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論文中文名稱:地工泡棉(EPS)生產製造與再生利用之能源碳排放分析研究 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Study of Geofoam Manufacturing and Recycling of Energy Carbon Emissions Analysis [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
畢業學年度:101
出版年度:102
中文姓名:李宇橋
英文姓名:Yu-Qiao Lee
研究生學號:100428054
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2013-07-11
論文頁數:85
指導教授中文名:林利國
指導教授英文名:Lee-kuo Lin
口試委員中文名:黃兆龍;曾惠斌
口試委員英文名:Chao-Lung Hwang;Hui-Ping Tserng
中文關鍵詞:地工泡棉EPS節能減碳碳排放量
英文關鍵詞:GeofoamEPScarbon reductioncarbon emissions
論文中文摘要:自工業革命以來,全球經濟與科技同時成長,導致地球上森林、雨林等綠色植物銳減,造成二氧化碳排放量不斷上升,全球暖化、氣候變遷等問題嚴重,風、火、水、土等災害在地球上頻傳,導致人民之生命財產受到嚴重的威脅。而目前台灣也面臨著全球氣候變遷的嚴峻考驗,因此台灣政府乃大刀闊斧改善舊有的營建觀念,使其與自然生態能互相適應、融合,並能從營建生命週期之永續發展達成節能減碳的願景,亦是目前營建工程人員應深思熟慮的目標。
發泡級聚苯乙烯(Expandable Poly-Styren;簡稱為EPS)係利用提煉自石油中之液態單體苯乙烯,經重合成為固態苯乙烯,再掺入發泡劑後製成型塊。EPS在經由發泡、融合等生產過程後製成塊狀形體產品,因此材料具有重量輕、緩衝性高、耐水性好、自立性佳、隔熱性優良及施工簡易迅速等特性。歐美國家常用以作為土木工程中砂土回填之替代材料,故多稱其為地工泡棉(Geofoam)。本研究主要探討地工泡棉(EPS)在生產及再生過程,以分析探討兩者的碳排放量情況;研究結果發現,不同K值EPS製造之水電消耗變化情況,其相當碳排放量會隨著K值越大而增加,本研究將其經線性迴歸分析之方程式為Y=3.5134X+395.983。由分析結果得以明瞭地工泡棉(EPS)具有符合節能減碳,可以做為良好的永續工程材料,相關數據可提供國內相關工程應用時之參考。
論文英文摘要:Since the industrial revolution, while the global economic and technological growth, leading to the forest on the planet, rainforest and other green dropped, resulting in rising carbon dioxide emissions, global warming, climate change and other serious problems, wind, fire, water, earth and other disasters frequent on Earth, leading to the people's lives and property under serious threat. At present, Taiwan is also facing a severe test of global climate change, so the Taiwanese government is drastically improved the old building concepts to be able to adapt to each other and the natural ecology, integration, and life cycle from construction to achieve the sustainable development of energy saving and carbon reduction the vision is also present construction engineering personnel should be well thought out goals.
