木材在生態工法應用時之設計與維護

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計畫名稱木材在生態工法應用時之設計與維護
研究類別委託研究
計畫年度94年
受委託機關國立台灣大學(負責人:陳維昭 校長)
計畫主持人王松永
計畫執行時間94年04月-94年12月
研究經費882仟元
  • 計畫目標:

    本計畫之目標係透過生態工法之設施之設計與維護管理系統,期能提高生態工法設施所使用之木材之耐久性,以維持資源之永續性。本年度選定羅東林管處太平山遊樂區聯外道路宜專1.72km蝕溝,配合林務局提供之柳杉(Cryptomeria japonica)疏伐木,進行疏伐木之加工與防腐處理,除部分作為土木用材之備料外,並邀請日本技師輔導及規劃設計節制壩兩座,最後編纂「木材生態工法施工設計與維護手冊」。
  • 研究成果:

    1. 執行成果摘要:
      1. 生態工法木格框節制壩施工台灣案例
        • 選擇羅東林區管理處之太平山森林遊樂區宜專一線1.72km道路旁進行木格框節制壩施作工程,係以柳杉疏伐木為材料,所取得材積數為250立方公尺,供作加工用,並將美觀與實用的因素一併考慮。
        • 藉助日本技師之經驗與規劃設計方式,依此O&D工法(Out Door Wood)之原理可應用於河川護坡堤,多段推積木工沉床工程,攔砂壩、河床護基等工程,以改善各種坡地之水土保持工程,使能近於自然狀態,並且固定碳素於材料內,有助CO2之減量。
      2. 生態工法節制壩施工現場勘查
        計畫執行之初,會同羅東林區管理處等相關人員,於太平山森林遊樂區進行實地勘查,初步選定施作地點於羅東林區管理處蘭台苗圃道路旁上邊坡,雖然似乎為草生地,然該區域為侵蝕溝,有施作節制壩之必要。然因兩次颱風襲台,宜專一線6.20Km處路基坍塌嚴重,至年底前可能無法完工通行,因此改選定宜專一線1.72Km處之蝕溝,作為節制壩施作地點。
      3. 國產材疏伐木O&D工法加工過程
        本年度申請林務局提供之250m3柳杉疏伐木,於94年9月20日起陸續運送至昆晉實業股份有限公司木材及防腐加工廠,經過原木剝皮、裁切、製材與O&D工法處理後進行防腐處理工作。
      4. 生態工法木格框節制壩施工
        本次施作之木格框節制壩共兩座,分為1號壩與2號壩,2號壩又分為A、B、C三區。
        現場施作時間於94年11月24日挖土機挖深挖寬整地開始,至94年12月2日組立完工,歷時9天完成兩座節制壩之施作。
      5. 木製生態工法節制壩與混凝土製工法CO2排放量之比較
        此兩座節制壩使用圓木棒之控材、橫材與斜材共846根,其材積12.53m3;而相當尺寸之混凝土製擋土牆需使用混凝土量1號壩為22.70m3;2號壩為44.30m3,合計67 m3。
        • CO2排放量
          防腐處理木材:66×12.53m3=827kg
          混凝土:440×67m3=29,480kg
        • 碳素(C)之固定量
          • 防腐處理木材:642×12.53m3=8,044.3kg
            以柳杉材比重為0.35計,其含碳量為175kg/m3(此係木材碳素比例為50%計),換算成CO2時,則因腐朽所引起CO2發生量為175×3.67kg/m3,即642 kg/m3。但是經防腐處理則這些CO2將固定在木材中至少30年以上。
          • 混凝土:0kg
            建造擋土牆工程時,如以木材(疏伐木)取代混凝土時,可使CO2削減效果達36,697.3 kg。
            每位國人在一年內因呼吸所排出CO2量約為320kg,因此這兩座木格框節制壩約相當於115位國人在一年之CO2呼出量。
      6. 木材生態工法施工設計與維護手冊編寫
        編撰木材生態工法施工設計與維護手冊,將疏伐木有效應用方式編定成手冊,包括護坡工程、攔砂壩工程等之應用,以利民眾方便參考與閱讀,並教育與推廣疏伐木之有效利用。
    2. 檢討與建議:
      亦可利用柳杉疏伐木製作各種標示牌、步道、壁板、課桌椅等所需材料。搭配生態工法擋土牆或節制壩之建造,可使森林遊樂區之土木設施能配合自然環境,達到公園親水化之目標。
  • 對業務革新、創新之效益:

    為因應週休二日與國建2008旅客倍增計畫,在森林區,鄉村區增加不少休閒遊樂區與景觀區。其設施如護坡、步道、隔音牆、欄杆、樓梯、涼亭等為能與生態環境相搭配,許多均使用自然材料之木材。對於外構用木材所期望之耐用年數,依設施之種類而有很大差異。如涼亭或木橋為20年以上,一般公園設施約15年會修建,以此作為耐用年數之指標。台灣因氣溫高、多雨,要滿足此要求並不容易,實際上有許多案例為約4-6年就已腐朽,致使從近10年來木材之使用經驗,設計者及使用者對防腐處理木材之品質不信任感提高,轉而使用高耐久性素材。
    為何在這些設施希望以木材替代混凝土材料?此係因京都議定書在俄國國會通過後,已具法律效力,全球需將溫室氣體排放量減低至1990年水準,再減5.2%。而木材不但加工能源低,因此CO2排放量少,其更會固定CO2在木材內部,因此多使用木材,多造林將可達到CO2減量之目標。
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瀏覽人次:520 最後更新日期:2016-05-01