112 專技高考高等考試 林業技師 林產利用學（包括木材物理、木材加工、林產化學） 考古題詳解

核心觀念

本題考查兩部分：一是命題年度出口管制所列的四種臺灣貴重木及其學名；二是如何依木材的主要、次要鑑別特徵判定材種。

**法規以命題當年（民國112年）為準。**依《貿易法》第11條及當時的《特定林產品出口同意文件核發要點》，管制對象為紅檜、臺灣扁柏、臺灣肖楠及牛樟等四種樹種的特定林產品，出口須依規定申請同意文件。農業部組織調整後，相關權責由農業部承接。

木材鑑定應區分「主要特徵」與「次要特徵」：

• 主要鑑別特徵：木材組織構造，尤其橫切面的導管、軸向薄壁組織、木質線、年輪等；可用肉眼或放大鏡觀察，必要時以顯微切片確認。
• 次要鑑別特徵：材色、氣味、光澤、木理、木肌、重量、硬度、乾燥與加工性等。這些特徵易受生長環境、材齡、心邊材位置與保存狀況影響，宜作輔助判斷。

四種木材皆應以多項特徵交叉比對，不能只憑顏色或氣味定種。

解題方法

先列出法規管制的四種標準名稱與學名，再依鑑定順序作答：

1. 觀察木材橫切面，先判別針葉樹材或闊葉樹材。
2. 針葉樹材觀察年輪、管胞、分野壁孔、縱向薄壁細胞及木質線等；闊葉樹材則觀察導管及軸向薄壁組織等。
3. 再以心、邊材色差、氣味、光澤、木理與木肌等外觀性質交叉核對。

紅檜、臺灣扁柏及臺灣肖楠均為柏科針葉樹材；牛樟為樟科闊葉樹材。這是最快的第一層區分。

四種貴重木的標準名稱與鑑別特徵

一、紅檜（Chamaecyparis formosensis）

主要鑑別特徵：

• 針葉樹材，邊材狹小，黃灰色；心材紅黃色至帶褐色，邊心材界線明顯。
• 年輪明顯，早材向晚材漸進移行。
• 分野壁孔為柏木型，每一分野通常有1至4個壁孔。
• 縱向薄壁細胞主要出現在晚材帶，通常孤立。
• 木質線多為單列，木質線管胞缺少。

次要鑑別特徵：

• 木理通直、木肌細緻均勻，材質輕軟。
• 有明顯香氣，但一般不具臺灣扁柏那種明顯辛辣味。
• 弦切面可見紋理，但不具臺灣扁柏常見的密而細鋸齒狀木紋。

二、臺灣扁柏（Chamaecyparis obtusa var. formosana）

主要鑑別特徵：

• 針葉樹材，邊材淡紅白色，心材淡紅黃色至黃褐色；兩者色調有別，但邊心材境界通常不如紅檜清楚。
• 年輪極窄而均勻，早材向晚材漸進移行，界線不甚明顯。
• 分野壁孔為柏木型，每一分野通常有1至4個壁孔。
• 縱向薄壁細胞較豐富，可出現在生長輪早材部，有時呈與生長輪平行的弦向列。
• 木質線管胞缺少；通常無樹脂溝。

次要鑑別特徵：

核心觀念

本題考查依原木來源區分材種，以及依材種、樹種、材長計算原木材積。命題基準為民國 112 年適用之 CNS 442《木材之分類》及相關林產物檢尺規定。天然生木材種與造林木材種採用不同分類名稱；天然生針葉樹、天然生闊葉樹及造林木的材積公式也不完全相同。

材種分類依原木去皮後的末徑判定，原木尺度以去皮部分為準。直徑取末端最短直徑與其垂直方向直徑的平均；末端形狀不規則時，連測四個直徑取平均，讀數至公分，平均值取偶數。

材種區分

天然生原木先看末徑是否達 20 cm；達標後再依材長區分普通原木與短尺原木。造林木則以 30 cm、14 cm、6 cm 為界。不可把天然生原木與造林木的分級門檻混用。

解題方法：先檢尺，再選公式

原木檢尺依序確認樹種及來源、材種、去皮直徑、材長，再按規定公式計算。天然生針葉樹原木依檢尺規定計算；天然生闊葉樹原木與造林木原木則按下列公式處理。材積以立方公尺表示，公式中的直徑與長度均須換算為公尺。

• 天然生闊葉樹原木

首末徑相差未滿三分之一時：

$V=d_{\text{末}}^{\,2}L$

首末徑相差達三分之一時：

$V=\bar d^{\,2}\times0.79\times L,\qquad \bar d=\frac{d_{\text{首}}+d_{\text{末}}}{2}$

• 造林木針、闊葉樹原木

材長未滿 5 m：

$V=d_{\text{末}}^{\,2}L$

核心觀念

本題考查工程木材的定義，以及直交集成板（Cross-Laminated Timber, CLT）與結構用集成材（Structural Glulam）的構成、材料特性和用途。答題時應先說明工程木材如何透過設計與加工，改善木材天然材料的限制，再分別比較兩種材料的層材方向、結構特性與常見用途。

