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研究生: 林可強
Lin, Ko-Chiang
論文名稱: 建築防洪與災後復原評估研究
A Study on Flood Proofing Buildings and Flood Recovery Evaluation
指導教授: 姚昭智
Yao, George C.
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: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 155
中文關鍵詞: 建築防洪韌性災後復原防洪布幕研發有限元素分析
外文關鍵詞: Building flood resilience, Post-disaster recovery, Membrane Flood Barrier research and development, Finite element analysis
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  • 受極端氣候影響,台灣強降雨發生頻率升高,以至於洪災對於建築的潛在威脅也逐漸升高,而採取特定的建築防洪方式時該注意哪些事項?建築受洪災影響後,其復原對策又為何?目前國內對於以上問題無完整的研究與建議,故本研究綜整國內外文獻,整理出台灣未來在建築防洪議題上可加強的作法。
    一般為提升建築的防洪韌性,於洪災來臨前,可透過「建築防洪設計」降低洪災對建築產生之威脅,而建築防洪設計可分為乾式防洪、濕式防洪、架高與抬升。本研究除了整合各防洪方式之防洪概念,也針對各防洪方式提出施做建議,供建築師與居民參考,使防洪設計更加完善,進而提升建築防洪韌性。
    受洪災影響之建築,居民可先藉由本研究提出之「洪災災後建築快速評估表」迅速掌握居家受損狀況與避免二次災害發生。若評估表中的復原建議仍無法解決現場發現的問題,居民或由居民外包之環境復原廠商皆可參考本研究建議之「災後復原流程」進行環境復原工作。本研究除了對復原流程中各步驟進行說明,也彙整出多項災後復原評估表、記錄表,供居民或環境復原廠商填寫,以評估潛在風險、記錄復原流程、確認復原目標皆已達成,得以保障居民之健康安全。
    此外,為解決傳統金屬防洪閘門安裝之不便利性,落實乾式防洪之功效,本研究以市面上易取得之塑膠布幕搭配客製化模具,研發出一套新的防洪設備,並將之命名為「防洪布幕」。此設備優勢為:安裝簡易、快速,且一人即可完成安裝。為確保防洪布幕之防洪功效,以及觀測布幕受洪水之側向水壓力作用下產生之力學行為,本研究對防洪布幕規劃一系列的實驗,如:注水實驗、潛變實驗、撞擊實驗,並與有限元素模型之分析數據比較,以驗證用電腦模擬所得數據之可信度,因應未來有不同防洪需求時,能準確預測布幕受力後之形變、應力分布與各構件所需承受之拉力等力學行為。

    Affected by extreme weather, the frequency of heavy rainfall has increased in the past decades, so that the potential threat of floods to buildings has gradually increased as well. But there is not sufficient research on building flood resilience in Taiwan. Therefore, this research aims to provide advice that we can strengthen flood resilience for buildings in Taiwan by studying international research and standard.
    Before the disaster, we can reduce the threat of floods to buildings through “building floodproofing strategies”. The strategies are Dry-Proof, Wet-Proof, and Elevation. This research integrates the concepts and implementation suggestions of these strategies for reference by architects or house owners and present them in Chap. 2.
    After a flooding disaster, we can increase the speed of building restoration through the “post-disaster recovery process.” The process includes (1) Habitability evaluation, (2) Air quality evaluation, (3) Setting the drying goals and the cleaning goal. This research not only making recommendations for each process but compiled a post-disaster recovery evaluation form and record sheet for reference of the restorer in Chap. 3.
    This research also designs a new flooding barrier called “Membrane Flood Barrier” to reduce the inconvenience of the traditional metal flood barrier installation. To ensure its flood barring effect and observe its mechanical behavior, we plan a series of experiments, such as hydrostatic pressure test and impact test. Then compare the experimental data with the computer analysis data to verify the credibility of the computer simulation. Then we can accurately predict the mechanical behavior of the membranes in different sizes.

