我 國 綠 色 環 保 材 料 的 開 發 與 應 用
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1<br />
<strong>我</strong> <strong>國</strong> <strong>綠</strong> <strong>色</strong> <strong>環</strong> <strong>保</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> <strong>的</strong> <strong>開</strong> <strong>發</strong> <strong>與</strong> <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
<strong>國</strong> 立 成 功 大 學<br />
永 續 <strong>環</strong> 境 科 技 研 究 中 心<br />
巢 志 成<br />
中 華 民 <strong>國</strong> 九 十 八 年 三 月 五 日
2<br />
大<br />
綱<br />
• 前 言<br />
• <strong>綠</strong> <strong>色</strong> <strong>環</strong> <strong>保</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> 相 關 之 議 題<br />
• <strong>綠</strong> <strong>色</strong> <strong>環</strong> <strong>保</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> <strong>開</strong> <strong>發</strong> 之 內 涵 <strong>與</strong> 重 點<br />
• 產 業 <strong>與</strong> 市 場 趨 勢<br />
• 製 程 <strong>與</strong> 技 術 <strong>開</strong> <strong>發</strong> 方 向<br />
• 結 論
3<br />
前 言 ( 一 )<br />
‧ 永 續 <strong>發</strong> 展 <strong>的</strong> 挑 戰<br />
– 資 源 能 源 耗 竭 <strong>發</strong> 展 無 以 為 繼<br />
– <strong>環</strong> 境 品 質 惡 化 生 命 健 康 堪 慮<br />
– 溫 室 效 <strong>應</strong> 遽 增 生 態 <strong>環</strong> 境 失 衡<br />
– 毒 性 物 質 累 積 威 脅 物 種 生 存<br />
‧ 因 <strong>應</strong> 之 道 : <strong>綠</strong> <strong>色</strong> 技 術 <strong>的</strong> <strong>開</strong> <strong>發</strong> <strong>與</strong> <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
– 提 升 資 源 <strong>與</strong> 能 源 <strong>的</strong> 效 率<br />
– 減 少 污 染 物 及 溫 室 氣 體 <strong>的</strong> 排 放<br />
– 增 進 清 潔 <strong>與</strong> 再 生 能 源 <strong>的</strong> 使 <strong>用</strong><br />
– 降 低 製 程 <strong>與</strong> 產 品 中 有 毒 物 <strong>的</strong> 擴 散<br />
– 促 進 再 生 及 回 收 <strong>材</strong> <strong>料</strong> <strong>的</strong> <strong>開</strong> <strong>發</strong> <strong>與</strong> <strong>應</strong> <strong>用</strong>
4<br />
前 言 ( 二 )<br />
‧ <strong>綠</strong> <strong>色</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> 及 化 學<br />
– 為 <strong>綠</strong> <strong>色</strong> 技 術 不 可 缺 之 一 <strong>環</strong><br />
– 範 圍 含 括 各 產 業 : 以 減 耗 、 降 毒 、 再 生 為 依 歸<br />
– <strong>與</strong> 人 類 生 活 關 係 最 密 切 者 為 <strong>環</strong> <strong>保</strong> 建 <strong>材</strong>
5<br />
<strong>綠</strong> <strong>色</strong> 建 <strong>材</strong> - 背 景 ( 一 )<br />
• 人 類 生 活 不 外 食 衣 住 行 , 而 現 代 人 生 活 在 室 內 空<br />
間 <strong>的</strong> 時 間 約 佔 每 天 <strong>的</strong> 90% 以 上 , <strong>發</strong> 展 <strong>與</strong> 「 住 」 相<br />
關 之 優 質 生 活 科 技 有 其 必 要 性<br />
• 營 造 / 建 築 / 建 <strong>材</strong> 相 關 產 業 之 產 值 超 過 5,000 億 / 年 ,<br />
<strong>開</strong> <strong>發</strong> <strong>與</strong> 「 住 」 相 關 之 科 技 可 帶 動 產 業 <strong>發</strong> 展<br />
450 億 / 年<br />
6%<br />
1400 億 / 年<br />
22%<br />
4700 億 / 年<br />
72%<br />
土 木 工 程<br />
建 築 工 程<br />
修 繕 工 程
6<br />
<strong>綠</strong> <strong>色</strong> 建 <strong>材</strong> - 背 景 ( 二 )<br />
Warm Warm temperature<br />
High High rainfall rainfall<br />
Island Island climate<br />
Humid Humid<br />
Warm Warm<br />
Typhoon<br />
Unbalanced crust crust<br />
Young Young landform<br />
High Highhypsography<br />
change<br />
Earthquake<br />
Modern building<br />
High High population<br />
density<br />
Closed area area<br />
Bad Bad ventilation<br />
• The ratio of new building to old building =3 : 97<br />
- 980 thousand 30-year -old buildings, accounted for 14<br />
percent of total residence buildings in 2000<br />
- 410 thousand 40-year -old buildings in 2000
7<br />
<strong>綠</strong> <strong>色</strong> 建 <strong>材</strong> - 背 景 ( 三 )<br />
Frigid zone<br />
Cold, dry<br />
Heat Preservation<br />
Subtropical zone<br />
Hot, wet<br />
Heat/Moisture Removal<br />
Early building<br />
Modern building<br />
More Energy<br />
Consumption<br />
Large space<br />
Soil, wood, stone<br />
Crowded<br />
Cement, steel…<br />
More CO 2<br />
Emission
8<br />
<strong>綠</strong> <strong>色</strong> <strong>環</strong> <strong>保</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> 相 關 之 議 題 ( 一 )<br />
<strong>國</strong> 外 議 題 <strong>與</strong> 現 況<br />
HiPerBRIC(2008~2028)<br />
– 目 標 :<br />
• 自 2008 <strong>開</strong> 始 ,20 年 內 徹 底 改 革 美 <strong>國</strong> 商 業 建 築 區 塊<br />
每 年 減 省 超 過 4 倍 之 能 量 以 及 4 億 噸 CO 2 ( 建 築 物 耗 能 改 善 :<br />
新 建 物 超 過 90%、 建 物 翻 新 超 過 50%)<br />
持 續 改 善 建 物 之 健 康 、 舒 適 、 安 全 <strong>與</strong> 能 源 效 率<br />
– 做 法 :<br />
• 運 <strong>用</strong> 系 統 工 程 <strong>的</strong> 方 法 , 創 造 可 擴 展 性 、 高 容 錯 性 之 強 大<br />
技 術 , 以 <strong>應</strong> <strong>用</strong> 在 翻 新 改 造 和 新 <strong>的</strong> 商 業 建 築
9<br />
<strong>綠</strong> <strong>色</strong> <strong>環</strong> <strong>保</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> 相 關 之 議 題 ( 二 )<br />
<strong>國</strong> 外 議 題 <strong>與</strong> 現 況<br />
U.S. Department of Energy’s Office of Building Technology,<br />
State and Community Programs (BTS)(2000~2020)<br />
• 規 劃 2020 建 築 外 殼 樣 貌 , <strong>應</strong> 具 備 低 能 耗 (Energy-positive)、<br />
可 調 適 (Adaptable) 、 可 負 擔 (Affordable) 、 經 久 耐 <strong>用</strong><br />
(Durable) 、 <strong>環</strong> <strong>保</strong> (Environmental) 、 健 康 舒 適 (Healthy and<br />
comfortable) 、 智 慧 化 (Intelligent)<br />
• 建 構 20 年 內 建 築 物 外 殼 技 術 <strong>發</strong> 展 圖 譜 , 範 圍 含 括 : 建 築 <strong>材</strong><br />
