國立宜蘭大學土木工程學系（研究所）碩士論文 Department of Civil Engineering National Ilan University Master Thesis

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國立宜蘭大學土木工程學系（研究所）

碩士論文

Department of Civil Engineering National Ilan University

Master Thesis

室內建築材料黴菌生長模式之研究

A study of the mold growth in indoor construction materials

指導教授：喻新博士 Hsin Yu Ph. D.

研究生：朱哲萱

Che-Hsuan Chu

中華民國九十八年二月

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I

摘要

中文摘要

全世界的建築物都有潮濕損害以及建築物材料表面黴菌生長的問題，長期曝露在黴菌污染的環境中會引起呼吸道疾病例如咳嗽、氣喘，以及一般常見的症狀例如頭痛以及疲倦等，所以受建築物潮濕以及黴菌生長而引起的各種呼吸道疾病過敏反應以及一般性症狀也不在少數，所以室內建築材料之黴菌生長與暴露評估的研究有其必要性，以建立評估潮濕或水害建築黴菌曝露及健康危害風險的基本資料。

本研究以台灣地區最常見之混凝土建築物材料為對象，探討室內環境之建築材料表面水分含量、黴菌生長、環境溫溼度及材料因子之關係，並以文獻數據資料建立黴菌初始生長週次模擬通用方程式，並代入實驗所得之試體表面水分及環境相對濕度轉換關係，比較實驗值及模擬值之結果，建立台灣地區室內建築常用之材料黴菌生長評估模式，以評估水害建築物室內黴菌受溫度、相對溼度或材料水分含量等因素綜合影響下之生長情形。

在現地採樣實驗中發現，本次所發現之真菌種類較為單純且同一菌種有集中分布於同一棟大樓內之情形；在自然氣候條件下，試體表面所生長之黴菌孢子數與試體表面水分相關性很低；在控制氣候條件下所得到之黴菌初始生長週次實驗值與依文獻資料所建立之數值模式模擬值相比較，在中濕試體上其黴菌初始生長週次之實驗值與模擬值結果相近，而在高濕試體上則有些許誤差。本研究結果不但可瞭解混凝土建築物潮溼狀況與環境氣候條件之關係以及室內建築材料表面黴菌生長情形，期以供未來進一步改善室內潮溼環境以抑制黴菌生長，以減少居住者曝露於健康風險的基礎評估模式。

關鍵字：黴菌生長、表面水分、評估模式

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Abstract

Water damage in buildings and mold growth on the surface of damp construction materials are worldwide problems. People who exposed to mold-polluted environment may cause respiratory symptoms such as cough, asthma, and common symptoms such as headache and tiredness. Taiwan area is in hot humid climates and the ratio of water-damaged buildings is high. The respiratory symptoms, general diseases, and allergy reaction caused by mold growth in water-damaged buildings are popular. The study of indoor mold growth and exposure evaluation to establish basic data of mold growth related to water-damaged buildings is required.

The purpose of this study is to conduct the variation between relative humidity of indoor air and water condition of concrete material inside a single enclosure in hot humid climates.

Also, the relationship between mold growth and the indoor temperature and moisture condition is derived.

In the experiment of sampling, the kinds of fungi are simple and the same kind of fungi is distributed in the same building; the mold spores on the test cubes’surface have low relationship with the surface moisture under the natural climate conditions; under the controlling climate conditions, the experimental results in the initial time of mold growth were compared with the results of simulation established by the literature data, the

experimental result in the initial time of mold growth is similar to the results of simulation on mid-moisture test cubes, but it’s different on the high-moisture test cubes. The results of this study can recognize the moisture condition of concrete building in hot humid climates and to evaluate the mold growth conditions which are helpful for reducing the indoor moisture and depressing mold growth. The results are fundamentals of decreasing the exposure risk of mold for residents.

Keyword：mold growth, surface moisture, evaluate model

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III

誌謝

時光轉眼即逝，兩年半的研究生生活在不知不覺中已悄悄溜走，回想起當初剛退伍準備研究所考試時青澀懵懂的自己，對比此刻即將踏入社會正式成為社會新鮮人的心情，這段研究生活讓我心中多了一份無法言喻的踏實感，心中喜悅與感激之情願能與大家一起分享。

本論文之完成首當感謝恩師喻新教授，在系務以及校務繁重的這段時間，仍能提供學生多方指導與研究實驗環境，使學生之研究得以順利完成；同時也培養學生獨立思考及解決問題之思維與能力，使學生獲益良多，在此謹致上最誠摯的謝意與感激。

本論文能完成更須感謝林亞立教授於學生實驗階段所給予之指導與協助，對於實驗流程以及實驗分析，提供許多寶貴之建議及協助，令本論文實驗更趨嚴謹及完備，特此致上十二萬分謝意。

論文口試期間承蒙謝宏仁教授對本論文詳細審查與批閱，改正學生在研究方面所欠缺之內容以及學生在研究邏輯思考方面的啟發，提供本論文研究內容上之建議及缺失，

亦使學生於此收穫豐碩，在此亦致上學生萬分感激之意。

同時，還要感謝已畢業之學長(兼國小同學)政隆、愛布布成癡的博文學長、程式語言被操到很強的昱錡、常被我拉去打羽球的志鈞、想畢業卻卡在論文寫不出來的麗娟媽媽、常常互相交流影片的學弟朝元、恨不能早點認識她的聰明伶俐學妹瑩禎以及其他許多學弟妹、好友們，謝謝你（妳）們在這段時間的陪伴與關懷，讓我這兩年半的研究生生活增添不少歡樂與色彩。

最後要感謝我的家人在這一路上的鼓勵與支持，也由於這兩年多來家人無條件地支持，才能讓我在研究求學的過程中能無後顧之憂且順利完成學業。最後，希望能將完成此論文的喜悅分享給曾經幫助過我的師長、同學、朋友，分享這心中無法言喻的喜悅!

