自然環境

擋土牆

擋土牆 (Retaining Wall)
國立臺灣大學土木工程學系 陳鵬元

臺灣地形崎嶇,以山地居多,所以許多交通路線都必須切過山脈。開闢在山腰上的路段通常是在斜坡上的水平挖槽,方便車輛不必沿著傾斜的山坡行駛。山坡的表土卻因此缺少連續的支撐,有向路面崩落的風險。因此,山路旁的山壁通常會有由混凝土構築而成的牆壁保護著。

綠帶

綠帶 (Green belt)
臺灣大學環境工程學研究所 許桓瑜

綠帶政策緣起於 Ebenezer Howard 在 20 世紀初發起的花園城市,並且在歐洲蔓延 (Tang et al., 2007)。綠帶是指一個環繞著城市中,被保育且開放的自然生態空間,透過政策和土地利用規劃,保留未開發、野生或者農業用地在城市周圍。類似的概念像是綠道(線性通過城市的生態空間)。

與水共存的新世紀(二)─ 透水鋪面的設計

與水共存的新世紀(二)─ 透水鋪面的設計 (A New City Life with Water—— The Design of Permeable Pavement)
國立臺灣大學土木工程學系 張沄真

連結:與水共存的新世紀 ─ 透水保水的城市

在上篇文章中,我們簡單介紹了幾種提高城市透水性的工程方法。在本篇文章中,我們將以透水鋪面為例,說明透水工法在設計時須考量的因素以及其維護手法。

  • 透水鋪面的優點

透水性鋪面主要的功能是提高地表入滲率,讓降水滲入地下儲藏,晴天時儲藏的水產生蒸散作用,會帶走地表熱量使城市降溫,減緩都市熱島效應。雨水滲入地表也可減少地面積水,減少人車交通噪音並提升交通安全。

綠屋頂

綠屋頂(Green Roof)
國立臺灣大學土木工程學系 徐偉哲

為什麼需要綠屋頂?

綠屋頂顧名思義即將植物覆蓋在屋頂上,形成綠意盎然的屋頂。隨著都市不段擴張發展,樹木和裸地逐漸減少,取而代之的是大樓與傳統的水泥,這些人工建材擁有積蓄太陽能的特性,使熱量無法透過蒸發而減少,加上交通工具、空調所產生的人工廢氣,讓都市裡的氣溫比郊區高,這種現象稱為「熱島效應」[1],世界各地大城市皆有此現象,而使用綠屋頂則可以改善熱島效應。根據聯合國環境計畫研究顯示,當綠屋頂普及率達到七成時,整座都市的二氧化碳含量將減少八成,熱島效應也會完全消失。綠屋頂在歐洲已風行長達 10 年之久,近幾年在亞洲的東京也修法規定新大型建築的屋頂,必須有 20% 以上的面積為綠屋頂,綠屋頂儼然成為一個新的建築趨勢[2]

淺談混凝土節能減碳:卜作嵐水泥 & 輕質混凝土

淺談混凝土節能減碳:卜作嵐水泥 & 輕質混凝土 (Carbon Reduction of Concrete: Portland Cement and Lightweight Aggregate)
國立臺灣大學土木工程系 吳宗翰

混凝土是土木營建工程中主要的營建材料,其成分之一的水泥是產生全球溫室效應氣體 (CO2) 的主要元兇之一,平均生產 1,000kg 的水泥會產生約 900~1,000kg 的 CO2[1, 2]。根據國際能源總署 (International Energy Agency,簡稱IEA)於 2009 年的報告指出,全球 5% 的 CO2 排放量是來自於水泥產業[3]。由此可知,生產水泥對地球帶來相當大的環境衝擊,因此我們應努力減少水泥用量來達到節能減碳的目標,對於土木營建工程而言,要減少水泥用量可以從兩個方面來著手進行:(1) 使用卜作嵐材料來取代部分水泥;(2) 減少混凝土的用量。

臺灣再生能源發展現況 – 以屏東縣為例

臺灣再生能源發展現況 – 以屏東縣為例 (The Status of Renewable Energy Development in Taiwan – A Case Study of Pingtung County)
國立虎尾科技大學光電與材料科技研究所碩士 陳旆漢