<strong>料</strong> 、 結 構 系 統 、 設 計 / 程 序 、 效 能 評 估
10<br />
<strong>綠</strong> <strong>色</strong> <strong>環</strong> <strong>保</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> 相 關 之 議 題 ( 三 )<br />
<strong>國</strong> 內 議 題 <strong>與</strong> 現 況<br />
<strong>綠</strong> 建 築<br />
‧ 依 生 態 、 節 能 、 減 廢 、 健 康 等 四 大 指 標 群 之 方 向 , 分 為 九 大 指 標 來 評 估<br />
1. 生 物 多 樣 性 指 標 - 生 物 系 多 樣 性 、 物 種 多 樣 性 、 基 因 多 樣 性<br />
2. <strong>綠</strong> 化 指 標 - <strong>綠</strong> 化 建 築 物 空 地 、 屋 頂 、 陽 台 及 建 築 立 面<br />
3. 基 地 <strong>保</strong> 水 指 標 - 利 <strong>用</strong> 土 地 涵 養 水 分 , 生 態 水 循 <strong>環</strong><br />
4. 日 常 節 能 指 標 - 減 少 建 築 物 耗 能<br />
5. 二 氧 化 碳 減 量 指 標 - 減 少 建 築 產 業 之 二 氧 化 碳 排 放 量<br />
6. 廢 棄 物 減 量 指 標 - 減 少 建 築 產 業 產 生 之 廢 棄 物<br />
7. 室 內 <strong>環</strong> 境 指 標 - 評 估 通 風 換 氣 、 隔 音 、 採 光 、 室 內 裝 修 、 室 內 空 氣 品 質<br />
8. 水 資 源 指 標 - 減 少 及 回 收 建 築 物 <strong>用</strong> 水<br />
9. 污 水 垃 圾 改 善 指 標 - 管 制 建 築 物 污 水 垃 圾 量<br />
<strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
‧ 符 合 標 章 之 主 軸 範 圍 : 生 態 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 、 健 康 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 、 高 性 能 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 、 再<br />
生 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong>
11<br />
<strong>綠</strong> <strong>色</strong> <strong>環</strong> <strong>保</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> <strong>開</strong> <strong>發</strong> 之 內 涵<br />
‧ 降 低 建 <strong>材</strong> 生 命 週 期 之 <strong>環</strong> 境 負 荷 , 減 少 資 源 <strong>與</strong> 能 源<br />
之 耗 損<br />
‧ 調 和 建 <strong>材</strong> <strong>與</strong> 人 之 友 善 性 , 提 昇 居 住 生 活 品 質 , 提<br />
供 舒 適 健 康 之 居 住 <strong>環</strong> 境<br />
循 <strong>環</strong><br />
生 產<br />
施 工 使 <strong>用</strong> 拆 除
12<br />
<strong>綠</strong> <strong>色</strong> <strong>環</strong> <strong>保</strong> 建 <strong>材</strong> <strong>開</strong> <strong>發</strong> 之 重 點<br />
1. 健 康 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
(1) 低 逸 散<br />
(2) 低 污 染<br />
(3) 低 臭 氣<br />
2. 生 態 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
(1) 抑 制 溫 室 效 <strong>應</strong><br />
(2) 抑 制 臭 氧 層 破 壞<br />
(3) 使 <strong>用</strong> 本 土 建 築 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
(4) 省 資 源 、 省 能 源<br />
3. 再 生 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
(1) 再 循 <strong>環</strong><br />
(2) 再 利 <strong>用</strong><br />
(3) 廢 棄 物 減 量<br />
4. 高 性 能 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
(1) 耐 久 性 佳<br />
(2) 不 需 維 護<br />
(3) 高 隔 熱 、 高 防 音<br />
http://udn.com/green/b10.htm
13<br />
<strong>綠</strong> <strong>色</strong> <strong>環</strong> <strong>保</strong> 建 <strong>材</strong> <strong>應</strong> 有 <strong>的</strong> 特 徵<br />
‧ 低 資 / 能 源 消 耗<br />
‧ 低 <strong>環</strong> 境 污 染<br />
‧ 避 免 溫 室 效 <strong>應</strong> <strong>與</strong> 臭 氧 <strong>的</strong> 破 壞<br />
‧ <strong>材</strong> <strong>料</strong> <strong>的</strong> 生 產 、 使 <strong>用</strong> 、 廢 棄 和 再 生 循 <strong>環</strong> 過 程<br />
中 <strong>與</strong> 生 態 <strong>環</strong> 境 相 容<br />
‧ 使 <strong>用</strong> 性 能 佳<br />
‧ 易 回 收 及 循 <strong>環</strong> 利 <strong>用</strong>
<strong>國</strong> 內 之 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 標 章<br />
四<br />
大<br />
項<br />
目<br />
資 源 採 取 製 造 使 <strong>用</strong><br />
生 態<br />
健 康<br />
高 性 能<br />
廢 棄<br />
再 生<br />
再 生<br />
內<br />
涵<br />
無 匱 乏<br />
危 機<br />
低 毒 害<br />
處 理<br />
低 逸 散 低 污 染 節 能 熱 <strong>環</strong> 境<br />
防 潮 、 防 菌 音 <strong>環</strong> 境 光 <strong>環</strong> 境<br />
資 源 再 生<br />
可 回 收<br />
天 然 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
低 化 學 物 質 危 害<br />
高 品 質<br />
資 源 循 <strong>環</strong><br />
確 <strong>保</strong> 人 本 健 康<br />
( 機 能 性 指 標 )<br />
追 求 地 球 永 續<br />
( <strong>環</strong> 境 性 指 標 )<br />
14
生 態 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
• 無 匱 乏 危 機<br />
– 是 指 快 速 成 長 、 生 生 不<br />
息 、 普 遍 存 在 、 無 滅 絕<br />
疑 慮 <strong>的</strong> 天 然 植 物 <strong>材</strong> 、 動<br />
物 <strong>材</strong> 、 礦 物 <strong>材</strong> 所 做 成 之<br />
建 <strong>材</strong> 。<br />
• 低 人 工 處 理<br />
– 是 指 當 地 生 產 、 當 地 使<br />
<strong>用</strong> 、 低 加 工 、 低 耗 能 、<br />
低 運 輸 、 低 毒 害 處 理 <strong>的</strong><br />
建 <strong>材</strong> 。<br />
引 <strong>用</strong> <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 標 章 網 站 資 <strong>料</strong><br />
15
健 康 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
• 符 合 健 康 需 求<br />
– 對 人 體 健 康 不 會 造 成 危 害 <strong>的</strong> 建 <strong>材</strong><br />
– 具 備 低 逸 散 、 低 污 染 、 低 臭 氣 、 低 生 理 危 害 特<br />
性 之 建 築 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
有 益 物 質<br />
健 康<br />
許 可 值<br />
0<br />
成<br />
分<br />
含<br />
量<br />
無 害 物 質<br />
化 學 性 物 質 限 制<br />
禁 <strong>用</strong> 物 質<br />
甲 醛 、TVOC 依 健<br />
康 許 可 值 限 制 含 量<br />
法 規 禁 <strong>用</strong> 或 高<br />
風 險 者 : 如 致 癌<br />
物 質<br />
引 <strong>用</strong> <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 標 章 網 站 資 <strong>料</strong><br />
16
高 性 能 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
• 高 性 能 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 是 指 性<br />
能 有 高 度 表 現 之 建<br />
<strong>材</strong> , 能 克 服 傳 統 建 <strong>材</strong><br />
性 能 缺 陷 , 以 提 升 品<br />
質 效 能 。<br />
– 高 性 能 防 音 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> :<br />
能 有 效 防 止 噪 音 影 響 生<br />
