試體表面採樣

此實驗是以前述現地採樣方式，採集並記錄試體表面的孢子數量生長情況。每次進 行採樣前皆先準備消毒過後的玻璃試管，並事先於各消毒玻璃試管中裝入5 ml 的無菌 水，於試體表面以沾濕的消毒棉棒進行沾黏採樣，每個消毒玻璃試管只裝入1 根沾黏過 的消毒棉棒，由於有3 組試體，故每種不同表面水份含量之試體皆有 3 個採樣樣株，用 以求得試體表面平均孢子數。而每點的採樣面積約為消毒棉棒之表面積1 cm²，並在各 個採樣完成的消毒玻璃試管上分別標示各試體編號以玆區別。

實驗時間為2007 年 9 月 10 至 2008 年 1 月 30 日，實驗開始第 1 週之採樣時間為每 2 天 1 次，而後變為每週 1 次，後期採樣時間變為每 3 週 1 次，每次試體採樣都以水分 計量測各試體之表面水分含量，用以求得各試體之表面平均水分含量，並以相機拍攝該 次試體表面狀態。

21 3.3 控制氣候條件下室內建築材料黴菌生長試驗

除觀察試體在自然氣候條件（即變動的溫溼度環境）下黴菌生長情形，本研究亦利 用可控制溫溼度實驗生長箱進行實驗，期能求得建立室內建築材料黴菌生長評估模式所 需資料。此實驗與前述實驗約略相同，以不同表面水份狀態之水泥砂漿試體接種現地採 樣之菌種，將其放置於一溫溼度環境可調整為固定狀態之實驗生長箱中進行黴菌生長之 觀察。兩項試驗不同之處在於前述自然氣候條件下是以觀察不同試體表面水份含量、試 體表面孢子數與環境溫溼度之關係；而本試驗是以顯微鏡觀察不同試體表面水份含量上 黴菌生長情況與環境溫溼度之關係，輔以一組量化指標進而評估室內建築材料黴菌生長 之情形。

3.3.1 實驗試體準備

此次準備之試體仍為5×5×5 cm³的水泥砂漿試體，依水灰比為水：水泥：砂＝1：2：

3 之比例澆置養護完成，總共製作 24 個試體，試體澆置養護完成後以非破壞性水分計量 測各試體表面水分含量，並依據不同的水分含量將試體分為4 組。

每組試體皆為6 個，第 1 組試體為乾燥試體（其試體表面水分約為 7%至 12%），第 4 組試體為高濕試體（其試體表面水分約為 22%至 26%），其餘 2 組試體為中、低濕試 體，表面水分大約平均分布於12%至 15%（第 2 組試體），15%至 18%（第 3 組試體）。

將試體放置於可控制溫溼度之實驗生長箱中一段時間後，再以電子磅秤進行秤重，以備 實驗結束後將試體烘乾以求得試體水分含量，實驗試體及實驗生長箱配置情形如圖3.3-1 所示。

圖 3.3-1 實驗試體及實驗生長箱配置情形

23 3.3.2 試體菌種接種

以定量噴瓶於每個試體周圍的4 個表面平均噴灑菌種溶液，菌種接種完成旋即將試 體放入可控制溫溼度之實驗生長箱中，依前人研究及文獻資料，將實驗生長箱之溫度設 定於24℃，而相對濕度則設定為 95%，並在實驗生長箱中不定時放置溫溼度感測器用 以監測實驗生長箱中的環境溫度及相對溼度。

