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木構造防火設計施工參考手冊

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Academic year: 2021

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(1)木構造防火設計施工參考手冊 之研究. 內政部建築研究所研究報告 中華民國 100 年 12 月 (本報告內容及建議,純屬研究小組意見,不代表本機關意見).

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(3) 木構造防火設計施工參考手冊 之研究. 研究主持人:陳瑞鈴 協同主持人:陳啟仁 研. 究 員:蘇鴻奇、劉昕月. 研 究 助 理 :郭思彤、楊佳蓉. 內政部建築研究所研究報告 中華民國 100 年 12 月 (本報告內容及建議,純屬研究小組意見,不代表本機關意見).

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(5) 目次. 目次 表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅲ 圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅴ 摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅶ 第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第一節 研究緣起與背景‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第二節 研究方法及進度說明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7 第二章 國外防火設計資料及文獻分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9 第一節 北美的設計規範‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9 第二節 日本的設計規範‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧29 第三節 歐洲的設計規範‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧31 第四節 國內外法規討論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧37 第五節 發現與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧39 第三章 國內法規探討與專家座談‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧40 第一節 國內法規概述‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧41 第二節 實例蒐集‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧44 第三節 專家座談‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧49 第四章 手冊架構研擬與編輯原則‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧53 第一節 架構研擬‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧53 第二節 手冊編輯原則‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧53 第三節 圖例種類與表現‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧54. I.

(6) 第四節 版面編排‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧55 第五章 結論與建議事項‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧58 第一節 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧58 第二節 建議事項‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧58 參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧60 附錄一 評選會議記錄及回應表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧63 附錄二 期中簡報委員意見及回應表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧64 附錄三 手冊‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧65. II.

(7) 表次. 表次 表 1-1 各類木構造系統之構件列表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5 表 2-1 各類木質材料之火焰蔓延係數‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10 表 2-2 不同室內空間區位中之火焰蔓延係數規定‧‧‧‧‧11 表 2-3 不同木質材料對應之火焰蔓延係數範圍‧‧‧‧‧‧11 表 2-4 常用之各種部材之增加防火時效‧‧‧‧‧‧‧‧‧13 表 2-5 IBC 規定之房屋型態‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧18 表 2-6. 三種 Building type 中各構件之防火時效規定‧‧‧18. 表 2-7 Heavy Timber (大型木構造)最小構件尺寸之規定‧19 表 2-8. Union Building Code 系統細部列表‧‧‧‧‧‧‧23. 表 2-9 常見木種(花旗松、雲杉、橡木及各類松木等)的燃燒速率 28 表 2-10 標準升溫曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧38 表 2-11 各國規範中之升溫曲線函數比較‧‧‧‧‧‧‧‧‧38 表 3-1 各類建築應為防火構造之類別‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧42 表 3-2 防火構造建築各部位之防火時效‧‧‧‧‧‧‧‧‧43 表 3-3 參訪案例一覽表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧45 表 3-4. 97~99 年之木建築建造執照統計‧‧‧‧‧‧‧‧‧47 Ⅲ.

(8) 表 3-5. IV. 97~99 年之木建築使用執照統計‧‧‧‧‧‧‧‧‧47.

(9) 圖次. 圖次 圖 1-1 常見的框組壁式工法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2 圖 1-2 框組壁系統示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2 圖 1-3 柱梁式(Post and Beam)系統示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧3 圖 1-4 柱梁式(Post and Beam)房屋示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧4 圖 1-5 原木層疊系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4 圖 1-6 以原木層疊系統構成之公共建築私人住宅‧‧‧‧‧‧‧5 圖 2-1 具備1 小時防火時效之外牆承重牆構造‧‧‧‧‧‧‧11 圖 2-2 具備 1 小時防火時效之內牆承重牆構造‧‧‧‧‧‧‧12 圖 2-3. DCA4 舉例之不同樓板組成之 CAM 計算方式‧‧‧‧‧‧14. 圖 2-4 木材斷面燃燒示意‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧15 圖 2-5 柱梁接點隱藏避免受燃‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16 圖 2-6 不同柱梁接點暴露於受燃面‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17 圖 2-7. Platform Construction 內部承重隔間牆之防火阻擋設計‧21. 圖 2-8 Balloon Construction 內部承重隔間牆之防火阻擋設計‧‧21 圖 2-9 內部樓梯(無平台)上下兩端之防火阻擋(fire stopping) ‧21 圖 2-10 內部樓梯(具平台)上下兩端之防火阻擋‧‧‧‧‧‧‧21. V.

(10) 圖 2-11 管路旁之防火阻擋 (fire stopping) ‧‧‧‧‧‧‧22 圖 2-12 設置於天花之防火阻擋‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧22 圖 2-13. 磚木混造牆之防火阻擋‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 22. 圖 2-14 磚木混造牆之防火阻擋‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧22 圖 2-15. 細部位置對照圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24. 圖 2-16. 一小時防火時效之隔間牆斷面設計‧‧‧‧‧‧‧‧‧24. 圖 2-17. 一小時防火時效之屋頂天花設計‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧25. 圖 2-18. 一小時防火時效之隔間牆斷面設計‧‧‧‧‧‧‧‧‧25. 圖 2-19. 一小時防火時效之內牆與天花交接斷面設計‧‧‧‧‧26. 圖 2-20. 一小時防火時效之管路部位斷面設計‧‧‧‧‧‧‧‧27. 圖 2-21 日本柱梁構件設計原則(含壁及樓版天花) ‧‧‧‧‧29 圖 2-22. 日本常用牆體設計之原則(含西式及日式二類構法) ‧‧30. 圖 2-23. 日本常用之外牆設計範例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧30. 圖 2-24 可燃火之牆構造‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧31 圖 2-25 不可燃之牆構造‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧32 圖 2-26 可燃之樓版構造‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧32. VI.

(11) 圖 2-27 不可燃之樓版構造‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧33 圖 2-28. 常見屋頂構造‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧33. 圖 2-29 原木组立房屋系統‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧34 圖 2-30. 30 分鐘防火時效之可燃牆構造之規範‧‧‧‧‧‧‧‧35. 圖 2-31 1~2 層樓木構造建築各部位之防火時效示意圖‧‧‧‧36 圖 2-32. 三層樓木構造建築各部位之防火時效示意圖‧‧‧‧‧37. 圖 2-33. CNS12514、ISO834、BS476、與 ASTM E119、UL263 加熱時間升溫曲線比較圖‧‧39. 圖 3-1. 研究方法架構圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧41. 圖 3-2 第九章建築物之防火規定之內容架構‧‧‧‧‧‧‧‧44 圖 3-3 傳統的實木層疊 Log House‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧47 圖 3-4. 實木層疊 D-Log House‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48. 圖 3-5 木構與 RC 混造建築‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48 圖 3-6 框組壁式木構造 1‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48 圖 3-7 框組壁式木構造 2‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧49 圖 4-1 手冊內容架構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧53 圖 4-2 3D 模型解釋細部設計‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧54 圖 4-3 建築剖面索引解釋規定‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧54 VII.

(12) 圖 4-4 細部施工圖標‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧54 圖 4-5 目錄版面示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧55 圖 4-6 9-1 示範版面‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧56 圖 4-7 9-2 的示範版面‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧57. VIII.

(13) 摘要. 摘. 要. 關鍵詞:木構造建築物設計及施工技術規範、綠建築與綠建材制度、防火時效、 木構造設計材料、國家標準法規 一、研究緣起 內政部建築研究所自民國 90 年即積極辦理「木構造建築設計與施工技術規範」修 訂工作,研究成果並於 92 年 5 月由內政部營建署正式發布為國內主要之木構造建築是 計施工規範依據。在防火安全研究方面,亦分別於 86 年度辦理「木構造建築物防火性 能技術規範及試驗基準之研究」 ,92 年辦理「木構造防火基準之國際比較研究」 ,93 年 辦理「木構造耐火性能設計與驗證研究」 ,94 年辦理「木構造防火技術規範與集成材炭 化特性之研究」 ,95 年本所與營建署籌組「木構造建築設計與施工技術規範第 9 章建築 物之防火」研究小組,並將成果匯入「木構造建築設計與施工技術規範」之第九章內 容中。 為持續積極推動符合低碳設計與綠建築精神之木構造建築,本研究希望透過對已成 熟且契合台灣發展木構造建築之環境面及市場面之經驗及實務,研擬防火設計參考手 冊,補強「木構造建築物設計及施工技術規範」第九章之防火設計規定內容,並提供 木構造建築防火設計之專業與技術之參考。 二、研究方法及過程 本研究採用文獻蒐集分析、實務訪談與學理分析等三大面向為主要之研究方法。 文獻蒐集部分以各國之重要相關規範或工程技術資料為主,例如美國、加拿大、日本 與歐盟之建築技術規範中,有關木構造設計及建築防火規劃及設計部分,作比較分析 與探討,並就可供國內相關法規參考之內容做歸納性之研究。此外,與台灣交流密切 之美國工程木材協會(APA)與加拿大木業協會(CWC)所能提供之相關國外工程實例與設 計細部亦為本計畫之重點參考項目。實務訪談部分則將針對國內暨有之代表性木建築 案例,就其規劃設計實務與細部問題,與設計者、建築師、業主及使用管理者做深入 訪談,了解木構造建築在實務推動及施作時可能遭遇之困難與考量重點,提供後續手 冊之基礎資料。最後、透過學理分析及計有之研究成果,訂定設計參考手冊之主要架 構與內容。. IX.

