行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 █ 成 果 報 告
□期中進度報告
本 土 再 生 構 法 之 研 究
計畫類別:█ 個別型計畫 □ 整合型計畫 計畫編號:NSC 92 - 2211 - E - 011 - 047 -
執行期間: 92 年 08 月 01 日至 93 年 07 月 31 日
計畫主持人: 魏浩揚 台灣科技大學建築研究所 共同主持人:
計畫參與人員:黃國昌 台灣科技大學建築研究所 施建安 台灣科技大學建築研究所
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交):□精簡報告 █完整報告
本成果報告包括以下應繳交之附件:
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□赴大陸地區出差或研習心得報告一份
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□國際合作研究計畫國外研究報告書一份
處理方式:除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、
列管計畫及下列情形者外,得立即公開查詢
□涉及專利或其他智慧財產權,□一年□二年後可公開
執行單位:台灣科技大學建築研究所
本 土 再 生 構 法 之 研 究
Recyclable Building Construction in Taiwan 計畫編號:NSC 92 - 2211 - E - 011 - 047 - 執行期限: 92 年 08 月 01 日至 93 年 07 月 31 日
主持人: 魏浩揚 台灣科技大學建築研究所 計畫參與人員:黃國昌 台灣科技大學建築研究所 施建安 台灣科技大學建築研究所
一、 計劃摘要:
在台灣眾多環境危機中,地區建材資源濫用、營建廢棄物污染的狀況是為不容忽視 的問題。因之,如何以「再生構法」提升本土建築構材的循環性,係降低營建廢棄物環 境衝擊的當務之急。
本計劃旨在既有本土循環途徑及技術的前題下,建構本土的「再生構法」。首先探 討再生構法理論,分析「產品循環」及「材料循環」兩種再生構法原則,以及「產品循 環」、「材料循環」、「產品及材料循環」以及「全面循環」等四種構材循環模式。
在比較與評估「產品循環」、「材料循環」、「產品及材料循環」以及「全面循環」等 四種循環模式之可行性,以及整理先進國家住宅建築之「基礎與地下室」、「外牆」、「樓 板」、「屋頂」、「裝修」、「設備」等構件之再生作法之後,本研究建議在目前的循環機制 下,適合本土目前營造環境之住宅類再生構法模式應為「產品及材料循環」,即建築支 架體宜以適合材料循環的方式設計之,而填充體則應以適合產品循環的方式設計之。除 此之外,也應加強本土傳統全面循環構法之合理化研究,諸如木構造、土埆、版築牆等 構法之研發及現代化,以利「全面循環」之理想早日於台灣深根發展。
關鍵詞: 再生構法,材料循環,產品循環,全面循環
二、 Abstract
This study focuses on the recyclable building construction. The theoretical aspect of the recyclable building construction is first discussed, including the two main principles of building construction recycling, namely "product recycling" and "material recycling", as well as the four building recycling models, namely " product recycling “, "material recycling",
"product and material recycling" and "total recycling".
After searching and studying the foreign cases of recyclable building construction, all of the recycling way of building construction are classified in 6 Categories, such like foundation and basement, outside wall, roof, furnishing and building facility. The recyclability of the building construction in Taiwan is also examined by the same way, so that the recyclability of the vernacular and foreign cases can be compared on the equal evaluation basis.
Considering the circumstances of our present recycling possibility, this study suggest that, the method of house construction contributing to “product and material recycling" should be the best solution to reduce the impact of building waste in Taiwan.
