土木科

本研究主要是利用白膠與西卡紙製作成紙橋，乾燥後以一個人的體重對紙橋作初步測試，紙橋毫髮無傷。最後將三種不同斷面形式的紙橋模型，利用萬能試驗機測得紙橋的最大承載力。將試驗所得到的數值帶入所推導的力學公式中，求得紙橋三種不同斷面形式的關係。因為桁架的原理，讓紙橋能承受較大的載重，但在我們進一步的推導公式中發現，相同截面積所得到的壓應力應該相等，可是我們實驗所得到的結果並不相等；於是我們又進一步的探討，發現原來是我們所製作的模型並不是單純的桁架構件，所以會產生彎矩力以抵抗載重，此彎矩力相當於偏心載重所產生的彎矩，於是我們將所得數值加以比較，發現當偏心距愈大，所承受的最大承載力也就愈小。不同的斷面形式有不同之極慣性矩，極慣性矩愈大所能承載之彎矩愈大，最大承載力亦愈大。

本研究以戶外水平百葉窗探討其對室內溫度及照度的影響，試驗方式以1：8 比例縮小建築物模型進行試驗，探討窗片材質為壓克力、玻璃以及鍍膜玻璃，且分別加上不同角度百葉，以了解窗片材質、百葉材質、顏色及角度對室內溫、照度之影響。試驗以探照燈為固定光源，45 度俯角之方式照射。研究窗片材質、百葉材質、顏色及角度對室內溫度之影響。將試驗數據整理、分析及探討後，得知百葉角度向上時，室內溫度提高的速度遠比向下的更快。如深色百葉隔熱效果優於淺色百葉；木質百葉隔熱效果優於鋁片百葉；壓克力材質窗片隔熱效果優於鍍膜玻璃，且優於普通玻璃材質窗片；百葉角度與光源成垂直時隔熱效果較佳，與光源夾角超過90 度之後效果不明顯，但照度明顯降低。

本研究在探討如何將中古屋改建成綠建築，以製作縮小1/25和1/30比例的平屋頂之中古屋建築模型，包含：傳統雙拼之中古屋、增建雙層牆、增建通風塔、含雙層牆以及通風塔等。另改變屋頂形式為斜屋頂，經由比較屋頂形式測試其功效。實驗中通風塔採用形式亦是關鍵，故亦單獨測試各種形式之功效及環境變異之差異。實驗方式為利用電子溫度計觀測各層樓在不同時間之溫度。以及觀測不同形式通風塔之溫度，進而找出最佳之改善建築物室內環境舒適度的方式。根據實驗數據顯示，改建為具雙層牆、通風塔和雙層斜屋頂之中古屋較傳統雙拼中古屋之室內溫度下降約4度。通風塔形狀為矩形、厚度越厚、高度越高、斷面積為2×2時最有效果。

本研究希冀『轉廢為寶 點石成金』，以石材廢泥為研究材料，利用熱處理方式燒製混凝土廣泛使用之常重粒料及輕質粒料，轉危機為商機，減少環境污染與衝擊，傳承永續經營之居住環境。經化學組成研判本研究之石材廢泥應為花崗石廢泥，且符合燒製輕質粒料之膨脹範圍，以不同的燒結氣氛進行再生粒料之燒製實驗，探討燒結溫度（1050℃、1075℃、1100℃、1125℃、1150℃）及燒結時間（5分鐘、15分鐘、60分鐘）之影響。試驗結果顯示，常重粒料之燒結溫度至少需達1100℃以上，且燒結溫度控制遠比燒結時間的掌握來得重要，燒結溫度1125℃、燒結時間15分鐘可達燒製常重粒料之最佳效果；而燒製輕質粒料最佳情況為加熱達1100℃，再放入高溫爐中燒結15分鐘，可燒製出比重為1.25之輕質粒料。

「黏黏有”魚”！魚鱗灰取代水泥砂漿試體試驗」是將魚鱗灰取代部分水泥測其對抗壓強度和抗拉強度之影響，進而瞭解魚鱗灰是否可以取代部分水泥，將其廢物利用，並達到綠建築永續之主旨。同時降低建築工程材料成本並提高經濟效益。前期試驗用未燒結之魚鱗粉，但抗壓強度表現不佳，分析後發現魚鱗內含膠原蛋白對水泥強度並無預期之幫助，因此將其燒結成魚鱗灰，成分為無機磷酸鈣鹽類，實驗結果顯示磷酸鈣對其抗壓強度及抗拉強度都有較佳之幫助。若能結合研發中心萃取膠原蛋白後，高純度之魚鱗灰利用於生醫，而回收廢棄之低純度魚鱗灰作為土木建築材料之利用，相信魚鱗灰水泥將為工程材料史上一項創新材料，並賦與魚鱗回收再利用的新價值。