(14) 摘要. 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 本研究架構與步驟如下圖所示. 研究方法. 結構與接點設計. 耐燃時效. 防火區劃. 材料與設備. 營造施工實務. 建築設計實務. 國內外案例. 國外法規. 比較 歸納 分析. 學理分析. 實務訪談. 文獻蒐集. 國內法規. 建築技術規則 木構造建築物設計施工技術規範 美國(IBC)(APA) 加拿大(IBCC)(CWC) 日本(JIS) 歐洲(EuroCode). 框組壁式(2x4) 樑柱式(Post-Beam) 實木層疊(Log Housing) 其他系統. 可行性評估. 手冊大綱與內容擬定. 三、重要發現 國內建築的發展近年來在永續發展的大方向指引之下,綠建築與綠建材等制度化 的評估及標章制度因應而生,其中建築材料本質的永續性及環保性扮演了關鍵之因 子,因此近年來高度符合以上特質之木構造建築型態,便漸漸被人們所重視,而在國 際間也有蓬勃發展的趨態。 雖然目前國內木構造建築發展之腳步遠不及歐美日等先進國家,但隨著法規的漸 趨成熟,加上市場日益孔需的趨勢之下,木構造在國內實有十足發展之潛力與空間。 內政部建築研究所自民國 90 年即積極辦理「木構造建築設計與施工技術規範」修訂 工作,研究成果並於 92 年 5 月由內政部營建署正式發布為國內主要之木構造建築設 計施工規範依據。在防火安全研究方面,亦分別於 86 年度辦理「木構造建築物防火 性能技術規範及試驗基準之研究」 ,92 年辦理「木構造防火基準之國際比較研究」 ,93 年辦理「木構造耐火性能設計與驗證研究」,94 年辦理「木構造防火技術規範與集成 材炭化特性之研究」,95 年本所與營建署籌組「木構造建築設計與施工技術規範第 9 章建築物之防火」研究小組,並將成果匯入「木構造建築設計與施工技術規範」之第 九章內容中。. X.

(15) 摘要 「木構造建築物設計及施工技術規範」第九章建築物之防火規定,其中業明定梁 柱構架及原木層疊系統有關具防火時效之樑、柱構材斷面設計方式,亦定有框組壁式 具防火時效之牆壁組合方式,但尚無列舉多樣認可之外牆、樓地板及屋頂等組合可供 直接引用參考。有鑑於木構造於歐美日等國家相關法規較為完備,亦有多種構造組合 方式與系統,經當地政府透過公正單位認定具有防火時效,為利國內使用者擬申請測 試時參考其組合方式,以減少因重複試驗造成成本之負擔,甚而導致消極採用木構造 設計為選項,除有必要彙整業經國外認可通過之木構造之外牆、樓地板及屋頂之材 料、規格及組合方式等資料,提供設計與營造實務者具體之參考資料外,並依我國國 家標準及相關法規進行相關資料之比對、轉換與解讀,以輔助現行法規之解讀,提升 法規之實用性,並排除採用木構造為設計方案時遭遇之障礙,以利永續推廣木構造建 築之運用。 1.. 由於住宅建築類型相似,且歷年來之研究發展方向相同,故美國與加拿大之木構 造建築防火設計相關規範趨於一致。. 2.. 日本與歐盟之規範皆較獨立於北美國家之規範,有切合本土建築型態發展之趨 勢,也有豐富的研究經驗與發展邏輯。. 3.. 各國木構造之防火基礎實驗方法,就升溫曲線之訂定而言,研究及驗證方法差距 不大。但各國皆由專業之產業協會配合市場發展與需求,逐步累積成果,實用性 很高,也有助於產業發展。. 四、主要建議事項 根據研究發現,本研究針對防火設計參考手冊之撰寫建議,提出下列具體建議。 以下分為立即的建議,及長期性建議加以列舉。 建議一 立即可行之建議-本研究建議未來應分階段性,針對住宅類型建築與公共類型建築持續討論現 行防火設計法規之適用性,必要時仍予增補修訂。 主辦機關:內政部營建署 協辦機關:內政部建築研究所 本研究建議未來應分階段性,主要分為兩大構造系統防火設計,其構造系統防火設計本案 建議需以主要構造系統防火設計為射計準則之第一要項,次要系統以主要系統建立完成後,接 下發展並可進行相關之研究。 一、主要構造系統防火設計: 1.梁柱構造系統之構材防火安全斷面 2.框組壁是構造系統防火設計 3.原木層疊系統設計.

(16) 4.特殊構造系統之防火設計 二、次要構造系統防火設計: 1.延燒阻擋構造設計 2.防火分堅強構造設計. XI. 3.樓地板及天花板構造設計 4.屋頂構造設計 5.接合部之防火設計 防火設計參考手冊之撰寫建議應包含: (1)通論(2)一般規定(3)系統設計(4) 細部設計(5)常見問題問答等面向。未來手冊之主要內容編寫則依現行「木構造建 築物設計及施工技術規範」第九章之主要架構研擬之,如下所示:. 建議二 中長期性建議-詳細規劃木建築設計規範系列之認證實驗,防火、耐震及抗風等課題。 主辦機關:內政部營建署.

(17) 協辦機關:內政部建築研究所 目前國內常用的北美工法而言,建議應規劃系列之認證實驗,就防火、耐震及抗 風等課題,進行系統性的研究專案,可以解決多年來援引國外規範之疑慮,更有助於 本土木構造基礎資料之建置。 為達到設計規範的目的,並非絕對要由行政機關或由行政機關所委託的私人為 之。私人自我檢查制度,也是可選擇的方式。這種制度將本應由政府檢查之業務,轉 XII 由受檢者自行尋請經主管機關認可之專業機構或人員檢查簽證,或由業者自設內部之 檢查受託人負責檢查,再將檢查結果向主管機關申報,完成原來行政檢查之目的 。 此種方式,政府主管機關主要的任務在於審查認可具資格的檢查者,至於應由誰負責 檢查業務,則由人民就具資格者中自由選擇。不僅減輕政府負擔,也同時具有委託民 間代檢的實益。應可加以推廣,取代目前行政檢查制度。 建議三 長期建議-建議應持續針對木構造建築設計與施工規範之各章節進行全面性之討論,重點 包括。 主辦機關:內政部建築研究所 協辦機關:內政部營建署 配合 CNS 國家規範之增修訂、解說之補充圖例之增修與相關技術性內容之檢視等,以 提升本規範之實用性,方能落實推廣木構造建築之發展。.

(18) 第一章緒論. 第一章 緒 第一節. 論. 研究緣起與背景. 壹、木構造系統概述 現有木質房屋結構種類依系統種類,可概分為: 1.. 框組壁構造系統 (Light Weight Frame System). 2.. 柱梁式構造系統 (Post and Beam System). 3.. 實木層疊構造系統 (Log Structure System). 4.. 其他經認證之特殊構造系統. 等幾類,分述如下: 框組壁構造系統為現今北美(含美國,加拿大)最主要之木質住宅系統,其優點在 於利用標準化之構件尺寸規格,如一般常用之 2x4,2x6 及 2x8(單位為英吋)斷面,配 合系統化之構造原則及表格化之結構計算,已發展出規模可觀之房屋工業,其建造工 法簡易,建材尺寸標準化,經濟效益高,配合健全之林產工業,有效的建立了永續性 極佳之房屋系統。但由於其建材尺寸較小,建築物壽期較短,不完全適用於中大型之 公共建築要求。 框組壁結構包含較小尺吋之間柱(stud),結合以結構板材(structural panels), 例如合板(plywood boards)及定向粒片板(Orientated Strain Board, OSB)等,組構 成房屋之框架(frame)系統,其系統之水平剛性則常由具備剪力牆功能之框組壁提供, 同時框組壁也有承重之功能。 【圖 1-1】與【圖 1-2】表示常見的框組壁式工法,balloon frame 的間柱(stud)在垂直方向呈現連續的貫通,而 platform frame 之每一樓層之間 柱則為獨立。. 1.

(19) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 圖 1-1 常見的框組壁式工法:(右) Balloon frame,(左)Platform frame (資料來源: 本研究彙整). 圖 1-2. 2. 框組壁系統示意圖(資料來源: 本研究彙整).

(20) 第一章緒論 柱梁式(Post and Beam)房屋系統為最古老之木結構型態之一,其利用水平構件(梁) 及垂直構件(柱)之結合,提供房屋框架之剛性,通常還需要斜撐(bracing)系統提供水 平方向之剛性,同時其建造彈性大,構材尺寸依結構需求而調整,較具彈性,適合中 大型之建築使用,但由於柱梁接點之設計及施工難度較高,建造彈性雖高,但於住宅 型房屋之建造成本亦較高,如下所示【圖 1-3】與【圖 1-4】。. 圖 1-3 柱梁式(Post and Beam)系統示意圖 (資料來源: 本研究彙整). 3.

(21) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 圖 1-4 柱梁式(Post and Beam)房屋示意圖 (資料來源: 本研究彙整) 原木層疊系統存在於及早其之木結構系統,亦即慣稱之原木屋或圓木屋(log house),在古老的亞洲及北歐或北美地區,都有建造此類系統之經驗及歷史,其特點 在於使用圓形或不同矩形斷面之實木,以垂直堆疊之方式框組成房屋量體,其結構原 理利用層疊之原木作為承重牆系統,無梁柱之構件,也不需牆板之剛性,此外,大斷 面之實木也提供良好的斷熱效果【圖 1-5】。此類構造其使用木材量高,現今常見於渡 假或運動休閒地區,早期在台灣也幾乎被歸類為典型之渡假屋型態,近年來則慢慢為 私人住宅或公共建築所接受,如下所示【圖 1-6】。. 圖 1-5 原木層疊系統 (資料來源: 本研究彙整). 4.