Keywords: recyclable building construction, product recycling, material recycling, global recycling
目錄
1. 研究緣起與目的:... 7
研究計劃背景、目的與重要性... 7
國內外有關本計劃之研究情況、重要參考文獻之評述... 7
2. 研究方法與流程... 8
3. 建築物流循環理論... 11
兩種循環原則:... 11
四種再生構法模式... 12
a. 材料導向再生構法 ... 12
b. 產品導向再生構法... 13
c. 材料及產品併用之再生構法 ... 14
d. 全面循環導向之再生構法... 14
4. 本土廢棄物材料性再利用之種類... 16
5. 再生構法... 17
基礎與地下室... 17
甲、材料循環... 17
乙、產品循環... 19
丙、全面循環... 21
貳、外牆... 21
甲、材料循環... 21
乙、產品循環... 23
丙、全面循環... 26
參、樓板... 28
甲、材料循環... 28
乙、產品循環... 30
丙、全面循環... 31
肆、屋頂... 32
甲、材料循環... 32
乙、產品循環... 34
丙、全面循環... 35
伍、裝修... 35
甲、材料循環... 35
乙、產品循環... 36
丙、全面循環... 39
陸、設備... 40
甲、材料循環... 40
乙、產品循環... 40
丙、全面循環... 40
6. 結論:... 41
7. 參考文獻:... 44
附錄一... 46
圖目錄
圖 1、研究流程圖... 10
圖 2、循環模式之類型 ... 11
圖 3、現有礦物質材之再生處理技術... 12
圖 4、荷蘭發展的預鑄混凝土易拆式結構系統... 14
圖 5、理想的全面循環式產品循環路徑圖... 15
圖 6、黏土建築為使用全面循環材之建築... 16
圖 7、「白浴盆」構造(左圖)與「黑浴盆」構造(右圖)... 18
圖 8 、(左圖) Misapor 為由 100%回收之廢玻璃製造之泡沫玻璃隔熱材。(右圖) 泡沫玻璃隔熱材以礦物質黏劑貼於砌體造上... 18
圖 9、以磚牆之磚縫配筋取代磚牆之圈梁... 21
圖 10、由磚及混凝土廢棄物所製成之再生陶磚... 22
圖 11、再生混凝土成分一覽表再生混凝土之成分組合:60%為混凝土碎屑.... 23
圖 12 、大塊壘砌可少用黏著砂漿,水平橫向施以榫接接合,提高構件之回收 性 ... 24
圖 13、乾式吊掛預埋接頭軌道有利改修... 25
圖 14、乾式貼掛磚牆之構法... 25
圖 15、乾式隔熱材張貼法... 26
圖 16、木骨框架填充蘆葦牆面... 26
圖 17、黏土磚材為可全面再生循環之建材... 27
圖 18、現代化版築黏土工法(左圖: 系統模板, 右圖: 完成狀態剖面) ... 27
圖 19、現代化版築黏土工法... 27
圖 20、土埆建築(左圖)及竹造建築(右圖)均為台灣傳統使用全循環建築之佳例 ... 28
圖 21 、各式預鑄、半預鑄樓板... 29
圖 22、ALC 預鑄樓板系統... 29
圖 23、各類地坪之作法例,礦物質循環時宜用同種砂漿,避免用 PU、高分子 等硬化膜地坪以免回收困難 ... 30
圖 24、預鑄樓板經切斷、拆除再用之實例... 31
圖 25、系統高架地板,有利地坪之再利用... 31
圖 26、釘接集成板(Brettstapel)... 32
圖 27、德國常用住宅屋頂構法... 33
圖 28、ALC 屋面版配合 ALC 圈梁及 ALC 砌體造,適合高檔之礦物質材的再 生利用... 33
圖 29、屋頂質材若考慮礦物質材循環,則宜盡量使用礦物質填縫、防水、防 隔熱材,而非有機質材... 34 圖 30 、(左圖)濕式外牆裝修不使用有機質材,可便利礦物質材之回收,(右圖)
然乾式吊掛則更有利於構件再利用... 35
圖 31、可動隔牆系統... 36
圖 32、木磚可動內牆... 37
圖 33 玻璃磚可動內牆... 37
圖 34、液體可動壁紙]... 38
圖 35、以埋設方式設置管線(左圖)vs. 牆前配管(右圖) ... 38
圖 36 窗構法,宜以螺栓接合取代黏著材料... 39
圖 37、門窗固定方式影響日後回收再利用之可能性:(左)以砂漿填封框料,雖 可提升框與牆體接縫之水密氣密性,組礙框料之構件再利用。(右)框料以 五金扣件固定於外牆上,縫隙藉發泡劑、背襯材及彈性填縫材封縫,有助 於門窗框料之再使用... 39
圖 38、完全由砌體造組構而成的輻射暖房系統(Hypokausten) ... 41
表格目錄 表格 1、全面循環性的評估... 16
1. 研究緣起與目的:
研究計劃背景、目的與重要性
在台灣眾多環境的危機中,地區建材資源濫用、營建廢棄物污染的狀況是為不容忽 視的問題。因之,如何建立本地綠建築材料體系,以提高建材物流利用的效率並做好妥 善的資源及廢棄物管理,進而降低環境衝擊是為刻不容緩的當務之急。
傳統的建築營建業本已是高污染的產業,台灣由於環保觀念不足加之循環機制不 彰,致使營建業所造成的環境衝擊更甚於開發先進國家。為了維護台灣的好山好水,並 確保下一代的環境居住品質,邇來漸有重視營建廢棄物管理之呼籲,進而在綠建築指標 中,明訂了「廢棄物減量指標」,邁出台灣營建環保物流管理的第一步。
在此「廢棄物減量指標」中規範了「工程平衡土方」,「施工廢棄物」、「拆除廢棄物」、
