102年度總合治水工程研習會 基地透水鋪面之工法與案例 主講人:周祖珍建築師 日 期:民國102年3月28日
大綱 一、102年度臺北市立學校總合治水方案 二、常見透水鋪面種類 三、單元型透水鋪面 ─ 透水磚 四、整體型透水鋪面 ─ JW工法 五、整體型透水鋪面 ─ CRC透水鋪面
一、102年度臺北市立學校總合治水方案 1-1. 目標: A. 提高基地保水率:提升各校校園透水性空地比率(草地、花圃、透水磚地坪、植草磚地 坪、紅土跑道或操場、草皮跑道、生態池、生態園等),分擔集水區防洪容量。 B. 水資源再利用:建構水資源回收再利用設施。 1-2. 補助對象: A. 改善及增加校園透水性空地 (1). 提升校園「綠化」面積比例 (2). 將非透水性地坪改善為透水性地坪 (3). 增設「滲透管溝」、「滲透邊溝」等滲透設施 B. 水資源回收再利用設施(雨水、游泳池) (1). 增設游泳池水回收再利用設施 (2). 增設雨水回收再利用設施,當年度有辦理屋頂防漏整修工程優先 (3). 更新使用達10年以上之水資源回收再利用設施
調查學校現有鋪面形式及面積,並計算透水率。 1-3. 學校透水鋪面檢核表: 調查學校現有鋪面形式及面積,並計算透水率。 ○○學校透水性舖面面檢核表 學校填報(平方公尺) 備註 輔導小組檢核 A:建築物的投影面積 B:已退縮的無遮簷人行道面積 C:不透水的戶外跑道面積 D:不透水的戶外球場面積 E:校園圍牆內透水地坪面積 E1:草地 E2:花圃(喬木、灌木) E3:透水鋪面(高壓磚) E4:草皮跑道 E5:生態池 E6:教材園 E7:其他
本校校地面積SUM=A+B+C+D+E+F 目前透水率:E/(C+D+E+F) 註1:學校需檢附平面配置圖(有比例尺) 學校填報人員: 學校填報日期:
二、常見透水鋪面種類 2-1. 天然透水鋪面:樹皮、樹屑、竹鋪面、草皮等。
B. 利用磚與磚間的縫隙透水:連鎖磚、植草磚 2-2. 單元型透水鋪面: A. 磚本身透水:窯燒透水磚、混凝土透水磚 B. 利用磚與磚間的縫隙透水:連鎖磚、植草磚 窯燒透水磚 混凝土透水磚 連鎖磚 植草磚
2-3. 整體型透水鋪面: 透水性瀝青、透水性混凝土、多孔性混凝土、多孔性混凝土之預鑄構造、透水性樹脂混合骨材。整體型鋪面透水性能由鋪面材料配比組成之孔隙達成。
三、單元型透水鋪面之透水磚 3-1. 現有透水磚可分成:窯燒透水磚、混凝土透水磚兩大類 窯燒透水磚 混凝土透水磚
3-2. 透水磚特性: 窯燒透水磚 混凝土透水磚 透水磚綠建材評定標準 結合方式 1200度以上高溫燒成,具安定性的陶瓷鍵結合 以有機質之環氧樹脂最為結合劑 成型方式 高壓機械定型 低壓機械成型 厚度 4/6/8cm 6/8/10cm >6cm 耐候性 好 較差(因樹脂結合較易老化、碎裂) 滲水係數 >0.10cm/sec 0.021~0.038cm/sec >0.01cm/sec 耐磨耗量 <0.06gm 0.25gm 洛杉磯磨耗率>50% 抗彎強度 >100kgf/cm2 >35kgf/cm2 A級:>70kgf/cm2 B級:>60kgf/cm2 C級:>45kgf/cm2 抗壓強度 >240kgf/cm2 >280kgf/cm2 A級:>280kgf/cm2 B級:>245kgf/cm2 C級:>175kgf/cm2 市佔率 較低 較高 純磚類單價 1000~1200元/m2 600~1000元/m2 註:厚度不同會造成抗彎、抗壓強度不同
