緣起背景

第一節 緣起背景

國 內 因 過 去 經 濟 發 展 蓬 勃 發 展 時 期 ， 都 會 地 區 建 築 物 大 量 興 建 ， 對 於 建 設 所 需 建 築 材 料 需 求 量 甚 大 ， 混 凝 土 原 料 國 內 取 得 容 易 ， 反 觀 國 內 本 身 森 林 資 源 有 限 ， 本 產 木 材 不 敷 應 用 於 大 量 建 築 材 料 ， 因 此 長 年 來 混 凝 土 已 成 為 最 主 要 之 建 築 構 造 材 料 ， 國 內 也 有 95%以 上 建 築 物 是 混 凝 土 相 關 構 造 。 近 年 來 由 於 國 內 積 極 推 動 「 綠 建 築 」 ， 從 一 氧 化 碳 減 量 、 固 體 廢 棄 物 減 量 、 能 源 消 耗 、 環 境 衝 擊 等 方 面 性 質 來 看 ， 木 構 造 是 最 符 合 環 保 之 綠 建 築 ， 因 此 國 內 是 直 到 近 幾 年 藉 由 「 綠 建 築 」 觀 念 之 推 廣 普 及 化 ， 始 真 正 重 視 木 構 造 建 築 物 。

過 去 國 人 對 於 木 構 造 建 築 物 之 認 知，普 遍 仍 然 停 留 在「 不 防 火 」 、 「 不 防 震 」 、 「 不 防 蟲 蟻 」 、 「 不 防 潮 、 易 腐 朽 」 之 印 象 ， 然 而 隨 著 美 國 、 加 拿 大 及 日 本 等 主 要 木 構 造 建 築 物 興 盛 之 地 區 向 國 內 介 紹 真 正 的 木 構 造 建 築 物 ， 國 內 才 開 始 認 識 到 木 構 造 建 築 物 的 優 點 ， 而 上 述 問 題 早 已 經 利 用 各 式 各 樣 加 工 處 理 、 工 程 設 計 等 方 式 予 以 克 服 。

有 關 於 木 構 造 建 築 物 之 防 火 性 能，因 過 去 一 般 民 眾 對 於 木 構 造 之 認 知 停 留 在 單 薄 木 料 構 成 之 日 式 木 造 屋 或 合 板 裝 潢 木 屋 等 刻 板 印 象 ， 所 以 通 常 認 為 木 構 造 遇 火 災 時 火 勢 會 一 發 不 可 收 拾 ， 這 一 方 面 是 因 為 新 聞 報 導 常 見 到 上 述 普 通 木 造 屋 之

火 災 案 件 ， 另 一 方 面 是 國 內 對 此 方 面 之 專 業 瞭 解 尚 不 足 夠 所 產 生 之 誤 解 。 從 國 內 外 之 建 築 物 火 災 統 計 資 料 顯 示 ， 建 築 物 火 災 之 起 火 原 因 多 是 電 線 、 電 器 、 裝 飾 織 物 、 烹 飪 用 油 、 煙 蒂 等 造 成 ， 並 非 木 造 建 築 本 身 所 引 起 ， 所 以 在 火 災 發 生 機 率 上 ， 木 構 造 與 混 凝 土 造 建 築 是 相 近 的 ， 換 言 之 ， 木 構 造 比 較 容 易 發 生 火 災 是 錯 誤 想 法 。 其 次 ， 木 質 建 材 是 易 燃 材 料 的 說 法 ， 可 謂 不 完 全 正 確 之 說 法 ； 由 於 木 質 建 材 是 人 們 喜 好 使 用 之 室 內 裝 修 （ 潢 ） 建 材 ， 其 用 於 裝 修 或 家 具 之 材 料 雖 然 斷 面 較 小 或 厚 度 較 薄 ， 然 而 比 起 一 般 裝 潢 用 織 物 、 塑 膠 品 還 要 難 燃 或 緩 燃 ， 不 過 終 究 是 可 燃 性 材 料 ， 在 火 災 時 確 實 難 免 會 引 燃 及 延 燒 ， 倘 欲 防 止 木 材 引 燃 延 燒 ， 一 般 可 以 使 用 阻 燃 藥 劑 或 耐 燃 塗 料 處 理 。 不 過 ， 當 木 材 之 斷 面 夠 大 ， 遇 火 燒 時 雖 然 外 層 會 變 成 炭 化 層 （ Char layer） ， 但 內 部 木 材 完 好 （ 該 炭 化 層 宛 如 鋼 構 材 之 防 火 被 覆 材 料 ） ， 其 強 度 仍 足 以 支 撐 結 構 所 需 載 重 ， 因 此 整 體 結 構 不 致 因 火 燒 而 倒 塌 ， 相 較 於 裸 露 鋼 鐵 遇 火 熱 易 軟 化 、 變 形 破 壞 ， 甚 至 倒 塌 之 情 形 ， 大 斷 面 木 質 材 料 算 是 耐 火 安 全 的 材 料¹。

