危老都更重建 - 新建物可考慮的輕量化建築設計

發布日期2021/12/29 作者戴雲發

台灣地理位置因素地震頻繁,氣候又屬海島型氣候,房屋結構系統設計上則著重於平、立面要方正、對稱,考慮到變位及舒適性,當地震來臨時,結構體才能平衡穩固,不會產生額外的扭力,降低引發裂縫的產生,而危老都更重建的建築物,如何打造一棟耐震安全的好宅,在結構設計施工上,還需從鋼筋工程、混凝土工程、模板工程…等的施工品質及整合一併考慮,才能有效提升結構體本身防裂、防水、防漏之性能。

現代材料科技日新月異,就如同飛機及汽車的材料應用上也一直朝輕量化且耐用性高的規劃設計前進,目標是符合原有的架構安全性之外,藉由輕量化能降低油料或能源的使用。同樣道理,房屋結構安全也是一樣,大家平常在工地看到工人將一包一包的水泥及砂拼命往上部樓層吊運,進行所謂的泥作打底工程,但卻從未仔細思考過,這些牆面及梁側的泥作打底所額外增加的砂土重量,會占多少結構重量百分比?無形間增加的建築物自重是否會影響建築結構安全?答案是肯定的。

而如何將建築物自重輕量化的議題已無法被忽略,如新建築能朝向輕量化規劃設計施作,建築本身自重受地震力的影響將會降低,進而提升建築結構的安全性。以下將針對如何降低建築物本身自重進行分享。

▌泥作打底工程經核算,其增加的水泥砂漿打底重量約佔結構重量的7%-9%。

一、減輕大樓外觀裝飾

以外牆磁磚來說,必須針對不同的尺寸大小、厚度及重量採用對等且適當的黏著材料,在乾淨的外牆黏著面進行黏貼,並在現場進行拉拔試驗測試,以確保所用的磁磚黏著劑與現場施工品質都符合黏貼安全品質。另外,外牆大理石也是熱門美化的裝飾材之一,不少的個案訴求為全棟石材外牆,除了美觀,更應重視施工時,吊掛石材的配件是否搭配不鏽鋼或防鏽材質。以建築安全考量,全棟使用傳統厚重的石材會讓整棟建築物重量增加,當地震來臨時,受地震力搖晃的程度也比一般大樓還要來的大,貼附大理石的掉落風險性也會相對提高,所以建議在建築外觀設計上盡量只在低樓層位置才設計較為厚重大理石裝飾,高樓層位置則建議以一般粉刷或輕質方式施作較佳。

倘若重建後為高樓層建築,外觀以大理石設計施作時,也非民眾早期認知只有厚重的大理石吊掛方式才可以選擇。目前已經有較高的創新加工技術,可以採用天然石材所削薄而成的超薄天然石片,來取代厚重的大理石裝飾材,並且可配合建築物曲面變化調整石材曲面,配合複合石材乾掛方式,即可達到安全輕量化及安裝快速化,這在未來新建築中是可以有效減輕大樓自重且有效預防大理石日後掉落問題,對整體建築安全很有幫助。

 
▌此建案立面採用輕量化安全天然石材工法,來取代厚重的大理石裝飾材,並且可配合建築物曲面變化調整石材曲面,配合複合石材乾掛方式,即可達到安全輕量化及安裝快速化,有效減輕大樓自重且有效預防大理石日後掉落問題,對整體建築安全很有幫助。
▌結構體外牆磁磚貼附剖面圖。

二、內部裝修輕隔間設計


當老屋進行重建翻新時,心裡一定是既開心又喜悅,但也一定會有些許的緊張加不安,因為室內裝修是一門不簡單的學問。大部分的人會委由設計師加以設計並負責安排裝修;少部分人會依照心裡的藍圖,自己找尋工班,再自行與負責的工班一邊討論一邊進行施作,進而完成所有裝修。近幾年來室內裝修中的隔間牆,已從傳統的磚牆改為質輕的輕隔間牆,輕隔間不僅可以減輕建築的重量,當地震來臨牆體不幸倒塌時亦不容易被壓傷。輕隔間的板材種類多樣,舉凡:石膏板、矽酸鈣板、水泥板和灌漿板等等,其價格親民、可塑性高、具備防火效能、施工迅速且板材可回收等優點,再加上近幾年來建築法規修訂及環保意識抬頭,使得輕隔間逐漸成為社會大眾普遍採用的室內隔間裝潢工法之一。

所謂輕隔間乃是一種採用質量輕的鋼架做為骨架,再搭配板材而加以拼接成的隔間工程,輕隔間工程大致可分為二類:乾式隔間及溼式隔間。

●   乾式隔間、溼式隔間

1、乾式隔間:一般採用石膏板或矽酸鈣板施作,隔間內可視需求填塞隔音棉,施工速度最快,重量也最輕,常用於房間的隔間,格局要更變時也最容易拆卸,但較不耐潮溼,衛浴、廚房等用水區域較不建議採用乾式輕隔間。

2、溼式隔間:又稱灌漿牆,是一種在隔間內填入輕質混凝土、保麗龍球的隔間系統,內含保麗龍球的配比愈高,牆體重量愈輕,不但大為減輕牆體重量,且仍保有混凝土不透水的特性,常用在衛浴、廚房等區。僅限於特定板材適用,例如:纖維水泥板。

而輕鋼架也是一種採用輕質性的骨架做為基礎架構,然後與板材組裝而成的天花板工程,輕鋼架天花板工程則可略分為明架天花板和暗架天花板二種。

   明架天花板、暗架天花板
 
1、明架天花板:是一種方塊形狀的天花板,其規格為60cm×60cm,當骨架架立完成後,便可以將板材一塊一塊蓋上,明架天花板完成。
▌圖為明架天花板。

2、暗架天花板:顧名思義就是一種看不到天花板的支撐架,所有的骨架架立完成後,鎖上一片一片的板材,即可完成的天花板裝修方式,其中暗架天花板除了基本的平面造型以外,還能利用板材的特性、設計師的巧思和裝修師傅的巧手,做出獨特的天花板造型。

一般輕量化建築除了採用輕隔間作法外,亦可在建築規劃階段導入「系統模板免泥作工法」,精準施作且不需後續泥作打底整平,可大幅減少水泥砂漿重量,更可減少鋼筋用量及縮小結構斷面,並達到牆面防裂防漏水效能,增加室內淨使用空間。建築輕量化後受地震力的影響將降低,讓危老都更重建後的建築提升建築結構的安全性,而地震來襲時,輕量化建築搖擺變小即樓層變位較小,可以避免建築物的裂縫產生,也是從事建築規劃、設計與施工單位努力研究思考的方向。

 
 

戴雲發Profile

Alfa Safe建築系統 創辦人
社團法人建築安全履歷協會 創會理事長
社團法人中華民國建築經營協會 理事長
中華民國消費者文教基金會房屋委員會 召集人
「國家卓越建設獎」評審委員會 施工品質類評審委員