3.3.3 試體表面觀察

此試驗係以顯微鏡觀察試體表面黴菌生長情形，並參考Hukka and Viitanen（1999）

所建立之木質材料黴菌生長評估指標，其評估方式分為初期顯微鏡觀察部分以及後期肉 眼觀察部分；其觀察評估指標說明如下：

0 表示沒有黴菌生長

1 表示可用顯微鏡看到一些黴菌開始生長

2 表示可用顯微鏡看到輕度黴菌生長（覆蓋面積超過 10%）

3 表示可用肉眼看到一些黴菌開始生長

4 表示可用肉眼看到覆蓋面積超過 10%的黴菌生長 5 表示可用肉眼看到覆蓋面積超過 50%的黴菌生長 6 表示可用肉眼看到覆蓋面積達到 100%的黴菌生長

由於上述黴菌生長評估指標乃建立於木質材料上，對於本研究所選定之實驗對象水 泥基質材料並不適用，因為水泥基質材料對於黴菌生長反應比木質材料來得低，在環境 相對濕度介於90%至 97%，溫度介於 15℃至 23℃的環境溫溼度控制條件下，水泥基質 材料之黴菌生長指標都未超過肉眼可視的階段（Ritschkoff et al., 2000），故在本研究中 之評估指標會根據實際觀察結果，期能重新律訂出一組符合台灣目前室內建築材料之黴 菌生長評估指標方式。

第四章 黴菌數值生長模式結構

4.1 黴菌數值生長模式理論發展

本研究評估黴菌數值生長模式之主要理論，係參考Hukka and Viitanen（1999）所建 立的黴菌在木質材料表面之生長評估指標，其黴菌生長評估指標建立方式是在固定及變 動之溫濕度環境下，以顯微鏡或肉眼觀察材料表面黴菌生長情形及其生長覆蓋面積為分 級評估指標，其黴菌生長評估指標說明如下：

0 沒有黴菌生長

1 顯微鏡下可觀察到材料表面有黴菌開始生長

2 顯微鏡下可觀察到材料表面有一些黴菌生長（生長覆蓋面積超過觀察面積的10

％）

3 以肉眼觀察到材料表面有黴菌生長情形

4 以肉眼觀察到材料表面超過10％黴菌生長覆蓋面積 5 以肉眼觀察到材料表面超過50％黴菌生長覆蓋面積 6 以肉眼觀察到材料表面已達100％黴菌生長覆蓋面積

根據Hukka and Viitanen（1999）之研究顯示，其黴菌生長評估是依據實驗室溫濕度 環境與黴菌生長指標相關連後之結果所建立，並以數值模式來描述兩者之關係，也由於 其黴菌生長評估指標是以顯微鏡或肉眼的觀察作為評估結果，所以其所建立的數值模式 並未考慮其他生物性影響因素之關連性。

Viitanen（1997）於實驗室利用固定及變動的溫濕度環境控制條件，建立黴菌生長 起始評估指標（M=1）所需時間之迴歸數值模式，如下所示：

(

0.68lnT 13.9lnRH 0.14W 0.33SQ 66.02

)

exp

=

t_m － － ＋ － ＋ （1）

其中tm：木質材料表面黴菌生長達起始生長指標（M=1）所需之反應時間[週]

T：溫度[℃]

RH：相對濕度[%]

W：木材種類：松木邊材＝0（Pine sapwood）、雲杉邊材＝1（Spruce sapwood）

SQ：表面材質：鋸木表面（resawn surface）或一般養分含量＝0、爐乾表面（kiln-dried

25 surface）或較高養分含量＝1

而到達生長起始指標（M＜1）之前的黴菌生長速率則為：

( )

[

exp 0.68lnT 13.9lnRH 0.14W 0.33SQ 66.02

]

7 用，於是Viitanen 於同年也提出了另一個達到肉眼可見之黴菌生長評估指標（M=3）之 數值迴歸模式如下：

4.2 黴菌數值生長模式建立分析

本研究之黴菌數值生長模式係參考前人研究方式來建立，而根據前人研究發現，其 研究所選用之環境影響因子主要為溫度及環境相對濕度，本研究則依此選擇研究材料表 面水分含量、環境溫濕度與黴菌生長情形之關係，針對在可控制環境氣候條件之靜態實 驗情況下，以台灣地區最常見之混凝土建築物材料為研究實驗對象，探討本研究得到之 建物材料表面黴菌生長之溫濕度氣候條件，建立相關黴菌生長評估模式之基本資料，將 所得到之黴菌生長、溫溼度環境與材料因子之關係，用以評估黴菌在單空間環境中之生 長情況及模式。

