第二章 文獻回顧與探討
2.4 建築防水長期性能確保相關研究
近年來日本國內針對建築防水研究有一持續進行之領域-便是建築防水材 料之長期性能調查，可從近年來在日本建築學會技術發表領域中持續看見不論 學界抑或業界，皆持續關注既有建築防水材料在耐候性方面該如何進行評估及 性能表現，以下針對這方面進行摘要說明與介紹。在眾多相關研究中，具有系 統性設計觀點之研究報告，首推在 1986 年便以建構建築防水耐久性架構之委員 會報告[58](該計畫簡稱「耐久性総プロ」，其中一部分係針對建築防水の耐久性 向上技術，由當時之建設省責成國土技術開發中心建築物耐久性向上普及委員 會編定)，該報告書內容乃分屋頂面防水及填縫材防水兩部分，於屋頂面防水編 中含劣化診斷指針、維修指針、保全指針及耐久設計指針四部分；於填縫材防 水編中含劣化診斷指針、維修暨交換指針及耐久設計指針三部分，特別值得一 提的是本書中導入防水推測使用年限觀念(Y)，所謂推算耐用年限 Y，可表示如 式(2-1)，其相關係數定義可參考各補充註解：
(式 2-1) 其中 Ys：依表 2-30 取得之預期耐用年限
s：依表 2-31 取得之防水工法選擇係數 a：依表 2-32 取得之設計係數
b：依表 2-33 取得之施工係數 c：依表 2-34 取得之施工氣象係數 D：依表 2-35、表 2-36 取得之劣化係數 M：依表 2-37 取得之維護係數
表 2-30 預期耐用年限 Ys
防水層種類 工法之種類 預期耐用年限
非外露型瀝青防水 A-RA2, A-RB2 17 年 外露型瀝青防水 A-RC2, A-RD2, A-RE2 13 年 薄片防水 S-VR3, S-NR2 ； S-PV1 等 13 年 外露聚氨脂防水 L-PU, 特殊 PU 10 年
工法代號說明： ※此為 1981 年版 JASS 8 之防水工法標號，現已採新標號 A-RA2 非外露型密貼 3 層防水 A-RB2 非外露型絕緣 3 層防水 A-RC2 外露型絕緣 4 層防水 A-RD2 ALC 外露型密貼 3 層防水 A-RE2 ALC 外露型絕緣 4 層防水 S-VR3 硫化橡膠系薄片(1.2mm)外露型防水 S-NR2 非硫化橡膠系薄片(2.0mm)外露型防水 S-PV1 聚氯乙烯薄片(2.0mm)外露型防水
防水層之耐久性，可依構造物的條件（建造地點、規模、構造形式、耐久 年限等）以及施工環境的條件（工期、施工季節、部位等）推定防水層之耐用 年數，而防水工法的選擇也將大大左右耐久性。根據屋頂構造、使用目的所選 擇的標準工法設定其係數為 1.0，重視耐久性之工法則設定其選擇較大之係數，
反之，在有耐久性低下疑慮之工法選擇上，則採較低之係數。
表 2-31 防水工法之選擇係數 s
屋頂 構法 素地 防水層
瀝 青 油 毛 氈
A-RA2 – – – 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 – – – A-RB2 – – – 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 – – – A-RC2 1.0 1.0 – – – – – – - – – – A-RD2 – – 1.0 – – – – – – 1.0 1.0 1.0 A-RE2 1.2 1.2 1.2 – – – – – – – – – 薄
片
S-VR3 1.0 1.0 1.0 0.6 0.8 0.8 0.6 0.8 0.8 1.0 1.0 1.0 S-VR2 1.0 1.0 1.0 0.6 0.8 0.8 0.6 0.8 0.8 1.0 1.0 1.0 S-PV1 1.0 1.0 1.0 0.6 0.8 0.8 0.6 0.8 0.8 1.0 1.0 1.0 隔離 PV 1.0 1.0 1.0 0.6 0.8 0.8 0.6 0.8 0.8 1.0 1.0 1.0 塗
膜
L-PU 1.0 0.8 0.8 – – – – – – 1.0 1.0 1.0 特殊 PU 1.0 1.0 1.0 – – – – – – 1.0 1.0 1.0
表 2-32 設計係數 a 設計圖
設計監理 優 良 可
優 1.3 1.1 0.8
良 1.2 1.0 0.7
可 1.1 0.8 0.5
表 2-33 施工係數 b 施工管理
施工技能 優 良 可
優 1.2 1.1 1.0
良 1.1 1.0 0.9
可 0.9 0.8 0.7↓
表 2-34 施工氣象係數 c
季節 係數
雨、雪季 0.8
寒冷季 0.9
一般季節 1.0
劣化係數 D 之計算 D = d1 × d2
d1：表 2-23 定義之隔熱係數 d2：表 2-24 定義之地域係數
表 2-35 隔熱係數
防水層之種類 工法 隔熱材
有 無
瀝青系 非外露型 1.2 1.0
外露型 0.9 1.0
薄片系 非外露型 1.2 1.0
外露型 0.9 1.0
塗膜系 外露型 0.8 1.0
表 2-36 地域係數
防水層之種類 工法 一般地區 寒冷．亞熱帶地區
瀝青系 非外露型 1.2 1.0
外露型 0.9 1.0
薄片系 非外露型 1.2 1.0
外露型 0.9 1.0
