第四章 木構造防火技術規範之發展
第一節 本所以往研究成果
一 、 86 年 度 有 關 研 究
我 國 於 民 國 80 年 代 初 因 國 民 生 活 水 準 提 升 ， 休 憩 產 業 日 漸 蓬 勃 ， 木 質 構 造 建 築 物 因 而 自 北 美 引 進 國 內 。 由 於 木 質 構 造 之 健 康 自 然 特 性 ， 在 國 內 戶 外 旅 遊 休 閒 場 所 興 起 建 造 之 風 潮 ， 供 家 庭 住 宿 的 原 木 屋 或 供 旅 館 、 民 宿 用 途 之 2×4 框 組 壁 式 或 柱 梁 式 木 造 建 築 物 成 為 人 們 渡 假 休 閒 必 要 選 擇 住 宿 之 處 。 當 時 營 建 署 為 配 合 此 種 社 會 需 求 、 產 業 變 化 及 建 築 技 術 發 展，乃 於 84 年 11 月 15 日 針 對 建 築 技 術 規 則 構 造 編 第 四 章
「 木 構 造 」 之 條 文 進 行 大 幅 度 修 正 。 同 時 基 於 規 則 與 規 範 分 立 之 原 則 ， 營 建 署 復 於 85 年 1 月 訂 定 「 木 構 造 建 築 物 設 計 及 施 工 技 術 規 範 」， 但 對 於 木 構 造 建 築 之 防 火 性 能 及 試 驗 基 準 未 加 以 制 定 。 其 後 在 研 商 建 築 技 術 規 則 設 備 施 工 編 第 三 章 有 關 木 構 造 建 築 物 適 用 會 議 ， 其 會 議 紀 錄 結 論 第 二 點 ， 建 議 本 所 將 木 構 造 建 築 之 防 火 性 能 規 範 研 訂 工 作 列 為 86 年 度 研 究 計 畫 辦 理 。 據 此 ， 本 所 於 87 年 7 月 至 88 年 6 月 進 行 了 相 關 研 究 計 畫3。
3周 智 中 、 雷 明 遠 ， 木 構 造 建 築 物 防 火 性 能 技 術 規 範 及 試 驗 基 準 之 研 究 （ 台 北 市 ： 內 政 部 建 築 研 究 所 ， 1997）。
該 研 究 成 果 主 要 有 以 下 二 項 ：
(一 ) 研 提 「 木 構 造 建 築 防 火 性 能 技 術 規 範 （ 草 案 ）」
主 要 參 酌 日 本 當 時 建 設 省 住 發 第 104 號 規 定 「 木 造 三 階 建 共 同 住 宅 等 技 術 基 準 」， 並 配 合 當 時 國 內 建 築 法 規 相 關 條 文 制 定 而 成 。 其 內 容 包 括 ： 適 用 範 圍 、 主 要 構 造 部 分 、 外 牆 開 口 部 之 防 火 措 施 、 防 火 區 劃 、 直 通 樓 梯 等 之 設 置 、 通 往 屋 外 出 口 、 排 煙 設 備 、 防 火 間 隔 與 內 部 裝 修 限 制 等 9 項 。
(二 ) 研 提 「 木 構 造 建 築 防 火 性 能 試 驗 基 準 （ 草 案 ）」
主 要 參 考 當 時 中 國 國 家 標 準 CNS 12514（ 建 築 物 構 造 部 分 耐 燃 檢 驗 法 ）4而 成 ， 其 內 容 包 括 ： 總 則 、 試 體 、 加 熱 爐 、加 熱 等 級 、 加 熱 試 驗 、 載 重 加 熱 試 驗 等 7 項 。
二 、 90 年 度 有 關 研 究
如 前 述 ， 木 構 造 建 築 物 設 計 及 施 工 技 術 規 範 雖 於 85 年 制 定 發 布 ， 但 因 土 地 與 建 築 成 本 高 、 專 業 建 築 師 及 技 師 不 足 、 缺 乏 保 險 業 支 持 等 因 素 ， 國 內 推 展 木 質 構 造 卻 一 直 侷 限 於 休 憩 設 施 及 非 都 市 地 區 自 建 住 宅 及 小 規 模 民 宿 旅 館 等 ， 不 易 於 都 市 地 區 建 造 集 合 住 宅 或 商 業 設 施 。 適 因 國 內 綠 建 築 觀 念 興 起 ， 建 築 物 設 計 之 構 材 亦 鼓 勵 使 用 綠 材 料 ， 木 質 構 造 建 築 物 因 此 成 為 最 符 合 綠 建 築 觀 念 之 構 造 。 基 於 政 府 施 政 重 視 永 續
