114 公務人員升官等薦任 水利工程 營建管理與工程材料 考古題詳解
第 一 題40 分
某專案工程活動關係如下表所示,請依此繪製與計算:
| 活動 | 前置活動 | 工期(日) |
|---|---|---|
| A | — | 3 |
| B | A | 5 |
| C | A | 4 |
| D | B、C | 6 |
| E | C | 2 |
| F | D、E | 3 |
(一) 請繪製本專案之箭線圖(Activity-on-Arrow Diagram),並標示節點間邏輯關係。(10 分)
(二) 計算各活動的最早開始時間、最早完成時間、最晚開始時間、最晚完成時間、專案總工期,並求出該專案的浮時與關鍵路徑。(15 分)
(三) 若下列活動可透過加班或增加資源以縮短工期,並產生相對應的成本變化,假設專案期望將總工期壓縮至 15 日,應採取何種活動壓縮策略最具成本效益。(15 分)
| 活動 | 原工期(日) | 最短工期(日) | 每縮短 1 日增加成本(萬元) |
|---|---|---|---|
| C | 4 | 3 | 10 |
| D | 6 | 4 | 15 |
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核心觀念
本題考驗箭線圖(Activity-on-Arrow, AOA)的邏輯表示、要徑法(CPM)的時間參數計算,以及在指定完工期限下的最低成本趕工。
AOA 以箭線表示活動、節點表示事件。活動必須在其所有前置活動完成後才能開始。若需表示活動間的邏輯關係,可用虛作業連接事件節點;虛作業工期為 ,不消耗時間與成本。
對活動 ,其工期為 :
節點最早時間採順推計算,節點最晚時間採逆推計算。總浮時 的活動為關鍵活動,連成的路徑為關鍵路徑。
解題方法
(一)箭線圖
下圖以 表示虛作業,工期為 。事件節點編號可依拓樸順序配置:
(1) ──A(3)──> (2)
├──B(5)──> (3) ──D(6)──> (5) ──F(3)──> (6)
│ ▲
└──C(4)──> (4) ──X(0)────┘
└──E(2)──────────────> (5)
節點 與 均須完成,才能開始 ;因此以虛作業 將 的完成事件連至 的起點 。同時, 由 完成後開始,並於 與 匯合,再開始 。故 必須等 與 都完成。
(二)活動時間、浮時與關鍵路徑
先做順推,計算各節點最早事件時間:
| 節點 | 最早時間 | 計算 |
|---|---|---|
| 1 | 0 | 起始事件 |
| 2 | 3 | |
| 3 | 8 | |
| 4 | 7 | |
| 5 | 14 | |
| 6 | 17 |
再由終點逆推節點最晚事件時間:
| 節點 | 最晚時間 | 計算 |
|---|---|---|
| 6 | 17 | 終點最晚時間等於專案工期 |
| 5 | 14 | |
| 4 | 7 | |
| 3 | 8 | |
| 2 | 3 | |
| 1 | 0 |
活動最早、最晚時間及總浮時如下。活動 的起點事件須等節點 和 都發生;其事件時間為兩者取大值,而本例恰為 。
第 二 題30 分
針對某都市道路拓寬工程,請回答以下問題:
(一) 請說明本工程最重要的三項前期作業。(15 分)
(二) 請指出本工程最可能面臨的兩項主要風險,並扼要說明其關鍵應對措施。(15 分)
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核心觀念
都市道路拓寬不是單純增加路面寬度,而是牽涉土地取得、既有管線、交通維持、周邊建物及公共設施介面的整合工程。前期作業的目的,是在發包施工前確認「工程做不做得成、用地與管線能否配合、施工期間如何維持通行」,以降低變更設計、工期延誤與民眾陳情風險。
本題未提供道路現況、拓寬範圍及工址條件,以下以一般都市道路拓寬工程為前提作答。涉及法規時,以命題當年(民國 114 年)法規為準。
解題方法
依都市道路拓寬的主要限制,將前期作業歸納為三項:調查與規劃設計、用地取得及拆遷協調、管線調查遷移與交通維持規劃。風險則從拓寬工程最常見、且足以左右進度與施工安全的因素切入:用地與管線介面風險及施工期間交通與公共安全風險。
(一)最重要的三項前期作業
1. 現況調查、可行性評估與基本設計
先確認道路現況及拓寬後的工程條件,包括地形測量、道路及路口幾何、地質與地下水、既有排水系統、周邊建物出入口、公共設施、交通量與行人動線等。另須盤點都市計畫道路線形、道路用地範圍及相關計畫,以確認拓寬範圍與工程目標相符。