(22) 第一章緒論. 圖 1-6 以原木層疊系統構成之(左):公共建築,(右):私人住宅 (資料來源:本研究彙整) 由於現代木構造系統應用之層面非常廣泛,由於其符合現代建築中所訴求之綠色環 保、生態節能等面向,因此舉凡景觀工程,住宅建築與公共建築等,均有發展木構造 之可能性。而就防火設計方面,可以分為建築配置與建築構件兩大部分,其中建築配 置泛指建築之防火區劃、建築物之走廊、通道及出入口與建築物棟距間之安全之距離 等,而建築構件部分則涵蓋柱、梁、牆、地板、天花等各構件及室內裝修部分,如下 所示【表 1-1】。. 表 1-1 各類木構造系統之構件列表 主要結構構件. 框組壁式. 柱. 柱梁式系統. 實木層疊系統. ★. 梁(水平構件). ★. ★. ★. 間柱. ★. ☆. 內牆板. ★. ★. ★. 外牆板. ★. ★. ★. 填充材(隔音斷熱材). ★. ☆. 地板材. ★. ★. ★. 天花. ★. ★. ★. 室內裝修材料. ★. ★. ★. ★表示必要構件,☆表示選項構件. (資料來源: :本研究彙整). 5.

(23) 木構造防火設計施工參考手冊之研究 就國內外規範而言,在柱梁式系統與實木層疊系統中,通常皆規範其柱梁構件之 最小尺寸及相對尺寸之設計強度,因此在設計時,可經由計算其有效碳化率(Charring Rate),依防火時效訂定其設計斷面大小。在框組壁式系統時,則須同時規範其主構材 ─間柱(stud)之最小尺吋之外,同時考慮不同板材之材質、尺寸或耐燃時效,地板及 天花的設計準則皆遵循類似之設計邏輯,此外針對隔間牆或其他木質裝飾材部分,則 須考慮其火焰蔓延指數(Flame Spread Index Numbers),依相關規定訂定防火要求。 下節就各國之相關規範或設計準則作系統性之綜整,並蒐集相關之設計規定及設 計細節,俾能在後續對國內規範之內容下,提供設計細節之參考依據。. 6.

(24) 第一章緒論. 第二節 研究方法及進度說明 一、研究方法 本研究採用文獻蒐集分析、實務訪談與學理分析等三大面向為主要之研究方法。 文獻蒐集部分以各國之重要相關規範或工程技術資料為主,例如美國、加拿大、日本 與歐盟之建築技術規範中,有關木構造設計及建築防火規劃及設計部分,作比較分析 與探討,並就可供國內相關法規參考之內容做歸納性之研究。此外,與台灣交流密切 之美國工程木材協會(APA)與加拿大木業協會(CWC)所能提供之相關國外工程實例與設 計細部亦為本計畫之重點參考項目。 實務訪談部分則將針對國內暨有之代表性木建築案例,就其規劃設計實務與細部 問題,與設計者、建築師、業主及使用管理者做深入訪談,了解木構造建築在實務推 動及施作時可能遭遇之困難與考量重點,提供後續手冊之基礎資料。最後、透過學理 分析及計有之研究成果,訂定設計參考手冊之主要架構與內容。. 7.

(25) 木構造防火設計施工參考手冊之研究 二、進度說明 本研究至目前進度屬第 8 月計之,依下列擬定進度所示:灰色標示表已完成或進 行中工作內容,其黑色標示表後續將完成或進行工作內容,目前已完成大部分文獻 蒐集、實務訪談及案例分析,另外手冊編輯撰寫已擬定編輯架構。 月. 工作項目. 第 1 月. 第 2 月. 第 3 月. 第 4 月. 第 5 月. 第 6 月. 第 7 月. 第 8 月. 第 9 月. 第 10 月. 20﹪. 30﹪. 40﹪. 50﹪. 60﹪. 70﹪. 80﹪. 90﹪. 100﹪. 文獻蒐集 實務訪談 案例分析 期中報告書 期中審查 手冊編輯撰寫 手冊初稿 期末報告書 期末審查 成果報告 預 定 進 度 10﹪ ( 累 積 數 ). 8. 備 註.

(26) 第二章國外防火設計資料及文獻分析. 第二章 國外防火設計資料及文獻分析 第一節 北美的設計規範 壹、American Wood Council (AWC) 依據 American Wood Council 出版之文件 Design for Code Acceptance 中涵蓋: DCA1: Flame Spread Performance of Wood Products DCA2: Resistive Exposed Wood Members DCA3: Fire-Rated Wood-Frame Wall and Floor/Ceiling Assemblies DCA4: Component Additive Method for Calculation and Demonstrating Assembly Fire Endurance DCA5: Post Frame Buildings 等主要規範設計之內容,其中 DCA1 整理各類木質材料之火焰蔓延係數(Flame Spread Index,簡稱 FSI)如下【表 2-1】:. 9.

(27) 木構造 造防火設計施 施工參考手 手冊之研究. 表 2--1 各類木 木質材料之 之火焰蔓延 延係數. (資料來 來源: Ameerican Woood Council (AWC)) 其中依據試驗 其 驗結果歸納 納包含粒片板 板、中密度 度纖維板、硬木合板、 、軟木合板 板及定向 纖維板 板等各類板材 材之火焰蔓 蔓延係數,目 目的說明當 當使用各類板 板材做為室 室內裝修表 表面材料 時,其 其火焰蔓延係 係數須合乎 乎規範中之分 分類規定,如表 3 所示。由於大 所 大部分木質 質板材之 FSI 皆低 低於 200(參 參考表 2), ,意味著大 大多數的木質 質板材皆能 能擔任於室內 內房間與空 空間中之 裝修材 材料。如表 4 所示,其中 中經防火塗 塗料處理之木 木材有最低 低的 SFI,紅 紅木與側柏 柏也較其 他木質 質材料有較低 低的 SFI。. 10.

(28) 第二章國外防火設計資料及文獻分析. 表 2-2 不同室內空間區位中之火焰蔓延係數規定. (資料來源: American Wood Council (AWC)) 表 2-3 不同木質材料對應之火焰蔓延係數範圍 等級. 材料描述. I 或 A. 防火塗料處理之木材. II 或 B. 紅木(redwood) 與 側柏(cedar). III 或 C. 其餘木質構件. 參考值=100. 紅橡木(red oak). (資料來源: American Wood Council (AWC)) DCA3 依據不同的木構造組織,包含 IBC(International Building Code),UL(Underwrite Laboratories) Fire Resistance Directory,Gypsum Association’s Fire Resistance Design Manual 與 AWC(American Wood Council 等,所研究訂定之牆、樓板與天花之常見工法, 列舉九種不同之設計細節,其中部分也被國內「木構造設計與施工技術規範」中第九 章參考內容所收錄。如【圖 2-1】與【圖 2-8】所示。 APA Rated 外牆板 15mm(5/8 英吋)X 型石膏覆面板 岩棉或玻璃纖維填充 15mm(5/8 英吋)X 型石膏牆板 版 最小 38x89 mm(2x4 英吋)木柱, 間距 406mm 或 609mm(16 英吋或 24 英吋). 圖2-1 具備1小時防火時效之外牆承重牆構造 (資料來源: American Wood Council (AWC)). 11.

(29) 木構造防火設計施工參考手冊之研究 15mm(5/8 英吋)X 型石膏牆板 38x140 mm(2x6 英吋)木柱, 間距 406mm(16 英吋) 139mm(5-1/2 英吋)岩棉 24/16APA 外層覆面板 APA 外牆板. 圖 2-2 具備 1 小時防火時效之內牆承重牆構造 (資料來源: American Wood Council (AWC)) DCA4 提出 Component Additive Method (簡稱 CAM),利用分別計算組成系統之各 個構件之耐燃時效(Fire Endurance),再將各構件累加訂定其耐燃時效。其中對框組 壁工法(一般稱為 2X4 系統)而言,主要構材部份仍能以碳化率訂定其標準耐燃時效, 除此之外,其他構材則賦予一增加防火時效(Incremental Time),將構材及所有部材 之防火時效加總,即可得出框組構造(如牆及版等)之防火時效,常用之各種部材之增 加防火時效如【表 2-4】。. 12.

(30) 第二章國外防火設計資料及文獻分析. 表 2-4 常用之各種部材之增加防火時效 構材名稱. 耐燃時效 (分鐘). 3/8 英吋之花旗松合板. 5. 1/2 英吋之花旗松合板. 10. 5/8 英吋之花旗松合板. 15. 3/8 英吋之石膏牆版. 10. 1/2 英吋之石膏牆版. 15. 5/8 英吋之石膏牆版. 30. 1/2 英吋 X 型之石膏牆版. 25. 5/8 英吋 X 型之石膏牆版. 40. 雙層 3/8 英吋之石膏牆版. 25. 1/2+ 3/8 英吋之石膏牆版. 35. 雙層 1/2 英吋之石膏牆版. 40. (資料來源: American Wood Council (AWC)) 而框組壁系統中斷面為 2x4 英吋,間距為 16 英吋的間柱(stud)可擁有基本 20 分鐘 之耐燃時效,斷面為 2x4 英吋,間距為 16 英吋的托梁(joist)可擁有基本 10 分鐘之耐 燃時效,設計之計算舉例如下: 假設有一框組壁牆體,由斷面為 2x4 英吋,間距為 16 英吋的間柱,內牆為 0.5 英 吋的石膏版(gypsum wallboard),外牆為 0.5 英吋的纖維版(fiberboard),外加 5/8 吋的合板(plywood),牆身並填充 0.25 lb/ft2 的岩棉(rock wool)斷熱材料,其耐燃時 效計算如下:. 13.

