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系統識別號 U0026-2308201804385900
論文名稱(中文) 開發設計導向之永續運輸基礎設施管理(STIM)碳足跡評估工具-公路橋梁系統
論文名稱(英文) Development a design-oriented sustainable transportation infrastructure management (STIM) carbon footprint assessment tool for roadway and bridge system
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 106
學期 2
出版年 107
研究生(中文) 吳冠伋
研究生(英文) Kuan-Chi WU
學號 N66054611
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 230頁
口試委員 共同指導教授-楊士賢
指導教授-張行道
口試委員-周家蓓
口試委員-郭振銘
口試委員-李文欽
口試委員-蔡雅雯
中文關鍵字 碳足跡管理  碳足跡計算器  永續運輸工程  道路橋梁工程 
英文關鍵字 Carbon management  Carbon calculator  Sustainable transportation infrastructure  Roadway and Bridge 
學科別分類
中文摘要 因應全球氣候快速變遷,世界各國政府積極發展減量減排計畫,我國政府近十年來持續制定二氧化碳排放制約政策,大力推動低碳公共工程。由於國內運輸基礎設施之碳足跡評估尚處於起始階段,主要著重於碳揭露與本土數據的蒐集,尚未有能於工程規劃與設計階段進行系統性的碳足跡規劃評估架構與輔助工具。因此本研究之目的在建立永續運輸基礎設施管理(STIM)碳足跡評架構,將碳足跡評估納入工程規劃與設計階段,並利用Microsoft Excel建立碳足跡評估工具,協助設計者在規劃設計階段,評估不同設計方案在新建與維護階段之碳足跡,適時採用低碳的設計方案。
本研究主要建立STIM中之公路橋梁系統,因應實際上常見之設計分工,進一步細分為路工、橋梁(下構、上構)、排水與附屬工程四個子系統。本研究中整合與持續更新國內外道路橋梁工程中常見的工程材料與碳係數資料,並建立數據蒐集方式與資料庫建置架構與原則。資料庫包含產品、運輸,機具與資材四種資料庫,道路與橋梁工程相關材料與產品碳排係數,共計約200餘項;以交通部統計數據為基礎,建立運輸資料庫,共計40項;利用工料分析手冊與機具廠商訪談等,蒐集機具油耗約30餘項。整合產品與運輸資料庫,與引用工程盤查之本土化數據、國內建材廠商之產品數據等,共計約800餘項。透過案例分析與整合國內常見之設計型式,建立各工項之碳足跡工項模組建置架構與原則,開發約200項模組,並設置碳排參考值,以情境模擬之手法,搭配減量、再生、近運三種減碳因子,提供規劃設計者明確的低碳設計指引,實踐工程減碳。
英文摘要 In this study, a framework and evaluation tool, the sustainable transportation infrastructure management (STIM), to quantify the carbon footprint of different design alternatives for roads and bridges project in urban area were proposed. By incorporating carbon footprint assessments into the planning and design phases, STIM can assist design engineers quickly in assessing the carbon footprint of different design during the new construction and maintenance stage and adopting lower carbon alternatives. The study aimed to establish the road and bridge systems in the STIM. The road and bridge systems were further divided into four sub-systems including bridge substructure, bridge superstructure, pavement, drainage and auxiliary facilities. Four databases include construction material, transportation, equipment efficiency, and engineering product were established in the study. Systematic rules were proposed to incorporate any future update for the data in the database. The construction material database indexes more than 200 material’s carbon emission coefficients related to road and bridge projects. Transportation logistic database assembled the fuel efficiency of more than 40 types of construction-related goods. Equipment efficiency database collected the fuel efficiency of more than 30 commonly used construction equipment and vehicles by integrating government published construction material analysis manual and interviewing with equipment manufacturers. The data included in the engineering product database integrated the data from construction material and transportation databases to calculate the carbon emission for more than 800 engineering products. The study reviewed a dozen engineering project to suggest the content of 200 and more work item modules commonly used in the urban street projects to establish carbon emission baseline of each work item. Also, three carbon footprint reduction strategies as volume reduction, short haul and use of recycling were proposed to explore various low carbon footprint design alternatives. The STIM, which integrated the database mentioned above and modules and utilized proposed three carbon footprint reduction strategies, improved the accuracy and efficiency of the carbon footprint evaluation process of an urban road project from current practice during the planning and design phases of the project.
論文目次 摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 VIII
目錄 IX
表目錄 XII
圖目錄 XV
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 3
1.2 研究方法與流程 3
1.3 研究範圍與限制 6
第二章 文獻回顧 7
2.1 生命週期評估 7
2.1.1 生命週期評估架構 7
2.1.2 碳足跡產品類別規則 8
2.1.3 生命週期盤查與碳係數 11
2.1.4 國內外碳足跡資料庫 13
2.1.5 碳係數來源分級 16
2.2 國內外道路橋梁工程碳足跡管理與評估工具 17
2.2.1 碳足跡管理 17
2.2.2 碳足跡評估工具 21
2.3 國內道路橋梁工程碳足跡推估案例 26
2.3.1 碳足跡推估方法 26
2.3.2 相關研究 29
2.3.3 問題探討 31
第三章 運輸基礎設施碳足跡 34
3.1 評估原則 34
3.1.1 評估範圍 34
3.1.2 適用對象 36
3.1.3 適用時機 45
3.2 評估方法 47
3.2.1 情境模擬 47
3.2.2 自我評估 49
3.2.3 減碳因子 50
3.3 資料庫 54
3.3.1 產品 54
3.3.2 運輸 61
3.3.3 機具 63
第四章 碳足跡評估工具開發 68
4.1 建置方法 68
4.1.1 工具架構 68
4.1.2 開發流程 70
4.2 資材資料庫 74
4.2.1 架構與原則 74
4.2.2 資材分析 78
4.2.3 資材碳排 80
4.3 碳足跡工項模組 82
4.3.1 架構與原則 82
4.3.2 工率分析 85
4.3.3 模組建置 95
第五章 成果應用 97
5.1 路工工程 97
5.1.1 整地工程 97
5.1.2 鋪面工程 102
5.2 橋梁工程 107
5.2.1 開挖工程 107
5.2.2 擋土牆 108
5.2.3 橋台 112
5.2.4 橋墩 115
5.2.5 橋梁上構 116
5.3 排水工程 120
5.3.1 排水管溝 120
5.3.2 排水管涵 123
5.3.3 周邊整地 125
5.3.4 附屬產品 125
5.4 附屬工程 126
5.4.1 道路周邊設施 126
5.4.2 護欄設施 130
第六章 結論與建議 133
6.1 結論 133
6.2 建議 135
參考文獻 138
附錄A產品資料庫 145
附錄B運輸資料庫 161
附錄C機具資料庫 163
附錄D資材資料庫 165
附錄E工率分析 187
附錄F碳足跡工項模組 192
附錄G訪談紀錄 223
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