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高宅新首選 新型高強度鋼筋混凝土結構系統

2019-04-23 21:59經濟日報 曹松清

新舊技術元件。 國研院/提供
新舊技術元件。 國研院/提供
將都市的住宅建築高層化有很多優點,國家實驗研究院國家地震工程研究中心歷經十年研發,開發出「台灣新型高強度鋼筋混凝土結構系統」(Taiwan New RC),將材料強度提升約1.6至2.4倍,除了有效減少建築物的材料使用量、縮小梁柱尺寸外,最重要的是可以提升建築物高度將近一倍,是鋼筋混凝土(RC)建築的全新里程碑、高層住宅的新首選。

對於人口密集的都市化區域而言,住宅用地逐漸缺乏,且房價日益昂貴,因此將都市的住宅建築高層化,可有效紓解都市新建住宅用地不足的問題,或改善都市老舊且高密度低矮住宅建築的更新問題,更能增加建築周邊的公共空間與休閒綠地面積,提升生活品質。

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完成高強度鋼筋混凝土材料研發 技術世界唯二

傳統鋼筋混凝土建築是由抗拉的鋼筋與抗壓的混凝土組成,具有成本經濟、耐久性高、易於維護、隔音好、防火及居住舒適度佳等優點,適用於住宅建築,但缺點是強度較低及單位重量較大,最高只能蓋到27樓左右;若要將建築高度向上提升,勢必擴大梁柱尺寸及增加材料用量,除增加營建成本外,也將縮減平面使用空間,在用地有限的都會區中,較不具經濟效益。

鋼骨結構雖可蓋更高樓層的建築,隔音度卻不佳,不適合做為住宅。和台灣同樣有地狹人稠、地震頻繁問題的日本,因此開發出高強度鋼筋混凝土,目前已蓋出世界第一棟59樓高層鋼筋混凝土住宅建築。

然而營建產業具有本土化的特性,因為鋼筋混凝土建材太重,難以直接進口,且使用高強度鋼筋混凝土的設計與施工也必須隨之修正,並須符合當地法規。因此若要在台灣建造高強度鋼筋混凝土建築,從材料製造、結構設計、營建施工等環節,都必須發展適合我國本土特性的技術。

國研院國震中心自2009年起,結合學術界與產業界資源,著手研發「台灣新型高強度鋼筋混凝土結構系統」,歷經10年努力,已經開發出強度為傳統材料1.6倍的鋼筋、2.4倍的混凝土,以及配合這些高強度新材料的設計與施工技術,並全部通過驗證,可提供業界應用與參考。我國也成為繼日本之後,全世界第二個開發出高強度鋼筋混凝土結構系統的國家。

國研院國震中心現正積極輔導業者依循「建築新技術新工法新設備及新材料認可申請要點」,向內政部營建署提出申請,一經通過就可實際使用此項新技術建造高層住宅建築。目前已有業者據此規劃興建43樓的高層住宅,未來勢必吸引更多業者投入,為國內營建產業帶來一番新氣象。

材料與工期節省 使用空間增加

台灣新型高強度鋼筋混凝土因具有高強度的特性,可有效節省營建材料、縮小結構尺寸;且因須搭配預鑄工法(梁柱事先在工廠製造,再運到現場組裝),相較傳統鋼筋混凝土建築常使用的場鑄工法(在工地現場直接澆置混凝土),更能確保施工品質並縮短工期。若以25層樓的建築為例,使用台灣新型高強度鋼筋混凝土相較於傳統鋼筋混凝土,構件材料成本可節省45%,工期可節省50%;又以30坪住宅為例,可增加約2%的室內使用面積。若應用此技術興建超高層建築,在台灣都市寸土寸金的環境下,優勢更大。

近年來,台灣各大都市中,屋齡超過三、四十年的低矮樓房比例漸漸增高,此類建築已超過或逐漸達到設計使用年限,安全堪虞,因此,都市更新議題日顯重要。在政府大力推動都市更新下,藉由「台灣新型高強度鋼筋混凝土結構系統」的技術應用,可將都市住宅更合理且有效率地高層化,適當降低都市的建築用地需求,增加公共空間及綠地面積,有效改善居住品質。同時亦可藉此大幅提升台灣營建產業的施工技術與品質,進而帶動相關產業發展,再創我國經濟榮景。

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