活 品 質 <strong>的</strong> 建 <strong>材</strong><br />
– 高 性 能 透 水 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> :<br />
對 地 表 逕 流 具 良 好 透 水<br />
性 之 產 品 , 符 合 基 地 <strong>保</strong><br />
水 指 標 之 要 求<br />
窗 戶<br />
隔 音 性<br />
樹 穴<br />
吸 音 <strong>材</strong> 之 吸 音 率<br />
牆 壁<br />
隔 音 性<br />
樓 板<br />
隔 音 性<br />
【 涵 養 水 份 】<br />
門 扇<br />
隔 音 性<br />
透 水 性 鋪 面<br />
引 <strong>用</strong> <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 標 章 網 站 資 <strong>料</strong><br />
17
再 生 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
• 再 生 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> , 就 是 利<br />
<strong>用</strong> 回 收 之 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 經 由 再<br />
製 過 程 , 所 製 成 之 最<br />
終 建 <strong>材</strong> 產 品<br />
• 符 合 廢 棄 物 減 量<br />
(Reduce) , 再 利 <strong>用</strong><br />
(Reuse) 及 再 循 <strong>環</strong><br />
(Recycle) 等 原 則 之 建<br />
<strong>材</strong><br />
引 <strong>用</strong> <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 標 章 網 站 資 <strong>料</strong><br />
18
19<br />
產 業 <strong>與</strong> 市 場 規 模<br />
• 「 建 築 技 術 規 則 」 自 95 年 7 月 起 強 制 要 求 建 築 物 之 室 內 裝 修<br />
<strong>與</strong> 樓 地 板 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 須 達 總 面 積 之 5%<br />
• 未 來 <strong>國</strong> 內 建 築 物 強 制 使 <strong>用</strong> <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 之 市 場 將 由 5% 成 長 至<br />
20%(4 億 / 年 →20 億 / 年 )<br />
建 <strong>材</strong> 使 <strong>用</strong> 相 關 產 業<br />
土 木 工 程 業 建 築 工 程 業 房 屋 修 繕 業<br />
450 億 / 年<br />
6%<br />
道 路 工 程<br />
景 觀 工 程<br />
<strong>環</strong> 境 工 程<br />
…<br />
房 屋 建 築 工 程<br />
設 備 安 裝 工 程<br />
…<br />
1400 億 / 年<br />
22%<br />
4700 億 / 年<br />
72%<br />
土 木 工 程<br />
建 築 工 程<br />
修 繕 工 程
供 需 之 間 ( 再 生 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> )<br />
營<br />
建<br />
廢<br />
棄<br />
物<br />
產<br />
業<br />
廢<br />
棄<br />
物<br />
廢 混 凝 土 塊<br />
251 萬 噸<br />
廢 磚 石 <strong>料</strong><br />
161 萬 噸<br />
廢 木 <strong>料</strong><br />
42 萬 噸<br />
冶 鍊 爐 渣 / 石<br />
265 萬 噸<br />
廢 石 <strong>材</strong> ( 板 / 塊 / 泥 )<br />
12 萬 噸<br />
廢 陶 瓷<br />
12 萬 噸<br />
漿 紙 / 紡 織 污 泥<br />
33 萬 噸<br />
廢 木 <strong>料</strong> / 棧 板<br />
2.8 萬 噸<br />
再 生 原 <strong>料</strong> 供 <strong>應</strong> 端<br />
80%<br />
100%<br />
75%<br />
70%<br />
100%<br />
100%<br />
50%<br />
90%<br />
心 理 因 素<br />
石 粒 / 粉 <strong>料</strong><br />
( 再 生 )<br />
570 萬 噸<br />
營 : 產 =6:4<br />
石 粒 / 粉 <strong>料</strong><br />
( 原 生 )<br />
木 粒 片 / 纖 維<br />
( 原 生 )<br />
心 理 因 素<br />
競<br />
爭<br />
競<br />
爭<br />
木 粒 片 / 纖 維<br />
( 再 生 )<br />
50 萬 噸<br />
營 : 產 =6.5:3.5<br />
水 泥 板 / 磚 / 製 品<br />
150 萬 噸<br />
粒 片 板<br />
22 萬 噸<br />
纖 維 板<br />
17 萬 噸<br />
空 心 磚 類<br />
150 萬 噸<br />
家 具<br />
10 萬 噸<br />
木 門<br />
0.8 萬 噸<br />
道 路 工 程<br />
4,500 萬 噸<br />
建 築 物<br />
3,900 萬 噸<br />
市 場 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 需 求 端<br />
20
市 場 趨 勢<br />
<strong>國</strong> 內 製 造 廠 商 預 測 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 市 場 需 求 <strong>的</strong> <strong>發</strong> 展 :<br />
1. 是 健 康 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> 優 先<br />
2. 其 次 為 高 性 能 <strong>與</strong> 再 生 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
3. 最 後 才 是 生 態 <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
2005 2006 2007<br />
再 生<br />
高 性 能<br />
健 康<br />
生 態<br />
21
建 <strong>材</strong> 之 基 本 製 程<br />
22
建 <strong>材</strong> 之 組 成 架 構<br />
智 慧 居 住<br />
智 慧 建 <strong>材</strong><br />
感 測 致 動 內 藏<br />
基 <strong>材</strong><br />
礦 石 粉 體<br />
氣 孔 形 成 劑<br />
陶 瓷 / 玻 璃 纖 維<br />
成 形 黏 結 劑<br />
功 能 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
觸 媒<br />
奈 米 粉 體<br />
竹 炭 粉 體<br />
機 能 粉 體 (FIR, Minus Ion)<br />
功 能 結 構<br />
微 奈 米 孔 洞<br />
多 層 壓 合<br />
強 化 骨 架<br />
表 面 改 質 層<br />
23
24<br />
技 術 <strong>開</strong> <strong>發</strong> 方 向<br />
產 品 功 能 / 特 點 關 鍵 技 術<br />
先 進<br />
隔 絕<br />
建 <strong>材</strong><br />
絕 熱<br />
防 潮<br />
耐 污<br />
<strong>發</strong> 泡 技 術<br />
高 熱 阻 植 入 技 術<br />
遮 蔽 組 / 套 件<br />
無 孔 / 緻 密 化 技 術<br />
疏 水 化 技 術<br />
塗 佈 / 噴 塗 模 式<br />
觸 媒 除 污<br />
疏 水 化 處 理<br />
產 品 功 能 / 特 點 關 鍵 技 術<br />
先 進<br />
骨 <strong>材</strong><br />
密 度 低<br />
強 度 高<br />
<strong>發</strong> 泡 技 術<br />
纖 維 強 化 技 術<br />
高 強 度 黏 結 劑<br />
傳 統 裝 修 性 建 <strong>材</strong><br />
水 泥 磚 / 石 膏 磚<br />
樹 脂 混 凝 土 磚<br />
窯 燒 磚<br />
水 泥 / 石 膏 纖 維 板<br />
…<br />
高 性 能<br />
產 品 功 能 / 特 點 關 鍵 技 術<br />
智 慧<br />
建 <strong>材</strong><br />
可 調 光 線<br />
潮 汽 控 制<br />
自 <strong>我</strong> 修 復<br />
可 調 熱 阻 ???<br />
紅 外 線 阻 隔<br />
高 散 射 塗 佈<br />
通 孔 形 成 技 術<br />
單 向 性 技 術<br />
可 變 滲 透<br />
物 理 / 化 學 吸 附 調 控<br />
膨 脹 性 添 加 劑<br />
析 出 硬 化 藥 劑<br />
健 康<br />
產 品 功 能 / 特 點 關 鍵 技 術<br />
<strong>環</strong> <strong>保</strong><br />
建 <strong>材</strong><br />
天 然 資 源<br />
再 生 資 源<br />
纖 維 素 <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
木 質 素 <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
澱 粉 <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
木 石 資 源 再 利 <strong>用</strong><br />
再 生
25<br />
Geopolymer : 緣 起<br />
• Geopolymer 一 詞 最 早 由 法 <strong>國</strong> 科 學 家 Davidovits 於<br />
1978 年 提 出 , <strong>用</strong> 意 在 於 強 調 其 <strong>與</strong> 傳 統 水 泥 之 差<br />
