輕質骨材混凝土牆板之開發應用與經濟效益評估-輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發

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(1)輕質骨材混凝土牆板之開發應用與經濟效益評估 —輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國 94 年 12 月.

(2) PG 9403-0008 094301070000G1012. 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 受委託者：國立中興大學研究主持人：顏. 聰. 共同主持人：陳豪吉研究助理：黃中和. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國 94 年 12 月. ii.

(3) ARCHITECTURE & BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. Standardization of Precast Wall Using Lightweight Aggregate Concrete. BY Tsong Yen How-Ji Chen Chung-Ho Huang. December 31, 2005.

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(5) 目次. 目. 次. 表. 次 ............................................................................................... III. 圖. 次 ................................................................................................. V. 照. 片 ..............................................................................................VII. 摘. 要 ............................................................................................... IX. 第一章緒論 ......................................................................................1 第一節研究緣起與背景............................................................................ 1 第二節研究目的........................................................................................ 2 第三節研究方法與進行步驟.................................................................... 3. 第二章文獻回顧 ..............................................................................7 第一節輕質骨材混凝土之分類與特性 ................................................... 7 第二節各類磚與板之型式與性能.......................................................... 10 第三節隔間牆之分類與性能.................................................................. 12 第四節國內外牆板之隔音規範要求...................................................... 12 第五節現行牆板之工法.......................................................................... 13. 第三章輕質骨材混凝土預鑄構件之規格標準化 ........................33 第一節現行砌塊(磚)與牆板之尺度規定............................................... 33 第二節建築模矩之考量.......................................................................... 36 第三節人工物料搬運工作之安全性探討 ............................................. 38 第四節輕質骨材混凝土預鑄牆板、砌塊標準化規格之建議 ............. 43. 第四章輕質骨材混凝土預鑄構件之檢測標準化 ........................53 第一節輕質骨材混凝土砌塊與組立牆板之檢測項目 ......................... 53 第二節輕質骨材混凝土砌塊與組立牆板之檢測方法 ......................... 54 第三節輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊之性能測試 ......................... 60 第四節已組立牆板及其水泥系接著劑之性能測試結果 ..................... 62. I.

(6) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 第五節輕質骨材混凝土砌塊與其他砌塊(磚)性能之比較................... 64 第六節輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊性能檢測方法之建議 ......... 65. 第五章輕質骨材混凝土預鑄構件之隔熱與隔音性能 ................77 第一節國內建築物隔熱節能之相關法規 ............................................. 77 第二節熱傳導係數之量測方法.............................................................. 78 第三節輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊之隔熱性評估 ..................... 81 第四節輕質骨材混凝土牆隔音性之測試與評估 ................................. 82. 第六章輕質骨材混凝土預鑄構件之工法與施工要領 ................87 第一節輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊之工法簡介 ......................... 87 第二節輕質骨材混凝土預鑄砌塊之施工技術要領 ............................. 88. 第七章研究發現 ..........................................................................103 第八章結論與建議 ......................................................................105 第一節結論............................................................................................ 105 第二節建議............................................................................................ 106. 附錄一期中審查會議紀錄情形 ..................................................107 附錄二研究計畫審查會議情形 ..................................................111 附錄三發表於「第二屆輕質骨材混凝土研討會暨國科會產學合作成果發表會」之論文 ..................................................113 參考書目 ..........................................................................................129. II.

(7) 表次. 表. 次. 表 2-1 輕質骨材混凝土彈性模數與單位重、抗壓強度之關係[29] ............. 16 表 2-2 石棉水泥板種類與符號[33].................................................................. 16 表 2-3 波形板之性質[33].................................................................................. 17 表 2-4 石棉水泥平板之性質[33]...................................................................... 17 表 2-5 矽酸鈣板種類與符號[33]...................................................................... 18 表 2-6 矽酸鈣板性質要求[33].......................................................................... 18 表 2-7 ALC板分類[34] ...................................................................................... 19 表 2-8 ALC板性質要求[34] .............................................................................. 19 表 2-9 纖維水泥板分類[35].............................................................................. 20 表 2-10 纖維水泥板性質要求[35].................................................................... 20 表 2-11 石膏板分類及符號[36]........................................................................ 20 表 2-12 石膏板(GB-R) 性質要求[36] ............................................................. 21 表 2-13 強化石膏板(GB-F) 性質要求[36] ..................................................... 21 表 2-14 隔間系統之分類[37]............................................................................ 22 表 2-15 隔間牆之性能需求與對策[37]............................................................ 23 表 2-16 各式隔間系統性能比較表(一)[37] ..................................................... 24 表 2-17 各式隔間系統性能比較表(二)[37] ..................................................... 25 表 2-18 日本建築協會推薦之各類建築物牆板隔音性能基準[39] ............... 26 表 2-19 我國現行技術規則防音材料與構造隔音性能測試結果[40] ........... 27 表 2-20 各國法規有關外牆隔音性能之基準[40]............................................ 28 表 2-21 各類隔間牆工法之佔有率[37]............................................................ 29. III.

(8) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 表 3-1 空心磚之標準尺寸................................................................................. 45 表 3-2 建築模矩之基本數與組合 .................................................................... 45 表 3-3 建築模矩數值(單位：MM).................................................................... 46 表 3-4 建築用版類之模矩(單位：MM)............................................................ 47 表 4-1 水密性試驗風壓規定 ............................................................................ 66 表 4-2 輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊之質量與容積比重 ........................ 66 表 4-3 輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊之吸水率 ........................................ 67 表 4-4 輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊之抗壓強度 .................................... 68 表 4-5 輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊之抗彎強度 .................................... 69 表 4-6 輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊透水試驗 ........................................ 70 表 4-7 已組立牆板牆板之單位重測試結果 .................................................... 71 表 4-8 已組立牆板牆板之風壓試驗結果 ........................................................ 71 表 4-9 各類磚、板之性能比較 ........................................................................ 72 表 5-1 輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊之熱傳導係數 ................................ 85. IV.

(9) 圖次. 圖. 次. 圖 1-1 研究流程圖............................................................................................... 6 圖 2-1 細骨材含量對輕質骨材混凝土K值之影響[29] ................................... 30 圖 2-2 水泥用量與輕質骨材混凝土抗壓強度關係[31].................................. 30 圖 2-3 輕質骨材混凝土抗壓強度與水泥砂漿、骨材強度間的關係[31] ..... 31 圖 2-4 輕質骨材混凝土的分界強度[32].......................................................... 31 圖 2-5 輕質、普通混凝土之強度成長比較圖[31].......................................... 32 圖 3-1 空心磚之形狀......................................................................................... 48 圖 3-2 混凝土空心磚之形狀 ............................................................................ 48 圖 3-3 裝飾混凝土磚之形狀 ............................................................................ 49 圖 3-4 窯燒花崗岩面磚之形狀 ........................................................................ 49 圖 3-5 耐火磚之形狀......................................................................................... 50 圖 3-6 不同倍模矩之組合(例一)...................................................................... 51 圖 3-7 不同倍模矩之組合(例二)...................................................................... 51 圖 4-1 已組立牆板面內抗剪試驗裝置示意圖 ................................................ 73 圖 4-2 透水裝置示意圖..................................................................................... 73 圖 5-1 熱傳導測儀之各部配線 ........................................................................ 86 圖 6-1 預鑄牆板工法一..................................................................................... 97 圖 6-2 預鑄牆板工法二..................................................................................... 98 圖 6-3 砌塊（磚）之疊砌法 ............................................................................ 99 圖 6-4 企口磚工法一....................................................................................... 100 圖 6-5 企口磚工法二....................................................................................... 101. V.

(10) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. VI.

(11) 照片. 照. 片. 照片 4-1 厚度 8.8CM之輕質骨材混凝土預鑄企口磚 ..................................... 74 照片 4-2 厚度 12CM之輕質骨材混凝土預鑄外牆磚 ...................................... 74 照片 4-3 厚度 6CM之輕質骨材混凝土預鑄牆板 ............................................ 75 照片 4-4 厚度 9CM之輕質骨材混凝土預鑄牆板 ............................................ 75 照片 5-1 熱傳導試驗之試體裝置 .................................................................... 86. VII.

(12) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. VIII.

(13) 摘要. 摘. 要. 關鍵詞：輕質骨材混凝土、預鑄牆板、標準化. 一、研究緣起由於經濟快速發展與土地資源有效利用的需求下，高層化、輕量化的建築物順勢地大量出現。輕質混凝土除了降低建築物自重而可減少材料用量的優點外，更由於輕質混凝土構件的自重較輕，致使其結構體因地震所產生的慣性力亦相對較小，故可降低設計載重，因而節省建造成本。此外，輕質混凝土本身擁有低熱傳導、較佳隔音與耐火性能等優點，若加以利用在建築物外殼或隔間牆板，還可以使建物達到節省能源的功效，這些使用輕質骨材混凝土的優點對於屬亞熱帶氣候且位處地震帶的台灣尤具意義。. 二、研究方法及過程本研究計畫旨在輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發，主要工作為預鑄輕質混凝土牆板之研發，品質檢測方法與組立工法等之建立，以作為輕質骨材混凝土使用於土木建築工程之設計及施工的參考準繩，從而促成輕質骨材混凝土預鑄牆板構件之開發應用及營建自動化之目的。. 三、重要發現根據熱傳導係數之實測結果與其他磚類之比較可知，輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊之熱傳導係數均小於 0.35 kcal/m.hr.℃，並具穩定性，更遠低於現行磚類之標準值，擁有極佳之隔熱能力，可用於隔熱需求之隔間牆建材。本研究亦建議了輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊之乾式預鑄工法及疊砌築工法，以及條列出預鑄牆板施工技術要領，以期在實際施作上有所助益。. IX.

