影響台灣本土私人的低層木構造住宅推廣關鍵成功因素之研究

全文

(1)國立高雄大學都市發展與建築研究所碩士論文. 影響台灣本土私人的低層木構造住宅推廣關鍵成功因素之研究 The study on key success factors that affect the promotion of Taiwan local private low-level wooden structure house. 研究生：吳惠玄撰指導教授：陳啟仁. 中華民國 99 年 7 月.

(2) 影響台灣本土私人的低層木構造住宅推廣關鍵成功因素之研究指導教授：陳啟仁博士國立高雄大學都市發展與建築研究所學生：吳惠玄國立高雄大學都市發展與建築研究所摘要翻開台灣的建築歷史，木構造建築確實佔了一分重要的位置。而台灣近代之私人的低層木構造住宅少之又少。加上自己人生的經歷，不難免會問自己說，為什麼台灣的私人住宅都是鋼筋混泥土居多，而不是木構造的建物。故想藉由本研究探討其原因，並試著找出影響台灣私人的低層木構造住宅推廣之關鍵成功因素。故本研究利用文獻回顧法，首先在台灣環境因子方面，主要是透過回顧影響木構造古蹟保存之環境因子來作為台灣本土環境因子的推論。另外藉由相關木構造建築法規的研讀與現實建築環境作比較，以及透過國內相關學術單位對於木建築建物的市場報告木構造領域相關文獻資料的蒐集，最後經由對木構造住宅的基本認識與木構造住宅構法原理的瞭解，來了解西式木構造住宅系統之技術方面的知識對於木構造設計的影響，期望對木構造建築的法規、市場和技術領域做深入的瞭解。再來，透過試問卷的回收加以整理修正相關題項為正式問卷，以確保正式的問卷的各題項能更加地契合本研究要討論的各項構面及環境因子。最後將所回收的問卷資料分析做相關的統計分析，來歸納出相關的設計概念分析。就本研究有限的問卷回收結果推論，法規面是影響私人的低層木構造住宅推廣中最重要的構面，故建議在內政部頒布的木構造建築物設計及施工技術規範下次修定時，可以針對有關防蟲蟻害、防潮及抗強風的相關法規多加著墨。如可以將各種不同但適合於台灣的防蟻構法都收錄在此施工技術規範內。再者，市場面對台灣私人的低層木構造住宅推廣影響程度最小，但因本研究屬於創新型的研究構面去探討台灣私人的低層木構造住宅推廣不易的原因，就研究的質量而言，還需要更多的相關性研究來佐證。最後，技術面對台灣私人的低層木構造住宅推廣影響程度中等，其構面下之防蟲蟻害的相關木構造技術是影響台灣私人的低層木構造住宅推廣最主要的因素。故可以在木構造相關設計技術中強調使用生物性的防蟻工法，而木材的選擇性上可以選擇耐腐性及耐蟻性高的的樹種，如金松、羅漢柏及阿拉斯加扁柏等作為優先考量。關鍵字：木構造住宅、環境因子、法規面、市場面、技術面.

(3) The study on key success factors that affect the promotion of Taiwan local private low-level wooden structure house Advisors: Dr. Chen Chi Jen Graduate institute of urban development and architecture National University of Kaohsiung Student: Wu Hui Hsuan Graduate institute of urban development and architecture National University of Kaohsiung ABSTRACT The architectural history of Taiwan shows that wooden buildings did play an important role, however, low-level private residential housing is not common at all recently in Taiwan. I can not help but ask myself, why is the wooden house not popular in our Taiwan residential areas? This study tries to find out the key success factor that affects the Taiwan local private low-level wooden house promotion. Firstly, the literature review methods was used to find out the environmental factors that affect the wooden historical building preservation to be the base of our Taiwan local environmental factor. Secondly, the relative literature data of wooden structures, especially in the basic knowledge of wooden houses and the theory of the wooden house building procedure were collected. This study tries to figure out how the western-style wooden house system can affect Taiwan’s wooden structure designing. Thirdly, the relative wooden architectural laws to compare with Taiwan’s real house building environment were studied. Finally, this study collected local Taiwan wooden housing marketing reports. All of the above are to assist in a better understanding of Taiwan’s local, private low-level wooden house in the law, market and technology areas. Furthermore, the test questionnaire was recycled and was modified it to the final formal questionnaire. In the end, the data from the questionnaires were recycled to perform relative statistic and AHP analysis in order to try to discover the key success factor that affect the Taiwan local private low-level wooden house promotion. From the study results, this study discovers that law dimension is the most important factor that affects the Taiwan local private low-level wooden house promotion. This study suggests that our government can create more laws relating to anti-bug, anti-damp and wind resistance in the Technical code for design and construction of wood-framed buildings. Secondly, this study finds out the market dimension is the less important factor that affects the Taiwan local private low-level wooden house promotion. Due to the fact that this is a.

(4) pioneer study, this study needs more research and evidence to prove this point. In the end, this study suggests that the technology of anti-bugging does support the Taiwan local private low-level wooden house promotion. Keywords: wooden house, environmental factor, law dimension, market dimension, technology dimension.

(5) 目錄摘要目錄表目錄圖目錄第一章. 緒論........................................................................................................... 1. 1-1. 研究背景 ......................................................................................................... 1. 1-2. 研究動機與目的.............................................................................................. 1. 1-3. 研究對象與範圍.............................................................................................. 2. 1-4. 研究方法與流程.............................................................................................. 2. 第二章. 文獻回顧 ................................................................................................... 4. 2-1. 木構造住宅基本認識 ...................................................................................... 4. 2-2. 台灣環境因子對木構造的影響....................................................................... 7. 2-3. 木構造建築物設計及施工規範相關文獻(法規面) ........................................16. 2-4. 台灣木構造房屋建築市場現況分析相關文獻(市場面).................................21. 2-5. 木構造建築物設計及施工技術相關文獻(技術面) ........................................29. 第三章. 研究方法與評估模式...............................................................................36. 3-1. 研究架構與假設.............................................................................................36. 3-2. 問卷因子定義與構面解釋 .............................................................................37. 3-3. 影響台灣私人的低層木構造住宅推廣之因素...............................................42. 3-4. 抽樣方法 ........................................................................................................43. 3-5. 資料分析方法.................................................................................................44. 第四章. 問卷回收結果分析...................................................................................45. 4-1. 問卷回收結果.................................................................................................45. 4-2. 台灣環境因子對法規、市場、技術面影響之結果分析 ...............................45 1.

(6) 4-3. 台灣環境因子內部一致性分析......................................................................55. 4-4. 台灣環境因子影響法規、市場和技術面之解釋力 .......................................59. 4-5. 法規、市場和技術面對私人的低層木構造住宅推廣之解釋力....................62. 4-6. AHP 層級分析法 ...........................................................................................65. 第五章. 結論與建議 ..............................................................................................72. 5-1. 研究結論與貢獻.............................................................................................72. 5-2. 研究建議 ........................................................................................................77. 正式問卷 .................................................................................................................79 參考文獻 .................................................................................................................84. 2.

(7) 表目錄表 2-1 木構造房屋常用木材樹種說明表 .................................................................5 表 2-2 影響木構造耐久性之台灣環境因子相關文獻總表 ....................................15 表 2-3 台灣木構造房屋近 10 年建築市場現況變化表..........................................22 表 2-4 北部案例基本資料分析表...........................................................................23 表 2-5 北部案例各構造要素面接合分析表 ...........................................................24 表 2-6 中部案例基本資料分析表...........................................................................25 表 2-7 中部案例各構造要素面接合分析表 ...........................................................26 表 2-8 南部案例基本資料分析表...........................................................................27 表 2-9 南部案例各構造要素面接合分析表 ...........................................................28 表 2-10 各樹種心材之耐腐性、耐蟻性比較表 .....................................................30 表 2-11 木構造耐久性之處理方式之相關文獻總表..............................................35 表 4-1 問卷發放統計表 ..........................................................................................45 表 4-2 法規面下之台灣本土環境因子內部一致性分析 ........................................56 表 4-3 市場面下之台灣本土環境因子內部一致性分析 ........................................57 表 4-4 技術面下之台灣本土環境因子內部一致性分析 ........................................58 表 4-5 台灣環境因子與法規面之迴歸分析 ...........................................................59 表 4-6 台灣環境因子與市場面之迴歸分析 ...........................................................60 表 4-7 台灣環境因子與市場面之迴歸分析 ...........................................................61 表 4-8 法規面對台灣私人的低層木構造住宅推廣之解釋力 ................................62 表 4-9 市場面對台灣私人的低層木構造住宅推廣之解釋力 ................................63 表 4-10 技術面對台灣私人的低層木構造住宅推廣之解釋力 ..............................64 表 4-11 影響台灣私人的低層木構造住宅推廣之構面及因子分析表 ...................65 表 4-12 評估向度之評估項目權重表.....................................................................68 表 4-13 評估向度(法規面)之評估要件權重表.......................................................68 表 4-14 評估向度(市場面)之評估要件權重表.......................................................69 表 4-15 評估向度(技術面)之評估要件權重表.......................................................69 表 4-16 評估向度之全體評估要件權重表 .............................................................70 表 4-17 評估向度之全體評估要件權重表(按排序順序) .......................................71. 1.

