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建築研究簡訊第115期

  • 日期:111-04-29
業務報導白櫻芳
本所與台北市政府廣慈公共住宅合作進行雨水滯蓄設施智慧監測系統實證研究

  近年氣候變遷造成極端降雨事件增加,使得都市淹水事件頻繁,為減輕都市排水系統負擔,自民國102年頒訂「建築技術規則」規定都市計畫地區新建、增建或改建之建築物應設置雨水貯集滯洪設施,迄今已有大量建築物完成雨水滯蓄設施的設置。考量以往機械式抽排無法依據不同降雨事件型態進行針對性操作,使系統無法獲得更好的逕流抑制功效,且易使泵浦長時間運作而造成損壞。為提高建築物雨水滯蓄設施在都市雨洪控制的成效,本所精進雨水滯蓄設施智慧控制系統,透過智慧化決策操控來提高社區(建築)自主防災能力,提前針對豪大雨進行減災操作,減少都市淹水損失。
一、滯蓄設施簡介
  本所與臺北市政府都市發展局合作於廣慈博愛園區E標公共住宅滯蓄設施C池完成智慧管理系統之建置,滯蓄設施C池位於該公宅E標建築物的開放空間底下,其為方形的澆置混凝土構造,長約13.8 m,寬約6.2m,高約2.9 m,由Y03溢流井匯流雨水,並由IP06鑄鐵進水管路進入C池滯蓄設施中,設施內配置抽水機並銜接OP03不鏽鋼放流管進行抽排洪,其滯蓄設施C池之平面與剖面圖如圖1所示。

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圖1 台北市廣慈公共住宅興建案E標滯蓄設施C池平面與剖面圖

(資料來源:臺北市政府都市發展局,2017)


二、系統決策操控流程
  本案雨水滯蓄設施智慧管理系統採用Matlab應用軟體,藉由灰色理論將降雨量、入流量或水位的變化來預測下一時刻之入流量,再透過模式決策分析成果,判斷系統是否進行排洪程序,進而啟閉泵浦開關,使雨水滯蓄設施可在每場降雨前進行針對性降雨的滯洪空間預留操作,達到智慧雨水管理之目的。
三、系統架構
  系統架構分為監測現場、控制箱、社區控制中心與雲端平台四個部分。

  1. 監測現場-雨水滯蓄設施內既有設備包括水位計、液位控制器、入流管電磁閥及泵浦等;本計畫增設壓力式水位計、放流管流量計與開放空間高處所設置雨量計等。
  2. 控制箱-分為既有控制箱與本計畫增設的控制箱。既有控制箱內部包括ICT智慧建築設置的控制器,以及原計有操作機制的繼電器與電磁接觸器;本計畫增設的控制箱內包含各監測設備的數據接收控制器與I/O轉換器,以進行泵浦操控。
  3. 社區控制中心-主要為ICT智慧建築的機房,本計畫增設的工業電腦(IPC)建置於此,並連結ICT中控主機進行資料整合。
  4. 雲端平台-為該建案各標建築物ICT相關監測數據的整合平台。

  本系統監測資料將回傳社區監控中心整合,及時掌控入流情況並確實可實施智慧排水操作,提升蓄洪能力及逕流體積削減之目的。初步成果顯示,系統能有效減少降雨逕流體積與泵浦的操作時間,達到智慧雨水管理的預期成效。未來將持續針對該雨水滯蓄設施進行長期智慧監控,以強化系統技術整合與其穩定性,進一步探討研擬擴大落實區域性設置與智慧監控系統推廣之相關策略。