依調查結果進行方案比較及基本設計,確定道路寬度、車道與人行空間配置、路口改善方式、排水與照明等設施,並初估工程經費、工期及施工分期。若現況資料不完整,施工後容易發生設計變更、數量增加或地下障礙物未納入等問題。
2. 用地取得、地上物拆遷及利害關係人協調
確認拓寬所需土地範圍,逐筆釐清土地權屬、使用狀況及地上物,盤點私有土地、建物、圍牆、招牌、出入口等受影響項目,並安排用地取得、補償、拆遷及遷移時程。
土地取得應依相關規定辦理協議價購及必要的徵收程序,並及早與土地所有權人、住戶、店家及地方單位溝通,協調施工界面與出入替代方案。都市道路拓寬常受用地未交付或拆遷協調延遲影響;若未先掌握可施工範圍,工程即使完成發包,也可能無法依計畫開工或連續施工。
3. 地下管線調查、遷移協調與交通維持規劃
彙整自來水、污水、雨水、電力、電信、瓦斯及其他地下管線資料,會同管線事業單位確認位置、深度、材質、使用狀況及遷移需求。圖資須配合現地探查或試挖核對,釐清管線遷移設計、權責分工、施工順序、經費及時程,避免開挖後才發現衝突。
第 三 題30 分
根據內政部建築研究所報告,建築全生命週期的溫室氣體排放包含「使用碳排(Operational Carbon)」及「蘊含碳排(Embodied Carbon)」兩部分,而依據 2022 年國際能源署(International Energy Agency, IEA)的最新研究顯示,全球溫室氣體排放,建築部門約占 37%。
(一) 請說明「建築碳足跡」、「使用碳排」與「蘊含碳排」的定義。(15 分)
(二) 請以全生命週期觀點與參考下表,說明建築工程常見工程材料「鋼筋」、「混凝土」與「水泥」之蘊含碳排量特性。(15 分)
| 係數名稱 | 碳足跡數值 | 宣告單位 | 政府部門/公司名稱 | 公告年份 |
|---|---|---|---|---|
| 鋼筋 | 0.66 | 公斤(kg) | 環境部 | 2015 |
| 水泥(不分型號) | 0.907 | 公斤(kg) | 公路總局蘇花公路改善工程處 | 2017 |
| 混凝土() | 310 | 立方公尺(m) | 公路總局西部濱海公路南區臨時工程處 | 2019 |
備註:假設乾燥狀態下普通混凝土密度在 至 之間。
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核心觀念
本題考查建築全生命週期碳排的分類,以及如何辨讀不同建材碳足跡係數的宣告單位。建築碳排分為使用階段的「使用碳排」與建材及工程活動所造成的「蘊含碳排」;兩者合計才是建築全生命週期碳足跡。
碳足跡通常以二氧化碳當量()表示,將各種溫室氣體依其全球暖化潛勢換算後加總。計算結果須同時交代評估標的、生命週期範圍及功能或宣告單位,否則不同數值不能直接比較。
(一)三項定義
建築碳足跡:在明確的評估範圍與期間內,建築物於全生命週期各階段所產生的溫室氣體排放總量,以表示。依本題分類,可寫為:
使用碳排(Operational Carbon, OC):建築物使用階段,因運轉及使用所需能源或資源而產生的碳排,例如空調、照明、電梯、熱水及其他設備用電,以及相關燃料使用所造成的排放。評估時須說明採用的使用期間與能源排放係數。
蘊含碳排(Embodied Carbon, EC):建築物生命週期中,除使用階段能源運轉排放以外,由材料及工程活動所造成的碳排。常見範圍包括原料取得、建材製造與運輸、工地施工、更新修繕、拆除及廢棄處理等階段。鋼筋、水泥與混凝土的製造排放,均屬蘊含碳排的重要來源。
題幹所述建築部門約占全球溫室氣體排放量,表示建築減碳須同時處理營運能源與建材、施工等蘊含排放。
(二)鋼筋、混凝土與水泥的蘊含碳排特性
**解題方法:先看單位,再換成可比較的基準。**表中鋼筋與水泥以公斤為宣告單位,混凝土則以立方公尺為宣告單位。若要比較每公斤材料的碳足跡,須以混凝土密度將每立方公尺數值換算成每公斤數值。
1. 鋼筋
表列鋼筋係數為,即每使用鋼筋,對應約的碳足跡。鋼筋的蘊含碳排來自原料取得、煉製、軋製及運輸等生命週期活動;工程用量大時,累積排放亦顯著。
2. 水泥
表列水泥係數為,即每使用水泥,對應約。水泥熟料製造涉及燃料燃燒及石灰石煅燒等過程,因此單位質量碳足跡高。此係數標示為「不分型號」,不能直接代表所有水泥產品在不同製程、配比或廠商條件下均有相同排放。