異 ,”geo-” 表 示 這 類 <strong>材</strong> <strong>料</strong> <strong>的</strong> 主 要 成 份 <strong>與</strong> 黏 土 類 似 ,<br />
即 以 鋁 - 矽 酸 鹽 為 主 , 而 ”-polymer” 則 表 示 這 類 <strong>材</strong><br />
<strong>料</strong> 在 性 質 上 具 有 某 些 有 機 聚 合 物 一 樣 <strong>的</strong> 膠 黏 性<br />
質 , 同 時 在 結 構 上 具 有 <strong>與</strong> 熱 固 性 有 機 聚 合 物 相 類<br />
似 <strong>的</strong> 網 格 結 構 。
26<br />
Geopolymer 結 構<br />
Si-O-Si~Ca<br />
Si-O-Al~Na&K<br />
無 機 聚 合 結 構 隨 時 間 變 化<br />
建 <strong>材</strong> 技 術 <strong>與</strong> <strong>應</strong> <strong>用</strong> , 第 七 期 , 第 6-7 頁 ,<br />
中 <strong>國</strong> 大 陸 ,2007。<br />
水 泥 結 構<br />
無 機 聚 合 結 構<br />
http://www.claypolymers.com/cz/clay-polymer/podstata-hmoty.html
Geopolymer 建 <strong>材</strong> 製 造 原 <strong>料</strong> <strong>與</strong> 方 法<br />
主 要 原 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
原 <strong>材</strong> <strong>料</strong> - 天 然 礦 物 或 工 業 固 體<br />
廢 棄 物 , 含 矽 鋁 酸 鹽 成 分 者<br />
( 如 : 高 嶺 土 、 燃 煤 飛 灰 、<br />
爐 渣 等 ) 。<br />
鹼 性 溶 液 - 鹼 金 屬 矽 酸 鹽 溶 液<br />
( 矽 酸 鈉 、 矽 酸 鉀 )、 鹼 金 屬<br />
氫 氧 化 物 水 溶 液 (NaOH、<br />
KOH)、 鹼 金 屬 碳 酸 鹽 、 鹼<br />
土 金 屬 氯 化 物 、Na 2 SiF 6 、<br />
(Na、K) 3 AlF 6 等 。<br />
次 要 原 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
砂 石 、 骨 <strong>材</strong> 、 粒 <strong>料</strong> 、 纖 維 等 。<br />
http://www.claypolymers.com/cz/clay-polymer/podstata-hmoty.html<br />
27
28<br />
Geopolymer 建 <strong>材</strong> 特 <strong>色</strong><br />
• 亞 熱 帶 氣 候 潮 濕 、 炎 熱 , 傳 統 Portland 建 <strong>材</strong> 易 造 成 諸 如 熱<br />
島 效 <strong>應</strong> … 等 不 佳 居 住 <strong>環</strong> 境 , 在 能 源 、CO 2 等 <strong>國</strong> 際 議 題 上 也<br />
遭 詬 病 。<br />
• Geopolymer 建 <strong>材</strong> 是 較 現 今 之 Portland 建 <strong>材</strong> 更 「 <strong>綠</strong> <strong>色</strong> 」 且<br />
「 高 性 能 」 <strong>的</strong> 新 建 築 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 。<br />
Material type<br />
Manufacturing<br />
temperature<br />
Energy<br />
consumption<br />
CO 2<br />
emission<br />
Portland 1450-1500°C 100 100<br />
Glass 750°C-1350°C 64 (-36%) 35 (-65%)<br />
Geopolymer(I) 750-800°C 40 (-60%) 20 (-80%)<br />
Geopolymer(II) 750°C 30 (-70%) 10 (-90%)<br />
抗 壓 : 可 達 100~300MPa, 為 Portland(30~100MPa) 之 3 倍 以 上<br />
耐 溫 : 可 達 1000℃, 高 於 Portland 之 800℃
29<br />
Geopolymer <strong>國</strong> 內 外 技 術 <strong>發</strong> 展 概 況<br />
<strong>國</strong> 外<br />
<strong>國</strong> 內<br />
來 源<br />
Geopolymer<br />
Institute<br />
Particulate Fluids<br />
Processing Centre<br />
北 科 大<br />
工 研 院<br />
核 心 研 究<br />
對 Geopolymer<br />
結 構 、 製 程 <strong>與</strong><br />
<strong>材</strong> <strong>料</strong> 特 性 ( 如 機<br />
械 性 質 、 熱 性<br />
質 、 抗 化 學 腐<br />
蝕 性 質 等 ) 進 行<br />
系 統 <strong>的</strong> 研 究 。<br />
利 <strong>用</strong> Geopolymer<br />
耐 酸 、 耐 熱 性 ,<br />
可 以 包 裹 及 固 化<br />
有 毒 和 放 射 性 廢<br />
<strong>料</strong> , 防 止 污 染 擴<br />
散 。<br />
◎ 灰 渣 <strong>應</strong> <strong>用</strong> 於 無 機<br />
聚 合 防 火 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 之<br />
研 究<br />
◎ 無 機 聚 合 <strong>材</strong> <strong>料</strong> <strong>應</strong><br />
<strong>用</strong> 於 混 凝 土 防 火<br />
及 補 強<br />
◎ <strong>開</strong> <strong>發</strong> 以 無 機 聚 合<br />
體 為 基 <strong>材</strong> <strong>的</strong> 有 機<br />
無 機 共 聚 合 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
◎ 智 能 型 調 濕 建 築<br />
<strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
<strong>應</strong> <strong>用</strong> 領 域<br />
建 築 <strong>材</strong> <strong>料</strong> ( 防 火<br />
板 <strong>材</strong> 、 耐 酸 地<br />
下 管 件 )<br />
固 化 有 毒 和 放 射<br />
性 廢 <strong>料</strong><br />
防 火 建 <strong>材</strong><br />
◎ 高 韌 性 隔 熱 防 火<br />
節 能 板 <strong>材</strong><br />
◎ 智 能 建 築 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
( 吸 濕 、 隔 音 …)
30<br />
Geopolymer 建 <strong>材</strong> <strong>的</strong> 優 勢<br />
建 <strong>材</strong><br />
性 能<br />
Geopolymer<br />
建 <strong>材</strong><br />
水 泥 建 <strong>材</strong><br />
<strong>環</strong> <strong>保</strong> 性 舒 適 健 康 / 安 全 性 經 濟 性<br />
◎CO 2<br />
排 放 低 : 產 製 程 序 之 排<br />
放 為 ~0.5 kgCO 2<br />
/kg 建 <strong>材</strong><br />
◎ 再 循 <strong>環</strong> 高 : 強 度 足 ( 為 水 泥<br />
之 3 倍 ), 可 直 接 作 為 骨 <strong>材</strong> <strong>應</strong><br />
<strong>用</strong><br />
◎CO 2<br />
排 放 中 : 產 製 程 序 之 排<br />
放 為 1.0 kgCO 2<br />
/kg 建 <strong>材</strong><br />
◎ 再 循 <strong>環</strong> 低 : 強 度 不 足 , 無 法<br />
作 為 骨 <strong>材</strong> <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
◎ 不 會 產 生 壁 癌<br />
◎ 具 備 調 濕 機 能<br />
◎ 吸 音 效 果 佳<br />
◎ 易 於 添 加 功 能 性 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
增 進 健 康 效 能<br />
◎ 耐 火 效 能 >1000℃<br />
◎ 容 易 龜 裂 產 生 壁 癌<br />
◎ 耐 火 效 能 ~800℃<br />
◎ 原 <strong>料</strong> 燒 成 溫 度 低 ~700℃, 製<br />
程 耗 能 小 , 大 量 生 產 後 價 格<br />
1000℃, 耗 能<br />
大 , 價 格 1,800~2,000 元 / 噸<br />
◎ 高 熱 導 1.5~2.0W/m.K, 建<br />
物 耗 能 高<br />
圖 來 源 :http://udn.com/green/b10.htm
31<br />
Geopolymer 建 <strong>材</strong> 技 術 <strong>開</strong> <strong>發</strong><br />
技 術 指 標<br />
產 品 品 質 規 格<br />
服 務 指 標<br />
• 低 燒 成 溫 度 (200kgf/cm 2<br />
• 耐 磨 耗 < 0.1g(CNS3299)<br />
• 達 耐 燃 一 級 (>1000℃)<br />
建 立 技 術 平 台 , 協 助 產 業 評 估 無 機<br />
聚 合 建 <strong>材</strong> 之 <strong>開</strong> <strong>發</strong><br />
核 心 技 術<br />
• Geopolymer 前 驅 物 合 成 技 術 :<br />
– 適 <strong>用</strong> 於 各 種 矽 鋁 原 <strong>料</strong> 之 連 續 式<br />
製 程<br />
• 節 能 / 隔 熱 / 輕 質 化 技 術 :<br />
