兩種循環原則:
所謂構材循環可定義為產品(product)及材料(material)之回收(Rueckfuehrung)與再利 用[VDI-Richtlinie 2243]。一般而言,循環途徑可計分「產品循環」與「材料循環」兩種 (圖 2)。 料,以提供新產品之製造者。此類循環亦有分為「相同功能」 (Wiederverwertung)或「不 同功能」 (Weiterverwertung)之材料循環者。如磚材回收碾磨成陶粉添加於磚品之原料 之中屬相同功能之材料循環,而該類陶粉使用於紅土網球場舖面工程者則屬不同功能之 材料循環。不同功能之材料循環依其循環產品之功能高下,亦有「高檔循環」(Uprecycling) 以及「低檔循環」(Downrecycling)的差別。所謂材料之高檔循環係將回收之材料用於比 原本使用機能更佳之構件製造者(如建築師阪茂(shigoru -Ban)以回收之廢紙製成之紙管 為結構用材),而材料之低檔循環係將回收之材料用於比原本使用機能更差之使用者,(如
高檔材料循環(uprecycling) 低檔材料循環(downrecycling)
四種再生構法模式
雖然整體而言,理論上的循環模式僅有上述兩種,但在混合併用以及減少最終 的廢棄物產生之觀點下,目前建築常用的再生構法,則可分為下列四種:
a. 材料導向再生構法(Material Recycling) b. 產品導向再生構法( Product Recycling) c. 材料及產品併用之再生構法(M+P Recycling) d. 全面循環式構法(Global Recycling)
以下進一步說明此四種循環模式:
a. 材料導向再生構法
材料循環是為建築構材及廢棄物最常見的循環模式。構成建築的材料極為多樣,若 欲減少廢棄帶來的環境衝擊,無論無毒的玻璃、金屬、塑膠、木材、混凝土、磚瓦陶瓷、
瀝青以及有害的石棉、重金屬等材料,均應妥善規劃其再生循環之可能。為確保材料循 環之順利進行,除在選材用料上,應仔細探討各構材循環之相容性外,於構法設計上,
更應使無法共同循環之材質,於拆解時易於分離。
然而,在眾多建築材料中,礦物類質材的循環因其產量佔營建、拆除廢棄物(CD Waste)極高之比例,故其重要性常較金屬、塑膠、木材等建材的材料循環為高。國外先 進國家因之長年在此投入大量研究心力,開法完成各種成熟的礦物質材循環再生技術 (圖 3)。在目前的技術背景之下,回收的二次礦物質建材大部分用於道路工程,僅少部 分用作混凝土之骨材,乃至建築結構用材。
圖 3、現有礦物質材之再生處理技術(左七圖為雙滾輪磨碎機,右兩圖為濕式分離機) [Kowalcyk, p118]
所謂有利礦物質材循環的再生構法係盡量以礦物質材構成建物的各種不同構件,以 利礦物質材之再生處理。此類構法有助於建物拆除後不需分離異質材,而增加礦物質材 回收再利用之效率,進而提升回收產品之品質。在作法上,一般應注意:
1. 在礦物質材之選材上,應避免使用任何降低材料性能或干擾循環之添加物(如水 溶性氯、妨礙硬化之材、硫化物等)。若不得已需摻用異質構材時,則應使其構造上能
與礦物質材分離,以利前述回收、再製之工作。
圖 4、荷蘭發展的預鑄混凝土易拆式結構系統 MXB-5 [Kowalczyk , p.104]
c. 材料及產品併用之再生構法
