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研究生: 林士豪
Lin, Shih-Hao
論文名稱: 辦公建築低碳構造單元之研究–以不同結構體為例
Research on Low-carbon Structural Units of Office Buildings - The Case Study in Varied Structure Types
指導教授: 曾俊達
Tzeng, Chun-Ta
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: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 210
中文關鍵詞: 辦公建築低碳結構體單元生命週期二氧化碳
外文關鍵詞: Office building, Low-carbon, Structure units, Life Cycle, CO2
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  • 低碳綠建築發展是未來邁向低碳城市指標的其中一環,本研究依據建築材料直接耗能統計的前期研究成果,經能源局2010年公告的燃料燃燒與電力使用之二氧化碳排放係數,調整建材二氧化碳排放之單位係數資料庫,作為結構體工程二氧化碳排放計算之依據。
    案例以2005到2010年間之新建辦公建築為探討對象,構造體以鋼骨構造、鋼筋混凝土構造與鋼骨鋼筋混凝土構造,高度規模以低層、中層、中高層、高層與超高層為分析範圍。目標是為了找出不同規模影響結構體排碳量之要素,進而找出不同構造單元之最佳化範圍,提供設計者對低碳構造單元之參考。
    依據營建管理的角度,構造單元體以建築生產系統架構分類,探討範圍則以建材耗量最多的結構體工程,計算項目以建築材料與建築設備之分類系統分類,解析主要結構體二氧化碳之單位排放量,作為不同規模構造體單元之比較分析。
    生命週期角度探討,主要兩個面向則以新製建材與回收建材對於環境負荷之差異性,研究顯示多使用再製建材在未來較有效改善其環境負荷,並針對構造體提出在外力與結構系統、平面形狀之規則性、長寬比、高寬比、平均高度、平均跨度、工法與材料應用等,提出二氧化碳減量對策。
    研究成果包括不同構造規模的辦公建築之二氧化碳排放量分析圖、不同構造單元分析表、結構體構造單元單位排碳量表、常用型鋼種類之單位重量與排碳量對照表、螺栓種類之單位重量與排碳量對照表、剪力釘規格之單位重量與排碳量對照表、續接器規格之單位重量與排碳量對照表、鋼承鈑之單位重量與排碳量對照表、點焊鋼絲網規格之單位重量與排碳量對照表等提供應用與參考。

    The future of a low-carbon city relies on the development of the low-carbon footprint green buildings. This research study will base on the data gathered from building material consumed energy statistics, the carbon dioxide emission coefficient of burning the fuel, the electric power usage in 2010 (data obtained from United States Energy Bureau), and adjusted unit coefficient information from structural building materials’ dioxide emissions computation.
    This study covers the newly structured office building constructed between 2005 to 2010 with construction material classification of primarily steel structured and concrete reinforced steel structure. Additionally this paper will also cover the analysis scope of low-rise building, low-middle rise building, mid-high rise building, high-rise building and skyscrapers. The goal is to discover essential factor of the different scale structure influenced by emitting carbon quantity, and then discovers optimization scope of the different structure unit, provides the designer with reference to the low-carbon structure unit.
    From building management perspective, building production system structure can be classified by structure unit, building material type, building material emission and equipment emission. Cross reference analysis can be made between the main structure’s module of dioxide emissions quantity across different scale structural unit.
    The two main aspects of the life cycle discussion are the newly made building materials and the recycling building materials that carry the diverseness capacity of environment. Research had shown that the reuse and remake of building materials will effective improve the carry diverseness capacity of environment in the future. Additionally, the constructions bring up external force on the structure system that regulates the platform as well as the ratio between length and breadth as well as height and breadth. The job method and the material selection will heavily impact the countermeasure of the dioxide decrement.
    The research results show the carbon dioxide emissions quantity analysis chart of different scale and structure of office buildings. Additionally, the results also yields the different structure unit analytical table, the structure unit carbon dioxide emissions quantity of the construction, the unit weight and carbon dioxide emissions quantity contrast list of the common section steel type, the unit weight and dioxide emissions quantity contrast list of the screw/stud/coupler/deck/wire type and many else more. All this research results are given the objective to provide application references for future eco-friendly building constructions.

