2026.10
文、圖/ 國立成功大學 土木工程學系 特聘教授 洪崇展

▼馬祖薄殼圓頂(何黛雯建築師事務所&施忠賢結構技師)
      這次獲得「長虹講座教授」，對我而言，除了是一份肯定，也讓我重新整理自己多年來做研究與教學時反覆思考的一件事：工程研究最後究竟要走到哪裡？如果問一個孩子：「城市建設是什麼？」他也許會回答，房子、道路、橋梁，還有一棟棟高樓。身為材料與結構工程研究者，則需看到更深一層的問題：這些建築能安全使用多久？老了、壞了之後，是不是只能拆掉重來？拆下來的材料又會到哪裡去？多年來，我的研究從混凝土出發，逐漸延伸到結構修復、資源循環與低碳工程。做得越久，我越確信，工程真正要回答的，不只是「怎麼蓋」，而是「我們想留下什麼樣的城市給下一代」。

讓建築活得更久
一般人想到土木工程，常會想到新建工程；但我近年的研究，有很大一部分其實是在研究如何「不要拆」。臺灣有許多老舊住宅、校舍、醫院、橋梁與歷史建築，它們承載的不只是使用功能，也累積了城市的記憶。當結構安全不足時，如果能透過合理的修復與補強延長壽命，就可以減少拆除、重建所消耗的材料、能源與碳排放。

      超高性能混凝土（UHPC）是我長期投入的材料之一。它具有超高強度、優越的抗裂與耐久能力，也能以較薄的補強層與既有結構結合，因此很適合應用在修繕與耐震補強。研究團隊從材料試驗、構件實驗、分析模型一路做到施工方法與設計工具，希望讓研究成果真正走出實驗室。

▼3D列印混凝土構件研發

      其中一個讓我印象深刻的案例，是臺南市歷史建築十景之一的大南門碑林。2022年地震造成碑亭結構裂損，補強不能只考慮強度，還必須尊重建築原有的尺度與風貌。我們採用UHPC包覆柱補強，在不增加斷面的情況下改善結構性能。另一個案例是臺南信義街的百年老宅「咾咕石黃宅」，這座見證五條港發展歷史的老宅，在修復時強調「最小干預」，我們以UHPC補強既有梁柱，在提升結構安全的同時，盡可能維持原有的空間尺度；修復後的老宅更轉化為一座建築美術館，重新走入城市生活。 當我看到這些老建築在修復後仍保有原來的樣貌，會深刻感受到：工程有時不是留下自己的痕跡，而是讓原有的故事得以繼續。

▼大南門碑林補強設計（施忠賢結構技師）

▼臺南「咾咕石黃宅」補強設計：原型結構工程顧問有限公司（照片來源-Wikimedia Commons）

      另一類案例則讓我看見工程和生活、美學可以同時存在。例如高雄女中的戶外UHPC薄殼平台，以高強度材料讓屋頂更輕薄，設計同時保留校園老樹，讓樹木可以呼吸、透水，也成為學生每天經過的空間；馬祖的曲面薄殼圓頂，則在強烈海風與鹽害環境中，以材料的耐久性支撐特殊造型。這些工程提醒我，結構安全不是美感的對立面。好的工程，是讓安全、使用、環境與空間品質一起被照顧。
同樣的技術，也陸續應用在醫院、飯店、校舍、住宅、工廠、橋梁與道路設施。近三年協助完成的UHPC工程就超過30件。每個現場遇到的問題都不同，有的是耐震不足，有的是海岸環境造成腐蝕，有的是混凝土剝落、鋼筋鏽蝕，也有伸縮縫必須在很短時間內搶修完成。這些經驗讓我體會到，論文裡漂亮的數據，只是研究的第一步；真正的考驗，是材料到了現場之後，能否被施工、被設計、被驗證，最後成為可靠的工程。

▼高雄女中薄殼平台（造究建築師事務所&施忠賢結構技師）

讓材料也有第二次生命
      如果建築真的必須拆除，另一個問題就出現了：大量的廢棄混凝土該去哪裡？混凝土看起來堅硬而永久，但它背後仍需要砂石、水泥、能源與運輸。當城市不斷更新，如果每一次都只取用新的天然資源，再把舊材料當成廢棄物，這樣的循環不可能永遠持續。

