木竹建材乃天然材料之一，屬於生態性綠建材之一，而木竹構造建築是符合地球永續環保原則的綠建築。近年國際淨零碳排議題成為全球共通性之氣候環保、金融經濟、科技研發乃至國安課題，民國111年3月30日行政院公布我國「2025年淨零排放路徑」並提出「十二項關鍵戰略」，內政部自2021年啟動規劃至2030年我國淨零建築推動策略及事項，其中2023-24年辦理「我國推動淨零建築與應用推廣計畫」，在計畫績效指標之一「6. 研議及推廣木竹構造等建築減碳工法」項下，本年度本所將進行3項應用計畫，分述如下:
依據國際能源總署（IEA）解析目前全球碳排主要來自建築產業，2020年更有高達37%的碳排放來自住宅、建築業等直接或非直接的碳排放。若木竹材料能有效成為建築材料，其原料本身所具備之固碳能力，將隨著應用之營建工程以構材、構件、構造型式存在於建築物，並有效固碳於建築內，同時木構造工法較諸RC造、鋼構造工法更為符合永續、環保、減碳要求，倘若能普遍採用於建築工程，其綜合特性將可望降低建築產業之碳排放量，達到淨零碳排目標。鑑於木竹構造及其工法所帶來之減碳效益，為使木竹建材於建築生命週期內能維持有效固碳之特性，確保木竹建材耐燃化，減低其燃燒釋碳的機會，乃是推廣木竹建材應用於建築物構造過程之重要關鍵技術。木質建材耐燃化過去國內研究資料較多，竹建材耐燃化則相對較為欠缺，有關基礎工程性質、耐燃性及耐燃技術工法等均有待積極建立。本計畫將完成分析各種木竹建材(含工程木材)於營建工程中之固碳量及耗能效率，評估木竹建材帶來之減碳效益，同時建構本土木竹建材之基礎工程性質(物理性質、力學性質及熱傳性質)資料，並研提木竹建材(含工程木材)之耐燃技術有關分析資料及防火設計建議。
- 直交集成板(CLT)應用於複合構造之防火性能技術研議
- RC或鋼造建築轉型為淨零建築，增加木竹建材應用於建築物將是有效可行策略之一，透過木竹材構造之生命週期內能有效固碳於建築之特性，達到降低整體建築物建造之淨零碳排目標。今年度將針對國內常見RC梁柱作為主要結構系統之建築物，探討直交集成板(CLT)應用在RC建築物樓板的可行性，並建立「複合構造」結構系統之設計方法，而CLT樓板與RC梁或鋼梁之接合部防火安全乃是建築管理與工程實務上最受關注之焦點。因此本計畫將針對國內外不同木材製CLT樓板(歐洲雲杉、北美SPF、國產柳杉CLT)與RC梁構件及鋼梁構件之接合工法進行1小時標準耐火及加載性能實驗驗證，耐火實驗後進行炭化深度的量測及記錄。最後將綜整本年度實驗數據資料與先前實驗資料，據以提出木構造建築物設計及施工技術規範中第九章增訂CLT樓板防火設計建議草案，包含CLT樓板與鋼或RC梁構件之接合工法設計施工建議。
- 集成材(GLT)應用於複合構造之接合部防火性能評估及設計方法建立
在淨零建築節能減碳新技術及工法研發與推廣應用上，集成材(Glued-laminated timber/ GLT)與其他構造結合型式也是不可或缺的應用方式。GLT為國內市場常見的工程木材，構築形式多樣且易於與他種結構混用，如鋼結構柱與集成梁的結合，不僅為乾式預鑄施工方式，結構重量大幅減輕，而且鋼結構柱強度高，柱底接合處結構性能較木結構柱腳接合優良許多，整體能夠形成重量輕而側向剛度、強度大的耐震結構。工程實務上使用的集成材國內外已有豐富的耐火實驗成果，透過調整構造斷面達到耐火時效目標，然結構接合部(木質與木質構造、木質與RC或鋼構造)火害影響以及火害後強度的相關實驗數據則較為缺乏。本計畫將製作實大尺度之集成材梁-柱接頭以及集成梁-鋼結構柱的複合構造接合部試體，先以耐震試驗評估接合部原有性能，再以標準耐火試驗評估接合部的耐火性能，將測定集成材梁-柱接合部試體受損(碳化)範圍以及斷面中之溫度分布，並以結構試驗評估其剩餘強度、韌性等性能，成果將提出集成材與鋼結構接合部火害後之殘餘結構性能評估建議方法。