木構造
1. 木構造房子需要砍伐樹木,這不是很不環保的事情嗎?台灣有這麼多的樹木可以砍伐嗎?還是需要倚賴進口的材料呢?
蓋房子雖然需要砍伐樹木,但應該利用永續經營的人工林,而不是任意砍伐原始森林裡的樹木。原始森林是地球很珍貴的資源,不容許人為的任意干擾及破壞。在美國國家公園的原始森林裡,樹即使倒下來,也不可以當成枯立倒木移開,或是運出來利用。因為倒下去的樹,也是生態中重要的一環,許多動、植物都需賴以存活。若要蓋木構造房子,只能在許可範圍的人工林裡伐木。人工林就像我們的稻田一樣,種下幼苗,等到成熟採收後,還需再種下幼苗。從幼苗成熟到成為可以採收(Harvest)的大樹,這當中約需五十到七十年的時間;而在樹木成長的過程中,它會不斷地進行光合作用,吸收二氧化碳,有助於抑制溫室效應的發生。從幼苗成熟到可以採收之間,若以七十年計算,即跨越了人類三代的時間,因此人工林的經營多由祖父種樹,兒子照顧,到了孫子那代才真正有所收穫。若要代代都能收成,那麼代代都需要種樹,代代都得照顧經營,才能成就永續經營的人工林。許多歐美先進國家的森林都是這樣經營的。台灣人過去比較短視近利,山林被砍伐利用後,就不再種樹,而改種蔬菜、水果、檳榔、茶葉等快速回收的所謂「高經濟作物」,結果對環境造成了巨大傷害,禍延子孫。如果我們能夠學習歐美,以永續經營的方式經營山林,在過去被濫墾的林地上重新種回原生種的針葉林或濶葉林,那麼不只將來子孫有木材可用,而且也有助於環保。
同樣是蓋一棟房子,相較於混凝土和鋼骨,木材是最環保的一種建材。樹木從成長到製作成材的這段過程中,因為進行光合作用而吸收大量的二氧化碳,且遠多過它所排放的二氧化碳(木材中儲存了大量的碳素)。而混凝土及鋼骨在製造的過程中,不但會產生大量的二氧化碳,而且其所消耗的資源及所產生的污染、廢棄物,都較木材為高。也因此,在「京都協議」(註1)生效後,台灣若要嚴加執行降低二氧化碳的排放量,那麼石化、鋼鐵、水泥等工業都需要加以限制,而種樹、造林等可以減少二氧化碳的產業,則需要加以鼓勵。
台灣的森林面積約為21萬2千4百公頃,約占全台面積的58.5%,其中72.7%是天然林,20.1%是人工林,7.2%是竹林。台灣森林木材的蓄積量約為358萬立方公尺(其中天然林占85.6%,人工林占13.9%,竹林占0.15%),但不是所有的林地都可以隨意地砍伐利用,而應該在生態或國土永續經營,以及經濟利用兩方面取得平衡,並且限制每年可砍伐的樹木數量及區域,而且必須限定在永續經營的人工林。使用木材蓋房子,一定要確定木材的來源,絕對不要使用來歷不明的木材,因為那有可能是從原始林或熱帶雨林盜採來的。目前台灣市場上,進口的人工林木材選擇性很多(進口占了99%),價錢也比省產材便宜,但如果從我們這一代開始,大家都能養成正確使用木材的觀念,永續造林,那麼到我們兒孫那一代時,就有更多的台檜和台灣杉可以使用了。循此擅用木材蓋房子,是非常環保的事情。
儘管蓋木構造房子需要砍伐樹木,但如果人工林經營得當,不失為鼓勵造林的好方法。台灣目前山坡地的濫砍情況非常嚴重,許多原本是森林的地區,現在樹木都被砍光了,進而改種檳榔和茶葉,這對水土保持和整體生態都造成很大的傷害。想要改善這個情況,政府光是指責百姓唯利是圖、濫墾山林,也於事無補;除了道德勸說之外,還必須誘之以利、廣為宣導才行。目前台灣的木構造建築在市場上的占有率不到1%,對木材的需求量很低。種了樹如果沒有人買,當然就沒有人做賠本生意。如果台灣的住宅型態能排除現有的法令障礙,也仿效北美或日本,以較環保的木構造來取代鋼筋混凝土構造,相信自然就有人願意造林了。政府的林業單位若能進一步與業界合作,開發省產材用作住宅構造,例如採用台灣杉蓋2×4的現代式住宅、採用小尺寸的省產材製作大跨距的桁架,或以結構用的集成材(Glulam)來蓋巨蛋;甚至可以就低海拔的樹種如相思木、木麻黃,來探討其當作建材的可行性;或是利用台灣盛產的竹子,製造結構用的夾板等建材……。這麼一來,在台灣加入WTO後,也許可以為許多棄守稻田的農民開創出另一條新路。如果真有這麼一天,你可以想像一下,到時不只在山上,連在平地都處處可見綠色的森林和竹林了。
2. 聽說住木構造房子比較健康,是真的嗎?為什麼呢?