「空氣污染」、「公害防治加權係數」等五個評估因子。此指標的設計係鼓勵使用系統模 板、(半)預鑄系統、整體浴廁、乾式隔間等營建自動化工法,並提倡以鋼、木構造取代 RC 或加強磚造,企圖導引目前的營建產業有意識地處理設計、施工、拆除時的物流環 保問題。
然而由於本指標係根據國內建材耗用及廢棄物產生的全面性統計數據,擬定最低廢 棄物減量要求之基準,故在照顧可行性的前題下,並未對最佳之再生構法及物流循環技 術做太多的探討,也未容納入諸如「產品式循環(product recycling)、「全面循環(global recycling)」、「高檔及低檔循環(up-, down recycling)」等等先進之循環概念。有鑑於國內 外日趨升高之環保要求,吾人有必要更進一步針對各種建築材料以及構件之循環現況,
研究改善其構材再生性之可行性,進而提升本土營建環保物流管理之水平。
國內外有關本計劃之研究情況、重要參考文獻之評述
國內建築物流管理方面之研究尚在啟蒙階段,目前側重「廢棄物現況調查」、「拆除 工法與技術」、「回收再利用體系」及「再生材料技術」等課題之探討。
在「廢棄物現況調查」方面,陳明良、黃榮堯等曾分別針對台北都會及台灣地區建 築拆除污染及廢棄物產生現況進行調查,建立初步之本土營建廢棄物量與質之基本資料 [陳明良][黃榮堯]。
在「拆除工法與技術」方面,黃南淵等參考國內外之相關法令與技術資訊,訂定「建 築物拆除行政作業及技術準則」,提供台灣拆除作業之理想規範[黃南淵]。
在「回收再利用體系」方面,陳文卿、陳瑞玲等人曾蒐集、彙整國外先進國家之建 築廢棄物回收制度與方法,對台灣將來「營建廢棄物回收再利用之途徑」及「資源化再 利用技術開發方向」提出建議 [陳文卿][陳瑞玲] 。
土」製造及其品質控制技術之研發[顏聰][ 黃國發] [張清雲],企圖將廢棄之混凝土、瀝 青、磚瓦乃至玻璃等礦物質材回收再用,並掌握其力學等性能特性。除此之外,亦有少 數木材回收再用之相關研究,探討木質建材回收系統及再利用技術之研發等課題 [蔡明 哲、王松永等]。
上述研究方向,或釐清廢棄物產生與處理之現況、或探討建材拆除或材料再生之技 術及檢討回收再利用體系之建構問題,然仍鮮有相關研究從構法的觀點,探討減廢再生 設計究應如何進行。姚勝富等人的研究則為少數從建築物構件再生理念的角度探討住居 建築物之再生構法的例子[姚勝富、林慶元]。
反觀歐美先進國家對再生構法之研究,則已累積極多之研究成果。CIB task group 39 係以探討控制性拆建為中心議題的國際性研究小組,該組織從拆除工法、流程以及循環 再生之角度切入建築物流管理的研究領域,並回溯合理之易拆構法設計,使建築物流在 設計構思發韌時期,即能妥善規劃其再生循環之最佳途徑。目前該研究小組已有多年之 研究成果在國際間交流[http://www.cce.ufl.edu/affiliations/cib/index.html]。
而先進歐洲國家如德國、法國、荷蘭等,更在再生構法方面有其領導性之發展。
Rentz、Marek 等人嘗從構件再使用的觀點探討拆除工法之進行[Rentz][ Marek]。[Mettke]
等人則致力於混凝土構件之產品式再用之技術開法。Guntram 等人則彙整了德國目前所 有營建材料循環再用之技術以及相關規範[Guntram]。Willkomm, Bredenbals 等人從減 廢、循環的觀點提出住宅建築再生構法之系統性建議[Bredenbals][ Willkomm]。Weber 等人則從材料與構件之使用策略上探討建築內裝之再生構法 [Weber]。
上述先進國家之再生構法研究成果,雖然能給予我國極大之啟示,然由於國內外循 環機制、社會結構、經濟狀況、風土民情等條件截然不同,這些行之有年、或所開發之 再生構法未必可全盤照搬於台灣;因之,吾人有必要就本地的特殊狀況,發展一套適合 台灣循環體系的再生構法。在此前題下,國外這些先進的再生構法即有必要進行本土化 研究,探討其能以何種模式,經一定程度之調整以適應本地之社經、技術等條件,進而 落實於這塊土地上。
2. 研究方法與流程
本研究之進行可分為 1.國內外文獻蒐集整理、2. 建構再生構法類型、3.釐清國內 外構材循環途徑、4.蒐集整理國宅常用構法、5. 評估國內常用構造之再生性、6. 建 議改良構法、7. 評估、修正並建議再生構法等七個階段,以下就此七個階段說明 本研究之進行流程與所採用之研究方法:
1. 國內外文獻蒐集: 本研究團隊首先將從產品型錄、施工圖集、文獻資料、研 究報告以及再生構法案例等資料中搜尋國內外生構法之相關理論,及其所對 應之實際作法。因之,舉凡各類材料及構件的再生模式與執行方法均為搜尋 之重點。
2. 建構再生構法類型: 將蒐集所得之構法資料,依基礎與地下室、外牆、樓板、
屋頂、裝修、設備等構件種類,及「產品循環」、「材料循環」、「全面循環」
等循環原則,以類型學方法(typology approach)建立再生構法之操作型錄。
3. 釐清國內外循環途徑: 對先進國家及台灣本地諸如玻璃、顏料油漆、廢紙、
石棉、廢輪胎、包裝廢棄物、廢電線電纜、混凝土及磚瓦類、營建廢液、廢 土、木等營建廢棄物之既有循環途徑進行調查與比較,澄清台灣與先進國家 循環機制之差異性。
4. 蒐集整理國內常用構法: 由於建築構法往往因使用類型之差異有所區別,而 住宅建築無論在質或量等方面,均在台灣建築之類型中扮演極重要的角色,
所以本研究以住宅建築為對象,探討其再生構法,應具指標性意義。而國宅 建築在台灣住宅建築中甚具一般水準之代表性,而其資料保存較為完整且取 得容易,故本計劃鎖定國內住宅建築中之國宅構法進行重點調查(Focal points survey)。然而全省國宅為數眾多,分散亦廣,且考慮地利交通之便,