– 採 低 溫 聚 合 <strong>發</strong> 泡 技 術 , 將 建 <strong>材</strong><br />
孔 隙 率 提 高 至 80%, 可 <strong>與</strong> 各 種<br />
粒 <strong>料</strong> 骨 <strong>材</strong> ( 包 括 纖 維 ) 結 合 , 熱 傳<br />
導 係 數 低 於 0.3W/mK<br />
• 疏 水 / 親 水 調 控 技 術<br />
– <strong>應</strong> <strong>用</strong> 矽 烷 … 改 質 方 法 , 調 整<br />
Geopolymer 之 親 / 疏 水 特 性 ( 接<br />
觸 角 0~70)
32<br />
Geopolymer( 高 性 能 / <strong>環</strong> <strong>保</strong> 建 <strong>材</strong> )<br />
建 <strong>材</strong><br />
性 能<br />
Geopolymer<br />
建 <strong>材</strong><br />
水 泥 建 <strong>材</strong><br />
<strong>環</strong> <strong>保</strong> 性 舒 適 健 康 / 安 全 性 經 濟 性<br />
CO 2<br />
排 放 低 : 產 製 程 序 之<br />
排 放 為 ~0.5 kgCO 2<br />
/kg 建<br />
<strong>材</strong><br />
再 循 <strong>環</strong> 高 : 強 度 足 ( 為 水 泥<br />
之 3 倍 ), 可 直 接 作 為 骨 <strong>材</strong><br />
<strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
CO 2<br />
排 放 中 : 產 製 程 序 之<br />
排 放 為 1.0 kgCO 2<br />
/kg 建 <strong>材</strong><br />
再 循 <strong>環</strong> 低 : 強 度 不 足 , 無<br />
法 作 為 骨 <strong>材</strong> <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
不 會 產 生 壁 癌<br />
具 備 調 濕 機 能<br />
吸 音 效 果 佳<br />
易 於 添 加 功 能 性 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 增 進<br />
健 康 效 能<br />
耐 火 效 能 >1000℃<br />
容 易 龜 裂 產 生 壁 癌<br />
耐 火 效 能 ~800℃<br />
原 <strong>料</strong> 燒 成 溫 度 低 ~700℃,<br />
製 程 耗 能 小 , 大 量 生 產 後<br />
價 格 1000℃, 耗<br />
能 大 , 價 格 1,800~2,000<br />
元 / 噸<br />
高 熱 導 1.5~2.0W/m.K,<br />
建 物 耗 能 高
機 能 性 抗 菌 自 潔 <strong>材</strong> <strong>料</strong> :TiO 2 光 觸 媒<br />
• Photocatalyst: most are anatase TiO 2 (three type:<br />
anatase, rutile and brookite)<br />
• Manufacturers: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd., Sachtleben<br />
Chemie GmbH, Evonik Degussa…<br />
• Activity is not so high, so modified TiO 2 or visible-lightresponsive<br />
photocatalyst is necessary.<br />
TiO 2<br />
powder<br />
Acid TiO 2<br />
sol<br />
TiO 2<br />
≦30%, pH :1~3<br />
Neutral TiO 2<br />
sol<br />
TiO 2<br />
34<br />
抗 菌 自 潔 機 制 <strong>與</strong> <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
CB<br />
D* D •Driving force:<br />
+<br />
O 2<br />
e - e - e - -0.5 V<br />
hν<br />
e - /H + -<br />
e e - 4<br />
-<br />
H O r<br />
2<br />
O 2<br />
2<br />
D<br />
e - hν 3<br />
hν 1<br />
hν 2<br />
OH * D<br />
+<br />
h r<br />
h +<br />
2.7 V<br />
h + h +<br />
D +<br />
VB<br />
- UV light:
抗 菌 自 潔 <strong>材</strong> <strong>料</strong> <strong>與</strong> 市 場 規 模<br />
Market size(US$ million)<br />
900<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
USA<br />
EU<br />
Japan<br />
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007<br />
Year<br />
consumer<br />
0.5%<br />
others<br />
6.5%<br />
purifier<br />
23.0%<br />
road<br />
material<br />
2.0%<br />
inside BM<br />
8.0%<br />
Data from 2 nd CASP committee, 2008 Tokyo<br />
outside BM<br />
60.0%<br />
Normal glass<br />
Coated with TiO2<br />
35
36<br />
機 能 性 抗 菌 自 潔 塗 <strong>料</strong> <strong>開</strong> <strong>發</strong><br />
技 術<br />
指 標<br />
產 品 /<br />
品 質<br />
規 格<br />
服 務<br />
指 標<br />
• 可 具 有 超 疏 水 性 、 抗 菌 <strong>的</strong> 機 能 性 塗 <strong>料</strong><br />
• 可 耐 氙 燈 照 射 1000 小 時 以 上 (5 年 以 上 壽<br />
命 )、 耐 3000 次 刷 洗 (ASTM D2486)、<br />
水 接 觸 角 >100°、 具 脫 <strong>色</strong> 功 效 。<br />
• 建 立 建 <strong>材</strong> 抗 菌 自 潔 驗 證 技 術<br />
• 協 助 建 <strong>材</strong> 產 業 <strong>發</strong> 展 自 潔 抗 菌 機 能 性 建 <strong>材</strong> , 並<br />
通 過 標 章 認 證 , 以 拓 展 市 場 。<br />
核 心 技 術<br />
• 機 能 性 抗 菌 自 潔 塗 <strong>料</strong> <strong>開</strong> <strong>發</strong><br />
– 疏 水 劑 含 量 < 10%, 水 滴 接 觸 角<br />
> 100 度 , 耐 10% HCl 溶 液 > 24<br />
h , Xe Arc > 1200 h<br />
– 抑 菌 特 性 : 抑 菌 率 ( 大 腸 桿 菌 <strong>與</strong> 金<br />
黃 <strong>色</strong> 葡 萄 球 菌 )>95%<br />
– Water base 無 溶 劑 揮 <strong>發</strong><br />
• 塗 佈 技 術<br />
– 厚 度 100 度<br />
( 於 無 機 建 <strong>材</strong> )
37<br />
超 疏 水 性 光 觸 媒 自 潔 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
一 般 光 觸 媒 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 超 疏 水 性 光 觸 媒 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 超 疏 水 性 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
超 親 水 性<br />
( 接 觸 角 100℃)<br />
超 疏 水 性<br />
( 接 觸 角 >100℃)<br />
污 垢 容 易 附 著 不 易 附 著 不 易 附 著<br />
具 光 催 化 功 效 具 光 催 化 功 效 無 光 催 化 功 效<br />
抗 菌 、 空 氣 淨 化 抗 菌 、 空 氣 淨 化 無
38<br />
植 物 膠 ( 澱 粉 / 木 )<br />
• For wood-to-wood binding, many of these materials have been<br />
replaced by more effective and inexpensive formaldehyde-bases<br />
thermoseting resins, such as commercially produced ureaformaldehyde,<br />
phenol-formaldehyde and melamine-formaldehyde<br />
adhesive.<br />
• Formaldehyde is considered a priority pollutant by the United States<br />
Environmental Protection Agency and its emission in the<br />
environment and workers’exposure at manufacturing facilities<br />
continues to be a major health and environment safety concern.<br />
• Starch is a renewable polymer derived from a commodity crop<br />
produced in surplus.Its low cost and versatility for chemical<br />
manipulation makes it an attractive material for use as a substitute<br />
for synthetic polymers.<br />
• The development of an environmentally friendly wood adhesive is<br />
described prepared by crosslinking starch and a hydroxy<br />
functionalized polymer with crosslinker.