    摘要 i Extended Abstract ii 誌謝 ix 目錄 x 表目錄 xiii 圖目錄 xv 第1章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 3 1.2.1 美國文獻 3 1.2.2 英國文獻 7 1.2.3 日本文獻 9 1.3 研究方法與流程 10 第2章 建築防洪方式 13 2.1 研究範圍 13 2.2 乾式防洪 15 2.3 濕式防洪 17 2.4 架高與抬升 19 2.4.1 台灣高腳屋案例 22 2.4.2 訪談背景 22 2.4.3 高腳屋基本資料 24 2.4.4 高腳屋之特殊設計方法 25 2.4.5 訪談小結 29 2.5 小結 30 第3章 洪災災後復原 31 3.1 災後復原流程 34 3.2 災後適居性評估 36 3.2.1 災後適居性評估要點 36 3.2.1.1 建築安全 36 3.2.1.2 設備正常運作 36 3.2.1.3 環境衛生 37 3.2.2 災後適居性評估表-洪災災後建築快速評估 37 3.2.3 災後適居性評估表-用水設備自我檢查 39 3.3 室內空氣品質評估 40 3.4 制定乾燥目標與清潔目標 43 3.5 乾燥策略及清潔方式 47 3.5.1 乾燥策略及設備介紹 47 3.5.2 乾燥方式選擇 51 3.5.3 清潔方式-建材拆除建議 53 3.5.4 清潔方式-含有石綿建材之拆除建議 54 3.5.5 清潔方式-黴菌清除 57 3.5.5.1 居家空間之黴菌研究 57 3.5.5.2 黴菌清除建議 58 3.6 環境復原認證表 61 3.7 小結 61 第4章 防洪布幕介紹 62 4.1 防洪布幕設計目的 62 4.2 防洪布幕優勢與技術特徵 62 4.2.1 防洪布幕優勢 62 4.2.2 防洪布幕技術特徵 63 4.3 防洪布幕組成及使用說明 64 第5章 防洪布幕材料實驗 68 5.1 實驗目的 68 5.2 抗拉實驗 68 5.2.1 布幕拉伸實驗 68 5.2.2 布幕開孔處拉力實驗 74 第6章 防洪布幕電腦模擬分析 76 6.1 電腦模擬分析目的與方法 76 6.2 電腦模擬分析設定 76 6.3 靜水壓力分析結果 84 6.4 小結 89 第7章 防洪布幕側向水壓力實驗 90 7.1 試驗目的 90 7.2 實驗規劃 90 7.3 實驗配置 93 7.4 實驗結果與分析 96 7.4.1 靜水壓力實驗 96 7.4.2 撞擊實驗 102 7.5 實驗值與理論值比較 105 7.5.1 靜水壓力實驗之實驗值與理論值比較 105 7.5.2 撞擊實驗之實驗值與理論值比較 107 7.6 撞擊實驗補充分析 108 7.7 小結 112 第8章 結論與建議 114 8.1 結論 114 8.1.1 建築防洪方式 114 8.1.2 洪災災後復原 115 8.1.3 防洪布幕設計與實驗 116 8.2 建議 118 8.2.1 建築防洪方式 118 8.2.2 防洪布幕設計 118 8.2.3 防洪布幕實驗 118 第9章 參考文獻 119 附錄 A 高雄市鹽埕區訪談記錄 120 A.1 訪談背景 120 A.2 訪談區域 120 A.3 訪談記錄與沿路觀察 121 A.4 訪談小結 125 附錄 B 台南文賢里訪談記錄 126 B.1 訪談背景 126 B.2 訪談區域 126 B.3 訪談記錄 127 B.4 訪談小結 129 附錄C 洪災災後建築評估表 130 附錄D 室內空間受潮狀況表 133 附錄E 洪災災後建築快速評估表-建築安全篇 136 附錄F 設備正常運作檢測標準與建議 138 附錄G 水災後適居性評估-環境衛生 139 附錄H 洪災災後建築快速評估表 142 附錄I 用水設備自我檢查表 151 附錄J 汙水程度分級 153 附錄K 環境復原認證表 154

    [ 1 ] 國家災害防救科技中心,「極端強降雨颱風發生頻率統計」,2011,網站:https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/publish_01_poster.aspx。[擷取日期:2021/06/10]。
    [ 2 ] IPCC, “Climate Change 2013: The Physical Sciencce Basis”, 2013.
    [ 3 ] FEMA, “P-348: Protecting Building Utility Systems From Flood Damage”, 2017.
    [ 4 ] National Flood Insurance Program, “What impacts flood insurance policy costs”, Website: https://www.floodsmart.gov/costs/why-am-i-paying-this-amount. [Retrieved: 2021/06/11].
    [ 5 ] David, A. W., “Flood Insurance Program Changes Are Here—Are You Ready”, 2013, Website: https://www.woodardcurran.com/blog/flood-insurance-program-changes-are-here-are-you-ready.[ Retrieved: 2021/06/11].
    [ 6 ] FEMA, “P-2055: Post-disaster Building Safety Evaluation Guidance”, 2019.
    [ 7 ] Edward, B., “Retrofitting for Flood Resilience:A Guide to Building & Community Design”, 2020.
    [ 8 ] BSI, “PAS64: Mitigation and recovery of water damaged buildings- Code of practice”, 2013.
    [ 9 ] The Nippon Foundation, “水害後の家屋への適切な対応”, 2019.
    [ 10 ] 方彥智,「室內牆壁裝修面材對黴菌生長影響之研究」,國立台北科技大學建築與都市設計研究所碩士論文,2015。
    [ 11 ] 陳晏琦,「建材黴菌生長影響因素及評估系統之研究」,國立台北科技大學建築與都市設計研究所碩士論文,2012。
    [ 12 ] FEMA, “Free-of-Obstruction Requirement”, 2020.
    [ 13 ] 中華民國內政部營建署,「建築物基礎構造設計規範」,2001。
    [ 14 ] ATC, “ATC-45: Rapid Evaluation Safety Assessment Form”, 2004.
    [ 15 ] 中華民國行政院環境保護署,「安心飲用水-第五版」,2016。
    [ 16 ] 中華民國內政部營建署,「含石綿建築物拆除資訊專區」,2019,網站:https://www.cpami.gov.tw/%E6%9C%80%E6%96%B0%E6%B6%88%E6%81%AF/%E6%A5%AD%E5%8B%99%E6%96%B0%E8%A8%8A/39-%E5%BB%BA%E7%AF%89%E7%AE%A1%E7%90%86%E7%B5%84/20045-%E5%90%AB%E7%9F%B3%E7%B6%BF%E5%BB%BA%E7%AF%89%E7%89%A9%E6%8B%86%E9%99%A4%E8%B3%87%E8%A8%8A%E5%B0%88%E5%8D%80.html。[擷取日期:2021/06/10]。
    [ 17 ] FEMA, “FEMA549: Hurricane Katrina in the Gulf Coast”, 2006.
    [ 18 ] NYC, “Guidelines on Assessment and Remediation of Fungi in Indoor Environments”, 2008.

    下載圖示 校內:2023-08-31公開
    校外:2023-08-31公開
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