僅選擇台北市國宅進行調查,並以之與台北市建築師工會編印之「常用施工 大樣」及相關常用施工圖集相比較,以便管窺首都住宅建築之構法全貌。
5. 評估國內常用構造之再生性: 接著本研究針對所蒐集之基礎、地下室、外 牆、樓板、設備、地板、屋頂、裝修等部材構法,以本研究團隊開發之「構 材再生循環性評估指標」,評定其再生循環之潛勢。並分別就四種再生構法 模式檢討所蒐集之構法。
6. 提出改良構法: 在釐清構法之再生性現況後,吾人可參考國外相關構材之作 法,衡量國內循環途徑及既有之循環技術水平,針對不利再生循環的構法進 行改良。進而將改良後之構法彙整成設計型錄。
7. 評估、修正並建議改良構法: 最後,本研究將再一次評估此改良後之構法的 再生性、經濟性以及循環機制配合性等特質,若仍有瑕疵,則必須進入修正 再評估之迴路,一直到確定無疑慮後,方可彙整為最終之再生構法方案。
以下將本研究之流程繪圖表示如下(圖 1):
S t a r t
國 外 文 獻 搜 尋 國 內 文 獻 搜 尋
建 構 再 生 構 法 類 型
調 查 國 外 循 環 途 徑 調 查 國 內 循 環 途 徑
比 較 國 內 外 循 環 機 制 之 差 異 性
蒐 集 整 理 國 內 常 用 構 法
提 出 改 良 構 法
評 估 國 內 常 用 構 造 之 再 生 性
評 估 再 生 性
建 議 再 生 構 法
E N D N O
Y E S
圖 1、研究流程圖
3. 建築物流循環理論
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)。
所謂「產品循環」係將使用中或使用後之產品,經非破壞性拆解及適當之整修、維 護措施後,保留原始構件之型態,以行使「相同功能」(Wiederverwendung)或「不同功 能」(Weiterverwendung)之方式再利用於新的使用狀況者。此類循環因所需耗用的原生資 源以及所產生之環境衝擊最小,乃被視為最高等級之循環方式。這種循環在建築構造上 最典型的例子為門、窗等構件經拆解、回收、再利用為門窗(相同功能再利用),或室內 隔屏(不同功能再利用)。
而「材料循環」係將產品製程中之剩料或產品拆除後之廢料經回收、再製為新的材 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 結構性混凝土用材經碾碎而為填方之使用者)。「材料循環」因循環再製所需耗用的原生 資源以及所產生之環境衝擊較大,且常伴隨低檔循環之情況,「材料循環」乃被視為較
「產品循環」低階的循環方式。
圖 2、循環模式之類型 (本研究整理) 產品循環
同用途產品再使用 不同用途產品再使用
同用途循環 材料循環
不同用途循環 再生循環
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。
1. 回收再製之二次構材要考慮形體穩定性、冰雪凍融性,且不可含有腐蝕鋼鐵之 材料存在(如氯等),回收、存放、製造時,亦不可釋出鹼洗材等污染地下水之物 質。
2. 二次礦物質材依其用途、等級等分類,應符合相關檢驗標準(如德 RAL-RG501/1 等)。
3. 有利礦物質材循環的再生構法設計以盡可能使產生最高等級二次質材循環者為 佳,即盡量以高檔、或同級材料循環為優先考量;非不得以,不進行低檔材料 循環。
b. 產品導向再生構法
產品循環可依其組構之複雜度分為「系統循環」以及「構件循環」兩種。
若考慮建築使用階段之改修、更動的需求以及建物生命週期終了構材回收再利用之 可行性,在設計上應優先考慮平面空間的開放性;繼而於構件或系統上應作層級之規 劃,使「不易更動」的系統或構件(如主結構等)與「常更換」的系統或構件(如裝修、填 充等次構造等)分開處理並易於分離。而不易更動的系統或構件盡量以長壽之材料及構 法施作。而常需更動、翻修之部材,則應考慮「機能」與「造形」之長壽性,並使其易 於非破壞性拆卸,以利更換、再用。所謂「機能」之長壽性係指裝修次系統於機能要求 提升時能迅速更換升級,以滿足功能需求(如立面與窗戶因新隔熱性能法規要求而須更 換)。而「造形」之長壽性需求,則為如地板、牆面及飾面等之造型不因時代式樣之流 行風潮更換而容易褪流行。
構件再生循環導向之構法計劃最重要的關鍵一方面在於易拆系統之規劃,另一方面 則在於可拆式節點的設計。在易拆系統方面,建築常見之產品循環已不只為裝修類非承 重之構材或設備系統之研發,先進國家已有多種由木、鋼、混凝土等材預製組裝之框架、
版式以及柱梁承重系統之開法(圖 4),甚至容許拆解後之構材另地重建,並允許添加同 一系統之構件。而良好的節點考量將有助於使各部材於建造時以最省時省力之工法組 裝;拆除時,則可以非破壞性的方法分離可再利用的構材。
相較於材料式循環而言,易拆式構法仍因其下列瓶頸之存在,而不易普及:
1. 一般住民對舊材之接受度仍待提升。
2. 二手建材之品質規範不易,
3. 二手市場之通路仍待建立。
4. 某些特定構件(如地下室構材、連續壁、防火構材...等)難以再使用。
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 甲基甲醯胺(DMF)粗液、廢沸石觸媒、燃油鍋爐集塵灰、鋁二級冶煉程序集塵灰…等。
以上廢棄物之來源、再利用用途以及再利用機構之主要產品相關資料可參見附錄一。
5. 再生構法
以下茲以德住宅建築之再生構法為例,探討基礎、地下室、外牆、樓板、設備、地 板、屋頂、裝修等構件在四種再生構法模式下的實際作法;並以此做法範例為參考,思 索台灣本土性的再生構法模式。
