計畫內容與目標

一、 研究目的

早在 1946 年美國業已了解冷軋型鋼的重要性與廣泛性，並制定了第一本設 計標準，經過多年的研究與改進，在美國鋼鐵協會的主導下，目前的“冷軋型鋼 構 件 設 計 規 範 -Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members”(AISI, 2007)涵蓋的範圍相當的廣泛。而運用冷軋型鋼構件的輕型鋼構 住宅在這 20 年已儼然呈為一種趨勢，為了推廣環保亦可回收的冷軋型鋼建築，

除了既有的冷軋型鋼設計規範外，在 1997 年美國全國住宅建築協會(National Association of Home Builders - NAHB)聯合了美國聯邦住家與都市發展部(U.S Department of Housing and Urban Department - HUD)與美國鋼鐵協會製訂了「冷 軋型鋼構住宅設計方法- Prescriptive Method for Residential Cold-Formed Steel Framing」(AISI, 1997)及相關設計與施工技術出版品，在 2007 年重新修正了 Standard for Cold-Formed Steel Framing - Prescriptive Method for One and Two Family Dwellings，該設計方法制定的目的，主要是提供設計與營造業者能輕易 地應用冷軋型鋼於建築物上，在目前國內使用冷軋型鋼構件建築日漸普遍的情況 下，雖然國內已制訂了「冷軋型鋼構造建築物施工規範」，然修訂設計與施工規 範是一項必須持續的工作，這也是本研究的主要的方向及目的。

二、預期目標

1. 完成冷軋型鋼構造建築物施工規範的修訂；

2. 提供最新的規範內容以利設計、製造、安裝者之使用；

3. 提升冷軋型鋼構造建築之結構安全；

4. 加強”營建自動化”工法的推動。

三、本研究計畫之重要性

儘管冷軋型鋼在台灣建築業界被採用的頻率正逐漸升高之中，尤其 921 地震 後，政府為災民規劃中、長期性的生活方案，如興建臨時房屋(如圖 2)、簡易教 室等。而諸如此類的簡易臨時房屋，絕大多數係以冷軋型鋼材料組合而成，方便、

迅速且質量輕，地震發生時所造成之加速度比 RC 構造小的多，是較有具有安全 感的建築物。但在台灣相關輕鋼構建築的應用較偏重於臨時建築物的使用，其施 工方法與美、日、歐洲標準施工法有極大的差異，故在防風、防震、防火與噪音 等品質常讓人弊病。事實上在尋求永久性建築，兼具環保與安全的特性，輕型鋼 構建築均可達成。一般民眾對於冷軋型鋼薄且輕的特性，較無安全感的情況下，

臺灣民間業早已有所謂中型鋼構住宅的興建，如圖 3 所示，其主要結構構材乃採 用熱軋型鋼。

圖 2 臨時房屋建築 (圖片來源：潘吉齡)

台灣在輕鋼構建築推展之初期，一般相關業界對於輕鋼構建築大多不予以重 視，印象中認定此類鋼結構僅侷限於小型工廠、倉庫、增建物或假設工程設施等 簡易工程。因此，一般設計人員可能誤用熱軋鋼結構規範。同時，施工人員對冷 軋型鋼相關知識的匱乏，導致業界對冷軋型鋼結構應用於建築上的不確定性。另 外，對於一般使用冷軋型鋼構件的單層或雙層建築物中，常被使用單位申請為臨 時建築或丙種建築，各地建管單位在認定無危害的情形下草率過關；就算建管單

出審核。但在現今國內冷軋型鋼相關規範逐步建立的情形下，已有業者使用以冷 軋型鋼構造為主的建築物出現。雖然目前已有不少營造業者嘗試推動以冷軋型構 造為主的低層住宅，但皆因沒有相關的設計資料與數據來支撐這類建築的結構計 算基礎，因此常以申請建照較為簡單的農舍為興建的對象，圖 4 則為建築實例。

圖 3 低層鋼構建築構造 (圖片來源：戴松鄉)

圖 4 輕鋼構建築(農舍) (圖片來源：陳威霖)

