![]() | ![]() ![]() 技師報於85年11月18日土木日創刊 新聞局出版事業登記證局版省報字第48號 | |||
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邊坡穩定工法之碳足跡(CO2 footprint)分析與比較
原著:Susanne Kytzia, Paul Hardegger, Reto Schnellmann, Benjamin Scherrer 1.概述 本文針對下列兩種不同的邊坡穩定工法,依據其對地球溫室效應的影響程度來進行比較: 1).使用噴凝土、地錨及點焊鋼絲網所組成之傳統邊坡穩定工法。 2).高拉力強度鋼線網結合岩釘之邊坡穩定金屬網。 上述工法的比較是採用所謂〝CO2 足跡(CO2 footprint)〞法,也就是將工法所使用的各項材料在其生命週期間及結構物構築時,所排放會影響氣候變遷之氣體的排放量,加以列表量化後進行比較。 本文內容如下:
分析方法是根據下列因素來進行:
2.分析方法 本研究所採用的〝CO2足跡〞法,基本上是根據ISO 14040所建構之〝生命週期評估法(Life Cycle Assessment,LCA)〞方法:
2.1 研究目的及研究範圍 a) 功能性 本文所要比較的2種邊坡穩定構造物如圖1及圖2所示,該2種構造物分別採用本文所要比較的2種工法來構築。 上述2種邊坡穩定構造物之比較是根據下列項目來進行:
表1及表2為簡單計算後,所整理出有關構築上述二種邊坡穩定構造物所使用之材料項目及數量明細,分析時假設構造物的尺寸如圖1及圖2所示,邊坡防護長度為100m。 表1 柔性邊坡穩定金屬網系統所使用的材料數量(邊坡長度為100m)
表2 噴凝土護坡所使用的材料數量(邊坡長度為100m)
b) 系統定義 本文所進行的生命週期分析僅限於施工材料的製造與運送至工地為研析範圍。 系統的定義是基於下列考量:
此外,下列有關施工材料的製造過程也不列入考慮:
上述的簡化是必要的,因為這些過程無法用標準數據來進行評估。不過,鍍鋅過程及鋼線材料之加工所消耗的能源,若與鋼材製造過程來作比較,則可以假設其量甚小,甚至可達忽略的程度。
2.2 生命週期分析中所使用的參考數據 施工材料在製造及運送過程(包括材料的回收、材料模組的製造及能源的供應)中,可能會影響氣候變遷之氣體排放量是引用自ETH的相關資料庫。 由於該資料庫對排放量的估計相對保守(考量最壞的情況),在每個方案中將選擇產生汙染程度最高的過程來進行分析:
有關所使用的製程項目及其對環境的衝擊詳列於表3。
表3 所使用的標準製程項目及其對環境的衝擊
2.3 評估衝擊的方法 可能會影響氣候變遷的氣體排放量,一方面可經由燃燒石化燃料時所產生之二氧化碳的多寡(單位為kg,CO2),另一方面,也可透過紀錄所有會影響氣候變遷的氣體之排放量,以CO2為參考基準進行加權,然後加總而成為一個整體綜合指數,這個整體綜合指數即所謂〝地球暖化潛勢(Global Warming Potential)〞,簡稱GWP ,其單位為kg CO2 當量。 3. 分析結果 根據前述2種邊坡穩定構造物,在其生命週期中所排放可能會影響氣候變遷的氣體排放量的比較結果(如圖3所示),邊坡穩定金屬網系統對地球溫室效應的影響程度,無論在CO2 – 石化及地球暖化潛勢(GWP)方面,噴凝土護坡工法的氣體排放量均約為邊坡穩定金屬網系統的4~5倍左右。 上述的差異主要是因為該2種邊坡穩定構造物所使用的材料數量不同所致,於噴凝土工法中約使用14,700 kg鋼筋,40,300 kg水泥 及564,000 kg 混凝土,但當邊坡穩定金屬網系統應用在相同的邊坡時,則僅使用8,100 kg 鋼筋及23,400 kg水泥。上述施工材料數量上的差異將導致無論在材料製造與運送方面,均對環境產生明顯的衝擊及影響。 圖3 生命週期及施工過程中所排放可能會影響氣候變遷的氣體排放量比較圖 根據上述分析結果,對邊坡穩定金屬網系統而言:
根據上述分析結果,對噴凝土護坡工法而言:
4. 結論與建議 根據本研究的分析結果可知,相同的邊坡若採用邊坡穩定金屬網系統施工,其對地球溫室效應所產生的影響將遠小於採用噴凝土護坡工法,邊坡穩定金屬網系統的汙染排放量僅為噴凝土工法的1/4左右。 |
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