能源發展提供人類舒適便利的生活環境,更與人類文明的進步過程息息相關,也促使人類越來越倚賴能源生活,從最早利用自然資源產生熱能烹煮食物或取暖,到現今利用各種發電方式,製造許多現代化商品及提供動力驅動載具等,皆是能源發展帶來的益處,但是過度使用能源的結果,就是造成環境不可逆之破壞情形,及生態平衡嚴重遭受打擊,其中溫室效應是顯為人知的失衡現象之一,發生主要原因乃空調冷煤、噴霧劑、滅火劑、發泡劑等人造物質,於使用後會產生氟氯碳化合物 (CFCs),此物質不容易被分解,當它飄移至平流層接觸紫外線後,兩者會產生光解作用(圖一)形成氯,氯又跟臭氧結合,使臭氧還原成氧,進而造成南極臭氧層漸漸稀薄,堪稱地球暖化及溫室效應之殺手。

綠建築的每一面

綠建築的每一面 (An Introduction to Green Building)
國立臺灣大學土木工程研究所營管組博士 蔡明達

綠建築是目前國內外建築設計與發展的重要趨勢,推動綠建築也是各國政府重要的政策。也因此,我們會接觸到越來越多的綠建築,從圖書館到住宅大樓,都有綠建築的蹤跡(如圖一)。那到底什麼是綠建築呢?其實,國內外對於綠建築這樣的概念有很多說法:綠建築、生態建築、永續建築等等,而這些名詞所代表的概念中,其實有很多重複的部份。

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圖一 北投圖書館是著名的公共綠建築,同時還是個綠建築圖書館,裡面有相當豐富的綠建築叢書可供借用(本文作者蔡明達攝)

水文歷線,看一場雨後的河川變化

水文歷線(Hydrograph),看一場雨後的河川變化
國立臺灣大學土木工程學系 楊舒涵

一場大雨,對地表上的河川會帶來什麼影響?河川的水變多了,我們直覺地這麼想,但是否曾經想過,河川流量變化的「過程」長什麼樣子?也就是從平時的流量,隨著降雨漸漸高漲,到高峰後又回基流的歷程。首先,我們需要知道雨水從天上降到地表後,到底會流去什麼地方。

雨水降至地表後,扣除因蒸發或遇到窪地、湖泊等攔截的損失,一部分的水會滲入到地表下,進入更深層則成爲地下水,隨著坡度在地下流動,另一部分因土壤水分達飽和而未入滲的超滲降水,則在地表上流動,稱為「地表逕流」或「漫地流」(Surface Runoff),我們眼見河川裡流動的河水就是地表逕流(圖一)。而各地水文測站測得每單位時間通過的河水體積,則為河川的「流量」(Flow Rate)。

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圖一 逕流示意圖。(本文作者楊舒涵繪)

水庫清淤

水庫清淤 (Reservoir Dredging)
國立臺灣大學土木工程系電腦輔助工程組碩士林庭輝

臺灣水庫淤積嚴重,目前平均淤積量約為29.5%,為了延長水庫壽命,只能從「開源、節流」方面來著手,隨著臺灣環境保護意識的逐漸抬頭,新建水庫這個方案已漸漸不被列入考慮,而對於水庫淤滿這項全球都面臨的難題,前內政部長、水利專家李鴻源說過:「開源不可能,只能節流了。」

目前唯一的辦法就是清淤,但清淤數量仍遠不及淤積數量,主要是因為臺灣地區地形陡峭,地質較為破碎,地震頻繁,且近年全球暖化與氣候變遷造成降雨集中,造成水庫淤積加劇,另水庫地點多屬偏遠山區,受限交通因素,全面清淤更加困難。

何謂順向坡?

何謂順向坡? (What is Dip Slope?)
國立臺灣大學土木工程研究所電腦輔助工程組碩士林庭輝

弱面位態(Attitude):走向(Strike)、傾向(Dip Direction)、傾角(Dip Angle)

什麼是順向坡呢?在介紹順向坡之前必須先了解在工程地質上是如何描述弱面,也就是一般所說的坡面,工程上通常藉由三個方向來描述一個弱面在三度空間中的狀態,走向(Strike)、傾向(Dip Direction)、傾角(Dip Angle)。

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圖一 弱面走向、傾向、傾角示意圖。(本文作者林庭輝繪)

走向(Strike):弱面與水平面相交的直線方向,如圖中的 a b 線段。

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