國內建築模板工程採用新工法之問題分析

☆卓利彥 ☆☆楊智斌

摘要
         在傳統建築物興建過程中,模板工程由於需要大量之人力,且對建築結構體之工期及成本影響很大,近年來已有不少新工法陸續研發或引進,然而新工法在大多數的建築工程中並不普遍,箇中原因值得深究以提升使用率與效益。本文以國內某建築個案之模板工程,就其施工過程中,分別於不同工區採用新工法與傳統工法進行比較分析,並歸納國內採用新工法時所遭遇的問題,以供未來推展新工法之參考。

一、前言

         國內目前建築工地之模板工程施工時,大多仍以傳統工法進行,然而傳統模板工法施作時,經常由於工人素質良莠不齊、作業區區分不當、材料與機具堆放規劃不善等現象,而經常導致工作效益低落及施工時危險重生等問題,甚至造成工程成本增加、工期拉長、品質變差等結果,因此相關單位無不積極於改善此一狀況。雖然有些工地會以提升現場管理能力做為改善問題之手段,但其成效有限,若要徹底改善就有賴工法上的改進。
         本文所稱之傳統工法是指以木模板(2.5-5cm)為主要構件的施工法,其他配件包括角材(木條)、鐵釘、螺栓、鐵線、隔件、鈸釘等[1]。由於材料特性,傳統工法之材質容易腐爛及損壞,重複利用性不高,但可任意施作任何形狀之外觀及已普遍使用為其最大之優點。傳統工法施作時,工人經常使用電鋸截取所需單元材料,而造成工區環境污染,甚至造成材料需求增加,且由於拆模時間較長,若有工期壓力,常需使用多套模板致使成本增加。
         本文所稱之新工法係指能夠節省材料、增加使用次數、作業便利、工期較短、拆模後混凝土面品質良好之系統模板。近幾年來國內陸續採用的新模板施工方法如:YH系統、DOKA系統、DH系統等系統模板工法[2,3]。系統模板有些使用金屬模板,所以配件以搭配之金屬製品為主,若系統模板使用金屬製品,則其尺寸精確、重複利用性高,且由於可使用吊具輔助施工,所以效率高、工期通常較傳統工法短,但因模板使用金屬製品,所以投資成本高,且應用彈性較低。此外,有些系統模板使用清水模板,強調設計標準化、重複性高、施工確實、精度高、混凝土表面平滑、無需粉光。
         經由上述對模板工程之傳統工法與新工法之說明可以發現,傳統工法與新工法皆有其優、缺點,然就整體產業發展而言,應以採用新工法做為主要考量,以使施工技術得以提升,並創造更好的研發環境做為產業升級之基礎。以下對於國內建築工地施工之模板工程在使用新工法時所遭遇的問題進行分析,以供有意使用新工法者參考。

二、個案分析

         本文以台北縣土城市某大型集合住宅工程之工地進行分析,該工地原設計以傳統工法施作,但因眾多因素考量下,將其中一棟十八層樓高之集合住宅模板工程全委由日本技術工施作,其施作之工法乃前述定義之系統模板新工法。筆者嘗試將全區工地分成由台灣技術工施作的傳統工法區域與全由日本技術工施作的新工法區域,以利分析比較。一般採用新工法之工程通常具有:工程作業的重複性高、設計標準化或模具化、工期需求較短等特性,而本文分析的個案模板工程採用新工法之原因則說明如下:
(一)重複性高之工程
         重複性高的工程,它可反覆施作同樣的動作,因此材料可規格化、人員施作作業可統一化,它的技術人力需求減少、工期易掌握、品質精確。以本文分析之個案而言,建築體外觀與內部結構由二至十八層均屬一致,故由二樓起將重複同樣的施工作業,因此屬於重複性高之工程。
(二)有標準化之設計
         一般新工法將工程之施工尺寸及部分材料之零件尺寸統一,以使設計、製造及施工可以更加便利,同時提高材料的重複使用性。以本文分析之個案而言,由於工程之二至十八層均屬一致性的設計,因此可以透過標準化使施工圖之製作更加容易,且材料之使用亦較為單純。
(三)有縮短工期需求之工程
         傳統工法由於需大量人力及材料多樣化,因此施工工期通常較長。本文分析的工程個案,由於有縮短工期之需求,因此規劃採用新工法。工程於施工規劃時,將原本在集合住宅工地施工的部分,移至住宅工地以外的作業現場同步施作,住宅工地現場僅進行一般性的組裝作業以縮短工期。
(四)有良好技術工支援之工程
         一般使用如清水模版之新工法時(分析個案採用之工法),鎖模板之螺絲孔可採放樣方式施作,而拆模後螺絲孔可呈水平及垂直一致的成果,並在結構體完工後,外牆吊線精密度提高,故可在免打石及免粉刷的情況下直接貼瓷磚。以本文分析之個案而言,施作新工法之清水模板技術工為日本之技術工,其技術精密度要求甚高,可達成工法本身的技術性要求。
(五)可機械輔助施工之工程
         系統模版等新工法之施工通常需要有機械輔助方可順利施工。以本文分析之個案而言,由於可將工地現場做妥善規劃後裝設塔吊設備,將在作業區製造的模板組件,吊裝至住宅工區完成組裝作業,免除繁重的搬運作業,因此對於採用新工法並無先天上之限制。
(六)重視環保清潔之工程
         新工法之施作由於非使用傳統木模,因此工地通常較為清潔,以本文分析之個案而言,由於施作廠商有極高之意願維持施工現場之整潔,因此規劃住宅工區僅是組裝作業並非實際作業區,故現場乾淨清潔並無傳統模板施工現場的雜亂。
         經由前述分析後可知,本文分析之個案滿足一般執行新工法時所需之大部分特性,順利以新工法執行,但由於材料及施工程序等的改變,乃至於作業現況無法配合等問題,因此實際執行新工法時仍遭遇一些未預期的問題。