(14) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 四、主要建議事項 (一)立即可行之建議主辦機關：國家科學委員會、內政部建築研究所協辦機關：內政部營建署為開啟國內使用輕質混凝土預鑄構件之契機，政府應積極推動輕質骨材混凝土相關之應用性研究計畫，以促成輕質骨材混凝土之推廣應用及產業化。 (二)長期性建議主辦機關：行政院公共工程委員會協辦機關：經濟部中央標準局本研究提出之輕質骨材混凝土預鑄牆板、砌塊與其組立牆板的檢測項目與方法，經過實際測試，並與傳統磚比較，可知其檢測方法具一定的可靠性與適用性，並建議進行國家標準法規之訂定，或是修訂現行國家標準，將輕質骨材混凝土預鑄牆板、砌塊等材料測試納入適用範圍，使輕質骨材混凝土預鑄牆板、砌塊有統一的標準，以利其推廣與應用。. X.

(15) 摘要. ABSTRACT Keywords：Lightweight Aggregate Concrete, Precast Wall, Standardization. Introduction Due to the fast development of economy and the requirement of using land resources effectively, lots of higher and lighter buildings appear. Besides the advantage of reducing the weight of buildings to save material, the lighter Lightweight Aggregate Concrete (LWAC) members can also reduce the inertial forces from earthquake. Therefore, LWAC can reduce design loadings and save building cost. In addition, LWAC has the properties of better heat insulation, sound insulation and fire prevention comparing with normal weight concrete. If LWAC is used on the exterior surface or interior wall partition of the building, much energy can be saved. These advantages are quite significant to Taiwan, which is located at semitropical-climate and earthquake-active zone. Method and Process The main topic of this project is to develop the standardization of the precast LWAC walls. The major works include developing precast LWAC walls, establishing testing methods and creating construction methods for the wall fabrication. The research results can not only be the reference for civil and architectural LWAC design or analysis but also lead to the development and application of LWAC walls and to the achievement of automation of construction.. Important Results According to the test results of the heat conductivity and the comparison with other types of bricks, the values of heat conductivity of the precast LWAC walls are all smaller than 0.35 kcal/m.hr.°C. Since these values are quite similar XI.

(16) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. to each other and far less than the standard value of the existing bricks, the LWAC walls can be used as the partition walls that the heat insulation function is requested. This project also suggests how to precast the walls and lay bricks. The gist to build precast walls is listed in the project which is helpful for real practice.. Suggestions (1) Immediate Suggestions Main Affiliation：National Science Council、Architecture and Building Research Institute, Ministry of the Interior. Co-Affiliation：Construction and Planning Agency, Ministry of the Interior. In order to create the opportunities of using precast light weight aggregate concrete members in construction engineering, the Government should drive the research projects of light weight aggregate concrete actively and promote it to be popular and industrial. (2). Long-term Suggestions Main Affiliation：Public Construction Commission, Executive Yuan. Co-Affiliation：Bureau of Standards, Metrology and Inspection, M.O.E.A. The testing items and methods for the fabrication of LWAC walls and blocks offered by the project have been verified reliable and applicable through real tests and comparisons with the test method for traditional bricks. It is suggested that the establishment or revision of the official testing specifications for the LWAC walls or blocks be proceeded so that the LWAC walls and blocks can be applied and popularized easily under the same standards.. XII.

(17) 第一章緒論. 第一章緒論第一節研究緣起與背景由於經濟快速發展與土地資源有效利用的需求下，高層化、輕量化的建築物順勢地大量出現，如紐約之雙子星大樓，即是採用輕質混凝土建造部分的非承重構件來達到建築物的輕量化，說明了輕質混凝土用於高樓房屋非結構構件的可行性，目前已有許多實際的使用案例[1-3]。輕質混凝土除了降低建築物自重而可減少材料用量的優點外，更由於輕質混凝土構件的自重較輕，致使其結構體因地震所產生的慣性力亦相對較小，故可降低設計載重，因而節省建造成本[3-5]。此外，輕質混凝土本身擁有低熱傳導、較佳隔音與耐火性能等優點，若加以利用在建築物外殼或隔間牆板，還可以使建物達到節省能源的功效，這些使用輕質骨材混凝土的優點對於屬亞熱帶氣候且位處地震帶的台灣尤具意義[6-7]。其實輕質混凝土做為建築材料已有多年之經驗，尤其在歐洲如挪威、德國、荷蘭等國家，不但將輕質混凝土用於非承重構件更進一步研發將其用於主要承重的結構上，而美國、日本亦使用輕質混凝土具相當比例 [8-10]。輕質混凝土在國內雖然發展較晚，但近年來在產、學、研各界的合作研究下，已驗證了水庫淤泥可燒製出性質優良的輕質骨材，並可據以量產性質良好的輕質骨材混凝土[11-15]。此項成果不僅能達到資源回收再利用之環保訴求，尚兼具改善水庫儲水功能及延長其使用壽命之功效。隨著台灣社會發展，勞力短缺且薪資高漲，需要大量勞力的傳統紅磚牆或混凝土空心磚牆工程面臨了經濟壓力與技術提昇問題。加上工人技術水準良莠不齊，不但使得工程施工品質不易控制，更無法符合營建工程自動化的訴求。且傳統磚牆工程屬濕式施工，總是造成施工環境多砂漿、水泥等污染物，在技術層次低且工作環境條件不佳的狀況下，也造成勞動力逐漸流失。反觀預鑄輕質混凝土牆板符合輕量化、乾式施工、工廠預鑄的. 1.

(18) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 特性，除了可減少大量勞力、提高工作效率外，也使施工環境獲得改善，提高勞動者的意願，合乎營建自動化之需求。再者，若預鑄輕質混凝土牆板能大量推廣應用還可解決部份水庫淤泥去化、能源缺乏及天然骨材濫採等問題，具有廢棄物再利用之資源化的意義，改善混凝土建材不環保的刻板印象，使建築物更具綠建築的要件。以輕質骨材取代常重骨材所拌製而成的輕質骨材混凝土，因其具備低熱傳導特性，歐美及日本等先進國家常被用來製作輕質圬工磚、輕質樓板、牆板或屋頂，藉以改善建物的隔熱性，故從節約能源的角度考量時，它的性能極具意義。綜觀世界各國的建築節能管理法規與標準，不難發現有些即採用設定建築物外殼的總熱傳送值—U 或熱阻抗值—R，也就是規定建築物的 U 值須控制在某基準值之下或 R 值須達到某基準值之上。基本上，建築外殼材料之 U 值愈小或 R 值愈大時，則熱量愈不容易傳透壁體。而土木營建材料中，輕質骨材混凝土即擁有良好的隔熱性[16-18]。輕質骨材混凝土不但使得構件擁有一定的強度，同時在隔音效果與防火性能上更是有優異的表現，但在國內尚少營建工程採用輕質骨材混凝土作為隔間牆板的材料，主要原因是國內關於輕質骨材混凝土預鑄牆板構件規格的標準化、測試方法、品質需求及施工組立規範等都尚未開發與建立，使得建商在應用上無所依歸；再加上決策者往往都僅考慮建材直接成本多寡來取捨使用之材料，因而阻礙了輕質骨材混凝土預鑄牆板構件應用與推廣。綜上所述，為把握此千載難逢的機會，以開啟國內使用輕質混凝土預鑄構件之契機，政府正積極推動輕質骨材混凝土相關之應用性研究計畫，以促成輕質骨材混凝土之推廣應用及產業化。. 第二節研究目的擁有多孔隙、低密度及高吸水率之輕質骨材，相較於常重骨材特性有. 2.

(19) 第一章緒論. 著很大的差異，因而導致輕質骨材混凝土在配比設計、拌和、輸送、澆置及夯實等作業偏離常重混凝土的觀念[8-10]。對於輕質骨材使用於混凝土中造成其性質變化之影響，國外已有相當多的研究[19-26]，其應用在預鑄輕質骨材混凝土或預力輕質混凝土的設計與量產，已由各研究報告中獲得不少建議。然而，如所周知，人造輕質骨材的性質具有地域性，不同地區所產製之輕質骨材其性質變異性頗大；再者，各國有關輕質混凝土之工程原理雖無差異，但為適應國情之不同，故國內有其必要自訂本土之輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化與自動化之作業程序。雖然預鑄輕質骨材混凝土牆板所需的材料成本較傳統磚牆為高而為人詬病，但隨著國民生活所得提升，消費者對品質的要求逐漸提高，經濟性考量比重則逐漸降低。此外，預鑄輕質骨材混凝土牆板具備輕量化、乾式施工、工廠預鑄的優點，符合營建自動化與環保的功效，仍值得開發與推廣。本研究計畫擬建立預鑄輕質混凝土牆板之規格、品質檢測方法與組立工法等之標準化；並嘗試將預鑄輕質骨材混凝土的建築外殼節能效益在長期使用下轉化為可具體評估的金額，使決策者在選擇房屋牆板、樓板或屋頂等建築物組件的材料時，不僅僅以直接成本來作為考量因子。簡言之，本研究計畫之目的旨在輕質骨材混凝土預鑄牆板之開發應用及進行其經濟效益評估，以作為輕質骨材混凝土使用於土木建築工程之設計及施工的參考準繩，從而促成輕質骨材混凝土預鑄牆板構件之開發應用及營建自動化之目的。. 第三節研究方法與進行步驟為完成輕質骨材混凝土牆板之開發應用與經濟效益評估，本研究計畫細分兩分項計畫進行研究，其中分項計畫一乃針對輕質骨材混凝土預鑄牆板構件的標準化進行研發，而建築外殼使用輕質骨材混凝土構材經濟效益評估於分項計畫二中進行探討與評估，以下針對分項計畫一之研究方法與 3.

