簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 蔡育昇
Tsai, Yu-Sheng
論文名稱: 以生命週期評估方法探討高層木構造建築的可行性 -比較木構造與RC構造集合住宅的環境效益
Estimation for the Feasibility of High-rise Timber Buildings in Taiwan by Means of Life Cycle Assessment -Comparative Environment Evaluation about Timber and RC Housing
指導教授: 葉玉祥
Yeh, Yu-Hsiang
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: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 93
中文關鍵詞: 高層木構造建築生命週期評估建材生產階段處置階段能源轉化
外文關鍵詞: High-rise timber buildings, life cycle assessment, building material production stage, disposal stage, biomass energy
相關次數: 點閱:172下載:22
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 為避免地球暖化越來越嚴重,節能減碳已成為政府的首要政策。建築產業的碳排佔國內整體產業的三分之一,高層木構造建築如能替代現有數量最多、高耗能的RC構造建築,對於減少台灣的碳排量有莫大效益。本研究的主要目的,藉由生命週期評估方法,來量化木構造和RC構造建築在建材生產階段與處置階段的環境衝擊。
    研究方法為建立虛擬之建築模型,使用類型選擇台灣最多的「中高層集合住宅」,並根據既有文獻以及政府統計資料,來設定模型的建築參數;受限於台灣無實際案例與文獻,建築構件尺寸以及接合部位的金屬繫件,因此參考國外實際案例來設計。最後使用SimaPro生命週期評估軟體,並以碳排以及耗能等環境衝擊指標,來量化並比較模型構造的差異。
    評估結果顯示,在碳排方面,木構造比起相同參數的RC構造建築物,建材生產階段可減少約608 kgCO2-eq/m2;在建材生產階段和處置階段的加總減少約305 kgCO2-eq/m2;耗能方面,在建材生產階段木構造可節能約75 MJ surplus/m2;在建材生產階段和處置階段的加總可節能約177 MJ surplus/m2。
    由於木材可轉化為生質能源,若在處置階段,將原本再利用改成能源轉化導向,碳排可減少330 kgCO2-eq/m2,其效益約等同在建材生產階段,木構造取代RC構造所減少碳排之一半;而耗能可減少710 MJ surplus/m2,其效益為建材生產階段木構造取代RC構造所耗能之10倍。有關建築生命週期評估的文獻,大多忽略處置階段的計算,鑒於木材對環境的改善效益,應重新審視處置階段的重要性。

    Energy saving and carbon dioxide reduction as the primary and urgent policy of government is a contribution of global warming reduction. Carbon emission of the construction industry accounts for 33% proportion of the overall domestic industry. High-rise timber buildings are great of benefits to reduce the carbon emission of Taiwan by replacing the RC buildings which have largest number and high energy consumption. The main purpose of this study, through the life cycle assessment method, to quantify the environmental impact of the timber structure and RC structure in the building materials production and disposal stages
    Research method is to establish a virtual building model that are most use type "high-rise residential" in Taiwan and set the model of building parameters based on existing literature and government statistics. Finally, lifecycle assessment software, SimaPro, was used to quantify and compare the different model of constructions with carbon emissions and energy consumptions of environmental impact indicators.
    The results show that the carbon emissions of the timber structure compared to the RC structure can be reduced by about 608 kgCO2-eq/m2 in the building materials production stage and by about 305 kgCO2-eq/m2 in the building materials production and disposal stages. And the energy consumption of timber structure compared to the RC structure can save about 75 MJ surplus/m2 in the building materials production stage and by about 177 MJ surplus/m2 in the building materials production and disposal stages.
    As the timber can be converted into biomass energy, if the reuse change to the recovery in the disposal stage, carbon emissions can be reduced 330 kg CO2-eq/m2, which is equivalent to half of carbon emissions of material change in the production stage, and the energy consumption can be reduced by 710 MJ surplus/m2, which is 10 times bigger than the one of material change in the production stage.
    Most of the literature on the life cycle assessment of buildings overlooks the calculation of the disposal stage. In view of the improved benefits of wood for the environment, the importance of the disposal phase should be re-examined.

    摘要 I ABSTRACT II 目錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 IX 第1章 動機與目的 1 1-1. 研究背景 1 1-2. 研究動機與目的 2 1-3. 研究流程 4 第2章 文獻回顧 5 2-1. 木構造發展 5 2-1-1. 木構造系統分類 5 2-1-2. 當代木構造 9 2-1-3. 複合構造 12 2-1-4. 台灣建築法規的限制 14 2-2. 建築生命週期 16 2-2-1. 生命週期評估 17 2-2-2. 生命週期衝擊評估 18 2-2-3. 建築生命週期評估和環境衝擊 20 2-3. 評估工具 23 2-3-1. SimaPro 23 2-3-2. 評估方法與指標項目 25 2-4. 小結 27 第3章 評估模型建立 29 3-1. 建築設定 29 3-1-1. 配置與空間機能 29 3-1-2. 結構構件 31 3-1-3. 接合部位設定 38 3-2. SIMAPRO參數設定 48 第4章 建築構造環境衝擊評估 53 4-1. 木構造與RC構造建築的環境衝擊評估 53 4-1-1. 木構造、RC構造主結構體與環境衝擊評估 54 4-1-2. 高層木構造建築平面配置與環境衝擊評估 59 4-1-3. 高層木構造建築樓層數與環境衝擊評估 63 4-2. 處置階段不同廢棄物處理方式之影響 66 4-3. 與既有資料比較 69 4-3-1. 木構造與RC構造的環境影響 69 4-3-2. 地下層的影響 71 4-3-3. 相關文獻之比較 72 第5章 結論與建議 76 5-1. 結論 76 5-2. 建議 78 參考文獻 79 附錄A 82 附錄B 88

