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研究生: 陳炳達
BING-DA CHEN
論文名稱: 連續壁工程之二氧化碳排放影響因子研究
Influence Features of CO2 Emission for Diaphragm Wall Used in Excavation
指導教授: 廖洪鈞
HUNG-JIUN LIAO
口試委員: 謝宗榮
zong-rong Shie
楊國鑫
kuo-hsin yang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 98
中文關鍵詞: 生命週期評估(LCA)碳足跡CO2排放量
外文關鍵詞: Carbon Footprint, Life Cycle Assessment (LCA), Carbon Emissions.
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  • 自工業革命開始,世界經濟驟然起飛,百年來的發展使得人類物質生活大幅提昇,近年來國際間針對溫室效應(Greenhouse Effect)、全球暖化(Global Warming)與全球變遷(Global Change)等相關議題持續熱烈討論
    ,所以二氧化碳造成地球環境負荷已是一個不容被忽視的議題。
    在國內營建業中所造成的二氧化碳排放量大部份研究焦點都放在建築物上,故本研究針對大地工程所造成二氧化碳排量進行量化與探討,本研究以連續壁為例,並以碳足跡計算精神,以生命週期觀點(Life cycle perspective) 評估工程各階段二氧化碳排放量。
    本研究將整個連續壁工程分為材料、機具、運輸三個部份進行二氧化碳量化。由第一個案例之量化結果,在材料部份二氧化碳排放量占了九成以上,因此在第二個案例針對材料部份進行探討,以不同開挖深度、連續壁厚度及連續壁深度進行開挖分析。
    本研究以RIDO軟體進行開挖分析,經由分析結果,最後加以量化,以建立不同連續壁厚度、深度及開挖深度,所造成之二氧化碳排放量之數據。


    Starting from the industrial revolution, the dramatic growth of world economy contributed the material improvement of human life for hundred years long.
    In recent year, Greenhouse Effect, Global Warming and Global Change are emerging issues in the world. Therefore, it is not a neglected topic of the environmental effect caused by carbon dioxide.
    The research of carbon dioxide emission in Taiwan construction industry focuses very much on the building. This paper used diaphragm wall as a case study to assess the carbon dioxide emission in different stage of the project from the spirit of carbon footprint and the perspective of life-cycle.

    This study divided the diaphragm wall engineering into three parts: material, equipment, and transportation, then to quantify the carbon dioxide. The result to first case study indicates that 90% of the carbon dioxide emission are from material. Another case discusses the excavation depth, wall thickness and depth of diaphragm wall material by the analysis of excavation.
    Geotechnical software RIDO is used for excavation analysis in this study. Carbon dioxide emission of diaphragm wall is evaluated according to the results of excavation analysis and quantified various outcomes of wall excavation depth, wall thickness and depth.