(20) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 進行步驟進行說明如下： (1) 收集國內外相關文獻與有關檢測規定。本研究首先收集輕質骨材混凝土預鑄牆板構件相關研究成果報告，瞭解輕質骨材混凝土預鑄牆板構件可能存在的問題，接著進行產業概況調查等方法，以建立輕質骨材混凝土預鑄牆板構件的規格、品質檢測方法與組立工法，隨即接續以下的研究方法探討其可行性評估。 (2) 開發輕質骨材混凝土砌塊標準化規格模具尺寸至少各三種。由於國內對輕質骨材混凝土的知識還不若普通混凝土普遍，而輕質骨材混凝土又需較高的知識與技術層次，為了使輕質骨材混凝土預鑄牆板方便地應用於營建工程，並容易控制其品質，應由政府開發出輕質骨材混凝土預鑄牆板或砌塊的標準化規格，並建立其品質要求規範，作為營建廠商採用的參考。為此，除了透過專家學者理論分析與實驗室的實測驗證之外，更須進行國內相關廠商產製概況的調查，以評估產業的配合意願與產製能力。本研究擬考量市場機制，依輕質骨材製造理論及以往輕質骨材混凝土預鑄牆板開發之成果，研擬至少三種以上輕質骨材混凝土預鑄牆板的標準使用規格，來因應不同需求的房屋建築工程。 (3) 輕質骨材混凝土預鑄牆板、砌塊實驗標準及檢測方法研擬。在初步地建立出符合產業界實用的輕質骨材混凝土預鑄牆板與砌塊標準規格後，隨之於實驗室測試其物理與機械力學性能，並由其試驗結果與分析，進行產品之安全性與可行性評估，本計劃預計的檢測項目與方法簡述如后。依據檢測結果與分析，研擬適當之預鑄牆板、砌塊實驗標準及檢測方法。另外，依據牆板黏著劑之測試結果，研擬適用於牆板的黏著劑及其扣接工法之研發。 (4) 針對已開發完成之輕質骨材混凝土預鑄牆板、砌塊進行隔熱測試。. 4.

(21) 第一章緒論. 一般而言，由砌塊組成的預鑄牆板隔熱能力與組成之材料（砌塊）相差無幾，故本研究測求砌塊之熱傳導係數來評估預鑄牆板的隔熱能力，同時與相同條件的普通混凝土做分析比較，並提供分項計劃二『建築外殼使用輕質骨材混凝土構材經濟效益評估』研究所需之隔熱數據。研究中，熱傳導係數的測求則依照 CNS 7333 『隔熱材料之導熱係數測定法（平板直接法）』進行之。 (5) 研訂輕質骨材混凝土預鑄牆板、砌塊組立應用工法與施工規範。吸取國外實行工法的優點並考量國內特有之施工民俗習慣，完成輕質骨材混凝土預鑄牆板施工規範與砌塊組立應用工法草案，隨之尋找國內相關廠商進行組立應用工法及施工標準之測試與評估，建立完善且本土化之預鑄牆板、砌塊組立應用工法與施工規範，以供國人參考使用。. 根據以上研究方法，研究流程如圖 1-1 所示. 5.

(22) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 圖 1-1 研究流程圖國內外文獻收集與產業及建物概況調查. 與施工規範牆板組立工法. 凝土預鑄牆板開發輕質骨材混. 砌塊規格標準化. 實驗標準及檢測方法研擬. 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 結論及報告撰寫. (資料來源：自行整理). 6.

(23) 第二章文獻回顧. 第二章文獻回顧第一節輕質骨材混凝土之分類與特性 1、輕質骨材混凝土的分類輕質混凝土的分類方式有多種型式，例如德國國家標準(DIN)以密度分類，上限為 2000kg/m3；美國ASTM依用途分類為使用於結構體、預鑄板、隔熱吸音三種；日本JIS以骨材來源分類則有天然、人造及工業副產品三種。所有分類方式事實上都可以用骨材之種類、製造方式來區別，如膨脹黏土、膨脹頁岩或板岩、膨脹爐石輕質骨材混凝土，以及燒結型、冷結型飛灰輕質骨材混凝土等。[27, 28] 2、輕質骨材混凝土的特性本章節提供有關輕質骨材混凝土的特性，以供為應用於預鑄構件時的參考依據，其相關的性質分述如下： (1) 單位重輕質骨材混凝土與常重混凝土最大的差異在於單位重的大小，由於輕質骨材的密度較一般砂石輕，因此所拌製的混凝土單位重也較輕。輕質骨材混凝土其氣乾單位重一般均不超過 2000 kg/m3，但這種定義並不是強制的標準，譬如ASTM規定的氣乾單位重為 1850 kg/m3 以下。不過，優良的輕質骨材混凝土其單位重應較相同配比之常重混凝土低約 25%～40%為佳。適合作為結構用途的輕質骨材混凝土，其單位重之要求至少在 1200 kg/m3以上，常用的輕質骨材混凝土大致在 1400 kg/m3～1800 kg/m3之間。 (2) 隔熱性能熱傳遞係由於溫差所引起的能量輸送現象，只要物體中或物體間有溫度差存在，熱傳遞便會發生，基本上熱傳遞的方式可分為熱傳. 7.

(24) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 導、熱對流、熱輻射三種。熱傳導是在緊鄰的固定實體部分做熱的輸送，由微觀的角度看就是能量由一個原子或分子傳遞到下一個的過程；熱對流是因液體及氣體的運動及混合，而把熱由一個地方傳送到另一個地方，熱輻射是以看不見的波來傳送熱，類似光的傳播。混凝土熱傳遞的方式主要為熱傳導，熱傳導為二個物體之間或一個物體的不同部分之間，由於存在著溫度梯度而引起內能交換的現象，稱之為熱傳導。普通混凝土或紅磚之熱傳導係數 K 介於 1.0 W/mK ～1.5W/mK，輕質骨材混凝土則因為輕質骨材內部多孔隙的特性，其熱傳導係數可降低至 0.1 W/mK～1.0 W/mK。因此採用輕質骨材混凝土做為建築物的外牆，將因其具有較佳的隔熱效果，而大幅降低使用冷氣之能源消耗。輕質骨材混凝土的熱傳導係數主要與輕質骨材種類、天然砂的用量以及混凝土的中空結構相關，天然砂的含量愈少，輕質骨材混凝土的熱傳導係數愈低，如圖 2-1 所示[29]；而空心混凝土若孔隙排列在垂直於熱流方向者愈多，則 K 值愈小[30]。 (3) 抗壓強度輕質骨材混凝土的抗壓強度與其單位重有密切關係，故 CNS 3691 和 ASTM C330 中對強度性質的規定，都以單位重高低作為分級標準（如表 2-1 所示）。抗壓強度和單位重之比例關係，是衡量輕質骨材混凝土品質優劣的重要依據。在各先進國家，對輕質骨材混凝土均有劃定出一抗壓強度與單位重或水泥用量之關係範圍。台灣地區生產之膨脹頁岩輕質骨材水泥用量與混凝土強度間之關係如圖 2-2 所示[31]。影響輕質骨材混凝土抗壓強度之因素包括輕質骨材種類、級配、強度、水泥漿量及水灰比等。骨材粒徑愈大對混凝土強度愈不利，故一般建議輕質骨材最大粒徑應在 25 mm 以下。輕質骨材本身具有的強度亦會影響到其混凝土抗壓強度，其關係可由圖 2-3 說明之。輕質骨材混凝土在強度的發展過程中，因輕質骨材具有一定的顆粒強度，而水泥砂漿的強度則會隨著材齡而增長，當水泥砂漿的強度超越輕質骨材顆粒強度時，混凝土的破壞將由輕質骨材主空，也導致混凝土的強 8.

(25) 第二章文獻回顧. 度受到一定的限制，這也形成輕質骨材混凝土具有分界強度的存在 [32]，如圖 2-4 所示。若欲提高輕質骨材混凝土的強度，需配比較高強度的水泥砂漿（較低水灰比），然而輕質骨材的彈性模數等於水泥砂漿彈性模數時，混凝土的受力行為將有所改變，即圖 2-4(a)中的第一階段進入第二階段，該分界點所對應的混凝土強度，即稱之為分界強度。進入第二階段後，輕質骨材混凝土的強度提升較為趨緩，亦即提高水泥砂漿的強度，將無法有效提高輕質骨材混凝土的抗壓強度，形成不經濟的配。輕質骨材混凝土的分界強度與輕質骨材的種類有關，輕質骨材的強度愈高，其混凝土的分界強度也愈高。圖 2-4(b)為水灰比 0.4 的常重混凝土、輕質混凝土與水泥砂漿強度的關係，由圖中可知，輕質骨材混凝土約在 35 MPa 時具有轉折點，即為該組配比的分界強度。輕質骨材混凝土在同等強度下，其水泥砂漿強度將比一般常重混凝土所用之水泥砂漿強度高，意即其需較多之水泥用量或較低之水灰比來拌製混凝土，相對地其強度亦會發生早強現象（如圖 2-5 所示） [31]。水灰比對輕質骨材混凝土的工作性影響頗大；若在低水灰比時使用全輕質骨材（輕質粗骨材+輕質砂），則混凝土的工作性將受到嚴重影響，解決之道為增加水泥漿量或改用天然砂做為細骨材，而後者的方式較為經濟可行。在相同水灰比下，天然砂輕質骨材混凝土之抗壓強度較高，這點不因輕質骨材種類不同而有所差異。 (4) 劈裂抗張及彎曲強度混凝土之張力強度較難以用直接而令人滿意的方法來量測，因此，一般都是採劈裂或彎曲破壞之方式，間接測定其張力強度。劈裂強度或抗彎強度均以抗壓強度為變數之函數，不過有的是以比關係，如 Andrew ＆ Willian ；有的直接以 CEB/FIP；但也有直接以. f 'c. f 'c. 2. 3. f ' c 為正. 為關係式，如. 為關係式者，如柚原治美、Swamy＆. 9.