另外由於國內缺乏輕型鋼構建築的結構計算技術，國內部分廠商直接與發展 輕型鋼構建築多年的日本建築業合作，圖 5 則為此類建築的工程實例，但在建材 價格與 know how 的技術等因素上，讓輕鋼構建築的成本比傳統鋼筋混凝土建築

高出許多，也因此在市場上的競爭性相對不足。既使冷軋型鋼構造住宅在台灣的 建築市場上一直無法大量的推廣，但考量此類建築物的種種優點，國內仍有不少 的業者很努力在推動輕鋼構住宅，期許政府與一般民眾在注重「環保與安全」的 觀念上，能慢慢的接受冷軋型鋼構造的建築型態。圖 6 為 88 風災後，由政府與 民間共同的力量，在南部所興建的輕型鋼構住宅(永久安置屋)。

圖 5 輕鋼構建築(一般住宅) (圖片來源：潘吉齡)

圖 6 慈濟杉林永久屋 (圖片來源：理成營造)

建築亦相當的努力，而以冷軋型鋼構材為主的 “steel home”(輕型鋼構住宅)更是 其推廣的一個走向，世界各先進國家皆已先後制定冷軋型鋼的相關規範與施工標 準。台灣地區約 76.6%人口集中在都市化地區，在地狹人稠的先天環境限制下，

由於建築生產及都市開發過程未充分考量整體生環境因素，致產生許多建築及都 市問題，如：建築生命週期各階段的污染，建築產業能源不當耗用，建築資源未 能有效利用，室內環境品質日益低落，及都市永續發展的環境面臨危機等均是當 前重要課題。反觀台灣正走向已開發國家行列的同時，遭遇人工價錢高漲，人力 資源短缺，以及砂石的短絀等不可避免的問題，再加上水泥的開採設限與設廠製 造對環境的衝擊，面對民眾環保意識的不斷提高的時代，顯示出使用具環保且可 回收的鋼材做為建築材料，將是台灣未來建築發展的一個重要趨勢。再者，未來 二氧化碳排放量的管制，水泥在製造生產與用於營建時所產生的環保問題，以及 RC 建築物在拆除重建時的困難，政府現正規劃推動「綠建築」的同時，採用鋼 結構實為一時代趨勢，故政府及民間應同心協力，積極推廣輕鋼構住宅。

四、國內外有關本案之研究情況

由於環保的考量，木材、砂石等材料的短缺，美國、澳洲與日本等國發展之 標準化的單層或雙層冷軋型鋼建築設計與施工己廣泛地使用在工、商業界及一般 住宅上(圖 4)。同時，在近十年來，公共建築如學校、教堂採用冷軋型鋼結構的 設計亦日益趨多，主要可歸諸於下列因素：(1)造型可多樣化、(2)快速施工減少 工期、(3)維護及管理費低、(4)易於變更及加蓋。為了推廣環保亦可回收的冷軋 型鋼建築，除了既有的冷軋型鋼設計規範外，在 1997 年美國全國住宅建築協會 (National Association of Home Builders - NAHB)聯合了美國聯邦住家與都市發展 部(U.S Department of Housing and Urban Department - HUD)與美國鋼鐵協會製訂 了「冷軋型鋼構住宅設計方法- Prescriptive Method for Residential Cold-Formed Steel Framing」(AISI, 1997)及相關設計與施工技術出版品，該設計方法制定的目 的，主要是提供設計與營造業者能輕易地應用冷軋型鋼於建築物上。

由於冷軋型鋼構材除了在以往的工業與車輛製造業扮演了一個的角色外，近 二十年來在建築業尤其在輕型鋼構建築方面，更是一個不可或缺的結構構材，因 此，在冷軋型鋼研究上是相當的廣泛。雖然冷軋型鋼屬於鋼結構的範疇，但因其 本體的結構分析相較熱軋型鋼有不小的差異，也因此，有專屬冷軋型鋼領域的期 刊，如 Internationl Jounal on Thin-Wall Structures，也有類似的專屬國際研討會，

如 已 舉 辦 40 年 的 International Specialty Conference on Cold-Formed steel Structures，另外還有如 International Conference on Coupled Instabilities in Metal Structures 、 International Conference on Thin Walled Structures 、 International Conference on Steel and Aluminium Structures 等國際研討會的舉行，不外乎是讓 冷軋型鋼的研究能有發表與交流的空間。