109 高普考普通考試 林業技術 林產學概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查木材作為建築及家具材料的特性，答題應從木材的構造與形成方式切入，再說明其帶來的性能與使用優點。木材是樹木形成的天然生物材料，具有年輪、木理及各向異性；其性質會隨樹種、木材部位、含水率、缺陷與加工方向而改變。這些特性使木材兼具實用性能、加工彈性與自然美感。

解題方法

可依「天然構造、物理性能、加工與使用、環境及美觀」分項作答。每一項先點出性質，再說明對建築或家具的實際價值，避免只羅列形容詞。作答時也要兼顧木材的限制：木材會吸濕、收縮膨脹，且需防範腐朽與燃燒；說明優點時不必將它描述成毫無缺點的材料。

木材的獨特性質與優點

1. 天然形成，構造與紋理具有個別性 木材由樹木生長形成，具有年輪、木理、材色及天然紋理。同一樹種不同個體或同一株樹不同部位，外觀與材質也會有差異，能呈現溫潤、自然且不重複的裝飾效果，適合家具、室內裝修及可見構件。

2. 具有方向性與各向異性 木材細胞沿樹幹方向排列，因此順木理與橫木理的強度、彈性、收縮及導熱等性質不同。妥善利用木理方向，能以較少材料獲得所需的承載與使用性能；設計、乾燥及加工時則須考慮方向差異，以減少翹曲、開裂等問題。

3. 質輕而具有良好比強度 木材密度相對較低，在適當受力方向上仍具有良好強度與彈性，單位重量所能承受的負荷具有優勢。質輕可減輕建築構件及家具重量，也有利於搬運、施工與加工。

核心觀念

木材的收縮與膨脹，主要來自細胞壁吸著或釋出水分後的尺寸變化。木材含水率由纖維飽和點以下變化時，細胞壁內的水分增減會使木材尺寸改變；由全乾狀態增濕至纖維飽和點，尺寸增加，反向乾燥則尺寸縮小。超過纖維飽和點後，增加或減少的主要是自由水，尺寸變化很小。

收縮率與膨脹率可分別表示為：

題目要求比較四項因素對尺寸變化的影響，作答時應分別掌握「木材物質含量」、「含水率變動範圍」、「量測方向」及「細胞壁化學組成」。

解題方法

以木材從纖維飽和點以下乾燥或吸濕的尺寸變化為主軸，逐項說明各因素如何改變細胞壁的含水量與變形程度。收縮與膨脹通常呈相反方向；在相同含水率變動區間內，容易收縮的木材也較容易膨脹。

一、木材比重

比重較高的木材，單位體積內的細胞壁物質較多，細胞壁吸著水分後產生的總體尺寸變化通常較大，因此收縮率與膨脹率通常較高。比重較低的木材，細胞壁物質相對較少，尺寸變化通常較小。

比重與收縮、膨脹的關係是一般趨勢，並非唯一決定因素；木材組織構造及化學組成也會影響實際數值。

二、含水率

木材尺寸變化主要發生於含水率低於纖維飽和點的範圍。含水率由纖維飽和點降至全乾時，細胞壁水分逐漸減少，木材產生收縮；由全乾吸濕至纖維飽和點則產生膨脹。

在纖維飽和點以下，含水率變化幅度越大，收縮或膨脹量通常越大；超過纖維飽和點後，含水率變化對尺寸的影響很小。纖維飽和點的數值因樹種及測定條件而異，概略約在含水率 30% 左右。

三、木材的構造方向

木材在不同構造方向上的收縮與膨脹差異很大，通常為：

核心觀念

木材塑膠再生成形複合材（Wood Plastic Composites, WPC）是以木質材料與熱塑性塑膠為主要原料，經混合、加熱塑化及成形製成的複合材料。木質材料可為木粉、木纖維或農林剩餘物；塑膠常用聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）及聚氯乙烯（PVC）。配方中也可加入偶合劑、潤滑劑、安定劑或色料，以改善界面結合、加工性與耐候性。

本題重點是說明 WPC 如何結合木材與塑膠的特性，並據此整理其優點、限制與應用。

解題方法

可依「材料構成與製程 → 特性 → 應用」作答。先交代木質相與塑膠相的功能，再將特性分成優點和限制，最後把應用連結到材料的耐水、可成形、可加工等特性，答案便完整且有因果脈絡。

WPC 常以押出、射出或模壓等方式成形。木質材料提供類似木材的外觀與質感，並可利用回收木料或農林剩餘物；塑膠則作為基材，包覆木質粒子並提供黏結與成形能力。實際性能會受到木粉含量、粒徑、塑膠種類、添加劑及製程條件影響。

特性

優點

1. 可利用木質剩餘資源與再生塑膠：可使用木粉、木屑及回收塑膠，提升材料利用率，減少對原生木材與塑膠的需求。
2. 耐水性及尺寸安定性較佳：塑膠包覆木質材料，可降低吸水與膨潤；相較於未處理木材，通常較不易因濕度變化而變形。
3. 具木材外觀且容易加工：表面可呈現木質紋理或色澤，並能押出成形為長條、板材或特定截面，也可依配方進行切割、鑽孔等加工。
4. 可塑形與大量生產：適合連續押出及模具成形，可製成尺寸、形狀較一致的產品，並能在配方中加入色料或其他功能性添加劑。
5. 維護需求通常較低：戶外使用時不需像部分木材一樣頻繁塗裝或防腐處理，適合做為平台及戶外構件材料。

限制

核心觀念

本題考查森林療癒如何藉由森林環境因子與人體五感，達到健康促進與身心放鬆。作答時應分成兩部分：先說明森林中的負離子、芬多精與清新空氣等環境因子，再逐一說明視、聽、嗅、味、觸五感如何接收森林刺激。

森林療癒是透過在森林中停留、步行及感受自然環境，運用五感接觸森林景觀、聲音、氣味、空氣與生物等元素，以促進身心健康的活動。它是健康促進方式，不等同於醫療診斷或疾病治療。

解題方法

依題目所列的「負離子、芬多精、活氧」說明環境作用，再以「五感」分段舉例。作答時要把環境因子和感官體驗連結起來，說明人在森林中如何感受這些刺激，以及可能帶來的放鬆效果。

一、森林環境因子

• 負離子：空氣中的帶負電微粒，可由瀑布、水流、植物及空氣擾動等環境過程產生。森林常有清新的空氣與自然水體，負離子因此常被列為森林環境因子之一。作答可說明其與清新感、舒適感及放鬆體驗有關，避免將負離子描述成可直接治癒特定疾病的物質。

• 芬多精：植物為抵禦病原、昆蟲或環境壓力而釋放的揮發性有機物，常見成分包括萜類化合物。人在森林中呼吸時，可吸入植物散發的氣味；其芳香刺激也與嗅覺體驗及放鬆感受相關。

• 活氧與清新空氣：森林植物行光合作用，吸收二氧化碳並釋放氧氣；森林的植被、較少的都市污染及良好的空氣流動，也能形成清新舒適的環境。此處的「活氧」宜理解為森林中的清新空氣與氧氣環境，不宜解釋成森林空氣含氧量必然大幅高於一般環境。

二、森林環境與五感