朱哲萱誌於宜蘭大學土木工程學系 2009 年 2 月

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圖目錄

圖1.3-1 研究流程圖...5

圖2.1-1 木質材料黴菌生長起始條件之數學模式圖...7

圖2.3-1 六種不同特性黴菌之最低生長曲線圖...10

圖2.3-2 B 類黴菌實驗值之三次多項式方程 ...10

圖3.1-1 各採樣區之校區建物分佈圖...13

圖3.2-1 實驗試體準備情形...17

圖3.2-2 菌種接種情形...18

圖3.2-3 接種完成後之採樣計算初始表面孢子濃度...18

圖3.2-4 放置實驗箱之現場情形...19

圖3.2-5 實驗箱之試體配置情形...19

圖3.3-1 實驗試體及實驗生長箱配置情形...22

圖4.2-1 文獻之黴菌生長初始週次與溫度關係圖...28

圖4.2-2 文獻之黴菌生長初始週次與環境相對濕度關係圖...28

圖5.1-1 本現地採樣分析出現的菌種百分比圖...34

圖5.1-2 各採樣區之混凝土牆表面水分及室內相對濕度關係圖...36

圖5.1-3 各採樣區之混凝土牆表面溫度及室內氣溫關係圖...36

圖5.2-1 自然氣候條件下室內建築材料黴菌生長之環境溫濕度變化圖...39

圖5.2-2 1 號試體孢子數與試體表面水分在自然環境條件下之變化圖...41

圖5.2-8 1 號試體孢子數與試體表面水分在自然環境條件下之關係...44

圖5.2-11 4 號試體孢子數與試體表面水分在自然環境條件下之關係 ...45

圖5.2-14 1 號試體孢子數與環境相對濕度在自然環境條件下之變化圖...47

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VII

圖5.2-20 1 號試體孢子數與環境相對濕度在自然環境條件下之關係...50

圖5.2-26 各試體孢子數、表面水分及環境相對濕度在自然環境條件下之變化圖...53

圖5.2-27 各組試體無因次化之表面水分與環境相對濕度變化圖...55

圖5.2-28 試體無因次化之平均表面水分與環境相對濕度變化圖...55

圖5.2-29 第 1 組試體無因次化之表面水分與環境相對濕度之關係...57

圖5.2-35 所有試體無因次化之表面水分與環境相對濕度之關係...59

圖5.3-1 黴菌初始生長週次與試體表面水分之關係...61

圖5.3-2 各試體表面水分與環境相對濕度變化圖...63

圖5.3-3 各試體無因次化之平均表面水分與環境相對濕度變化圖...63

圖5.3-4 第1 組試體無因次化之平均表面水分與平均相對濕度之關係...65

圖5.3-8 所有試體無因次化之平均表面水分與平均相對濕度之關係...67

圖5.3-9 中濕試體表面水分與環境相對濕度關係圖...70

圖5.3-10 高濕試體表面水分與環境相對濕度關係圖...70

圖5.3-11 中濕試體黴菌初始生長週次模擬值與實驗值之比較 ...72

圖5.3-12 高濕試體黴菌初始生長週次模擬值與實驗值之比較...72

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表目錄

表5-1 鑑定出之黴菌、酵母菌、子囊菌及細菌種類整理表...30

表5-2 各採樣區詳細結果...31

表5-2 各採樣區詳細結果（續）...32

表5-2 各採樣區詳細結果（續）...33

表5-3 各採樣區表面及環境氣候因子記錄...38

表5-4 試體表面生長黴菌之菌落數及種類（PDA 培養基）...74

表5-5 試體表面生長黴菌之菌落數及種類（R-PDA 培養基）...74

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第一章緒論

1.1 研究動機

台灣因位處副熱帶，所以終年皆屬高溫潮濕的濕熱型氣候，也因為這樣的外在氣候環境條件以及建築型式多屬自然通風方式，導致我們室內的氣候環境也較為潮濕；室內環境的潮濕也容易導致室內建築物表面滋生黴菌，進而影響其中的居住者出現各種呼吸道疾病、咳嗽、頭痛、過敏、氣喘，甚至是中毒反應，也由於這樣的不良健康反應是緩慢且並不會立即危害生命(喻新，2006)，因此常常讓人們疏忽此一問題。

近年來，由於公共衛生以及環保意識的抬頭，使得國人對於居住品質的要求也越來越高，對於大半的時間都處於室內的國人來說，室內環境品質最是值得我們多加注意的地方。

大部分住宅及一些非工業職業場所因為場所潮溼及黴菌生長而導致的健康影響包括刺激性或一些非特定症狀，前人研究及文獻記載顯示氣喘、習慣性咳嗽、支氣管炎、

流鼻水及氣喘性症候群是曝露於黴菌生長的環境後最常見的症狀(Platt et al., 1989)，此外，許多研究也證實受潮害的建築材料以及建材表面的黴菌生長會影響人類健康，暴露在黴菌污染的環境中會引起一些呼吸道疾病及症狀，例如咳嗽、氣喘、過敏性肺炎、頭痛、疲倦以及嘔吐等（Husman, 1996；Verhoeff and Burge, 1997；Peat et al., 1998；Bornehag et al., 2001；Bush and Portnoy, 2001；Rautiala, 2004）。

前人以問卷調查台北地區92 戶住宅是否有建築空間潮濕情形，其中包含 46 戶為氣喘兒童家庭、20 戶為遺傳性過敏兒童家庭以及 26 戶無過敏症狀兒童家庭，結果有 75％

的住宅顯示有潮濕情形，而在有遺傳性過敏兒童的20 戶家庭中，住宅潮濕的情形就高達85％(Li and Hsu, 1997)。此外，超過 45％的氣喘兒童對黴菌會有過敏反應，如：

Aspergillus、Cladosporium 以及 Penicillium(Li and Hsu, 1997)；有研究利用臨床的皮膚測 試也發現，台北市約有21.5％的氣喘兒童會對黴菌產生過敏現象(Chou et al., 2002)。

因此由以上文獻可得知，當兒童或成人居住在潮濕或有黴菌生長之建築空間內，將會使呼吸道疾病、過敏等症狀更為盛行，因此，室內建築因潮濕導致黴菌生長所帶來的健康影響是不容小覷的。

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目前對於室內黴菌生長的相關研究多於緯度較高的國家進行，如芬蘭、挪威及日本等，由於地處緯度較高，所以氣候條件較我們台灣乾燥寒冷，而且國外的室內建築材料多半使用木質材料，其所建立的室內建築材料黴菌生長評估模式，也與我國目前常用的混凝土建築大不相同，由於這些國家的氣候條件以及室內建築材料形式皆與台灣不盡相同，而且國內對於室內環境黴菌生長並無太多相關性之研究。所以，針對台灣地區的氣候條件以及常見的室內建築材料上黴菌生長情形建立出一套較為符合台灣地區室內建築材料黴菌生長評估模式，在當前台灣的公共衛生以及室內環境品質是極具重要意義也是迫切需要的。

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3 1.2 研究目的

本研究之目的係針對自然溼熱氣候環境下，以台灣地區常見的室內建築水泥基質材料(例如混凝土、水泥砂漿等)為研究對象，以達到下列之研究目的：

(1)瞭解室內建築材料黴菌生長種類及黴菌生長所需環境條件

(2)利用實驗求得黴菌生長、環境溫濕度與材料表面水分的相互關係 (3)建立相關室內建築材料黴菌生長指數與生長環境之數學模式

所以，本研究之研究成果可以瞭解室內建築材料黴菌生長與溫濕度環境的關係，用以建立一套較為符合台灣氣候狀況的室內建築材料黴菌生長模式，並提供評估潮濕或水害建築黴菌暴露以及健康危害風險的基本資料，進而改善室內溫溼度環境並抑制室內建材上的黴菌生長，達到保護居住者身心健康之目的。

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1.3 研究架構與流程

本研究之研究流程圖如圖1.3-1 所示，第一章主要介紹研究動機、研究目的與基本研究架構流程；第二章為國內外文獻資料的整理，參考國外資料以建立符合的室內建築材料黴菌生長模式，並找出適宜的評估黴菌生長方式；第三章介紹實驗材料與方法，經由現地採樣及菌種分析培養，得到後期實驗所需的原樣菌種溶液，再以自然以及人為控制氣候環境條件下，觀察並紀錄室內建築材料黴菌生長與環境因子的相互關係；第四章黴菌數值生長模式結構，將前述實驗結果與前人研究比對，建立一套室內建築材料黴菌生長指數與生長環境之數學模式；第五章為討論此室內建築材料黴菌生長指數、黴菌生長模式與時間、環境溫溼度的相互關係；第六章結論與建議，總結本研究的實驗結果與建立的室內建築材料黴菌生長之數學模式，並探討本研究未來可能的研究發展與改善方向之建議。

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研究動機與目的

國內外文獻探討

實驗方法確立

室內建築材料黴菌生長模式研究

實驗數據分析整理前人文獻黴菌生長指數

與黴菌數值生長模式

室內建築材料黴菌生長模式建立

結論與建議

圖1.3-1 研究流程圖

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第二章文獻回顧

2.1 黴菌生長之環境因子

世界各地的建築物都會有受潮溼損害的問題，估計有潮濕問題的建築物在芬蘭約佔 60%、美國約 44%、英國約 30%、在台灣約佔 47-73% （Platt et al. 1989, DeKoster and Thorne 1995.Koivisto et al. 1996, Kurnitski et al. 1996, Li and Hsu 1997, Nevalainen et al.

