技術專題｜巨木 Mass timber 應用於箱體式模組化建築之可行性-德豐木業

在美國箱體式模組化建築(Volumetric modular construction)的組成框架，多採用輕型框架木材或冷軋型鋼間柱。近年來巨木構造因其具有適用於此類市場的潛力，而受到廣泛關注，並有相關專案逐漸開發，用以探討應用於模組化建築的影響因素，以及巨木構造可能適用的領域。多數採用巨木構造的模組化專案都包含結構用直交集成材（CLT），結構用集成材（glulam）則用於支撐相鄰模組單元之間的開口部位，或是將巨木構件與框組式(light-frame)木構造結合之開發案。

發展箱體式模組化建築之優勢：

① 現場施工與模組製造可同步進行。

② 模組運抵現場時，通常已完成 80%～95%。

③ 安裝速度快，可縮短施工工期。

④ 減少現場組裝時間，快速完成建築包覆，可降低施工期間受天候影響的風險。

⑤ 模組在受控環境中製造，有助於控制品質及工人工作滿意度。

⑥ 提升施工現場安全性。

⑦ 模組化構件可預先採購並鎖定成本。

⑧ 可減少現場廢棄物，施工量減少，現場更加整潔、安靜。

除了在箱體式模組化建築已知的優勢之外，巨木構造的運用具有一些額外的優點：

① 減少構件數量
構件數量可以大幅減少，對工時與成本上有顯著影響。

② 較少的表面裝修
巨木構造之設計特色為在符合規範下允許構材外露，因此模組單元可減少石膏板的使用量。

③ 外露構材本身優良的耐火性能
外露的巨木構造通常能達到建築物所要求的1 或 2 小時耐火時效。

④ 提升美觀性
親生物設計（Biophilic design）被認為是改善使用者福祉的一種策略。開發商發現，這種美觀性的提升具有更快的出租速度、更低的租戶更替率，以及較高的租金水準。

⑤ 降低複雜度
諸如牆板上的窗戶開口鋸切、木材接合部位的定位與開槽，以及樓板組件中管線與機電開孔的鑽孔等作業，均能在設計階段完成協調，並於巨木構材的工廠加工。另外，已完成預製並可直接安裝的構件，可將其配置到特定模組的指定位置，如此，模組化工廠便接近成為一條組裝生產線，同時也藉以簡化了採購訂單的數量、施工圖的複雜程度，以及構件的追蹤管理等費時且墊高成本的項目。

⑥ 模組化巨木構造專案的規範選項
在建築規範IBC增列IV-A(18 層， 270 英尺，巨木構件不允許外露）、IV-B (12層，180英尺，巨木構件允許有限度局部外露）及 IV-C (9層， 85英尺，巨木構件允許外露）等三種建築類型。主結構防火時效在IV-A型需達3小時之規定，其餘2小時即可，而樓板防火時效方面，此三類型皆為2小時。

⑦ 巨木構造在災害救援與住宅快速部署方面的應用
巨木構造模組化建築非常適合應用於災後復原工作，小型的住宅單元可以進行大量生產，並快速運送及組裝。美國林務局（U.S. Forest Service）與 WoodWorks最近合作開發一項原型單戶住宅的設計，可用於快速部署至遭受野火等自然災害影響的地區。另外，巨木構造近來也被視為可解決住宅短缺問題的一種方式，可應用於附屬住宅單元（ADU）及單戶住宅模組。