工程全生命週期的管控先驅

在日常生活中,我們會從各種媒體資訊聽到或看到「土木工程」這四個字,感覺上跟它好像很熟悉,但又朦朦朧朧有些陌生。究竟土木工程是什麼呢?大部分的人回答不外乎是鋪橋、造路及蓋房子,其實這些工程只不過是土木工程的一小部分,在人類文明發展中,「土木工程」具有相當悠久的歷史,它與民生密切相關,涵蓋領域隨著人類文明發展及時代需求,不斷演進、創新成長與擴大,目的是要創造一個安全、永續且具社會價值的基礎設施,以促進人類社會的發展和福祉。本節我們將介紹東西方對於「土木工程」的闡述,讓讀者能夠初步瞭解土木工程的意涵。

在西方,「土木工程」的英文稱為「Civil Engineering」。其中,「Civil」一詞的中文解釋是指國民的、公民的,所以「Civil Engineering」泛指與國民生活相關的各種工程。對現代社會而言,它包括與國民的食、衣、住、行、育、樂相關的各種工程行為。例如,建造住宅、學校、辦公大樓、飯店、廠房、體育場館、博物館和購物中心等,為人們提供安全舒適的居住、工作與休閒空間;建造道路、橋梁、隧道、捷運、鐵路、高鐵、港口、碼頭及機場等陸海空交通設施,為人們提供安全、便捷的交通與交流;建造雨水和污水下水道、灌溉渠道、運河、水庫、水壩等水利設施,為人們提供民生用水、確保水資源潔淨與保護生態環境;建造垃圾處理和焚化廠等環保設施,為人們提供乾淨的生活環境;進行土地開發和管理,如工業和科學園區等,為人們提供有效率的生產環境;建造各種發電廠,包括水力、火力、核能發電廠,以及離岸和海上風力發電廠等,為人們提供各種能源需求。

在1828年,英國土木工程師學會(Institution of Civil Engineers,簡稱ICE)會章對「土木工程」下了一個定義:“The art of directing the Great Sources of Power in Nature for the use and convenience of man…”,意即「導引大自然的龐大能源為人類所用或帶給人類福祉的藝術…」。後來,在1978年ICE建會150周年大會上提出檢討,某引言人認為在1828年的定義中,「the use and convenience of man」應該改為「the protection of all life on this planet and the peaceful survival of the human race」,意即「保護地球上的眾生與人類和平且永續生存下去」,因此ICE對土木工程的定義可改為「導引大自然的龐大能源於保護地球上的眾生及人類和平且永續生存的藝術」。[1](2007/11 臺灣大學土木工程學系電子報)

同樣地,在1852年,美國土木工程師學會(American Society of Civil Engineers,簡稱ASCE)會章對「土木工程」所下的定義為:“The art of the practical application of scientific and empirical knowledge to the design, production or accomplishment of various parts of construction projects, machines and material of use or value to man.”,意即「實際應用科學與經驗知識於設計、生產或完成營建計畫之中的各部分、機械與材料,而帶給人類用途或價值的藝術」。[1]

在東方,「土木工程」這個中文詞彙已經有相當悠久的歷史。它可以追溯到中國古代文獻中的使用,例如《國語・晉語九》中提到「今土木勝,臣懼其不安人也」,晉代葛洪的《抱朴子・詰鮑》中提到「起土木於凌霄,構丹綠於棼橑」,唐代吳兢的《貞觀政要・論務農》中提到「若兵戈屢動,土木不息,而欲不奪農時,其可得乎」,清代劉大櫆的《遊萬柳堂記》中提到「窮極土木之工,而無所愛惜」等。這些文獻主要是指興建建築、治理河道、修築道路堤防、開墾土地等與民生相關的工程,由於古代人們所能選擇的工程材料大多為土石、泥土、磚瓦、木材、竹子等大自然材料,故以「土木」二字統稱之。

隨著時間的推移,人類在材料科學、冶金技術、力學與結構理論、施工技藝與施工機具等方面取得了已巨大的進步。現在,我們可以選擇多種工程材料,如鋼筋混凝土、預力混凝土、鋼鐵及其他複合材料等,對於力學及各種結構的設計理論也逐漸完備,加上施工技藝及機具設備的功能也大幅提升,可以進行更複雜的工程。因此,「土木工程」涵蓋的專業領域也逐漸擴大,包括各種基礎建設項目和促進人類生活福祉的各項工程建設等範疇,與英文「Civil Engineering」具有相同的意涵。東西方對「土木工程」的意涵在本質上是相同的,土木工程是一門充滿創意與挑戰的工程學科,作為一名土木工程師,由於你的參與及努力與付出,將能夠提供人類社會民生需求與經濟發展的原動力,改善人們的生活品質,創造永續的環境,並為未來世代的需求奠下良好的基礎。土木工程是一個充滿機遇和成就感的領域,讓你的夢想飛翔吧!成為一名土木工程師,為這個世界的發展與未來留下你的印記!