1998,Chelelgo et al. 2001; cited by Rautiala, 2004）。對室內建築環境而言，影響黴菌生長的重要因素有溫度、溼度、養分及酸鹼（pH）值，對真菌（fungi）來說，其適宜生長的酸鹼度範圍只有在新澆置的混凝土表面才會成為黴菌生長的限制因素（Airaksinen, 2003）。

氧氣及營養對黴菌生長而言並非必要條件，因為在建築空間內有充分的氧氣，建築材料表面的灰塵、有機或非有機碎屑也可提供黴菌生長時所需的養分來源（Airaksinen, 2003；Chang et al., 1995；Grant et al., 1989；Ezeonu et al., 1994）。

大多數的黴菌生長時最理想的溫度範圍介於15℃至 30℃之間，但在溫度為 0℃以下以及50℃以上的溫度條件下仍然可以觀察到有黴菌生長跡象（Burge et al, 1999）。微生物生長需要適宜的溫度範圍，對適溫性微生物來說，適宜的溫度範圍為15℃至 37℃，

而適熱性微生物則可達20℃至 45℃（Burge, 1995）；部分適熱性真菌則可存活於 50℃

至55℃或更高之溫度範圍之間（Rautiala, 2004）。

由上述資料顯示，一般建築空間中之酸鹼度、養分以及溫度均適合黴菌生長，所以水分就成為室內建築材料表面黴菌生長之主要控制因素，由Hukka and Viitanen（1999）

依據不同環境溫溼度情形之黴菌生長實驗所建立的黴菌生長之臨界值數學模式（圖 2.1-1）來看，當溫度低於 0℃或高於 50℃時將不會有黴菌生長，當溫度愈低則相對溼度需愈高才能使黴菌生長，但是仍有少數真菌可能在此溫度範圍以外或極低相對溼度生長

（Kokko et al., 1999; Airaksinen, 2003）。

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7

75 80 85 90 95 100

-10 0 10 20 30 40 50 60

RH(%)

Temperature(℃) Dry

Cold Hot

圖2.1-1 木質材料黴菌生長起始條件之數學模式圖

一般黴菌最為適合生長的相對溼度範圍為75%至 95%之間（Lacey, 1994），當環境相對濕度越低時，黴菌的生長狀態也越差（Ezeonu et al, 1994）。而根據Hukka and Viitanen

（1999）所建立的黴菌生長臨界值數值模式來看，當環境相對濕度低於 80%以下就不會有黴菌生長情形，亦與其他研究相差不遠。雖然有適合生長於潮濕環境下的黴菌以及喜好乾燥環境的黴菌，也有研究指出其生長最為理想之環境相對濕度約為91%至 96%之間

（Vujanovic et al., 2001）。

關於不同室內建築材料黴菌生長的情形，不管是在水泥基質建築材料（水泥砂漿塊、石膏板、混凝土）或是在木料建材（塑合板、纖維板、合板/夾板）上，當溫度超過 15℃、環境相對濕度超過 90%，所有建材都有黴菌生長反應，惟水泥基質建築材料上的黴菌生長反應較木料建材來的緩慢（Ritschkoff et al, 2000）。

Gravesen et al.（1999）研究也發現，對居住者健康具有嚴重健康影響的黴菌 Stachybotrys spp.在潮濕建築裝修材料中被檢出率為 19%，而且常好發現於石膏板類之裝 修建材，因為石膏板類裝修建築材料孔隙較大、含水能力較強，而Stachybotrys spp.則為 需水性較高的黴菌種類；而其他一般裝修建材中最常被檢測出的黴菌種類為Penicillium spp.及 Aspergillus spp.，此兩種黴菌檢出率分別為 68%及 56%，且好發於木質裝修建築 材料上。

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2.2 受潮建築黴菌種類及材料因子之相關研究

台灣地區室內空氣中黴菌濃度分部最高的黴菌種類依序為Cladosporium、

Aspergillus、Penicillium、Alternaria 等屬（Su et al., 2001）；在美國44 戶家庭中進行大氣黴菌採集中發現，大氣中室外與室內所採集到可培養的黴菌種類分布濃度高低依序為 Cladosporium、Penicillium、Aspergillus、Alternaria 等屬，而且室外大氣黴菌濃度都比室 內來的高（O’Connor et al., 2004）；在韓國的公共建築大樓中（如：醫院、托兒所、養老院等）利用Andersen six-stage viable particulate 空氣衝擊器收集這些大樓的空氣懸浮真菌發現，其室外與室內空氣懸浮真菌濃度最高者為Penicillium spp.，其次依序為

Cladosporium spp.、Aspergillus spp.（Ki Youn Kim and Chi Nyon Kim, 2007）。Andersson et al.（1997）針對受潮建築材料進行黴菌、細菌的生長分析發現，在材料生長的微生物種類及其濃度主要為Stachybotrys spp.（10³ 至10⁵visible condia/cm²），Penicillium spp.及 Aspergillus spp.（10⁴CFU/mg），gram-negative bacteria（10⁴CFU/mg），以及 mycobacteria

（10³CFU/mg）。而在前人文獻中也顯示，Cladosporium、Aspergillus、Penicillium、

Alternaria 等屬真菌也常發現於室內空氣環境之中（Li and Kendrick, 1995；DeKoster and Thorne, 1995；Rautiala, 2004）。

Pasanen et al.（2000a）收集已受潮溼損害建築物中建材材料樣本，並分為兩組─潮害進行中及潮害已乾燥一段時間，希望瞭解相對溼度或含水量與可培養之真菌、總孢子濃度或真菌種類在不同建材及不同潮害時間之關係。結果發現木材、木製品及石膏板等之總孢子濃度與可培養真菌濃度相符合（r＞0.47）。在木材及隔熱材，總孢子或可培養真菌與建材相對溼度相關性較高（r＞0.79），但是與含水量相關性低（r＜0.45）。真菌濃度在潮害進行中此組與建材相對溼度有相關性存在（r＞0.51），但是與潮害已乾燥的這組則無相關性。真菌種類在潮害進行中之建材這組分布種類較多，但是在潮害已乾燥建材這組，Penicillia 及 yeasts 為主要生長之真菌種類。

Pasanen et al.（2000b）在實驗室調查黴菌在 3 種建築材料的生長及變化情形。實驗的建築材料取自維修中的建築物，在實驗中不接種黴菌並作不同材料狀態處理，包括吸附毛細水分、乾燥、水分凝結等。處理後材料每隔1 至 2 週量測其含水量、相對溼度及總孢子數濃度。結果發現材料在吸附毛細水分狀態時，黴菌在木質材料含水率超過20%

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時生長極為快速，但是在石膏板就無法得到黴菌生長的極限值。快速乾燥（相對溼度30%

下進行）可減少黴菌生長種類，但是在相對溼度50%中進行乾燥則僅有輕微影響。

Chang et al.（1995）在可控制溫濕度實驗箱中評估天花板磁磚上的真菌生長（包括 Penicillium spp.及 Aspergillus spp.）發現，新材料可在相對溼度為 85%及表面含水量高於 2.2%時仍有真菌生長情形，且舊材料比新材料更容易有黴菌生長反應；將潮溼材料於實驗箱中慢慢進行乾燥，只要溼度合宜黴菌仍會繼續繁殖，若潮溼材料快速且完全乾燥，

則可抑制黴菌生長情形。

2.3 評估黴菌生長之分析方法

Clarke et al.（1999）及 Rowan et al.（1999）利用大量文獻資料所建立 6 種不同特性的黴菌最低生長曲線（圖2.3-1），跟實際從有潮害的建築物中採樣培育出的黴菌來進行比較分析，此處黴菌最低生長曲線是利用三次多項式來決定，在各最低生長曲線下為不適合該特性黴菌生長之環境，反之則為適合該特性黴菌生長。使用的環境控制變數為環境相對溼度及溫度2 個（圖 2.3-2）。