      因此，我們也研究將拆除混凝土破碎、處理後，成為可以重新使用的再生粒料，重新放回新的水泥基材料之中。進一步，我們嘗試透過碳化處理，讓回收粒料吸收並封存二氧化碳，亦評估碳化後再生粒料對新材料性能的影響。這個概念對我很有吸引力：一塊曾經屬於舊建築的混凝土，並不是生命的終點，它可能被重新加工、重新設計，再次成為城市的一部分。

      當然，回收材料並不是把「廢料」直接倒進混凝土這麼簡單。粒徑、吸水率、強度、界面特性都必須重新理解，碳化後的材料也必須經過試驗確認。工程上的永續不能只靠一句口號，而需要數據、驗證與長期性能作為基礎。對學生而言，這也是很好的教育：環境保護和工程安全從來不是二選一，我們真正要學的是，如何用科學方法讓兩者一起前進。

▼中高樓醫院耐震補強設計與UHPC材料(財團法人中興工程顧問社&萬固科技)

▼高樓飯店耐震剪力牆補強設計與UHPC材料（彭光聰結構技師&萬固科技）

從實驗室走到真實世界
      我常告訴學生，研究成果如果只能停留在論文裡，它的價值仍是不完整的。從一個材料配方，到一個足以被工程採用的技術，中間還隔著很長的距離：要能大量拌合、順利施工，要有設計方法，也要讓工程師知道怎麼檢驗與驗收。這也是為什麼我們除了做研究，也投入分析軟體、施工工法、技術文件以及工程現場的驗證。

      對我而言，最有成就感的時刻，是站在施工現場，看見多年前在實驗室裡反覆試拌的一種材料，真的被用在橋梁、建築或歷史構造物上。那時會很清楚地知道，工程研究的終點不是一個公式，而是一個人可以安心走過的空間、一座可以繼續使用的橋，或一棟被保留下來的老房子。

      而這些成果從來不是一個人完成的。從研究團隊在實驗室裡一次又一次試拌、試驗，到土木/結構技師、建築師、施工團隊與公部門願意一起討論如何把新技術用在真實工程，每一個環節都很重要。我也特別珍惜與研究團隊共同解決現場問題的過程，因為他們會發現，課堂上的力學、材料與公式，最後面對的是社會真正的需要。研究因此不再只是完成一篇論文，而是一種把知識轉化為公共價值的練習。



▼食品廠樓板補強設計與UHPC材料(陞豐土木技師事務所&萬固科技)
工程教育，也是環境教育
      如果把這些研究帶回兒童教育，我更希望孩子從小保有對環境與事物的好奇。建築、道路和橋梁其實都是很好的教材，因為它們和生活如此接近，背後又牽涉材料、安全、資源與環境。當孩子開始注意一棟老房子為什麼被保存、一座橋為什麼需要維修，工程教育就不再只是課本裡的知識，而是理解生活環境的一種方式。

      孩子玩積木時，已經會自然地嘗試結構、平衡與空間配置。隨著年齡增長，我認為教育可以把這份直覺延伸到更真實的世界，引導他們觀察身邊的建築與城市，理解每一項工程都涉及取捨，也都會留下長期影響。比起急著得到正確答案，能夠仔細觀察、提出問題，再根據證據形成自己的判斷，是更重要的學習。

      這也是我希望學生理解的工程價值。工程師的工作不只在確保結構安全，也要思考材料與資源如何被更妥善地使用。當我們選擇修復一棟建築、延長一座橋梁的壽命，或讓廢棄材料重新進入新的工程，其實都在參與城市未來的形成。我希望下一代接手的，不只是一座安全的城市，也是一座懂得珍惜既有資源、持續改善並與環境共存的城市。

      混凝土是最廣為使用的建築材料，從一塊混凝土，我們可以談安全、歷史、資源、環境，也可以談教育。真正值得留下的，也許不只是更強的材料或更高的建築，而是一種思考方式：在創造新的事物之前，先想想能不能讓既有的東西活得更久；在丟棄之前，先想想它是否還有下一次生命。這是我從工程研究中學到的事，也是我最希望傳遞給學生與孩子的一堂課。

▼彰化王功生態景觀橋修復補強
▼臺南都會區北外環道路伸縮縫