由於本實驗是以實驗數據去決定函數型式，所以採用因次分析（dimensional

analysis），將實驗所列之變數予以合併成兩個無因次的變數組合，此變數組合稱之為無 因次積，只要變化無因次積便可決定對應值，如此便能將實驗結果形成一條單一通用曲 線。

而無因次積常稱為Pi 項，所依據化簡的理論又稱為巴金漢 Pi 理論，用以決定無因 次參數變數之間有效關係。其主要推導是依據因次的均一性，若一個方程式包含n 個變 數，等號左邊因次必須等於右邊任何一項之因次，如此便可將方程式再重新推倒成以下 方程式之演算式：

     

^{n n n}

 

_n ⁿⁿ

k

f  ₁ ¹₂ ² ₃ ³  （1）

其中f 為函數；k 為常數；π1為相對濕度；π2為溫度。

函數f 中之各項式描述如下：

 

¹

 

RH ¹

Y_RH k₁₁ ⁿ k₁ ⁿ （2）

 

²



T ²

Y_T k₂₂ ⁿ k₂ ⁿ （3）

 

RH ¹



T ²

Y_n k₁ ⁿ k₂ ⁿ （4）

其中nn值之計算，以相對濕度（RH）為例，將 YRHa與YRHb定義如下：

 

RH ¹

Y_RHa k a ⁿ （5）

27

本研究根據Ritschkoff et al.（2000）所提出的混凝土材料之黴菌初始生長週次與溫 度、環境相對濕度關係圖(如圖 4.2-1、圖 4.2-2)，建立出相對應之數值迴歸模擬方程組。

Y⁹⁰= 2.85x^0.59

29

第五章 實驗結果與討論

5.1 現地菌種採樣結果

本次採樣結果共鑑定出真菌12 屬 14 種，細菌 2 種分別為球菌與桿菌（如表 5-1），

各採樣區詳細結果詳見表5-2。其中出現比例最高的為 Bacteria（細菌─桿菌、球菌），

共出現於12 個採樣樣本之中，其次依序為 Cladosporium sp.、Saccharomyces sp.、

Chromotorula sp.（如圖 5.1-1）。

表5-1 鑑定出之黴菌、酵母菌、子囊菌及細菌種類整理表

類別 Genus（屬） Species（種）

真菌

黴菌

Aspergillus Aspergillus sp.

Cladosporium

Cladosporium fulvum Cladosporium sp.2 Cladosporium sp.3 Fusarium Fusarium sp.

Paecilomyces Paecilomyces sp.

Periconia Periconia sp.

Scolecobasidium Scolecobasidium sp.

Stachybotrys Stachybotrys sp.

Tritrachium Tritrachium roseum

酵母菌

Chromotorula Chromotorula sp.

Debaryomyces Debaryomyces hansenii Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae 子囊菌 Cleithothecial Ascomycetes 細菌 Rod-shaped Bacteria (bacillus)

Round-shaped Bacteria (cocci)

31

表5-2 各採樣區詳細結果

編號 0.2-PDA 0.2-RPDA 0.2/100 PDA 孢子 菌種名稱

A109 X X F ○ Cladosporium fulvum

A109-1 X X F ○ Cladosporium fulvum A109-2 X X F ○ Cladosporium fulvum

A210 X X F ○ Cladosporium fulvum

A210-1 X X F、B ○ Cladosporium fulvum

A210-2 0 0 0 ○

B206 X X F ○ Cladosporium fulvum

Cladosporium sp.3 B206-1 X X F ○ Cladosporium fulvum

B206-2 X X F、B ○

C000 B 0 0 ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) C000-1 B B 0 ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus)

C000-2 0 0 0 ○

C002 F F 0 ○ Cladosporium fulvum

C002-1 X X F、B ○ Cladosporium fulvum C002-2 X F F、B ○ Cladosporium fulvum C002-3 F、B F、B F、B ○ Cladosporium fulvum

D206 F F F ○ Stachybotrys sp.