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圖2.3-1 六種不同特性黴菌之最低生長曲線圖

圖2.3-2 B 類黴菌實驗值之三次多項式方程

此研究中之黴菌共分為6 大類 A-F，從高度不親水性黴菌（A）到高度親水性黴菌

（F），而實際從採樣的潮害建物材料中發現，經由實驗室培養出來屬於 A、B 跟 C 的黴菌，其黴菌最低生長曲線都能大致符合文獻資料所建立之最低生長曲線，而D、F 類的黴菌，其由實驗室培養所需的環境條件卻比文獻資料要來的低，可能因實驗室之培養環境比現地環境富含養份所造成。

這些黴菌生長曲線數值模式可與建築能源及環境模擬程式（例如ESP-r）結合，可以提供預測建築受到黴菌污染的技術。首先在特定區位及氣候環境下，可以利用建築能源及環境模擬程式模擬該建築空間的溫溼度變化情形並與實際量測值做比較；其次結合該建築空間的溫濕度變化情形以及黴菌最低生長數值模式，便可歸納模擬出黴菌在該建築空間生長的種類及情況。

關於木質材料表面的黴菌生長模式及模擬，主要針對的樹種是松木及雲杉，表面處理則包括原始乾燥建材及再鋸表面建材。實驗時將材料置於塑膠箱或實驗生長箱以控制

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其環境溫溼度條件，並接種常見之木材黴菌，在固定及變動的溫溼度控制環境條件下，

以簡易的肉眼及顯微鏡評估黴菌生長情形及其覆蓋面積為指標，建立黴菌在木材表面生長的生長指標及數學模式（Viitanen, 1997；Hukka and Viitanen, 1999；Viitanen et al., 2000）。其觀察評估指標說明如下：

0 表示沒有黴菌生長

1 表示可用顯微鏡看到一些黴菌開始生長

2 表示可用顯微鏡看到輕度黴菌生長（覆蓋面積超過 10%）

3 表示可用肉眼看到一些黴菌開始生長

4 表示可用肉眼看到覆蓋面積超過 10%的黴菌生長 5 表示可用肉眼看到覆蓋面積超過 50%的黴菌生長 6 表示可用肉眼看到覆蓋面積達到 100%的黴菌生長

由於國外多以木質材料建立相關黴菌生長指標及數值模式，其因國外室內建材或裝潢材大多以木質材料為主，反觀我國大多數住宅及建築物形式多以混凝土之石質材料為主要建材，對於石料建材之黴菌生長研究目前付之闕如。所以，綜合以上所述，建立一套符合地區性的室內建築物材料黴菌生長模式，用以預測室內建築環境中黴菌生長的可能性，更可以作為監測室內空氣品質的先期預警系統。

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第三章實驗材料與方法

3.1 現地菌種採樣分析

本研究是針對室內建築材料上黴菌生長之模式所進行的相關研究，所以對於建築室內環境中黴菌種類的選擇，是以現地採樣所得到的菌種加以培養分析，並收集整理採樣時所量測之室內建築材料表層水分、溫度，與採樣區之環境相對溼度、環境溫度，希望能得到室內建築材料上較常生長之黴菌種類以及黴菌生長的環境條件之相對應關係，作為提供建立室內建築材料黴菌生長模式之基礎評估資料。

3.1.1 採樣地點之選擇

本研究以國立宜蘭大學校區建築物為菌種採樣地點，針對校區內各棟疑似有潮害的建築物進行現地菌種採樣工作，採樣地點包含大樓教室、地下室或是儲藏室等疑似有潮害或黴菌生長之室內空間牆面進行菌種採樣工作，除了以現場觀察方式選擇菌種採樣地點外，也詢問該大樓、樓層負責管理人關於該大樓、樓層是否有疑似潮害或黴菌生長之室內建築空間，以利菌種採樣工作的遂行。

當發現疑似有潮害或黴菌生長之室內牆面，先選定該牆面疑似污染最嚴重的區域，

以事先製作的L 型塑膠板（長 50 cm，寬 40 cm）框定出該次採樣的採樣面積，以下皆稱為採樣區，再以相機拍攝該採樣區以及週遭區域現場情況，而各採樣區之校區建物分佈圖詳如圖3.1-1。

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圖3.1-1 各採樣區之校區建物分佈圖

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3.1.2 菌種採樣方式

首先準備消毒過後的玻璃試管，並事先於各消毒玻璃試管中裝入5 ml 的無菌水，

於選定之採樣區以沾濕的消毒棉棒進行沾黏採樣，每次採樣前皆以濃度75%酒精消毒實施採樣者之雙手，每個消毒玻璃試管只裝入一根沾黏過採樣區的消毒棉棒，每一個採樣區會進行3 次不同點之沾黏採樣，同一採樣區會有 3 個採樣樣株，而每點的採樣面積約為消毒棉棒之表面積1 cm²，並在各個採樣完成的消毒玻璃試管上分別標示各採樣區編號。

採樣同時並以水分計（Model FH A696-MF, VAISALA Group, Finland.）量測採樣區表層約25 mm 深之表面水分含量，再以紅外線熱影像儀（Model IRI 4010, IRISYS Ltd, U.K.）進行量測採樣區之表面溫度，而表面水分及表面溫度的量測面積均與原先框定之採樣區面積同為50×40 cm²，用以求得各採樣區之表面平均水分含量及表面平均溫度。

完成採樣後，將採樣完成的樣株於無菌箱中進行菌種接種，以便進行後續培養、觀察動作，本研究培養菌種的培養基分別有Potato Dextrose Agar（PDA）以及 10 ppm rose bengal PDA（R-PDA），每一樣株分別接種至 3 個 PDA 以及 1 個 10 ppm R-PDA，並在培養皿上分別標示樣株採樣區編號及取樣量。

採樣工作首先利用已滅菌之玻璃刻度吸管吸取5 ml 的無菌水，滴入裝有已沾黏採樣區的消毒棉棒之試管內，將消毒棉棒上沾黏的物質洗入無菌水中，用以製作菌種樣本懸浮溶液。再將試管中已洗出菌種樣本懸浮溶液之棉棒取出，在PDA 培養皿上以劃線法做菌落培養。

其次再以微量吸管吸取200 μl菌種樣本懸浮溶液，滴入 PDA 及 10 ppm R-PDA 培養皿中，並用消毒後之藥勺背面將菌種懸浮溶液劃開，分別為0.2 PDA 及 0.2 R-PDA；

再以微量吸管吸取200 μl菌種樣本懸浮溶液，滴入已消毒過後的玻璃試管中，用量筒量取20 ml 無菌水，將菌種懸浮溶液稀釋成 100 倍，並用微量吸管吸取 200 μl稀釋後之菌種溶液，滴入PDA 培養皿中，用消毒後之藥勺背面將稀釋後之菌種溶液劃開，此為 0.2/100 PDA。

在菌種樣株接種至培養皿培養一星期之後，取出培養皿觀察並紀錄菌落生長數目，

之後再次分離菌落培養菌種，以方便日後鑑定及進行後續實驗當作原樣菌種之用。

(27)

15 3.1.3 採樣菌種孢子計數方式

計數方式是利用血球計數板計算菌種懸浮溶液中黴菌孢子數量，首先搖晃懸浮溶液試管，使懸浮溶液試管內之物質均勻分佈，再取試管內之懸浮溶液滴於血球計數板上，

計算孢子數並紀錄，如此計算重複數2 次取其平均值，將得到之平均值再代入下列計算公式（將紀錄的孢子數換算成每平方公分棉花棒所取得的孢子數）以進行採樣之黴菌孢子數量的估算：

孢子數（個／cm²）=（A×1000 mm³×5）／0.9 mm³×1 cm² （1）

式中，A：由血球計數板上所得之菌種懸浮溶液中孢子數量

5：因孢子是由棉棒上由 5 ml 之無菌水沖洗下來，必須乘以 5 換算回去

0.9 mm³：血球計數板上有9 大格，每一大格邊長 1 mm，深度為 0.1 mm 所以總計數體積為0.9 mm³

1 cm²：棉花棒採樣之表面積

(28)

