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建築研究簡訊第105期 《業務報導》

建築物外牆瓷磚劣化改修及替代工法

  據內政部不動產資訊平台之106年第2季統計,國內住宅類不動產屋齡超過30年者已達46.57%,以建築生命週期40年期間顯示已近半建築進入高屋齡時期,建築之各部材須逐步進行相關改修考量與規劃,其中國內由於潮濕、溫差大,與地震頻繁等環境因素的影響,或因早期工法技術的不健全等因素,進而使得外牆飾面材料的劣化、污損或開裂特別明顯。這樣的現象除影響市容景觀,也造成公共安全上的隱憂。其中廣泛舖貼瓷磚的外牆,由於接著黏結材料的物性衰退,造成外牆多年後劣化範圍逐漸擴大而造成不定時剝落,或砸損車輛器物,或傷及無辜,甚至致人於死的情況,也都時有所聞。綜上所述,顯見為外牆瓷磚劣化尋求出合宜的改修工法實為一刻不容緩之公共安全課題。

  國內既有建築物外牆飾面更新工法中,以瓷磚飾材改修最為普遍。在此類外牆的改修工程中,通常確認外牆劣化部位後,會先於劣化範圍內將脫黏部分清除乾淨,再重新舖貼新的飾面。而其中也有部分作法是選擇將其他舊有瓷磚一併打除,再選擇新的飾面材料。而在外牆瓷磚劣化改修工程中,從打除時的振動、產生的噪音、垃圾粉塵以及廢棄物的處理等,都是在改修過程中所必須面對的問題。此外,若施工過程中,對於原有瓷磚飾面的處理失當,輕者或許造成未能有效清理牆面之劣化瓷磚,更甚者恐造成建築外牆的二次傷害,進而影響更新後牆面之耐久性。因此,本所以外牆瓷磚劣化改修及替代工法為主題,就國內外常見之改修工法現況進行了解,並提出替代工法以進一步提升國內外牆改修工程品質。

1、彙整國內外瓷磚外牆改修工法

  本所將先就國內常見之改修工法,對其工程特性需求,以及施工方式進行了解,並釐清其與各種劣化現象的關係(圖1),參考先進國家(如日本等國)所採行較為常見的改修工法進行歸納與探討(圖2)。

圖1 外牆瓷磚劣化原因

圖2 國內外瓷磚改修及替代性工法整理

2、外牆改修工法執行現況

  各類改修法在面對不同劣化現象所受到的影響,包含新面飾材之選用、原有外牆瓷磚剝落可能性、固定於原結構體之強度等,而從改修工法的執行內容來看,可進一步依改修工程之生命週期進行階段性之分析。

  改修前評估包含既有劣化診斷以及處理,此部分通常會直接影響改修工法的選擇,以確認可符合該建物瓷磚外牆既有特性 (如結構強度、既有瓷磚各構造層劣化狀況等),並且通常與此階段即可依原外牆處理方式以及面飾材之選擇確認可採用之改修工法。而施工驗收部分,則依所選用之改修工法以及既有外牆飾面特性,針對外牆瓷磚剔除與否、錨釘等固定件固著於結構體之方式、新面飾材施作各細節等進行確認,以維持改修後外牆飾面之強度與穩定性,避免再度產生劣化甚而剝落現象造成公共安全的危害。

  對於既有工法內容以及國內實際執行案例調查的結果,將依此作為彙整適於國內瓷磚外牆劣化改修法之參考,並提出相關之施工注意事項與適用工法之特點(表1),供未來瓷磚外牆改修業主與施工單位參考。

表1 國內適用各改修工法綜合比較表

分類 工法別 外觀性 耐久 原外牆飾面 施工性 環境影響 經濟性
原飾面外觀維持 改修後一致性 整體飾面美觀性 飾面材選擇性 理想耐久年限 處理方式 新面飾材貼覆需求 工序之多寡 工時長短 施工空間之需求 施工之難易度 二次劣化之風險 外在環境條件需求 粉塵產生 噪音與振動影響 施工廢棄物產生 工法所需工料成本 施工相關設備需求

假設工程及其他成本

瓷磚重貼改修法 改良式硬底壓貼工法 -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
黏著劑黏貼工法 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
塗料改修法 塗料改修工法 -- -- -- -- -- -- -- --
外牆複合改修工法 網釘工法 -- -- --
乾式改修法 蓋板工法 -- -- --
金屬軌工法 -- -- --
既有飾面保留法 短纖維透明塗料工法 --