    目   錄 目錄 表目錄 圖目錄 第1章 緒論 1-1 1-1 研究動機與目的 1-1 1-1-1 研究動機 1-1 1-1-2 研究目的 1-2 1-2 研究對象與範圍 1-3 1-2-1 研究對象 1-3 1-2-2 研究範圍 1-3 1-3 研究方法與流程 1-4 1-3-1 研究方法 1-4 1-3-2 研究流程 1-5 第2章 相關理論與文獻回顧 2-1 2-1 前言 2-1 2-2 建築構造形式與結構系統分類 2-1 2-2-1 不同建築構造形式之介紹 2-2 2-2-2 高層建築結構系統分類 2-9 2-3 建築物CO2排放量解析與計算模式彙整 2-15 2-3-1 建築物CO2排放量解析與計算模式彙整 2-15 2-3-2 國內外建材生產CO2排放之統計方法 2-16 2-4 建築生產系統架構分類 2-18 2-4-1 主要構造之分類 2-19 2-4-2 次要構造之分類 2-21 2-5 小結 2-22 第3章 結構體工程二氧化碳計算模式擬定 3-1 3-1 前言 3-1 3-2 辦公建築結構工程CO2排放計算模式擬定 3-1 3-2-1 結構體工程CO2排放計算模式擬定 3-1 3-2-2 台灣建材生產使用能源趨勢與CO2排放值係數檢討 3-4 3-3 試算項目內容之建構 3-7 3-3-1 依建材分類系統分類 3-7 3-3-2 依主要結構體單元分類 3-11 3-4 結構體工程CO2計算模式確立 3-12 3-4-1 範例試算檢討與修正 3-12 3-4-2 結構體工程CO2排放量計算模式確立 3-17 3-5 小結 3-18 第4章 辦公建築二氧化碳排放現況解析 4-1 4-1 前言 4-1 4-2 建築高度對於CO2排放量之影響解析 4-3 4-2-1 樓層數解析 4-3 4-2-2 結構柱斷面解析 4-17 4-3 建築空間跨度對於CO2排放量之影響解析 4-28 4-3-1 結構樑解析 4-28 4-3-2 結構版解析 4-35 4-4 建築牆體與樓梯對於CO2排放量之影響解析 4-44 4-4-1 承重牆與非承重牆解析 4-44 4-4-2 鋼筋混凝土樓梯與鋼樓梯解析 4-46 4-5 小結 4-48 第5章 二氧化碳計算結果分析 5-1 5-1 前言 5-1 5-2 案例CO2排放計算分析 5-1 5-2-1 不同構造建築物高度CO2排放計算分析 5-1 5-2-2 不同構造結構體工程CO2排放計算分析 5-4 5-3 影響因素與數據分析 5-28 5-3-1 結構體主要設計影響因素分析 5-29 5-3-2 結構體主要性能影響因素分析 5-32 5-4 問題歸納與整理 5-33 第6章 結論與建議 6-1 6-1 結論 6-1 6-2 建議 6-3 參考文獻 1 【中文參考文獻】 1 【日文參考文獻】 2 【英文參考文獻】 2 【網路參考資料】 2 附錄 1 附錄1:案例結構體CO2排放量計算表 1 附錄2:型鋼種類之單位重量與CO2排放量對照表 27 附錄3:螺栓種類之單位重量與CO2排放量對照表 38 附錄4:剪力釘規格之單位重量與CO2排放量對照表 40 附錄5:續接器規格之單位重量與CO2排放量對照表 41 附錄6:鋼承鈑種類之單位重量與CO2排放量對照表 42 附錄7:竹節鋼筋規格之單位重、搭接長度與CO2排放量對照表 44 附錄8:點焊鋼絲網規格之單位重與CO2排放量對照表 50 附錄9:建材單位生產與運輸CO2排放量統計表 52