(26) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. Lambert 及王纓茂教授等。. 第二節各類磚與板之型式與性能目前用於結構或非結構的磚與板種類眾多，各類磚或板的性能會依使用材料、製作方式與尺寸大小等不同而有不同的要求，為了建築用磚類的統一性、品質要求與方便使用等，國家標準規範(CNS)已有針對建築用磚板之型式與性能做了規範及限制，本研究收集了現行規範中之磚與板的分類型式與性能，以作為後續研究參考之依據，整理之內容簡述如下： 1、石棉水泥板[33] 石棉水泥板為石綿、水泥及其他纖維等混合而成的板材，依板之外觀形狀可分為波形板及石棉水泥平板，其分類型式及符號如表 2-2 所示。其中，波形板可分為小波、中波及大波等三類，石棉水泥平板可分為可撓板、軟質可撓板、平板與軟質板等四種類型，而各分類板又有各種不同厚度的尺規。在 CNS 規範中，石棉水泥波形板需具不可透水性，並有一級的耐然性，吸水率不得高於 28%，而最低抗彎破壞載重依大波、中波及小波分別為 150、320 及 400 kgf，其細部的性能要求如表 2-3。針對石棉水泥平板的性能則主要有容積比重、吸水率、吸水長度變化、抗彎破壞載重、透水性及耐然性等方面的要求，其性能的要求又依照不同板材厚度有不一樣的規定，詳細的性能要求陳列於表 2-4 所示。 2、矽酸鈣板[33] 矽酸鈣板可分為第 1 型、第 2 型a以及第 2 型b三種，其種類及符號如以表 2-5 規定。第一型係指建築物外牆或室內承重牆之耐火、隔間裝修用之內、外裝材，第二型a及b產品係指室內非承重牆之耐火隔間裝修用及提供市內粱、柱等構造體耐火保護用材料。第一型其抗彎強度為 122 kgf/cm2 ~ 178 kgf/cm2以上，第二型a其抗彎強度 102 kgf/cm2 ~ 132 kgf/cm2以上，第二 10.

(27) 第二章文獻回顧. 型b其抗彎強度為 51 kgf/cm2 ~81.6 kgf/cm2以上，這三者其熱傳導率均在 0.15 kcal/m.℃.hr ~ 0.21 kcal/m.℃.hr，其性能要求如表 2-6 所示。 3、高壓蒸氣養護輕質氣泡混凝土磚(ALC) [34] 高壓蒸氣養護輕質氣泡混凝土磚，其分類方法依其烘乾容積比重分類，如表 2-7 所示，可分為G2、G4、G6、G8 與G10 等五大類，其性能如表 2-8 所示，其抗壓強度最小平均值分別為 26、51、77、102 與 128 kgf/cm2，烘乾容積比重最大值分別為 0.50、0.60、0.80、1.00 以及 1.20 等。 4、纖維水泥板[35] 纖維水泥板可分為 0.8 板與 1.0 板，又在各細分為普通板與裝飾板，如表 2-9 所示，0.8 板係指容積比重為 0.6 以上而未滿 0.9 者，1.0 板係指容積比重為 0.9 以上而未滿 1.2 者；而普通板是指未施裝飾加工，但混入著色材料而著色者，裝飾板是指以普通板為基板，於其表面施予印刷、塗裝、噴吹等裝飾加工者。0.8 纖維水泥板其容積比重為 0.6 以上未滿 0.9，最大抗彎破壞載重為 30 kgf；1.0 纖維水泥板其容積比重為 0.9 以上未滿 1.2，最大抗彎破壞載重為 50 kgf，其詳細情形如表 2-10 所示。 5、石膏板[36] 石膏板依其用途可分為石膏板、防潮石膏板、強化石膏板、粉刷基層石膏板及裝飾石膏板，其分類如表 2-11 所示。石膏板依厚度又可分為 9.0~9.5、12.0~12.5、15.0 三種，厚度 9.0~9.5 之間其彎曲破壞載重為 36.7 kgf，熱阻為 0.05 kcal/m.℃.hr，單位面積質量為 5.7~8.6 kg/m2，厚度 12.0 mm ~ 12.5 mm之間其彎曲破壞載重為 51.0 kgf，熱阻為 0.07 kcal/m.℃.hr，單位面積質量為 7.5~11.3 kg/m2，厚度 15mm者其彎曲破壞載重為 66.3 kgf，熱阻為 0.08 kcal/m.℃.hr，單位面積質量為 9.0~13.5 kg/m2，其主要性質如表 2-12 所示。強化石膏板依厚度可分為 12.0~12.5、15.0、16.0、18.0、21.0、25.0 等 6 種，其單位面積質量為 7.5~11.3、9.0~13.5、9.6~14.4、10.8~16.2、12.6~18.9、. 11.

(28) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 15.0~22.5 kg/m2，彎曲破壞載重要求分別為 51、66.3、69.4、76.5、86.7 以及 102 kgf，隔熱之熱阻值限度則分別為 0.07、0.08、0.08、0.09、0.1 與 0.11 kcal/m.℃.hr，其詳細資料如表 2-13 所示。. 第三節隔間牆之分類與性能國內因超高層大樓的興建與都市人口的發展，舊有的建築方式已漸漸的被取代，而新的建築方式也因有越來越多的新式建材被開發而被研究出來。新的建材大多走向輕量化、規格化及量產化，又以室內的隔間牆板建材為最多，而隔間牆系統大致可分為空心牆或是實心牆兩大類，再依施工方式與使用材質進行細分，其分類方式如表 2-14 所示[37]。隔間牆的性能依使用部位與使用要求而所變化，而牆板主要的要求與對策如表 2-15 所列。本研究收集了不同材質的隔間牆性能，如表 2-16 與 2-17 所示，表中依施工方式與材質樣式分類整理出牆板的隔音、隔熱、強度與防火時效等工程性質，以及施工的便利性評估如施工速度、牆面平整性、釘掛性與埋設管線等，另外，也整理出各牆板所需的成本與其重大的缺點[37]。事實上，各種隔間牆之性能比較，基本須區分構材與實體之性能值，亦即實際施作結果，可能因構法形式、施工精度、填縫處理等而在性能上有所差異，因而本研究歸納整理之牆板性能的比較僅為初步參考，準確的性能仍須進行實際測試而得。. 第四節國內外牆板之隔音規範要求傳統的磚牆或者鋼筋混凝土牆，具有良好的防火性、隔音性，就 1/2B 磚牆或 120mm厚鋼筋混凝土牆而言，其面密度為 240 kg/m2，依據CNS 8465 建築物隔音等級評估為D-45。目前我國建築技術規則中尚無隔音性能基準. 12.

(29) 第二章文獻回顧. 值之規定，若依據國立成功大學建築研究所於八十年六月提出之推薦標準 [38]，評定上述磚牆或鋼筋混凝土牆在集合住宅、連棟住宅與學校分界牆部份，僅達到隔音之第三等級—最低隔音標準；在旅館、宿舍、醫院及辦公室分界牆與隔間牆部份，則可達到隔音之第二等級。但是，在建築物高層化後，輕量化的需求也隨之產生。根據日本建築基準法有關隔間牆部份規定，使用在住宅隔戶、隔間的新式隔間牆工法，其規定如表 2-18 所示，必須通過建設大臣指定的試驗機關做隔音測試。在 1987 年製定合格的乾式隔間牆，共提出 121 種，其中對隔音效能影響最大的分別為材料、工法、面密度、牆總厚度等。[39] 樓版隔音性能評估方法，國內 CNS 參酌日本的 JIS，採用重量衝擊源和輕量衝擊源兩種作為測試的音源，而歐美與國際標準(ISO)則只有輕量衝擊源。在評估指標方面，我國 CNS 採用的 L 值和歐美採用的 IIC 值相比較，可發現我國樓版隔音性能之評估指標對於低頻與高頻的規定都較歐美嚴格。依現行技術規則防音編第 46 條之材料與構造進行隔音性能測試，主要是依所規定之 10 項構造及材料對隔音性能進行測試，試驗結果如表 2-19 所示。而各國法規有關外牆隔音性能之基準，則如表 2-20 所示。[40]. 第五節現行牆板之工法 1、工法類型由於牆板工法趨向多樣化發展，事實上很難予以詳細分類，僅能依乾濕性、施作方式及構材材質等的進行分類[37]，如下所示： (1) 依濕、乾式可分為傳統濕式、半濕式(或半乾式)及乾式等類型。乾濕式工法之區分，主要是相對於傳統濕式工法如 RC 牆、磚牆做區分，骨架封板及各種牆板組立稱為乾式工法，而如砌築輕質骨材混凝土砌塊或石膏板塊，其非用水泥砂漿接合，亦稱之為乾式施工。另所謂半濕式工法，則有噴凝牆、流漿牆屬之，亦即牆體灌. 13.

