傳統建材如水泥，其高碳排、高能耗的特性，讓人們開始尋找替代方案。本研究以「鹼激發力線樓板（The AAMs Slab）」為主題，嘗試從材料實驗、結構設計到施工方式進行整合創新，提出一種低碳、高效、模組化的建築構件系統，為永續建築提供新的方向。

一、背景與動機：從高碳建材到低碳轉型
目前建築業碳排占全球總量近四成，而水泥生產則是其中的大宗污染源之一。以台灣為例，每年水泥製造約產生1249萬噸CO₂，若能用低碳替代品取代30%，每年就能減少375萬噸碳排，相當於超過1.7億棵樹的年吸碳量。
因此，本研究聚焦於鹼激發材料（AAMs），一種在鹼性條件下活化成具水泥性質的材料，不僅碳排大幅降低，抗壓性也更佳。同時加入來自稻殼的生物炭作為負碳填充料，不僅延長材料反應時間，也具備固碳能力，進一步降低環境負擔。

二、實驗研究：生物炭與鹼激發的最佳配方
歷經九次材料實驗，調整生物炭、高爐石與激發劑（NaOH、碳酸鈉、矽酸鈉）比例，從流動性、工作性、抗壓強度與固碳量等面向進行驗證，最終選定25%生物炭 + 34%高爐石的配方，不僅抗壓強度可達45MPa以上，工作性也符合現場灌漿需求。
此一創新材料系統具有三大特點：
低碳排放：生產碳排僅為水泥1/5。
高抗壓性：強度達到一般高性能混凝土等級。
固碳潛力：每公斤生物炭可封存約2.5～3.7公斤CO₂。

三、力線設計：讓結構順著力量走
本研究導入力線分析（Stress Line Analysis）與薄殼結構設計，透過Rhino、Grasshopper與Karamba 3D軟體模擬樓板受力路徑，找到最有效率的結構幾何。經多種找型測試後，選定以「控制球體大小擷取曲面」生成的薄殼樓板為最佳形態。其結構特性如下：
壓力均勻導向四個角落，避免集中破壞。
張力從中心向四角釋放，有效分散應力。
在相同結構表現下，減少約27%的材料使用，實現「以形省料」。
此外，透過力線肋條進一步加強受力區域，使整體結構更為穩定，也具有高度的抗震潛力。

四、施工方式：模組化預鑄 × Low-tech 製造
為了降低製作與現場施工的複雜度，本案將樓板設計為模組化預鑄構件，以中央板與四個角板拼接而成，便於運輸與安裝，施工現場只需鋪設支撐鐵板、連接角鐵與後張力固定鋼纜即可完成組裝，無需高階技術人力，展現Low-tech建築的普及性與可行性。

五、整體應用與前景展望
本系統不僅具備低碳與高效結構的特性，亦展現出模組化建築與綠色工法的整合能力。其特點包括：
建材減碳：每一樓板都代表減少碳排的具體行動。
結構優化：以力導形，降低材料浪費。
施工簡便：預鑄+模組化設計，大幅減少現場施工時間與誤差。
若能大規模應用，可為建築產業帶來真正的碳中和可能性，並補足目前以製程改善為主的水泥減碳策略缺口。

六、結語：設計是一種責任，材料是改變的起點
鹼激發力線樓板是一個結合環境責任、結構美學與施工效率的建築系統，證明材料科學與設計思維可以共同回應氣候危機。本研究強調：綠建築的未來不只是技術進步，更是一場從思維到實踐的整體革新。設計師不只是形體的創造者，也是地球永續的守護者。透過這場實驗，我們期待建築能不只是被建構，更能成為減碳與希望的具體象徵。