本 所 曾 於 90 年 辦 理「 木 構 造 建 築 物 設 計 與 施 工 技 術 規 範 修 訂 之 研 究 」，並 依 據 研 究 成 果 於 91 年 編 修「 木 構 造 建 築 物 設 計 與 施 工 技 術 規 範 」，其 中 原 草 案「 第 九 章 建 築 物 之 防 火 」 之 條 文 因 較 簡 略 ， 於 審 查 專 案 小 組 會 議 決 議 暫 不 納 入 ， 續 由 本 所 研 議 提 出 防 火 有 關 詳 細 規 範 後 再 審 查 納 入 ， 爰 此 ， 本 所

1雷 明 遠， 綠 建 築 構 造 防 火 性 能 評 估 與 設 計 準 則—鋼 構 造 與 木 構 造（ 台 灣 建 築 ， 民 國 94 年 1 月 號 ） 。

92 年 辦 理 「 木 構 造 防 火 基 準 之 國 際 比 較 研 究 」 及 93 年 度 辦 理 「 木 構 造 耐 火 性 能 設 計 與 驗 證 研 究 」 ， 對 於 國 外 木 構 造 防 火 設 計 規 定 進 行 彙 整 ， 另 外 亦 對 框 組 式 木 構 造 牆 防 火 性 能 進 行 實 驗 ， 上 述 研 究 成 果 對 於 前 揭 規 範 之 「 第 九 章 建 築 物 之 防 火 」之 增 修 業 有 所 貢 獻，惟 條 文 及 解 說 部 分 仍 然 有 待 加 強 後 ， 始 可 提 供 審 查 專 案 小 組 進 行 審 查 。

另 一 方 面，93 年 10 月 營 建 署 函 請 本 所 辦 理 有 關「 樑（ 柱 ） 構 造 用 木 材 耐 火 性 能 與 炭 化 速 率 之 研 究 」 ， 爰 規 劃 辦 理 本 項 計 畫 。 睽 其 緣 由 係 因 木 構 造 形 式 分 為 柱 梁 式 系 統 與 框 組 壁 式 系 統 ， 前 者 木 構 造 在 國 外 多 應 用 為 大 型 供 公 眾 使 用 建 築 物 ， 後 者 則 主 要 用 於 住 宅 或 小 面 積 供 公 眾 使 用 建 築 物 。 倘 依 建 築 技 術 規 則 設 計 施 工 編 第 69 條 規 定，柱 梁 式 木 構 造 建 造 之 建 築 物 須 為 防 火 構 造 建 築 物 時 ， 其 木 構 造 柱 或 梁 之 防 火 時 效 應 如 何 規 範 及 認 定 ， 較 符 合 國 內 建 築 管 理 體 制 及 國 際 潮 流 。 目 前 國 內 因 新 建 防 火 木 構 造 建 築 物 較 少 ， 近 幾 年 係 採 用 個 案 「 建 築 新 技 術 、 新 工 法 、 新 設 備 及 新 材 料 審 核 認 可 」 方 式 辦 理 ， 各 種 斷 面 尺 寸 之 木 構 造 柱 或 梁 須 在 無 加 載 條 件 下 以 CNS 12514 加 熱 曲 線 試 驗 ， 倘 不 同 設 計 案 之 木 構 造 柱 或 梁 即 須 重 新 燒 試 ， 比 起 鋼 構 造 防 火 被 覆 材 之 審 核 認 可 方 式 較 複 雜 ， 造 成 建 築 師 及 相 關 材 料 及 施 工 廠 商 不 方 便 ， 如 此 導 致 建 築 界 推 動 木 構 造 建 築 之 意 願 自 然 不 高 。

國 外 木 構 造 建 築 普 遍 之 國 家 ， 如 美 國 、 加 拿 大 、 日 本 等 國 ， 其 對 於 木 構 造 柱 或 梁 防 火 性 能 認 可 ， 係 採 用 結 構 強 度 計 算 配 合 木 材 炭 化 速 率 計 算 方 式 ， 其 經 驗 公 式 係 源 於 豐 富 實 驗

數 據 所 求 得 ， 針 對 該 國 建 築 法 規 規 定 業 採 用 多 年 ， 是 從 事 木 構 造 建 築 物 設 計 及 施 工 人 員 可 信 賴 之 安 全 設 計 法 ， 不 僅 兼 顧 維 持 建 築 構 造 防 火 安 全 規 定 ， 亦 讓 設 計 及 工 程 程 序 較 為 簡 便 ， 作 法 上 可 供 國 內 參 考 。 鑑 此 ， 本 研 究 擬 對 木 構 造 柱 或 梁 之 炭 化 特 性 及 防 火 時 效 計 算 法 進 行 驗 證 ， 以 提 供 建 築 機 關 參 考 。