4 CNS 12 514 於 91 年 8 月 7 日 第 二 次 修 訂 為「 建 築 物 構 造 部 分 耐 火 試 驗 法 」， 業 參 考 ISO 834 內 容 予 以 調 合 ， 因 此 現 行 國 內 防 火 構 造 性 能
與 環 境 政 策 ， 內 政 部 亦 將 綠 建 築 列 為 部 內 重 要 施 政 計 畫 重 點 ， 本 所 肩 負 推 廣 綠 建 築 及 研 發 綠 建 築 技 術 之 責 ， 對 於 木 質 構 造 之 推 廣 自 然 不 遺 餘 力 ， 爰 於 90 年 辦 理 有 關 木 構 造 技 術 規 範 研 究 計 畫5， 期 望 修 正 我 國 原 有 技 術 規 範 ， 導 入 美 、 加 、 日 等 國 之 木 質 構 造 設 計 施 工 規 範 之 精 髓 ， 提 供 國 內 培 訓 建 築 師 及 專 業 技 師 學 習 木 質 構 造 設 計 施 工 專 業 知 識 之 用 ， 同 時 也 提 供 建 築 產 業 參 考 使 用 。
前 項 計 畫 執 行 期 間 之 草 案 研 擬 均 由 研 究 團 隊 邀 集 國 內 官 、 產 、 學 、 研 各 界 專 家 共 同 討 論 而 成 。 有 關 草 案 內 容 分 成 9 章 ， 簡 述 如 下 ：（ 第 一 章 ） 總 則 、（ 第 二 章 ） 結 構 計 畫 及 各 部 份 構 造 、（ 第 三 章 ） 結 構 分 析 、（ 第 四 章 ） 材 料 、（ 第 五 章 ） 構 材 設 計 、（ 第 六 章 ） 構 材 接 合 部 設 計 、（ 第 七 章 ） 木 構 架 建 築 工 法 特 別 規 定 、（ 第 八 章 ） 建 築 物 之 維 護 、（ 第 九 章 ） 建 築 物 之 防 火 、（ 附 錄 一 ） 使 用 符 號 、（ 附 錄 二 ） 工 程 設 計 法 補 充 規 定 。 由 此 可 知 在 當 時 草 案 中 已 包 括 了 防 火 設 計 規 範 （ 即 第 九 章 ）。 不 過 ， 此 規 範 草 案 後 續 經 過 十 餘 次 審 查 ， 且 借 重 國 外 專 家 專 程 參 加 會 議 提 供 意 見6，仍 然 對 於 第 九 章 條 文 感 到 不 盡 完 善 ， 故 營 建 署 於 92 年 5 月 發 布 之 修 正 版 木 構 造 建 築 物 設 計 及 施 工 技 術 規 範 ， 僅 有 8 章 內 容 ， 第 九 章 暫 缺 。 有 關 原 草 案 第 九 章 條 文 ， 雖 然 未 能 成 為 正 式 規 範 ， 謹 臚 列 於 後 供 參
5蕭 江 碧 、 王 松 永 、 葉 明 權 、 蔡 明 哲 ， 木 構 造 建 築 物 設 計 與 施 工 技 術 規 範 修 訂 之 研 究 （ 台 北 市 ： 內 政 部 建 築 研 究 所 ， 2001）。
6 經 由 當 時 本 所 與 加 拿 大 國 家 林 產 工 業 技 術 研 究 院 （ Forintek）、 加 拿 大 森 林 工 業 協 會 （ COFI） 簽 訂 之 「 中 、 加 木 構 造 技 術 合 作 備 忘 錄 」，
加 方 多 次 派 木 質 構 造 結 構 、 防 火 專 家 來 台 列 席 審 查 會 議 。
考 比 較 。
(7)對 防 火 的 隔 絕 物 上 的 開 口 部 或 貫 穿 部 應 加 以 保 護 ， 以 確
全 斷 面 之 厚 度 值 為 確 保 其 防 火 性 能 之 值 。
較 適 用 於 台 灣 的 規 範 建 議 。 在 內 容 分 為 兩 大 部 分 ， 其 一 為 各 國 規 範 的 整 理 及 比 較 ， 第 二 部 分 則 從 案 例 著 手 依 據 各 國 相 關 規 範 加 以 說 明 ， 包 括 國 內 相 關 規 定 （ 建 築 技 術 規 則 ） 加 以 整 理 比 較，另 外 整 理 美 國 UBC（ Uniform Building Code）、大 陸 GBJ 規 範 及 加 拿 大 全 國 房 屋 法 規 ， 並 加 以 比 較 。 本 研 究 重 要 結 論 如 下 ：
