台積電新建工程CNS 4750框式施工架應用

1.前言

半導體在我們的生活中，有著不可或缺的地位，也讓未來充滿了無限可能，半導體持續的進步是造就新科技應用的核心，而在後面推動新科技的基礎就是這容納生產設備的廠房，台灣積體電路製造股份有限公司立基臺灣，目前在台灣擁有9座晶圓廠、5座封測廠，然而新建廠房的數量不斷的增加，為了跟上擴廠需求，建廠的速度也隨著同步提升。本文將先就目前南科新建工程使用之中華民國國家標準（National Standards of the Republic of China, CNS）4750框式施工架（Frame Type Scaffolds）作概略介紹，透過瞭解新建工程施工架管理模式及現場管理現況，以增加各項施工與管理技術，來提升施工架危害的預知及控制能力，除了能有效降低職業災害的發生，保障作業勞工安全，同時有助於後續新建工程推廣應用之效益。

2.文獻探討

2.1 國內外施工架相關法規及規範

施工架在營造工程中是一種具有便利性、臨時及經濟性的假設構造物，在營建工程結束後即被拆除，因此其安全性常被忽略。在美國、德國、歐洲、日本等先進國家之營建工程中亦普遍使用，對於施工架也訂有相關規範^[1]，其中以美國（Occupational Safety and Health Administration, OSHA）規範較具代表性。

2.1.1 美國管理模式與國家規範

美國OSHA訂有「營造業施工架使用指引」^[2]（A guide to scaffold use in the construction industry）。其中對以下項目有明確要求：基礎（施工架基礎需平整且足以支撑受載重後之施工架，腳柱，立柱等須設置於底板上）、承載力、訓練、檢查、組拆；此外對系統式施工架組拆人員有提出下列建議訓練內容，包括：法規及標準、構建檢查、施工架組拆計畫、壁連桿及交叉（下）拉桿、墜落防護、一般安全事項、上下設施及工作平台、組拆流程、懸臂及橋接等非強制性事項。除了法令的規範外，美國另訂有施工架國家標準ANSI A10.8^[3]，標準中對系統式施工架之各構件除了以圖示方式說明外亦訂有規範供使用者參考。

2.1.2 德國管理模式與國家規範

德國的系統式施工架國家標準是參照歐盟EN 12810-1^[4]及12810-2^[5]，在EN 12810內容包含系統式施工架的各構件名稱，分類，材質，一般要求，結構設計要求，標示等項目外，該標準還要求製造商須提供使用手冊。在材質方面，EN 12810要求施工架使用圓管的材質可為鋼或鋁合金，且訂有相關尺寸、圓管厚度及材料的降伏強度。此外，EN 12810明定系統式施工架的製造廠商必須提供使用手冊。部分廠商在其使用手冊中提供大量資訊，除了產品的規格之外，還提供設計規劃階段需進行的結構設計計算範例，以及使用階段的組拆流程。

2.1.3 日本管理模式與國家規範

日本國家標準（Japanese industrial standards, JIS）中與施工架相關之項目有JIS A8951^[6]，包含一般框式施工架以及鋼管施工架，其內容與我國CNS 4750（鋼管施工架）大致相同，標準內並未針對系統式施工架之構造標準及測試方法提出規範，故系統式施工架多是廠商依照其功能需求自行開發的產品，因此產品的類型很多，構造也不相同，也各自申請不同的專利。雖然系統式施工架構造類型很多，且在JIS中又沒有相關標準可依循，但其並非放任廠商完全自由生產，而是授權予假設工業會。日本的系統式施工架主要由假設工業會來進行驗證與管理的工作，由假設工業會訂定使用基準及測試方法^[7]，各廠商開發的產品通過測試後即可使用，其中日本假設工業會的使用基準主要是參考日本單管式施工架的國家標準，並依相關構件之功能及使用條件而訂定之。該假設工業會亦提供系統式施工架舊品管理^[8]的相關指引，其內容包含各種施工架構件及配件的篩選分類標準，整理整備方法，維護修理，性能測試，以及報廢程序，作為一個完整的系統式施工架管理模式。