Foam Polystyrene (Expandable Poly-Styren; referred to as EPS) system using the petroleum extracted from the liquid monomer styrene, styrene by coincidence become solid, and then mixed with a foaming agent made of type blocks. EPS foam via the fusion and other production processes made of massive body products, and therefore material with light weight, high cushioning, good water resistance, self-resistance, excellent thermal insulation and construction features such as easy and quick. Europe and the United States used as an alternative to civil engineering sand backfill material, it is called to work more foam (Geofoam). This study investigated the ground work foam (EPS) in the production and regeneration process to analyze explore their carbon emissions situation; study found that the value of K EPS manufacturing different utilities consumption changes, its carbon emissions will vary considerably the larger the value of K increases, the study of its linear regression analysis of the equation by the formula Y = 3.5134X +395.983. Be clear from the results of the analysis to workers foam (EPS) has meet carbon reduction, sustainable development can serve as a good engineering material, relevant data can provide the reference for related engineering applications.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究目的 2
1.3研究範圍與限制 3
1.4研究方法 4
1.5研究流程 5
第二章 文獻回顧 6
2.1 EPS之成分及其性質 6
2.2 EPS之製造與回收程序 7
2.2.1 EPS製程 7
2.2.2 EPS回收 10
2.3 EPS在台灣之應用現況 13
2.4 國外 EPS之相關規範 15
2.4.1 EPS單位體積重及尺寸 17
2.4.2 EPS抗壓強度 18
2.4.3 EPS潛變特性 21
2.4.4 EPS摩擦性 24
2.4.5 EPS變形量 25
2.4.6 EPS柏松比 25
2.4.7 EPS耐熱性 26
2.4.8 EPS耐久性 28
2.4.9 EPS吸水性 29
2.4.10 EPS反覆壓縮特性 30
2.5國內EPS相關規範與研究 30
2.6 碳排放盤查標準流程 31
2.6.1聯合國政府間氣候變遷問題小組 32
2.6.2國際產品環境宣告系統及共通產品類別規則 33
2.6.3 產品碳足跡定義與盤查標準 33
2.6.4 國際標準組織 35
2.6.5 我國產品碳足跡盤查計算指引 37
2.7小結 38
第三章 EPS回收處理及工程應用 40
3.1 EPS之回收處理流程 40
3.1.1 EPS處理流程之粒料分解 41
3.1.2 EPS處理流程之油化處理 42
3.2 廢塑膠分類及代碼 43
3.3廢塑膠回收法規 43
3.4 EPS之工程應用 45
3.4.1日本現行工程應用概況 45
3.4.2台灣EPS工程應用情況 50
3.5小結 59
第四章 碳排放計算 61
4.1調查與分析方法 61
4.2碳排放計算 62
4.2.1 生產製造廠商碳排放探討 63
4.2.2 回收再製廠商碳排放探討 75
4.3 小結 80
第五章 結論與建議 81
5.1結論 81
5.2建議 83
參考文獻 84


表目錄
表2.1 發泡聚乙烯類材料之分類 13
表2.2 日本EPS設計規範 15
表2.3 美國EPS材料設計規範 16
表2.4 試驗項目及試驗方法 16
表2.5 日本之EPS單位體積重及尺寸規範 17
表2.6 美國EPS之類別及單位體積重 18
表2.7 常用之EPS尺寸 18
表2.8 常用之XPS尺寸 18
表2.9 抗壓試驗方法 19
表2.10 EPS潛變試驗 22
表2.11柏松比測試例 26
表2.12 EPS之燃燒性 28
表2.13 EPS之耐化學性(日本) 28
表2.14 國內EPS相關研究列表 31
表2.15 PCR文件中營建材料相關產品類別編號 33
表3.1 事業廢棄物代碼 43
表3.2 半扶壁式地錨擋土牆各部尺寸 52
表3.3 本工程EPS型塊尺寸規定 52
表4.1 用水用電之二氧化碳排放係數 62
表4.2 葆X工業股份有限公司101年之用水用電量情況 63
表4.3 每月之相當碳排放量 64
表4.4 不同K值材料生產製造數量 (單位:T) 65