(一 ) 一 般 木 結 構 之 防 火 設 計 仍 應 以 該 國 內 一 般 建 築 或 相 關 法 規 為 母 法，惟 應 考 慮 木 結 構 之 特 別 性 質，藉 以 於 相 關 法 規 中 作 適 當 之 修 正 。
(二 ) 建 立 我 國 未 來 之 木 結 構 防 火 設 計 準 則，應 重 視 以 下 關 鍵 數 點 ：
1. 應 就 我 國 未 來 木 結 構 市 場 中 之 主 要 基 本 構 材 ， 尤 其 是 針 對 本 土 材 種 ， 應 經 科 學 實 驗 之 方 法 早 日 建 立 完 整 之 資 料，包 含 碳 化 率（ Char Rate）、火 焰 蔓 延 指 數（ Flame Spread Index ） 及 其 他 力 學 因 燃 燒 而 至 衰 減 之 基 本 性 能 ； 對 外 來 進 口 之 木 材 構 件 ， 則 可 考 慮 認 證 輸 出 國 之 防 火 性 能 ， 但 應 建 立 明 確 而 對 等 之 認 證 規 範 。
2. 參 考 各 國 實 驗 相 關 法 規 ， 依 據 我 國 現 有 之 硬 體 設 施 及 實 驗 可 行 性 ， 並 密 切 配 合 未 來 我 國 木 建 築 之 發 展 趨 勢 ， 建 立 適 合 本 土 木 結 構 型 式 之 相 關 實 驗 方 法 。
3. 鼓 勵 及 建 立 國 際 合 作 計 畫 ， 邀 請 國 際 相 關 專 家 學 者 參 與 或 指 導 相 關 研 究 ， 藉 以 吸 收 經 驗 並 提 升 我 國 防 火 實
驗 室 之 專 業 能 立 及 形 象 ， 為 重 要 研 究 資 源 奠 定 永 續 經 營 之 基 礎 。
(三 ) 建 議 針 對 頒 布 之 「 木 構 造 建 築 物 設 計 與 施 工 技 術 規 範 」 以 其 中 第 九 章 只 作 為 防 火 設 計 準 則，且 進 行 適 度 之 修 正 外 ， 另 建 立「 防 火 設 計 細 則 及 說 明 」作 為 附 件， 且 應 逐 年 修 正 以 趨 完 備，更 有 利 於 實 際 從 事 木 結 構 設 計 者 參 考 之 用 。
本 研 究 有 關 「 木 構 造 建 築 物 設 計 與 施 工 技 術 規 範 」 草 案 第 九 章 修 正 條 文 ， 臚 列 於 後 供 參 考 比 較 。
第 九 章 建 築 物 之 防 火 9.1 防 火 之 基 本 想 法
建 築 物 就 以 下 之 觀 點 ， 需 設 置 必 要 之 防 火 措 施 。
（ 1） 建 築 物 防 火 安 全 設 計 之 一 般 目 的 ， 為 限 制 火 災 引 起 的 危 險 造 成 建 築 物 本 身 與 鄰 棟 建 築 物 中 的 人 員 傷 亡 。
（ 2） 為 了 達 到 上 述 目 的 ， 一 棟 建 築 物 應 朝 下 述 方 向 設 計 ， 以 防 止 突 發 性 的 火 災 發 生 ：
（ a）建 築 物 結 構 承 載 能 力 不 會 在 火 災 各 個 時 期 造 成 危 害。
（ b） 建 築 物 火 災 之 著 火 、 以 及 火 勢 與 煙 的 產 生 及 擴 大 應 加 以 限 制 。
（ c） 應 盡 量 避 免 火 災 延 燒 至 鄰 棟 建 築 物 。
（ d） 建 築 物 的 人 員 可 以 自 行 避 難 或 藉 由 其 他 方 式 救 援 。
（ e） 救 難 人 員 入 火 場 的 安 全 應 加 以 考 量 。
9.2 木 質 構 造 建 築 物 之 防 火 設 計
9.2.1 防 火 設 計 之 基 本
牆 ， 防 火 牆 應 使 用 不 燃 材 料 製 造 或 具 一 定 防 火 時 效
置 在 前 述 之 安 全 斷 面 內 側 。
（ 5） 層 間 變 位 角
建 築 物 應 具 有 充 分 之 剛 性 ， 使 受 力 後 之 層 間 變 位 角 不 大 於 1/150， 以 免 防 火 被 覆 產 生 龜 裂 、 脫 落 等 現 象 。
四 、 93 年 度 研 究
