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研究生: 陳伯誠
Chen, Po-Cheng
論文名稱: 不同建築構造型式之新建與修繕工程碳足跡比較研究
Comparative study on carbon footprint of new construction and renovation projects of different building structures
指導教授: 楊詩弘
Yang, Shi-Hong
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系碩士在職專班
Department of Architecture (on the job class)
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: 碳足跡營建工業化新技術新工法構造型式隔間
外文關鍵詞: carbon footprint, industrialized building construction, new building technology, building structure type, wall and partitioning system
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  • 在近幾年來建築產業不斷缺工的情況下,又加上台灣這樣資源、能源高度仰賴進口的國家,營建工業化是未來必然的趨勢,而再加上建築技術規則不斷革新下,為了提升建築性能而採用的新技術、新工法亦是未來建築產業發展的一個趨勢。又建築其實是一項複合的產品,在組件的過程中複合了許多項建築材料,每項建材在性能及組合型式不同的情況下,製造生產中的碳排及回收的難度不一。過去我們可以了解到傳統鋼筋混凝土造建築是一種高耗能、高碳排的建築型式,再加上混凝土本身即是一種高碳排之產物;過去我們只是將環境成本忽略,而在未來碳稅、碳定價機制我們不得不將環境成本納入計算,並且在建築產業發展越往營建工業化趨勢下,本研究希望透過營建工業化的工法與新技術、新工法找出降低環境衝擊工法及組合型式。
    本研究將以實際案例之建築、結構、裝修圖說及結算數量資料做為計算基準建築資材製造階段及施工階段碳足跡盤查,並引用低碳建築聯盟碳排資料庫中「初級資材碳足跡料庫P-LCC」、「建築構件碳足跡資料庫B-LCC」、「室內裝修碳足跡資料庫 I-LCC」做為案例碳足跡計算依據。並將案例規畫出傳統鋼筋混凝土構造、鋼結構以及鋼+預鑄構造型式建築物,計算三種構造型式模型建築、結構、裝修數量評估建材生產運輸、營造施工評估新建工程中之碳排CFm,後續加入構件生命週期LC與更新次數RT標準,評估加入修繕更新後碳排CFrm。
    綜合本研究內容,在鋼筋混凝土構造之碳排遠超於另外兩種構造型式,主要原因在於結構體階段鋼筋混凝土構造形式即快要超過其他兩種構造型式新建階段之總碳排,由此可知結構體碳排是影響整體新建階段碳排之重要因素,並且以三種構造型式來說,結構體碳排皆佔新建碳排74%~80%,尤其是以鋼結構74%是較為優異,故未來在結構設計如何降低混凝土使用量及結構輕量化都是非常重要的因子。另外是以混凝土來說,高性能混凝土其單位碳排並不會大幅超過一般混凝土,但在採取性能較優異之混凝土是否能降低結構體的混凝土用量是會對於結構體碳排產生直接的影響。
    在外牆部分雖然一樣是鋼筋混凝土造的外牆碳排數據依舊是最高,但再加上修繕更新之碳排後,採用新技術、新工法的鋼結構或是鋼結構+預鑄工法碳排數據並不會較為優異,主要是在新技術、新工法之外牆組合要達到與混凝土造相當之性能時,其構件組合之碳排並不會與混凝土外牆有極大之落差;故在於外牆部分在於低耗損的自用住宅上採用鋼筋混凝土造仍會是有利之選擇,但在於高耗損之公有建築或是生命週期較為短暫之廠房及臨時性建築物等,則建議可採用較多新技術、新工法之外牆。分戶牆或是一般隔間上要達到建築技術規則要求之規範來說,混凝土分戶牆還是會遠超過新技術、新工法輕隔間之碳排,並且新技術、新工法輕隔間亦可有效降低結構體自重,來達到降低結構體用量的需求,故在於內牆部分大量採用新技術、新工法是一個優異的選擇。
    總結來說,結構體碳排無論是在建築生命週期採用何種型式的工法組成皆會是碳排較高的部分,故如何有效降低結構體材料用量會是一個重要議題,再來就是如何降低結構體資材的碳排,都會是未來的一個課題。

    Based from the outcome of this research, the carbon emission of the reinforced concrete structure is significantly higher than that of the other two structural models. Carbon emission in structural component is an important factor affecting the overall carbon emission in the new construction stage, and for the three structural types, the structural carbon emission accounts for 74%~80% of the new carbon emission, with the steel structure model out-perform the other two type in 74%. Hence reduction of concrete use and structural weight are two crucial factors for reducing carbon emission. It is also worth noting that the unit carbon emission of high-performance concrete did not overly exceed that of standard concrete, therefore it is critical to evaluate whether the introduction of high-performance concrete will achieve significant reduction in concrete use can be a decisive factor for the carbon emission of building structures.