    國內文獻
    [1.] 林俊榮,2005,台灣西式木構造住宅類型之研究,國立成功大學建築研究所碩士論文。
    [2.] 林憲德,2015,建築碳足跡(二版),詹式書局。
    [3.] 李忠益,2016,混凝土配比設計成本分析,逢甲大學土木工程學系碩士論文。
    [4.] 邱佳淳,2012,新建建築工程大宗材料用量分析之研究,國立中央大學營建管理研究所碩士論文。
    [5.] 張又升,2002,建築物生命週期二氧化碳減量評估,國立成功大學建築研究所博士論文。
    [6.] 郭家駿,2014,開放式集合住宅之支架體設計---由內至外之設計方法,國立臺灣科技大學設計學院建築研究所碩士學位論文。
    [7.] 陳啟仁,2012,木構造建築物設計及施工技術規範修訂之研究,內政部建築研究所研究報告
    [8.] 陳盈穎,2008,建築規劃階段之柱尺寸概估程式─以鋼筋混凝土構造為例,國立成功大學建築研究所碩士論文。
    [9.] 曾俊達、黃文鴻,2012,台灣木構造建築複合法之研究。建築學報增刊(技報增刊)。
    [10.] 黃文鴻,2013,建築構造系統複合法之灰色決策研究,國立成功大學建築研究所博士論文。
    [11.] 黃榮堯、陳瑞玲,2011,建築廢棄物回收制度研究。
    [12.] 塗三賢,2007,台灣地區木構造住宅對碳貯存與二氧化碳減量之貢獻。臺灣大學森林環境暨資源學研究所學位論文。
    [13.] 楊逸詠,1997,建築物防火材料檢測驗證作業準則之建立,內政部建築研究所。
    [14.] 劉伊明,2015,建築生命週期評估方法國際發展之研究,國立成功大學建築研究所碩士論文。

    [15.] 盧怡靜、呂穎彬, 2014,ISO14040 生命週期評估的下一步。工研院綠能所環境與安全技術組。
    [16.] 鐘學淵,2006,框組式木構造之開發性研究,國立高雄第一科技大學營建工程系碩士論文。
    國外文獻
    [17.] Adams, E., Connor, J. & Ochsendorf, J.(2006). Embodied energy and operating energy for buildings: cumulative energy over time. Design for sustainability. Civil and Environmental Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA
    [18.] AFPA.(2001). Details for conventional wood frame construction
    [19.] Deplazes, A.(2007). Der Massivholzbau – Ursprung, Entwicklung, perspektiven. In Doplazes et al.(Eds.). Massivholzbau, Lignatec.(2007). (pp.3-8). Zürich, Switzerland:Lignum.
    [20.] DETAIL.(2008). Timber construction, München, Germany: Institute für international Architektue-Dokumentation
    [21.] FPInnovations and Binational Softwood Lumber Council.(2013). The U.S Editionof CLT Handbook.
    [22.] Nässéna, J., Holmberga, J., Wadeskogb, A., & Nymanb, M. (2007). Direct and indirect energy use and carbon emissions in the production phase of buildings: An input–output analysis. Energy, 32(9), 1593-1602.
    [23.] Haller, P., Helmbach C, & Yeh, Y-H. (2013). Bauweisen, konstruktionen, tragwerkeund verbindungen im holzbau. Technische Universität Dresden. Institut für Stahl und Holzbau, Professur für Ingenieurholzbau und baukonstruktives Entwerfen.
    [24.] Vismann, U(ED.). (2009). Wendehorst Bautechnische Zahlentafeln. Wiesbaden, Germany: Vieweg+Teubner Verlag.
    [25.] Ward, R. (2009).Tackle climate change-use wood. Vancouver, Canada: KellyMaCloskey&Associates
    [26.] Yeh, Y-H. (2014). Comparative life cycle assessment of multi-storey timber buildings. Technische Universität Dresden. Institut für Stahl und Holzbau, Professur für Ingenieurholzbau und baukonstruktives Entwerfen
    [27.] Simapro 7 Database Manual. (2008)
    [28.] Wang, S., Xu, Z., Zhang, W., Fan, Z., & Liu, Y. (2017).Effects of aggregate reuse for overpass reconstruction-extension projects on energy conservation and greenhouse gas reduction: A case study from Shanghai City. Journal of Cleaner Production.
    [29.] 文部科學省,2010,木材利用の進め方のポイント、工夫事例。東京.文部科學省。
    [30.] 木質構造研究会,2012,新・木質構造建築読本―ティンバーエンジニアリングの実践と展開,井上書院。

    下載圖示 校內:立即公開
    校外:立即公開
    QR CODE