(30) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 注輕質流質材料，面層噴漿粉刷，較偏向濕式施工，另如鋼筋網複合牆，可於現場噴漿，屬半濕式工法，如採工廠預鑄，則為乾式組立施工。上述各類牆板工法之使用率如表 2-21 所示。 (2) 依施作方式可分為模板灌漿、塊砌(或疊式)、板式組立及輕鋼架組裝等類型組立。依施作方式區分，RC 牆係模板組立後灌漿施工，而鋼網噴凝牆則有業者稱為免拆模板，另流漿牆亦相當於以面板充作免拆面板。塊砌工法，如紅磚、空心磚、灰磚、等係以磚塊砌築，而目前有石膏或水泥之板塊產品，則為疊式施工。各種牆板之組立，係以整片牆板加以固定，無須骨架支撐，而組合隔間或活動隔間則一般須加支撐材。骨架封板牆可用木架、輕鋼架或鋁合金架，而半濕式之噴凝牆或流漿牆亦多採用輕鋼架及鋁合金架為骨架。 (3) 依主要構材材質區分可分為石膏複合類、水泥複合類及其他複合類等類型。依主要材質區分，石膏類有石膏板、石膏複合板、石膏板塊及石膏空心磚，水泥製品則有各種磚、板，多為水泥複合材。其他的材料如三明治板心材可用各種材質，以及 PU 板等。 2、工法之應用[37] 台灣地區集合住宅次結構體內牆隔間工法，近兩、三年來呈多樣化發展，採用新式工法、輕質建材者日漸增加，依基泰不動產企研室針對台北地區建築業者相關抽樣調查結果顯示，其採用意願 83 年大約 20%以下，84 年則增至約 25%。由於尚未進行全面性調查，對於目前應用案例調查，係來自專業廠商業績及建設業者個案資料，以下簡述各種工法主要之應用情形。國內半濕式鋼架鋼網噴凝牆工法發展已有約四、五年之久，目前此種工法有 90%以上用於集合住宅，專業廠商含經銷、授權之業者約十餘家，近兩年集合住宅使用案例增加快速，估計已有近 100 個。鋼筋網複合牆工. 14.

(31) 第二章文獻回顧. 法，早在十餘年前已有採用案例，但後來使用者不多，至 83 年有業者引進自動化生產之牆板，少量使用於非住宅，近期已有集合住宅開始使用。輕質骨材混凝土砌塊引進國內後，使用量呈倍數快速成長，目前集合住宅採用案例，估計達兩百個以上，其他類型建築物採用案例亦多，但集合住宅用量仍佔較大部分。輕質骨材混凝土砌塊之經銷商估計有三、四十家。而在 ALC 板方面，目前亦有數家廠商引進，但集合住宅內牆使用比例甚少。替代紅磚之砌築磚材，除輕質骨材混凝土砌塊外另有石膏板塊由澳洲、新加坡引進，使用案例已休憩建築隔間牆為多，集合住宅之案例較少，其他各種牆板，如石膏複合板、合成水泥板、中空水泥板、中空混凝土板等，使用案例多為商業、休憩、學校、工廠等，集合住宅案例亦不多。. 15.

(32) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 表 2-1 輕質骨材混凝土彈性模數與單位重、抗壓強度之關係[29] 彈性模數 (GPa) 輕質骨材混凝土. 抗壓強度. 常重混凝土. 單位重. 單位重. 單位重. 1400 kg/m3. 1900 kg/m3. 2300 kg/m3. 30. 11. 19. 28. 40. 12. 21. 31. 50. 13. 23. 34. 60. 14. 25. 36. (MPa). (資料來源：陳豪吉、林建國，「無細輕質骨材混凝土性質之研究」). 表 2-2 石棉水泥板種類與符號[33] 種類. 波形板. 石棉水泥板. 符號小波. SC. 中波. MC. 大波. LC. 可撓板. F. 軟質可撓板. NF. 平板. S. 軟質板. N. 石棉水泥平板. (資料來源：中國國家標準 CNS 13777). 16. 原料. 水泥石綿其他纖維混合材料.

(33) 第二章文獻回顧. 表 2-3 波形板之性質[33] 抗彎破壞載重. 種類. N{kgf}. 大波. 1470{150}以上. 中波. 3140{320}以上. 小波. 3920{400}以上. 吸水率%. 透水性. 耐燃性. 28 以下. 背面不得產生水珠. 耐燃一級. (資料來源：中國國家標準 CNS 13777). 表 2-4 石棉水泥平板之性質[33] 種類. 可撓板. 軟質可撓板. 平板軟質板. 厚度. 抗彎破壞載重 2. 2. (mm) N/mm {kgf/cm } 30. 33.0{336}以上. 40. 32.5{331}以上. 50. 29.5{301}以上. 60. 29.0{296}以上. 80. 28.0{286}以上. 30. 33.0{336}以上. 40. 32.5{331}以上. 50. 29.5{301}以上. 60. 29.0{296}以上. 50. 18.0{184}以上. 60. 18.5{189}以上. 40. 14.0{143}以上. 吸水率 (%). 透水性. 22 以下. 26 以下. 吸水長度變化率. 耐燃性. 0.20 以下. 背面不得產生水珠. 容積比重. 約 1.7. 耐燃一級約 1.6 0.25 以下. 28 以下 33 以下. 約 1.5 －. 約 1.3. (資料來源：中國國家標準 CNS 13777). 17.

(34) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 表 2-5 矽酸鈣板種類與符號[33] 種類第1型. 矽酸鈣板. 第2型 a. 第2型 b. 符號. 原料. 0.8 矽酸鈣板. 0.8K. 1.0 矽酸鈣板. 1.0K. 石灰質原料、矽酸質原料、石棉、其他纖維材料、混合材料. 0.8 矽酸鈣板. 0.8FK. 1.0 矽酸鈣板. 1.0FK. 0.8 矽酸鈣板. 0.8FF. 1.0 矽酸鈣板. 1.0FF. 石灰質原料、矽酸質原料、石棉以外纖維、混合材料. (資料來源：中國國家標準 CNS 13777). 表 2-6 矽酸鈣板性質要求[33]. 種類. 厚度容積 (mm 比重 50. 0.8 型. 80 90 100. 2. kgf/cm. 第一型第二型 a 第二型 b. ) 60. 最低抗彎強度. 122. －. 61.2. 127. 102. 51. 0.6 ∣ 0.9. 120 40 50 60 1.0 型. 80. 0.9 ∣. 90. 1.2. 100. 189. －. 81.6. 184. 143. 71.4. 最高熱傳導係數 kcal/m.°c.hr 第一型第二型 a 第二型 b. 0.15. 0.15 以下. 0.21 178. 132. 61.2. 120. (資料來源：中國國家標準 CNS 13777). 18. 吸水長度變化率(%). －. －. 0.15. 0.15. －. －. 0.21. 0.21. 耐燃性. 耐燃一級.

(35) 第二章文獻回顧. 表 2-7 ALC 板分類[34] 分類符號. 烘乾容積比重. G2. 0.41~0.50. G4. 0.51~0.60. G6. 0.61~0.80. G8. 0.81~1.00. G10. 1.01~1.20. (資料來源：中國國家標準 CNS 13480). 表 2-8 ALC 板性質要求[34] 抗壓強度(MPa){kgf/cm2} 種類. 烘乾容積比重最大值最小平均值. 最小值. 2.5. 2.0. {26}. {20}. 5.0. 4.0. {51}. {41}. 7.5. 6.0. {77}. {61}. 10.0. 8.0. {102}. {82}. 12.5. 10.0. {128}. {102}. G2. 0.50. G4. 0.60. G6. 0.80. G8. 1.00. G10. 1.20. (資料來源：中國國家標準 CNS 13480). 19.

(36) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 表 2-9 纖維水泥板分類[35] 種類 0.8纖維水泥板 1.0纖維水泥板. 符號普通板. 0.8PC. 裝飾板. 0.8PCD. 普通板. 1.0PC. 裝飾板. 1.0PCD. (資料來源：中國國家標準 CNS 3802) 表 2-10 纖維水泥板性質要求[35] 種類. 厚度 (mm) 6. 0.8板. 8. 容積比重 0.6以上未滿0.9. 10 6 1.0板. 8. 抗彎破壞載重 N{kgf}. 10. 吸水長度變化率%. 耐燃性. 不得有裂、剝離、貫穿孔及開裂。. 0.25 以下. 耐燃二級. 117.6{12} 196.0{20} 294.0{30}. 0.9以上未滿1.2. 耐衝擊性. 245.0{25} 343.0{35} 490.0{50}. (資料來源：中國國家標準 CNS 3802) 表 2-11 石膏板分類及符號[36] 種類石膏板. 符號. 主要用途(參考). GB-R 牆壁及天花底板. 石膏板標準製品. 防潮石膏板. GB-S. 廚房、浴室等多濕場所之牆壁石膏板四面之專用原紙及心材及外牆底板之石膏施於防水處理者. 強化石膏板. GB-F. 牆壁及天花底板以及防火及耐 GB-R之心材滲入無機纖維等者火構造等之構成材. 粉刷基層石膏板 GB-L 石膏灰泥等塗敷之底板裝飾石膏板. GB-D 牆壁及天花板面板. (資料來源：中國國家標準 CNS 4458) 20. 備考. GB-R之表面施於長方形凹紋者 GB-R之表面施於裝飾加工者.

