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研究生: 劉希真
Liu, Hsi-Chen
論文名稱: 循環經濟模式下可回復式設計於數位孿生的探討-以中華紙漿花蓮廠磚體應用為例
An Exploration of Reversible Design and Digital Twin Based on Circular Economy Model: A Case Study of CHP Bricks Application in Hualien
指導教授: 劉舜仁
Liou, Shuenn-Ren
鄭泰昇
Jeng, Tay-Sheng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年: 2022
畢業學年度: 110
語文別: 中文
論文頁數: 97
中文關鍵詞: 循環經濟數位孿生循環建築可回復式設計
外文關鍵詞: Circular Economy, Digital Twin, Circular Architecture, Reversible Design
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  • 減碳、循環、永續,是本世紀人類面對最大的課題之一,臺灣身為全球供應鏈下重要的參與者,不得不面對減碳的轉型。本研究以循環經濟模式的面向重新檢視以產業及工業區物質驅動下可能的機會,從材料、流程、服務模式的觀點探尋當代以在地循環達成減碳的議題。
    在循環經濟模式中,物質流與資訊流是同等重要的面向,研究選擇以中華紙漿公司與成大 C-Cube 團隊所開發的 CHP 磚為真實的研究對象,以拆解回復及資訊回復的角度探討從一個循環物件出發的回復系統,梳理在循環經濟模式下,數位孿生回復模式的架構。設計的研究建構在「丹麥卡倫堡循環工業區」的真實案例與陳必晟與陳雅君(2018)「中華紙漿廠物質流與循環系統」的研究之下,本設計論文提出以花蓮的工業區物質流作為驅動,運用數位孿生的概念,提出農業與工業、產業與生活的花蓮區域循環城市架構。另一方面,參考成大 C-Cube 團隊研發成果,提出以鹼激發材料構成花蓮都市礦區的藍圖及循環回復的流程。
    本設計論文的研究討論對象-中華紙漿公司花蓮廠,近年面臨減碳轉型的壓力及餘料處理問題。本研究從側面觀察與實際參與研發討論,體認到企業對於轉型本身帶來自明性的重視。在後段設計的部分,以中華紙漿公司的角色,在 ESG 轉型為目標的前提下,提出實驗循環廠區計畫,材料使用自身餘料作示範,並結合研發、體驗學習與推廣的價值。其建築形式展現模矩化、可變動、可延展的空間特質,為可回復式循環建築的原型提案。本論文藉由在地案例應用的探索,期望能將設計視為一種改變的方法,並引發更多對於循環材料、建築到城市更多的討論。

    On meaning and material in architecture, Louis Kahn once said, “Even a brick wants to be something.” Years later, what could the significance of bricks be in the contemporary era? Under the circumstances of globalization, Taiwan is a critical partner in the world’s supply chain. The goal of being sustainable and cutting carbon emissions is a very urgent agenda for every corporation. The circular economy model provides a fresh idea for rethinking material usage, design workflow and services in the architecture industry.
    There should be no waste under the concept of circular economy, only if materials are misplaced. This thesis explores the method of reversible design through two perspectives: first, through the dismantlable system, and second, through the information system. The design thesis is based on the research and understanding of material flow of the Chung Hua Pulp Corporation (CHP) in the Hualien area, and re-examines the possibility driven by material flows of the industrial area. The final design proposal applies the concept of the digital twin, outlines a circular path in the Hualien area, and develops a workflow of the CHP as a circular experimenting field, as well as a prototype of reversible architecture.
    The situtation of CHP is a localized example of a prevalent condition in Taiwan, where corporations are under pressure to transform their practices to address issues of waste and sustainability. This thesis serves as a case study and expects to amplify issues of material, circular workflow and innovative solutions into these discussions.

    中文摘要 i 英文摘要 ii 目錄 vi 圖目錄viii 第壹章 緒論1 第1節 研究背景與動機1 第2節 研究目的2 第3節 設計論文架構3 第貳章 文獻回顧4 第1節 數位孿生4 貳-1-1 數位孿生於永續目標的運用模式5 貳-1-2 與建築產業的互動關係7 第2節 循環經濟8 貳-2-1 循環經濟模式下的價值鏈10 貳-2-2 循環經濟模式的評估實踐12 貳-2-3 循環城市系統的案例14 第3節 小結16 第參章 以 CHP 磚作可回復式系統的探討17 第1節 拆解模式的回復17 參-1-1 磚單元(S)18 參-1-2 磚構法(M) 21 參-1-3 牆系統(L) 27 第2節 資訊模式的回復28 參-2-1 建材護照與建材銀行 28 參-2-2 材料平台到城市 33 第3節 小結35 第肆章 設計發展37 第1節 背景概述37 第2節 與產業共生的循環城市藍圖40 第3節 花蓮循環城市的架構43 第4節 循環的實驗場域50 第5節 小結74 第伍章 總結與後續研究建議75 第1節 研究的總結75 第2節 本研究的限制及未來研究建議75 參考資料77 附錄1 與數位孿生相關的詞彙81 附錄2 單磚與複磚的組構82 附錄3 CHP 磚成分比較表83 附錄4 建材護照計畫腳本84 附錄5 新華丰廠區現況86 附錄6 中華紙漿花蓮廠物質流循環系統88 附錄7 中華紙漿花蓮廠製程盤點與產業應用89 附錄8 花蓮吉安鄉至新城鄉的土地利用90 附錄9 華紙餘料資源化利用的循環材料91 附錄10 參與華紙研發討論92 附錄11 C-Slurry 材料試做94 附錄12 C-Cube 團隊研發成果照片96

    一、循環經濟
    1. 循環臺灣基金會(2021)。《後疫情時代以循環經濟打造韌性未來》。亞太循環經濟論壇線上特別場成果報告,臺北。
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    3. 循環臺灣基金會(2021)。 循環經濟沿革。上網日期: 2021年11月。檢自https://circular-taiwan.org/know/history/
    4. 黃玉徵(2017)。《循環經濟》。臺北:天下雜誌。
    5. 臺北市政府產業發展局(2020)。臺北市循環城市白皮書。臺北市政府產業發展局,臺北。
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    二、數位孿生
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    三、建材護照、材料平台
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    4. SDC (2022) An info portal for the construction sector in the Great Lakes Region. Retrieved May 2021 from http://madeingreatlakes.com/
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    四、花蓮循環城市
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    5. 花蓮縣都市計畫整合查詢系統(2021)。上網日期: 2021年4月。檢自: https://map.hl.gov.tw/HLUPWeb/map/map.aspx
    6. 馬鴻文(2021)。都市建築二次資源礦藏探勘-建立方法、模式與系統(第3年)。科技部補助專題研究計畫(計畫編號MOST 106-2923-E-002-010-MY3)。-
    7. 陳必晟、陳雅君(2018)。中華紙漿花蓮廠建築設計與全區循環經濟策略規劃成果報告書。國立成功大學環境工程學系與成功大學C-Cube,臺南。
    8. 臺灣肥料股份有限公司(2022)。上網日期: 2022年4月。檢自: https://www.taifer.com.tw/

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