臺灣邁向都市木造面臨的問題與挑戰/蔡孟廷.方尹萍.張紋韶
從追求「永垂不朽」到「永續循環」,21世紀以後的建築和都市,可以有什麼樣的面貌?歷史上木材是建築重要的材料,隨著科技演進、製材加工技術日新月異,木構造已一掃昔日古舊傳統印象,與時俱進,能與現代生活接軌、甚至可建造高層樓建築。《都市木造的未來》一書爬梳台灣木構造建築沿革,面對環境氣候的挑戰,如蟲害、潮濕,解析木材來源及結構性能研究,找到實務面的solution,並做到耐震、抗風、防火,而能達到固碳、建立永續循環的系統,借鑑國際木構造先進國經驗,探尋台灣都市木造的可能型態。
內文(節錄)
臺灣邁向都市木造面臨的問題與挑戰
現代化都市的發展,由於工業化、規格化以及大量生產的需求下,建築材料的性能決定了都市風貌的發展。鋼筋混凝土由於在工業化及規格化過程中取得大量的優勢,進而取代了大多數的建築材料;在都市化的過程中,木材由於不耐火、耐久性不佳等既定印象之影響,木造建築自然而然地被排除在現代化都市環境的發展過程外。
都市中的木造建築
在擁有悠久木造文化的日本,也因為在二次世界大戰中,木造建築受到空襲而衍伸的火災等消防問題影響,在1950 年代制定建築基準法時,將木造建築的建設大幅限制並排除在都市環境外,僅能在特定區域中興建小規模及低層的木造建築。事實上,有別於現代都市中高樓大廈的既定印象,都市中的木造建築已經在數百年前就曾經存在,例如日本的過往都市環境中,町屋其實就是存在於當時都市中的木造建築。過去的都市型態與現代化都市最大的不同,在於建築物的規模以及建築機能的複雜化。以日本過去的木造建築為例,町屋相較於農家主要為多層建築與單層建築、乃至於內部空間機能的差異性;而現代化都市相較於過去都市的建築型態,除了中高層及空間機能的複雜程度有所不同外,建築的物理性能如耐震、防火、防風,乃至於隔音等,都是現代化建築存在於都市當中所必須考量的因素。
木構造技術及工法的革新
近年來,集成材、LVL(Laminated Veneer Lumber)、CLT(Cross Laminated Timber)等工程木材在材料、接合部技術及工法上的革新,開始帶領著木造建築在現代化都市中找到一席之地。過去,由於木材生長程度不一導致材料性質分布不均,僅能以經驗作為判斷基礎的木構造,由於工程木材的進步,也開始可以透過抗彎、抗壓等試驗,建立起規格化的結構構件及產品。對於較為複雜的木構造設計,也因為木材規格化的建立,同樣地也能透過數值模擬來進行基本的性能檢證及確認。另外,若從耐震、防火、防風等觀點檢視現代木構造技術的發展亦可發現,在耐震防風上,使用規格品使得整體結構性能更容易和鋼筋混凝土結構或鋼構造般,利用數值理論的方式分析;防火上,由於現代消防學的導入,利用木材本身燃燒時所產生的炭化層來進行防火,其防火時效亦可保有彈性。現代化都市環境中,木造建築也就成為可能的選項。
2009 年初完工,位於倫敦的9 層樓木造集合住宅Stadthaus,正式宣告木造建築重回都市環境中,其中結構體僅花了9 個禮拜不到的工期。不到10 年後的2017 年,目前世界最高的18 層樓木造建築—不列顛哥倫比亞大學的學生公寓(University of British Columbia Brock Commons)正式完工啟用,僅有1 樓及電梯井和樓梯間是鋼筋混凝土結構,室內空間以及樑柱樓板等結構均以木構造完成。亞洲的日本亦在18 年前的西元2000 年,大幅度地修正了建築法規,取消了都市中木造建築的諸多限制。
戰後直至今日,由於木造建築文化的式微,原本存在於日治時期的林業、木業乃至木工職人的培養均出現斷層。若從現在建築技術規則的觀點切入,現行臺灣建築技術規則建築構造編第171-1 條中規定,木構造建築物之簷高不得超過十四公尺,並不得超過四層樓。此一規定事實上並不完全限制木造建築的發展,至少在鄉間或是郊區,施作如日式軸組工法、或是北美2×4 工法上並無太多困難之處。然而,實際執行上所面臨的問題在於,結構及防火等標準施工工法的不足。舉例而言,在建築技術規則建築設計施工編第70 條規定,建築物依樓層高不同,樓板需要有1 小時防火時效。然而,實際上目前臺灣的木造建築樓板工法中,並無1 小時防火時效的樓板工法,造成實際要蓋到4 層樓,還需透過樓板火害試驗,並申請新材料新工法的方式來完成。
在永續建築及循環經濟的倡議下,木造建築漸漸成為世界的趨勢。屬於過去都市環境中的木構造軸組工法、或是2×4 工法,是否適合現代都市環境?集成材或是CLT 等現代工法該如何應用於臺灣都市環境中,仍然需要更多案例的實踐與探索。幸運的是,在幾乎沒有木造文化包袱的臺灣,木造建築的實踐或許更能跳脫如日本傳統工法或文化的束縛,站在和世界發展都市木造同一個起跑點上,實現都市木造建築的可能性。
都市中的木造建築,對臺灣都市環境能有多少的影響,又能創造出何種與以往不同的風景?需要民眾與從業者更多元的想像。
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作者簡介
蔡孟廷
現任國立臺灣科技大學建築系助理教授,曾任新加坡新建設計(NSIAP)專案設計師、維也納工業大學短期研究員。2015年開始成立木質空間·構造研究室,在臺灣推動Timberize TAIWAN展覽、競圖及系列演講。透過研究及教學持續探索臺灣都市環境中木造建築的可能型態。
方尹萍
建築師,旅居日本、西班牙、法國、英國多年,畢業於日本大學藝術學部建築設計科。曾經歷於伊東豊雄建築設計事務所、中村拓志&NAP建築設計事務所、大矩聯合建築師事務所之國際案窗口。2011年年底歸國後,設立Adamas Architect Ateliers 方尹萍建築設計。立志推動生活美學與自然環境共生之概念,重視在地性文化與永續經濟的發展,並以運用新時代思想創造賦予療癒性特質的作品精神,同時促進國際文化與技術交流,策劃書籍出版及建築教育講座。
張紋韶
英國雪菲爾大學建築系副教授,Time for Timber Ltd(UK)合夥人、Studio Haruka創辦人,曾任成功大學博士後研究員,京都大學JSPS客座研究員,京都大學客座副教授,英國巴斯大學建築與土木工程系助理教授。研究範疇為竹木構造、地震工程、智能材料及結構、環境設計。
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>木之家的種子研究會競圖-台灣木構造住宅建築的可能型態
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照片、文字提供:漂亮家居設計家媒體
整理:胡雅筑
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