基礎與地下室
甲、材料循環
考量材料式礦物質循環的再生構法,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:
使用獨立、聯合、連續基礎或板狀基礎時應考慮力學與土壤承載力之實際狀況,斷 面雖不可不足,也不宜超估過多,以免過度浪廢材料。基礎配筋時宜在容許範圍內盡量 少配筋及配小號筋(若有可能,圓筋及竹節筋盡量使其直徑小於 12mm,即圓筋直徑號數
<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 良方式,使基礎斷面配筋得以均一。混凝土方面,在可能範圍內盡量採較貧之配合比 (Magerbeton)或再生骨材製成之混凝土,以減少水泥、細砂等資源之用量,並使其易於 拆除。
2. 地下室構件:
地下室地板及牆等構件可以 RC 或砌磚等礦物質材施作,以利日後一併打除清運,
但應特別注意其防水設計。一般而言,地下室牆面在有較大的地下水負荷時,使用防水 混凝土。若無大的地下水負荷時,則宜使用多孔磚或混凝土磚(再生混凝土),並採外防 水作法,即於其外側塗佈礦物質防水抹灰層。當然,就物流循環計劃及防水問題而言,
最佳的設計決策,乃為無地下室開挖。因為無地下室開挖也就不會帶來土方及防水問 題。若無法避免地下室之開挖,則其防水層最好施用於地下室之外側,或使用水硬性或 礦物質之防水層,或以防水水泥盡量採無縫方式施作整個地下室構件,以提高日後礦物 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 與牆體及地板藉鋼製扣件鎖固。此類預鑄構件一旦生命週期終了,亦需考慮以礦物質材 方式回收,故其構材選用應遵照前述礦物質材循環之原則,即預鑄構件可由 RC、加強 磚造構件、輕量 RC(加 Bims、Blähton、磚屑) 等材料所構成,並盡量少用高分子材質,
以利高檔循環。
2. 產品回收導向的地下室防水作法:
如前所述,地下室構件可以礦物質防水材質構成並以預鑄組裝方式接合,以便利未 來以產品及礦物質方式循環再生。然而,即便整個地下室外牆或底板均以防水質材構 成,其澆置或組裝之接點仍須要做防水。目前先進國家尚無理想的地下室防水構法,可 使防水層或防水接頭以構件方式回收再用。因之,開發構件式回收的防水材是為在防水 材與地下室構件一起以材料循環方式之外另一種再生構法可以嘗試的途徑。
此類構件式循環防水材正在研發中,可能的構法係以防水塗膜或薄片藉可拆解膠黏 附或以機械方式固定於預鑄外牆,俟生命週期終了時可自結構體拆解或移除,便利預鑄 構材的再生利用。目前有兩種革新性作法:
a. 廢橡膠再生材防水層:此類廢橡膠防水材乃以液體狀態施作,待凝固後則具 極佳之防水性。這種再生橡膠日後清除時可以固體形態整件拆除,並用作 防撞墊層構件使用。至於這類再生橡膠防水層的添加劑及其循環處理之問 題則有待進一步的研究開發。
b. 尿布式防水層: 此類防水層須能耐基礎沉陷、衝擊、拉扯、磨損等外力,並 可類尿布一般,於少數幾個拆解點拆開,進而能與地下室構件分離回收、
再用。拆解點通常設計於土壤面以上水與濕負荷較小之所,或以機械方式,
或用可拆式膠黏接合。
3. 產品回收導向的地下室隔熱作法:
地下室牆面或底板之隔熱材常鄰接防水材施作。考慮隔熱材以構件方式回收,宜採 用對水不敏感之隔熱板(如泡沫玻璃等)為材,以機械式非黏貼乾式工法固定於構件上。
板與板間應以接榫方式對接,接縫須以可撕下之黏貼帶覆蓋,或自成一接點系統。
4. 小 結:
由上比較基礎之材料或產品循環方法,吾人可初步獲得結論: 亦即,以今日之技術,
地下室構件之產品循環模式由於可及性、施作性等等問題,實難實踐。比較適合的方式,
應為採用礦物質材式的循環再生構法處理地下室結構、防水以及隔熱等構材。
丙、全面循環
由於全面循環構法所標榜的是滿足最高生態基準之營造模式,故若以全面循環為設 計標桿,則在決策上非不得已最好能避免地下室開挖。由於可全面循環之材料如木、竹、
黏土等因耐腐性、防水性、強度等因素難以作為基礎之材料,故全面循環構法一般仍採 用混凝土為材興建基礎或地下室,而僅在地面上的構材使用全面循環之材料。故其全面 循環之地下室、及基礎之取材及施作要點可比照前述材料或構件之循環模式。
貳、外牆
甲、材料循環
外牆作法:
考慮礦物質材之回收再用,應盡量使用質材均一之礦物質外牆。單層或多層砌 體造(如石灰磚、陶磚、混凝土磚等)宜以輕質砂漿黏著,以利再生循環作為二次建 材使用。有隔熱需求之外牆,宜盡量使用多孔磚為材,因其不需額外隔熱材。不得 已需使用隔熱材或表面塗裝時,應特別注意不可使用有機材或不耐凍材,以免妨礙 高檔回收。
承重、剪力牆
考慮日後拆除時之碎裂工法,RC 牆最好質材均勻,盡量不用高度配筋、避免 使用懸臂帽梁。因之在計劃上應詳加考慮承重牆之開口部及位置,因此角偶部位常 需配筋補強。此外,應避免用補強磚造,或以磚縫配筋等方式使牆面之之物理性及 力學性保持均質(圖 10)。
圖 10、以磚牆之磚縫配筋取代磚牆之圈梁,使材質一致,便利拆除[Bredenbals, p. 49]
牆之抹灰層作法:
所有內牆及樓板的抹灰層宜採用純礦物質基材, 不含有機質者, 如水泥質、
石灰質等抹灰等,不用樹脂砂漿等含塑膠質材之漆或塗膜,並避免使用石膏抹灰,
因石膏中內含之結晶水成分將影響礦物質材之抗凍融性,故其拆除時要與礦物質材 分開處理。雖然,目前已有各式成熟之風選、水選、磁選等篩選回收分類工法,可 分離上述干擾輕質、異質材,但此類篩選程續畢竟不經濟且浪費能源、人力及物力,