居住環境會影響人體健康。人工合成的材料容易釋放出有毒的化學物質,污染室內空氣,造成所謂的「Sick House Syndrome」。很多人長期的頭痛、過敏、鼻塞、喉嚨痛等症狀,其實都源自「Sick House Syndrome」,但一般都誤以為只是感冒,結果吃下大量的藥物卻不見改善。天然的建材如原木,會釋放出天然的精油(芬多精),有益於人體健康。看不見的「電磁場」(Electromagnetic Fields),也會對人體健康產生負面的影響(Geopathic Stress)。
不只人體的皮膚會呼吸,包覆在外的第二層皮膚──衣服,也要能呼吸,才能保持身體的健康和舒適;第三層皮膚──房子,也要能呼吸,才能確保健康的室內環境。天然的木頭是會呼吸的有機體,住在木構造的房子裡,就好比穿上純棉的衣服,對使用者來說,比較健康。
居住環境的溫度,也會影響人體健康。相較於混凝土及鋼骨,木材的導熱性低、隔熱性佳,所以木構造的房子室內一向冬暖夏涼,是非常舒適的居住環境。此外,木材也具有吸濕和脫濕的功能,有助於室內保持穩定的相對濕度。許多天然木材(檜木、杉木、樟樹、側柏和花旗松)所含的精油成分,對蟎蕨類的繁殖具有抑制的作用。利用木構造所釋放出的芬多精,可以抑制室內因蟎蕨類所引起的過敏症狀。 氡氣是對人體有害的放射性物質,曝露在高濃度的氡氣環境中,有導致肺癌的風險。依照台灣大學森林系王松永博士〈綠建築環保健康材〉的研究顯示,水泥建材的氡氣濃度較木材高出許多。在混凝土構造的住宅裡,氡氣的濃度是木構造住宅的一‧六倍;而在混凝土構造的校舍裡,氡氣的濃度(53-82 Bg/m3)是木構造校舍(3-22 Bg/m3)的五倍之多,因此住木構造房子對人體比較健康。
3. 木構造房子完工後,應該如何維護?有哪些定期保養的工作?花費會不會很高呢?
房子就像汽車一般,定期維護檢查可以使房子的性能維持在最佳狀態,並且延長使用年限。木構造房子完工後,主要的定期檢查工作如下:
- 定期檢查房子周圍及鋼筋混凝土(RC)基礎部分有無白蟻活動的痕跡?
- 給排水管線是否有漏水?
- 清除屋頂、天溝及排水溝的落葉,以確保排水暢通。
- 除濕機及冷氣機的排水是否暢通?是否會造成積水現象?
- 檢查房子是否有受潮的現象?例如,窗戶結露水、浴室排氣是否正常?院子灑水系統是否會噴到外牆?屋頂是否有漏水受潮的現象?
- 洗槽、洗碗機、洗衣機等設備的排水是否正常?
- 地下室及基礎牆的鋼筋混凝土(RC)是否有龜裂現象?(龜裂處會成為白蟻入侵的管道。)
- 浴室及廚房的防水填縫劑(Silicon)是否有鬆動脫落的現象?
- 外牆材料有無損壞、受潮的現象,外牆與門窗的接縫處防水填縫﹙Caulking﹚是否完好?
- 屋瓦及屋頂的泛水接頭有無受損或鬆動脫落的現象?屋面材料是否有老化現象?(屋面材料有固定的使用年限,依材料特性可分為十年、二十年,到三十年以上不等。)
- 屋外不可以堆積木材、紙箱等,院子枯死的植物、樹幹、樹根要移除,避免引來白蟻。
- 定期修剪庭院枝葉,避免植栽接觸房子的外牆,引來白蟻。
- 外牆每隔三到七年﹙依氣候、日曬條件及油漆品質而定﹚,應使用油漆或護木油來保養,以延長木材的使用年限。戶外木地板每隔幾年也需要加以清洗,以及加上護木油及潑水劑(Sealer)。
- 定期檢查電線管路、電器用品及消防偵煙設備,以確保其功能正常。
4. 什麼是「京都議定書」?