    【中文參考文獻】
    C01:黃斌,「高等建築構造─建築生產系統架構」。
    C02:曾俊達、鄭文隆、吳讓治,「建築材料與建築設備之分類系統」,內政部營建署,1982。
    C03:陳淑如,「高層建築結構體施工合理化之研究─以鋼筋混凝土構造為例」,成功大學碩士論文,1993。
    C04:劉漢卿,「建築生命週期能源消費與溫室氣體排放量分析」,成功大學碩士論文,1994。
    C05:張世典,「台灣建築生命週期二氧化碳排放減量之研究」,行政院環保署,1998。
    C06:陳瑞鈴、黃漢泉,「旅館類建築耗能總量調查研究」,內政部建築研究所,1999。
    C07:黃漢泉、陳聖仙,「辦公類建築耗能總量調查研究」,內政部建築研究所,1999。
    C08:許茂雄,「建築結構系統」,1999。
    C09:鄭元良、許茂雄,「綠建築CO2減量指標評估方法修正之研究」,內政部建築研究所,2000。
    C10:何明錦、賴榮平,「建築設備資材CO2排放量基本資料之建立」,內政部建築研究所,2002。
    C11:張又升,「建築物生命週期二氧化碳評估」,成功大學博士論文,2002。
    C12:陳正誠、陳正平,「鋼結構設計手冊─極限設計法」,中華民國結構工程學會,2003。
    C13:蕭江碧、陳瑞鈴,「建築裝修材料CO2排放量現況調查之研究」,內政部建築研究所,2003。
    C14:趙又嬋,「百貨公司室內裝修生命週期二氧化碳排放量評估」,成功大學碩士論文,2004。
    C15:吳卓夫、葉基棟,「營造法與施工」,台北市茂榮書局,2005。
    C16:陳新欣,「辦公大樓設備管線二氧化碳排放量評估」,成功大學碩士論文,2006。
    C17:黃國倉,「辦公建築生命週期節能與二氧化碳減量評估之研究」,成功大學博士論文,2006。
    C18:陳瑞鈴,「建築生命週期CO2排放量評估之研究-辦公建築使用階段CO2
    排放量解析」,內政部建築研究所,2006。
    C19:鄭茂川,「建築結構系統」,科技圖書出版,2006。
    C20:陳純森,「鋼結構工程實務」,科技圖書出版,2009。
    C21:「建築技術規則」,營建雜誌社編印,2010。

    【日文參考文獻】
    J01:酒井寬二、漆崎昇,「建設業の資源消費量解析と環境負荷の推定」,環境情報科學第21卷第2號,1992。
    J02:日本建築學會,「建築物のLCA 指針(案)」,日本建築學會,1999。
    J03:岡建雄,「LCCO2 試算方法」,2000。
    J04:日本建築學會,「建築設計資料集成─綜合篇」,日本建築學會,2002。
    J05:「建築物のライフサイクルコスト」,建築センター/経済調査会,2005。

    【英文參考文獻】
    E01:JOHN W.BULL,「Life Cycle Costing for Constuction」,1993。

    【網路參考資料】
    H01:聯合國氣候變化政府間專家委員會http://www.ipcc-data.org/
    H02:內政部營建署http://www.cpami.gov.tw/
    H03:經濟部能源局http://www.moeaboe.gov.tw/
    H04:交通部公路局http://www.thb.gov.tw/tm/wcf.aspx
    H05:東和鋼鐵http://www.tunghosteel.com/
    H06:大中鋼鐵http://www.tahchung.com.tw/products.jsp

    下載圖示 校內:2013-08-31公開
    校外:2013-08-31公開
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