(31) 木構造 造防火設計施 施工參考手 手冊之研究 內牆構材 材. 耐 耐燃時效. 2 2x4 英吋間 間柱. 2 分鐘 20. 外牆構材 材. 耐燃時 時效. 0.5 英吋 吋 5 分 分鐘 纖維版 5/8 吋 岩 岩棉斷熱材 材料. 1 分鐘 15. 15 分 分鐘 外牆合板 板. 0.5 英吋 石膏 膏版. 1 分鐘 15. 總耐燃時效 效. 5 分鐘 50. 總耐燃時效 效. 20 分 分鐘. 圖 2-3 DCA44 舉例之不 不同樓板 板組成之 CAM 計算方 方式 (資料來 來源: Ameerican Woood Council (AWC)) 14.

(32) 第二章國外防火設計資料及文獻分析 CAM 的計算方式乃由 NBC(National Research Center of Canada)利用 NBS(National Building Scienece) 的科學資料發展而成,之後為 ICBO(International Conference of Building Officials) 、 SBCCI(Southern Building Code Congress International) 與 BOCA(Canadian Building Code Angency)所認可。 DCA2 討論 Resistive Exposed Wood Members 的設計方式,此方法以燃燒試驗(Fire testing)與碳化率模擬(Char rate modeling)為依據,提供計算柱梁構件耐燃時效之計算公 式。下【圖 2-4】為木材斷面燃燒示意。. 圖 2-4 木材斷面燃燒示意 (資料來源: American Wood Council (AWC)) 影響梁柱斷面耐燃時效之主要因素包含:原始斷面、受燃面數(四面與三面受燃)、 載重係數與碳化速率。以下的公式說明了梁柱構件的計算公式。. 15.

(33) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 此外,DCA2 也提供了許多柱梁設計細部的示意圖,提供正確的柱梁設計觀念。圖 10 將柱梁接點以耐燃效果之石膏板包覆以達防火設計之效果。圖 11 則將負責連接柱梁 構件之五金扣件分別以隱藏式(以木構件包覆金屬扣件)與外露式(以防火塗料保護金 屬扣件)之設計方法。。. 圖 2-5 柱梁接點隱藏避免受燃 (資料來源: American Wood Council (AWC)) 16.

(34) 第二章國外防火設計資料及文獻分析. 圖 2-6 不同柱梁接點暴露於受燃面,(左)考慮外觀設計(右)不考慮外觀設計 (資料來源: American Wood Council (AWC)). 17.

(35) 木構造防火設計施工參考手冊之研究 二、The Engineered Wood Association (APA) The Engineered Wood Association (APA) 出版之 Fire Rated System 中指出木構造的 防火設計考量有二:Flame spread 與 Fire resistance ratings,根據 International Building Code (IBC)規定之房屋種類之 Type III、Type IV 與 Type V 分別為可能使用木結構之建 築型態,其中 Type IV 限制為大型木結構(Heavy Timber),如表 6 所示。. 表 2-5 IBC 規定之房屋型態. (資料來源: American Wood Council (AWC)) 下表說明以上三種 Building type 中各構件之防火時效規定(單位:小時)。. 表 2-6 三種 Building type 中各構件之防火時效規定 Type IV. Type III 房屋構件. A. B. HT. A. B. 結構構件(柱、梁、桁架). 1. 0. HT. 1. 0. 承重牆 (外牆). 2. 2. 2. 1. 0. 承重牆 (內牆). 1. 0. 1/HT. 1. 0. 地板構造(含梁與托梁). 1. 0. HT. 1. 0. 屋頂構造(含梁與托梁). 1. 0. HT. 1. 0. (資料來源: American Wood Council (AWC)). 18. Type V.

(36) 第二章國外防火設計資料及文獻分析 大型木結構(Heavy Timber)的防火設計觀念可參考美國之 UBC(Uniform Building Code) 或加拿大之 NBC(National Building Code)的建議,對柱梁系統而言,乃針對主要結構 構材之最小尺寸作出規範,如下【表 2-7】。. 表 2-7 Heavy Timber (大型木構造)最小構件尺寸之規定 構材名稱. 屋 頂 面 材. 最小尺寸(英 吋). 實木板. 3. 企口實木板. 2. 有企口之結構 合板. 1-3/32. 地板厚度(企口板). 3. 地板厚度(實木板). 4. 屋頂框架構件. 4 x 6. 地板之梁與隔柵. 6 x 10. 地板之桁架與弧梁. 8. 柱構件(承受地板重量). 8 x 8. 柱構件(承受屋頂與天花重 量). 6 x 8. 19.

(37) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. (資料來源: American Wood Council (AWC)). 20.

(38) 第二章國外防火設計資料及文獻分析 三、American Forest and Paper Association (AFPA) 由美國森林與紙業協會(American Forest and Paper Association)出版之「Details for Conventional Wood Frame Construction」中,提出許多有關平台式(Platform)工法之施工 細部作法,其中包含常見之防火設計。【圖 2-7】為【圖 2-8】為:. 圖 2-7(左) Platform Construction 內部承重隔間牆之 防火阻擋(Fire stopping)設計 圖 2-8 (右)Balloon Construction 內部承重隔間牆之 防火阻擋(Fire stopping)設計 (資料來源: American Forest and Paper Association (AFPA)). 圖 2-9(左) 內部樓梯(無平台)上下兩端之防火阻擋(fire stopping) 圖 2-10 (右) 內部樓梯(具平台)上下兩端之防火阻擋(fire stoppimg) 21.

(39) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. (資料來源: American Forest and Paper Association (AFPA)). 圖 2-11 管路旁之防火阻擋 (fire stopping) 圖 2-12 設置於天花之防火阻擋 (資料來源: American Forest and Paper Association (AFPA)). 圖 2-13 磚木混造牆之防火阻擋. 圖 2-14 磚木混造牆之防火阻擋. (資料來源: American Forest and Paper Association (AFPA)). 22.

(40) 第二章國外防火設計資料及文獻分析 四、 Union Building Code (UBC) 北美的 Union Building Code (現為 International Building Code, 簡稱 IBC) 亦有針對 相關防火構造設計說明。在 Code Guide , Rated Wood Construction - UBC/6/#2 文件中有 系統性之細節描述。表 9 為細部列表說明,圖 20 為細部位置對照圖。. 表 2-8Union Building Code 系統細部列表. (資料來源: Union Building Code (UBC)). 23.

(41) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 圖 2-15 細部位置對照圖 (資料來源: Union Building Code (UBC)). 圖 2-16 一小時防火時效之隔間牆斷面設計 (資料來源: Union Building Code (UBC)) 24.

(42) 第二章國外防火設計資料及文獻分析. 圖 2-17 一小時防火時效之屋頂天花設計 (資料來源: Union Building Code (UBC)). 圖 2-18 一小時防火時效之隔間牆斷面設計 (資料來源: Union Building Code (UBC))). 25.

(43) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 圖 2-19 一小時防火時效之內牆與天花交接斷面設計 (資料來源: Union Building Code (UBC))). 26.

(44) 第二章國外防火設計資料及文獻分析. 圖 2-20 一小時防火時效之管路部位斷面設計 (資料來源: Union Building Code (UBC)). 27.

(45) 木構造防火設計施工參考手冊之研究 五、木層疊系統與 Fire Performance of Log Walls 由於實木層疊系統之構成乃以實木斷面之凹槽方式搭接,形成相互咬合牽制之承重 牆系統,在防火設計的概念上可以視為等同於柱梁構造方式,僅考慮主結構材之有效 燃燒殘餘斷面。根據 Log Homes Council, Building System’s Council, National Association of Home Builders 出版的 Fire Performance of Log Walls 中規定,常見木種(花旗松、雲杉、 橡木及各類松木等)的燃燒速率,如下 10 所示:. 表 2-9 常見木種(花旗松、雲杉、橡木及各類松木等)的燃燒速率. (資料來源: Union Building Code (UBC)). 28.

(46) 第二章國外防火設計資料及文獻分析. 第二節 日本的設計規範 目前採用參考的日本木構造防火設計規範包括:「木造住宅工事式樣書」(平成 17 年改版)中的「高性能準耐火構造の住宅の仕様」,與「枠組壁工法住宅工事仕樣書」(平 成 17 年改版)中的「省令準耐火構造の住宅の仕様」與「準耐火構造の住宅の仕様」。 日本之設計規範針對柱梁構件之規定分為 :最小尺寸小於 12 cm 及大於 12 cm 兩類, 其中當柱梁構件愈小時,其防火被覆之合理要求則愈高,在梁構件方面亦因天花設計 之不同有不同之防火設計規定,參見【圖 2-21】:. 圖 2-21 日本柱梁構件設計原則(含壁及樓版天花) 針對和式及西式之壁體構造,,其內牆防火構造規定則如下【圖 2-22】 ,一般而言, 西式常用角材解決版材與柱的聯結問題,角材之最小尺寸規定為 36mm X 40mm,其構 造方式較容易有效組絕柱構件之受燃機會,防火被覆之施作亦較為單純﹔但於和式構 造中,由於傳統工法常將壁材嵌入柱構件,柱構材反較常暴露於牆面線外,施作防火 被覆不易,柱材亦難以完全避燃,須有較周詳之設計手法。下圖說明了西式及傳統和 式牆壁構造之異同。. 29.