(37) 第二章文獻回顧. 表 2-12 石膏板(GB-R) 性質要求[36] 厚度(mm). 9.0~9.5. 12.0~12.5. 含水率%. 15.0. 3以下. 彎曲破壞載重. 長度方向. 360{36.7}以上. 500{51.0}以上. 650{66.3}以上. N{kgf}. 寬度方向. 140{14.3}以上. 180{18.4}以上. 220{22.4}以上. 耐燃性. 耐燃二級. 耐燃一級或二級. 耐燃一級. 熱阻W/mk{kcal/m.°c.hr}. 0.043{0.05}以上. 0.060{0.07}以上. 0.069{0.08}以上. 單位面積質量㎏/m2. 5.7~8.6. 7.5~11.3. 9.0~13.5. (資料來源：中國國家標準 CNS 4458). 表 2-13 強化石膏板(GB-F) 性質要求[36] 厚度(mm). 12.0~12.5. 15.0. 16.0. 18.0. 含水率%. 耐衝擊性. 680{69.4} 750{76.5} 以上以上. 850{86.7} 以上. 1000{102.0} 以上. 230{23.5} 270{27.6} 以上以上. 320{32.7} 以上. 380{38.8} 以上. 凹陷之直徑在25mm以下，且不得有貫通背面之. 耐火焰性. 不得因破壞而掉落. 耐燃性. 耐燃一級. 質量(㎏/m2). 25.0. 3以下. 長度 500{51} 650{66.3} 彎曲破方向以上以上壞載重寬度 180{18.4} 220{22.4} N{kgf} 方向以上以上. 熱阻W/mk. 21.0. 0.060以上 0.069以上 7.5~11.3. 9.0~13.5. 0.070以上 0.077以上 9.6~14.4. 10.8~16.2. 裂. 0.086以上. 0.095以上. 12.6~18.9. 15.0~22.5. (資料來源：中國國家標準 CNS 4458). 21.

(38) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 表 2-14 隔間系統之分類[37] 骨架(場裝) 骨架封板. 空心牆. 面板. 石膏板、木絲纖維水泥板、礦纖板、碳酸鈣板、鑽泥板、金屬板等. 心材(預製). 蜂巢板、浪形板、紙、鋼片、鋁片等. 面板. 石膏板、木絲纖維水泥板、礦纖板、碳酸鈣板、鑽泥板、金屬板等. 中空板塊. 板塊. 石膏板塊、水泥板塊. 中空水泥板. 成形板. 擠出型水泥板、中空混凝土板. 預製夾心板. 合成石膏板. 面材. 石膏板. 心材. 澆化石膏、輕質粒子. 面材. 木絲纖維水泥板、礦纖板等. 心材. 輕質混凝土、發泡橡膠、保麗龍等. 輕質水泥板. 成形板. ALC板、水泥板. 輕質水泥磚. 磚. ALC磚、灰砂磚. 骨架. 輕鋼架、鋁合金、鋼板網. 心材. 輕質混凝土、保麗龍、輕質粒子等. 面層. 噴凝土. 心材. 點焊鋼筋網、保麗龍. 面層. 噴凝土. 合成水泥板. 實心牆. 輕鋼架、木架. 現場噴漿. 鋼筋網噴漿. (資料來源：內政部建築研究所，「產業自動化－營建自動化計畫成果報告」). 22.

(39) 第二章文獻回顧. 表 2-15 隔間牆之性能需求與對策[37] 要求條件. 主要的對策阻隔人之通過阻隔視線. 以牆體達成組隔要求. 阻隔光線阻隔之要求. 阻隔熱阻隔火阻隔水阻隔溼氣. 層構成的綜合效果或依要求程度具備性能調整. 阻隔音音之吸收反射反射吸收之要求. 熱之反射吸濕、潑水容易安裝器具. 接觸之要求. 以表面材料及骨架(心材)來對應. 防止衝擊音之發生視覺美、質感佳防污染耐磨耗. 以表面材料及表面裝修層來對應. 耐水性耐久之要求. 耐濕性. 以表面裝修層來對應. 耐酸性防蟲防腐. 以各層材質來對應. 防銹傳力之要求. 載重耐衝擊力. 以構造本體來對應以表面材料及骨架來對應. (資料來源：內政部建築研究所，「產業自動化－營建自動化計畫成果報告」). 23.

(40) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 表 2-16 各式隔間系統性能比較表(一)[37] 模施工方式牆. 厚. 長*寬*高(cm). 板. 塊. 砌. RC 牆. 磚牆. 輕質磚 (ALC 磚). 中空石膏板塊牆. 輕質骨材混凝土牆. 15cm 整片式. 12cm. 10cm. 10cm. 10cm. 23*11*6. 60*40*10. 66.6*50*10. 60*27*10. 單位面積重量. 360kg/m. 217kg/m. 80kg/m. 75kg/m. 91.8kg/m2. 容積比重. 2400. 1808. 800. 750. 918.41. 膠接材料. 水泥砂漿. 水泥砂漿. 黏著劑. B/S1000 (石膏粉). 水泥砂漿. 2. 2. 2. 2. 壁. 體. 實. 心. 實. 心. 實. 心. 空. 心. 實. 心. 工. 法. 濕. 式. 濕. 式. 乾. 式. 乾. 式. 乾. 式. 隔. 音. 52dB. 防火時效. 40dB. 2hr. 48dB. 2hr. 38dB. 4hr. 4hr. 抗壓強度. 210 kg/cm. 150 kg/cm. 40 kg/cm. 熱傳導係數 Kcal/m.°C.hr. 2.571. 1.383. 0.136. 0.38. 0.257. 事後敲鑿. 事後敲鑿. 事後切鑿. 事後敲鑿. 2. 埋設管線. 預. 牆面平整性. 埋. 2. 2. 185 kg/cm2. 不易控制砌磚不易控制砌磚不易控制砌磚不易控制砌磚不易控制. 磁磚裝修 (黏著材料). 可 (水泥砂漿). 可 (水泥砂漿). 可 (水泥砂漿). 可 (益膠泥). 施工速度. 2 m2/人日. 2.5 m2/人日. 5 m2/人日. 17 m2/人日. 集合住宅. 集合住宅. 集合住宅. 辦公大樓. (成本)元/m. 1250. 重大缺點. 自重過重. 950 施工費時費工. 994 釘掛性差牆面易裂. 1360 易受潮抗撞性差. 用途 2. 可 (水泥砂漿) 集合住宅. (釘掛性). (資料來源：內政部建築研究所，「產業自動化－營建自動化計畫成果報告」). 24.

(41) 第二章文獻回顧. 表 2-17 各式隔間系統性能比較表(二)[37] 輕鋼架. 施工方式. 組. 立. 噴凝牆. 骨架板牆. 10cm~12cm 整片式. 10cm. 11cm. 5cm~10cm. *. 180*90*8.5. 300*60*5. 單位面積重量. 38~60 kg/cm2. 95kg/m2. 40kg/m2. 容積比重. 380~600. 863.6 鐵絲網加水泥砂漿. 800. 牆. 厚. 長*寬*高(cm). 平面點焊鋼絲網補強. 膠接材料. 螺. 絲. 鋼筋網複合牆合成水泥板牆. 益膠泥. 壁. 體. 實. 心. 空. 心. 實. 心. 實. 心. 工. 法. 濕. 式. 乾. 式. 濕. 式. 乾. 式. 隔. 音. 防火時效. 25dB~50dB. 45dB. 1hr. 1hr. 抗壓強度. 40dB 2hr 2. 熱傳導係數 Kcal/m.hr.°C. 40.4 kg/cm. 60 kg/cm2. 0.224~0.386. 0.047. 0.138. 埋設管線. 一次完成. 一次完成. 用火溶掉. 事後切鑿. 牆面平整性. 不易控制. 佳. 佳. 佳. 磁磚裝修 (黏著材料). 可 (水泥砂漿). 可 (益膠泥). 可 (水泥砂漿). 可 (益膠泥). 集合住宅. 15 m2/人日辦公大樓. 施工速度用途 2. (成本)元/m 重大缺點. 850~1600 施工空間大抗壓性低不耐撞工地整理不易無法荷重. 25 m2/人日集合住宅. 集合住宅. 770 系統設計不當易裂. 2000 施工技術性要求高. (資料來源：內政部建築研究所，「產業自動化－營建自動化計畫成果報告」). 25.

(42) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 表 2-18 日本建築協會推薦之各類建築物牆板隔音性能基準[39] 適用等級建築物. 用途. 使用部位. 集合住宅. 臥室. 鄰戶分界牆鄰戶分界樓板. D-55. 旅館. 客房. 客戶分界牆客戶分界樓板. 辦公室. 辦公室. 學校醫院. 特級 1級 (特別樣式) (標準). 2級 (容許). 3級 (最低限). D-50. D-45. D-40. D-50. D-45. D-40. D-35. 室間隔間牆. D-50. D-45. D-40. D-35. 普通教室. 室間隔間牆. D-45. D-40. D-35. D-30. 病房. 室間隔間牆. D-50. D-45. D-40. D-35. (資料來源：田也正典，「最近的乾式間仕切壁動向」). 26.

(43) 第二章文獻回顧. 表 2-19 我國現行技術規則防音材料與構造隔音性能測試結果[40] 編號. 1. 2. 3. 構造名稱. 鋼筋混凝土造. 重質水泥空心磚. 無筋混凝土造. 總厚 (cm). 10. 19. 10. 面密度 (㎏/m2). 240. 250. 240. 隔音等級. 測試單位. D-45. 國立成功大學建築研究所音響實驗室. D-40. 國立成功大學建築研究所音響實驗室. D-45. 國立成功大學建築研究所音響實驗室. 4. 5. 磚造. 石造. 6. 輕質混凝土. 7. 鋼筋混凝土兩面三分夾. 8. 鋼筋構造兩面鐵絲網水泥砂漿粉刷貼面磚. 9. 鋼筋構造兩面鐵絲網水泥砂漿粉刷 2cm. 10. 鋼筋構造兩面木絲水泥板加水泥砂漿粉刷. 10. 10. 10. 5.8. 13. 13. 13. 220. 240. 120. 120. 100. 80. 86.8. D-45. 國立成功大學建築研究所音響實驗室. D-30. 國立成功大學建築研究所音響實驗室. D-35. 國立成功大學建築研究所音響實驗室. D-30. 國立成功大學建築研究所音響實驗室. D-45. 國立成功大學建築研究所音響實驗室. D-45. 國立成功大學建築研究所音響實驗室. D-50. 國立成功大學建築研究所音響實驗室. (資料來源：江哲銘，「建築物防音材料與防音構造準則之探討」). 27.