解題方法

依「定義與製造方式 → 主要構成 → 性能特徵 → 建築用途」作答。CLT 與結構用集成材雖同為工程木材，關鍵差異在於：CLT 以板層交錯排列形成大型板材；集成材則以木板層大致平行於構件長軸膠合，形成梁、柱等線狀構件。

一、工程木材

工程木材（engineered wood products）是將木材、單板、木片或木纖維等木質材料，依特定結構形式排列，並以膠合或其他方式結合，經設計與製造，使其成為尺寸、性能及品質較穩定的結構材料。

其工程化的目的，是將天然木材加工成可依結構需求設計的構件，降低節疤、裂縫、尺寸及性能差異對承載能力的影響，並有效利用小徑木或較短木料。常見產品包括結構用集成材、直交集成板、結構用木質板材及單板積層材等。

二、直交集成板（CLT）

**主要構成：**由多層實木板材或鋸材疊合膠合而成，相鄰層的木板纖維方向通常互相垂直，常見為三層、五層或更多層。各層板材經排板、膠合與加壓，製成大型、厚實的板狀構件。

特性：

• 相鄰層交錯，可降低木材順紋與橫紋方向收縮、膨脹差異造成的尺寸變化，使板材平面尺寸較穩定。
• 可形成大尺寸牆板、樓板及屋面板，具有良好的面內剪力承載能力與雙向板作用。
• 工廠預製後可運至工地組裝，施工快速，且便於預留門窗及機電開口。
• 木材本身重量相對輕，適合減輕建築結構自重；

核心觀念

本題考查木材腐朽的生物學條件、不同使用環境下的防腐藥劑選用，以及加壓注入法的處理原理與品質影響因子。防腐處理的目的，是讓藥劑有效進入木材並達到規定的浸潤深度與吸收量，降低腐朽菌危害。

腐朽菌分解木材中的纖維素、半纖維素或木質素，使木材失重、強度下降。其危害通常需要下列條件同時存在：

• 水分：木材含水率高、長期潮濕或接觸土壤與雨水，有利菌絲生長。一般木材含水率達纖維飽和點附近或以上時，腐朽風險顯著增加；纖維飽和點約為 25%～35%，依樹種與條件而異。
• 適宜溫度：多數腐朽菌在溫暖環境中較易生長。
• 氧氣：腐朽菌需要氧氣；長期完全浸水、缺氧環境通常不利於一般腐朽菌活動。
• 養分與時間：木材本身提供可分解的有機物，且危害通常需要足夠的作用時間。心材抽出物與樹種天然耐久性會影響腐朽速度。

因此，防腐可從設計排水通風、避免木材長期受潮、選用耐久材及施用防腐藥劑等方面進行。藥劑處理主要是抑制或毒殺腐朽菌，並非取代排水與乾燥措施。

解題方法

依題目要求分成三層作答：

1. 先說明腐朽菌需要的生長條件，並連結到木材受害原因。
2. 再按使用環境區分藥劑：室內著重低流失、低接觸風險；戶外著重耐淋洗與耐久性。
3. 最後說明加壓注入的基本操作，以及決定藥劑浸潤與吸收效果的因素。

藥劑名稱應搭配用途與特性說明；加壓處理則須區分滿細胞法與空細胞法，並指出木材本身的可處理性會影響實際效果。

室內與戶外常見防腐藥劑

室內使用木材

室內木材若保持乾燥，腐朽風險通常較低；對容易潮濕或有白蟻危害疑慮的部位，則可依用途採用防腐或防蟲處理。常見藥劑包括：

• 硼化合物：如硼酸、硼砂或硼酸鹽類，具防腐及防蟲效果，常用於室內木材。其優點是藥劑易溶於水、處理方便；缺點是容易被水淋洗，因此不適合直接暴露於雨水或土壤的戶外環境。
• 有機藥劑：例如含 IPBC 或唑類成分的防腐系統，可用於特定室內木材或表面處理。應依產品標示、使用位置及接觸情形選用。

室內選藥的重點是依木材是否會受潮、是否直接接觸人體或食品，以及藥劑的流失性與用途限制來判斷。

戶外使用木材

戶外木材承受雨水、土壤接觸與高濕環境，藥劑須具有較好的耐淋洗性及處理後留存性。國內常見的水溶性銅系防腐藥劑包括：

• ACQ（銅烷基銨化合物）：以銅成分提供防腐作用，並搭配季銨鹽類成分；常用於戶外防腐木材。
• CA（銅唑類）或 CuAz（銅硼唑類）：以銅與唑類成分形成防腐系統，適用於戶外木材。
• CCA（鉻化砷酸銅）：屬傳統加壓防腐藥劑。因含砷、鉻成分，使用受到環保與用途規範限制，不能視為一般室內或住宅用途的通用藥劑；答題時宜說明其限制，不宜只列為現行普遍選項。

戶外木材的處理須依使用環境及規格選擇藥劑，並以符合 CNS 3000《加壓注入防腐處理木材》相關要求的產品為原則。

加壓注入防腐處理方法

加壓注入是在密閉處理槽內，藉由真空與壓力差促使藥液進入木材。基本流程為：木材裝槽、抽真空或預加壓、注入藥液、加壓使藥液進入木材、排出藥液，必要時再抽後真空以去除表面多餘藥液，最後進行滴乾、固著或乾燥。