(8) 圖目錄圖 1-1 圖 2-1 圖 2-2 圖 2-3 圖 2-4 圖 2-5. 研究流程圖....................................................................................................3 大里林宅福州杉柱底部腐朽.........................................................................9 霧峰林宅樟木柱底部之蟲害.......................................................................10 員林興賢書院台灣櫸柱腐朽及開裂 ...........................................................10 神岡筱雲頂瓦厝台灣櫸大門之風化外觀 ...................................................11 北埔金廣福公館樟木大門之風化外觀 .......................................................11. 圖 2-6 壓住地板下方防濕層之混凝土 ...................................................................29 圖 2-7 雨庇 .............................................................................................................30 圖 2-8 基礎鋪蓋工法..............................................................................................32 圖 2-9 隔熱材施工之基本部位 ..............................................................................32 圖 2-10 防濕材施工前處理(先清掃地板且不可踏在防濕材上)............................33 圖 2-11 防濕材之施工(使用尺寸較大之防濕材)..................................................34 圖 3-1 問卷研究架構..............................................................................................36 圖 4-1 菌類 V.S.法規問卷回收平均值示意圖......................................................46 圖 4-2 蟲蟻害 V.S.法規問卷回收平均值示意圖 ..................................................46 圖 4-3 多雨潮濕 V.S.法規問卷回收平均值示意圖 ..............................................47 圖 4-4 炎熱 V.S.法規問卷回收平均值示意圖......................................................47 圖 4-5 地震 V.S.法規問卷回收平均值示意圖......................................................48 圖 4-6 颱風 V.S.法規問卷回收平均值示意圖......................................................48 圖 4-7 菌類 V.S.市場問卷回收平均值示意圖......................................................49 圖 4-8 蟲蟻害 V.S.市場問卷回收平均值示意圖 ..................................................49 圖 4-9 多雨潮濕 V.S.市場問卷回收平均值示意圖 ..............................................50 圖 4-10 炎熱 V.S.市場問卷回收平均值示意圖....................................................50 圖 4-11 地震 V.S.市場問卷回收平均值示意圖 ....................................................51 圖 4-12 颱風 V.S.市場問卷回收平均值示意圖....................................................51 圖 4-13 菌纇 V.S.技術問卷回收平均值示意圖....................................................52 圖 4-14 蟲蟻害 V.S.技術問卷回收平均值示意圖 ................................................52 圖 4-15 多雨潮濕 V.S.技術問卷回收平均值示意圖 ............................................53 圖 4-16 炎熱 V.S.技術問卷回收平均值示意圖....................................................53 圖 4-17 地震 V.S.技術問卷回收平均值示意圖....................................................54 圖 4-18 颱風 V.S.技術問卷回收平均值示意圖....................................................54 圖 4-19 台灣私人的低層木構造住宅推廣權重體系圖..........................................67. 1.

(9) 第一章緒論 1-1. 研究背景. 相對於鋼筋混泥土的現代台灣建築，本土的實際大型木構造建築物可以說是少之又少。但翻開台灣的建築歷史，木構造建築確實佔了一分重要的位置，像是明清時期的大木建築，日本統治台灣時期留下來的建築物，如台糖的的員工宿舍等，都不難發現其木質材料對台灣的建築史有一定的重要性及存在性。近代似乎由於鋼筋混泥土構造便宜及堅固的特性加上新的材料或新的工法的出現，使得台灣的木構造建築物相對比例之下就越來越少。但這幾年綠建築的興起，強調在建築生命週期中，消耗最少地球資源，使用最少能源及製造最少廢棄物的建築物，並以生態、節能、減廢、健康的建築為訴求。而木質構造的建築物剛好能表現出低耗能、低污染的特性，最重要的是木構造建築物有一種特殊的可親性，是鋼筋混泥土無法取代的。再者台灣的九二一大地震中，所有倒塌的建築物中，相對性的木構造建築物損壞的情形並不嚴重。由此可見，每種構造的建築物都有不同的特性與價值。台灣跟日本都處於太平洋的震帶上，但是在日本，木構造的建築物的數量絕對不亞於鋼筋混泥土的建築物，尤其日本的居家建築，更是以木構造建築為大宗。. 1-2. 研究動機與目的. 時間先回到西元 1995 年，民國 84 年，正是筆者踏入中興大學的校園，成為興大森林系林產組的新鮮人。當初對於木材的一知半解，面臨轉系的抉擇，到最後選擇留下，卻也開啟了對木材的不解之緣。加上前一段時間剛好在紐西蘭工作的經驗，更加深刻了解台灣與國外建築的不同性，國外的一般居家建築，普遍都是一到兩層的木構造建築物居多，即使是中小型的商場也都可以看到較大型的木構造建築。由於自己實際的經驗與感受，不難免會問自己說，為什麼曾經在台灣建築史佔有一定重要位置的木構造建築，卻無法在台灣的近代成為主流。故想藉由本研究，探討原因，了解木建築在台灣本土的適用性。期望本研究的結果能提供國內的內政部營建署 2003 年 5 月 1 日修正頒布的「木構造建築物設計及施工技術規範」一些參考的數據及因子，能在未來如果還需要在這些規範上做任何修訂時的參考資料，促使此規範更加的符合台灣的本土性。另外也希望在技術面上，推論出適合台灣本土木構造的設計概念原則。但其實真正最想知道研究結果的是自己，希望能解答自己對於台灣木構造建築不能成為台灣私人的低層住宅主流之原因，進而是否可從原因中找到一些策略來幫助台灣的本土木構造推廣。 1.

(10) 1-3. 研究對象與範圍. (一)研究對象國內目前現代木構造的建築物，在私人建築方面主要的類型有低層私人住宅、度假旅館小木屋；而在公共建築方面的話，只有少數的學校、涼亭、木棧道。然而在其他國家如北美、日本、紐澳等，一般的居家建築都是屬於低層居家建築，但在公共建築方面，卻被大量運用於學校、體育館、展會、大型賣場等。雖然國內外的木構造建築市場是有所不同的，本研究將研究的對象設定在私人的低層木構造住宅，作為本研究的研究範圍對象。 (二)研究範圍就相關研究文獻的就木構造形式而言，各地區所發展之木構造系統將其概分為東洋式（日式）與西洋式（西式）、中國式（中式）等系統，不可廢言的東洋式木構造系統以日本為主要發展地區，而西式木構造系統則以歐美地區為主要發展地區。然而，目前政府與業界所推廣的系統為西式木構造系統，且根據台灣木構造房屋建築市場現況調查分析一文（任億安、吳萬益、塗三賢，1998）表示：「2×4 桁架式木屋占全部木構造房屋建築數量約 42%，而且此比例有逐漸增加的趨勢。」，顯示西式木構造系統為台灣木構造建築之主流構法。因此，本研究將以西式木構造系統之低層私有住宅為主要探討範圍。. 1-4. 研究方法與流程. 本研究的研究方法及研究流程敘述如下 (一)研究方法 1.文獻回顧方法：首先在台灣環境因子方面，主要是透過回顧影響木構造古蹟保存之環境因子來作為台灣本土環境因子的推論。另外藉由木構造領域相關文獻資料的蒐集，經木構造住宅的基本認識與木構造住宅構法原理的瞭解，來了解西式木構造住宅系統之技術方面的知識對於木構造設計的影響。並透過相關木構造建築法規的研讀與現實建築環境作比較，最後透過國內相關研究單位對於木建築建物的市場報告，期望對木構造建築的技術、法規和市場領域做深入的瞭解，並作為調查現況時擬定調查計劃與調查檢討比對時之依據。 2.問卷調查方法：首先經由試問卷的方式，並透過試問卷的回收加以整理修正相關題項為正式問卷，以確保正式的問卷的各題項能更加地契合本研究要討論的各項構面及環境因子。先歸納出比較顯著的設計概念原則，再發展成進一步的問卷內容。最後將所回收的問卷資料分析做相關的統計分析，來歸納出相關的設計概念分析。. 2.

(11) 研究動機與目的. (二)研究流程. 研究範圍與限制. 研究方法. 台灣本土環境因子之文獻. 現代木構造之法規面文獻. 現代木構造之市場面文獻. 現代木構造之技術面文獻. 台灣本土環境因子對於低層木構造住宅之影響. 法規面. 市場面. 技術面. 木構造住宅推廣之影響. 試問卷. 專家問卷. 問卷調查. 問卷結果分析彙整. 結論與建議. 木質構造法規訂定建議. 木質構造市場推廣建議圖 1-1 研究流程圖 3. 木質構造技術設計建議.

