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水泥、空心牆用印的 台南機械廠靠3D列印解決人力短缺、資源浪費?

建築部門使用的總能源,僅次於製造業。不過,卻少有新的減碳方法。現在,台南的永康科學園區,原本做塑膠3D列印的機械廠,正與成大研究團隊合作,開發能列印水泥的3D列印機,並透過回收蚵殼、廢棄磚頭、白化珊瑚的再利用,減少原材料水泥的使用。

淨零-減碳-ESG-循環經濟 成功大學建築系教授劉舜仁與頡欣共同開發3D列印機印水泥,不僅可以減少人力還可以減少資源浪費。圖片來源:邱劍英攝
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台南永康科學園區裡的頡欣機械,廠裡擺了一台長高3公尺的3D列印機。由上而下,這台列印機,不斷透過噴頭,把水泥一圈一圈擠到地面上。

頡欣機械所製造的塑膠射出機台,也被客戶用來生產賓士與特斯拉的汽車零件。另外,頡欣多年來也研製3D列印機台,最終產品甚至被用在戰機上。但列印水泥,卻是他們首次嘗試。

為什麼要用3D列印機印水泥、蓋房子?

與頡欣共同開發機台的成大建築系教授劉舜仁解釋,傳統的建築物採用的是濕式工法,要搭板模、要灌水泥,現在建築工人愈來愈少,3D列印能減少人力。此外,運用3D列印技術的特性,也可以在不須承受結構與重量的牆面之處,列印出空心牆面,減少原料的使用,「我們用多少擠多少」。

目前,開發團隊打算把列印出的水泥塊,用來組合成公車亭、戶外廁所或者做消波塊。最快,預計將在澎湖,印出全台第一座的列印廁所。

「工地現場運進去的原物料,最後有三分之一,會變成建築餘料,當成廢棄物處理,像是切割下來的板材,沒有用完的水泥等,這是很大的浪費,我們希望能開發新的工法,」劉舜仁說。

這也是台灣要推動淨零碳排,不得不做的嘗試。根據統計,建築部門是排碳巨獸,全球的碳排放量中,有3成來自於建築物運作時產生的能耗,而建築工程與使用的材料本身,也佔總排碳量的1成,僅次於製造業。

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剛公布的台灣2050年淨零路徑,也把建築業的減碳列入重點推動項目。目標在2050年時,要把所有的新建築物,以及超過85%現有建築物都變成為淨零碳建築。

 若能將回收物再利用成建築新材料,將可以減少建築業的碳排量。(圖片來源:邱劍英攝)

多年來,劉舜仁都在想辦法減少建築業所產生的廢棄物。3D列印只是他想要推動的減碳工法之一。

他更希望能找到水泥以外的材料,減少原材料的耗損。例如,他曾與中華紙漿廠合作,從紙漿廠產生的底灰廢料,製作成磚頭。

另外,他也嘗試把蚵殼和舊紅磚磨成粉,再透過不需高溫燒結的膠結法,讓廢棄物也能成為新材料。

他最新的研究,是和澎湖海事所合作,把澎湖的棄置蚵殼,以及被沖到海岸上的白化珊瑚,磨成粉後再膠結成塊,取代傳統的消波塊,丟入澎湖海裡作為魚類可以棲息的人造珊瑚。

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這是因為,澎湖蚵殼一直沒有找到好的去處,而被棄置在戶外,長久以來衍生了惡臭等問題。

另一方面,澎湖的一些海灘上,也布滿了被沖到海岸上的白化珊瑚,成為當地的環境問題。

其實,過去澎湖的白化珊瑚,就是當地重要的建材,只不過當地居民是透過石灰窯,高溫燃燒後製成石灰。

循環台灣基金會董事長黃育徵說,台灣進口很多的建材,但很多原料都可以在地取得,不需要長距離運輸增加碳排,例如製作石灰的碳酸鈣,和蚵殼就是一樣的材質。

劉舜仁說,建築業一直以來都是很穩定的行業,沒有太多的改變。「但現在的大環境與法規已經不一樣了,從房子的製造到最終的拆除,如何減少對環境的損害,都是建築業現在開始要面對的問題」。

 

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