D206-1 0 0 0 ○

D206-2 F 0 0 ○ Stachybotrys sp.

E100 0 0 0 ○

E100-1 F、B F、B 0 ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) E100-2 X F B ○ 1.Periconia sp.

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus)

E105 0 0 0 X

E105-1 B B 0 ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) E105-2 B F B ○ 1.Debaryomyces hansenii

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus)

E005 0 0 0 ○

E005-1 F 0 0 ○ 1.Tritrachium roseum

2.Cleithothecial Ascomycetes

E005-2 0 0 0 ○

E005-3 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) E005-4 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus)

E005-5 0 0 0 ○

表5-2 各採樣區詳細結果（續）

編號 0.2-PDA 0.2-RPDA 0.2/100 PDA 孢子 菌種名稱

F604 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus)

F604-1 0 0 0 ○

F604-2 0 0 0 ○

F411 F F 0 ○

F411-1 B 0 B ○ Round-shaped Bacteria (cocci) F411-2 B B B ○ Round-shaped Bacteria (cocci) F311 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) F311-1 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) F311-2 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) G001 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) G001-1 B F、B B ○ Aspergillus sp.

G001-2 F、B B B ○ Paecilomyces sp.

H204 B、Y B、Y B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae 2.Rod-shaped Bacteria(bacillus) H204-1 B B B ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H204 B、Y B、Y B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria(bacillus) H204-1 B B B ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H204-2 B B B ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H501 Y B、Y Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H501-1 B B Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H501-2 B、Y B B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H6C B、Y B B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H6C-1 B、Y B B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H6C-2 B、Y B B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus)

33

表5-2 各採樣區詳細結果（續）

編號 0.2-PDA 0.2-RPDA 0.2/100 PDA 孢子 菌種名稱

I200 0 0 0 ○

I200-1 F 0 0 ○ Fusarium sp.

I200-2 F 0 0 ○ Cladosporium sp.2

K001 0 0 0 ○

K001-1 0 0 0 ○

K001-2 0 F 0 ○ Scolecobasidium sp.

I009 0 0 0 ○

I009-1 0 0 0 ○

I009-2 0 0 0 ○

N100 0 0 0 ○

N100-1 0 0 0 ○

N100-2 0 0 0 ○

M203 Y Y Y ○ Chromotorula sp. (yeast)

M203-1 Y Y Y ○ Chromotorula sp. (yeast) M203-2 Y Y Y ○ Chromotorula sp .(yeast)

L001 Y B Y ○ Chromotorula sp. (yeast)

L001-1 0 0 0 ○

L001-2 B B 0 ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) 附註：

1. 以 F 代表真菌，B 代表細菌，Y 代表酵母菌，0 代表並未觀察到菌落生長。

2. 因菌種菌落成長速度太快且無法辨認單一個體菌落者，以 X 表示之。

3. 以○代表於該樣本懸浮液中發現到孢子，以 X 代表並未觀察到有孢子。

Cladosporium sp.

Chromotorula sp.

Saccharomyces sp.

Bacteria

0%

10%

20%

30%

40%

出 現 菌 種 百 分 比(

%)

圖5.1-1 本現地採樣分析出現的菌種百分比圖

雖然此次採樣結果與前人文獻研究中，常發現於室內建築環境的真菌種類有些許不 同，但仍在一些採樣區中發現文獻中常見之室內建築環境黴菌種類，如發現於化材系館

雖然此次採樣結果與前人文獻研究中，常發現於室內建築環境的真菌種類有些許不 同，但仍在一些採樣區中發現文獻中常見之室內建築環境黴菌種類，如發現於化材系館

在文檔中 國立宜蘭大學土木工程學系（研究所） 碩士論文 Department of Civil Engineering National Ilan University Master Thesis (頁 32-0)