○ : 較耐久、較簡易、較低價、較理想等相對符合改修需求

● : 較繁複、技術門檻較高、較高價等相對較無法符合改修需求

-- : 與對照工法近似,或無從比較是否符合改修需求

◇ : 須依個案現況方可確認是否相對符合改修需求

3、瓷磚外牆劣化改修工法選用流程

  目前國內對於外牆改修現況的探討分類不一,所採用的分類方式從建築構造形式、劣化的種類、改修工法的特性、施工現場維護、施作工序與改修成本等不同面向都有,加上施作廠商與業主在面對外牆改修時所考量的因素各有不同,也因此易造成資料混亂與選擇工法時查詢不易。

  為使國內施作外牆瓷磚改修時可以更具全面性的來考量,以進行改修工法的選擇,本所除確認既有的改修方式外,亦同時針對工法的特性進行案例調查及業者訪談,並對過去文獻中有所變革的內容進行釐清後,彙整相關資料 (如工法所造成的環境衝擊、施作工序內容、工法特性等) 並建立出可供評估的工法選用依據(圖3、4)及標準施作程序(以瓷磚重貼改修法為例,如表2)。

圖3 瓷磚改修及替代性工法選用流程-1(保留既有飾面)

圖4 瓷磚改修及替代性工法選用流程-2 (更新既有飾面)

表 2 瓷磚重貼改修法

改修法說明

國內普遍使用作為改修建物瓷磚外牆之改修方法,以剔除原有劣化部位之瓷磚,並更換新瓷磚重新進行貼附,以水泥砂漿或黏著劑作為黏著層固定瓷磚於建物外牆。

適用工法

改修法材料

  1. 硬底壓貼工法
  2. 改良式硬底壓貼工法
  3. 黏著劑工法

面飾材

黏著 (固定) 方式

瓷磚

  1. 水泥砂漿
  2. 黏著劑

適用工法示意

硬底壓貼工法

改良式硬底壓貼工法

改修法施工注意事項

施工前評估

  • 確認劣化範圍與確認需剔除之面積

劣化處理

  • 確認劣化範圍是否達到粉刷層,若有則須確保剔除至結構體
  • 依不同結構體表面精度調整粉刷層的厚度,厚度較厚時須進行補強1,避免粉刷層之自重影響強度。

面飾材選用

  • 需確認瓷磚規格有足夠深度之背溝,以確保黏著砂漿完整貼附瓷磚。
  • 瓷磚選用應避免重量過重。

面飾材施工

  • 施工前應先充分清洗與濕潤瓷磚與施作面,以避免灰塵與雜質造成影響黏著層附著力。
  • 因應不同溫濕度環境需針對黏著砂漿的塗佈面積與厚度進行調整
  • 須確認施作面為具足夠附著力之粉刷面
  • 須確保施作面具足夠粗糙面以維持黏著砂漿之附著力

完工驗收

  • 以拉拔試驗確認瓷磚之附著強度是否足夠2
  • 可配合打診與紅外線檢測確認完工之改修範圍。

使用維護

  • 於自然災害後須確認外牆飾材之劣化現象與程度,並進行維護。
  • 外牆之各項設備作業需確認其施作是否造成瓷磚外牆構造損害。註1 : 依不同厚度補強方式有所差異,國內既有相關案例以4 ~ 6公分即須植筋後綁鐵焊鋼絲網;7 ~ 8公分則需補植筋後進行灌漿補漿。

備註

註1 : 依不同厚度補強方式有所差異,國內既有相關案例以4 ~ 6公分即須植筋後綁鐵焊鋼絲網;7 ~ 8公分則需補植筋後進行灌漿補漿。註1 : 依不同厚度補強方式有所差異,國內既有相關案例以4 ~ 6公分即須植筋後綁鐵焊鋼絲網;7 ~ 8公分則需補植筋後進行灌漿補漿。

註2 : 依國內規範標準為採用ASTM C583進行現場瓷磚拉拔試驗,須達10 kgf/cm2以上。

  如此一來,當面臨外牆瓷磚劣化時,使用者或是設計施工人員將能有所依據,針對建物個案之條件進行適用性評估後,快速且明確的找到合適且可靠的外牆改修工法,以確保相關改修工法可有效應用於個案,以促進國內施工品質提升,創造更加安全舒適的社會環境。