第五章、 綠建材創新技術
第五節 高性能綠建材
(一)速配隔間牆系統(台灣)
此系統主要將邊板鎖固定於收邊角鐵上,板與板以螺絲交互鎖固成模組化牆體,不需要 骨架,其優點包含節省空間,土地面積可用率高,引用輕質骨材,防火性與耐震性高,具高效 能保溫、抗壓高等,施工比輕隔間快 2 倍,工人經過短期訓練即可施作,且施工介面配合度高,
在施工現場不需要裁切,以螺栓直接鎖付組裝單側施工即可完成雙面組裝,另外在環保特點部 分,拆除後可重複使用,可將材料回收再利用,並不會產生廢棄物。因此,這種樂高式拆卸作 法於建築應用層面,主要作為隔間牆施工設計作法,避免未來建築內部管線施工時,要破壞牆 壁而造成建材浪費。(如圖 5-20 所說明)
圖 5-20、綠建材簡易施工做法之示意圖
(資料來源:樂高牆建材股份有限公司)
(二)熱導電聚合物奈米複合材料(台灣)
將熱導電聚合物奈米複合材料(thermally conductive polymer nano-composites)及混合液體 除濕冷卻液體乾燥劑(如氯化鋰的鹵化物溶液)可應用於建築空調設備,並結合傳統中央空調 與液體乾燥劑運用,可廣泛推廣應用於住宅或商業建築,具備環保概念且符合其成本效益(工 研院,2015)。
(三)有機無機混成奈米材料技術(台灣)
本技術乃利用有機無機奈米混成技術,開發高透明性之材料,藉由有機材料及無機材料 導入可得良好之接著性、高硬度、耐磨性、交聯性、加工性、尺寸安定性、低膨脹係數及熱安 定性;藉由官能基改質技術可賦予無機材料具有良好相容性及感光性,並兼顧環保需求,減少 有機溶劑之污染,開發紫外線硬化奈米塗料,提高塑膠材料表面的耐磨及硬度(工研院,2015)。
(四)高嶺土聚合材料(Geopolymer form kaolin)(中國)
透過混合高嶺土與膠凝劑,以及高分子結晶與聚合作用,穩定材料結構型態,形成高嶺 土聚合材料。若可將此材料作為建材表面,具備防火耐熱與抗腐蝕之功能,塗抹約 10mm 之聚
合材料,其耐熱期間可達 1.5 小時,未來具備開發為防火塗料之潛力。(如圖 5-21 所示)
圖 5-21、(左) 高嶺土聚合材料應用於消波塊(右)於不同溫度之防火強度測試
(資料來源:Michael H. Ramage, et, al., 2017)
(五)以有機材料之智慧玻璃(Smart Window)(荷蘭)
以膽固醇液晶(Cholesteric liquid crystal, CLT)作為玻璃製造原料,利用其分子排列會依照 不同溫度而變化,會反射不同波長的光。可依據室內溫度調整太陽輻射入射量,具備節能效益,
具備未來商業化之潛力。(如圖 5-22 所示)
圖 5-22、(左) 可依照不同室內溫度調整輻射入射量(右)不同波長下的入射光穿透率
(資料來源:Hitesh Khandelwal, et, al., 2016)
(六)透明木材(Transparent Wood)(美國&瑞典)
利用氫氧化鈉與過氧化氫去除維管束植物中產生顏色的木質素(Lignin),使木材成為半 透明白色材料,這種白色材料在與預聚合的甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)混合之後,
其折射率就會改變,進而變成透明,並將黏著劑注入木質部和韌皮部,以維持木質部和韌皮部 中細胞壁的奈米構造,接著可視最終產品的需求,只要調整木材和甲基丙烯酸甲酯的比例,就
可以改變此「透明木材」的透明度。為了使「透明木材」將來能走向商業化,研究人員下一步 將利用不同的木材研究如何增加其透明度,並擴大生產規模。(如圖 5-23 所示)
圖 5-23、透明木材製造流程之示意圖
(資料來源:Mingwei Zhu, et, al., 2016)
(七)超高強度高性能混凝土(UHPC) (台灣)
混凝土是當今最大用量的建築材料,而且在短時間的未來,仍將如此。然而,傳統混凝 土材料自重大、脆性高、強度低的特性,影響限制了混凝土的使用。20 世紀以來,隨著社會 經濟的發展和科技的進步,混凝土的強度不斷地提高。20 世紀末,已出現了強度超過 60 MPa 的高強混凝土,且已經開始各個層面的推廣應用。在強度不斷提高的同時,對於耐久性與其他 特殊性能的要求也不斷提昇,在導入各類化學摻料、礦物摻料、人造纖維等外加材料後,超高 強度高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,簡稱 UHPC)被提出,並且研發成功。它是 一種使用高強度鋼纖維的高強度水泥砂漿材料,兼具水泥質材料與鋼鐵材料的優點,會是將建 築與土木工程推升至下一世紀的革新性材料。
(八)輕質骨材混凝土(LWAC) (台灣)
國內各主要水庫在長期使用過程中,因上游帶來的淤泥沉積,已使得多數水庫的庫容大 幅降低,可能在十年內將出現水庫功能迨盡的情形,目前水庫多半以人工抽砂的方式來抽取庫 底淤泥,減低庫容降低的速率。然而,抽出的淤泥處置與去化卻形成另一個問題,以石門水庫 為例,其週邊共設置十個以上的大型淤泥堆置場,近年來已接近飽和狀況。水庫淤泥材質與天 然砂石接近,是可再利用的材料,但其顆料細度過大,影響了其再利用形式。國內近十年來,
有學術單位與產業界合作研究,成功將水庫淤泥利用燒結技術,製作成可供工程應用之粒料,
且其強度可不亞於天然砂石,相關技術已臻成熟。然而,因水利相關規定與地方政府環保法規 所限,水庫淤泥燒結為粒料無法形成產業,使水庫泥得以形成具備經濟效益的去化模式。現今
政府力推循環經濟,此一可成功去化水庫淤泥,使水庫得以有效延壽的再利用方式應該被加以 重視。如能在相關法規與管理機制因應調整下,水庫淤泥所製作之輕質粒料所產製的輕質粒料 混凝土(Light-weight Aggregate Concrete, 簡稱 LWAC)將有很大的應用空間。