京都協議(京都議定書;Kyoto Protocol) 近年來在全球各地都發生氣候異常的現象,「地球暖化」(Global warming)是促成這些異常現象的主要因素。此乃世界各國在工業化過程中,大量排放二氧化碳,以致造成溫室效應而促成了地球暖化。1997年,第三屆「締約國會議」(the Third Conference of Parties)在日本京都召開,於〈聯合國氣候變動組織條約〉(the U.N. Framework Convention on Climate Change)中訂定了「京都協議」(Kyoto Protocol)。
「京都協議」意在藉由減少二氧化碳(造成溫室效應的主要氣體)的排放量,來抑制地球暖化的現象。在這個條約之下,所有工業化國家(Industrialized Countries)都必須在2008年到2012年的五年之間,將二氧化碳的排放量降回到1990年的排放量標準(平均減少排放量約5.2%,視各國情況而定,譬如美國是7%,日本是6%,歐盟是8%)。
「京都協議」於1997年訂定後,因美國(全球二氧化碳排放量第一名)認為協議範圍未將中國(全球二氧化碳排放量將在幾年後超越美國,成為世界第一)納入,而不願簽訂,導致該協議一直無法生效。2004年年底,因蘇俄總統普丁終於也簽訂了該協議,於是「京都協議」從2005年二月起開始生效。
美國不願簽訂「京都協議」的另一因素是,森林對二氧化碳的減量有很大的助益(森林中每立方公尺的木材量,每年會吸收0.95公噸的二氧化碳,而樹木進行光合作用會產生1公噸的碳水化合物、吸收1.6公噸的二氧化碳,並且釋出1.2公噸的氧氣。以上數據參見王松永教授〈木質構造建築在綠建築之重要性〉一文)。因此美國要求,「京都協議」應將各國森林面積所形成的二氧化碳減量因素納入考慮,這項要求有利於森林覆蓋面積廣大的美國及加拿大,卻不利於歐洲。雖然布希政府對「京都協議」仍然強烈杯葛,但美國各州其實都已自發性地頒布了降低二氧化碳排放量的法令。例如,科羅拉多州要求所有的大型設施在2015年之前,所使用電力的10%必須是再生能源(renewable energy sources);或是利用風力及太陽能發電,以減少二氧化碳的排放量;加州政府也要求,在2016年之前,將所有汽車會產生溫室效應的廢氣排放量減少30%;紐約州也決定,將追隨加州政府的這項法令。美國的跨國企業如福特汽車、IBM等公司,也已經開始進行減少二氧化碳排放量的方案,以因應他們在海外市場將會遭遇的挑戰。
「京都協議」生效後,台灣也可能被要求減少二氧化碳的排放量。在不影響經濟成長的原則下,國家發展勢必在許多方面作大幅度調整。例如,抑制高耗能的產業,如煉鋼、水泥、石化等產業;提高生產及能源使用效益,工廠生產設備更新為低耗能高產值的設備;提高發電效率;開發利用再生能源;節約用電。
以水泥及鋼鐵來蓋房子是高耗能的作法(生產1公斤的水泥會排放0.4公斤的二氧化碳,生產1公斤的鋼筋會排放2.32公斤的二氧化碳),而且鋼筋混凝土的房子隔熱效果很差。美國早在七○年代能源危機之後,為了節約能源,建築法規要求所有建築都需達到高隔熱低耗能的設計(R值提高),也因此在美國,鋼筋混凝土的住宅在七○年代之後,就幾乎從市場上消失了,因為鋼筋混凝土的房子要設計到與木構造房子同等的隔熱值,價格會遠高於木構造房子。按成功大學建築系林憲德教授的研究顯示,台灣建築產業耗能所排放的二氧化碳占全國總排放量的24.3%,而建築物於夏日用於空調的尖峰時間,用電量占全國發電量的1/3。
在歐、美、日等先進國家,住宅大多都是使用木構造,不只因為木構造住宅提供健康的居住品質,而且因為木構造對生態、環保、二氧化碳的減量都有很大的貢獻,普遍為教育水準及環保意識高的人民所接受,因此使用隔熱性能高、低耗能的木構造建築,有助於大幅降低二氧化碳的排放量。
5. 台灣的颱風、地震頻繁,木構造房子夠牢固嗎?安全嗎?
