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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃誠中
研究生(外文):Cheng-ChungHuang

論文名稱:RC中層集合住宅結構體建材用量與碳排放量影響因子研究
論文名稱(外文):Factors Affecting the Material Usage and CO2 Emission for RC Mid-rise Residential Building Structures
指導教授:杜怡萱杜怡萱引用關係
指導教授(外文):Yi-Hsuan Tu
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:建築學系
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:151
中文關鍵詞:鋼筋混凝土建材用量二氧化碳排放結構設計
外文關鍵詞:Reinforced ConcreteMaterial UsageCO2 EmissionStructural Design
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本研究基於建築產業環保減碳的理念,探討建築結構體之建材用量及碳排放量與各種設計因子之間的關係,並建立碳排簡易評估公式,提供建築設計者在設計初期作為參考。本文檢核並校正前期研究碳排評估公式,針對集合住宅常見之設計因子進行擴充,驗證簡易評估公式,並提出討論與建議。
研究方法為設定原型案例結構模型,並依據欲探討之設計因子設定實驗組案例,對各案例進行結構分析及斷面設計,再精算建材用量與碳排放量,最後分析其與設計因子之間的關係,同時以線性迴歸得到各因子與碳排放量之影響係數,以建立評估公式。本文案例以集合住宅作為原型,並參考實際案例設定其常見之設計因子,包含平面規則性、跨距變化、底層挑高。本研究也校正前期研究商辦大樓案例分析結果,並新增樓層數與地震力係數案例,用以探討兩因子間的相互影響。再依據上述案例建材用量與碳排放量計算結果,對評估公式進行調整與擴充。
案例計算結果發現,集合住宅平面形狀為 H 形之案例,建材用量與碳排放量明顯高於無凹凸的矩形平面者,但可能與跨距變化亦有關聯,底層挑高時,底層高度越高,碳排量略為提高,且僅有底層建材用量明顯增加,對整體碳排放量而言影響不大。商辦大樓案例部分,依據校正後案例計算結果,本文調整各因子之影響係數,並探討樓層數與地震力係數案例重複計算部分,發現建材用量與碳排放量雖與樓層數與地震力係數指標呈現正相關,但樓層數在不同震區影響程度不同,由於地震力係數計算方式複雜,且和樓層因子間不互相獨立,基於公式使用方便,依舊使用線性方式進行調整。
依據上述計算結果,本文對簡易評估公式進行修正與擴充,並且套用既有案例與實際案例進行誤差驗證,依據誤差選擇較保守且不離散之影響係數,並設定自重控制下的碳排下限。驗證結果顯示修正後公式偏保守,對同時有兩種變化因子之案例與 H 形平面案例特別明顯,誤差來源可能與形狀係數或各因子間相互影響有關。

The purpose of this study is to build a simple CO2 emission estimation formula to help designers estimate CO2 emissions during the primary design stage to reduce CO2 emissions effectively. The current study seeks to correct CO2 emissions estimation formula explored by previous research and at the same time to add design factors that are common for Residential Building.
The study is carried out by setting a prototype model that is based on a practical case and experimental models, identifying several design factors that are most likely to affect CO2 emissions. In addition, using ETABS structure software to analyze the model and carefully calculate the material usage as well as material CO2 emissions. Also, the degree of influence of each factor is discussed and a simple CO2 emission estimation formula is therefore derived.
Finally, this study applies corrected CO2 emissions estimation formula into practical cases and existing ones and calculates error to validate the formula and discuss the sources of error.

第一章 緒論 ................................................................................................. 1
1.1 研究動機與目的.............................................................. 1
1.1.1 研究動機........................................................................... 1
1.1.2 研究目的.......................................................................... 2
1.2 文獻回顧............................................................................ 2
1.3 研究方法與流程......................................................................... 6
1.3.1 研究方法.............................................................................. 6
1.3.2 研究架構與流程......................................................................... 7
1.4 適用範圍................................................................................ 8

第二章 分析軟體介紹與原型案例設定........................................................... 9
2.1 軟體簡介................................................................................................. 9
2.2 原型案例設定與結構分析方法................................................................ 9
2.2.1 實際尺度案例設定....................................................................... 10
2.2.2 等跨距案例設定.......................................................................... 11
2.2.3 ETABS結構模型設定與分析........................................................... 12
2.2.4 DRAWRC操作與繪製配筋圖...................................................... 26
2.2.5 計算建材用量與碳排放量........................................................... 27

第三章 變因與實驗組案例設定............................................................ 33
3.1 設計變因簡介........................................................................ 33
3.2 實驗組案例設定方法介紹................................................................. 34
3.2.1 平面規則性..........................................................................35
3.2.2 底層挑高........................................................................38
3.2.3 前期研究校正....................................................................38
3.3 小結.................................................................................. 40  

第四章 建材用量及碳排量計算結果........................................................ 47
4.1 原型案例計算結果與分析....................................................... 47
4.1.1 實際跨距案例組.............................................................. 47
4.1.2 理想化等跨距案例組............................................................................... 53
4.2 實驗組案例計算結果與分析..............................................................58
4.2.1 平面規則性與跨距變化案例組............................................................ 58
4.2.2 底層挑高案例組......................................................................... 65
4.2.3 樓層數與地震力係數案例組....................................................................... 72
4.3 小結.................................................................................................84

第五章 碳排量簡易評估公式比對與討論.................................................... 85
5.1 公式定義........................................................................................... 85
5.2 評估公式之調整與擴充............................................................................ 86
5.2.1 前期研究分析結果校正..................................................................... 86
5.2.2 樓層數與地震力係數因子.................................................................. 87
5.2.3 加權跨距係數.......................................................................................... 89
5.2.4 平面不規則與底層樓高因子之新增........................................................... 89
5.3 公式驗證................................................................................................ 90
5.3.1 公式評估值與既有案例之比較........................................................... 90
5.3.2 公式評估值與實際案例之比較.................................................................. 94
5.4 小結................................................................................................. 97

第六章 結論與建議.................................................................................. 99
6.1 結論................................................................................................. 99
6.2 建議............................................................................................... 101


參考文獻............................................................................................... 103
附錄A 各案例建材用量及碳排放量詳細計算結果.........................................105
附錄B 前期研究案例建材用量及碳排放量詳細計算結果........................ 107

1.內政部建築研究所,「綠建築解說與評估手冊(2005 年更新版)」,林憲德主編,內政部建築研究所出版,台北,2005。 

2.李雅琪,「RC 建築結構體建材用量與碳排放量影響因子之探討」,碩士論文,國立成功大學建築系,台南,2014。
3.張又升,「建築物生命週期二氧化碳減量評估」,博士論文,國立成功大學建築系,台南,2002。
4.
王坦,「建築工程結構材料用量之統計與分析 – 以新竹地區 RC 住宅為例」,碩士論文,中華大學土木與工程資訊學系,新竹,2008。 

5.林士豪,「辦公室建築低碳構造單元之研究 – 以不同結構體為例」,碩士論文, 國立成功大學建築系,台南,2011。
6.邱佳淳,「新建建築工程大宗材料用量分析之研究」,碩士論文,國立中央大學營建管理研究所,桃園,2012。
7.翁以欣,「台灣建材碳足跡資料庫盤查方法之研究」,碩士論文,國立成功大學建築系,台南,2013。 


8.內政部營建署,「混凝土結構設計規範」,2011。 

9.內政部營建署,「建築物耐震設計規範及解說」,2011。
10.內政部營建署,「建築物耐風設計規範及解說」,2011。

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