(47) 木構造 造防火設計施 施工參考手 手冊之研究. 圖 2-222 日本常用 用牆體設計 計之原則 則(含西式及 及日式二類 類構法) 針對 對外牆防火 火構造,常見 見之構造方 方式有三大類 類:(1)外牆 牆版以實木板 板材為主,版外再 以鐵網 網補強,再覆 覆蓋以水泥 泥砂漿,砂漿 漿之最小厚 厚度規定為 2 cm,(2) 外牆版以 以木質纖 維板為 為主,再覆蓋 蓋以水泥砂 砂漿,砂漿之 之最小厚度 度規定為 1.50 cm,(3 3) 外牆版 版以木質 纖維板 板及水泥砂漿 漿,最外層 層再覆予耐候 候磚或類似 似材料,砂漿 漿及耐候磚 磚材之最小厚 厚度規 定最小 小應為 2.50 cm。如下【圖 2-23】 】. (1). ( (2). 圖 2-23 2 日本 本常用之外 外牆設計範 範例. 3 30. (3).

(48) 第二章國 國外防火設計 計資料及文 文獻分析. 第三節 歐洲的設 設計規範 參考 考 SIA 84 之木結構防 之 防火設計規範 範,分別對 對可燃之牆構 構造,非可 可燃之牆構造 造,可 燃之樓 樓版構造,非 非可燃之樓 樓版構造及屋 屋頂構造之 之最小尺寸規 規定,描述 述如下: (1)) 可燃之牆 牆構造可分 分為下列八類 類:(1)獨立 立柱之 b≧100mm,(2)柱 柱與板聯結 結之 b≧ 100mm,(3) 柱與 與板聯結之 b≧100mm, b b1≧80mm,d1≧15mmm,(4) 柱與 與承重板及 及隔絕填 充材之 之 b≧100mm,b2≧60mmm,d2≧10mmm,(5)柱與 與雙面承重 重板之 b≧1000mm,b3≧60mm, d3≧100mm,(6)(7)實木密釘之 之承重牆 b≧70mm,( b 8)預鑄之箱 箱型牆 b≧550mm,d3≧15mm。. 圖 2-24. 可燃火之 之牆構造 造. ( (資料來源 源 : SIA 84 之木結 結構防火設 設計規範) (2)) 非可燃之 之牆構造最 最小尺寸規定 定如下 : (1) ( 柱與不 不可燃,且可 可承重之板 板材聯結 b≧1000mm,(2) 柱與不可燃 柱 ,且可承重之 之雙面板材 材及隔絕填充 充材之 b≧100mm b1≧ ≧60mm, (3) 柱與承重不可 柱 可燃板材及 及外隔絕填充 充材之 b≧100mm,(4) 柱與分隔 隔之承重不 不可燃板 材及隔 隔絕填充材之 之 b≧100mmm。. 3 31.

(49) 木構造 造防火設計施 施工參考手 手冊之研究. 圖 2-25. 不可燃之 之牆構造 造. ( (資料來源 源 : SIA 84 之木結 結構防火設 設計規範) (3)) 可燃之樓 樓版構造最 最小尺寸規定 定如下: (1 1)獨立梁之 之 b,h≧100mm,(2)托 托梁與板 聯結之 之 b,h≧100mmm,d1≧20mm ,(3) 托梁與板聯 托 聯結之 b1≧880mm,h≧100mm,d1≧20mm, 托梁間 間距≦200mmm (4) 托梁與 與雙面板聯 聯結之 b2≧ ≧60mm,h≧ ≧100mm,d22≧20mm,( (5)~(7) 實木或 或箱型梁或版 版應滿足應 應有之彎矩強 強度,版之 之厚度 d3≧20mm。. 圖 2-26. 可燃之樓 樓版構造 造. ( (資料來源 源 : SIA 84 之木結 結構防火設 設計規範). 3 32.

(50) 第二章國 國外防火設計 計資料及文 文獻分析 (4)) 不可燃之 之樓版構造最 最小尺寸規 規定可分為: : (1)~(3)托 托梁或梁之 之 b,h≧100m mm,(4) 托梁與 與雙面不可燃 燃板材,不 不可燃隔絕材 材之 b1≧60mm,h≧100mm,d2≧ ≧20mm. 圖 2-27. 不可燃之 之樓版構造 造. ( (資料來源 源 : SIA 84 之木結 結構防火設 設計規範) (5)) 屋頂構造 造之最小尺 尺寸規定則分 分為: (1)無 無隔絕材料 料之托梁及承 承重之椽條 條 b,h≧ 100mm,(2)有隔絕 絕材料與托 托梁及承重椽 椽條,可燃天 天花面材之 之 b,h≧1000mm,(3)有 有隔絕材. 料與托 托梁及承重椽 椽條,可燃 燃天花面材之 之 b1≧60mm, h≧100mm。. 圖 2-288. 常見屋 屋頂構造. ( (資料來源 源 : SIA 84 之木結 結構防火設 設計規範). 3 33.

(51) 木構造防 防火設計施工 工參考手冊 冊之研究 此外,針對 對特殊構造 造(如原木组 组立房屋系統 統)之最小尺 尺寸規定,如下圖所 示,(1)無 無外覆材料 料,無阻絕材 材料之 d≧8 80 mm,(2)) 有外覆材 材料及阻絕 材料之 d11≧65 mm,d2≧15 mmm。. 圖 2-29. 原木组立 立房屋系統 統. ( (資料來源 源 : SIA 84 之木結 結構防火設 設計規範) 除上述各 各種常用系統 統之最小尺 尺寸規定之外 外,各系統還 還可依據實 實際要求之 防火時效 效,變換其相 相對應之各 各部材料,如 如圖 34 及圖 圖 35 所示,具 30 分 鐘之可燃 燃及不可燃牆 牆構造系統 統,在設計上 上有不同之 之對應方案::鐘之可燃 及不可燃 燃牆構造系統 統,在設計 計上有不同之 之對應方案 案:. 方 案. 柱構 構件. b b1/d1 ( (mm). 34. 面 面材. N/m m2. MD F≧ 580 kb/ m3. 石 膏 版 材 d.

(52) 第二章 章國外防火設 設計資料及 及文獻分析 d2 1. 5 50/80. 2.5. 25. 2. 1000/100. 1.25. 16. 100/1 00. 3. 方 案. 2. 5. 12.5. 柱構件. 面材 石膏 版. b1/d1. . (mm). N//mm2. 1. 50/80. 2 2.5. 2. 50/80. 2 2.5. 圖 2-30. 2. d2 (mm). 18. 加強 強 石膏 膏 版. 水泥 面粒 片板. (mmm). (mm). 15. 18. 加強 石膏 版 d3 (mm). 100. 10. 300 分鐘防火 火時效之不 不可燃牆 牆構造之規 規範. ( (資料來源 源 : SIA 84 之木結 結構防火設 設計規範). 35.

(53) 木構造防 防火設計施工 工參考手冊 冊之研究. 圖 2-31 2 1~2 層樓木構造 層 造建築各部 部位之防火 火時效示意 意圖 (資料來源 源 : SIA 84 之木結 結構防火設 設計規範). 圖 2-32 三層 層樓木構造 造建築各部 部位之防火 火時效示意 意圖 (資料來源 源 : SIA 84 之木結 結構防火設 設計規範). 36.

(54) 第二章國外防火設計資料及文獻分析. 第四節 國內外法規討論 國際間通用之標準 ISO、美國 ASTM、英國 BS]規範及日本 JIS 等均 訂定標準升溫曲線,以作為研究結果參考比較的依據。各國規範所訂定 的標準升溫曲線差異不大,且 BS476 所訂定之標準升溫曲線與 ISO 之 標準升溫曲線相同,而國內規範 CNS 12514 亦參照其訂定國內之標準升 溫曲線。. 表 2-10 標準升溫曲線 國家 台灣. 規範名稱 CNS 12514 建築物構造部分耐火試驗法 (T=345log(8t+1)+20). 歐盟. ISO 834 Fire-resistance tests - Elements of building. 國家. construction. 美國 英國 日本. ASTM E119 Standard Test Methods for Fire Tests of Building Construction and Materials BS 476 Fire Test of Building Materials and Structures JIS A 1304 Method of fire resistance test for structural parts of buildings. (資料來源:本研究彙整) 表 2-11 各國規範中之升溫曲線函數比較. (資料來源:本研究彙整) 37.

(55) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. CNS12514 加熱時間升溫曲線與 ISO834、BS476 相同,相較於 ASTM E119、UL263 規範而言,CNS12514 僅約於加熱昇溫 10 至 30 分鐘時低 於 ASTM E119 與 UL263,其餘時間高則較高(如下)。當進行 30 分鐘 防火時效實驗時,則 ASTM E119 與 UL263 升溫曲線條件較嚴格;而進 行 1 小時防火時效以上之實驗時,則 CNS12514 升溫曲線條件較嚴格。 本章參考北美法規大多以 ASTM E119 與 UL263 升溫曲線實驗得之, 未來國內法規如考量接受互相認證方式推動木構造建築,須進一步思考 在 30 分鐘及一小時防火時效實驗時,前者升溫曲線與 CNS12514 的差別 及需要校正或調整之細節。. 圖 2-33 CNS12514、ISO834、BS476、與 ASTM E119、UL263 加熱時間升溫曲線比較圖 (資料來源:本研究彙整). 38.

(56) 第二章國外防火設計資料及文獻分析. 第五節. 發現與建議. 一、研究發現 1.. 由於住宅建築類型相似,且歷年來之研究發展方向相同,故美國與加拿大之 木構造建築防火設計相關規範趨於一致。. 2.. 日本與歐盟之規範皆較獨立於北美國家之規範,有切合本土建築型態發展之 趨勢,也有豐富的研究經驗與發展邏輯。. 3.. 各國木構造之防火基礎實驗方法,就升溫曲線之訂定而言,研究及驗證方法 差距不大。但各國皆由專業之產業協會配合市場發展與需求,逐步累積成果, 實用性很高,也有助於產業發展。. 二、研究建議 1.. 本研究建議未來應分階段性,針對住宅類型建築與公共類型建築持續討論現 行防火設計法規之適用性,必要時仍予增補修訂。. 2.. 雖然目前國內木構造建築比例不高,但基於未來休閒產業與居住品質要求之 提升,本研究初步建議木構造防火設計手冊宜朝多樣化及實用化發展,以契 合並鼓勵木構產業。. 3.. 就檢討目前國內常用的北美工法而言,建議應規劃系列之認證實驗,就防火、 耐震及抗風等課題,進行系統性的研究專案,可以解決多年來援引國外規範 之疑慮,更有助於本土木構造基礎資料之建置。. 39.

