對建築結構與設計之管見  

 --現階段木質材料已適合廣泛應用於現代各類建築

       作者:美國建築結構專家  江振東

       提供:全美林

 

由於過去的建築物在木料的使用上,特別是以木料作為建築物的主要架構時,沒有經過防火、防腐的特殊處理與建築設計上的考慮,導致如有火災發生時,火勢蔓延迅速;或者是因水份長久隱藏於木料之內或其周圍環境,致使木材腐爛或招來白蟻。上述這些不當的經驗,給人們對使用木材建造的建築物留下了不良的印象,也導致台灣在近幾十年來,遠離了木構架建築物的原因之一。 

在美國,早期(約數十年前)上述這些對木材的不良印象,也曾留在一些人的記憶之中。截至今天為止,使用於建築方面的木材產品,經過業界及林產品專家不斷的研究與改良,木料在防火與防腐的處理及其抵抗性已有了突破性的改良。美國西部及東部各州所使用的"統一建築物規範(Uniform Building CodeUBC)"裡,其第25章即是專為建築木料而寫。

在這一章規範裏頭,不但對於木料的防火,防腐處理有詳密的規定之外,也在建築設計方面作了詳細的建議,來配合事先已作過的防火、防腐處理。那麼木構建築能有長期的壽命便不會再為人們所懷疑。事實上,在美國各地,一百年以上的木構建築物也幾乎是到處可見的。

其實,木構建築,在有人類以來,即存在了。除了因為它的來源容易之外,人類對於天然木材的質感都會有一份特殊的偏愛

。即使今天,我們在台灣所看到的建築物主體材料雖然大都為鋼筋混凝土,磚牆或是鋼構,但是我們仍然沒有忘掉對木料這份〝情有獨鍾〞的感覺;在室內的佈置方面,我們常常會很自然地儘量去使用木料。諸位朋友,既然我們對木料有這樣一份說不出的情感,不知您是否也還曾想過,在室內的佈置上,除了將木料作為表面裝修材抖之外,它也可以用來作為隔間材料之用。在今天建築物(無論是辦公大樓,商業建築,住宅大樓或是住、商、辦公室混合使用之大樓)的層數愈蓋愈高時,減低建築物的重量,乃是結構工程師所願意見到的。我們都知道,當房子的重量愈重時

,用以抵抗地震力的梁、柱系統或是剪力牆,相對的也要加強,其結果則為造成更高的建造費用。若是以木材及〝吉普勝板〞(gypsum  board隔間牆,則可以大大的減低建築物的重量。     

另外,根據世界各地所產生的大地震震後之勘查報告,磚造及空心磚造的房子乃是最易受地震破壞的建築材料。其原因為:一.它重量重;二﹒當它與其它主体材料(鋼筋混凝土或鋼構)併用時,它有可能改變原先結構工程師所預期的主體結構材料之結構行為,致使地震發生時,使建築物招致破壞。這些資料可在自1940年加州El Centro大地震以來,各項世界大地震的勘察報告中得知,使用木料隔間牆的另一優點,為易於水電管道的裝置。傳統的磚造,空心磚造,甚至混凝土隔間牆,在安裝水電時,每每要敲、打、鑽那已成形的隔間牆。木料隔間牆則無此之虞。甚於上述的優點,我們極力的推薦諸位朋友,採用木料隔間牆,儘管美國的U.B.C.對於強震區(第四級地震區,如加州的舊金山灣區及洛山磯地區)的木構建築有其層數的限制(最高不得超過五層)。但是木結構的專家相信,現今的建築技術,可以使木構建築達到比這更高的層數。因此,他們仍在努力提出證明,以期讓建築主管官員們能夠允許木構建築物能有更高的層數。

事實上,在1989年舊金山灣區的芮氏7.1級的大地震中已經讓一座五層樓高(第二層樓板為預力混凝土)的木構建築證明其防震度的可靠住。這座建築物絲毫未受到地震的損傷,然而座落於其附近的海灣大橋(Bay Bridge)及屬於880號公路一部份的高架橋,皆受到地震的破壞,特別是後者。 另外在舊金山市北部一處海埔新生地(Marina District)之磚造及空心磚建築也大受地震肆虐之害。因此,我們可以知道木構建築在抵抗地震力上有其獨到之處。或說其他建築材料對於防震方面也有對等的效果,但是比其木構建築,其造價及施工時間均無法與之相比。

另外在一棟高層建築物頂樓幾層當中使用木構,也是值得考慮採用的設計方式之一。此種混合結構體,除了可減低造價及施工時間外,並能增加建築物的美感及其趣味性與多樣性。因此,我們願意在此再次向您推薦木料在建築上的使用,以期我們在日常生活當中再度享有我們一向喜歡的天然木質材料。

 

 

 

 

 

 

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