1. 抗震
台灣位處地殼板塊移動的邊緣地帶,地震頻繁,所以在台灣,建築構造的抗震性能是基本安全要素之一。
地震的作用力與構造的重量成正比。在同樣規模的地震中,重型構造比起輕型構造所需承受的作用力更大。因此在地震頻繁的地區,構造物最好輕量化。在同樣強度的結構中,鋼骨和木材比鋼筋混凝土來得輕,而且木材的Damping Factor較鋼骨及鋼筋混凝土為優,所以木材是非常適合地震地帶的建材。依照過去國內外幾次重大地震記錄來看,木構造建築的抗震表現相當傑出。例如,1999年台灣的九二一大地震(M7.3),東勢地區災情慘重,許多鋼筋混凝土構造因此受創;然而東勢大雪山製材場的木構造(興建於1959年),卻仍然無損;1995年日本神戶大地震(M6.8),在一片受損的房屋及公共設施當中,許多現代化的木構造建築都沒有出現受損的跡象;1964年美國阿拉斯加強震(M8.4),導致大量的建築倒塌,然而一些沿坍方下滑的木構造(2×4),其木框架構造基本上並未受到損害。
根據過去抗震性能的研究顯示,木構造建築可以抵抗地面加速度超過0.69g的強震,對於保護人員的生命安全而言,是相當牢固安全的構造。
2. 防颱
台灣每年夏秋,平均會遭遇四到六個颱風侵襲,因此構造物的抗風性能,便成了設計時的考量重點。與抗震性能相反的是,重型構造比輕型構造的抗風性能為佳,因此鋼筋混凝土構造的抗風性能比鋼骨及木構造為佳。然而在現代設計中,鋼構造和木構造藉由鐵件的連結及加強,可以抵抗140mph(62.2m/s)的颱風。
像美國的佛羅里達州,每年也都會有好幾個颶風(颱風)來襲,所以當地住宅多採用木構造。多年前,在Andrew颶風的破壞下,佛羅里達州的法規作了一些修正,為的是加強木構造的抗風設計;經由結構的抗風設計,可以抵抗符合當地法規140mph(62.2m/s)的瞬間最大風速。也因此2004年,在幾個創下歷史紀錄的颶風侵襲下,那些沿用新法規設計的木構造全都安然無恙。(台灣過去史上最大的瞬間風速為台北49.1m/s,台中39m/s,花蓮62.1m/s,台東51.8m/s;所謂的陣風達到十六級,就表示瞬間的最大風速大於51.5m/s,這在台北、台中地區從未發生過)。只要有妥善的設計和施工,木構造在颱風頻繁的台灣,也是可以發展成安全牢固的結構。
6. 由於木材怕火,所以木構造房子面對火災的威脅時,有沒有什麼因應的對策?
一般人認為,木材是可燃物,因此木構造房子比鋼構造房子怕火。其實這是不正確的觀念。你若是去露營過,生過營火,你就會知道木材其實並不怕火。生火時,如果我們把大塊的木頭丟到營火裡,將發現火根本就生不起來。因為木材在燃燒時,表面會形成一層碳,木材的斷面要是超過一定的尺寸,這層碳反而會變成絕佳的阻隔層,足以保護內部的木材不再燃燒。所以在歐美、日本等先進國家,營建法規都容許以大斷面的木構造(樑柱在8英寸以上)來蓋公共建築(如巨蛋、廠房、幼稚園等),而不需在木材外面再加上防火處理,這是因為大斷面的木構造防火性能好(像超過一定尺寸的膠合樑,就可以達到一小時的防火時效)。至於一般2×4的木構造建築,由於木材的尺寸小,容易燃燒,因此需要外加防火的石膏板,這樣就可以組合成一到兩小時防火時效的防火構造。
在美國,消防隊救火時,比較怕的是遇到鋼構造建物的火災,而不是木構造。因為鋼骨受熱到一定的程度時,強度就會突然大幅衰減,導致整個結構坍塌下來(像九一一事件中的「世貿大樓」),消防隊員常在無預警的情況下,陷入火海,喪失生命。反倒是在木構造建築中,不會有使消防隊員誤判火勢的情況發生。
一般住宅的火災,多半是因室內窗簾、裝修夾板、床單或沙發的燃燒而起,然後產生濃煙,造成人員的傷亡。釀成火災的原因並不會因為房子採用的是鋼筋混凝土構造、鋼骨構造或木構造,而有所區別。國人對於木構造的防火觀念,仍停留在早期的日式建築或傳統桁架的印象,而這些建築構造所使用的木材尺寸小,所以易於著火,而且從前並沒有利用石膏板組成防火牆的觀念。
7. 聽說白蟻會蛀蝕木材,請問木構造的房子有沒有防治白蟻的方法呢?