窯燒透水磚使用顆粒狀的廢瓷胚高壓定型而成,造成內部結構間的孔隙,使雨水得以向下滲透。但通常孔隙越大,強度越低。 3-3. 窯燒透水磚: 3-3.1. 透水原理: 窯燒透水磚使用顆粒狀的廢瓷胚高壓定型而成,造成內部結構間的孔隙,使雨水得以向下滲透。但通常孔隙越大,強度越低。 原理示意 實體照片
A. 充分整平夯實自然土層,建議密度達95%以上。 B. 回填碎石級配厚度約10~15CM並壓實舖設一層不織布。 3-3.2. 施工程序: A. 充分整平夯實自然土層,建議密度達95%以上。 B. 回填碎石級配厚度約10~15CM並壓實舖設一層不織布。 C. 再舖2-3CM粗砂並以水平基準整平。 D. 依設計圖樣舖設透水磚,並以膠木槌敲擊側面或磚緣使其緊貼砂床,務求磚面平整及 磚縫緊密,以防止透水磚易位。 E. 將細砂填補縫細,經夯實機夯實整平後,掃除餘砂即完成工作。 4/6/8cm 透水磚 透水磚 透水磚 透水磚 2-3cm 粗 砂 高抗拉濾布 10-15cm 碎石級配內置防沉陷格框 基 層 施工大樣圖
3-3.3. 案例說明:內政部營建署 (97年綠廳舍補助計畫) 原有問題: 內政部營建署前庭停車場,主要供洽公民眾使用,但因年代久遠導致鋪面導排水能力喪失,缺乏保水功能,使大地喪失良好的吸水滲透能力,剝奪了土壤內微生物的活動空間,也減弱了大地滋養植物的能力。 停車場改善前照片 鋪面老舊且破損
(2) 改善方式: 將原本停車空間導排水不良之連鎖磚鋪面剷除,改善為窯燒透水磚,使降水可直接滲入地表下,增進土壤涵養水分能力,並增設防沈陷格框,防止不均勻沈陷,以及增設毛細排水帶,加速排水。 施工剖面大樣圖
窯燒透水磚-黑色 L200*W100*H60mm 窯燒透水磚-淺灰(原)色 L200*W100*H60mm 窯燒透水磚-黑色 L200*W100*H60mm 窯燒透水磚-咖啡色 L200*W100*H60mm 施工平面大樣圖
(3) 施工流程: 毛細排水帶及連接器、排水管安裝 級配回填 鋪設窯燒透水磚 加勁濾布鋪設
(4) 完工前後比較: 改善前 改善後現況
混凝土透水磚是藉由內部結構間的孔隙,使雨水得以向下滲透。但通常孔隙越大,強度越低。 3-4. 混凝土透水磚: 3-4.1. 透水原理: 混凝土透水磚是藉由內部結構間的孔隙,使雨水得以向下滲透。但通常孔隙越大,強度越低。 實體照片
A. 地基整平後,壓實碎石級配 (密度>95%)。 B. 鋪設3~5cm襯墊砂,整平。 3-4.2. 施工程序(乾式施工): A. 地基整平後,壓實碎石級配 (密度>95%)。 B. 鋪設3~5cm襯墊砂,整平。 C. 依設計圖樣,坡度正確鋪設混凝土 透水磚。(作業者應站在已鋪設之透 水磚上作業,不得站於已整平之襯 墊砂上) D. 將細沙撒在已鋪設完成的透水磚上, 來回掃動使細沙填滿間隙。 E. 震動機震動壓平,掃除餘砂後完成鋪 設工作。 施工剖面大樣圖
3-4.3. 案例說明:內政部彰化老人養護中心 (97年綠廳舍補助計畫) 原有問題: 停車空間為AC不透水鋪面,導致大地吸水滲透能力大幅降低。同時也剝奪了土壤內微生物生存空間與滋養植物的機能,相對的失去了蒸發水分潛熱與調節微氣候之能力,如此將使得基地內環境有產生高溫化的可能性。 停車場改善前照片 AC不透水鋪面老舊且破損
(2) 改善方式: 改善停車場地坪透水性不良,增加基地透水效果,以達到基地保水之綠建築指標。將不透水之地坪改為碎石級配基層表面並鋪設混凝土透水磚,停車格設置植草磚搭配,可提高整體基地透水效果。 25*15*8cm 混凝土磚 25*25*8cm 洗石子地磚 10*15*8cm 洗石子地磚 25*25*8cm 洗石子地磚 施工平面大樣圖