(12) 第二章文獻回顧雖說國內木構造的居家建築的情形十分不普遍，但並不表示說台灣的環境因素不適合在台灣來推展木建築。本研究希望經由三個構面來探討台灣本土環境因子考量下的木構造設計之概念分析，分別是「法規面」、「市場面」及「技術面」。故本章節會探討有關影響木構造的台灣環境因子之相關文獻以及推論出本研究所需之三個構面對木構造設計之概念分析，並希望經由後續的問卷佐證來呼應本研究的推論。. 2-1 木構造住宅基本認識 (一)木構造住宅定義：在明確地定義木構造住宅之前，我們首先需要針對木構造一詞有清楚的認知。根據相關文獻中的定義為：「木構造乃指以木材為主要構材，做成框式構造建築物的構造方式」此定義是將木構造構法限定於框式構架系統之中，顯然並未將國外所謂的 LOG HOUSE 包含在定義裡面內。因此，本研究以更廣義的觀點，將木構造定義為：「建築物之主體構造，如：柱、樑、樓板及壁體等要素均以木材構築者。」此定義是更廣泛的涵括了整體木構造系統。又根據國內建築技術規則建築構造篇(民國 96 年 12 月 18 日修正)第四章木構造專章中的規定，清楚地將木構造建築物的規模限定在簷高不得超過 14 公尺，並且不得超過 4 層樓，但供公眾使用而非供居住用途之木構造建築物，結構安全經中央主管建築機關審核認可者，簷高得不受限制。意指私人居住使用之木構造建築，主要因為在安全性的考量，其樓層數是被限定在 4 層樓以下。故本研究將私人的低層木構造住宅定義為：「4 層樓以下，主結構體以木材構築而成之住宅建築。」依上所述，為了後文論述上的用語統一、避免混淆，茲將重要用語定義條列如下說明： 1.木構造：建築物之主體構造，如：柱、樑、樓板及牆體等要素均以木材構築者。 2.木構造建築：以木材構築之建築物或以木材為主要構材與其他構材合併構築之建築物。 3. 私人的低層木構造住宅：4 層樓以下，主結構體以木材構築而成之住宅建築。. 4.

(13) (二)木構造住宅材料認識根據木材構造的外形及質地可分為硬木類與軟木類兩類，此乃依木材質地的硬軟而分。在構造上為方便區分起見，係將針葉樹列為軟木類、闊葉樹列為硬木類，這類區分法較為簡單明瞭。一般針葉樹主要應用於構造用材，而闊葉樹則多應用於隔間、門窗等裝修構材。以下將針對結構常用木材樹種說明之。一、結構常用木材樹種根據台灣木質構造房屋用料分析及其成本之探討(陳昶源等，1999)一文指出，台灣木構造房屋常用的木材樹種共有六種，包括：美西側柏(Western Red Cedar)、花旗松(Douglas Fir)、南方松(Southern Yellow Pine)、紐西蘭放射松(New Zealand Radiata Pine)、阿拉斯加扁柏(Yellow Cedar)、雲杉－松－冷杉(Spruce Pine Fir)。茲將上述六種樹種依分布地區、木材性質及主要用途整理如表 2-1 所示：. 表 2-1 木構造房屋常用木材樹種說明表樹種分類美西側柏. 分布地區. 分布於美加西部 Western Red Cedar 太平洋沿岸，由北部加拿大B.C. 省，經過美國華盛頓州、俄勒岡州及加州花旗松 Douglas fir. 南方松－樹種群長葉松Longleaf pine 短葉松shortleaf. 木材性質. 主要用途. ‧木材輕軟，手工及機械加工戶外用被覆均容易材(木瓦片、雨 ‧抗氣候性極佳，具高度耐腐淋板)、製材性 (LOG)、窗 ‧乾燥容易而收縮率極小，尺框、門、木工寸穩定性佳品等。. 分布範圍可分為 ‧木材強度與重量以產自內陸結構用製產自奧瑞岡州、西區之比重與強度較大，產自材、窗框、門華盛頓州及加州內陸南區之較輕窗、單板、合沿岸，為海岸 ‧海岸型木材之秋材管胞具螺板等。型，及產自落磯旋加厚，較易磨損刀具；膠黏山脈各州者為落性、染色性、研磨性良好；釘磯山脈型或內陸著性差型由德州東部到東 ‧木材強度高，防腐處理容易戶外結構用海岸維吉尼亞與 ‧釘子的附著力強製材、防腐材佛羅里達州之間等。. pine 溼地松Slash pine 火炬松 Loblolly 5.

(14) 放射松 Radiata pine. 阿拉斯加扁柏 Alaska-cedar/ Yellow cedar. SPF－樹種群白雲杉White Spruce 恩格曼雲杉 Engelmann Spruce 柱松Lodge pole. 分布於紐西蘭及 ‧邊心材區別不明顯，材色淡結構材、家具南美洲黃褐用材、包裝 ‧具正常樹脂溝，於縱斷面上材、合板用材常成深褐色線狀等。分布於加拿大 B.C.省，阿拉斯加西南部至加州北部之海岸. ‧乾燥容易，收縮率小，乾燥地板材、室內材亦穩定。心材耐腐性高裝飾材、細木 ‧手工及機械加工均容易，刨工傢俱、櫥櫃削、釘著、膠合、塗裝性均良等。好. 主要分布於加拿大 B.C.省的落磯山脈. ‧木材呈淡黃白色，春材與夏結構用材、企材的色差極小口壁板、室內 ‧強度佳、質輕、高度穩定性線板等。 ‧容易乾燥、尺寸穩定 ‧木材質軟、易於加工、著釘力強. Pine 毛果冷杉 Alpine Fir 資料來源︰林俊榮(2005). 6.

(15) 2-2. 台灣環境因子對木構造的影響. 首先在閻亞寧(1997)「古蹟保存過程中木料破壞鑑視與修復程序」論文，認為造成木料破壞原因相當複雜，僅就生物性劣化、物理性劣化、人為破壞提出論述。其中自然偶發性破壞因素包括了地震、水災、火災、暴風雨、雷擊等。這些鉅大的破壞是無法預期的，但剛好也是本研究想要了解的台灣環境因子的重點之一。故本研究將這些台灣的的環境因子歸類成三方面，分別為生物因子、天氣因子、偶發因子。 (一)生物因子(菌纇與蟲蟻害) 私人的低層木構造住宅在大氣中，持續受到自然界各種破壞因素之作用，使建築各部材料的物理性質產生不良的影響，其中對木構造住宅的木料較具有破壞性因素有光、溼度、蟲害、菌害等。 1.朽木菌木材腐朽由真菌引起大部份發生於通風、排水不良或溼度較大的地方，以真菌危害木材部位分成有兩類 (1)表面真菌：能引起木材表面變色成綠、灰、粉紅、橙、黑、藍者，不會降低木材支撐力。 (2)腐朽菌：腐朽菌常會令木材顏色變淺或是呈棕色變脆削弱木材支撐力，其危害嚴重性不亞於白蟻。 2.白蟻危害木結構最嚴重的害蟲是地棲性白蟻，這些白蟻一般在土壤表層以下取食木材，但可藉由木材與地面街處處巷上危害，摧毀全部木結構，甚至會損及堆積之典籍、文物、木雕。一般其主巢在地下 1–2 公尺處不易發現及根除，防治時只能採取隔絕方法。有些白蟻種類會直接危害木料稱為木棲性白蟻，細分又有危害乾燥木材的白蟻稱為乾木性白蟻，除直接危害建築物地上木料外也會侵襲家俱。另外一種是濕木性白蟻，會危害溼度較高的木材，不能適應乾燥的條件。 (註:徐爾烈，1997，「古蹟木結構的有害生物破壞」) 另外根據徐明福、蔡明哲(2002)「淺談臺灣古蹟及歷史建築現有的生物防治處理方式對木構原物保存環境之影響」的論文內容中，文中推論出木材劣化可分為： 1.生物裂化 2.吸水吸濕劣化 3.天氣劣化 4.應力劣化 7.

(16) 5.人為燃燒劣化而上述的因子中，也包含了本論文所要探討的影響木構造物理性質變化的台灣本土環境因子。如在生物劣化方面就包含菌類及蟲蟻害，事實上生物性劣化是影響木料最主要之因素，另外天氣劣化則包含了台灣天氣的炎熱又多雨潮溼等因素。 (二)天氣因子(潮濕與炎熱) 台灣地處中低緯度，為太平洋及亞洲大陸間之島嶼，屬於亞熱帶季風氣候，島內山地約佔 64%，而縱貫台灣中部偏東之中央山脈與冬、夏季之盛行風斜交，冬季時受大陸的高氣壓影響，屬於東北季風型天氣；而春夏期間有連綿陰雨之梅雨季節，其夏季則受西南季風及亞熱帶高氣壓回流之影響，屬於濕熱多雨型之天候，且夏秋兩季並常遭受到颱風之侵襲。傳統建築暴露在天候環境下，隨時隨地受氣候因子影響而產生不同程度之降解，其中以溫度、濕度、日射量、雨量、風速等氣候因子影響建材甚鉅。據陳正祥(1960)之統計分析得知，台灣地區之年均溫、日照時數、最大風速、晴天日數等愈往南部愈高，陰天日數和霧日數則愈往北部愈高。平均溫度為 22.5 ℃，相對濕度為 82%，年雨量在 2500mm 左右(中央氣象局 1911-1997)。由於溫度與濕度的不同，木材的平衡含水率隨之差異，在台灣木材之平衡含水率在 16-17%之間，日本為 14-15%，北美地區為 12-14%，這顯示台灣地區之相對濕度高於日本及北美地區(林憲德，1988；杜月香，1993；林維明，1995)。由於日照強度、溫度會影響大氣之相對濕度，而建材表面受潮易滋生黴菌，加上木材反覆吸、脫濕變化，降低木材之使用年限，木材保存與維護備感困難。林憲德(1988)台灣地區建築氣候行政分區及面積統計，主要劃分成六個建築氣候區，其中高山區面積比例最高，約佔 43.71%，其次為次熱高濕區 24.52%、炎熱高濕區 16.54%、高熱次濕區 5.40%、高熱高濕區 4.88%，面積比例最低者為炎熱次濕區 4.77%。依據林憲德(1988)的建築氣候行政分區，綜合言之，雖然台灣位處亞熱帶，典型高溫高濕氣候，夏季西南氣流旺盛，冬季東北季風強烈。台灣北部冬季為雨季，濕度高；南部則夏季為雨季，冬季則較乾燥，台灣之氣候隨著緯度高低而顯著不同(安田勇吉，1937)。然而傳統建築坐落在不同環境下，受當地地理環境、氣候、水文影響而呈現不同的微氣候，其天候效應之差異將明顯影響建築物之耐久性。將上述建築氣候行政分區與林仁政(2003)調查之傳統建物結合分析，可得知. 8.