材料與產品循環併用法即視循環條件之不同,對可行系統或構件再使用的構材 行產品循環,而無法行使產品循環之構材則以材料循環方式循環之。材料與產品循 環之原則各可見前述說明,在此不加贅述。
d. 全面循環導向之再生構法
所謂全面循環(global recycling)係滿足最高生態要求的循環模式;此類循環所採 用之建材不僅在拆除後可再使用作新的二次建材外,在經過一個或多個循環過程 後,該損壞或廢棄之材質尚須可以無害、無毒之方式回歸「地理」或「生物」的自 然循環系統中[Kalalyse, Köln](圖 5)。
圖 5、理想的全面循環式產品循環路徑圖[Katalyse, Köln]
產品及材料之循環
初始 倉庫 最終 倉庫
全面循環
產品 材料
循環 產品
循環
(部分封閉之產品循環示意圖)
初始倉庫 產 品
最終倉庫
(封閉之產品循環示意圖)(無終止之理想狀態)
全面循環之材料可分為「有機」與「無機」兩種。有機全面循環建材計有如稻草、
羊毛、木纖、可可纖維、棉花、纖維素等自然隔熱材或不含防腐劑的木材等,其可以「堆 肥」作為最終處置者。然使用該類材料宜注意防火、防腐、耐久性問題,而其堆肥時亦 要注意其洗出物(Eluate)不致造成土壤及地下水之負擔。無機全面循環建材計有如石材、
黏土(圖 6)...等可棄置自然界之惰性材質,因其穩定性高,故不致釋出有毒或有害物至 自然界。屬於此類全面循環之構造系統計有: 木構造、黏土造及不含有機塗膜(如油漆、
瀝青防水等)之磚石砌體造等。各種常見構材之全面循環性可表列如下表(表格一):
表格 1、全面循環性的評估
範疇 描述 材料案例
1.可全面循環的建材 自然再生原料或/和可棄置 於自然界的礦物質材(僅物 理性發生改變者)
木、竹、木棉、稻草、蘆葦(管)、
黏土、自然石、砂、軟木、羊毛、
C4。
2.部分可全面循環的建材 自然再生原料,或/和可棄 置於自然界的礦物質材(發 生化學性或物理性改變者)
燒製陶土磚、水泥磚、石灰砂 磚、金屬、木加工材、自然顏料。
(均不含第三範籌的添加材) 3.無法全面循環的建材 無法再生的有機原料 由石油、煤炭、天然氣產生的產
品: 如塑膠、合成顏料、油漆、
合成膠
圖 6、黏土建築為使用全面循環材之建築 4. 本土廢棄物材料性再利用之種類
本土再生構法必須建立在本土廢棄物之循環途徑上方有意義。本研究整理經濟部事 業廢棄物再利用種類及管理方式後,可將營建產業的廢棄物再利用之種類分為三大類:
1. 原本非為營建用途之建築資材,經再生後用為建築資材: 如燃煤發電廠及事 業之燃煤鍋爐產生之飛灰及底灰,用於水泥原料或添加料。
2. 原本為營建用途之建築資材,經循環後仍為建築資材: 如建築廢鋼之循環。
3. 原本為營建用途之建築資材,經再生後用為非建築用之資材: 如廢木料用來 造紙。
此資料說明了台灣目前與營建物流循環相關之產品計有: 廢鐵、煤灰、水淬高爐石
(碴)、廢木材、廢玻璃、廢白土、廢陶、瓷、磚、瓦、廢單一金屬料(銅、鋅、鋁、
錫)、廢塑膠、廢鑄砂、石材廢料(板、塊)、石材污泥、電弧爐煉鋼爐碴(石)、感
應電爐爐碴(石)、化鐵爐爐碴(石)、漿紙污泥、紡織污泥、廢橡膠、廢石膏模、二
<D12,竹節筋號數<D13)1,以免拆除時造成拆除機械之嚴重磨損。面對不同承載力的土 壤, 應避免採用高量配筋之懸臂方式或轉移承載途徑之構造處理,而盡量採用地盤改 質材循環之效率。此種地下室防水構法在德國稱為「白浴盆」(weiße Wanne)。相較於此,