39<br />
澱 粉 膠 <strong>開</strong> <strong>發</strong><br />
H 2<br />
O<br />
Polymer<br />
Catalyst<br />
Starch<br />
H 2<br />
O<br />
Crosslinker<br />
Starch-based adhesive<br />
20 g/ft 2 of adhesive<br />
Adhesive
40<br />
澱 粉 膠 <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
Quality of starch-based adhesive<br />
Items<br />
Index<br />
Viscosity<br />
2000~4000 C.P.<br />
Gelation time (at 25 ℃)<br />
Storage life (at 70 ℃)<br />
30 days<br />
20 hours<br />
Wet bind strength 30 Kg/cm 2<br />
Starch-based adhesive application in plywood<br />
Class Method Index<br />
Type I<br />
Type II<br />
Type III<br />
Climate-proof plywood, it have the capability of time-proof,<br />
fervency-proof or steam-proof which can be used in outdoors.<br />
Water-proof plywood, it can dipping into ice water or hot<br />
water for a short time, but not fervency proof.<br />
Moisture-proof plywood, it can dipping into ice water for a<br />
short time, it can be used indoor.<br />
○<br />
○<br />
○
41<br />
生 態 纖 維 技 術 : 緣 由<br />
• 生 態 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 是 自 然 界 中 無 虞 匱 乏 , 容 易 取 得 <strong>的</strong> 資 源 , 在 其 使 <strong>用</strong> 生<br />
命 週 期 中 , 可 以 降 低 對 資 源 之 依 賴 、 減 少 資 源 消 耗 、 無 需 <strong>開</strong> <strong>發</strong><br />
新 種 資 源 之 使 <strong>用</strong> , 加 上 能 源 消 耗 減 少 , 因 此 逐 漸 受 到 重 視 。<br />
• 從 植 物 中 取 得 生 態 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 加 以 利 <strong>用</strong> , 並 將 其 轉 化 成 新 型 態 <strong>的</strong> 工 業<br />
產 品 , 已 成 為 重 要 趨 勢 , 生 態 纖 維 為 其 中 相 當 重 要 <strong>的</strong> 項 目 之<br />
一 。<br />
• 天 然 植 物 纖 維 過 去 一 直 被 使 <strong>用</strong> 於 造 紙 , 在 紡 織 相 關 工 業 上 <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
十 分 廣 泛 , 早 期 如 棉 、 麻 … 等 , 近 年 來 亦 <strong>開</strong> <strong>發</strong> 了 多 項 商 品 <strong>應</strong><br />
<strong>用</strong> , 包 括 玉 米 纖 維 、 竹 纖 維 、 牛 奶 纖 維 … 等 新 纖 維 <strong>的</strong> <strong>應</strong> <strong>用</strong> 。<br />
• 營 造 、 建 築 、 裝 潢 也 多 需 要 大 量 之 纖 維 , <strong>國</strong> 內 <strong>應</strong> <strong>用</strong> 於 建 築 方 面<br />
之 纖 維 需 求 超 過 20 萬 噸 / 年 , 主 要 以 木 纖 維 為 主 。 但 如 今 因 原 木<br />
砍 伐 以 及 全 球 溫 室 效 <strong>應</strong> 氣 體 減 量 壓 力 <strong>與</strong> 時 俱 增 , 若 將 這 些 植 物<br />
纖 維 <strong>的</strong> 需 求 , 轉 以 <strong>國</strong> 內 豐 富 <strong>的</strong> 植 物 ( 竹 、 稻 …) 纖 維 作 取 代 , 將<br />
可 創 造 更 高 之 效 益 。
42<br />
生 態 纖 維 需 求 原 因<br />
<strong>國</strong> 際 現 況<br />
• <strong>國</strong> 際 原 物 <strong>料</strong> 價 格 飛 漲<br />
• 原 木 砍 伐 嚴 重<br />
• 全 球 溫 室 效 <strong>應</strong> 氣 體 減 量 壓 力 日 增<br />
• 其 他 <strong>國</strong> 際 <strong>環</strong> <strong>保</strong> 趨 勢<br />
─ <strong>材</strong> <strong>料</strong> / 產 品 之 低 毒 / 無 毒 化<br />
─ 製 程 之 清 潔 生 產 要 求<br />
─ 降 低 產 品 生 命 週 期 <strong>環</strong> 境 衝 擊<br />
─ 積 極 <strong>開</strong> <strong>發</strong> 以 可 再 生 資 源 替 代 以<br />
化 石 原 <strong>料</strong> 為 基 礎 之 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 技 術<br />
<strong>國</strong> 內 現 況<br />
• 因 <strong>應</strong> 石 化 原 物 <strong>料</strong> 及 砂 石 價 格 飛<br />
漲 , <strong>材</strong> <strong>料</strong> / 產 品 之 原 <strong>料</strong> 仍 以 石 化 類<br />
居 多 , 需 積 極 尋 找 其 他 替 代 資 源<br />
• 因 <strong>應</strong> 溫 室 效 <strong>應</strong> 氣 體 減 量 之 要 求 ,<br />
需 積 極 <strong>開</strong> <strong>發</strong> 低 溫 室 效 <strong>應</strong> 氣 體 排 放 製<br />
程<br />
• 因 <strong>應</strong> 其 他 <strong>國</strong> 際 <strong>環</strong> <strong>保</strong> 趨 勢 , 需 選 擇<br />
低 <strong>環</strong> 境 負 荷 <strong>的</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> 、 實 施 清 潔 生 產<br />
製 程 、 產 製 可 循 <strong>環</strong> 再 利 <strong>用</strong> 或 生 物 降<br />
解 <strong>的</strong> 產 品 , 以 低 <strong>環</strong> 境 衝 擊
43<br />
生 態 纖 維 技 術 <strong>開</strong> <strong>發</strong> 問 題<br />
問 題<br />
• <strong>國</strong> 內 <strong>應</strong> <strong>用</strong> 於 建 築 方 面 之 纖 維 需 求 超 過<br />
20 萬 噸 / 年 , 主 要 以 木 纖 維 為 主 。 此 將<br />
面 臨 原 木 砍 伐 <strong>與</strong> 溫 室 效 <strong>應</strong> 氣 體 減 量 壓<br />
力<br />
• 目 前 世 界 上 取 得 植 物 纖 維 <strong>的</strong> 工 業 製<br />
程 , 大 都 採 <strong>用</strong> 化 學 程 序 , 植 物 纖 維 利<br />
<strong>用</strong> 率 在 50~60%, 效 率 不 高 , 而 且 過 程<br />