施工剖面大樣圖
(3) 施工流程: 甲種圍籬架設 停車空間AC刨除 級配回填整平 掃除餘砂 透水磚鋪設 級配夯實
(4) 完工前後比較: 改善前 改善後現況
使用磚塊、石材鋪地時,要適當留出縫隙避免填充粗砂粒,亦以利透水。 3-5. 連鎖磚: 3-5.1. 透水原理: 使用磚塊、石材鋪地時,要適當留出縫隙避免填充粗砂粒,亦以利透水。 常見各種連鎖磚形狀 實體照片
A. 地基整平後,壓實碎石級配(密度>95%)。 B. 鋪設3~5cm襯墊砂,整平。 3-5.2. 施工程序 A. 地基整平後,壓實碎石級配(密度>95%)。 B. 鋪設3~5cm襯墊砂,整平。 C. 依設計圖樣,坡度正確鋪設連鎖磚。 (作業者應站在已鋪設之連鎖磚上作業 ,不得站於已整平之襯墊砂上) D. 將細砂撒在已完成之連鎖磚上,來回掃動 使細砂填滿間隙。 E. 震動機震動壓平,掃除餘砂後完成鋪 設工作。 施工剖面大樣圖
使用磚塊、石材鋪地時,要適當留出縫隙避免填充粗砂粒,亦以利透水。 植草磚可分為無中空狀、及中空狀兩種。 3-6. 植草磚: 3-6.1. 透水原理: 使用磚塊、石材鋪地時,要適當留出縫隙避免填充粗砂粒,亦以利透水。 植草磚可分為無中空狀、及中空狀兩種。 無中空狀 中空狀
A. 地基整平後,壓實碎石級配(密度>95%)。 B. 鋪設3~5cm襯墊砂,整平。 3-6.2. 施工程序(乾式施工) A. 地基整平後,壓實碎石級配(密度>95%)。 B. 鋪設3~5cm襯墊砂,整平。 C. 依設計圖樣,坡度正確鋪設植草磚。 (作業者應站在已鋪設之植草磚上作業 ,不得站於已整平之襯墊砂上) D. 鋪設完成後,其間隔縫隙或植草孔回填 沃土、植草或草種,即完成鋪設作業。 E. 震動機震動壓平,掃除餘砂後完成鋪 設工作。 施工剖面大樣圖
3-6.3. 案例說明:中央聯合辦公大樓南棟(97年綠廳舍補助計畫) 原有問題: 中央聯合辦公大樓南棟旁停車場,主要供洽公民眾使用,但因年代久遠導致鋪面導排水 能力喪失,缺乏保水功能,使大地喪失良好的吸水滲透能力,剝奪了土壤內微生物的活 動空間,也減弱了大地滋養植物的能力。此外,亦失去了蒸發水分潛熱的能力,而無法 調節氣候,更導致基地內環境高溫化的現象發生。 改善前現況照
(2) 改善方式: 將原本停車空間導排水不良之連鎖磚鋪面剷除,改善為植草磚,使降水可直接滲入地表下,增進土壤涵養水分能力,並增設防沈陷格框,防止不均勻沈陷,以及增設毛細排水帶,加速排水。 施工平面圖
施工剖面大樣圖
(3) 施工流程: 原有植草磚及砂土級配刨除 PVC管與透水管溝挖設 透水軟管安置 間隔縫隙或植草孔回填、植草 沉陷格框施作與填級配夯實 (3) 施工流程: 原有植草磚及砂土級配刨除 PVC管與透水管溝挖設 透水軟管安置 間隔縫隙或植草孔回填、植草 沉陷格框施作與填級配夯實 陰井安置
(4) 完工前後比較: 改善前 改善後
四、整體型透水鋪面 ─ JW工法 4-1. 透水原理: 整體施作的JW工法利用導水管將地面的水導入透水層,再滲透至土壤中。 A. 高承重: B. 透水率高:12,557mm/hr C. 透氣性高 原理示意 實體照片 JW鋪面厚度(cm) 承重 7.5 20~30kg/cm2 ≈ 300 ~ 450 psi 10 30 ~40 kg/cm2 ≈ 450 ~ 600psi 15 40 ~60 kg/cm2 ≈ 600 ~ 900psi
