理大研發實時監測系統 有效評估大氣腐蝕對建築結構的影響

香港位處亞熱帶，面向南中國海，夏季來自海洋暖濕空氣的高濃度鹽分，會對建築物的金屬結構造成隱形腐蝕。為應對香港的潮濕環境，來自香港理工大學（理大）土木及環境工程學系學者研發了一套實時腐蝕監測系統，能評估建築物鋼結構及組件長期暴露在大氣環境下的腐蝕狀況（大氣腐蝕），現已應用於本地新建科研大樓及房屋項目的建築結構腐蝕及技術監測，並提出針對性保護措施，實現建築可持續發展。

理大土木及環境工程學系教授兼國家鋼結構工程技術研究中心香港分中心主任鍾國輝教授及其團隊自2010 年起，在香港七個不同地點進行大氣暴露測試，結果顯示常用於建築組件的碳鋼，其腐蝕速率為每年30到40微米，而用於戶外建築的鋅和鍍鋅鋼則為每年約3微米。位處香港維多利亞港兩旁的商業建築群更是首當其衝，全年均受大氣侵蝕，腐蝕不但影響其耐久性，甚至可能構成安全風險。

為協助工程師及專業人士更有效制定建築物的維護策略，理大土木及環境工程學系博士生袁嘉輝先生在鍾國輝教授指導下，開發了一套實時腐蝕監測系統。他在2020年至2024年期間，於七幢位處香港不同地區的建築物，每年收集約40,000個腐蝕及環境相關的實時數據，並利用先進電化學技術，以及結合遙測感應和人工智能數據分析，全面評估腐蝕性化學物質如氯離子、二氧化硫和氮氧化物，以及氣候數據如溫度和濕度等，對鋼結構和組件的影響。系統顯著提高了傳統腐蝕預測模型的準確性，更能對香港各區建築物提供長期腐蝕實時監測和評估。

鍾教授帶領的國家鋼結構工程技術研究中心香港分中心目前已分別獲香港建造業議會和香港社會服務聯會（社聯）邀請，將系統應用於香港科技園創新斗室的建築腐蝕監測，以及社聯統籌的「南昌220」社會房屋項目技術監測，以驗證系統的有效性，並為建築物的維護策略提供關鍵數據。

創新斗室為香港首座採用組裝合成建築法建造的高層建築。為期兩年監測期內，團隊評估了室內和室外環境下鋼結構及其組件的腐蝕速率。結果發現，在室內環境下，鋼材的腐蝕率僅為室外的三分之一，證明大氣環境條件是影響腐蝕評估的重要因素。因此，室內與室外的鋼構件應採取不同程度的腐蝕保護，並優先保護外部鋼構件，以提升鋼材的耐久性和使用壽命。

「南昌220」為全港首個以組裝合成建築技術興建的鋼結構過渡性房屋項目。團隊的監測結果顯示，這類建築的腐蝕情況與香港典型建築相若，且未出現重大腐蝕損壞。研究結果與建築物在拆卸搬遷過程中的鋼構件檢驗結果一致，證明組裝合成建築技術適合重複使用，是過渡性房屋再用及遷移的理想方案。

鍾國輝教授表示：「香港的獨特熱帶氣候和海洋環境，令建築物的大氣腐蝕問題不容忽視。是次研究成果將有助制定更有效的建築物維護策略，以較低人力和成本資源延長建築物及結構的使用壽命，為社會的可持續發展作出貢獻。」

袁嘉輝先生表示：「理大為我提供了寶貴的科研實踐機會，讓我能將所學知識和研究成果真正應用於解決社會面對的挑戰。這些經驗對我未來的研究工作和個人發展至關重要。」

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