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論文中文名稱:工程規設與施工階段之環境衝擊及其改善策略-以管推工法為例 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Environmental Impact Assessment and Its Reduction Strategy on Both Planing Design and Construction Stages- Case Study of Pipe-Jacking [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:土木工程系土木與防災碩士班(碩士在職專班)
畢業學年度:103
畢業學期:第二學期
中文姓名:張晨揚
英文姓名:Chen-Yang Chang
研究生學號:102428029
學位類別:碩士
口試日期:2015/07/27
指導教授中文名:陳立憲
指導教授英文名:Li-Hsien Chen
口試委員中文名:胡憲倫;申永順;林彥宇
中文關鍵詞:生命週期評估、碳足跡、水足跡、環境衝擊、管推工法、地下開挖
英文關鍵詞:Planning and Designing Stages, Carbon Footprint, Life Cycle Assessment, Carbon Reduction Strategy, Water Footprint
論文中文摘要:邇年來因氣候變遷引致之環境生態困局;與能、資源短缺所造成之生存危機,各項產業無不尋思解決之道。以碳排放為例,台灣高居世界第27名(2008),其中土木營造業之碳排高佔居總量之33%;再以水資源為例,台灣缺水排名為全世界18名(2015),其中營建工地用水平均多達10-20 ton/day (2013),亦亟待改進。故相關工程不僅應就傳統管理面向之安全、進度、成本與品質作考量;更應對碳排放量與水資源消耗量進行減量策略且加以探討。
因維生管線攸關國家競爭力之民生基礎建設;且地下開挖工程不確定性最高,故本文以土木營造業之地下開挖的管推工程為例,先行檢查盤查之依據與功能單位之確立後,在規劃設計階段,先依國內公共工程會發展之經費估價系統(PCCES)檢索其機料之資源統計表,並依情境估算其碳、水足跡與環境衝擊;再於施工階段之現地盤進行查比對驗證,其中生命週期評估需用兩種軟體SimaPro 8 與 Umberto 碳足跡計算器,分析其碳排放量、水資源消耗量與環境衝擊,由結果相互驗證,則檢討其改善策略,以整全「價值工程」之精義為研究題旨。
研究以苗栗某一管推工程做案例調查,於垂直工作井開挖及水平汙水套管推進之單位碳排放介於0.27-0.28(tCO2e/m2/m)與2.04-2.07 (tCO2e/m2/m);而兩者之單位水資源消耗量則介於1384 -1386(m3/m2/m)與11705-11917 (m3/m2/m),其單位衝擊值為41.36-42.14 (pt/m2/m)與241.20-253.68 (kpt/m2/m),其中相關之熱點與敏感度分析亦為改善策略之執行要項。對於本案例之改善策略擬直接由電弧爐鋼材作置換、且以爐石與飛灰作水泥用量之部分取代及縮小工作井之尺寸以間接減少工程用料、施工油耗與運輸油耗。其排碳可降低34.09%(22.91tCO2e),水資源可降低39.82%(14.23萬m3),環境衝擊值亦可降低 40.5% (3.72kpt)。針對本案例之工序與工項檢討其改善策略之流程再造,冀能提供後續近似工程設計及施工之研議;與重新建構價值工程之參佐。
論文英文摘要:Due to the crisis brought by climate change and limited resources, all of the industries need to find out the source and solutions against global warming and greenhouse effect. For example, Taiwan’s carbon emissions was ranked 27th of the world in 2008, which civil engineering and construction industries are top of 33%. In water consumption, for example, Taiwan ranked 18th as the world's water shortage (2015), in which the average construction site with water up to 10-20 ton / day (2013), In addition, the construction industry consider not only program, cost, quality and security, but also needs to mitigate carbon emissions and water consumption from construction processes. Thus, we need to offer a reduction strategy, and choose the most sustainable and ecofriendly alternative.
lifeline system crucial to national competitiveness and the uncertainty of the highest underground excavation works. This study presents the methodology for estimating the carbon footprints, water footprints, and Environmental Impact generated from construction processes using the LCA tools SimaPro 8 and Umberto Carbon footprint Calculator.The assessment of carbon footprints , water footprints and Environmental Impact from materials and machines resource tables of PCCES.We holistic to "value engineering", that identifies the opportunities to mitigate such impact by Planing/Design and Construction Stages.
A case study of the Pipe-Jacking using this methodology in Planing/Design and Construction Stages. shows that carbon footprints due to 0.27-7.2 tCO2e/ m2/ m, water footprints due to 1384 -11917 (m3/m2/m) and Environmental Impact due to 41.36-253.68 (pt/m2/m).We changes of steel proceesing , reduces cement and construction methods that will be reduced about 34.09%(29.01 tCO2e), 39.82%(142300m3) and 40.5% (3.72kpt) as a method of Environmental Impact reduction. Hopefully, in future underground excavation constructions, this methodology can be taken into account as the proper guide for resources conservation.
論文目次:摘 要 I
英文摘要 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 XIII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 論文架構 3
第二章 文獻回顧 5
2.1多尺度隧道掘進工程之簡述與比較 5
2.2生命週期評估 8
2.2.1生命週期評估之執行架構 9
2.2.2生命週期評估之工具與應用 12
2.2.3生命週期軟體應用文獻資蒐 17
2.3 碳足跡 23
2.3.1 碳足跡之定義 23
2.3.2 碳足跡相關計算準則 25
2.3.3產品類別規則 29
2.4 水足跡 29
2.4.1 水足跡之定義 29
2.4.2 水足跡相關計算準則 32
2.5 國內外工程碳、水足跡評估相關文獻 36
2.5.1 工程碳足跡 36
2.5.2 工程水足跡 52
2.6 生命週期評估計算器之比較 56
2.7 文獻綜整研析 59
第三章 研究方法與內容 61
3.1 研究流程 61
3.2 地下管推工法扼述 61
3.3 碳排放量之分析方法 67
3.4 水資源消耗量之分析方法 68
3.5 環境衝擊評估之分析方法 68
3.6 工程施工機料與經費依據之估算 72
第四章 案例分析及改善策略 74
4.1 目標與範疇之界定 74
4.2 盤查資蒐 84
4.3 分析結果與討論 90
4.3.1碳排分析結果 90
4.3.2水足跡分析結果 99
4.3.3環境衝擊之分析結果 105
4.3.4敏感度分析 112
4.4 改善策略 112
4.4.1 碳排放之改善結果 113
4.4.2 水資源消耗量之改善結果 117
4.4.3 環境衝擊之改善結果 120
4.4.4 改善前後之環經效益評估 123
4.5本研究案例與相關文獻之分析比對 125
第五章 結論與建議 128
5.1 結論 128
5.2 建議 129
參考文獻 131
附件 A 自行建置碳、水足跡及環境衝擊計算器之分析結果 137
附件B 委員意見回覆表 184
關鍵詞中英文及縮寫對照表 186
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論文全文使用權限:同意授權於2020-08-20起公開