左起郭中端、渡邊邦夫、堀込憲二、王銘顯(右一)攝影/劉怡馨

看到木構造就打槍?日本木構建築表現亮眼,台灣建築師:社會成見突圍困難

台灣木材技術日益純熟;不過社會對木構造建築有易腐蝕、蟲蛀、不防火等刻板印象;台大林管處處長蔡明哲表示,木材用於建築在科學、學界上都認為沒問題,在業界防腐防蟲防火也已有成熟技術;儘管如此,ㄧ旦遇到實際使用面時,木構造提案往往鎩羽而歸,中冶環境造形顧問公司負責人郭中端表示,營建署有個不成文規定,只要提出來是木構,包括做木平台,就會說不能做,立刻對木材投反對票。

長期推動木構造的建築師王銘顯強調,雖然林務局訂出國產材元年,但應該要把這目標抬高到國家政策的層級,「公共工程的案子如果有20%木構架構,看到的人越多就會產生越多信心。」

中島浩一郎:集成材地產地消,製作廢料燃燒轉換電力

林務局16日舉辦「國產材相對論壇」,邀請產官學界人士針對國產材各面向進行相對論談,日本銘建工業株式會社社長中島浩一郎也分享日本里山資本主義經驗,主要是以木頭集成材加工廠和發電為主,製作集成材會剩下許多廢材,當地將這些廢材變成燃料轉換成電力,用於地區性發電,一年甚至有24億日幣販賣量,而集成材也用於當地小學建築物、桌椅等,貫徹地產地消原則。

不過將木材廢料燃燒發電過程是否也會有環境污染疑慮?中島浩一郎回應,同意燃燒廢材會排出二氧化碳,「但如果我們只在意這個,而不去使用木材,反而更加破壞環境資源,變相失去平衡點。」而林務局局長林華慶表示,木材燃燒過程所產生的二氧化碳,本來就是木頭生長過程中從空氣中儲存的,所以在燃燒過程其實沒有增加多餘的二氧化碳,跟化石燃料發電產生多的二氧化碳是完全不一樣的,且森林砍下木材後,還會重新造林,會再吸收二氧化碳。

新聞小辭典:「集成材」是採用數片木料接合,材質穩定適合用於建築或家具,木頭損耗低可減少森林砍伐,是目前木料素材使用的趨勢。

日本銘建工業株式會社社長中島浩一郎(左)、林務局局長林華慶(右)(攝影/劉怡馨)

渡邊邦夫:木構造打造優美曲線,價格合宜

另外,將多片木料組合成集成材並用於建築上,國際上也有許多案例,日本SDG構造設計集團代表渡邊邦夫則舉自己負責的多項案例,1992年「海的博物館」,內部採混合設計,以山形拱形為主,渡邊邦夫強調,設計需要同時考量結構、價格、耐久性等問題,其中骨架非常重要,設計當時使用集成材,也請廠商來確定是否沒問題,確定後接著進行工程,這工程甚至使用原先預定價格的一半就蓋出來,不僅完成魅力建築,低預算也讓當地稱許。

1999年的牧野富太郎記念館,屋頂脊骨使用鋼管,垂木則使用集成材,渡邊邦夫解釋,這個案子是以曲線型木結構為概念,中間脊骨使用鋼結構,作為中間串連構造,連結旁邊木結構構成,整個斷面有非常美的連續感,用優美曲線柔和整棟建築物。

牧野富太郎記念館內部木構造(圖片提供/渡邊邦夫)
牧野富太郎記念館外觀(圖片提供/渡邊邦夫)

郭中端:大家要對木頭有信心

日本建築有許多使用當地木材的成功案例,但回到使用台灣國產材現況,郭中端開頭便說「木頭使用需要非常多人用心才有辦法」,1995年她接下卑南文化公園案,與渡邊邦夫合作參與競圖,這是做的第一個大木構,結合集成材跟鋼構一起使用,最初本來希望用台灣木材,還去宜蘭找木材行,但是廠商都說無法供應,最後只能直接用日本的集成材。