3.2 自然氣候條件下室內建築材料黴菌生長試驗

整理上述採樣結果，探討本研究得到之室內建築材料上黴菌的種類及黴菌生長的環境條件，用以建立常用之室內建築材料黴菌生長評估模式的基本資料，所得到的黴菌生長與環境溫溼度、材料因子之關係，用以評估黴菌在自然氣候環境條件下之生長程度。

實驗試體是以台灣地區常見的室內建築材料混凝土為主要實驗對象，因目前我國建築多以混凝土為主要建材，而室內建築之牆面多半為水泥砂漿層塗以油漆作為粉刷裝飾，故本研究之室內建築材料就是以水泥基質材料為基礎的砂漿試體進行相關實驗。

實驗所接種的菌種是將現地採樣分析培育出之黴菌，分離菌落再次進行培養，培養之原樣菌種接種溶液直接噴灑接種於實驗試體上，接種溶液裡包含此次現地採樣中所有發現到的黴菌孢子種類，接種溶液濃度約為2.15×10⁶（孢子個數/ml）。

3.2.1 實驗試體準備

此次準備接種黴菌的試體為5×5×5 cm³的水泥砂漿試體，其水灰比約為水：水泥：

砂＝1：2：3，水為蒸餾水，水泥為波特蘭水泥，拌料砂為渥太華標準砂，總共製作 18 個試體，並分為3 組，以求 3 重複的實驗數據。

每組試體編號為1 至 6，並以 110℃的標準混凝土烘乾箱進行試體烘乾，控制烘乾時間並以表面水分計量測試體表面水分，以製作出每組6 個試體達到不同之表面水分。

烘乾前先以電子磅秤將各試體進行秤重，以備實驗結束後，將試體進行完全烘乾以得其試體含水量，實驗試體準備情形如下圖 3.2-1。

(29)

17

圖 3.2-1 實驗試體準備情形

試體編號為1 者，為完全烘乾試體（烘乾後表面水分約為 2.7%至 3%，此為乾燥試體），試體編號為6 者為試體澆置養護後之初始狀態，並未進行烘乾（未烘乾之表面水分約為31.5%至 33%，此為高濕試體），其餘試體（皆為中、低濕試體）表面水分大約平均分布於9.7%至 10.8%（試體編號 2 者）、13%（試體編號 3 者）、15.2%至 17.8%（試體編號4 者）、18.4%至 19.2%（試體編號 5 者）。

(30)

3.2.2 試體菌種接種

以定量噴瓶於每個試體周圍的4 個表面平均噴灑菌種懸浮液，如圖 3.2-2 所示；噴灑菌種溶液完成即以前述現地菌種採樣方式進行試體表面菌種採樣，用以求得接種菌種後試體表面初始的孢子數量（表面初始孢子數平均約為1.83×10⁴個/25 cm²），如下圖3.2-3 所示。

圖 3.2-2 菌種接種情形

圖 3.2-3 接種完成後之採樣計算初始表面孢子濃度

菌種接種完成旋即將試體放入一不密封之實驗塑膠箱中，並將每組6 個試體再分為 2 組，以 3 個試體上下堆疊方式放置於箱中，由上而下分別為 1 號、2 號、3 號為 1 組，

4 號、5 號、6 號為 1 組，並將 4、5、6 號這組放置於一淺水面，水面高度不高於 6 號試體側面0.5 cm，用以維持高濕試體的表面水分。

而箱中放置3 個溫溼度感測器（Model H08-032-08, Onset Computer Corp., America）

(31)

19

用以量測實驗塑膠箱中的環境溫溼度，實驗箱放置於大樓地下室，其室內溫度約維持於 25℃至 27℃之間，而室內環境相對濕度於實驗期間也都維持在 88%以上，實驗塑膠箱放置現場及試體擺放於實驗箱之配置情形詳如下圖3.2-4、圖 3.2-5。

圖 3.2-4 放置實驗箱之現場情形

圖 3.2-5 實驗箱之試體配置情形

(32)

3.2.3 試體表面採樣

此實驗是以前述現地採樣方式，採集並記錄試體表面的孢子數量生長情況。每次進行採樣前皆先準備消毒過後的玻璃試管，並事先於各消毒玻璃試管中裝入5 ml 的無菌水，於試體表面以沾濕的消毒棉棒進行沾黏採樣，每個消毒玻璃試管只裝入1 根沾黏過的消毒棉棒，由於有3 組試體，故每種不同表面水份含量之試體皆有 3 個採樣樣株，用以求得試體表面平均孢子數。而每點的採樣面積約為消毒棉棒之表面積1 cm²，並在各個採樣完成的消毒玻璃試管上分別標示各試體編號以玆區別。

實驗時間為2007 年 9 月 10 至 2008 年 1 月 30 日，實驗開始第 1 週之採樣時間為每 2 天 1 次，而後變為每週 1 次，後期採樣時間變為每 3 週 1 次，每次試體採樣都以水分計量測各試體之表面水分含量，用以求得各試體之表面平均水分含量，並以相機拍攝該次試體表面狀態。

(33)

21 3.3 控制氣候條件下室內建築材料黴菌生長試驗

除觀察試體在自然氣候條件（即變動的溫溼度環境）下黴菌生長情形，本研究亦利用可控制溫溼度實驗生長箱進行實驗，期能求得建立室內建築材料黴菌生長評估模式所需資料。此實驗與前述實驗約略相同，以不同表面水份狀態之水泥砂漿試體接種現地採樣之菌種，將其放置於一溫溼度環境可調整為固定狀態之實驗生長箱中進行黴菌生長之觀察。兩項試驗不同之處在於前述自然氣候條件下是以觀察不同試體表面水份含量、試體表面孢子數與環境溫溼度之關係；而本試驗是以顯微鏡觀察不同試體表面水份含量上黴菌生長情況與環境溫溼度之關係，輔以一組量化指標進而評估室內建築材料黴菌生長之情形。

3.3.1 實驗試體準備

此次準備之試體仍為5×5×5 cm³的水泥砂漿試體，依水灰比為水：水泥：砂＝1：2：

3 之比例澆置養護完成，總共製作 24 個試體，試體澆置養護完成後以非破壞性水分計量測各試體表面水分含量，並依據不同的水分含量將試體分為4 組。

每組試體皆為6 個，第 1 組試體為乾燥試體（其試體表面水分約為 7%至 12%），第 4 組試體為高濕試體（其試體表面水分約為 22%至 26%），其餘 2 組試體為中、低濕試體，表面水分大約平均分布於12%至 15%（第 2 組試體），15%至 18%（第 3 組試體）。

將試體放置於可控制溫溼度之實驗生長箱中一段時間後，再以電子磅秤進行秤重，以備實驗結束後將試體烘乾以求得試體水分含量，實驗試體及實驗生長箱配置情形如圖3.3-1 所示。

(34)

圖 3.3-1 實驗試體及實驗生長箱配置情形

(35)

23 3.3.2 試體菌種接種

以定量噴瓶於每個試體周圍的4 個表面平均噴灑菌種溶液，菌種接種完成旋即將試體放入可控制溫溼度之實驗生長箱中，依前人研究及文獻資料，將實驗生長箱之溫度設定於24℃，而相對濕度則設定為 95%，並在實驗生長箱中不定時放置溫溼度感測器用以監測實驗生長箱中的環境溫度及相對溼度。