(57) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 第三章 國內法規與專家座談 本章說明防火手冊之建構邏輯與方法,透過文獻法規之整理,國內實際案例之訪查 與現行木構造建築發展現況,配合規範第九章之現行內容,研擬適合之規範傑說及設 計圖例。分述以下各節。 壹、防火設計手冊之研究方法 圖 3-1 說明本研究採用之方法,透過文獻蒐集、實務訪談結合學理分析,進行比較、 歸納與分析。 研究方法. 學理分析. 實務訪談. 文獻蒐集. 結構與接點設計. 框組壁式(2x4) 樑柱式(Post-Beam) 實木層疊(Log Housing) 其他系統. 可行性評估. 手冊大綱與內容擬定. 圖 3-1 研究方法架構圖 (資料來源:本研究彙整). 40. 耐燃時效. 防火區劃. 材料與設備. 營造施工實務. 比較 歸納 分析. 建築設計實務. 國內外案例. 國外法規. 國內法規. 建築技術規則 木構造建築物設計施工技術規範 美國(IBC)(APA) 加拿大(IBCC)(CWC) 日本(JIS) 歐洲(EuroCode).

(58) 第三章國內法規與手冊架構說明. 第一節 國內法規概述 本章節試圖討論現行國內法規,從建築、消防與室內裝修角度,如何引導木構造建 築之發展,與木構造建築防火設計直接或可能相關之法規包括: z. 「建築法」. z. 「建築技術規則建築設計施工篇(第三章 建築物之防火)」. z. 「木構造建築設計與施工技術規範(第九章 建築物之防火規定)」. z. 「建築物室內裝修管理辦法」. z. 「實施都市計畫以外地區建築物管理辦法」. 「建築法」77 條之二規定有關建築物室內裝修應遵守的規定: 【1、供公眾使用建築物之室內裝修應申請審查許可,非供公眾使用之建築物,經內政部認 有必要時亦同。 2、裝修材料應合於建築技術規則之規定 3、不得妨害或破壞防火避難設施、消防設備、防火區隔及主要構造 「建築技術規則建築設計施工篇(第三章 建築物之防火)」中第 69 條載明:「...左表之建 築物應為防火構造。但工廠建築,除依左表C類規定外,作業廠房樓地板面積,合計超過五十 平方公尺者,其主要構造,均應以不燃材料建造。」與第 70 條載明: 「... 防火構造之建築物, 其主要構造之柱、樑、承重牆壁、樓地板及屋頂應具有左表規定之防火時效」如下表 3-1 所示。】. 其中有關防火時效規定:依建築技術規則建築設計施工篇 69 條之規定,建築物在 兩層樓面積超過 300 平方公尺,或三層以上之樓層應為防火建築物或防火結構,而 70 條規定,相關防火結構之建築物其外牆或分間牆、樑、柱、樓地板應具一小時之防火 時效,屋頂天花則應具半小時之防火時效。如下表 3-1 所示。. 表 3-1 各類建築應為防火構造之類別 建築物使用類組 類別 A 類 B 類 C 類 D. 公共 集會 類 商業 類. 組別. 樓層. 全部. 全部. 全部 三層以上 之樓層 層以上 C-1 三 之樓層 工 業、倉 工廠:三層 儲類 C-2 以上之樓 層 休 全部 三層以上. 應為防火構造者 總樓地板面 樓層及樓地板面積之和 積 - 三○○○平 方公尺以上 -. - 二層部分之面積在五○○平 方公尺以上。 一五○平方公尺以上。. 一五○○平 三層以上部分之面積在三○ 方公尺以上 (工廠除外) ○平方公尺以上。 二○○○平 - 41.

(59) 木構造防火設計施工參考手冊之研究 類 E 類 F 類 G 類 H 類 I 類. 閒、文 教類 宗 教、殯 葬類 衛 生、福 生、更 生類 辦 公、服 務類 住宿 類 危險 物品 類. 之樓層. 方公尺以上. 全部 全部 三層以上 之樓層. -. 二層面積在三○○平方公尺 以上。醫院限於有病房者。. 全部 三層以上 之樓層. 二○○○平 方公尺以上. 全部 三層以上 之樓層. -. 二層面積在三○○平方公尺 以上。. 全部 依危險品種類及儲藏量,另行由內政部以命令規定之。. (資料來源: 建築技術規則) 表 3-2 防火構造建築各部位之防火時效 自頂層 層 數 主. 起算不. 要 構 造. 超過四. 部分. 層之各 樓層. 承重牆. 自頂層起算 超過第四層 至第十四層 之各樓層. 自頂層 起算第 十五層 以上之 各樓層. 一小時. 一小時. 二小時. 樑. 一小時. 二小時. 三小時. 柱. 一小時. 二小時. 三小時. 樓地板. 一小時. 二小時. 二小時. 壁. 屋頂. 半小時. (資料來源: 建築技術規則) 「建築物室內裝修管理辦法」中第 33 條: 【「...申請室內裝修之建築物,其申請範圍用途為住宅或申請樓層之樓地板面積符合下列 規定之一,且在裝修範圍內以一小時以上防火時效之防火牆、防火門窗區劃分隔,其 未變更防火避難設施、消防安全設備、防火區劃及主要構造者,得檢附經依法登記開 業之建築師或室內裝修業專業設計技術人員簽章負責之室內裝修圖說向當地主管建築 機關或審查機構申報施工,經主管建築機關核給期限後,准予進行施工。...,經審核 其申請文件齊全後,發給室內裝修合格證明: 42.

(60) 第三章國內法規與手冊架構說明 一、 十層以下樓層及地下室各層,室內裝修之樓地板面積在三百平方公尺以下者。 二、十一層以上樓層,室內裝修之樓地板面積在一百平方公尺以下者。 前項裝修範圍貫通二層以上者,應累加合計,且合計值不得超過任一樓層之最小允許值。」 】. 「各類場所消防安全設備設置標準」亦針對所有不同類型建築,配合其使用別與面積 規模規範其相關消防設備之設置要求及標準。 「實施都市計畫以外地區建築物管理辦法」中第四條規定: 【「申請興建自用農舍之起造人,應具有自耕農身分,其建築總樓地板面積不得超過四百九十 五平方公尺,其建築面積不得超過耕地面積百分之五,建築物高度不得超過三層樓並不得超過 一0.五公尺。但最大基層建築面積不得超過三百三十平方公尺。前項自用農舍,得免由建築 師設計,監造或營造業承造。起造人逕向縣(市)主管建築機關申請建造執照時,應檢附…。但 原有農舍之修建、改建或增建面積在四十五平方公尺以下之平房,得免申請建造執照。選用主 管建築機關製訂之標準建築圖樣得免附建築物平面及立面圖。」】本規定說明於非都市計畫. 區之建築面積依規定在 330 平方公尺之內免有建築師設計監造或營造,有利於木構造 建築的興建可能性。 「木構造建築設計與施工技術規範(第九章 建築物之防火規定)」則針對木構造建築防 火設計之一般規定、主要構造與次要構造之防火設計作規定。圖 3-2 為內容架構。 木構造建築物之防火. 防火構造 一般規定 非防火構造. 主要構造之耐火性能 建築物之防火區劃 建築物之內部裝修材料 建築物之走廊、通道及出入口 建築物棟距間之安全之距離. 主要構造系統防火設計. 梁柱構架系統之構材防火安全斷面 框組壁式構造系統防火設計 原木層疊系統 特殊構造系統之防火設計規定. 次要構造系統防火設計. 延燒阻擋構造之規定 防火分間牆構造之規定 樓地板及天花板構造之規定 屋頂構造之規定 接合部之防火設計規定. 圖 3-2 第九章建築物之防火規定之內容架構 (資料來源: 木構造建築設計與施工技術規範). 43.

(61) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 第二節 實例蒐集 本計畫實例蒐集之目的在於了解目前台灣常採用之木構造建築系統,並就設計者、 建造者與使用者等角度,探討木構造建築今後發展之願景與障礙所在。此外也提供進 一步思考與第九章防火設計之關係。表 3-3 為目前參訪之案例與內容概要。 參訪案例中之住宅建築大部分爰引「實施都市計畫以外地區建築物管理辦法」或以 農舍方式興建,既擁有較大之建築面積亦大多避開防火建築物之要求門檻,雖已有相 當之規模經驗,但對較大跨距或規模較大之木構造建築而言,上未能有效提供經驗與 突破,應該是未來推廣現代木構造建築的挑戰與課題。 表 3-4 為內政部營建署統計個年份之領有建築物建造執照之木構造建築之數量、總 樓地板面積與工程總造價等資料。表 3-5 為內政部營建署統計個年份之領有建築使用 執照之木構造建築之數量、總樓地板面積與工程總造價等資料。. 表 3-3 參訪案例一覽表 參訪日期. 參訪案例. 說明. 房屋系統. 室內設計 1. 2011-02-01(二). 台北深坑謝宅. 住宅案 實木裝修方式. 2. 2011-02-14(一). 3. 2011-02-18(五). 4. 2011-03-02(三). 木材廠. 建研所 +. 合作單位. 防火手冊之方. AIT-APA. 協同單位. 向與相關支援. 嘉義竹崎 (林. 住宅案. 宅) 麻豆總爺糖廠. 宅). 住宅案. 車埕木業博物. 重建案例. 2011-03-04(五). 構造. 住宅工法. 一条工務店. 44. 大跨距集成材. 住宅案. 2011-03-18(五) 2011-03-26(六). 美式制式工法. 日式軸組式. 苗栗後龍. 7. 美式制式工法. 重建. 館 6. 木、板材等. 日式宿舍. 南投中寮 (陳 5. MCQ 防腐實. 岡山協芳木業. 里港嚴宅. 住宅案. Log system.

