀況………………………………… 37
2 . 5 . 1性能試驗發展概要和研究狀況……………………… 37
2 . 5 . 2性能試驗的量測規範和測定實例…………………… 39
第三章 建築排水通氣設備的實驗與測試概要
3 . 1實驗裝置和測定條件……………………………………… 40
3 . 1 . 1 實驗裝置……………………………………………… 40
3 . 1 . 2 測定條件……………………………………………… 50
3 . 2實驗內容和測定項目……………………………………… 51
3 . 2 . 1 立管內壓力分布測定試驗…………………………… 51
3 . 2 . 2 立管內通氣流量測定試驗………………………….. 53
3 . 3操作流程…………………………………………………… 54
3 . 3 . 1 實驗操作流程………………………………………… 54
3 . 3 . 2 實驗解析流程………………………………………… 55
第四章 定流量排水試驗的壓力測定結果與分析
4 . 1立管內壓力分布測定和解析……………………………… 57
4 . 1 . 1 實驗步驟和資料收錄分析的內容…………………… 57
4 . 1 . 2 相同樓層不同流量的壓力分布……………………… 62
4 . 1 . 3 相同流量不同樓層的壓力分布……………………… 64
4 . 2 相關係數的解析和推算…………………………………… 65
4 . 2 . 1 通氣流量測定和解析………………………………… 65
4 . 2 . 2 抵抗係數的計算和解析……………………………… 67
4 . 2 . 3 預測模式公式的推算………………………………… 68
4 . 2 . 4流量常數CQN值和CLN值的計算……………………… 69
4 . 2 . 5預測模式公式的推算………………………………… 71
4 . 3 實驗結果的驗證…………………………………………… 72
4 . 3 . 1 實測值與預測值的比較……………………………… 72
4 . 3 . 2 實驗解析與既往研究的驗證………………………… 76
4 . 4 小結………………………………………………………… 79
第五章 結論及建議
5 . 1 結論………………………………………………………… 80
5 . 2 建議………………………………………………………… 82
參考文獻………………………………………
附錄一 住宅排水衛生設備相關國家標準彙整………………… 88
附錄二 實驗解析的相關分析資料……………………………… 90
附錄三 集合住宅排水立管系統的排水能力試驗法…………… 93
附錄四 訪談問卷格式…………………………………………… 98
附錄五 排水通氣系統相關問題綜合檢討……………………… 101
附錄六 建築排水通氣設備動態-設計方面…………………… 102
附錄七 建築排水通氣設備動態-施工方面…………………… 103
附錄八 建築排水通氣設備動態-使用方面…………………… 104
附錄九 建築排水通氣設備設計與施工技術動態……………… 105

A、中文文獻
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D-5 株式會社日本イトミック,http://www.itomic.co.jp
D-6 株式会社クボタ(久保田),http://drain.kubota.co.jp
D-7 フネンアクロス株式会社,http://www.funen.co.jp
D-8 朝和電工建材,http://www.sdk.co.jp
D-9 SE SOVENT,http://www.sovent.com/
D-10 森永エンジニアリング株式会社,http://www.morieng.co.jp
D-11 エナジーサポート株式会社,http://www.energys.co.jp
D-12 石川島播磨重工業株式会社,http://www.ihi.co.jp
D-13 株式会社レンタルのニッケン,http://www.rental.co.jp
D-14 Daiwa Kasei Co,http://www.daiwakasei.co.jp
D-15 城南衛生株式会社,http://www.j-nan.co.jp/top.html
D-16 日宝工業株式会社,http://www.nippo-eng.co.jp
D-17 江北町下水道事業,http://www.saganet.ne.jp
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D-19 社團法人農業土木事業協會,http://www.jagree.or.jp
D-20 株式会社荏原製作所,http://www.ebara.co.jp
D-21 IN SINK ERATOR,http://www.insinkerator.com
D-22 FREMONT 94538,http://www.ne.jp/asahi/chappy/chappy/culture/disposer2.html
D-23 日本東陶機器株式会社,http://www.toto.co.jp
D-24 株式会社ジェス,http://www.jes-it.co.jp
D-25 大阪ガス株式会社,http://www.osakagas.co.jp
D-26 野村不動產株式会社,http://www.nomurajiman.com
D-27 住友不動産株式会社,http://www.sumitomo-rd.com
D-28 全国合併処理浄化槽普及促進市町村協議会,http://www.zenjohkyou.net
D-29 North Dakota State University,http://www.ext.nodak.edu
D-30 中登史紀のホームページ,http://www.nakaco.com
D-31 株式会社クラフト,http://www.toilet.co.jp
D-32 水の排水館,http://homepage1.nifty.com/shincoo/m041haisui-eisei.html
D-33 株式会社ベンカン,http://www.benkan.co.jp
D-34 三德玻璃纖維,http://www.center-frp.com.tw
D-35 金日實業,http://www.kingsun.com.tw/index.html
E、影片文獻
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E-2 日本廁所協會,2001.6,〈公廁清潔維護講習會VCD03-專業維護〉,台北市政府環保局,台灣衛浴文化協會。

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