白蟻喜歡潮濕的環境,因為在乾燥的環境下,白蟻會脫水而死,所以若要防止白蟻危害,首先要確保木構造房子不會漏水、受潮;再來,就是要阻絕白蟻來襲的路徑。例如,在房子周圍的土壤裡埋設一圈Termite Shield,以防止白蟻從土壤進入房子的範圍(這是澳洲式的作法);或者把房子抬高,不讓木材直接接觸土壤;另外防腐材的使用,也是防止白蟻蛀蝕的有效方法。
最近有一些較環保的藥物,也可以用來消滅白蟻蟻巢。例如以昆蟲生長調節劑(六伏隆)當誘餌,埋在房子的四周,當白蟻來食時,就會將混有藥劑的木材帶回巢裡,餵食其他的白蟻,這樣一來,就可以消滅整個蟻巢。
8. 台灣的氣候潮濕,木材會不會因此腐壞受損呢?
木材是有機體,如果設計不當或疏於保養,當然容易腐壞受損。如果設計得當,那麼木構造房子的壽命要達五十年以上並不困難。像台灣現存的許多日式住宅,都是光復前就蓋好的,屋齡至今也快六十歲了。在不同的氣候條件下,蓋木構造必須要有不同的防水和防潮工法。像美國佛羅里達州的邁阿密市(Miami),氣候條件與台中幾乎一樣,年降雨量約1,524公厘,夏天的相對溼度也高達80%-90%;在那裡,住宅也以木構造為主,三、四十年以上的木構造房子非常普遍;而由鋼筋混凝土蓋成的房子,則非常罕見,因為後者住起來太熱太濕,極不舒服。
在潮濕的氣候下,如果木構造可以保持適當的透氣,並且作好防水的設施,那麼室內的木材就不會腐壞。至於室外的木材,則必須選用抗腐的樹種(如檜木、加州紅木或美西側柏),或者作好防腐處理、塗上適當的保護漆,這樣一來,木材也可以成為耐久的建材。
9. 木構造房子的隔音效果好嗎?在屋裡走路,會不會發出很大的腳步聲?
小時候,我們住的是日本宿舍,在裡面跑步追逐,地板、門扇就會震天作響。木材的震動、共鳴,是材料的特性使然。像舞蹈教室或NBA籃球場的地板,都會特意架高木板,不讓木板直接接觸混凝土底板,以保持地面足夠的彈性,避免造成運動傷害。因此去觀賞舞蹈時,你會聽到舞者上下跳動、踏在木地板上的聲音,但觀眾也不以為意。
一般美國的木構造住宅,多半是獨棟建築,所以沒有特別加強隔音,隔間牆的隔音等級約在35-39 STC,樓板的隔音值約在40-45 STC,比起台灣的房子(磚牆41-45 STC,15公分厚的混凝土牆47 STC),隔音性能稍差。(※STC的數值越高,就表示隔音的性能越好。)
但一般美國木構造使用在旅館、公寓等公共建築時,就必須加強隔音的性能。藉由石膏板、隔音棉及彈性的固定槽(Resilient Channel),可以使木構造的隔間牆隔音等級高達50-59 STC(一般音控室及音樂教室所要求的等級約為46-50 STC)。而木構造的樓板,則可以藉由類似的工法,達到55-59 STC的高隔音等級,施作上並不困難,關鍵在於know how。「美國石膏板協會」都已經把這些木構造防火、隔音的實驗數據製作成手冊,公布給大眾。你只要稍懂英文,依照手冊的圖例施工,就可以達到所需的隔音效果。其實,如果你住過美國的木構造房子,也住過台灣的鋼筋混凝土(RC)房子,相較之下,你會發現台灣的RC房子很吵,幾個人在一起講話,整間房間的聲音就變得又大又刺耳;那是因為混凝土及磚牆的吸音性差,於是造成室內的迴音無法控制。木構造房子因為吸音性好,反而不會產生這種現象。
10. 在高密度的都會區適合蓋木構造房子嗎?有沒有高度和面積的限制呢?又,若要蓋成高層的樓房,那要怎麼蓋呢?