(62) 第三章國內法規與手冊架構說明 南投內湖國小 8. 2011-04-01(五) 南投鳳凰茶園. 921 木造小 學. 框組式工法. 休閒設施. 嘉義觸口樹木 銀行 9. 2011-04-07(四). 柱梁構造+ 相關案例. 經濟部嘉創中. 2x6 工法. 心 10. 11. 2011-04-29(五). 2011-05-16(一). 南投德豐木業. 木業公司. 麻豆-荷蘭村. 景觀設計. (酪農產銷中 心). 與公共設 施. 本土集成材製 造 大跨距集成材 構造. 証新原木屋 12. 2011-06-03(五). (苗栗樂活山. 私人住宅. 北美框組式工. 案. 法. 莊). (資料來源 :本研究彙整) 表 3-4 為內政部營建署統計個年份之領有建築物建造執照之木構造建築之數量、總 樓地板面積與工程總造價等資料。表 3-5 為內政部營建署統計個年份之領有建築使用 執照之木構造建築之數量、總樓地板面積與工程總造價等資料。由 97~99 年的初步統 計資料可得知,木建築數量及總樓地板面積略有增長,唯其幅度不大,且與市場之實 際建築數量應有相當之誤差。 【圖 3-3~3-7】為參訪之案例,以不同的構造型態呈現,案例幾乎全部為住宅型態, 本研究除以影像記錄其建築外觀與細部設計外,更透過實地訪談設計師、營造商或屋 主(使用者),了解其對木構造建築之認知程度與優缺點之評價,有助於未來之實務推 廣。. 45.

(63) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 表 3-4 97~99 年之木建築建造執照統計 棟 數 總樓地板面積 工程造價 件 數 Buildin Total Floor Construction Case g Area Expenditure (千元) 99 年 98 年 97 年. 78 67 73. 169 130 123. 56668 31873 28145. 153,655,000 104,495,000 99,840,000. (資料來源 : 內政部營建署) 表 3-5 97~99 年之木建築使用執照統計. 99 年 98 年 97 年. 棟 數 總樓地板面積 工程造價 件 數 Construction Buildin Total Floor Case g Area Expenditure (千元) 61 152 46854 112,690,000 80 162 34417 114,010,000 55 105 21593 70,542,000. (資料來源 : 內政部營建署). 圖 3-3 傳統的實木層疊 Log House(資料來源 :本研究彙整). 46.

(64) 第三章國內法規與手冊架構說明. 圖 3-4 實木層疊 D-Log House(資料來源 :本研究彙整). 圖 3-5. 木構與 RC 混造建築(資料來源 :本研究彙整). 圖 3-6 框組壁式木構造 1(資料來源 :本研究彙整). 47.

(65) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 圖 3-7. 48. 框組壁式木構造 2(資料來源 :本研究彙整).

(66) 第三章國內法規與手冊架構說明. 第三節 專家座談會 本研究預計邀請國內相關專家學者就以下議題,以座談會方式提供 本案相關內容與未來手冊編寫方向與內容。預計討論內容如下: 議題一:現行木構造法規條文對於實務操作之助益及障礙。 議題二:國外防火法規及材料工法可否提供國內法規條文參考並擴 大採用。 議題三:國外相關經驗認可之工法系統如何與國內驗証及認証制度 接軌。 本專家座談會擬邀請之專家名單如下: -. 王松永教授(台灣大學森林系,專長為木材物理與林產技術). -. 林慶元教授(台灣科技大學建築系,專長為建築防火科學與法規). -. 曾俊達教授(成功大學建築系,專長為建築營造施工,建築防火測試). -. 洪育成建築師(考工記設計公司負責人,專長為木構造建築設計). -. 曾俊達教授(成功大學建築系,專長為建築營造施工,建築防火測試). 表 3-6 第一次學者專家諮詢會議記錄: 整理如下 時間:2011-09-15 (週四). 下午 2:30. 單位地點:內政部建築研究所–15F 第四會議室 臺北縣新店市北新 3 段 200 號 會議名稱:100 年度協同研究計畫「木構造防火設計施工參考手冊之研究」 主持人:陳組長建忠、陳教授啟仁 與會人員:(一)學者專家:王松永教授、林慶元教授、曾俊達副教授、洪育 成建築師、詹益盛先生 (二)建研所:王鵬智研究員、雷明遠研究員、蘇鴻奇副研究員 座談討論議題: z 現行木構造法規條文對於實務操作(設計、施工及管理)之助益及障礙 z 對於本手冊之編輯方式內容之建議 1. 手冊之針對性及效益 2. 手冊之編輯及排版方式 3. 手冊之附錄及補充內容 z 國外已經驗證或認可之工法及系統如何與國內木構造建築法規及相關產 業發展接軌 49.

(67) 木構造防火設計施工參考手冊之研究 書面紀錄: 曾俊達教授審查意見: 一、建議本項"木構造防火設計施工參考手冊"除遵守建築技術規則對建築 物防火通則性之要求外,宜針對不同木構造之類型具體研提施工參考手 冊,以應實際之需求。 二、不同類型知木構造建築有其各自的構法,及防火材料應用之觀念。如何進 行驗證,宜具體提出參考,以確保木構造防火性能得以確保。 王松永老師審查意見: 一、為使設計者能立刻使用,建議可以歐美、日本之防火時效 1 小時之牆體、 樓板之組合方式與組件構成之案例,直接放入防火法規之解說內容,可直 接被採用,較有效益。 二、木構造有法規限制岩高 14 公尺,樓層 4 層,因此超過此範圍之樓層相關 規定者均可不考慮,如此可單純化。 三、原木組立時,在原木部分知重疊部分應插入熱膨脹性防火發泡材,而此發 泡材應具備防水性。牆壁交叉部位插入防水性熱膨脹防火發泡材進行防火 處理。 發言記錄: 王松永教授: 1. 附錄是否等同規範?可視為條文的一部分? 2. 由於目前木構造的合法樓層是不超過 4 層樓,因此超過 4 層 樓的防火規範,在手冊裡建議不談。 3. 由於手冊的前言有說明,手冊內容將參考歐、美、日等先進 國家,建議不要放大陸的規範。 4. 關於釘著的規定對木構造來說也很重要,建議在手冊特別說 明或是註名需回到"木構造建築物設計及施工技術規範"參 考規定。 5. 日本系統的一條工務店曾經於國內公正單位做過試燒的實驗 結果,是否亦可被承認參考? 林慶元教授: 1. 現今國內木構造的情況是,要通過規範比通過技術規則更 難,建議請謝組長,若他點頭推動,扭轉遊戲規則才有可能。 2. 可以建議 UL 機構主動到台灣來申請認證,那就整套可用了。 曾俊達教授: 1. 一種規則很難同時把木構造解釋清楚,建議可以拆開來把手 冊分成「框組壁式…」 「實木…」或直接切入框組壁式的防火 規範。 2. 因為其生成的的條件都不一樣,建議再分成有被覆的、無被 50.

(68) 第三章國內法規與手冊架構說明 覆的。 3. 不一樣系統的防火理念是不一樣的,例如柱樑式的是沒有隔 間牆的,可以分開來談。 詹益盛先生: 1. 以農村來說,要 756 坪才能分割,在此面積上建一個小房子是 不會影響到防火的,棟距都夠了。 2. 對木頭要做到 1H 或是 1/2H 的防火有疑慮。逃生的空間或是門 窗較為重要,對構造的規定應該不用如此嚴格。 3. 實務上,無論是業主或是建造施工者皆務求蓋一棟安心的建 築,對於防火方面的安全本身即會注意,但都不是規範內容所 說的一回事。 4. (這是之前在新社詹宅中的一段話)當台灣百姓有了一塊田地 想蓋一棟木屋,其實都很守法也願意守法,但是沒有一個清楚 的法規讓承辦人員清楚認定,導致在申請建造時困難重重、處 處被刁難,常常也因此被折騰,在時間及金錢的拉鋸上而打消 了念頭,或是乾脆就不申請建造了,實在不應這樣。 雷明遠博士: 1. 對於詹先生的問題,再附議王松永老師的回應,認為手冊真的 可以在一開始就說清楚,木構造可以是一般普通構造、也可以 是防火構造,不一定所有木構造都要防火,只有需要的才會用 得到,可以跟除外條件一起看。 2. 例如美國,有分 Type1~Type5,也有全棟都是 1H 防火的。只是 2 層樓的木構造是不需要被高標準的法規給嚇到的。 3. 建議在手冊前先附上用語解釋,所有手冊內有用到的用語都可 以先做說明以利後續的閱讀。 4. 不明白手冊中防火構造防火間隔中的(side)是什麼意思。 5. 於柱樑構造系統中不應提到防火被覆板材。 6. 附錄中加拿大篇的"灑"水頭應改成提手旁。(???) 7. 建議中國規範不要放進來。 王鵬智博士: 1. 附錄是否等同規範?以綠建築來說,國際間是可以被相互採用 的,或許是因為沒有危險性吧。 2. 手冊不是法規,位階更低,只是參考,無法讓建管單位採用, 所以手冊中的附錄是否是建研所承認的呢? 3. 手冊比規範要能更延伸,附議雷博士的說法,不是木構造都需 要防火的,這點可以說清楚。 4. 如果只是條文的說明,可能不夠木構造實務上來用。 5. 附議王老師的回應,與目前木構造法規不相關的防火規定就不 51.