本研究設計的植生牆轉軸式支撐架系統裝置理念是以旋轉門為構想來源，使植生牆可以將外部牆面轉至室內進行維修工作，改善原有植生牆支撐系統的工作性。此裝置主要係由立桿兩側設置掛架，並於掛架面吊掛盆體，形成雙面栽植，立桿底端設軸承、軸心桿，形成可旋轉之功能。利用此裝置之旋轉功能，其實用性與設計特點如下列所示： (一) 由原本固定支撐改良成轉軸式支撐架系統，改善植生牆工作性。 (二) 將植生牆轉軸式支撐架系統底座釘固於公寓大樓陽台之女兒牆，除了可形成綠色植物景觀及遮陽效果，並可調整遮陽、通風角度。 (三) 結合窗簾、花台、鐵窗、遮陽板等功能，減少能源浪費，改善鐵窗外部美觀問題，及了解本研究裝置對建物立面綠化減碳之節能效益。

雨水與灰塵時常對建築物外牆造成污染，本研究希望設計出防止外牆污染之裝置。首先，為了模擬污染情境，自行設計組裝一套「擬真裝置」，此裝置包含三大部分：雨滴生成器、抿石子試體、灰塵產生器。將抿石子試體以灰塵產生器進行落塵處理後，放置在雨滴生成器下方，實際模擬出雨水與灰塵對外牆造成污染之情境，結果出現「逕流污染」及「飛濺污染」現象。接著，測試各種防止污染的方法，由實驗結果顯示，採用「U型防污設計」將污水導流至排水管，可防止「逕流污染」；採用「60°斜板組件」，可防止「飛濺污染」。最後，我們整合「U型防污設計」及「60°斜板組件」，自行設計組裝的「防污裝置」可有效防止「逕流污染」與「飛濺污染」。

本次作品「磚切鑿器」利用剪力原理、鋼構特性以及橡膠的吸震原理及其特性進行研究，讓磚塊切面平均受力，再利用瞬間剪力切磚，在這樣的構想之下，多次的研究、討論以及嘗試才做出這次的作品，這次的作品不僅可以讓磚塊有平整的切面，安全性也比傳統的方式高，另外在切磚的過程中也不會產生污染，而且維護及維修簡易，移動性高也增加了使用的實際性，過程中也不會產生許多的公害，可稱作是綠色工具。

台灣水庫淤積問題相當嚴重，總淤積量約蓄水容量的17.44%，高達479,000,000m3，並持續淤積。而當清除水庫淤泥時延伸出的淤泥棄置問題及工程棄土問題，我們擬定一種加勁磚，以淤泥或工程棄土為主要填充材，添加第一型水泥為黏結材，加入適當水量可製成景觀磚，但因土體強度不足，而透過天然植物及環保回收料作為加勁材，藉此強化其抵抗外力之能力，達到減少淤泥或工程棄土問題兼具資源再生之功效。研究目的為探討使用淤泥或工程棄土，添加兩大類加勁材(天然、環保類)，研究加勁材對土體之抗壓、抗拉及抗折強度提升率之影響因素。經實驗模擬後，發現水泥添加量(W/C=2.0↓)與養護齡期(7天↑)為強度提升率之主要因素，而土體之握裹力以纖細加勁材具有最佳強度提升率。

「讓神明保佑“泥”！金紙灰水泥砂漿試驗」是藉由簡易實驗設計，測出取代或添加不同比例金紙灰對水泥砂漿試體強度的影響，瞭解金紙灰可否取代部分水泥及細骨材，達到廢物利用，同時降低工程材料的成本增加經濟效益，以符合綠建築之永續宗旨。前期試驗證實：金紙灰水溶液為鹼性，其化學成分有：SiO2(18.08％)、Al2O3(12.23％)、Fe2O3(1.30％)、CaO(39.79％)等類似水泥的成分。研究結果顯示：添加少量(添加率10％以下)金紙灰將有助於早期強度的提升，若添加過量則產生負面影響減低強度。而本研究試體晚期強度普遍不佳，應與金紙灰過量鹼性成分和燒失量太大有關，倘若能在材料的取得技術或後處理做改進與提升，將更有助於提升金紙灰再利用的價值。