在台灣,營建法規限制木構造房子的樓高不能超過四樓。在美國,一般的限制是以不超過三樓為準。在美國或加拿大的都會區,常可見到許多六、七層樓高的建築,下面三、四層樓都是採用RC或鋼骨構造作為商業和辦公空間,最上面三層又回到木構造,作為公寓、住宅使用。因為住過木構造房子的人,是不會再住進混凝土構造的房子裡,所以許多美國的都市,像西雅圖、洛杉磯,或加拿大的溫哥華,都常出現這類混合式的建築物。 台灣的都市已經全面開始實施容積率的管制。像台中市,大多數的住宅區樓高都限制在四層樓上下,是很有機會以木構造來蓋房子的都市。只是目前台灣的法規在防火部分,對木構造仍然限制重重。例如,木構造住宅需自基地線退3公尺,且外牆不可以是木材(美國西雅圖的多數住宅區只需退1.5公尺,且外牆可以是木材)。在台灣,若是木構造的外牆離基地線小於3公尺,就需要將外牆及屋頂的樣本送去防火實驗室作耐火測試,整個審查流程約需耗時三、四個月,耗費幾十萬。所以一般在都市想蓋木構造住宅的業主,都會被嚇得改用混凝土構造。台灣的政策有時真的令人無所適從,政府一方面推行綠建築,鼓勵蓋木構造,可是另一方面,營建法規卻又對木構造進行嚴格的管制。法規條文仍停留在只對混凝土構造作出明確的防火標準,對木構造卻沒有訂定明確的防火標準細目,導致只要木構造建築一旦離基地線小於3公尺,就要送到實驗室去作耐火測試(RC構造就不用)。這樣的法規在現實市場的運作機制下,讓有心蓋木構造房子的人怯步,變成一部鼓勵混凝土構造的法規。其實,政府為了保護公共安全而作出嚴格的把關,立意本來是好的,但由於限制過於嚴苛,結果卻造成無形的障礙。
我們若以西雅圖或洛杉磯等都會的住宅區為例,他們的法規除了規定前院、後院需要有較大的退縮外,側院都只退5英尺(1.5公尺);獨棟住宅的木構造,是不需要任何的防火時效,樓地板面積也不受限制(UBC Code)。因此從街上望去,房子與房子之間大多只有3公尺的距離。也不知是不是他們的消防隊比較有效率,我們在那裡住了那麼多年,很少聽說有人因住宅失火而喪生。反觀台灣,不時看到葬身火海的新聞報導,而台灣這些火災,卻又常發生在混凝土或鋼骨構造的房子裡。
如果純就北美的現代工法及當地的法規而言,中、低層的木構造很適合都會區;但在台灣,目前因為防火法規的限制,蓋木構造變得極為困難。至於高層樓房,在北美或台灣都不適合使用木構造,除非是使用大木構造來蓋巨蛋,或是學校的體育館,這在北美和日本,倒是很常見。
11. 我可以從哪些地方檢查木構造房子的屋況是否良好?尤其在颱風或地震過後,哪些地方需要特別注意是否受損?