(69) 木構造防火設計施工參考手冊之研究 要放進來。 6. 是不是可以考量不同構造系統的防火規範分開來談。 7. 建議把 UL 中的一些認定做法放到法規中,大家看了就會明白 屋頂、樓版…等的做法,不用試燒了。 洪育成建築師: 1. 木構造其實是被建築技術規則歧視的,因為技術規則對於其他 構造的規定都有相當的說明,唯讀木構造沒有。 2. 目前如果有客戶要求要蓋木構造,都會被他勸退,因為為了要 通過試燒的認定,客戶還要多花幾十萬~百萬元的成本,實務 最難的是無法證明各部位構造都是防火 1H 的。 3. 若以設計者的角度來說,雖然目前內隔間已經有 1H 的防火認 定標準,但是木構造還有許多的構造,像是屋頂、樓版..等, 若能有如內隔間一樣的清楚規定就好了。 4. 台灣的木構造市場小、姿態高、有推動上的阻力,原有心推動 的美、加國家也就漸漸退出轉到大陸市場去了,原本落後於我 國的大陸木構造也早已經跑到我國前面去了。 5. 建議附錄要放大陸規範,因其說明的非常清楚,值得參考。 討論: 1. 對柱樑構造來說,防火被覆指的是?若是裸樑呢? 王松永老師答:柱樑構造除了依碳化標準計算之外,有時也是會適用防火 被覆板材的。 蘇鴻奇研究員補充說明: 2. 法規 110-1 條中對於非防火構造的防火間隔規定有特別註名需(後側及兩 側),但法規 110 條中對於防火構造的防火間隔規定卻無特別註名需(後側 及兩側),且自境界線退縮之距離、及棟距有些有說明、有些又無說明。 3. 防火法規 9-1 中開頭便說明:木構造建築物之防火設計及施工,除應依建 築技術規則建築設計施工編第三章規定外,其構造系統之防火設計依本章 規定。但尚包含建築技術規則建築設計施工編第四章關於走廊、通道及出 入口應符合逃生避難安全的要求。是否亦應加註第四章? 4. 碳化的試材品質是否須註明? 王松永老師答:需註明是結構用集成材,CNS11031。. 52.

(70) 第四章手冊架構研擬與編輯原則. 第四章 手冊架構研擬與編輯原則 第一節 架構研擬 防火設計參考手冊之撰寫建議包含:(1)說明(2)防火設計基礎理論(3)一般規 定(4)防火規劃基本原則(5)系統設計(6)細部設計(7)常見問題問答(Q&A)。等 面向。未來手冊之主要內容編寫則依現行「木構造建築物設計及施工技術規範」第九 章之主要架構研擬之,如【圖 4-1】下所示。 木構造防火設計施工參考手冊 內容大綱初擬. 手冊說明. 防火設計基礎理論 一般規定 法 ‡規條文 條 ‡文解說 設 ‡計圖例 圖 ‡例解說 補 ‡充說明. 防火系統設計. 防火細部設計 常見問題問答(Q&A). 圖 4-1 手冊內容架構(資料來源 :本研究彙整) 第二節 手冊編輯原則 1. 符合國內常見之木構造系統與工法 2. 儘量以圖說代替純文字說明 3. 圖說力求詳細(儘量以圖說或案例照片表現之) 4. 留設手冊之擴充性,並與實務需求結合。. 53.

(71) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 第三節 圖例種類與表現 本研究將參考國內外相關之建築技術手冊,就其版面配置、表現圖說及敘述技巧等, 進行本手冊之編纂。下圖為不同之表現圖例。. 圖 4-2 3D 模型解釋細部設計. 圖 4-3 建築剖面索引解釋規定. 圖 4-4 細部施工圖標示. 54.

(72) 第四章手冊架構研擬與編輯原則. 第四節 版面編排 本手冊內容包括(1)說明(2)防火設計基礎理論(3)一般規定(4)防火規劃基本 原則(5)系統設計(6)細部設計(7)常見問題問答(Q&A)。下圖為目錄版面示意圖以 及 9-1 與 9-2 的示範版面。. 圖 4-5 目錄版面示意圖 55.

(73) 木構造防火設計施工參考手冊之研究. 木構造防火設計施工參考手冊. General Provisions 9.1一般規定. „ 第三章(建築物之防火)及 „ 第四章(防火避難設施)規定及 „ 本章規定之 9-3 構造系統之防火設計. 建築物使用類組. 應為防火構造者. 組別. 樓層. 總樓地板面積. A 類. 公共集 會類. 全部. 全部. -. B 類. 商業類. 全部. 3F以上 之樓層. 3000㎡以上. C-1. 3F以上 之樓層. -. C-2. 工廠:3F 以上之樓層. 1500㎡以上 (工廠除外). 3F以上 之樓層. 2000㎡以上. 工業、 倉儲類. 1. 第三章(建築物之防火)之第79條 總樓地板面積 1500㎡以上者. 本章規定以外之其他火災安全防護措施(防火設計)應經中央主管建築機關認可. C 類. Wood structural building the basic principles of fire prevention planning 9.2木構造建築物防火規劃基本原則. 木構造建築物之防火設計及施工除應依建築技術規則建築設計施工編之 –. 類別. 木構造防火設計施工參考手冊. D 類. 休閒、 文教類. 全部. E 類. 宗教、 殯葬類. 全部. F 類. 衛生、 福生、 更生類. 全部. 3F以上 之樓層. -. G 類. 辦公、 服務類. 全部. 3F以上 之樓層. 2000㎡以上. H 類. 住宿類. 全部. 3F以上 之樓層. -. I 類. 危險物 品類. 全部. 樓層及樓地板面積之和 - 2F部分之面積 在500㎡以上。 150㎡以上。 3F以上部分之面積 在300㎡以上。. 3 第三章之第84-1+第四章之110-1-2. 建築物之內部裝修材料應依表規定。 但符合下列情形之一者,不在此限: „ 表(十)至(十四)所列建築物, „ I類建築使用類組, „ 樓地板面積每100㎡範圍內具有一小時以上 防火時效之牆壁、 „ 防火門窗等防火設備 „ 與該層防火構造之樓地板區劃分隔者, „ 或其地面層且樓地板面積在100㎡以下。 „ 裝設自動滅火設備及排煙設備者。. 4. 第四章(防火避難設施)之第一節 走廊、通道及出入口應符合 逃生避難安全要求。. 外牆及屋頂,以使用不燃材料 建造或覆蓋為原則 距地界3m以內. 第三章(建築物之防火)之第88條 內部裝修依相關內部裝修限制設計. 每1500㎡ 之 „ 牆壁 „ 防火門窗 „ 防火設備 (並應具有1小時以上的阻熱性) „ 該處防火構造之樓地板區畫分隔 須具有1小時之防火時效. 棟距12m以內. 第89條~99條. „ 外牆與屋頂,半小時以上防火時效 „ 開口應裝同等以上之防火門窗等設備 „ 但屋頂面積小於10㎡不在此限。. -. 5 第四章之第110條+第110-1條 2F面積在300㎡以上。 醫院限於有病房者。. 2F面積在300㎡以上。. 依危險品種類及儲藏量,另行由內政部以命令規定之。. 6. 第三章(建築物之防火)之第70條 防火構造之柱、樑、承重牆壁、 樓地板及屋頂之防火時效規定. 防火間隔依規定留設 防火構造. 非防火構造. 第 110 條. 第 110-1 條. 5種級數規定. 距地界6m以上 棟距12m以上. 圖 4-6 9-1 示範版面 56. 2. 防火區劃依規定設置 以各種構造及防火設 備區隔達到規定之防 火時效. 各主要構造依樓層數不同 各有不同之防火時效 „ 自頂層起算不超過4F之各樓層 „ 自頂層起算超過4F<14F之各樓層 „ 自頂層起算超過15F以上之各樓層 (一)屋頂突出物未達計算層樓面積者, 其防火時效應與頂層同。 (二)本表所指之層數包括地下層數。.

(74) 第四章手冊架構研擬與編輯原則. 木構造防火設計施工參考手冊. 木構造防火設計施工參考手冊. 9.2木構造建築物防火規劃基本原則 不 需突出外牆50cm以上. 原則(一):第三章(建築物之防火)之第79條 – 屬防火構造者 (1)原文:前項應予區劃範圍內,如備有效自動滅火設備者, 得免計算其有效範圍樓地板面積之二分之一。 解說:如果備有效自動滅火設備者 總樓地板使用面積可增加1/2. 具相同防火時效之外牆與牆壁. 1500㎡+750㎡= 2250㎡ 原則(一):第三章(建築物之防火)之第79條 – 屬防火構造者. 原則(一):第三章(建築物之防火)之第79條 – 屬防火構造者. (1)原文:防火區劃之牆壁,應突出建築物外牆面五十公分以上。 與其交接處之外牆面長度有九十公分以上, 該外牆構造具有與防火區劃之牆壁同等以上防火時效者,得免突出. (1)原文:建築物外牆為帷幕牆者, 其外牆面與防火區劃牆壁交接處之構造,仍應依前項之規定。. 需 突出外牆50cm以上. 具不同防火時效之外牆與牆壁. 需 突出外牆50cm以上. 外牆為帷幕牆. 圖 4-7 9-2 的示範版面 57.

參考文獻

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