傳統的「黑浴盆」(schwarze Wanne)構法(圖 7),亦即地下室外牆施用機防水材(如瀝青、
1台灣地區由於地震、風災頻仍,且地小人稠,故都市地區樓層建築高度較高,基礎工程之主筋較難使用
Epoxy、瀝青樹脂、丁基橡膠...等),易造成地下室構材以礦物質方式回收再製時內含高 分子成分。此種成分雖不致影響日後礦物質再生材作為路基、填方等用途之使用,但卻 不利於再生混凝土構件表面諸如抹灰、粉刷、張貼磁磚工程等之施作。因之,雖然完全 限制地下室之防水工程採有機質防水材的實際可行性並不高,但必須盡量少用,以利高 檔礦物質材之再生利用。
圖 7、「白浴盆」構造(左圖)與「黑浴盆」構造(右圖)[白省三, p. CD05-210-01]
圖 8 、(左圖) Misapor 為由 100%回收之廢玻璃製造之泡沫玻璃隔熱材,可重覆再使用 或與礦物質材一併回收,為全面循環材[Bredenbals, p. 56]。(右圖)泡沫玻璃隔熱材以礦 物質黏劑貼於砌體造上,易回收[Bredenbals, p. 55]
3. 地下室隔熱防止結露之作法:
為避免地下室之結露現象並提高地下室的絕熱性,歐州國家建物之地下室之牆體或
地板普遍由隔熱性較佳之材質或使用隔熱材保溫。就礦物質循環、建築物理、施工營造 與經濟之觀點而言,最環保的地下室質材為單壁式輕質混凝土或多孔磚。此類質材具極 佳的 U 值,又因其具足夠之厚度,因而可省去隔熱材之額外舖設;在力學之需求上,其 壁體因較厚,亦可不必多量配筋或容許以配細筋的方式施作,有利於日後之敲擊、拆除 之作業。若無法避免使用隔熱材,則應盡量不採用塑膠等高分子材(如擠出型保麗龍),
而應採礦物質類之隔熱材,如礦物粒子(珍珠石(Perlite))、泡沫玻璃、MisaPor(由廢玻璃 製成之粒狀隔熱材)、浮石、膨脹黏土(Blähton))等,該類材料由於為粒狀礦物質材構成,
可於日後回收再用,或與礦物質構件一併回收進行再生循環(圖 8)。
固定板、蓆狀之礦物質隔熱材(如泡沫玻璃等)時,不宜採用瀝青乳劑等有機黏著劑 黏貼,而應使用機械式或用礦物質黏著劑如砂漿固定。
台灣地下室之防潮作法若以「複壁」方式進行者,可省去隔熱材之使用。惟外牆之 防水層仍應盡量避免採用高分子(如瀝青、薄片、塗膜等)防水質材,而盡量採水泥系之 防水工法(如掺加無機質防水劑之水泥砂漿、矽酸質系塗佈防水材…等)(圖 9)。
圖 9 、複壁式地下室工法[白省三, pp. CD05-220-01]
乙、產品循環
考量產品式循環的再生構法,在基礎、地下室構件與防水設計上應注意下列諸項事 宜:
1. 基礎與地下室構件:
目前雖有預鑄基礎構件之生產與施作,但再利用仍然困難,其主因在於基礎構件單 元相接以及與牆體、基腳之接頭常以濕式構法施作,以致難以拆解。故此類構件之接頭 構法仍待開發。這類接頭設計之原則除應考慮結構安全性、物理特性外更應注意拆卸、
組裝之可及性以及便利性。
較可行的作法係參考 RC 預鑄立面之固定作法,預埋不銹鋼接合構件如軌、錨栓等 於預鑄構件中,朝向以鋼製扣件鎖合之乾式接合方向改良。現德東地區已有此類接合技 術之開發,即將 RC 基礎構件相互齒接對接(Verzahnung),並於基礎上面預埋錨栓,以鋼 板條扣件相接,常用於連棟住宅之連續基礎之施作。在此類基礎之上面尚留設凹槽,以
丙、全面循環
丙、全面循環