藉由平時的定期檢查,將基礎、外牆、門窗、屋頂、落水頭、天溝、給排水、電器及瓦斯裝置、廚房、洗衣房、浴室的排水、防水、通風設備等列成一份清單(或從加拿大的CMHC網站下載「住家保養表」﹝Home Maintenance Schedule﹞),每月利用一個週末的時間,按照清單,花兩、三個小時繞行房子一周,作目視檢查,就可以確認房子的屋況。其實,定期檢查對鋼筋混凝土或鋼骨構造的房子來說,也是必要的,可以預防房子的小問題演變成大問題,以致日後需要花費更多的錢來修繕。
颱風前,必須注意房子旁有無可能會傾倒壓到房子的樹,如果有,就將之移除或修剪,並架以支撐固定住。再來,還要確定門窗是否牢固。在美國東南部地區,每年颱風(Hurricane)來臨前,政府及相關單位都會建議屋主用百葉或夾板(Shutter)將門窗保護好,這跟台灣屏東或宜蘭地區很多住宅的窗戶都會加上捲門的作法,有點相像──颱風來臨時,居民就將捲門放下,保護門窗不被強風摧毀。此外,所有鬆動的東西都要固定好,以免被颱風吹走,對他人造成危害。
在美國的颱風及地震地區,當地法規都會特別要求加強屋頂與牆、牆與基礎的固定,以抵抗風力及地震力。美國木構造房子的補強工作很容易,因為市面上有專為加強結構所設計的鐵件(如Simpson Strong Tie),所需的工具也簡單(鋸子、電鑽、鐵鎚),不像鋼筋混凝土的結構補強工作那麼複雜。
颱風過後,需要檢查屋頂、天溝、外牆及門窗是否鬆動受損,或是出現滲水、積水等現象。還需爬上閣樓(Attic)檢查屋架與牆的頂板、接頭五金是否牢固,以及檢查牆的地檻板與RC基礎結合是否受損、地下架空部分(Craw space)是否積水。 地震後的檢查工作,除確定房子結構的接頭是否遭到破壞、開始鬆動外,還需觀察地基是否有位移、龜裂或傾斜的現象,以及房子的架構是否傾斜(一般發生在柱樑系統構造的剪力牆不足時)。特別要注意的是,瓦斯管線是否受損?是否有漏氣現象?給排水管是否漏水?化糞池、糞管及排氣管是否受損?
12. 如果木構造房子未來有更動空間格局或擴建的需要,會不會很困難?
木構造房子的改建及增建,相當容易。因為木構造屬於乾式施工,而且木材加工容易,不需要重型機械;在擴充或改建時所產生的噪音及污染較少,施工期也較短,很多屋主會到Home Depo(像台灣的B&Q)買工具及材料,自己動手施作。相較之下,混凝土構造的擴充或改建,敲除時所產生的噪音及粉塵,對工地周圍的住戶會產生極大的干擾。混凝土構造在完工後的很長一段時間裡,由於水份仍會不斷由混凝土中釋出,因此造成室內溫度過高,對居住者的健康及裝修建材都會產生負面影響。木構造房子的改建及擴充因為施工容易、工期短、污染少,因此是歐美日等先進國家住宅多採用木構造的原因之一。
13. 什麼是CLT? 建築用CLT有什麼優點? 能蓋到多高?
CLT(Cross-Laminated-Timber;多層次實木結構積材工法)20年前由德、奧共同研發成功,2007年技術完全成熟;2014年,日本開始利用大量的柳杉製造CLT,同年,全台第一棟CLT建築在台中-台灣森科(Woodtek)總部,使用十年至今。
以下羅列CLT九大優勢,不使對環境好,對住在裡面的我們更好:
- 環境永續
木構建築對環境沖擊低,以建造一棟136平方公尺的住宅計算,包含建材生產過程的二氧化碳排放量估算鋼筋混凝土製造了78.5公噸,木構造18.5公噸,為RC的四分之一,木材可以固定二氧化碳,因此CLT的使用壽命對於減少全球二氧化碳排放量更具有重要意義。
- 更耐用
即便是在炎熱潮濕的氣候,只要正確的使用木材與保護,將是一具有高耐久性的材料,因此日本仍具有存在超過1000年的木造建築,CLT由木材所構成,同樣保有這樣的優點。
- 更舒適
隔熱是保持家中舒適感的關鍵,CLT 的隔熱性佳,住在裡面省能又舒適。混凝土在夏天白日吸收日照熱,且儲熱強,晚上待我們回到家時放熱,木材的熱傳導係數是混凝土的1/10,是鐵的1/350,且具有天然的溫暖感,不似冬天的混凝土冰面。而CLT被認為是最接近實木的建材,隔音性佳,製造過程中所使用之膠合劑用量低,使用非甲醛系膠合劑則更無有害的甲醛逸散量問題,因此CLT可被認為是一種不僅對人而且對寵物犬貓的身體都有益的建築材料。