表4.5 不同K值用水碳排放量 (單位:kg) 65
表4.6 不同K值EPS塊體製造耗電之相當碳排放量 (單位:kg) 66
表4.7 不同K值EPS塊體製造之總碳排放量 (單位:kg) 67
表4.8 各K值單位總碳排放 68
表4.9 樺X實業股份有限公司101年之用水用電量情況 70
表4.10 每月之相當碳排放量 70
表4.11 不同K值材料生產製造數量 (單位:T) 72
表4.12 不同K值用水碳排放量 (單位:kg) 72
表4.13 不同K值EPS塊體製造耗電之相當碳排放量 (單位:kg) 73
表4.14 不同K值EPS塊體製造之總碳排放量 (單位:kg) 74
表4.15 各K值單位總碳排放 75
表4.16 合XX再利用有限公司用水用電量 76
表4.17 單位月份總碳排放量 76
表4.18 閔X回收公司用水用電量 78
表4.19 單位月份總碳排放量 78
表4.20 EPS碳排放整理 80
表5.1 製造及回收廠商其月平均碳排放量 81
表5.2 不同K值EPS製造之單位CO2碳排放值82

圖目錄

圖1.1 發泡級聚苯乙烯之板(左圖)、塊(右圖)試體 2
圖1.2 研究架構與流程圖 5
圖2.1 苯乙烯經聚合反應為聚苯乙烯反應圖 6
圖2.2 原油煉製過程及產物之示意圖 7
圖2.3 EPS樹脂塑膠顆粒 8
圖2.4 EPS塑膠預發泡顆粒 8
圖2.5 EPS成型品 8
圖2.6 EPS製造流程圖 9
圖2.7 EPS成型流程圖 9
圖2.8 EPS成品後續程序流程圖 10
圖2.9 廢棄保麗龍回收再造流程圖 11
圖2.10 EPS之回收標誌圖 11
圖2.11 日本EPS資源再生模式比例 12
圖2.12 EPS包裝材料 14
圖2.14 EPS拱形模板 14
圖2.13 EPS填充材料 14
圖2.15 EPS用於景觀工程 14
圖2.16 EPS開發機構應力-應變圖(立方試體) 19
圖2.17 地基工學會應力-應變圖(圓柱試體) 20
圖2.18 擠出發泡法EPS三軸壓力試驗 20
圖2.19 EPS壓縮應力與應變之關係 20
圖2.20 XPS壓縮應力與應變之關係 21
圖2.21 壓縮應力在彈性界限時與單位體積重量之關係(日本) 21
圖2.22 壓縮應力在彈性界限時與單位體積重量之關係(美國) 21
圖2.23 EPS的潛變特性(時間-壓縮變形量的關係) 22
圖2.24 各種單位重之EPS壓縮潛變特性 23
圖2.25 不同應力階段EPS之潛變行為 23
圖2.26 XPS地工泡棉之長期潛變行為 24
圖2.27 EPS與各材質之摩擦係數 24
圖2.28 EPS與砂之接觸面摩擦 25
圖2.29 變形模量及單位體積重 25
圖2.30 柏松比與單位體積重及壓縮應變之關係 26
圖2.31 溫度與尺寸收縮率之關係(日本) 27
圖2.32 EPS隨密度與溫度改變之R值(美國) 27
圖2.33 各種水壓下EPS之吸水率 29
圖2.34 實驗裝置以及實驗結果 30
圖2.35 EPD應用標準執行程序 32
圖2.36 產品碳足跡計算步驟 35
圖2.37 溫室氣體管理全程規劃概念 37
圖2.38 全球EPS市場使用需求成長趨勢 39
圖2.39 全球各產業EPS市場使用需求成長率 39
圖3.1 EPS熱熔冷卻情形 41
圖3.2 EPS造粒流程 41
圖3.3 油化處理之熱裂解爐 42
圖3.4 油化處理流程 42
圖3.5 日本EPS之工程使用量 45
圖3.6 工程平面圖 46
圖3.7 工程縱斷面 46
圖3.8 工程橫斷面 47
圖3.9 關越-長岡南越路道路工程施工圖 48
圖3.10 施工位置圖 49
圖3.11 施工斷面圖 49
圖3.12 東京國際機場施工圖 50
圖3.13 工程告示 51
圖3.14 半扶壁式地錨擋土牆側面剖視圖 52
圖3.15 邊坡型框護坡植生 53
圖3.16 工程橫斷面 53
圖3.17 EPS填土展開圖 54
圖3.18 EPS舖設之施工步驟 55
圖3.19 竹山鎮大鞍里12鄰道路橋梁災修復建工程施工圖 56
圖3.20 竹山鎮大鞍里12鄰道路橋梁災修復建工程完工圖 57
圖3.21 國道2號拓寬各標示意圖 58
圖3.22 橋梁斷面圖 58
圖3.23 國道二號拓寬工程施工圖 59
圖4.1 用水之相當碳排放量折線圖 64
圖4.2 用電之相當碳排放量折線圖 65
圖4.3 每月不同K值EPS塊體用水之相當碳排放折線圖 66
圖4.4 每月不同K值EPS塊體用電之相當碳排放折線圖 67
圖4.5 不同K值EPS塊體之總碳排放折線圖 68
圖4.6 各K值單位製造總碳排放直方圖 69
圖4.7 用水之相當碳排放量折線圖 71
圖4.8 用電之相當碳排放量折線圖 71
圖4.9 每月不同K值EPS塊體用水之相當碳排放折線圖 72
圖4.10 每月不同K值EPS塊體用電之相當碳排放折線圖 73
圖4.11 不同K值EPS塊體之相當總碳排放折線圖 74
圖4.12 各K值單位製造總碳排放直方圖 75
圖4.13 用水之相當碳排放量折線圖 77
圖4.14 用電之相當碳排放量折線圖 77
圖4.15 用水之相當碳排放量折線圖 79
圖4.16 用電之相當碳排放量折線圖 79
圖5.1 線性回歸分析 82
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