(44) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 表 2-20 各國法規有關外牆隔音性能之基準[40] 頻率國家法規. 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000. 備考. 日本建築基準法. -. 25. -. -. -. -. -. 40. -. -. -. -. -. 50. -. -. -. D-40. U.B.C. -. 29. 32. 35. 38. 41. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 49. 49. 49. 49. 49. STC-45. -. 29. 32. 35. 38. 41. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 49. 49. 49. 49. 49. STC-45. -. 19. 22. 25. 28. 31. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 39. 39. 39. 39. 39. STC-45. 英國法規. 36. 38. 40. 41. 43. 45. 46. 48. 50. 52. 54. 55. 56. 56. 56. 56. -. -. 西德法規. 33. 36. 39. 42. 45. 48. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 56. 56. 56. 56. -. STC-52. 蘇聯法規. 33. 36. 39. 42. 45. 48. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 56. 56. 56. 56. -. STC-52. 北歐各國. 31. 34. 37. 40. 43. 46. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 54. 54. 54. 54. -. STC-50. 捷克法規. 28. 32. 36. 39. 43. 44. 46. 47. 48. 50. 51. 52. 52. 52. 52. 52. -. -. 美國 B.O.C.A 法規 F.H.A. (資料來源：江哲銘，「建築物防音材料與防音構造準則之探討」). 28.

(45) 第二章文獻回顧. 表 2-21 各類隔間牆工法之佔有率[37] 工法分類. 工法名稱. 建材與構法概要. 佔有率概估. RC 牆. 鋼筋混凝土及模板在灌漿構成. 大約 40%. 紅磚牆. 紅磚砌牆再噴漿構成. 大約 40%. 鋼筋網複合牆. 鋼筋網、保麗龍片體再噴漿構成. 小於 1%. 輕鋼架噴凝牆. 輕鋼架、免拆鋼網模及噴漿構成. 小於 5%. 石膏板牆. 輕鋼架與石膏板牆構成. 小於 5%. 硬式板牆. 輕鋼架與硬式板構成. 小於 5%. 輕質磚牆. 輕質磚砌磚構成. 小於 5%. 水泥板牆. ALC 板或合成水泥板拼接構成. 小於 1%. 全濕式工法. 半濕式工法. 乾式工法. (資料來源：內政部建築研究所，「產業自動化－營建自動化計畫成果報告」). 29.

(46) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. Thermal conductivity K (w/mk). 圖 2-1 細骨材含量對輕質骨材混凝土 k 值之影響[29]. 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3. LWAC NC. (108%). (100%). 20. 30. (116%). 40. 50. 60. Percentage of aggregate (%). (資料來源：陳豪吉、林建國，「無細輕質骨材混凝土性質之研究」) 圖 2-2 水泥用量與輕質骨材混凝土抗壓強度關係[31]. 700 600 抗壓強度 (kgf/cm2). Slump = 400~800mm 500. 上限. 400 300 200. 下限 100. 0 200. 250. 300 350 400 450 水泥量(kg/m3). 500. 550. (資料來源：陳豪吉，「輕質骨材混凝土之產製技術」). 30.

(47) 第二章文獻回顧. 圖 2-3 輕質骨材混凝土抗壓強度與水泥砂漿、骨材強度間的關係[31]. 強度水泥砂漿的強度成長. 輕質骨材強度. 材齡. (資料來源：陳豪吉，「輕質骨材混凝土之產製技術」). 圖 2-4 輕質骨材混凝土的分界強度[32] 80 NWC LWAC. concrete strength (MPa). 70. w/c=0.40. 60. 50. 40. 30. 20. 10 10. 20. 30. 40. 50. 60. 70. 80. mortar strength (MPa). (a). (b). (資料來源：H.J. Chen, T. Yen, T. P. Lai, and Y. L. Huang, “Determination of the dividing strength and its relation to the concrete strength in lightweight aggregate concrete”). 31.

(48) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 圖 2-5 輕質、普通混凝土之強度成長比較圖[31]. 100 NWA LWA. (%). 75. 50. 25. 0. 1天. 2天. 3天. 5天. 7天. 10 天. 14 天. 28 天. (資料來源：陳豪吉，「輕質骨材混凝土之產製技術」). 32.

(49) 第三章輕質骨材混凝土預鑄構件之規格標準化. 第三章輕質骨材混凝土預鑄構件之規格標準化本章節針對輕質骨材混凝土砌塊及牆板進行標準化規格的研擬，首先收集現行砌塊(磚)與牆板的規格及現行建築模矩之探討，進而考量牆板之安全性，乃至勞工職業傷害之避免等因素後，提出輕質骨材混凝土砌塊與牆板標準規格的建議。. 第一節現行砌塊(磚)與牆板之尺度規定 1、砌塊(磚)之規格現行用於建築中的砌塊或磚種類眾多，本章節參考中國國家標準（Chinese National Standards，簡稱 CNS）歸納整理出常用建築用磚的尺度與形狀，並簡要說明如下： (1) 建築用普通磚（以黏土與頁岩燒製之建築用普通磚）建築用普通磚的形狀為實心之長方體，其長寬高規定分別為 230、110 及 60 mm，而尺度的容許誤差分一級磚與二級磚的不同，其中一級磚的尺度誤差不得高於 1.0%，二級磚的尺度誤差則不高於 1.5%。 (2) 空心磚在國家標準中空心磚分成兩大類，第一類依開孔數量在細分為一孔、二孔、四孔、六孔及八孔型等五型，其標準尺寸之細部規定如表 3-1 所示，第二類則依不同的磚厚度細分八公分、十二公分、十六公分、二十公分及二十四公分等五類，其長與寬均為 240mm，而尺寸的公差則以 3％為上、下限度。各型別之形狀原則上為長方形，詳細的形狀如圖 3-1 所示。. 33.

(50) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. (3) 混凝土空心磚混凝土空心磚依尺度分為基本磚與異形磚，其基本磚的長與寬的規定為 390 mm 與 190 mm，而厚度則有 90、140 及 190 mm 三種不同的尺寸規範，其長寬高的尺寸許可差為±2 mm。異形磚為與基本磚尺度相同的橫筋磚與角磚，其尺度與許可差比較基本磚。基本磚與橫筋磚斷面細部如圖 3-2 所示。 (4) 裝飾混凝土磚裝飾混凝土磚如混凝土空心磚一樣分為基本磚與異形磚兩種，而基本磚長度與高度之模具標稱尺度為 300*100 mm、400*150 mm、450*200 mm、600*250 mm 以及 900*300 mm 等，而裝飾磚厚度 100mm、120mm、150mm 及 190mm 等規定。而異形磚之尺度則需小於基本磚的尺度要求。該磚的斷面形狀則與混凝土空心磚相似，如圖 3-3 所示。 (5) 窯燒花崗岩面磚基本上窯燒花崗岩面磚的尺度無硬性的規定，而常用的尺度依正方形與長方形有所分別，正方形的有 100*100 mm、140*140mm、 190*190 mm 以及 290*290mm 等四種尺寸，而長方形的四種尺寸則為 190*90 mm、290*140 mm、440*290 mm 與 590*290 mm 等，其厚度為 7~20 mm 者則用於壁磚，而地磚則採用 13~30mm。窯燒花崗岩面磚的形狀也具多樣化，而常用的形狀則如圖 3-4 所示，特定形狀也可由買賣雙方自行協定之。 (6) 高壓蒸汽養護輕質氣泡混凝土磚高壓蒸汽養護輕質氣泡混凝土磚之長度乘寬度的尺寸有 400*200 mm、500*300 mm 與 600*400 mm 等三種，其許可差為±3 mm，磚的厚度可採 100 mm 與 150 mm 兩種尺寸，許可差則為±2 mm。 (7) 耐火磚 34.

(51) 第三章輕質骨材混凝土預鑄構件之規格標準化. 依照 CNS 612 『耐火磚之形狀與尺度』之規範，耐火磚分普通形磚、標準橫拱磚與標準縱拱磚三類，其中普通形磚為長方體，長寬高的尺度為 230*114*65 mm，標準橫拱磚與標準縱拱磚的斷面為梯形，下底長為 65mm，而上底則有 32、50、59mm 三種不同變化，而兩型磚的不同在於長度與斷面高度，標準橫拱磚的長度為 230mm、斷面高度為 114 mm，而標準縱拱磚則相反，長度為 114mm、斷面高度為 230 mm，三種磚的形狀如圖 3-5 所示。 2、隔間牆之規格[37] 隔間牆之規格主要為構材尺寸及牆厚，常見的牆板尺寸簡述如下。 (1) 半濕式隔間牆輕鋼架鋼網噴凝牆，牆厚約在 8cm、10cm、12cm，亦可依需要至 20cm。鋼筋網複合牆內牆牆厚約 10cm，外牆則為 12cm 或 16cm。 (2) 輕質磚隔間牆 ALC 磚之尺寸，以長 60cm 寬 40cm 厚 10cm 及 12.5cm 為標準規格，牆厚 12.5cm 以上者為特殊規格；飛灰水泥磚之尺寸為長 20.2cm 寬 6.3cm 厚 9.4cm；而中空石膏板塊之尺寸為長 66.6cm 寬 50cm 厚 10cm。 (3) 輕質板隔間牆各種輕質板中，以擠出成型中空水泥板備有多種規格品，產品尺寸較多樣化。合成水泥板各廠家規格不同，其長度多為 2.4m、2.7m 或 3m，但寬度與厚度則不同，如：(a)寬度 61cm 或 122cm，厚度 5cm 及 7.5cm。(b)寬度 60cm，厚度 5cm、8cm 及 10cm。(c)寬度 60cm 或 120cm，厚度 5cm 及 7.5cm。(d)寬度 60cm，厚度 6.5 及 8cm。預鑄水泥板各廠家規格亦不同，其寬度多為 60cm，但長度及厚 35.