    總目錄 中文摘要 I 英文摘要 II 誌 謝 III 總 目 錄 IV 圖 目 錄 VII 表 目 錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1前言 1 1.2研究動機與目的 1 1.3研究方法與流程 3 第二章 文獻回顧 5 2.1 碳足跡及具含碳之發展及定義 5 2.1.1碳足跡 5 2.1.2具含碳 8 2.2二氧化碳排放量推估方法介紹 9 2.2.1 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)準則 9 2.2.2環保署碳足跡計算指引 10 2.2.3二氧化碳排放量推估 15 2.2.4生產線直接耗能統計法 20 2.3二氧化碳減量效益評估彙整 21 2.3.1生命週期評估(Life Cycle Assessment, LCA) 21 2.3.2生命週期現況發展與限制 23 2.3.3簡約式生命週期評估(Streamlined LCA) 24 2.3.4 營建工程施工作業碳排放及減碳效益評估相關文獻 25 第三章 連續壁CO2排放分析 27 3.1 邊界條件的界定 27 3.2二氧化碳計算方式 28 3.2.1材料部份 32 3.2.2運輸部份 39 3.2.3機具部份 39 第四章 案例分析 41 4.1連續壁工程案例一 41 4.1.1案例說明 41 4.1.2二氧化碳量化項目計算 42 4.1.3案例分析結果 50 4.2連續壁工程案例二 52 4.2.1案例說明 52 4.2.2地層概況 52 4.2.3連續壁分析假設及模擬步驟 60 4.2.4開挖分析參數的建立 62 4.2.5基地開挖之連續壁檢核-開挖深度24.3m;連續壁深度44m(1.8He);厚度1.2 m 67 4.2.6計結果概要 72 4.2.7連續壁應力應變分析結果及檢核 73 4.2.8連續壁各厚度及深度尺寸之CO2量化結果 75 4.2.9小結 81 第五章 結論與建議 82 5.1結論 82 5.2建議 83 參考文獻 84 圖目錄 圖1.1研究流程 4 圖2.1生命週期評估架構 22 圖3.1營建工程所有階段之生命週期及本研究的邊界條件 28 圖3.2高爐工場煉鋼流程圖 38 圖4.1基地平面圖 41 圖4.2本案例-連續壁工程CO2排放量 51 圖4.3本案例-連續壁工程CO2排放量百分比 51 圖4.4基地位置平面圖 53 圖4.5開挖深度為24.3m地下室開挖剖面示意圖 55 圖4.6開挖深度為21m地下室開挖剖面示意圖 56 圖4.7開挖深度為17.8m地下室開挖剖面示意圖 57 圖4.8開挖深度為14.3m地下室開挖剖面示意圖 58 圖4.9開挖深度為12m地下室開挖剖面示意圖 59 圖4.10連續壁鋼筋竉立體 68 圖4.11連續壁厚度1.2m;深度=44m地層剖面側向變位圖 73 圖4.12連續壁厚度1.2m;深度=44m地層剖面彎矩圖 74 圖4.13續壁厚度1.2m;深度=44m地層剖面剪力圖 74 圖4.14連續壁單位長度之CO2排放量與厚度、深度以及RIDO計算 出之變位關係圖(開挖深度12m、17.8m、24.3m) 80 圖4.15連續壁單位長度之CO2排放量與厚度、深度以及RIDO計算 出之變位關係圖(開挖深度14.6m、21m) 80 表目錄 表1.1國內建築物生命週期環境負荷評估相關研究 2 表2.1碳足跡、生態足跡、能源足跡之最初解釋 6 表2.2碳足跡之定義 7 表2.3 IPCC與碳足跡計算準則比較 15 表2.4台灣地區常用能源CO2排放係數計算 18 表2.5碳排放及減碳效益評估相關文獻 25 表3.1各項能源熱值 30 表3.2 IPCC提供各項能源碳排放係數 31 表3.3各類能源之熱值與CO2排放量計算 32 表3.4 2009年水泥業使用各類能源之CO2排放係數 34 表3.5最終消費部門用電之CO2排放係數 34 表3.6國內水泥業CO2排放量 35 表3.7 某工程混凝土配合設計 36 表3.8 混凝土1m3所需材料 36 表3.9 混凝土各項能源CO2排放係數 37 表3.10鋼筋各項能源別CO2排放係數 38 表4.1壁體類型 42 表4.2案例一之混凝土配合比設計 42 表4.3案例一混凝土1m3所需材料 42 表4.4材料-二氧化碳量化計算 43 表4.5材料部份CO2排放量 44 表4.6各種規格運輸車耗能數據 44 表4.7運輸部份CO2排放量 47 表4.8各種規格機具耗能數據 48 表4.9機具部份CO2排放量 50 表4.10本案例-連續壁工程CO2排放量總計 51 表4.11設計用簡化土層參數表 54 表4.12開挖24.3m分析之簡化模擬施工步驟 60 表4.13開挖21.0m分析之簡化模擬施工步驟 61 表4.14開挖17.8m分析之簡化模擬施工步驟 61 表4.15開挖14.3m分析之簡化模擬施工步驟 62 表4.16開挖12.0m分析之簡化模擬施工步驟 62 表4.17土壤基本參數定義 63 表4.18地層剖面RIDO 程式之土層參數表 63 表4.19各樓層之樓板勁度與水平鋼支撐勁度 65 表4.20各種連續壁厚度之勁度 66 表4.21容許應力檢核-主筋 71 表4.22容許應力檢核-橫筋 72 表4.23容許應力檢核-剪力筋 73 表4.24擋土結構-連續壁設計結果表 74 表4.25連續壁單位長度之CO2排放量與厚度、深度及RIDO計算出 之變位結果(開挖深度He=12.0m) 75 表4.26連續壁單位長度之CO2排放量與厚度、深度及RIDO計算出 之變位結果(開挖深度He=14.3m) 76 表4.27連續壁單位長度之CO2排放量與厚度、深度及RIDO計算出 之變位結果(開挖深度He=17.8m) 77 表4.28連續壁單位長度之CO2排放量與厚度、深度及RIDO計算出 之變位結果(開挖深度He=21.0m) 78 表4.29連續壁單位長度之CO2排放量與厚度、深度及RIDO計算出 之變位結果(開挖深度He=24.3m) 79

    參考文獻
    一、 中文文獻
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    30. 行政院環境保護署(2011),http://www.epa.gov.tw/。
    31. 台灣自來水公司(2011),http://www.water.gov.tw/。
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    33. 氣候變遷政府間專家委員會(2011),http://www.ipcc.ch/。

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