塗膜系 外露型 0.8 1.0
表 2-37 維護係數 M 維護規格
防水工法 No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7 No.8 瀝青防水 非外露 – – 0.9 0.9 – 0.8 – 薄片防水 外露 1.0 0.9 0.9 0.8 0.8 0.9 0.7 0.8
塗膜防水 1.0 0.9 0.9 0.8 0.8 0.9 0.7 0.8
維護 係數
清掃
(週期 0.5 年) v v v v – – – – 檢點或保養
(週期 2 年) v v – – v v – – 二次塗裝
(週期 4 年) v – v – – v – v 註 v：有進行維護 –：未進行維護 透過該研究所建議之方式，設計者可依構造物的條件以及施工環境的條件 推定防水層之耐用年數，唯此法推出之時，僅能提供一設計架構，其中所訂係 數皆未能有效加以確認，為此研究當時之缺憾。但在經過二十五年後，日本獨 立法人建築研究所針對建築物長期使用所採用外裝及防水進行相關追蹤研究，
提出”建築物の長期使用に対応した外装・防水の品質確保ならびに維持保全 手法の開発に関する研究”報告書[58] ，在該報告書第五章乃針對防水，內容乃 針對上述研究內容最新發展加以補述，分防水耐久設計相關技術資料彙整討論
（含防水種類及工法、防水劣化現象及要因、防水使用年限及面防水材暴露試 驗劣化狀態確認四部分）及既有建築物防水維持保全手法兩部分（含面防水維 持保全手法、面防水維修技術及填縫材防水維持保全手法三部分），其中針對式
(2-1)中，所採用 Ys 之合適性提出現地調查驗證分析，相關說明如下：
日本於「耐久性総プロ」提及的預期耐用年數(Ys)，乃是基於當時的調查 結果所推算出在”採用標準的規格並在標準的場域下施工的防水材料耐用年數
”，但該數值亦註明：「作為前提，本數值根據今後的研究可進行修改、或有確 切數據證明其可信度時可進行更替」。該計畫執行距今近半世紀，無論在材料多 樣性或是工法種類均已非同日而語，且台灣與日本於地理、氣候環境上均有不 可忽視的差異，該結果不可能照單全收套用在台灣上，不過，以依樣畫葫蘆的 方式進行試驗、以推算出適合台灣環境的防水材料標準耐用年數絕對可行。日 本於 2013 年曾經重新推估當時在「耐久性総プロ」中所提出的材料耐用年數（並 以”參考使用壽命”重新命名），以下簡要說明日本於 2013 年所進行的防水材 料參考使用壽命流程[59]。以瀝青防水材製造商所蒐集之於實際施作於現地的瀝 青防水材料經年數據變化作為根基，設定瀝青防水材料之參考使用壽命。如表
2-38 所示，A 公司將 1000 件以上的物件進行試樣採取，並觀察其經年變化。
表 2-38 施作經年後進行分析的瀝青防水層各規格數量
規格 無隔熱材 有隔熱材 合計
外露工法 468 件 92 件 560 件
非外露工法 448 件 27 件 475 件
合計 916 件 119 件 1,035 件
為掌握瀝青防水層經年所產生的劣化度變化，對這些物件進行針入度試驗
（參考「耐久性総プロ」之劣化度診斷．3 次診斷）。針入度試驗的方式參考 JIS A 2207（石油アスファルト）（台灣可參考 CNS2260 地瀝青）。劣化度的分類則 參照「耐久性総プロ」如表 2-39 之定義，若判定劣化度為 II，則取最優的一層 進行該物件劣化度之判定。
表 2-39 依據 3 次診斷之針入度進行劣化度分類
工法 劣化度
III II I
外露工法 全層<5 10>1 層以上≧5 1 層以上≧10 非外露工法 全層<5 10>1 層以上≧5 1 層以上≧10
將採取之試樣分別進行劣化度之分類，並依經年數分類求其劣化度平均值，
繪出散點圖。在此為了精確求得各試樣劣化度，將劣化度由原先的 I、II、III 分級對照針入度進行數值化。圖 2-4 及圖 2-5 中，（■）為散點圖的上限域，（◆）
為下限域，（▲）為各經年度的劣化度平均值，計算方法為：去除掉顯著異常值 後，(某經年數試料之劣化度+其前後經年數試料劣化度)/總試料數。
圖 2-4 外露防水層劣化度經年變化圖
圖 2-5 非外露防水層劣化度經年變化圖
以線性回歸求得平均值之線性方程式後，定義參考使用壽命為瀝青防水材 料劣化度達 1.5 時之使用年數（在「耐久性総プロ」中，劣化度並無 1.5 之區分，
但該程度相當於落需要大規模補修的初期階段，以此考量定義此數值），如此對 照下來，瀝青防水層（外露型）之參考使用壽命為 18.5 年，瀝青防水層（非外 露型）為 26.5 年。而根據此研究案對不同面防水材料所做歷史調查後，對原本 採用於表 2-30 中不同面防水材之預期耐用年限有更進一步之確信，因此進而進 行對防水預期耐用年限 Ys 之修正，修正後之結果如表 2-40 所示。
表 2-40 屋根面防水預期耐用年限 Ys 之修正 防水層種類 保護／外露 預期耐用年限
瀝青防水 保護防水 20 年 外露防水 15 年 改質瀝青防水 保護防水 20 年 外露防水 15 年 合成高分子系薄片防水 外露防水 15 年 PU 塗膜防水 外露防水 15 年 FRP 塗膜防水 外露防水 15 年