3.3.3 試體表面觀察

此試驗係以顯微鏡觀察試體表面黴菌生長情形，並參考Hukka and Viitanen（1999）

所建立之木質材料黴菌生長評估指標，其評估方式分為初期顯微鏡觀察部分以及後期肉眼觀察部分；其觀察評估指標說明如下：

0 表示沒有黴菌生長

1 表示可用顯微鏡看到一些黴菌開始生長

2 表示可用顯微鏡看到輕度黴菌生長（覆蓋面積超過 10%）

3 表示可用肉眼看到一些黴菌開始生長

4 表示可用肉眼看到覆蓋面積超過 10%的黴菌生長 5 表示可用肉眼看到覆蓋面積超過 50%的黴菌生長 6 表示可用肉眼看到覆蓋面積達到 100%的黴菌生長

由於上述黴菌生長評估指標乃建立於木質材料上，對於本研究所選定之實驗對象水泥基質材料並不適用，因為水泥基質材料對於黴菌生長反應比木質材料來得低，在環境相對濕度介於90%至 97%，溫度介於 15℃至 23℃的環境溫溼度控制條件下，水泥基質材料之黴菌生長指標都未超過肉眼可視的階段（Ritschkoff et al., 2000），故在本研究中之評估指標會根據實際觀察結果，期能重新律訂出一組符合台灣目前室內建築材料之黴菌生長評估指標方式。

(36)

第四章黴菌數值生長模式結構

4.1 黴菌數值生長模式理論發展

本研究評估黴菌數值生長模式之主要理論，係參考Hukka and Viitanen（1999）所建立的黴菌在木質材料表面之生長評估指標，其黴菌生長評估指標建立方式是在固定及變動之溫濕度環境下，以顯微鏡或肉眼觀察材料表面黴菌生長情形及其生長覆蓋面積為分級評估指標，其黴菌生長評估指標說明如下：

0 沒有黴菌生長

1 顯微鏡下可觀察到材料表面有黴菌開始生長

2 顯微鏡下可觀察到材料表面有一些黴菌生長（生長覆蓋面積超過觀察面積的10

％）

3 以肉眼觀察到材料表面有黴菌生長情形

4 以肉眼觀察到材料表面超過10％黴菌生長覆蓋面積 5 以肉眼觀察到材料表面超過50％黴菌生長覆蓋面積 6 以肉眼觀察到材料表面已達100％黴菌生長覆蓋面積

根據Hukka and Viitanen（1999）之研究顯示，其黴菌生長評估是依據實驗室溫濕度環境與黴菌生長指標相關連後之結果所建立，並以數值模式來描述兩者之關係，也由於其黴菌生長評估指標是以顯微鏡或肉眼的觀察作為評估結果，所以其所建立的數值模式並未考慮其他生物性影響因素之關連性。

Viitanen（1997）於實驗室利用固定及變動的溫濕度環境控制條件，建立黴菌生長起始評估指標（M=1）所需時間之迴歸數值模式，如下所示：

(

0.68lnT 13.9lnRH 0.14W 0.33SQ 66.02

)

exp

=

t_m －－＋－＋（1）

其中tm：木質材料表面黴菌生長達起始生長指標（M=1）所需之反應時間[週]

T：溫度[℃]

RH：相對濕度[%]

W：木材種類：松木邊材＝0（Pine sapwood）、雲杉邊材＝1（Spruce sapwood）

SQ：表面材質：鋸木表面（resawn surface）或一般養分含量＝0、爐乾表面（kiln-dried

(37)

25 surface）或較高養分含量＝1

而到達生長起始指標（M＜1）之前的黴菌生長速率則為：

( )

[

exp 0.68lnT 13.9lnRH 0.14W 0.33SQ 66.02

]

7

1 dt

dM

＋

－

＋

－

＝－（2）

其中M：黴菌生長評估指標 t：黴菌生長時間

但當黴菌生長情形超過生長起始評估指標（M＞1）之後，上述方程式就已不再適用，於是Viitanen 於同年也提出了另一個達到肉眼可見之黴菌生長評估指標（M=3）之數值迴歸模式如下：

( 0.74lnT 12.72lnRH 0.06W 61.50) exp

=

t_v －－＋＋（3）

其中tv：木質材料表面黴菌生長達肉眼可見情形之生長評估指標（M=3）所需之反應時間[週]

而黴菌在適合之環境條件下，生長所需時間之完整數值迴歸模式可經由合併上述方程式而得：

( )

[

exp 0.68lnT 13.9lnRH 0.14W 0.33SQ 66.02

]

^•^K¹^K²

7

1 dt

dM

＋

－

＋

－

＝－（4）

其中 









1 t t

2 1 K

m v

1 當

1 M





(

_max

)

2 =1 exp2.3M M

K －－

由於此數值迴歸模式是根據黴菌在木質材料表面之生長情形所建立的，與本研究所選用之研究材料不同，期能依此研究及數值迴歸模式建立一套較為符合目前我國室內建築材料選擇現況之評估模擬模式。

(38)

4.2 黴菌數值生長模式建立分析

本研究之黴菌數值生長模式係參考前人研究方式來建立，而根據前人研究發現，其研究所選用之環境影響因子主要為溫度及環境相對濕度，本研究則依此選擇研究材料表面水分含量、環境溫濕度與黴菌生長情形之關係，針對在可控制環境氣候條件之靜態實驗情況下，以台灣地區最常見之混凝土建築物材料為研究實驗對象，探討本研究得到之建物材料表面黴菌生長之溫濕度氣候條件，建立相關黴菌生長評估模式之基本資料，將所得到之黴菌生長、溫溼度環境與材料因子之關係，用以評估黴菌在單空間環境中之生長情況及模式。

由於本實驗是以實驗數據去決定函數型式，所以採用因次分析（dimensional

analysis），將實驗所列之變數予以合併成兩個無因次的變數組合，此變數組合稱之為無因次積，只要變化無因次積便可決定對應值，如此便能將實驗結果形成一條單一通用曲線。

而無因次積常稱為Pi 項，所依據化簡的理論又稱為巴金漢 Pi 理論，用以決定無因次參數變數之間有效關係。其主要推導是依據因次的均一性，若一個方程式包含n 個變數，等號左邊因次必須等於右邊任何一項之因次，如此便可將方程式再重新推倒成以下方程式之演算式：

     

ⁿ ⁿ ⁿ

 

_n ⁿⁿ

k

f  ₁ ¹₂ ² ₃ ³  （1）

其中f 為函數；k 為常數；π1為相對濕度；π2為溫度。

函數f 中之各項式描述如下：

 

¹

 

RH ¹

Y_RH k₁₁ ⁿ k₁ ⁿ （2）

 

²



T ²

Y_T k₂₂ ⁿ k₂ ⁿ （3）

 

RH ¹



T ²

Y_n k₁ ⁿ k₂ ⁿ （4）

其中nn值之計算，以相對濕度（RH）為例，將 YRHa與YRHb定義如下：

 

RH ¹

Y_RH_a k a ⁿ （5）

(39)

27

 

RH ¹

Y_RH_b k b ⁿ （6）

1

RH RH Y

Y

RH RH

n

b a

b a



 



 （7）

則n1值即可以下式表示：



^a _b



Ln Ln

n ^b

a

RH RH Y Y

RH RH 1



 





 （8）

同理，n2值可表示如下：

 

^a _b

Ln Ln

n ^b

a

T T Y Y

T T 2



 





 （9）

再由所求出之n 值分別代入式（2）及式（3）即可得到相對應之 k 值。

本研究根據Ritschkoff et al.（2000）所提出的混凝土材料之黴菌初始生長週次與溫度、環境相對濕度關係圖(如圖 4.2-1、圖 4.2-2)，建立出相對應之數值迴歸模擬方程組。

根據其實驗數據資料所建立之黴菌初始生長週次與溫度、環境相對濕度數值模擬迴歸方程組，如下所示：















1.62 97

0.59 90

T 0.04 Y

T 2.85

Y （10）

 