(17) 大部分坐落在中部地區之傳統建築大都屬於炎熱高濕區，如霧峰林宅、大里林宅、南投武德殿、神岡筱雲頂瓦厝、益源古厝、員林興賢書院、南投琯溪宗祠。台北總統府及北埔金廣福公館則隸屬次熱高濕區。沿海地區如鹿港龍山寺為炎熱次濕區；南部地區如佳冬蕭宅則為高熱次濕區。 1.潮氣對木構造的影響由地下層產生的潮氣(damp)亦會造成建材若干程度之損壞，「潮氣」現象乃地層下之水源，經由建築物材料，利用毛細管或虹吸現象，不斷地向建材孔隙湧進和上昇的自然現象，使得建築物本體充滿水分子。這些經由毛細管現象進入木材內部之水份，將在產生劇烈之機械力量，使得木材或石材等迅速降解，這些化學變化使得建築物外觀變得較不雅並加速建材之劣化，最後可能引來如變色菌、腐朽菌或白蟻之侵蝕(Bruce, 1998)。因此早期傳統建築為避免潮氣對木結構體如柱材之影響，常使用柱珠(stone base)以隔絕潮氣順著木紋上升。因此建築物坐落在大氣環境下，潮濕之台灣氣候對木質建材之耐久性影響甚大，加上地面潮氣上昇，水分加諸於木材，兩大因子將主導木材一連串之劣化。以下乃針對不同木構件暴露於大氣環境下，遭受潮氣影響所衍生之種種破壞說明之。 (1)柱材建築物坐落在山區或農村間，若地下水位較高，加上潮氣旺盛，此潮濕環境對垂直木構件(柱)之影響將相對較大。如圖 2-1 和圖 2-2 分別為大里林宅和霧峰林宅福州杉柱材底部遭腐朽及白蟻侵害情形，白蟻危害嚴重者木材內部呈現中空狀，這說明了柱材底部容易遭受腐朽及白蟻攻擊；此外，由於細胞含量已嚴重損耗，而增大木材局部收縮應力，使得木材開裂將明顯增大，尤其以木材比重愈高者，開裂程度則愈大。. 圖 2-1 大里林宅福州杉柱底部腐朽. 9.

(18) 圖 2-2 霧峰林宅樟木柱底部之蟲害資料來源：林仁政(2003)博論圖 2-3 為員林興賢書院台灣櫸柱之柱腳底部，雖未發生嚴重腐朽現象，然受水氣及乾燥應力影響，於木材內部發生嚴重之徑向裂及輪裂現象。雖然台灣櫸木材具有比重高(比重 0.73-0.78)、材質堅韌、耐朽性極強、吸水性小，乾燥後尺寸狀況甚佳(林謂訪、薛承健，1950；金平亮三，1916)，若乾燥不當，則易裂開(蔣福慶，1967)；從實際調查中發現，柱腳底部因長年受潮氣影響，反覆收縮與膨脹，體積收縮率高而易產生開裂現象，其開裂程度均高於福州杉、樟木和台灣肖楠柱材，顯示高比重柱材暴露於水氣頻繁之環境，易使木材產生嚴重開裂，尤其當柱材為含髓心原木時，開裂破壞更為嚴重。綜合言之，柱材柱腳部位，受光劣化影響而產生顏色改變外，旺盛潮氣上昇將易滋生青苔，隨後逐漸被細菌、腐朽真菌攻擊及白蟻啃食。. 圖 2-3 員林興賢書院台灣櫸柱腐朽及開裂資料來源：林仁政(2003)博論 (2)門板台灣早期建築中，門首當其衝，給人的第一印象，同時門具有美觀及防禦功能之效果，因此對於門的設計及材料使用相當講究(梁承文，1985)，例如早期許多豪宅大都使用福州杉木材為門板，質輕強度大，容易開啟使用；若為防禦之用， 10.

(19) 採用櫸木或樟木居多(林仁政，2003)。圖 2-4 和圖 2-5 分別為神岡筱雲頂瓦厝台灣櫸大門及北埔金廣福公館樟木大門底部之風化顏色改變，由圖中明顯得知門板底部均產生灰白色外觀，愈往門板上部則遞減，門板底部均出現腐朽現象，其原因概門板底部易與水分接觸，以致木材易遭腐朽菌侵害。. 圖 2-4 神岡筱雲頂瓦厝台灣櫸大門之風化外觀. 圖 2-5 北埔金廣福公館樟木大門之風化外觀資料來源：林仁政(2003)博論 11.

(20) 據 Akio 等(1990)之研究指出，木材藍黑色污染與藍變菌生長有關，其病源菌為 Graphium 菌，該菌寄生於木材，尤以高溫潮濕狀態最易發生。若木材長期暴露在高濕環境下，變色菌滋生最後易引起白蟻啃食危害，通常大門底部之危害程度遠高於大門上部。此外，大門底部接近地表，亦成為白蟻危害木材之關鍵部位。白蟻對木材的攻擊主要從木構件基部開始，一般白蟻先會在樹木或枯木根部為巢穴，透過蟻道向建築物進攻，經由柱材基部於木材內部往上啃蝕，逐次往通、檁條或其他構件上建立其分巢，最後危害整棟建築物(李學進、王俊雄，2000；山野勝次，1995；田村隆，1953)。綜合以上結果發現，台灣傳統建物幾乎環繞在豐沛水氣之環境中，雖然水在人類生活史上佔有不可或缺之重要性，然而誠如中國人所言「水能載舟亦能覆舟」，水對木構材建築物影響甚鉅，值得進一步探討與研究，在不破壞建築物原有工法上，施以適當之保護措施，以期延長木構材建築物之使用壽命。 (三)偶發因子(地震與颱風) 本小節主要介紹木體之結構行為與震害之間關係的相關文獻，誠如黃斌 2001「歷史建築震損後維護方式之研究(一)木竹構造」以 921 地震受損之歷史建築為調查對象提出部份木、竹構造震損情形： 1.地震的案例案例一：竹山社寮陳宅 (1)構造簡述竹山社寮陳宅，興建於 1915 年，為兩進三落雙護龍之傳統木竹造民宅，門樓以六柱承載歇山屋頂，兩中柱間以板門分隔內外，正身為獨立建築五開間，隔牆採穿斗式木構架及編竹夾泥牆，前後檐牆採用木隔扇及板壁，第二進及兩側護龍亦為穿斗室木構架及編竹夾泥牆，檐口為硬挑無裝飾性構材。 (2)震害分析陳宅所在地距震央約 11 公里，在地震力作用下呈現東西向傾斜的情形，造成嚴重破壞。 a. 正身向東倒傾斜，檐柱與柱珠脫開，屋頂沉陷陳宅座北朝南，六道穿斗式隔牆垂直面闊，當建築受到水平地震立垂直作用於面闊(南北向，短邊)，穿斗式構造架能發揮抵抗的功能。但 921 地震主要方向為東西向，因此六道隔牆所受的是東西向的彎矩作用，導致正身往東傾斜。而金柱、檐柱與柱珠間亦產生錯動而脫離，造成屋架與屋頂沉陷。因六道穿斗式木構架與檐柱間有效連結，具有柔性與彈性的框架系統維持屋身的安全，以致屋身傾斜未傾倒。. 12.