故上述混合質材之構法並非最佳之再生循環構法之解答。
圖 11、由磚及混凝土廢棄物所製成之再生陶磚[ http://www.buhlbau.at/]
礦物質再生產品
目前在歐美先進國家已有多種礦物質材再生產品之開發。此類產品不限於高壓 混凝土地磚,亦有可使用為一般砌體造的商品出現(圖 11)。如瑞士 Maro der Hand AG (in Volketswil)公司開發之再生磚,其由 93%的陶磚、RC 磚、KS 磚等廢棄砌體混合 7%的燒石灰為膠結材在高溫 206 度 C、16Bar 高壓釜中製成磚(圖 12)。可用於室內、
室外牆面, 價格與石灰砂磚磚同,頗具市場競爭力。
此外,奧國 Buhl GmbH 產公司以再生砌體屑為材生產的多孔 RC 磚,符合 OENORM B 3304 規範,亦可用於地下室磚牆、樓層磚牆等特別需隔熱之所。目前 該材 50%為再生材,50%為一般混凝土材。其改良的目標耐設定調高廢棄砌體造之 磚屑比例至 80%甚至 100%。此種磚有特別磚型及配方(如加 Blähton 以增其隔熱值),
以符合不同的使用需求。 此再生材亦易於回收。
圖 12、再生混凝土成分一覽表再生混凝土之成分組合:60%為混凝土碎屑。[Bauvorhaben Deutsche Bundesstiftung Umwelt,Osnabrueck 94/95]
乙、產品循環
牆與樓板的產品循環上應注意尺寸、再使用性及作法等問題。
預鑄構件尺寸大小應適中,愈小者雖可變性、彈性與適應力愈佳,但接點多;
尺寸愈大的構件則反之,且般運之單元重量較大。因之,樓層高之預鑄牆板,雖接 點少,易拆再用,然於再使時其高度難以調整,故需加入整平構件,以符合再利用 時的幾何條件。此類樓層高之預製構件之寬度通常須與門窗等構件相配合,以符合 模矩計劃之要求。
在再使用性方面,牆與樓板等不同構件間之接頭須特別開發,以適應各種幾何 狀況與誤差吸收之需求;此類接頭適應性之大小極度影響該類構件日後再使用的適 應性。牆構件再使用構法之開發,雖然技術上較容易克服,但須格外考慮二手建材 接受度、機能、法規要求、造型時尚等問題所造成的循環通路之阻礙。樓板構件因 有諸多高度調整之既有構法、材料可茲使用,故一般而言,其再使用之調整性較牆 為高。
如前所述,預鑄或預製之牆及樓板單元可經構法改良而成為可產品式再利用之 構件。除此之外,目前亦有多種砌體造之牆構法開發,朝向可構件循環之目標發展。
如木磚系統、「乾式砌體構法」(Trockenmauerwerk+可捲式分離墊層 Trennlage)等。
這類砌體造之共通特性為砌體單元之接點做成接榫狀,以可拆卸乾式砌法取代砂漿 黏著。
德國現常用「大塊砌體薄漿砌法」砌築住宅類建築之外牆(圖 13)。此構法之 特色原本即將砌體之尺寸增大。大形磚橫向彼此以榫狀溝槽接合,垂直縱向則以薄 漿(Dünnbettfuge)接合。大型磚以其多孔特質提升其隔熱性,故其隔熱層處理往往較 簡易甚或可省略,而施工時又可以人工或小型吊車、機械人等方式砌磚,除一方面 減少接點數量及砂漿材料之使用外,尚可提升圬工作業效率。目前,此構法亦朝向
「產品式再利用」之方向改良,即在其垂直縱向接頭上不使用薄漿,而以可拆卸榫 接乾式砌法,配合鋼棒、預埋鐵件、栓梢、卡榫等金屬扣件、預埋錨栓之接合圈梁 等之使用,以固定及穩定砌體。惟接點可拆性大增雖可大幅提高該類大形磚之回受 性,然其力學穩定性之確保,則有待進一步之改良與提升。
圖 13 、大塊壘砌可少用黏著砂漿,水平橫向施以榫接接合,提高構件之回收性 [Poroton, p. 178]
若牆材使用大型版式預鑄構材,則其接頭、模矩規劃、舊部材新案適用性、性 能標準及檢測等為此類預鑄構材再利用的最大問題。一般 RC 預鑄板式構法之接頭 常以濕式工法施作,致構件難以再利用。是故發展「可拆型乾式接頭」(圖 14)或濕 式接頭特別的「拆法」,則為此類大型版式預鑄構材再使用必須解決的問題。
「可拆型乾式接頭」的作法已發展多年,惟須注意其水密性與變型吸收性的問 題。而在發展濕式接頭的「拆法」方面,目前業已有諸多成功的例子,如瑞典 Goeterborg RC 預鑄版式高樓公寓拆建案,證明其具濕式接頭的大型版式構件在小心 拆卸狀況下亦可再使用於低樓層的新建案(圖 25)。除此之外,德東地區亦有許多 RC 預鑄版式廠辦建築(Gewerbebau),其預鑄外牆構件以乾式工法固定於鋼構上,便 利日後以「產品式回收」方式再使用。惟此類構件之再使用,尚需考慮性能基準提 升後的隔音、隔熱、防火處理問題。
外牆的外裝構造由於不承重,只擔負耐候功能,故可以各種輕量質材施作。目 前國內外已發展多種浪板、纖維水泥板、陶磚板(圖 15)、金屬、玻璃幃幕等構造物,
其以乾式工法藉金屬釦件等接頭固定、施作,其拆卸組裝均極為便利,有助於此類 牆板或帷幕構件以產品方式再生回收。由於輕量外裝大都有隔熱問題,故宜考慮採 用以機械方式固定的礦物質隔熱材(如 Foamglas 等),以提高產品式或材料式分離回 收之可能性(圖 16)。
圖 14、乾式吊掛預埋接頭軌道有利改修[Bredenbals, p.72][Halfen GmbH]
圖 15、乾式貼掛磚牆之構法[Bredenbals, p.74][Argeton/ Mönding]
圖 16、乾式隔熱材張貼法[Rockwool, p.14]
丙、全面循環
考慮產品式全面循環的外牆構件須以可全面循環的建材為材。最常使用的全面 循環外牆構法為木骨飾板外牆(圖 17),即外牆骨材為不含防腐劑的木骨框架,而其 中間的隔熱層係以輕質黏土板(添加礦物質材如(珍珠岩 (Perlite))、膨脹黏土