中 產 生 大 量 污 染 物<br />
解 決 方 案<br />
• 將 植 物 纖 維 <strong>的</strong> 需 求 , 轉 以 <strong>國</strong> 內 豐 富 <strong>的</strong><br />
植 物 ( 竹 、 稻 …) 纖 維 作 取 代 , 將 可 創 造<br />
更 高 之 效 益<br />
• <strong>應</strong> <strong>用</strong> 於 營 造 、 建 築 、 裝 潢 等 產 品 之 植<br />
物 纖 維 , 不 太 需 要 去 除 其 中 <strong>的</strong> 木 質 素<br />
(lignin), 採 更 <strong>環</strong> <strong>保</strong> 之 非 化 學 製 程 技 術 即<br />
可 取 出 植 物 纖 維<br />
生 態 骨 <strong>材</strong> 產 品<br />
生 態 纖 維 骨 <strong>材</strong><br />
生 態 纖 維<br />
生 態 纖 維 產 品<br />
本 土 天 然 植 物<br />
高 效 率 解 纖 技 術
44<br />
生 態 纖 維 技 術 <strong>開</strong> <strong>發</strong> 平 台<br />
生 態 纖 維 產 品 <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
評 估<br />
• 依 據 產 品 類 別 , 進 行 生 態 纖 維 之<br />
<strong>應</strong> <strong>用</strong> 可 行 性 評 估 <strong>與</strong> 建 立 產 品 性 能<br />
檢 測 技 術<br />
• 初 期 將 評 估 生 態 纖 維 骨 <strong>材</strong> 於 輕 質<br />
高 強 之 纖 維 顆 粒 磚 / 板 之 <strong>應</strong> <strong>用</strong><br />
生 態 纖 維 技 術<br />
<strong>開</strong> <strong>發</strong> 平 台<br />
本 土 天 然 植 物 篩 選<br />
• 以 可 再 生 之 植 物 資 源 取 代 石 化 或<br />
原 木 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
• 依 據 各 類 植 物 之 生 長 特 性 <strong>與</strong> 纖 維<br />
特 性 , 篩 選 適 <strong>用</strong> 之 本 土 植 物 資 源<br />
生 態 纖 維 加 工 技 術<br />
<strong>開</strong> <strong>發</strong><br />
<strong>綠</strong> <strong>色</strong> 製 程 解 纖 技 術<br />
<strong>開</strong> <strong>發</strong><br />
• 依 據 生 態 纖 維 之 <strong>應</strong> <strong>用</strong> 產 品 別 , <strong>開</strong><br />
<strong>發</strong> 生 態 纖 維 加 工 技 術<br />
• 初 期 以 生 態 纖 維 骨 <strong>材</strong> 製 作 為 主<br />
• <strong>開</strong> <strong>發</strong> 高 效 率 解 纖 處 理 技 術<br />
• 以 物 理 解 纖 技 術 取 代 傳 統 污 染 較 高<br />
之 化 學 解 纖 製 程<br />
• 若 <strong>應</strong> <strong>用</strong> 於 營 建 <strong>用</strong> 途 , 不 需 去 除 木 質<br />
素 , 可 提 高 植 物 纖 維 之 利 <strong>用</strong> 率
45<br />
生 態 纖 維 技 術 <strong>開</strong> <strong>發</strong> 概 況<br />
• 目 前 世 界 上 取 得 植 物 纖 維 <strong>的</strong> 工 業 製 程 , 幾 乎 全 部 採 <strong>用</strong> 化 學 程 序 ,<br />
將 植 物 以 酸 / 鹼 蒸 煮 之 方 式 取 得 纖 維 , 植 物 纖 維 利 <strong>用</strong> 率 在<br />
50~60%, 效 率 不 高 , 而 且 過 程 中 產 生 大 量 污 染 物 , 使 得 原 本 屬<br />
於 “ 生 態 <strong>材</strong> <strong>料</strong> ” <strong>的</strong> 植 物 纖 維 變 <strong>的</strong> 不 太 <strong>環</strong> <strong>保</strong> 。<br />
• <strong>應</strong> <strong>用</strong> 於 營 造 、 建 築 、 裝 潢 等 產 品 之 植 物 纖 維 , 並 不 太 需 要 去 除 其<br />
中 <strong>的</strong> 木 質 素 (lignin), 因 此 可 採 更 <strong>環</strong> <strong>保</strong> 之 非 化 學 製 程 技 術 以 取 出 植<br />
物 纖 維 。<br />
• 以 本 土 稻 、 竹 或 其 他 植 物 資 源 為 研 究 對 象 , <strong>開</strong> <strong>發</strong> 非 化 學 式 之 高 效<br />
率 解 纖 技 術 。<br />
• 將 植 物 纖 維 製 作 成 具 有 輕 質 、 高 強 度 之 生 態 纖 維 骨 <strong>材</strong> 產 品 , 估 並<br />
<strong>開</strong> <strong>發</strong> 具 有 高 強 度 之 纖 維 顆 粒 磚 / 板 之 <strong>應</strong> <strong>用</strong> 技 術 。<br />
• 未 來 可 朝 向 纖 維 塗 <strong>料</strong> 、 纖 維 鋪 面 或 附 加 價 值 更 高 之 車 <strong>用</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> <strong>發</strong><br />
展 。<br />
• 台 灣 地 區 竹 <strong>的</strong> 總 量 達 450 萬 噸 , 若 以 10% <strong>用</strong> 於 生 產 生 態 纖 維 , 每<br />
噸 5000 元 <strong>的</strong> 產 值 計 算 , 預 估 未 來 可 達 20 億 元 之 產 值 。
<strong>國</strong> 內 研 <strong>發</strong> 之 各 類 輕 質 骨 <strong>材</strong> 特 性<br />
一 般 而 言 , 燒 結 型 輕 質 骨 <strong>材</strong> 之 比 重 較 小 , 吸 水 率 較 低 ;<br />
冷 結 型 輕 質 骨 <strong>材</strong> 之 比 重 較 大 , 吸 水 率 較 高<br />
46
47<br />
生 態 纖 維 - 輕 質 高 強 纖 維 骨 <strong>材</strong> <strong>開</strong> <strong>發</strong> (1)<br />
效 能 需 求<br />
– 高 比 重 骨 <strong>材</strong> 造 成 建 築 結 構 體<br />
過 重 、 施 工 不 便 、 運 輸 耗<br />
能 … 等 缺 點<br />
– 人 造 骨 <strong>材</strong> <strong>應</strong> <strong>用</strong> 氣 泡 、 <strong>保</strong> 利<br />
龍 … 作 填 充 , 僅 達 輕 質 化 但<br />
強 度 性 能 未 能 提 升<br />
– 以 纖 維 達 成 輕 質 化 , 並 <strong>保</strong> 有<br />
( 或 超 過 ) 原 有 強 度 , 是 未 來<br />
<strong>發</strong> 展 趨 勢<br />
強<br />
度<br />
先 進 骨 <strong>材</strong><br />
一 般 輕 質 骨 <strong>材</strong><br />
( 如 水 庫 淤 泥 燒 結 型 )<br />
密 度
48<br />
生 態 纖 維 - 輕 質 高 強 纖 維 骨 <strong>材</strong> <strong>開</strong> <strong>發</strong> (2)<br />
市 場 需 求 情 形<br />