如 前 述 ， 內 政 部 於 92 年 5 月 1 日 公 告 實 施 之 「 木 構 造 建 築 物 設 計 及 施 工 技 術 規 範 」， 對 於 建 築 物 防 火 的 部 份 尚 無 規 範 ， 以 致 欠 缺 提 供 設 計 者 及 施 工 者 在 木 構 造 防 火 考 量 之 參 考 依 據 。 此 外 ， 國 內 建 築 管 理 、 消 防 官 員 乃 至 一 般 民 眾 對 於 木 構 造 建 築 之 耐 火 性 能 仍 常 存 有 疑 慮 ， 是 為 推 行 木 構 造 之 一 大 障 礙，故 應 加 強 其 防 火 部 分 之 研 究，以 建 立 國 內 運 用 之 信 心。
有 鑑 於 此 ， 乃 於 93 年 度 規 劃 進 行 本 研 究 計 畫8， 以 作 為 提 供 設 計 者 及 施 工 者 在 區 劃 牆 防 火 考 量 之 參 考 依 據 為 首 要 之 研 究 目 標 。
本 研 究 將 針 對 木 構 造 防 火 設 計 與 施 工 技 術 加 以 研 擬 規 範 草 案，並 以 2×4 框 組 式 木 構 造 區 劃 牆 之 耐 火 性 能 與 柱 之 碳 化 率 進 行 驗 證 研 究 ， 以 期 強 化 「 木 構 造 建 築 物 設 計 及 施 工 技 術 規 範 」 之 內 涵 ， 俾 使 國 內 木 構 造 之 設 計 與 施 工 技 術 更 為 完 善 。 主 要 研 究 內 容 包 括 ：（ 1） 參 採 美 國 、 加 拿 大 、 日 本 木 構 造 防 火 規 定 、 研 擬 我 國 木 構 造 區 劃 牆 之 防 火 性 能 ；（ 2） 進 行 全 尺 寸 耐 火 試 驗，檢 討 國 內 可 能 採 用 之 木 構 造 系 統（ 樑、柱 、
8葉 世 文 、 曾 俊 達 ， 木 構 造 耐 火 性 能 設 計 與 驗 證 研 究 （ 台 北 市 ： 內 政 部 建 築 研 究 所 ， 2004）。
樓 板 、 牆 ） 耐 火 性 能 ， 並 研 提 相 關 設 計 、 施 工 技 術 規 範 。 關 於 本 研 究 之 規 範 研 擬 ，「 9.1 防 火 之 基 本 原 則 」 主 要 闡 述 木 構 造 防 火 之 基 本 原 則 ， 而 「 9.2 木 質 構 造 建 築 物 之 防 火 設 計 」 則 以 「 防 火 設 計 之 基 本 原 則 」 針 對 建 築 物 防 火 區 劃 及 配 置 等 給 予 規 範，最 後 以「 9.2.2 木 質 構 造 建 築 物 之 防 火 工 法 」 補 充 規 範 相 關 不 同 之 防 火 設 計 細 節 ， 其 細 分 為 （ 1） 柱 樑 構 造 之 木 材 斷 面 、（ 2） 框 組 壁 式 構 造 之 木 材 斷 面 、（ 3） 相 關 防 火 被 覆 之 防 火 時 效 、（ 4） 防 火 橫 擋 之 防 火 性 能 、（ 5） 防 火 隔 間 構 造 之 設 計 要 求 、（ 6） 樓 版 系 統 之 防 火 之 設 計 要 求 、（ 7）
屋 頂 系 統 之 防 火 設 計 、（ 8） 接 合 部 之 防 火 設 計 等 。
本 研 究 修 正 木 構 造 技 術 規 範 之 方 向 係 考 慮 實 際 木 構 造 型 態 （ 柱 樑 式 與 框 組 壁 式 兩 種 ）、 主 結 構 與 非 結 構 材 及 主 動 防 火 機 制 （ 防 火 被 覆 材 與 防 火 阻 擋 材 ） 等 三 個 面 向 。 對 較 屬 開 放 設 計 的 柱 樑 式 構 造 集 中 定 義 其 防 火 之 最 小 斷 面 ， 對 於 屬
「 制 式 工 法 」 的 框 組 壁 式 木 構 造 ， 即 著 重 討 論 其 「 系 統 」 之 防 火 時 效 ， 以 實 際 燃 燒 實 驗 驗 證 之 。
本 研 究 有 關 結 論 摘 要 如 下 ：
(1) 本 研 究 所 使 用 之 覆 蓋 板 15 ㎜ 之 石 膏 板 與 12 ㎜ 之 矽 酸 鈣 板 ， 搭 配 木 構 架 間 柱 使 用 美 國 南 方 松 (SPF)與 台 灣 產 之
(1) 本 研 究 所 使 用 之 覆 蓋 板 15 ㎜ 之 石 膏 板 與 12 ㎜ 之 矽 酸 鈣 板 ， 搭 配 木 構 架 間 柱 使 用 美 國 南 方 松 (SPF)與 台 灣 產 之