(52) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. 度不同，如：(a)長度 2.3m、2.5m、2.85m 及 3.2m，厚度 9.2cm。(b) 長度 2.25m、2.5m、2.7m、3m 及 3.25m，厚度 7.5cm、10cm、12cm。高壓蒸汽養護輕質氣泡混凝土(ALC)板隔間牆用之規格品，寬度 60cm，厚度 10cm，長度 2.5m、2.7m 及 3m，訂製品則厚度自 7.5cm 至 20cm 多種，長度 6cm 以下。石膏複合板之規格，長度 2.7m 及 3m，寬度 90cm，厚度 5cm。 (4) 骨架封板隔間牆骨架封板隔間牆，一般牆厚以 10cm 為多，而基板及面板之單位尺寸則各種產品呈多樣化。. 第二節建築模矩之考量建築磚尺寸之訂定建築空間有很大關係，而建築空間又依建築物的位置、使用用途及建造年代的不同而有不同的考量與配置，使得建築空間設計與尺規沒有一定的選定規則，為了使建築產品之合理化及建築成本之降低，國家標準局（CNS）於民國 80 年 2 月引進『建築模矩』之概念，並建立一系列的規範，俾以達到房屋工業化之目的。本章節則收集整理國家標準局（CNS）施行的建築模矩相關規範，作為輕質骨材混凝土砌塊、預鑄牆板規格標準化訂定的參考。 1、建築模矩詞彙（CNS 4113 A1016）：列舉重要建築模矩詞彙說明如下。 (1) 模矩(Module)：一種尺度之單位，作為尺度配合之增量。 (2) 尺度(Dimension)：實體在某一固定方向之量度，如長、寬、高、厚、直徑等具有向量之意義者。 (3) 尺度配合(Dimensional Co-ordination)：相關尺度之協調，使調整建築組件及其所組成建築之尺度，俾以便利其設計、製造及安裝。. 36.

(53) 第三章輕質骨材混凝土預鑄構件之規格標準化. (4) 模矩配合(Modular Co-ordination)：採用基本模矩或倍模矩達成之配合。 (5) 基本模矩(Basic Module)：模矩之基本單位，可作為建築物、建材、組件等之尺度。 (6) 倍模矩(Multimodule)：尺度為基本模矩乘以選定整數倍之模矩。 2、建築模矩（CNS 4113 A1015）： (1) 適用範圍：適用於統一配合建築設計、房屋構築及建築產品之相關作業。 (2) 建築模矩之基本數值及其組成：建築模矩之基本數值及其組成如表 3-2 所示，建議倍數包含有 2 倍、3 倍、5 倍、7 倍與其值指數的倍數。 (3) 建築模矩數值：依照表 3-2 之規定所決定之建築模矩如表 3-3 所示，可適用 1mm、10mm、100mm、1000mm 及 10000mm 之單位。 3、建築物設計模矩（CNS 3537 A1012）： (1) 適用範圍：應用於建築規劃及設計作業上之設計模矩（應用於設計建築物之構架時，稱為結構模矩）。 (2) 設計模矩： A. 設計模矩以模矩格子線間之空間為單位模矩尺度，並為建築物或其組件模矩尺度之共因數，以減少平面佈置或組件系列模矩尺度之種類及數量。 B. 選擇設計模矩可以不同之倍模矩用於建築物橫向與縱向空問、平面上其他尺度、組件(包括附加於建築物者)及某些開口部位等。 C. 在同一個案例中，可用一種模矩或用多種倍模矩之組合。 D. 在平面圖上之兩向，可使用不同之倍模矩(參見圖 3-6)，如將較大之倍模矩設為較小者之倍數(參見圖 3-7)，可獲更大之便利。. 37.

(54) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. E. 在不妨礙平面配置機能情況下，宜選用較大之倍模矩。 F. 對各種不同類型之建築物選擇設計模矩時，應參照其主要房間尺度與建築結構系統之特徵。 (3) 倍模矩之選用 A. 水平向：以 3M 之倍數(n×3M)為優先。例：3M、6M、9M、l2M、 l5M、30M、60M 等。M 為建築模矩。 B. 垂直向：以 1M 之倍數為優先。 4、建築模矩配合（CNS 4115 A1018）：模矩配合為採用基本模矩或倍模矩構成之尺度配合，可使一般組件，特別是可以工業化大量生產及安裝者，得到最低之材料消耗及獲取作業尺度之調整，並期達成下列功效與機能。 (1) 將組件與基準面發生關連，並同時明確地指示出建築組件之位置，使建築設計簡明單純化。 (2) 選定優先使用尺度使組件尺度之種類減少。 (3) 使設計圖合理化。 (4) 使組件之定位、安裝莘工地作業簡單化。 (5) 使設計、製造、出售及施工等各部門容易協調。. 第三節人工物料搬運工作之安全性探討營造業屬於資本及勞力密集的產業，儘管營造技術日較成熟的今天，許多工作仍須仰賴人工來完成，因此勞工在作業上所付出的體力遠大於其他行業，因此在進行輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之同時，需對其產品的重量加以考量，以減輕勞工的負擔，避免使勞工因搬運而受到職業. 38.

(55) 第三章輕質骨材混凝土預鑄構件之規格標準化. 上的傷害，本章節參考相關之研究與各國法規，進行人工物料搬運工作安全性之探討。 1、影響工人搬運物料的因素影響物料搬運的因素，據研究指出，會影響人工物料搬運的因素，包括個人因素、作業因素、環境因素、工作姿勢等，說明如下: (1) 個人因素: 主要包括了身體(年齡、性別)、生理(含氧量、耐力)、心理(工作滿意度及工作態度)的因素。 (2) 作業因素: 包括抬舉的重量、高度、頻率、載具的特性及作業場所。 (3) 環境因素: 包括溫度、溼度、噪音、震動及作業面穩定程度。 (4) 姿勢因素: 抬舉物料時身體呈現的姿勢及扭轉的角度。 2、工作設計指南[41] 由於從業人員會隨著工作負擔的增加，而受到身體的、心理的各種可能壓力，當壓力過大時，即可能帶來從業人員不舒服的症狀，美國職業安全衛生署(National Institute of Occupational Safety and Health，簡稱 NIOSH) 有鑒於此，便集合了專家學者所常分析的觀點，提出人工抬舉的工作規範，並建議兩界限做為工作設計的指南，一為活動界限（Action Limit 簡稱 AL），另ㄧ為最大容許界限（Max. Permissible Limit 簡稱 MPL）。根據這兩個界限可將目前抬舉作業分為三部份： (1) 超過 MPL 狀況：人體不能接受，應重新設計工作方式及尋找機械設備取代人工物料搬運作業。. 39.

(56) 輕質骨材混凝土預鑄牆板構件標準化之研發. (2) 介於 AL 與 MPL 之狀況：需先建立工作規範及設計，然後加以篩選，訓練施工人員。 (3) 低於 AL：對人體無傷害危險。 3、相關研究成果 (1) 林久翔等人之「人工物料搬運作業分析與評估之實地研究」[42]：利用問卷、現場訪談、與攝影取得所需資料，問卷內容包括進行人工物料搬運時之作業內容、所採用之輔護具、發生之身體不舒服部位與程度、作業空間與限制條件等，並利用現場作業影片，分析搬運所造成之工作負荷。研究結果發現，從業人員因為搬運作業而引起之下背疼痛比例最高，操作姿勢以站立與自由式搬運較常見，搬運重量常常超過 20kg，抬起高度則以 60~90cm 為主，而連續作業時間超過二小時者亦佔相當之比例。另外，研究中發現關節作用力矩比值與關節屈曲/伸展角度比值與受測人員之主觀身體疼痛感覺有顯著之相關性，可作為人工抬舉作業負荷之參考指標。 (2) 施鴻志於「人因工程在我國勞工職業安全衛生之應用」[43]報告中提及，人工物料搬運工作已被證實是造成慢性下背部酸痛的主要因素之一。在強調自動化生產的今日，還是無法完全避免人工物料搬運。在英國，約有 20%的工業意外傷害是下背部傷害，其中 50%~60% 即是因物料搬運所造成的。以美國為例，79%的下背部傷害是因物料搬運而起，有關賠償性工作傷害中，約有三分之一至四分之一係與人工物料搬運有關，這是一個相當值得重視的問題，其一年所造成的醫療費用、工時損失、保險賠償約為二百億美元之譜。在國內，根據調查，從事物料搬運的作業人員約有 59%，曾因物料搬運而受到傷害。 (3) 盧士一在「下背部傷痛生物力學模式的評估研究」[44]報告中論及，抬舉動作時在 L5/S1（第五腰椎與第一薦椎）的椎間盤部位受力最. 40.