三、新工法執行問題分析

         本文以分析個案於採用新工法所面臨之問題,歸納一般建築工程應注意之課題,以使新工法之使用得以達到原定之目的。筆者將工程整體所面臨的問題分析如後,以做為其他工程欲採用新工法時之參考。
(一)缺乏專業小包
         新工法執行時,需有熟練的技術工及良好的工作經驗與習慣,因此國內營造廠於剛開始採用時,在專業小包不足情況下,很難在短期內承接大量業務,致使在業務量不連續情況下,多無法有較良性之發展。此外,國內在執行新工法時因無專業小包,所以大都得於執行前自行培訓專業施工人員,此作法又造成一般廠商成本大量增加。
(二)需要較長之適應期
         新工法於剛開始導入時需要較長的適應期,不管是施工者的工作習慣,或是使用者的接受程度,都會產生較大的抗性,因此需要較長之適應期。國內雖然推行並且鼓勵採用新工法多年,然而一般廠商之接受度並不高,因此政府之輔導與業主之開放採用是新工法得以生根之必要條件。
(三)沒有設計經驗
         傳統模板工法由於施工技術已成熟且案例經驗較多,因此大部分設計者及施工者已相當熟悉,而系統模板等新工法則較為缺乏,除缺少有經驗之設計者外,可經驗交流的施工者亦不多,因此設計者無法事先知道未來施工者之工作方法與作業水準,所以在設計時喪失與施工者檢討修正的機會,這是新工法無法突破其未被廣泛使用的主要原因。
(四)合約條文限制
         有某些工程因合約註明施工法,也在單價分析中詳列單項工種中所需材料,雖然此項工種有新工法可應用,但若以新工法施作,在驗收該項工程時,業主及監造單位會以不認同該項施工法而處以罰款或重新施作,雖然此係為保護業主及設計單位,但亦會影響新工法之推動,如何找到平衡點並適度開放對於推動新工法將有實質助益。
(五)文獻資料較少
         國內大部分之營建相關廠商並不重視研發,對於採用新工法或新技術仍裹足不前,因此相關紀錄及可供參考的有用資料並不多見,此除造成國內營建新工法不受重視外,更可能造成惡性循環。學術及政府單位應更積極扮演工法資料與案例收集及分析之角色,以創造出新工法研發之環境。
(六)成本考量
         任何一項新工法的開發,首先要面對的是執行成本,一般新工法的投資成本都比傳統工法為高,因此若無相對的市場開發將很難有實際競爭力。再者,國內營造廠對於新工法的執行大多感到陌生,所以對投資成本過大的工程大都沿用傳統工法,如何降低工法的執行成本(應以工程全生命週期分析,非僅考量施工成本)以提高一般廠商的接受度,應是新工法推動的首要工作。
(七)法令修改不易
         新工法之採用,需經過建築相關主管機關的審查與認證程序方能順利執行,而此些程序的執行過程繁瑣程度與時間長短直接影響新工法開發者的意願,目前國內並未營造出合適的法規環境以利新工法之研發,主管機關應適度檢討與修訂,如此方能確實有利於新工法研發之推動。

四、結論

         本文透過分析實際個案於採用新工法時所面臨的問題,期望對於推廣新工法及產業升級有些許的助益。然而經由前述之分析後可以發現:欲執行新工法,對大多數營造廠而言是一項全面性、根本性、長期性的投資,亦關乎產業的升級工作是否可以落實,因此產、官、學、研各界應更積極的正視營建產業研發的相關問題,使產業得以獲得更健全的發展。筆者對於國內營建工程採用新工法有下列之建議:
         1.工程專案應於分析規劃階段就決定使用的工法,以利後續配套措施的規劃與進行。若要預留使用新工法的彈性,則在法規許可下應儘可能的降低對廠商的限制。
         2.工程在設計階段對於所決定使用的工法,應依照工法的特性充分表現於設計圖上,以利後續施工廠商完全瞭解設計內容,並可提早因應工法施工能力之需要。
         3.對於執行工程實際施工之人員應對於新工法有專業訓練,如此工法之優點方能順利展現。
         4.對於執行新工法的工地現場應於開工前有具體可行的基地規劃,以使新工法執行期間不會受到其他工作的干擾。
         5.新工法施工圖的繪製在考量材料的選擇上,應以通用性與最省材料為原則,並儘可能考量工人施工的便利性。
         6.政府應對實際施工的專業廠商有良好的輔導與獎勵措施,並對人員實施良好的認證或證照制度,如此方能鼓勵人員與廠商實際投入。
         7.新工法施工過程的優劣缺失應加以詳加紀錄,做成良好的經驗學習檔案,以便作為日後執行類似個案參考,並做為開發新工法之基礎。■

參考文獻

1.石正義,「建築模板施工設計實務」,詹氏書局(1992)。
2.羅醒亞,「新材料新技術」,詹氏書局(1996)。
3.游顯德,「建築工程概論」,大中國圖書公司(2000)。