(21) b. 護龍毀損護龍為南北向配置，其穿斗式架構採東西向組構，東西向地震力所引起的主要是面內的作用(即水平立作用於木構架側面)此護龍均未傾倒構架本身仍完整，在激烈的搖晃中僅屋面瓦掉落，壁體損毀。這說明穿斗式木構架為良好的耐震系統。 c. 木構件的毀損陳宅正身與護龍垂直水平構材間在地震力作用下出現嚴重斷裂的情形，因構材受到潮腐導致強度降低而折損斷裂，連帶壁體破損、構架位移、屋頂沉陷、甚至傾倒。案例二：名間鄉萬丹張宅 (1)構造簡述名間鄉萬丹張宅興建於 1935 年，為一進六護龍之雙埕三合院。入口位於左護龍外側，正廳後方有「屏後」可供左右房相通，正身木作精巧、雙中脊、檐廊柱為日式，小巧且用洗石子作線腳，柱身為木柱，斷面為方形，盡間為磚承重構造，隔間均為穿斗構造，中間填編竹夾泥，正身公廳及左右房為穿斗式構架，盡間則為磚牆承重。張宅柱主要承重結構為穿斗式構架，據稱建材自日本運來之檜木及杉木，張宅除盡間與護龍尾間為磚牆或土埆牆之外，餘牆體均為穿斗式木構架編竹泥與洗石子，故屋身重量極輕且垂直水平木構件交錯，比例適中。 (2)震害分析 a. 木構架損壞與斷裂張宅的木構架樑、柱斷面長寬均未超過 20 公分，以穿斗式構架單一的構架體損壞情形較為輕微，但連結兩構架使呈框架系統的枋木因跨距較構架間的構材長，且枋木與構架的繫結多為單一榫接，缺少輔助之斜撐(雀替)，常因外力作用而脫開或斷裂，正身兩側及護龍木構件均因腐朽而斷裂，導致屋面傾塌。 b. 牆體損壞穿斗式架構間的編竹夾泥牆及面埕、裙堵的洗石牆面，因受剪力破壞導致壁面灰泥嚴重損壞，正身牆面之竹骨甚至整片脫落，編竹夾泥牆的損壞實際上並未影響整個結構。傳統建築受到地震的傾襲時，承重牆因牆體倒塌引發屋架傾倒或毀損，木竹構造的屋頂與屋架即便構材自身並未因地震受損，但傳遞垂直載重的牆體傾塌，桁即無法倖免亦隨傾倒，故探討木、竹構造受地震損害時，很難避免探討砌體構造損壞所引起的破壞。另外張嘉祥 2001「歷史建築震損及維護方式之研究(二)砌體構造」以 921 及 1022 地震中部及雲嘉等地區砌體造歷史建築物地震災損現象為探討對象，經調查主要震害型態有下列：. 13.

(22) (1)木石接柱木石接柱在傳統寺廟建築中極為普遍，接柱的下段一般為花崗石上段為木材，上下段接面則作榫為接續，但當所受的壓力產生偏心或整個建築物受到水平風力或地震力作用時，則木石接柱就顯的相當不利，主要原因為接柱在木石接面無法抵抗彎矩之榫接只能承受軸壓力，當水平地震作用時接柱除了上下端之相對水平位移外，也容易產生迴轉變形，並導致破壞。 (2)柱、樑榫接部位在來回地震作用下，柱、樑、枋榫接部位之損壞模式大都是由於拉拔或周邊造成鬆脫，少數也有榫頭撓曲破壞或剪壞之情形，為改善此破壞情形，榫接之長度以及榫接斷面必須足夠，榫接後須再加木楔以防鬆動脫榫之外，亦可如西式木構架在榫接處填加適當之鐵件來協助構件力量之傳遞並提高接點之剛性。 (3)柱礎柱礎為一般單一塊石雕鑿而成，墊於柱身之底部，主要目的在阻絕水氣上升以防止木材腐朽。由於柱礎與柱身接續面亦採榫頭榫眼之方式而且榫眼深度通常不深，因此地震時柱礎與柱身很容易因柱轉動變形而脫開，柱身與柱礎脫開後柱身突然下降會進一步導致木結構損壞，為防止柱礎與柱身錯開可配合榫接另加鐵件於柱身及柱內部，另外柱礎也須深埋於臺基內，以避免地震時柱礎本身轉動或與臺基間產生相對滑動。不同種類歷史建築結構行為及耐震弱點均有很大差別，一般而言傳統寺廟耐震上最大弱點部位在屋頂脊飾、民宅在護龍端牆、集會堂在長向側牆及山牆頂部、街屋則在騎樓柱臨街立面以及最端間之側牆，而這些弱點部位在修復時最好能有適當之補強加勁措施。就整體而言，在保存歷史建築除了在日常使用維護外，在修護時亦應考量耐震結構，當發生破壞以致影響整棟建築安全時，適當之緊急處置亦是非常重要，震後緊急加固及支撐對於受到災損之歷史建築具有防止二次災害以及防止即有災損繼續擴大之功能。 2.台灣的地震及颱風 1999 年 9 月 21 日在台灣南投地區所發生的 921 集集大地震，其規模高達芮氏 7.3 的震度，也造成了 2000 多人死亡及 8000 多人受傷，8,773 棟建築物全倒或半倒。台灣處於菲律賓板塊與歐亞大陸板塊之間，菲律賓板塊以每年 7 公分速度朝西北方向推移，碰撞後隱沒到歐亞大陸板塊下方，相互擠壓結果，使得地層產生錯動及斷裂，形成 51 條主要的活斷層，因此地震發生次數頻繁，故在房屋建築設計時，必須要考量耐震設計。同時，台灣位處北太平洋的颱風路徑每年平均有 24 個颱風產生，根據過去 100 年的統計，每年平均會有 3 到 4 次颱風會登陸台灣或造成輕重程度的破壞，最多可達八次之多，因此房屋設計時也必須考量載重的影響，以確保結構體的安全。. 14.

(23) (四)小結本研究在這邊將所有有關於影響木構造耐久性之台灣環境因子相關文獻做一個總整理，如表 2-2 所示。從表中我們發現閻亞寧(1997)古蹟保存過程中木料破壞鑑視與修復程序中的內容，最能符合本研究所想要探討的台灣本土環境因子。其他文獻中也可以看到徐福明、蔡明哲(2002)淺談臺灣古蹟及歷史建築現有的生物防治處理方式對木構原物保存環境之影響，其中的環境因子也有五項跟本研究契合，僅颱風因子沒有討論到。表 2-2 影響木構造耐久性之台灣環境因子相關文獻總表環境因子. 1.菌纇. 2.蟲蟻害 3.多雨潮 4.炎熱濕. 徐福明、蔡明哲 (2002) 淺談臺灣古蹟及歷史建築現有的生物防治處理方式對木構原物保存環境之影響. ●. ●. 徐爾烈(1997) 古蹟木結構的有害生物破壞. ●. ●. 閻亞寧(1997) 古蹟保存過程中木料破壞鑑視與修復程序. ●. 盧業明(2007) 古蹟與歷史建築防災機制之研究–以火害為例卓志隆(1997) 古蹟木料中主要樹種之基本性質及非破壞性評估方法之應用. ●. 5.地震. ●. ●. ●. ●. ●. ●. ●. ●. ●. 6.颱風. ●. ●. ●. 張嘉祥(2001) 歷史建築震損及維護方式之研究 (二)砌體構造. ●. 黃斌 (2001) 歷史建築震損後維護方式之研究 (一)木竹構造. ●. 資料來源：本研究整理. 15.

(24) 2-3 木構造建築物設計及施工規範相關文獻(法規面) 目前台灣有關木建築的相關設計規範，首推內政部營建署於中華民國九十二年五月一日內政部台內營字第 0920085511 號令修正，並自 92 年 5 月 1 日實施的「木構造建築物設計及施工技術規範」。另外民國 96 年 12 月 18 日修正的建築技術規則建築構造篇中第四章木構造中也有相關的木構造設計規範。 (一)木構造建築物設計及施工技術規範本章節列出有關本研究所要探討的相關台灣環境因子影響的設計規範來做為參考的文獻及討論的依據。 1. 章節 8.2 防腐工法 8.2.1 防腐工法之種類木質構造建築物之防腐工法，包括運用適當之構造方法、以及將木材及木質材料經由防腐藥劑處理之方法。應以使用構造法為原則，防腐劑處理則應為最低限。 (1)利用構法對於建築物之屋頂、內外牆、地板開口構材、排水周邊部位等，應設置防雨、防水、防露設施；而對於屋架、梁柱、牆壁組、地板組之內部，應保持乾燥並兼顧換氣與除濕。 (2)利用防腐劑處理法使用木材防腐劑，施以加壓注入、浸漬、噴塗等處理。 8.2.2 防腐工法之實施選擇與建築物周圍環境、建地條件、建築物構法、用途、規模及目標耐用年限相對應之防腐工法加以實施。實施防腐處理時，下列項目為其基本原則： (1)利用構法 A.主要部分之木材應使用乾燥材。 B.對於特別容易腐朽之場所，應使用耐腐朽性佳之木材。基礎構造為木地檻、地板、外牆等，應為耐腐朽之構造，並應設置適當之換氣口。 C.廚房、浴室等排水周圍部分，應施予防水措施，並應注意使水分不會滯留且容易乾燥。 D.屋架組內之換氣，必需設置相對應之換氣口，並注意防露。 (2)利用防腐劑處理法 A.木材防腐劑及其吸收量，應依 CNS 14495「木材防腐劑」及 CNS 3000「木材之加壓注入防腐處理方法」之規定。. 16.