(Blähton) 、浮石(Bims)等)、黏土(圖 18、土埆(混合稻草、木屑、膨脹黏土)、礦物 粒子(珍珠岩(Perlite))、泡沫玻璃、膨脹黏土(Blähton))等可全面循環的物料為材。此 類無機質的隔熱材較無防火問題。外牆最外層的耐候層則可採以無防腐處理之落葉 松為材的木質帷幕牆或陶磚飾面。上述構件除均適合材料性的全面循環外,構件本 身亦便利拆除後再使用。
此類全面循環材之牆體構法目前在先進國家中並不局限於以傳統的手工方式 進行。隨著工業化與自動化之發展,各種現代化的機械與工法已被開發。如黏土版 築牆之製造,目前已系統模板及機械夯實機器之引用,解決此類工法耗費人工及精 度較差之缺點 (圖 19、圖 20)。
圖 17、木骨框架填充蘆葦牆面[Haefele, pp. 119, ]
圖 18、黏土磚材為可全面再生循環之建材[http://www.eiwa-lehmbau.de/gallerie_1.phtml]
圖 19、現代化版築黏土工法(左圖: 系統模板, 右圖: 完成狀態剖面)[Detail, 2003, 6, p.653]
圖 20、現代化版築黏土工法(系統模板組立後以機械化方式夯土、震實黏土層) [Detail, 2003, 6, p.653]
台灣牆體的作法其實亦不乏採用全面循環之材質者,尤其是傳統建築構法中有 所謂土埆牆2 (圖 21)、板築牆、木竹編泥牆3、石板屋、竹屋…等等構法。由於台灣 多地震、風災,而此類傳統牆體構法又極耗工,故如何效法先進國家現代化傳統技 術之方法,使此間傳統之「全循環築造技術」與現代科技相結合,朝向安全化、工 業化、合理化、高精度等方向邁進,同時兼顧環保、永續、經濟等課題,係吾人必 須努力的方向。
圖 21、土埆建築(左圖)及竹造建築(右圖)均為台灣傳統使用全循環建築之實例 [www.ettoday.com/2003/ 06/24/11058-1422827.htm]
參、樓板
甲、材料循環
樓板材料循環可分為「樓板結構體」與「裝修地坪」等兩個部材加以討論。
樓板結構體:有利材料循環的樓板結構體最好以礦物質材或金屬為料。目前發 展的有利材料循環的樓板構法計有:a. 磚構件樓板、b. 懸吊式磚樓板以及 c. RC 半預 鑄樓板(圖 22、圖 23)。其中 RC 半預鑄樓板宜用單向板,因配筋少,拆除時易破碎。
格子梁式預鑄板亦可,但型式不可太複雜,以免難拆除、回收困難。磚或 RC 半預 鑄板因其現場澆灌時不用脫模劑、也無需模板,故可減少輔助性構材之使用及施工 廢棄物之產生。此類工業標準化構件係工廠預鑄,品質均一,成分也較易掌握,故 拆除時易分離出純度較高的礦物質再生材,極適合高檔的材料循環。 此類半預鑄樓 板構件適合住宅類小跨度樓板之施作,其造型之變化可在陽台、出簷、門窗細部等 處著墨,使其不流於單調、粗糙。
2 土埆牆之作法係將全循環建材如碎稻梗、米殼及土塊摻雜在一起,然後倒入木框(斗)中製成土磚,再疊 砌成牆者。
3 木竹編泥牆的作法乃將植物性建材如樹枝、竹片或芒草當作骨幹而表面糊上灰泥而成者。
圖 22 、各式預鑄、半預鑄樓板[Bredenbals, p.48]
圖 23、ALC 預鑄樓板系統[Ytong, p.56 ]
樓板地板地坪作法:考慮樓板隔音問題,無縫地板可採浮式水泥粉光層(Estrich) 置於彈性礦物質材隔音層(如礦綿)上,但要考慮礦綿之回收性,因礦綿雖為礦物質 材,但往往具吸入性危險物,且會影響再生材之均質性,故不宜與樓板結構體一起 回收 (礦棉在德國常被拒與礦物質材一併回收)。若隔音層採 EPS 或 Blähton、
Foamglas 等硬質無彈性之材質,會損及其隔音性能。
若從礦物質材回收處理之加工性著眼,則此類隔音層不宜採用硬質 EPS。因此 類材雖僅厚約 2cm,但其回收時要增加風選、水洗之過程,方能將此異質材與礦物 質分離,故需特別添加風選機等設備,因而不經濟。
當然,另一種可接受的方法係將隔音材上墊聚乙烯分離膜,以利拆除時採控制 性拆建之分離拆法,分開收集礦物質材與此類高分子異質材。
邇來尚有以再生橡膠(altgummi)作成之保護墊取代隔音層之作法。此類作法一 方面利用回收再製之再生橡膠產品;另一方面,由於此類舖設於樓板結構的再生橡
膠與浮式水泥粉光層之間雖無分離膜,但仍能於拆除時易於彼此分離,方便材料性 的再生回收,故為較具環保特質的替選方案。惟此類作法應注意再生橡膠之表面平 整性,使其不沾黏浮式水泥粉光層。若能改善此類橡膠材料之橫向及長向的抗拉力,
使其拆解時不易破損,則吾人可進而以產品式再利用的方式回收此類再生橡膠構件。
輻射暖房、水、電等管線若埋設於浮式水泥粉光層時,易造成其材料或構件回 收之困難,故在計劃時最好能避免暗管埋設之情況發生或不於地板內配管。若地板 有走管線之需求時,則宜採用高架地板或採用上容許拆除時可層層拆卸者之地板構 法。
至於地坪面所使用的材質,若考慮礦物質材式之一體回收,則最好採磁磚、自 然石、RC 石等礦物質材或用與結構體類同之砂漿,並避免如塑膠地毯或 PU、高分 子等硬化膜地坪以有機質黏劑黏貼方式作成之地坪,以免造成礦物質回收之障礙(圖 24)。
圖 24、各類地坪之作法例,礦物質循環時宜用同種砂漿,避免用 PU、高分子等硬化膜 地坪以免回收困難 [白省三, pp. CD01-013-01]
乙、產品循環
可以產品方式進行循環之樓板,一般均為預鑄或預製構件。此類預鑄樓板構件 的接頭必須極易拆解,故常以乾式工法栓鎖接合。若其具濕式接頭,則必須一方面 開發特殊之拆除方法,使其濕式接頭能以不大輻傷構件的方式切鋸、拆解(圖 25);
另一方面則應設計補強、再用之構件接頭,使其能無礙地滿足於新的建築需求。