2.1.4 台灣管理模式與國家規範

我國內框式施工架現行安全法規制度係職業安全衛生法^[9]及其相關規定，主要包含營造安全衛生設施標準^[10]、職業安全衛生設施規則^[11]、職業安全衛生管理辦法^[12]等，其中營造安全衛生設施標準第59條指定鋼管（單管、框式）施工架之設置應符合國家標準CNS4750^[13]。在CNS4750 中明確將一般鋼管施工架分為二類：➀單管施工架(圖1)；➁框式施工架(圖2)，本文將以框式施工架來實施分析及探討。

圖1：單管施工架圖例(引用鋼管施工架CNS 4750)

圖2：框式施工架圖例(引用鋼管施工架CNS 4750)

2.2 施工架作業潛在的危害因子

施工架在台積電的工區內扮演的極其重要的地位，除了要讓工作者能安全的在上面行走外，更是支撐著工程中的模板支撐、混凝土澆置、牆面粉刷、管線配置等重要工程的基礎，隨著近年台積電陸續擴廠，工程速度不斷提升，以及作業人數也持續增加，致使工區內施工架使用頻率也越來越高，管理上也越不易，使用者容易忽略掉使用上應注意的細節，這也是造成職業災害發生的源頭。在台積電工區內目前使用的施工架皆為符合CNS4750規範之框式施工架，施工架的模式會隨著不同的工程及建築物造型改變，也因為施工架具有良好的拆裝便利性，錯誤的組裝方式，都可能會造成施工架的結構型變^[14]，另外施工人員的便宜行事，常會拆除交叉拉桿、攀爬施工架外側、任意拆除施工架等都會造成施工架的乘載強度降低，此外，框式施工架之腳座、斜撐、繫牆桿（壁連座）不當或錯誤的使用都是造成人員墜落、施工架倒塌等災害發生的間接原因^[15]（圖3），因此透過分享台積電新建工程CNS 4750框式施工架應用，用以提升工區現場施工架安全管理的技術，達到有效的源頭管理，降低災害發生的頻率。

圖3：施工架潛在危害因子魚骨分析圖(引用2020年勞動部勞動及職業安全衛生研究所張智奇等人鋼管施工架政策成效評估與精進措施之研究)

3.研究方法

3.1 新建工程框式施工架使用現況調查

目前南科新建工程包含F18及F14，使用廠商多為土建商(互助、達欣、根基、大三億)，廠內使用的數量>10K組，依種類可分為框式施工架、系統式施工架(圖4)，本次主要討論內容主要為CNS 4750框式施工架。

圖4：外牆施工架外觀

3.2 施工架管理模式

台積電新建工程為明確規範新建廠專案之施工架組配（圖5）與管理，及符合國內法規（職業安全衛生法、職業安全衛生設施規則、職業安全衛生管理辦法、營造安全衛生設施標準、建築技術規則建築設計施工篇^[16]（第八章施工安全措施）、施工架作業安全檢查重點及注意事項^[17]、危險性工作場所審查及檢查辦法^[18]、鋼管施工架國家標準 CNS 4750等規範），來避免新建工程施工人員暴露於危險環境（圖6），特別制定施工架安全管理辦法，從3個面向著手，涵蓋「施工架設計規範」、「施工架搭設與拆除安全」、「施工架使用安全管理」，並分別由廠商依施工架安全檢查表落實自主管理檢查及安全管理中心使用施工架查驗檢核表實施檢核，檢查項目包含:➀架材之損傷、安裝狀況；➁立柱、橫檔、踏腳桁等之固定部分，接觸部分及安裝部分之鬆弛狀況；➂固定材料與固定金屬配件之損傷及腐蝕狀況；➃護欄等之拆卸及脫落狀況；➄基腳之下沈及滑動狀況；➅斜撐材、索條、橫檔等補強材之狀況；➆立柱、踏腳桁、橫檔等之損傷狀況；➇懸臂樑與吊索之安裝狀況及懸吊裝置與阻檔裝置之性能，以及遭遇強風大雨等惡劣氣候（颱風）、四級以上之地震襲擊後應重新實施上述檢查（圖7），避免事件的發生。