(25) B.木材防腐劑處理應考量處理效果、安全管理及施工性等，選擇適當之方法。 C.即使為防腐處理材，對於橫向接合處或縱向接合處之加工部分，應進行再處理。 D.施工時，防腐處理材之養生、藥劑之保管、作業場所之安全性等，應充分注意 2. 章節 8.3 防蟻工法 8.3.1 防蟻工法種類木質構造建築物之防蟻工法，包括運用適當之構法、將木材及木質材料等利用防蟻藥劑處理之方法、以及土壤處理法。應以使用構法為原則，藥劑處理方法應為最低限。 (1)利用構法構造上應有適當之防雨、防水、防露設計，並設置白蟻無法由土壤侵入建築物內部之措施與設計。 (2)利用防蟻劑處理法使用木材防蟻劑，施予加壓注入、浸漬、噴塗、以及塗布等處理，應依據 CNS 3000「木材之加壓注入防腐處理方法」及 CNS「木材防腐劑處理吸收量之測定方法」之規定。 (3)土壤處理法對於接觸建築物之部分土壤，進行藥劑處理，以防止白蟻從土壤侵入建築物。 8.3.2 防蟻工法之實施防蟻工法依白蟻種類、鄰接建築物蝕害程度、周圍環境、建地條件，建築物構法、用途、規模以及預定耐用年數等情況，實施相對應之方法。 (1)構法 A.將基礎設計成為階梯狀，使木地檻與基礎之接觸減少。 B.設置防蟻之被覆金屬板，以防止白蟻由地面侵入。 C.地板下面地盤鋪設混凝土。 D.注意地板下方、牆壁內部、屋架組內之換氣。 E.廚房、浴室及洗臉台等之排水周圍部分，盡可能集中在一處，使其構材成為不會濕潤之構造。 (2)防蟻劑處理法 A.木材防蟻劑應依 CNS 14495「木材防腐劑」之標準。 B.木材防蟻處理應考量處理效果、安全管理及施工性等，選擇適當之方法。並依據 CNS 3000「木材之加壓注入防腐處理方法」及 CNS「木材防腐劑處理吸收量之測定方法」進行。. 17.

(26) C.既使為防蟻處理材，對於橫向接合處或縱向接合處之加工部分，應進行再處理。 D.施工時，應充分注意防蟻處理材之養護、藥劑之保管、作業場所之安全性。 (3)土壤處理法施工時，應由專業人員進行，並需充分注意其養護、藥劑之保管及作業場所之安全性。 (二)建築技術規則建築構造篇 1.第四章木構造第 175 條木構造各構材防腐要求，應符合左列規定：一、木構造之主要構材柱、梁、牆版及木地檻等距地面一公尺以內之部分，應以有效之防腐措施，防止蟲、蟻類或菌類之侵害。二、木構造建築物之外牆版，在容易腐蝕部分，應舖以防水紙或其他類似之材料，再以鐵絲網塗敷水泥砂漿或其他相等效能材料處理之。三、木構造建築物之地基，須先清除花草樹根及表土深三十公分以上。 2.第一章基本規則第四節耐風設計第 33 條封閉式、部分封閉式及開放式建築物結構或地上獨立結構物主要風力抵抗系統所應承受之設計風力，依下列規定：一、設計風力計算式：應考慮建築物不同高度之風速壓及陣風反應因子，其計算式及風壓係數或風力係數依規範規定。二、風速之垂直分布：各種地況下，風速隨距地面高度增加而遞增之垂直分布法則依規範規定。三、基本設計風速： (一)任一地點之基本設計風速，係假設該地點之地況為平坦開闊之地面，離地面十公尺高，相對於五十年回歸期之十分鐘平均風速。 (二)臺灣地區各地之基本設計風速，依規範規定。四、用途係數：一般建築物之設計風速，其回歸期為五十年，其他各類建築物應依其重要性，對應合宜之回歸期，訂定用途係數。用途係數依規範規定。. 18.

(27) 五、風速壓：各種不同用途係數之建築物在不同地況下，不同高度之風速壓計算式，依規範規定。六、地形對風速壓之影響：對獨立山丘、山脊或懸崖等特殊地形，風速壓應予修正，其修正方式依規範規定。七、陣風反應因子： (一)陣風反應因子係考慮風速具有隨時間變動之特性，及其對建築物之影響。此因子將順風向造成之動態風壓轉換成等值風壓處理。 (二)不同高度之陣風反應因子與地況關係，其計算式依規範規定。 (三)對風較敏感之柔性建築物，其陣風反應因子應考慮建築物之動力特性，其計算式依規範規定。八、風壓係數及風力係數：封閉式、部分封閉式及開放式建築物或地上獨立結構物所使用之風壓係數及風力係數，依規範規定。九、橫風向之風力：建築物應檢核避免在設計風速內，發生渦散頻率與建築物自然頻率接近而產生之共振及空氣動力不穩定現象。於不產生共振及空氣動力不穩定現象情況下，橫風向之風力應依規範規定計算。十、作用在建築物上之扭矩：作用在建築物上之扭矩應依規範規定計算。十一、設計風力之組合：建築物同時受到順風向、橫風向及扭矩之作用，設計時風力之組合依規範規定。 3.第一章基本規則第五節耐震設計第 42 條建築物構造之耐震設計、地震力及結構系統，應依左列規定：一、耐震設計之基本原則，係使建築物結構體在中小度地震時保持在彈性限度內，設計地震時得容許產生塑性變形，其韌性需求不得超過容許韌性容量，最大考量地震時使用之韌性可以達其韌性容量。二、建築物結構體、非結構構材與設備及非建築結構物，應設計、建造使其能抵禦任何方向之地震力。三、地震力應假設橫向作用於基面以上各層樓板及屋頂。四、建築物應進行韌性設計，構材之韌性設計依本編各章相關規定辦理。. 19.

(28) 五、風力或其他載重之載重組合大於地震力之載重組合時，建築物之構材應按風力或其他載重組合產生之內力設計，其耐震之韌性設計依規範規定。六、抵抗地震力之結構系統分左列六種： (一)承重牆系統：結構系統無完整承受垂直載重立體構架，承重牆或斜撐系統須承受全部或大部分垂直載重，並以剪力牆或斜撐構架抵禦地震力者。 (二)構架系統：具承受垂直載重完整立體構架，以剪力牆或斜撐構架抵禦地震力者。 (三)抗彎矩構架系統：具承受垂直載重完整立體構架，以抗彎矩構架抵禦地震力者。 (四)二元系統：具有左列特性者： 1.完整立體構架以承受垂直載重。 2.以剪力牆、斜撐構架及韌性抗彎矩構架或混凝土部分韌性抗彎矩構架抵禦地震水平力，其中抗彎矩構架應設計能單獨抵禦百分之二十五以上的總橫力。 3.抗彎矩構架與剪力牆或抗彎矩構架與斜撐構架應設計使其能抵禦依相對勁度所分配之地震力。 (五)未定義之結構系統：不屬於前四目之建築結構系統者。 (六)非建築結構物系統：建築物以外自行承擔垂直載重與地震力之結構物系統者。七、建築物之耐震分析可採用靜力分析方法或動力分析方法，其適用範圍由規範規定之。前項第三款規定之基面係指地震輸入於建築物構造之水平面，或可使其上方之構造視為振動體之水平面。. 20.

(29) 2-4 台灣木構造房屋建築市場現況分析相關文獻(市場面) 根據台大森林所的塗三賢教授等人於 1998 年發表於台灣林業科學第 13 卷第 4 期「台灣木構造房屋建築市場現況調查分析」，內容提及台灣木屋業者未來經營上所關心的問題，主要的是關心未來木材價格是否會上漲，國內有關建築法令及規定的變更，非木構造房屋建築的競爭，員工的雇用，國外森林保育政策以及國內環保對廢料的處置措施等。而隨著經濟與環境因去的變動，近年來國內木構造房屋市場的變化、建築用材消費情形與業者對未來經營上所關心的問題也產生了變化。之後 2007 年，林法勤、塗三賢又在林業研究專訊發表了「台灣木構造房屋建築市場現況」，內容的重點有根據臺閩地區核發建築物建造執照統計資料，近 10 年來台灣地區新建木構造建築物的樓地板面積，在 2002 年之前是逐年增加的，在 1995 年時，新建木構造建築物的樓地板面積計有 27,412m 2，到了 2002 年時，新建木構造房屋建築物地板面積量則達到了 172,723m 2 ，但自 2003 年開始，新建木構造建築物的樓地板面積則是呈現下降的趨勢，2004 年新建木構造建築物的樓地板面積計有 70,743m 2，僅及 2002 年時的 40.95%，由此可知，木質建材在台灣並非為房屋建築的主要建築材料。但近年來隨著社會繁榮，生活富裕，人們逐漸重視休閒生活活動，在市郊，在遊樂區，常見蓋有木屋，也出現有專業木構造房屋建築的行業。至於在木構造房屋建築的地區分布情形，依營建署的統計資料，近年來的新建木構造建築物地板面積累積量，則是以雲林縣、臺南縣、高雄縣與屏東縣等四個縣較多。可見近年來台灣木屋建築分佈是以南部地區居多。故本研究將上述的兩篇市場報告，在表 2-3 做一個重點的整理，我們發現這 10 年來木屋業者對未來經營上所關心的問題還是以「價格」為主；新建木構造建築物地板面積累積量主要還是集中在中南部；新建木構造建築工法型式主要還是以框組壁工法為主要的木構造房屋建築型式，也就是所為的 2X4 工法；最後新建木構造建築用材樹種則是雲杉-松-冷杉類(SPF)為最重要。. 21.