    摘要 i Abstract ii 致謝 v 目錄 vi 表目錄 ix 圖目錄 xi 第一章 緒論 1 第一節、研究動機 1 1.1.1、營建工業化與新技術、新工法 1 1.1.2、建築碳足跡減量 1 第二節、研究目的 2 1.2.1、營建工業化與新技術、新工法對於建築軀體碳足跡影響 2 1.2.2、營建工業化與新技術、新工法對於修繕更新碳排之影響 2 1.2.3、採用循環設計手法於異地重建降低碳排成果 2 第三節、研究方法與流程 3 1.3.1、研究方法 3 1.3.2、研究流程 4 第二章 文獻回顧 5 第一節、綠建築及建築碳足跡發展 5 2.1.1、綠建材與循環經濟 5 2.1.2、綠建築及低碳建築碳足跡盤查評估 6 2.1.3、建築軀體碳足跡及施工碳排 6 2.1.4、建築室內裝修施工碳排 7 第二節、相關材料性能規定 7 2.2.1、防火性能 7 2.2.2、隔音性能 8 第三節、材料環境效益分類 10 2.3.1、環保建材 10 2.3.2、再生綠建材 11 第三章 評估計畫 12 第一節、建築軀體碳足跡計算方式、條件 12 3.1.1、計算方式 12 3.1.2、計算項目條件定義 14 第二節、案例取樣 14 3.2.1、案例介紹 14 3.2.2、案例模型定義 16 第三節、新技術、新工法碳足跡盤查 20 3.3.1、外牆 21 3.3.2、分戶牆 23 3.3.3、隔間牆 29 3.3.4、地坪 32 3.3.5、門窗 36 第四章 案例新建資材碳足跡計算 38 第一節、更新加入新技術、新工法及施工碳排比較分析 38 4.1.1、結構體 38 4.1.2、外牆 40 4.1.3、內牆隔間 42 4.1.4、屋頂 43 4.1.5、地坪 44 4.1.6、天花 46 4.1.7、樓梯 48 4.1.8、門窗 49 4.1.9、防水 50 4.1.10、小結 51 第二節、加入材料構件生命週期修繕更新碳排比較分析 54 4.2.1、結構體 54 4.2.2、外牆 56 4.2.3、內牆 58 4.2.4、屋頂 59 4.2.5、地坪 60 4.2.6、天花 62 4.2.7、樓梯 64 4.2.8、門窗 65 4.2.9、防水 66 4.2.10、小結 68 第三節 建築物生命週期內異地重建碳排 73 4.3.1、結構體 73 4.3.2、外牆 76 4.3.3、內牆隔間 78 4.3.4、屋頂 80 4.3.5、地坪 81 4.3.6、天花 83 4.3.7、樓梯 85 4.3.8、門窗 86 4.3.9、防水 88 4.3.10、小結 90 第五章 結論與建議 92 第一節、結論 92 5.1.1、不同構造型式造成碳排之影響 92 5.1.2、新技術、新工法及施工碳排數據之影響 94 5.1.3、修繕更新碳排之影響 94 5.1.4、採用循環設計手法異地重建之碳排 94 第二節、後續研究建議 95 5.2.1、LCBA碳排資料庫擴充 95 5.2.2、假設工程及施工之碳排 95 參考文獻 96

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    15.行政院公共工程委員會(2011),「研訂公共工程計畫相關審議基準及綠色減碳指標計算規則」委託研究案-成果報告減碳規則篇。
    16.低碳建築聯盟,檢自https://www.lcba.org.tw/article/?article_item_id=91。

    下載圖示 校內:2024-01-06公開
    校外:2024-01-06公開
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