更動要求較高的地坪構件部位,如設備、管線埋設處等,可採用可動性較高之 高架地板(圖 26),便利日後維修更動,並提升地坪及設備、管線構件式再利用的可 能性。地坪最上層之舖面若採用彈性或纖維織品地氈須以可拆式黏膠黏貼,木地板 (Dielen 或 Parkett)則應以栓接方式接合,以便回收再用。
圖 25、預鑄樓板經切斷、拆除再用之實例(瑞典 Goeterborg 高樓公寓拆建案)
圖 26、系統高架地板,有利地坪之再利用[http://www.hitate.com]
丙、全面循環
樓板構件之全面循環最常使用者仍為未加防腐劑或化學塗料之木骨樓板,其配 合可拆式隔音、地坪、天花等系統施作,於其拆除時方便進行產品式回收。
近來,瑞士 Natterer 教授發展的釘接板樓板系統(Brettstapelbauweise)(圖 27),
將廢棄或次級小木料以釘接方式併成承重樓板(或牆面),其構件間彼此藉金屬扣件 接合,使其樓板構件極易拆解再用。
地坪材方面,可採用木地坪,表面打腊保護,並以螺絲栓於軟木板上,以提高 其隔音性。軟木在拆除後亦可進行全面循環或產品循環。此外,屬可全面循環之地 坪材料尚有自然石、Sisal(西沙麻)、軟木等,可試需求搭配使用。
圖 27、釘接集成板(Brettstapel)[www.Brettstapelbau.de]
肆、屋頂
甲、材料循環
德國一般住宅斜屋頂普遍採用木構造(圖 28),木構造屋頂之木梁、木椽、屋 瓦等構件,只要彼此間不以材料方式接合,均適合以「產品方式」循環;若木料不 曾經防腐劑處理、屋瓦等構件不含有機成分者,則屋頂構件亦可以材料再生的方式 回收循環。
除上述木構造外,德國亦有混凝土造或磚造斜屋頂的構法。從礦物質材循環再 生的觀點觀之,此類構造物的梁、桁等主要屋頂承重構件宜採用 RC 造。然在較寒 冷的區域,為考慮避免冷橋現象及熱應力之產生,椽及掛瓦條普遍採木製,且需將 隔熱材置於室內面,並加以防濕處理,以避免結露。
另有一種有利礦物質材再生循環的替選構法,其以「預鑄磚面板」或取「預鑄 ALC 面板」取代 RC 梁、桁、椽、屋瓦系統者(圖 29),該類構法乃透過預鑄或預製 計劃,事先於工廠內完成構件之製造,並預留開口作為天窗或穿突之孔洞。此類構 法需高精度的澆鑄及施作技術配合,方有成立之條件。
屋頂之隔熱材若要與 RC 造梁、桁、椽、屋瓦等構件一併以礦物質材方式回收 者,最好採泡沫玻璃(Foamglas)等礦物質隔熱材(圖 30),並以乾置或用礦物質砂漿 黏著劑黏貼。採用此類構材要注意其表面的平整性,以利排水。如有必要可加玻璃 絨飾面。
屋瓦構件若能於拆除時小心拆卸,則可以產品再用之模式無破壞地轉用於其他 建物之使用。考慮礦物質材的回收模式,屋瓦構材宜用 RC 瓦、陶磚瓦等,以便日 後以單材方式材料再生(如陶磚再製),或與礦物質材一起再生(RC 與磚混料再生)。
圖 28、德國常用住宅屋頂構法[Bredenbals, p.57]
圖 29、ALC 屋面版配合 ALC 圈梁及 ALC 砌體造,適合高檔之礦物質材的再生利用 [Ytong, p.56]
台灣的屋頂構造目前大多為混凝土造。而常用的平屋頂、露台之地坪作法可分 為 1.粉面、2.面磚及 3.高分子等三類 [白省三, p. CD04-000-01]。
以材料循環之角度觀之,最容易造成平屋頂礦物質材循環障礙的材質為 1.伸縮 縫(常用柏油或填縫膠嵌縫填封、襯裡則用發泡 PE 棒或保麗龍板)、2. 有機質隔熱 層(常採 2.5cm 左右的發泡 PS 或發泡 PU 板)、3. 無縫地坪之高分子材(常用 PU)等、
4. 防水膜(膠)。
故在設計上宜盡量避免採用 PU 無縫地坪,同時避免使用有機質隔熱層,而代 之以輕質混凝土隔熱層,以便一體回收。
若一定要使用發泡隔熱材者,應盡量採機械而非黏著方式固定,同時應使用不 會產生 HCFC 之發泡材者。
高分子防水膜部分可以水硬性或礦物質之防水層取代之。然而完全限制屋頂防 水工程採有機質防水材的實際可行性也並不高,但若有可能,必須盡量少用,以利 高檔礦物質材之再生利用。
若因防水、防裂而必須使用 PU 無縫地坪或伸縮縫之填縫材質者,則須於建物 拆除時將上述有機材質以控制性拆建之方式先行移除或刮除,再進行一體之礦物質 回收。
圖 30、屋頂質材若考慮礦物質材循環,則宜盡量使用礦物質填縫、防水、防隔熱材,
而非有機質材[白省三,pp. CD04-113-01 ]
乙、產品循環
如前所述,德住宅以預製工法施作的斜屋頂或平屋頂構造,其構件幾乎均可進 行「產品方式」再使用。斜屋頂大部分採用木骨屋架,由於木屋架構材大都以釘、
栓等機械方式接合,故此類木構件拆卸後並無「產品方式」再使用之問題。
然而,以 RC 濕式工法施作的平屋頂,由於構件接點難以分離,故其構件較不 易以「產品方式」再使用。考慮防水層之分離問題,其結構材宜使用防水混凝土或 可拆卸式防水薄膜或防水漆(此類可拆式防水材仍有待開發),以利 RC 結構體及高分 子材拆除時易於分離,進行材料循環。然若屋頂外層表面以多層油毛氈貼附時,由 於此類防水材難以與 RC 質結構體分離,RC 構材甚至難以以「礦物質材」方式再使 用。故建議此類平屋頂之防水構法不採黏貼型之高分子防水層,而用「雙層冷屋頂 系統」配合緩坡浪板或纖維水泥板施作。冷屋頂之支承構造宜用「多孔輕質 RC」、
「木梁、桁、椽」或用「磚樓板或 RC 構材」,並於其上散置隔熱材。為避免屋頂內 側黏貼高分子防水蒸汽層,造成「多孔輕質 RC」、「磚樓板或 RC」或「木梁、桁、
椽」等支承構材回收再利用之困擾,隔熱材宜用不受濕氣影響的材料,如泡沫玻璃 (Foamglas) 等。