(30) 表 2-3 台灣木構造房屋近 10 年建築市場現況變化表台灣木構造房屋建築市場台灣木構造房屋建築市場現況調查分析(1998) 現況(2007) 木屋業者對未來經營上所 1.未來木材價格是否上漲 1.未來木材價格與勞工工關心的問題 2.國內有關建築法令及規資是否會上漲定的變更 2.如何雇用足夠且符合需 3.非木構造房屋建築的競求的勞動力爭 3.經濟景氣的變動與非木 4.員工的雇用構造房屋建築的競爭 5.國外森林保育政策 6.國內環保對廢料的處置措施新建木構造建築物地板面台南縣、南投縣、屏東縣、雲林縣、臺南縣、高雄縣積累積量嘉義縣與屏東縣新建木構造建築工法型式 1.框組壁工法及原木工法 1.框組壁工法及樑柱式工是目前主要的木構造房屋法是目前主要的木構造房建築型式屋建築型式 2.以趨勢看來，框組壁工法 2.以趨勢看來，樑柱式工法及輕鋼架木屋所占比例有及輕鋼架木屋所占比例有逐漸增加逐漸增加新建木構造建築用材樹種以西部紅側柏(Western red 以雲杉-松-冷杉類(SPF)與 cedar, WRC)是當時最主要花旗松(Douglas fir)這二種的木構造房屋建築用材，材料最重要第二為雲杉-松-冷杉類 (SPF) 資料來源：本研究整理另外本研究也從台灣木構造的私人住宅的實際案例來延伸探討市場面的影響，在林俊榮(2005)台灣西式木構造住宅類型之研究中，共有 10 個完整案例。以下挑選北中南各一個案例作為介紹，分別為：. 22.

(31) 表 2-4 北部案例基本資料分析表案例基本資料案例編號. WH-05. 調查日期調查方式. 2005.04.08 案例分析. 建築位置. 新竹縣竹北市. 建築物規模. 二層. 建築物用途. 度假別墅. 建築面積. 約 56 坪. 總樓地板面積. 約 90 坪. 建築外觀照片案例基本圖面. 一樓平面示意圖. 整體系統. 結構系統構法類型下部結構部位基本資料基礎部位基礎材料基礎型式基礎防潮措施上部結構部位基本資料地檻部位地檻樹種(來源) 地檻尺寸防腐處理(藥劑) 與基礎緊結方式地板部位托樑樹種托梁尺寸承重牆部位 LOG 樹種(來源) LOG 尺寸接合方式與地板接合方式屋架部位椽條樹種椽條尺寸與承重牆接合方式. 正向立面示意圖. 璧式層疊式鋼筋混凝土連續基礎基礎抬高(通風) 進口材(南方松) 4’’ X 4’’ 是(CCA) 錨栓接合 1F：南方松(進口材)；2F︰SPF(進口材) 1F：2’’ X 6’’ ；1F：2’’ X 12’’ 美西側柏(進口材) 6’’ X 6’’ 突端螺釘與榫接合突端螺釘接合 SPF(進口材) 2’’ X 6’’ 釘接合與榫接合資料來源：林俊榮(2005)碩論. 23.

(32) 屋底與屋身. 屋身間. 屋身與基礎. 表 2-5 北部案例各構造要素面接合分析表 WH-05：璧式結構系統—原木層疊式構法屋架與牆剖面圖屋架與牆. 牆與樓板剖面圖. 牆與樓板. 牆與牆—L 型轉角接合平面圖. 牆與牆—L 型轉角接合. 地板與基礎剖面圖. 地板與基礎. 資料來源：林俊榮(2005)碩論 24.

(33) 表 2-6 中部案例基本資料分析表案例基本資料案例編號. WH-01. 調查日期調查方式. 2005.11.30 案例分析. 建築位置. 南投縣魚池鄉. 建築物規模. 一層. 建築物用途. 獨棟住宅. 建築面積. 約 34 坪建築外觀照片. 總樓地板面積約 34 坪案例基本圖面一樓平面示意圖. 整體系統. 結構系統構法類型下部結構部位基本資料基礎部位基礎材料基礎型式基礎防潮措施上部結構部位基本資料地檻部位地檻樹種(來源) 地檻尺寸防腐處理(藥劑) 與基礎緊接方式承重牆部位間柱樹種(來源) 間柱尺寸防腐處理(藥劑) 接合方式覆面板種類屋架部位椽條樹種椽條尺寸與承重牆接合方式. 正向立面示意圖. 璧式框組璧式鋼筋混凝土連續基礎基礎抬高(不通風) 進口材(南方松) 4’’ X 6’’ 是(CCA) 錨栓接合南方松(進口材) 2’’ X 6’’ 是(CCA) 釘接合結構用合板南方松(進口材) 2’’ X 6’’ 釘接合資料來源：林俊榮(2005)碩論 25.

(34) 屋底與屋身. 屋身間. 屋身與基礎. 表 2-7 中部案例各構造要素面接合分析表 WH-01：璧式結構系統—框組璧式構法屋架與牆剖面圖屋架與牆. 牆與牆—L 型轉角接合平面圖. 牆與牆—L 型轉角接合. 牆與牆—T 型轉角接合平面圖. 牆與牆—T 型轉角接合. 牆與基礎剖面圖. 牆與基礎. 資料來源：林俊榮(2005)碩論 26.

(35) 表 2-8 南部案例基本資料分析表案例基本資料案例編號. WH-09. 調查日期調查方式. 2005.05.26 案例分析. 建築位置. 高雄縣鳳山市. 建築物規模. 二層. 建築物用途. 獨棟住宅. 建築面積. 約 42 坪. 總樓地板面積. 約 77 坪. 建築外觀照片案例基本圖面. 一樓平面示意圖. 整體系統. 結構系統構法類型下部結構部位基本資料基礎部位基礎材料基礎型式基礎防潮措施上部結構部位基本資料地檻部位地檻樹種(來源) 地檻尺寸防腐處理(藥劑) 與基礎緊接方式地板部位托樑樹種托梁尺寸承重牆部位 LOG 樹種(來源) LOG 尺寸接合方式屋架部位椽條樹種椽條尺寸與承重牆接合方式. 正向立面示意圖. 璧式層疊式鋼筋混凝土連續基礎基礎抬高(不通風) 進口材(南方松) 2’’ X 6’’ 是(CCA) 錨栓接合南方松(進口材) 4’’ X 6’’ 美西側柏(進口材) 6’’ X 6’’ D-LOG 突端螺釘與榫接合 SPF(進口材) 2’’ X 8’’ 釘接合與五金配件資料來源：林俊榮(2005)碩論 27.

(36) 表 2-9 南部案例各構造要素面接合分析表 WH-09：璧式結構系統—原木層疊式構法屋底屋架與牆剖面圖屋架與牆與屋身. 屋身牆與樓板剖面圖間. 牆與樓板. 牆與牆—L 型轉角接合平面圖. 牆與牆—L 型轉角接合. 屋身地板與基礎剖面圖與基礎. 地板與基礎. 資料來源：林俊榮(2005)碩論 28.

(37) 2-5. 木構造建築物設計及施工技術相關文獻(技術面). 民國 94 年 12 月行政院農委會林務局委託中華木質構造建築協會出版了「樑柱工法木構造建築物(住宅)之施工技術手冊」。. (一)樑柱工法木構造建築物(住宅)之施工技術手冊 1.第一章第十三節：基礎工程之地板下方防濕地板下方防濕措施依據參考圖 2-6 進行。但基礎之結構為連續基腳時不在此限。混凝土施工時 (1) 地板下方地面全面設置厚度 60mm 以上之混凝土。 (2) 混凝土設置之前，在地板下方之填土，應充分夯實。薄膜施工時 (3) 地板下方地面全面舖設符合 JISA6930「住宅用塑膠系防濕薄膜」、CNS6729 「包裝用聚乙烯薄膜」，或 CNS10659「農業用聚乙烯薄膜」者，或具有與其同等以上效力之防濕薄膜，厚度 0.1mm 以上。 (4) 防濕薄膜之搭接寬度為 150mm 以上，防濕薄膜以乾燥之砂，砂礫或混凝土全面覆蓋壓實。單位：mm. 解說：. 圖 2-6 壓住地板下方防濕層之混凝土資料來源：樑柱工法木構造建築物(住宅)之施工技術手冊. 29.