圖5：施工人員使用背負式安全帶從事施工架組配作業

圖6：外牆框式施工架搭架環境

圖7：框式施工架標準設置

4.結果與分析

4.1 施工架使用現況與問題

由於施工架普遍運用於廠內，下面將分成環境與行為兩方面來探討常見缺失項目，在「環境」方面包含施工架以三支角材設置臨時工作平台時未設置雙點繫節固定、母索及防後傾裝置（交叉拉桿或下拉桿）等防護設施、施工架未依結構計算、圖說設置，或施工架與建築物未妥實連接（壁拉桿）、未以斜撐作適當支撐、頂層未設置扶手框、施工架通道放置物料或工程廢棄物料阻擋進出、施工架離柱或牆間距大於20cm，未設置延伸踏板及長條安全網、施工架未使用制式或圖說指定之金屬配件（各項料件）進行組配、移動式施工架未使用翼支撐（輔助斜撐）或失效、施工架踏板未滿鋪或使用不合格臨時踏板、施工架組配中或不合格施工架未設置警示牌，且應將上下設備封閉或移除，避免非相關人員進入；在「行為」方面包含施工人員任意任意攀爬施工架、未確實使用安全帶勾掛母索、任意拆除施工架組件等。

4.2 框式施工架安全性評估

施工架常見職業災害^[19]發生的原因有：施工架搭設未按圖施工、物料大量放置於施工架上、構件未適時汰舊換新、作業人員隨意拆除內側交叉拉桿、下拉桿、以鋼筋取代繫牆桿/壁連座、未確實設置斜撐、人員安全意識不足、廠商缺乏管理機制、承攬管理等問題。

5.結論

5.1 框式施工架限制

隨著構造物特殊結構及工法改變，框式施工架在使用上已經有出現無法隨著施工現況來搭設的情況，且頻率也越來越高，如果仍持續使用框式施工架進行搭設，可能會導致框式施工架構件無法確實緊密接合，常見的狀況如水平踏板，常因踏板長度限制使踏板的4個掛勾無法完全勾掛在施工架立架上，作業人員通行時可能會發生踏板翻覆導致人員墜落的事件發生。

另外，參考勞動部職業安全衛生署歷年職災案例分析結果^[20]可以發現，施工架最常見發生災害為墜落其根本原因大多數為施工架組配人員未正確組拆施工架構件、未落實施工架之開口防護、現場物料未確實整理整頓、組拆施工人員未確實佩帶安全帶或其他防止墜落之安全設備，以及現場管理職未落實工程管理、指揮及監督；其次為倒崩塌災害，其原因多為現場構件與圖說未相符、負責人員未確認施工架組拆是否依照標準作業流程施作、舊品構件是否未達應有之設計強度等因素；此外還有非人為可控制之因素，如強風、大雨、地震等自然現象，都可能直接或間接影響整個新建工程的安全，增加災害發生的風險。

同時本研究亦透過觀察現場施工架現況及物料管理狀況，統整新建工程假設工程管理中出現之缺失，發現因施工架構件種類繁複，對於構件材料管理、組拆程序之正確性、適宜的進出場時機管理與臨時物料存放場地管理等，都可能影響新建工程的施作效率與人員安全。

5.2 未來應用與挑戰

施工架是重要假設工程，但常因建築物的狀形或室內管線架設，影響到框式施工架的設置空間，因此廠內目前已有廠商大量採取使用「系統式施工架」，系統式施工架有著組搭容易，組合較能配合使用空間，而且可以依靠其緊結構件來將各元件緊密連結成一個安全穩健的整體系統，同時也有著比框式施工架有更好的強度、穩定、便利等特性。