上),若原有鋪面下有級配層可取代碎石層。碎 石層厚,儲水多。 D. 鋪設結構性空調導水管架,可配合透排水管連 接地下雨水道或儲水箱涵。 4-3. JW工法施工程序: A. 充分整平夯實自然土層。 B. 舖設一層不織布,及下過濾層。 C. 回填碎石級配儲水層(7~100cm、孔隙率0.3以 上),若原有鋪面下有級配層可取代碎石層。碎 石層厚,儲水多。 D. 鋪設結構性空調導水管架,可配合透排水管連 接地下雨水道或儲水箱涵。 使用回收塑膠製作空調導水管架 施工照片(可配合管線,下為碎石層)
E. 倒入混凝土,壓實。 F. 掀起條蓋,露出孔洞。 施工照片(倒混凝土、壓實) 施工照片(掀起條蓋)
4-4. JW工法其他衍生設計: A. JW植草磚 植草盒 植草盒搭配導水管鋪設 實際照片 施作順序:鋪設植草盒導水管後倒入混凝土 > 壓實 > 掀起條蓋露出孔洞 > 填入土壤放置植栽
B. 城市開心農場,也可在屋頂放置形成綠屋頂 C. 碎石層加入生態球 可取代部分碎石,且中空的生態球可增加蓄水量,或加裝特殊材料 (例:海綿可增加保水量,或其他有利於微生物、吸碳功能)
D. 內加鋼筋,可行駛車輛 E.透排水管埋於道路下讓水流入地下儲水箱涵(儲水做澆花之用)
F. 表面藝術裝飾
4-5. 案例說明:行政院海岸巡防總局-中正堂前廣場 (99年綠廳舍補助計畫) 原有問題: 單位現況均為AC柏油鋪面,透水性不佳。導致雨天過後,鋪面產生積水問題,且週遭環境受 日曬後變得相當炎熱。 改善前現況照
(2) 改善方式: 中正堂前廣場因偶有重車停放或駛過,為增加承載及降低沈陷量,規劃用JW工法。工法除可保水外,原地之不透水材質可現地打除攪拌再利用,達到減廢效益;而底層以結構性空調導水框架格網狀配置1/3面積。 (3) 施工現況: 鋪設環保透水透氣導水管 紙模施工
(4) 完工前後比較: 改善前 改善後
五、整體型透水鋪面 ─ CRC透水鋪面 CRC : 連續配筋混凝土 (continuous reinforced concrete) 5-1. 透水原理: 材料具高孔隙之特性(高逹18%的孔隙率)提供透水能力。 5-2. CRC工法特性: A. 底層以滲透結合方法,將複合結合劑及混凝土塊等建築再生物組成多孔隙複合體。 B. 多孔隙複合體含有92%的再生骨材,有效的解決廢棄物回收的問題。 C. 透水係數達 1200ml/15sec D. 潮溼面狀況下測試抗滑係數60(BPN)以上ASTM E303(2008) E. 孔隙率:18%以上 (參照CNS 13295) F. 黏結強度30kgf/c㎡ 以上(參照ASTM C482) G. 動輪跡試驗平均值60℃/1500次,無車轍現象產生 H. 加載抗壓強度280kgf/c㎡(參照CNS 13295) I. 適用於車道、廣場、人行步道、盲溝、分隔島、廣場、樹穴及生力蓋使用 陶瓷耐磨止滑透水面層 抗壓載重透水混凝土層 實體斷面照片
5-3. CRC工法施工程序: A. 充分整平夯實自然土層。 B. 拌合底層材料,澆置及整平。
C. 面層材料拌合,止滑面層舖築整平。 D. 收邊及養護。
E. 完成。
5-4. 案例說明:金門國家公園管理處-青山坪內軍事營區及週邊環境活化再利用工程 施工現況: 加勁網格鋪設 透水混凝土底層材料拌合 長尺拍動整平機震拍夯實 拌合好並攤平
圖騰標線 面層與膠結材拌合 收邊、養護 面層夯實平整