– 砂 石 量 需 求 分 析<br />
• <strong>國</strong> 內 骨 <strong>材</strong> ( 砂 石 ) 需 求 量 約 為 0.8~1.2 億 M 3<br />
/M 3 , 市 場 規 模 有 400~500 億 元 / 年<br />
/ 年 , 約 400~500 元<br />
– 輕 質 骨 <strong>材</strong> 市 場 推 估<br />
• 若 能 取 代 10% <strong>的</strong> 砂 石 需 求 量 , 以 每 立 方 米 2500 元 估 算 ( <strong>國</strong> 外 輕<br />
質 骨 <strong>材</strong> 進 口 價 約 2500~4000 元 /M 3 ), 則 輕 質 骨 <strong>材</strong> 每 年 市 場 規 模<br />
約 為 250 億 元<br />
• 若 生 態 纖 維 骨 <strong>材</strong> 未 來 可 佔 輕 質 骨 <strong>材</strong> 市 場 之 10%, 則 每 年 之 市 場<br />
規 模 約 為 25 億 元<br />
• 使 <strong>用</strong> 輕 質 骨 <strong>材</strong> 可 減 少 建 築 物 約 25~30% <strong>的</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong> 費 <strong>用</strong> , 每 年 可 達<br />
90~100 億 元 , 極 具 誘 因
49<br />
竹 <strong>材</strong> 纖 維 之 非 化 學 解 纖 技 術 概 要<br />
◎ 目 前 世 界 上 取 得 植 物 纖 維 <strong>的</strong> 工 業 製 程 , 大 都 採 <strong>用</strong> 化 學 程 序 ,<br />
植 物 纖 維 利 <strong>用</strong> 率 在 50~60%, 效 率 不 高 , 而 且 過 程 中 使 <strong>用</strong> 化 學<br />
藥 劑 產 生 大 量 污 染 物 。<br />
◎ <strong>開</strong> <strong>發</strong> 高 效 率 非 化 學 解 纖 處 理 技 術 , 能 迅 速 將 竹 纖 維 解 纖 , 纖<br />
維 獲 得 率 可 達 90% 以 上 。<br />
◎ 解 纖 完 之 生 態 纖 維 可 輕 易 製 成 生 態 纖 維 骨 <strong>材</strong> , <strong>應</strong> <strong>用</strong> 於 輕 質 、<br />
高 強 之 纖 維 顆 粒 磚 / 板 <strong>的</strong> 製 作 等 。<br />
高 效 率 解 纖 機
50<br />
生 態 纖 維 研 <strong>發</strong> 產 品 / 成 果 <strong>用</strong> 途<br />
竹 <strong>材</strong> 等 生 態 纖 維 原 <strong>料</strong><br />
解 纖 機<br />
纖 維<br />
纖 維 輕 質 骨 <strong>材</strong><br />
纖 維 板<br />
纖 維 合 成 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
纖 維 <strong>開</strong> <strong>發</strong> 產 品<br />
竹 <strong>材</strong> 竹 片 解 纖 疏 纖<br />
纖 維<br />
成 品<br />
纖 維<br />
<strong>應</strong> <strong>用</strong>
51<br />
生 態 纖 維 技 術 <strong>開</strong> <strong>發</strong> 系 統<br />
添 加 劑<br />
各 類 植 物 纖 維 原 <strong>料</strong><br />
解 纖 製 程<br />
生 態 纖 維<br />
配 方 調 配 、 改 質 、 混 練<br />
其 他 生 態<br />
纖 維 產 品<br />
生 態 纖<br />
維 塗 <strong>料</strong><br />
造 粒<br />
壓 模 或 澆 注<br />
‧ 汽 車 <strong>用</strong> <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
生 態 纖 維 骨 <strong>材</strong><br />
生 態 纖 維 板 <strong>材</strong><br />
育 苗 盆<br />
生 鮮 托 盤<br />
各 類 生 態 纖 維 製 品<br />
生 態 纖 維 隔 熱 磚<br />
生 態 纖 維 板 <strong>材</strong>
52<br />
技 術 關 聯<br />
高 性 能 建 <strong>材</strong><br />
施 <strong>用</strong> 模 組<br />
<strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong><br />
技 術<br />
健 康 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
( 光 觸 媒 )<br />
無 機 聚 合<br />
高 隔 熱 / 節 能<br />
自 潔 耐 潮<br />
陶 瓷 木 <strong>材</strong><br />
透 水 <strong>保</strong> 濕<br />
負 離 子 產 生<br />
生 態 建 <strong>材</strong><br />
( 竹 地 板 )<br />
遠 紅 外 線<br />
<strong>環</strong> 境 致 變<br />
防 音 ( 隔 音 吸 音 )<br />
植 物 膠<br />
( 澱 粉 / 木 )<br />
生 態 / 健 康 建 <strong>材</strong><br />
清 洗 設 計<br />
聚 合 控 制<br />
填 縫 <strong>材</strong> <strong>料</strong><br />
隔 熱 模 組<br />
防 音 模 組<br />
低 溫 燒 成<br />
養 護 程<br />
序<br />
陶 瓷 化<br />
流 漿 澆 鑄 高 壓 成 型<br />
前 驅 物 製 備<br />
表 面 塗 覆<br />
生 產 系 統<br />
貼 合 劑<br />
吊 掛 組 件<br />
<strong>材</strong> 質 選 <strong>用</strong> 匹 配<br />
抄 造
53<br />
結<br />
論<br />
• 生 態 化 設 計<br />
– <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> <strong>綠</strong> 建 築 <strong>綠</strong> 城 市<br />
• <strong>綠</strong> 建 <strong>材</strong> : 健 康 、 生 態 、 再 生 、 高 性 能<br />
• <strong>綠</strong> 建 築 : 室 內 健 康 <strong>與</strong> <strong>環</strong> 境 、 基 地 <strong>保</strong> 水 、 日 常 節 能 、CO 2 減 量 、 廢<br />
棄 物 減 量 、 水 資 源 、 污 水 <strong>與</strong> 垃 圾 、 <strong>綠</strong> 化 、 生 物 多 樣 化<br />
• <strong>綠</strong> 城 市 : 合 理 之 水 資 源 使 <strong>用</strong> 、 能 源 使 <strong>用</strong> 、 物 質 使 <strong>用</strong> 之 靜 脈 流 、 動<br />
脈 流 規 劃 及 地 勢 、 風 向 、 陽 光 之 有 效 利 <strong>用</strong> 。 不 <strong>與</strong> 自 然 為 敵 。<br />
• 建 造 之 前 已 規 劃 好 未 來<br />
• 拆 解 工 程<br />
• 拆 解 <strong>材</strong> <strong>料</strong> 之 <strong>用</strong> 途<br />
• 提 昇 之 附 加 價 值<br />
• 生 命 週 期 概 念<br />
• 搖 籃 到 墳 墓<br />
• 搖 籃 到 搖 籃
( 本 簡 報 承 工 研 院 能 <strong>環</strong> 所 提 供 部 份 資 <strong>料</strong> , 謹 此 致 謝 )<br />
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