14.67 29 -

23

-20.57 41

15

RH 10

8.30 Y

RH 10

2.18

Y （11）

其中T：溫度[℃]。

RH：環境相對濕度[%]。

Y90：環境相對濕度90%時，實驗所得之黴菌初始生長週次與溫度之迴歸方程式。

Y97：環境相對濕度97%時，實驗所得之黴菌初始生長週次與溫度之迴歸方程式。

Y15：溫度15℃時，實驗所得之黴菌初始生長週次與環境相對濕度之迴歸方程式。

Y23：溫度23℃時，實驗所得之黴菌初始生長週次與環境相對濕度之迴歸方程式。

(40)

Y⁹⁰= 2.85x^0.59

Y⁹⁷= 0.04x^1.62

0 5 10 15 20

10 15 20 25

黴菌初始生長週次( 週)

溫度(℃)

圖4.2-1 文獻之黴菌生長初始週次與溫度關係圖

Y¹⁵= 2.18E+41x^-20.57

Y²³= 8.30E+29x^-14.67

0 5 10 15 20

85 90 95 100

黴菌初始生長週次( 週)

環境相對濕度(%)

圖4.2-2 文獻之黴菌生長初始週次與環境相對濕度關係圖

(41)

29

依據前人所建立之木質材料黴菌生長評估模式以及上述因次分析之巴金漢Pi 理論，我們可以將式（10）及式（11）兩組迴歸方程式推導合併成下列之模擬通用方程組：

 



 











































14.67 29 -

1.62 4

20.57 41 -

1.62 3

14.67 29 -

0.59 2

-20.57 41

0.59 1

RH 10

8.30 T

0.04 Y

RH 10

2.18 T

0.04 Y

RH 10

8.30 T

2.85 Y

RH 10

2.18 T

2.85 Y

（12）

其中Y1為環境相對濕度90%、溫度 15℃時所建立之模擬黴菌初始生長時間之數值模擬通用方程式，依此類推，Y2為環境相對濕度90%、溫度 23℃時所建立之模擬黴菌初始生長時間之數值模擬通用方程式、Y3為環境相對濕度97%、溫度 15℃時所建立之模擬黴菌初始生長時間之數值模擬通用方程式、Y4為環境相對濕度97%、溫度 23℃時所建立之模擬黴菌初始生長時間之數值模擬通用方程式。

以本研究實驗所量測而得之環境氣候條件（環境相對濕度約為93%，溫度約為 22

℃），決定出本研究之模擬黴菌初始生長時間之模擬通用方程式如下式所示：

 

^-14.67

29 1.62

4 0.04 T 8.30 10 RH

Y      （13）

上式再經由整理可得：

 

Y4 ln



0.04 T^1.62 8.30 10²⁹

 

RH ^-14.67



ln      （14）

   

Y₄ ln 0.04 lnT^1.62 ln



8.30 10²⁹



ln

 

RH ^-14.67

ln      （15）

 

Y4 exp

 

ln

 

0.04 ln



8.30 10²⁹

 

lnT^1.62 ln

 

RH ^-14.67



ln

exp      （16）



1.62 lnT 14.67 ln

 

RH 65.67



exp

Y₄      （17）

藉由此通用方程組（式（17）），可將本實驗所得到之環境相對濕度及溫度數據資料代入，以便得到相對應之黴菌初始生長週次模擬值，再將模擬值與本實驗所得之黴菌初始生長週次互相比較，以驗證此黴菌生長通用方程組之可行性。

(42)

第五章實驗結果與討論

5.1 現地菌種採樣結果

本次採樣結果共鑑定出真菌12 屬 14 種，細菌 2 種分別為球菌與桿菌（如表 5-1），

各採樣區詳細結果詳見表5-2。其中出現比例最高的為 Bacteria（細菌─桿菌、球菌），

共出現於12 個採樣樣本之中，其次依序為 Cladosporium sp.、Saccharomyces sp.、

Chromotorula sp.（如圖 5.1-1）。

表5-1 鑑定出之黴菌、酵母菌、子囊菌及細菌種類整理表

類別 Genus（屬） Species（種）

真菌

黴菌

Aspergillus Aspergillus sp.

Cladosporium

Cladosporium fulvum Cladosporium sp.2 Cladosporium sp.3 Fusarium Fusarium sp.

Paecilomyces Paecilomyces sp.

Periconia Periconia sp.

Scolecobasidium Scolecobasidium sp.

Stachybotrys Stachybotrys sp.

Tritrachium Tritrachium roseum

酵母菌

Chromotorula Chromotorula sp.

Debaryomyces Debaryomyces hansenii Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae 子囊菌 Cleithothecial Ascomycetes 細菌 Rod-shaped Bacteria (bacillus)

Round-shaped Bacteria (cocci)

(43)

31

表5-2 各採樣區詳細結果

編號 0.2-PDA 0.2-RPDA 0.2/100 PDA 孢子菌種名稱

A109 X X F ○ Cladosporium fulvum

A109-1 X X F ○ Cladosporium fulvum A109-2 X X F ○ Cladosporium fulvum

A210 X X F ○ Cladosporium fulvum

A210-1 X X F、B ○ Cladosporium fulvum

A210-2 0 0 0 ○

B206 X X F ○ Cladosporium fulvum

Cladosporium sp.3 B206-1 X X F ○ Cladosporium fulvum

B206-2 X X F、B ○

C000 B 0 0 ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) C000-1 B B 0 ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus)

C000-2 0 0 0 ○

C002 F F 0 ○ Cladosporium fulvum

C002-1 X X F、B ○ Cladosporium fulvum C002-2 X F F、B ○ Cladosporium fulvum C002-3 F、B F、B F、B ○ Cladosporium fulvum

D206 F F F ○ Stachybotrys sp.

D206-1 0 0 0 ○

D206-2 F 0 0 ○ Stachybotrys sp.

E100 0 0 0 ○

E100-1 F、B F、B 0 ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) E100-2 X F B ○ 1.Periconia sp.

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus)

E105 0 0 0 X

E105-1 B B 0 ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) E105-2 B F B ○ 1.Debaryomyces hansenii

E005 0 0 0 ○

E005-1 F 0 0 ○ 1.Tritrachium roseum

2.Cleithothecial Ascomycetes

E005-2 0 0 0 ○

E005-3 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) E005-4 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus)

E005-5 0 0 0 ○

(44)

表5-2 各採樣區詳細結果（續）

F604 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus)

F604-1 0 0 0 ○

F604-2 0 0 0 ○

F411 F F 0 ○

F411-1 B 0 B ○ Round-shaped Bacteria (cocci) F411-2 B B B ○ Round-shaped Bacteria (cocci) F311 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) F311-1 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) F311-2 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) G001 B B B ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) G001-1 B F、B B ○ Aspergillus sp.

G001-2 F、B B B ○ Paecilomyces sp.

H204 B、Y B、Y B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae 2.Rod-shaped Bacteria(bacillus) H204-1 B B B ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H204 B、Y B、Y B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria(bacillus) H204-1 B B B ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H204-2 B B B ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H501 Y B、Y Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H501-1 B B Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H501-2 B、Y B B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H6C B、Y B B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H6C-1 B、Y B B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

2.Rod-shaped Bacteria (bacillus) H6C-2 B、Y B B、Y ○ 1.Saccharomyces cerevisiae

(45)

33

表5-2 各採樣區詳細結果（續）

I200 0 0 0 ○

I200-1 F 0 0 ○ Fusarium sp.

I200-2 F 0 0 ○ Cladosporium sp.2

K001 0 0 0 ○

K001-1 0 0 0 ○

K001-2 0 F 0 ○ Scolecobasidium sp.