(38) 2. 第二章第三節：木工工程之一般事項之防腐、防蟻措施住宅所使用之木材應選擇耐腐性、耐蟻性均佳者，可使建物保持較長之使用期，尤其是地檻材，以台灣環境條件考慮時，有可能受到腐朽菌與白蟻之為害，因此在樹種選擇時，須選擇耐腐性、耐白蟻性高的樹種。不管何種樹種，木材之耐腐性、耐蟻性均以心材或含心材部位較高，邊材均無耐腐性、耐蟻性。使用邊材時須進行防腐處理。各樹種心材之耐腐性、耐蟻性比較表如下：表 2-10 各樹種心材之耐腐性、耐蟻性比較表性能. 樹種. 耐腐性、耐蟻性大者耐腐性大、耐蟻性中者耐腐性大、耐蟻性小者耐腐性、耐蟻性中者耐腐性中、耐蟻性小者. 金松、羅漢柏、阿拉斯加扁柏日本扁柏、櫸木、羅森檜栗木、西部側柏柳杉、落葉松花旗松、俄國落葉松. 耐腐性、耐蟻性小者. 赤松、黑松、北美鐵杉資料來源：樑柱工法木構造建築物(住宅)之施工技術手冊. 3.第三章第九節：木造構造工程之雨庇懸臂雨庇：如圖 2-7 所示. 圖 2-7 雨庇資料來源：樑柱工法木構造建築物(住宅)之施工技術手冊. 30.

(39) (1)型板之安裝將柱之側面切取 15mm 深之切口後，將型板嵌入柱材上，以 5 支 CN65 鐵釘配合扁平鐵板釘著。另外，在間柱輔以夾板，再以 5 支 CN65 鐵釘配合扁平鐵板釘著。 (2)封簷底板之上端切削成雨庇斜度。縱向接合及安裝依下述任何之一進行。化粧時縱向接合處在型板中心為拼合接合(halving)，在角落下端為陽角接合(mitre) 以 3 片組成。型板及夾板以釘頭壓潰釘著。蔭藏部(塗抹灰泥等)的縱向接合在型板中心為平頭榫接。其固定方式係在型板墊上夾板再以鐵釘釘著。 (3)安裝挑口板時，在型板中心為平頭榫接，在型板墊上夾板以鐵釘釘著。 (4)屋面襯板在型板中心為平頭榫接，其固定方式係在板側墊上夾板，在型板釘著鐵釘。 (5)化粧天花板之縱向接合，應分散配置，在型板中心為拼合接合，固定方式係在板側凹入，再墊上型板釘著鐵釘。托架雨庇板：如圖 2-7 所示 (1)托架與柱之橫向接合依下述任何之一進行。柱為向下蛇首榫頭，從上端以楔栓緊，再釘著防止楔拔出之鐵釘。柱為短榫頭，向上端傾斜釘著鐵釘。 (2)突出桁架在托架為勾齒塔接，釘著隱蔽鐵釘。 (3)椽條掛鉤係將上端削成屋簷傾斜，將掾條雕刻再嵌入柱內以鐵釘釘著。 (4)挑口板是化粧屋面襯板之接合，在板中心凹下，在角落為大留。另外，在椽條以鐵釘釘著。 (5)雨庇板其為側面相互中心凹下，在椽條上釘著鐵釘。. 4.第四章第一節：屋面工程之屋面底層舖蓋 (1)底層舖蓋：使用瀝青油毛氈覆蓋屋面材料以防止結露水或濕氣。如圖 2-8 所示。 (2)瀝青油毛氈：以有機天然纖維為主原料之原紙，浸透、被覆上瀝青，使其表底面附著礦物質粉末，依其單位面積質量分類，有瀝青油毛氈 1500(相當於 1 卷 35kg)，瀝青油毛氈 940(相當於 1 卷 22kg)。 (3)合成高分子毛氈：以合成橡膠或合成樹脂為主原料之成型薄膜，或塗布在異種材料，或層積者。長度或寬度多與瀝青油毛氈相似。 (4)電動打釘器釘子：電動打釘器釘子為釘著屋面材料、外牆防水紙、金屬網等所使用之釘子，可以手動或用自動釘著機(長度為 16mm 以上)。. 31.

(40) 圖 2-8 基礎鋪蓋工法資料來源：樑柱工法木構造建築物(住宅)之施工技術手冊. 5.第五章第三節：隔熱工程之施工部位施工部位，如圖 2-9 所示。隔熱構造：隔熱工程之施工部位依次述 (1)住宅之屋面(屋架內或天花板內與外氣不相通時)，或在屋面之直下方的天花板 (屋架內或天花板內會與外氣相通時）。 (2)接觸外氣之牆壁。 (3) 透過接觸外氣之地板及地板下方換氣孔等會與外氣相通時之地板 ( 以下稱為「其他之地板」。) 解說. 圖 2-9 隔熱材施工之基本部位資料來源：樑柱工法木構造建築物(住宅)之施工技術手冊. 32.

(41) 6.第五章第五節：隔熱工程之隔熱材、防濕材之施工隔熱材、防濕材之施工前處理，如圖 2-10 所示。 (1)材料之施工前處理在清掃過之平坦表面上進行。 (2)施工前之處理時，注意不要損傷材料。 (3)捲成一捲之毛毡狀隔熱材切斷時，切斷成比嵌入木框內之淨距大 5～10 mm。 (4)板狀隔熱材需使用專用工具，配合其淨距切斷之。隔熱材之施工前處理 (1)填充隔熱材時，其與周圍之木框間及與室內側基材間，均一的嵌入使不會產生間隙。 (2)使用具有弧邊之防濕層的毛氈狀隔熱材時，向木框之室內側厚度，間隔以約 200 mm 以電動打釘器釘子固定之。 (3)當填充板狀隔熱材而產生間隙時，在現場以發泡隔熱材進行適當的修補。 (4)板狀隔熱材或毛氈狀隔熱材安裝在柱、間柱、椽木，簷衍條、屋面襯板等之外側時，將隔熱材之平頭榫部，與柱等基材部分相配合，以鐵釘固定避免產生間隙。防濕材料之施工如圖 2-11 所示 (1) 防止結露目的，防濕材必定在室內(外)側施工。 (2) 使用具有弧邊之防濕材的毛氈狀隔熱材時，將防濕材於室內(外)側施工。另外，防濕材的接縫以不產生間隙的平頭式施工。當間隙產生時，以 5.2.2 節之規定，如以 PVC 膠帶、鋁箔膠帶等之防濕膠帶修補之。 (3) 防濕材之施工，須注意避免被電器配線或設備配管所刺破。如被刺破時，以 PVC 膠帶、鋁箔膠帶等防濕膠帶修補之。. 解說. 圖 2-10 防濕材施工前處理(先清掃地板且不可踏在防濕材上). 33.

(42) 解說. 圖 2-11 防濕材之施工(使用尺寸較大之防濕材) 資料來源：樑柱工法木構造建築物(住宅)之施工技術手冊在章節 2-5 的最後，本研究將相關的木構造法規及技術做一個重點整理，我們會發現各個相關法規或技術在有關木構造的耐久性的處理方式(防菌類、防蟲蟻害、防潮及隔熱)所著墨的重點都不致相同。另外本研究還特別將「加拿大房屋構造」及大陸的「木構造設計手冊」加入比較的內容之中，如表 2-11 所示。. 34.

(43) 表 2-11 木構造耐久性之處理方式之相關文獻總表處理方式 1.防菌纇. 2.防蟲蟻. 3.防濕. 4.隔熱. 規範木構造建築物設 1.8.2：防腐工法 1.8.3：防蟻工法計及施工技術規範樑柱工法木構造建築物(住宅)之施工技術手冊. 1.第二章第三 1.第一章第十 1.第五章第三節：木工程之一三節：基礎工程節︰隔熱工程般事項之防之地板下方防之施工部位腐、防蟻措施濕 2.第三章第九節︰木造構造工程之雨庇 3.第四章第一節︰屋面工程之屋面底層鋪蓋. 加拿大結構房屋構造. 1.P253︰防腐 1.P111︰範水 1.P198︰保溫蝕及防白蟻板隔熱材料 2.P133︰牆體覆面薄膜(防水紙) 3.P211︰蒸汽阻隔層與氣密層. 木構造設計手冊 1.第十一章第 (大陸) 二節︰木構造耐久性設計原則. 1.第十一章第四節︰白蟻防治管理 2.第十一章第六節︰木材的防腐處理. 1.第十一章第五節︰木構造耐久性設計的節點構造. 資料來源︰本研究整理. 35.

(44) 第三章研究方法與評估模式 3-1. 研究架構與假設. (一)研究假設根據前面第二章的相關文獻，進而推論出本研究以下的架設﹔ 【假設一】台灣環境因子影響下，與其台灣木構造法規面之訂定呈正向關係。【假設二】台灣環境因子影響下，與其台灣木構造市場面之推廣呈正向關係。【假設三】台灣環境因子影響下，與其台灣木構造技術面之設計呈正向關係。【假設四】台灣木構造之技術面因素顯著影響台灣私人的低層木構造住宅之推廣。【假設五】台灣木構造之市場面因素顯著影響台灣私人的低層木構造住宅之推廣。【假設六】台灣木構造之規範面因素顯著影響台灣私人的低層木構造住宅之推廣。 (二)問卷研究架構 H1. H4 法規面. 台灣本土環境因子. H3. H2. 市場面. 技術面圖 3-1 問卷研究架構. 36. 低層木構造住宅推廣之影響. H5. H6.