郭中端指出,「從1995年到現在,總共22年卻只有3根木頭有些腐蝕壞掉,所以大家要對木頭有信心,即使是集成材都可以用這麼久。」

找不到國產材 只能使用進口材

另外,2011年落成的台南八田與一紀念園區,郭中端負責園區日式宿舍群整修工程,當時使用的正是台灣檜木,「怎麼會有台灣檜木可以使用?都是從日本飄洋過海回來的。」當時木材廠商想到年輕時(當時尚未全面禁伐)曾賣給日本檜木,藉由這些保留的日本廠商名單,一家一家去要台灣檜木,收集日本各地廠商所留下來的台灣檜木再運回台灣,「如果不是廠商有心去找台灣檜木,其實很難使用台灣木材。」

台灣國產木材稀少,讓許多國內建築師想用都無法,郭中端便直接說「我一直非常恨1991年,讓台灣林業被消滅,即使今天想用國產材,我都想哭,因為根本沒有材料」,當時做八田與一紀念園區的時候,想繼承八田與一精神用台灣木材,但都找不到,雖然有漂流木但是製材需要時間,幾乎沒有辦法用,最後幸好是有飄洋過海回來的檜木,除了這些檜木之外,也有部分用杉木,但杉木卻因為台灣無法取得而只能進口。

「請林務局真正開放森林,天然林部分確實要好好保護,但人工林部分應該要鼓勵大家採用」,郭中端呼籲,目前台灣的木材根本不夠市場使用,都是用於模板、裝飾材等,真正要做結構材料完全不夠。

郭中端(攝影/劉怡馨)

社會對木構造刻板印象 木構造建築提案往往失敗

國產材面臨的難題除了數量稀少不敷市場使用之外,其實在應用於建築構造上,社會也還未完全接受。王銘顯建築師事務所負責人及木之家種子研究會常務理事王銘顯表示,在過去5年過程中,有30個作品用木構造提案,私人、公家案子各佔一半,但在公家15個木構提案裡只拿到一個,其實主要都是因為對木構造的誤解,大家都對木構造腐蝕、蟲蛀、白蟻咬、防火等問題有疑慮。

郭中端也說,「營建署有個不成文規定,只要提出來是木構,包括做木平台,他就說我們這個不可以做」,常常變成業主要拿補助金、預算時,營建署就會要求全部做成水泥、RC、鋼構,對木材馬上投不贊成票,「即使是觀光局也一樣,我們常說觀光東西更應該用自然材,可是大家都對木材有負面態度,說這個東西很容易壞」,但鋼構也要上油漆,水泥也要做保護動作,木構也是同樣道理,「但要說服一般人真的是非常困難,假如要做木構造建築,真的是要用一些特殊協助才有辦法。」

木構造易腐蝕、蟲蛀、不防火?王銘顯:法律已完整規範

對於木構造腐蝕、蟲蛀(白蟻咬)、防火疑慮,王銘顯表示,這些問題台灣法規都寫得很清楚、完整,應該灌注藥劑、乾燥處理、防火時效都有明確規定。王銘顯以自己南港公共住宅提案為例,「這提案鐵定不會贏但我還是來了」,主要樑柱系統使用RC(混凝土),而RC外推3米範圍內使用集成材,「為什麼這樣做?因為RC大樓最難蓋、最貴的就是外牆,但是採用模組化集成材(CLT)吊裝,掛上去就好了,一次就能做三層樓的外牆板片,而且集成材隔熱程度是RC的12倍,如果說集成材要拿來做結構蓋到12樓我也很怕,但是拿來做外牆最好用」。

王解釋,換算下來混凝土可以減少25%,集成材1立方重量600公斤,混凝土1立方則是2.5噸(2500公斤),減少建築物重量25%,樑柱大小不變,耐震程度卻增加25%,不僅二氧化碳減少,也因為組裝快速使得工期縮短。