I009 0 0 0 ○

I009-1 0 0 0 ○

I009-2 0 0 0 ○

N100 0 0 0 ○

N100-1 0 0 0 ○

N100-2 0 0 0 ○

M203 Y Y Y ○ Chromotorula sp. (yeast)

M203-1 Y Y Y ○ Chromotorula sp. (yeast) M203-2 Y Y Y ○ Chromotorula sp .(yeast)

L001 Y B Y ○ Chromotorula sp. (yeast)

L001-1 0 0 0 ○

L001-2 B B 0 ○ Rod-shaped Bacteria (bacillus) 附註：

1. 以 F 代表真菌，B 代表細菌，Y 代表酵母菌，0 代表並未觀察到菌落生長。

2. 因菌種菌落成長速度太快且無法辨認單一個體菌落者，以 X 表示之。

3. 以○代表於該樣本懸浮液中發現到孢子，以 X 代表並未觀察到有孢子。

(46)

Cladosporium sp.

Chromotorula sp.

Saccharomyces sp.

Bacteria

0%

10%

20%

30%

40%

出現菌種百分比(

%)

圖5.1-1 本現地採樣分析出現的菌種百分比圖

雖然此次採樣結果與前人文獻研究中，常發現於室內建築環境的真菌種類有些許不同，但仍在一些採樣區中發現文獻中常見之室內建築環境黴菌種類，如發現於化材系館一樓的Aspergillus sp.（採樣區編號 G001）。

在採樣區編號D206 中亦發現一種會導致嚴重呼吸系統疾病甚至有致死危險的菌種

─Stachybotrys sp.，在國外用來評估室內空氣品質裡一項生物性汙染指標中，此菌種也是被用來當作評估一項除黴工程是否成功的重要指標（Kleinheinz et al. 2006），但由於其生長緩慢且環境條件較為嚴苛，其最低生長曲線範圍為溫度25℃、環境相對濕度須為 95%以上（Clarke et al. 1999），所以也有許多專家建議不需將其視為評估室內空氣品質的一項指標。

在培養樣株菌落當中，某些採樣區的樣株雖無菌落生長，卻仍然觀察記錄到孢子數，此與該區孢子的活性、生長環境條件以及生長所需養分有關，可能存在於樣株上的孢子已無活性，或是該區環境條件並不適合生長，由於進行採樣的季節為春末夏初（採樣時間為2007 年 5 月至 6 月份），根據前人研究發現，宜蘭地區全年 1 月底 2 月初因氣候最為潮濕，所以在這段時間最易受黴菌損害，而7 月至 9 月雖然溫度較高，但環境相

(47)

35

對濕度為全年最低，故此時間較不利於黴菌生長（喻等，2005），而此次採樣時間已接近環境氣候條件不利於黴菌的生長，且學校各大樓均於各學期結束後，會進行各大樓教室及室內空間清潔整理工作，根據喻等（2005）之黴菌生長模擬研究中顯示，若能在一年中清理材料表面數次，則可明顯降低黴菌生長指標。因此，根據上述原因推測可能是黴菌孢子生長活性不佳以及環境條件因子不適生長，進而使得某些採樣區雖有觀察採集到黴菌孢子，卻無法培養出黴菌菌落以供進行分析鑑別其黴菌種類。

而根據量測採樣現地氣候環境因子，可得各採樣區之混凝土牆表面水分與室內相對濕度關係圖（圖5.1-2）以及混凝土牆表面溫度與室內氣溫關係圖（圖 5.1-3）變化情形，

各採樣區混凝土牆表面水分與表面溫度亦隨著室內相對濕度與室內氣溫而變化，尤其是混凝土牆表面溫度與室內氣溫呈現正相關（r＝0.94），而各採樣區之混凝土牆表面水分與室內相對濕度關係也隨各採樣區雖有所不同，但兩者無明顯相關性（r＝0.14）。

(48)

r= 0.14

0 5 10 15 20 25

0 20 40 60 80 100

混凝土牆表面水分 (%)

室內相對溼度(%)

圖5.1-2 各採樣區之混凝土牆表面水分及室內相對濕度關係圖

r= 0.94

0 5 10 15 20 25 30 35

混凝土牆表面溫度 (℃)

室內氣溫(℃)

圖5.1-3 各採樣區之混凝土牆表面溫度及室內氣溫關係圖

(49)

37

本現地採樣分析調查中發現，Cladosporium sp.此菌種在採樣區現地表面水分含量為 10%至 15%、環境相對濕度約為 78%及表面溫度約為 25℃中容易發現到，而

Saccharomyces sp.則在表面水分含量約為 1%至 2%、環境相對濕度約為 60%至 65%及表 面溫度接近30℃之採樣點發現，Chromotorula sp.與 Saccharomyces sp.所發現的氣候環境 條件比較接近，皆屬於表面水分較低之採樣區，可能與此兩種菌種皆屬於酵母菌類，所以此兩種菌種之生長條件與生物特性較為相關。

而本次採樣分析調查也發現，此次所發現的真菌種類較為單純且生長區域集中，

如：Cladosporium sp.集中發現於教學大樓（現已拆除）一、二樓北側教室（採樣區編號為A109、A210）、二樓東側教室（採樣區編號 B206）；以及 Saccharomyces sp.於經德大 樓的二、五、六樓的教室（採樣區編號H204、H501、H6C）中也同樣發現有集中分佈於同一棟大樓的情形（詳如表5-3）。

此次採樣所得到的菌種種類不似前人研究一般環境採樣會得到大量且種類複雜的真菌種類，亦可能是因為混凝土材料表面性質酸鹼（pH）值屬鹼性（Airaksinen, 2003），

導致能依附其表面生長之真菌種類較為單純且分布較為集中。

(50)

表5-3 各採樣區表面及環境氣候因子記錄採

樣區編號

量測位置室內相對濕

度（%）

混凝土牆表面水分

（%）

室內氣溫

（℃）

混凝土牆表面溫度

（℃）

室外天氣

A109 教學大樓 1F 北側教室 N/A 9.9 N/A 23.7 晴 A210 教學大樓 2F 北側教室 N/A 15.7 N/A 25.7 晴 B206 教學大樓 2F 東側教室 N/A 9.8 N/A 25.0 陰 C000 學生活動中心 B1 走廊 N/A 25.1 N/A 22.2 陰 C002 學生活動中心 2F 走廊 N/A 9.9 N/A 24.8 陰

D206 弘道樓 2F 教室 N/A 19.4 N/A 26.7 陰

E100 時習大樓1F

結構試驗室 N/A 19.4 N/A 24.9 晴

E105 時習大樓1F

路工材料試驗室 N/A 37.6 N/A 22.9 晴

E005

時習大樓B1 流力試驗室東邊儲藏室

N/A 19.1 N/A 21.6 晴

E005- 5

時習大樓B1

流力試驗室 N/A 13.8 N/A 24.1 陰

F311 教穡大樓 3F 教室 80.2 22.3 26.6 24.3 雨 F411 教穡大樓 4F 教室 75.9 18.7 27.1 23.5 雨 F604 教穡大樓6F

教授研究室 55.5 15.6 26.8 24.5 雨

G001 化材系系館 B1 儲藏間 82.0 2.1 25.4 23.2 晴 H6C 經德大樓6F 教室 61.4 1.7 31.5 31.5 晴 H501 經德大樓 5F 教室 64.7 0.9 30.5 28.0 晴 H204 經德大樓 2F 教室 63.5 0.9 30.8 28.3 晴 I009 格致大樓B1 教室 83.5 1.5 27.4 25.3 雨 J200 機械工廠2F

專題製作室 78.2 3.9 29.3 25.8 雨

K001 園藝系系館1F

教授研究室 66.6 2.0 28.8 25.9 雨

L001 食品系系館北側大樓

1F 冷氣儲藏室 62.0 1.3 20.8 19.4 晴

M203 食品系系館南側大樓

2F 設備器材室 71.6 1.0 27.6 26.4 晴

N100 生物機電系系館 1F 71.6 2.7 27.5 25.9 晴附註：N/A 無數據資料（因儀器故障導致無數據資料）。

國立宜蘭大學土木工程學系（研究所） 碩士論文 Department of Civil Engineering National Ilan University Master Thesis