- 更精準
「CLT的精準度達至小家具等級,誤差僅為2公釐。」與NLT和DLT的木材不同,CLT其縱向層和橫向層為交叉取向,木材在水平處的收縮和膨脹程度減小到可忽略的量,而靜態載荷及形狀穩定性較傳統木材高出許多。建築施工中使用的所有CLT均在工廠預處理,為使現場順利組裝,加工尺寸精度非常高。
- 更快速
CLT比混凝土更容易運輸,且裝配非常快,因為它被精準切割,運至工地後以乾式組裝施作,快、精準、乾淨,特別是在大規模的施工中,與其他施工方法相比,施工週期存在很大差異,可有效地節省時間成本。另外CLT在施工過程中,不怕雨淋,因為木頭能往外冒濕氣,在這1、2個月期間,案場就可以開始安裝水電等管線設備。
- 大建築輕量化
木材的比重約為0.3~0.8 g/cm3,相較於混凝土的2.3 g/cm3和鐵的7.8 g/cm3,1立方公尺的混凝土約重2.7噸;而1立方公尺的CLT重400公斤,具有相同的阻力,卻有更高的可塑性。在原公賣局改建為嘉義市美術館的設計中,王銘顯以CLT外牆替代原外牆,不但減輕建物重量,也統合了鄰近3棟建築的立面。他表示,原先的鋼筋混凝土外牆12公分中,需拉水電管線、綁鋼筋,之後上內外模板、灌漿,末了進行防水工程與貼磁磚等,以CLT外掛牆工程代替,可省下一半工期,並可直接吊掛,無需搭鷹架,相對安全。
- 更耐震
台灣是地震頻繁的國家,高剛性的CLT也被稱為具有高抗震性的材料,日本所進行的全尺寸振動台實驗試驗中,CLT建築物的變形相當低,同時建築物亦無損害,結果更指出即使在地震後CLT建築仍可繼續用。由強度角度視之,木材之比強度更是鐵和混凝土的幾倍至幾十倍,因此,木材是一種質輕而強的建築材料。這樣的材料可以減輕中型建築物的地面加固負擔,並且即使在大型建築物中,將CLT用於地板和承重牆的比例在日本也逐年增加。
- 高耐火性能
木材防火請參考第六題。在CLT的建築中,即使在火場30分鐘後,CLT仍保有相當強度而不致坍塌。CLT與傳統木構的差別在於一般木材會順著紋理膨脹收縮,CLT的單元板材都有經測試後將品質相似的分類在一起由工廠加工,因此品質相對穩定多。而輸出的板材也會有防火测試,故CLI本身不易燃,甚至因工法為重型木構,相較一般木材能更有效地防火,台灣已拿到CLT的内政部所頒發的認證,5層125mm的CLT具有1個小時載重耐火時效。來自加拿 大的防火工程師也指出,5層實木結構積材合成板已可在120分鐘內有效防火。
- 大垮距
CLT比同樣尺寸的其他結構材強度和剛度更大,也比鋼材的強度重量比大,CLT可以直接作為承重牆使用,應用在大跨距之樓板、牆與屋頂,中間無須支撐構件,CLT梁的跨度能實現無柱空間,沒有結構限制後,自由度相當高,意味著建築師、工程師們可以突破各種限制進行設計。
以上參考國家林產技術平臺,欲了解更多資訊,歡迎聯絡考工記! CLT往中高層建築發展,2019年3月,挪威的米約薩塔(Mjøstårnet)完工,高達18層的混合用途建築高85.4米,建築面積約11,300平方公尺。2021年,瑞典Sara Kulturhus Centre大型酒店結合劇院和圖書館等空間,高75公尺,以打造永續建築聞名的White Arkitekter設計,他們提出到2030年後所設計的建築皆會以碳中和的理念完成。在英格蘭,9層全木結構的Murray Grove Tower 住宅大樓在短短9個星期內就豎立起來,整體施工時間約四個月,遠遠少於常規混凝土施工所花費時間,放眼亞洲,新加坡南洋理工大學,兩棟六層樓高的商學院大樓Gaia,占地43,500平方公尺、旁邊大波浪形屋頂設計的體育館The Wave,能容納千人,CLT已被證實能設計高樓及大量體,更能突破混凝土難以達到的出挑、大跨距限制。過去數年中,八至十層的CLT建築,在義大利、英國、澳大利亞和鄰近的日本紛紛興建,奧地利幾乎成為CLT原鄉,從醫院、體育場館、瞭望台、公共建築等都可以見到CLT的身影,世界重量級的工程顧問和建築師事務所,也都開始關注這一領域的發展。所以,跟上趨勢,與混凝土分手吧!