木構造房屋以木材當作主要建材，不但在建設階段會比其他構造建築物省能源，進而使二氧化碳排放減量；從其為樹木在林地生長開始便藉由自身的能力將碳固定在植物體內，作為建材時也不會使碳素流失，相當符合近年來節能減碳的思維，同時在其生命週期內，均可將碳素固定在建築物內，因此木構造建築無疑的就是一種良好的綠建築。在政府極力推動綠建築政策時，推廣木構造建築將是不可或缺的重要工作。

圖1、木構造房屋建造時會比其他構造建築物排放較少的CO₂，達到減碳的效果

在木結構的諸多工法中，以框組壁式工法為現在的大宗，框組壁式木構造房屋是近代工業化後的產品，特色為以小斷面、小尺寸的木構材框架，組成承重結構牆系統的住宅建築，是北美住宅的主流，引進台灣後，近年來已成為國內木構造房屋的主要型式。然而台灣位處亞熱帶，高溫多濕的氣候，迥異於屬溫帶氣候的北美地區，因此木構造房屋的結構牆若不能依現地的氣候條件加以改良設計，造成壁體內水分的聚積，就容易有腐朽、發霉、遭白蟻危害、漏水等問題產生，因而減少了房屋的使用年限。

圖2 木構造房屋壁體內因水分的聚積而產生的腐朽、發霉、白蟻等危害

試驗用木構造房屋

木構造房屋壁體內的水分聚積主要是受到室外氣候環境的影響，在相對潮濕的環境下，室外大氣中的水氣就會透過牆體本身的孔洞，進入到壁體內，因此若能有效阻隔外部水氣的侵入，就可以減少木構造房屋壁體內的水分聚積。

為探究在不同木質框架壁體的結構設計下，結構牆壁體內水分含量的變動情況，我們在福山研究中心建造了一棟外牆尺寸約4.2 × 2.8 × 3 公尺，具單斜屋頂之試驗用框組壁式木構造房屋，在其中2面長方向外牆部分分別以3片 1.2 × 2.4 m (4 × 8 ft) 木質框架壁體結構牆組成。在結構設計上，採用3種不同型式之構造，分別為A.傳統式框組壁牆、B.高效能式框組壁牆與C.高效能附加活性碳防潮膜框組壁牆等3種不同構型設計，主要差異在於高效能式框組壁牆較傳統式結構牆多加一層Polystyrene板以加強避免木材構件浸滲水份之設計，每一測試牆組中，分別埋設溫濕度監測器各一組，同時並另設置一未加任何水分阻隔設計的對照牆組，以比較水分阻隔設計的效果。

圖3、試驗用框組壁式木構造房屋

試驗木屋室內外溫度與相對濕度

自2009年1 ~12月的監測結果如表1所示，由表1得知在觀測期內，室外溫度最低為3.8 ℃，最高溫度則達到了36.9℃，平均溫度為21.9℃；而室內溫度的變化，最低為6.5℃，最高溫則約為33.5℃，平均溫度為22.2℃，試驗木屋的室內溫度比室外的平均溫度為高。在相對濕度的變化上，室外相對濕度最低時為30.1%，最高的相對濕度則達到了100%，平均約為83.4%；室內部分的相對濕度最低時為55.0%，室內最高的相對濕度則同樣是達到了100%，平均約為80.7%。

表1、試驗木屋室內外溫度與相對濕度監測值

以變異係數分析後，可知試驗木屋室內溫度變動的變異係數為9.67%，室外溫度變動的變異係數為13.28%，因此可知試驗木屋室內溫度變化較室外溫度的變化緩和；試驗木屋室內溫度變動的各時刻的平均溫度約在19~26℃之間，而室外平均溫度的變動則約在18~27℃之間，如圖4所示。

圖4、試驗木屋室內與室外溫度之變化

不同木質框架壁體結構對室外水氣的阻隔能力

表2的監測結果顯示，三種不同構造型式之框組壁牆組，對室外水氣的阻隔能力均與對照牆組有差異顯著；其中對照牆組壁內的相對濕度最低約為52.1%，最高為97.2%，而平均約為89.6%，而Type A牆組壁內的相對濕度最低約為58.1%，最高為96.8%，平均為69.1%；Type B牆組壁內的相對濕度最低約為55.7%，最高約為94.8%，平均約為66.7%；而Type C牆組壁內的相對濕度最低為42.6%，最高約為90.1%，平均則約為63.0%。與室外相對濕度的變化相比較時，可知三種不同構造型式之框組壁牆組均能阻隔部分的室外水氣進入壁內。而監測結果也顯示，三種不同構造型式之框組壁牆組的水氣阻隔能力為Type C > Type B > Type A。

表2、試驗木屋測試牆組相對濕度監測值

圖5、不同測試牆組壁內的各小時平均相對濕度變化

不同測試牆組壁內的各時刻的平均相對濕度變化則如圖5所示，三種不同構造型式之框組壁牆組壁體內平均相對濕度的變動幅度均明顯比室外的相對濕度變化小，而對照牆組因為缺少各式的水氣阻隔設計，壁體內平均相對濕度的變動幅度則比室外的相對濕度變化大。

Type C牆組的結構中使用了活性碳防潮膜，由於活性碳本身有極為豐富的微孔（1 g的表面積可達600~1500 m2），這些微孔具有高吸附性及過濾的功能，是很好的調濕材料，因此在水氣阻隔能力上表現最好，活性碳也能抑制一般建築在潮濕狀態下形成的酸性環境，減少白蟻或蟑螂等害蟲，防止木材腐朽增加耐久性，除此之外還能夠吸收木材內的有機化合物，使居住環境感到舒適，但價錢相對較高；相較於活性炭的使用，Type B 和Type A則是使用油毛氈作為牆體的夾層材料，油毛氈以紙類為基材，讓其與石油瀝青飽和，使材料更有韌性且具有防水功能的建材，材料耐候性佳，適用於海島型氣候，也是市場上一般木構造房屋施工時所使用的夾層材料，油毛氈在施工時期需要熱柏油作為貼著材，可有效貼附在壁內的孔隙上，但在高溫度下易裂，且浸透性較低，此特性當內部水氣含量達一定程度時，會無法將水氣擴散到外部，故仍需長期監測觀察會否有水分含量升高的現象，Type B牆較Type A牆多了25 mm隔熱板的厚度，在油毛氈不易向外傳送水氣的情況下，會不會有比Type A牆更大量的水氣累積，也需要更進一步的監測。

圖6、採用適當的水氣阻隔措施，就可以減少木構造房屋壁體內的水分聚積

結語

節能減碳是政府施政重點之一，木構造住宅不但有助於二氧化碳的排放減量，也能達到節能的目標，是值得推廣的一種綠建築。經過良好設計及維護之木構造住宅，非但可提供優良的居住品質，且使用年限較之鋼筋水泥建築亦毫不遜色！而木材為生物材料，對於環境中的有調節溫溼度的效果，許多前人研究也指出居住在木質環境比例高的房屋內，能夠讓人體感到舒適，且在台灣這樣高溫高濕的地區，木材的調節作用具有很高的價值，然而對於建築物的居住除了結構強度之外，耐久性也相對重要，國外針對木屋隔熱及防水研究多年，制定許多的設計標準、建築系統與監測的技術，都是為了提升建築耐久性以及預測結構弱點加以補強的目的。在興建木構造房屋時若能因地制宜採用適當的水氣阻隔措施，就可以減少木構造房屋壁體內的水分聚積，延長木構造房屋的使用耐久性。

文章提供：塗三賢博士