防火問題部分,王銘顯解釋台灣法規也有規定,以14樓建築來說,從頂樓開始算,往下4層樓,樑柱、牆板需有1小時防火時效,往下第5樓到第14樓樑柱需有2小時防火時效,牆板則需要1小時防火時效,只要有2小時防火時效的集成材板就可以蓋這樣的建築物,15層樓以後就是地面層,樑柱要3小時防火時效,所以地面層全是用RC材料。

王銘顯進一步解釋,一般木構造只要有使用木頭,都受限於建築法規,不能超過4層樓、屋簷高度不得超過14公尺,「那為什麼我可以蓋這麼高?要使用木造牆板有另外要求,必須使用內政部認證通過的新材料新工法,木頭經過特殊認證才得以使用,不是一般的木構造都能使用,如果沒通過內政部認可,一樣不得蓋超過4層樓。」

左起郭中端、渡邊邦夫、堀込憲二、王銘顯(右一)攝影/劉怡馨

王:離地四公尺的木構造應視同鋼構,有一小時防火時效

此外,王銘顯也建議,「將離地板4公尺高的木構樑,比照鋼構視同有一小時防火時效,只要這件事情做出來,台灣很多大空間都會變成木構」,王銘顯解釋,經過研究認定一般火災都不會燒到4公尺這麼高,所以法規在鋼構規定上鬆綁,離地4公尺高的鋼構不需特別上防火漆,但這鬆綁的規定卻僅限於鋼構,木構一樣有嚴苛規定,「其實木構比鋼構更防火,鋼構遇火強度容易軟掉、倒垮,但木構會形成碳化層保護內部,所以木構應該比照鋼構,離地板4公尺高視同鋼構有1小時防火時效。」現在學校、體育館等基本上都不超過三層樓,如果法規鬆綁,以後這些建築的屋架,就更有機會用木構。

王銘顯表示,「現在我們只能跟承辦單位去吵說這離地4公尺高的樑鋼構都防火了,木構更沒問題,可是法規只有寫到鋼構,有些人接受有些人不接受,如果建照承辦不接受的話,就要再加5公分碳化層,導致成本高漲,所以這是我認為第一步馬上就要做的事」。

應規定公共工程使用一定比例木構造、制訂木材規格材料庫

王銘顯強調,雖然訂出國產材元年,但應該要把這目標抬高到國家政策的層級,規定百分之多少公共工程應該要消化國產材,「沒訂出來,還是會有些委員會問木材會不會腐蝕、蟲蛀,台灣氣候適不適合用木造,等等這種原始問題,他都不知道台灣的法規已經修到這樣了,這樣問題還是一樣會存在。」

王認為,林務局或台大也必須成立一些基本規格的材料庫,跟政府公共工程搭配,某些適合的案子,就來提供這種規格的材料,來給建築師做設計,公共工程的案子如果有20%木構架構,看到的人越多就會產生越多信心。

日本木構造建築法規越趨嚴格 渡邊邦夫:技術進步法規不一定能跟上

而於台灣氣候條件相似,同樣位於地震帶的日本也面臨同樣難題,前中原大學教授堀込憲二表示,1950年日本訂出建築基準法,之後不斷修法,因為大家對於颱風、地震影響木構造的疑慮,使得法規越來越嚴格,因此日本木構造住宅設計很辛苦,不論耐震強度、牆壁結構面積、長度多少都有規定,甚至改建結構版要怎樣都有不同標準。

不過,對於法規限制,渡邊邦夫則有自己看法,「技術不斷前進,這個前進的步伐不是法規可以跟得上的,法規你不一定要完美地遵從」,雖然大家認為好像有法規比較安心,但實際回到技術觀點,鑽研第一線的技術者,他會不斷強化技術特性,把技術面提高,這時候法規某種程度應該要捨棄,以自己設計經驗來說,設計時向來不考慮法規,而是不斷在設計過程當中,找到合理答案,自己對結構計算、設計細節精確度把握到相當程度,「我有自信把它蓋出來,是用這樣的方法,不斷創造這些嶄新、前無古人後無來者的木構建築。」