奔驰宝马

第 577 期文章

字级:
小字级
中字级
大字级

绿建筑新趋势系列(3) 向天空挑战创新 木构摩天楼不是梦

哥伦比亚大学的木构宿舍大楼哥伦比亚大学的木构宿舍大楼

木构大楼,正如雨后春笋不断在全球拔地而起。这些建物够坚固吗?会不会随时间而腐朽?遇火灾不会烧光光吗?这些很多人的疑问,对新一代的木建筑来说都不是问题,木构摩天大楼的时代,可能很快就会到来。

说来说去,木建筑到底好在哪里?其实,它的首要优点就是施工经济。传统混凝土结构需要灌浆,得花上好几星期等其干燥;如果每层楼都要数周才能完成,一幢大楼累计起来的工期自然不短。但如果改用木料,所有楼板、墙柱都可先在工厂精确裁切,现场组装即可,就像拼乐高积木,几小时就能完成,非常省力简便。

再来,木料相对于钢筋、混凝土,还有重量更轻、运送更方便的优势。以东伦敦哈克尼区九层楼的木构集合住宅Murray Grove来说,负责设计的建筑事务所便分析,若以钢筋混凝土来盖同样规模大楼,要出动九百辆大卡车、混凝土预拌车;但采用木料,最后只出动一百车次大卡车,经济效益不言而喻。

哥伦比亚大学的木构宿舍大楼,以53公尺、18楼的规模成为当今最高木构建筑,体现了木建筑的技术创新,也展现加拿大结合永续林业与环境保护的决心。哥伦比亚大学的木构宿舍大楼,以53公尺、18楼的规模成为当今最高木构建筑,体现了木建筑的技术创新,也展现加拿大结合永续林业与环境保护的决心。

各式新建材问世 木建筑更强韧

追根究底,建筑业之所以重新拥抱木料,而且愈盖愈高,关键就是合板与CLT(交错层压木材)建材的普及。今日的木料,已跟传统原木不一样了。

经手不少木建筑的PLP设计事务所建筑师Kevin Flanagan,便巧妙将CLT比拟成碳纤材料;如同新型飞机非得使用碳纤材质,未来建筑也会借由木料,达到质轻、经济、省能的理想。 仔细探究,现代木建筑主要采用三种材质。第一种是“胶合层积材”,也称“集成材”(Glulam),主要用于笔直的横梁或柱子,问世半世纪以来行之有年;第二种是“单板层积材”(Laminated Veneer Lumber, 简称LVL),以原木为原料旋切成单板,经高温干燥,再将单板以同向顺纹的组合,进行涂胶热压后胶合而成,强度可跟混凝土相当。 至于第三种,也是最近大量应用的“交错层压木材”(Cross-Laminated-Timber,简称CLT),正是近年高层木建筑迭有突破的主因。

CLT的原材,往往来自原本经济价值不够高的零碎木料,借由三层、五层、七层不同的胶合拼组,加强韧度,重新变成可用的板材。制成6公尺长、50公分宽等尺寸后,能直接用作壁面、楼板,也可裁切后铺至屋顶。

哥伦比亚大学木构宿舍大楼的横梁及17层楼板,均由「交错层压木材」组成,建物覆面也有七成采用木料。哥伦比亚大学木构宿舍大楼的横梁及17层楼板,均由「交错层压木材」组成,建物覆面也有七成采用木料。

省能又感性 木建材拥有更多诱因

木料不但比钢铁轻、更容易运送,运送过程耗损的石化燃料也比较少。由于木料重量只有混凝土的五分之一,因此原本因钢筋水泥过重而无法兴建高楼的地区,也有可能因此突破高度限制。而在质轻之外,木料也具有极高韧度,甚至连钢筋、钢板等建材也难以企及。

对投入木构建筑的设计者而言,裸露的木料自成美感,无需再多加装饰,成为引人入胜的简约优点。而对施工现场来说,木构建筑组装过程快速、安静、无毒,也为工班带来良好工作环境,可谓好处多多。

若从心理学研究切入,木头的质地、触感、香气,对于人的情绪均有正面提振效果,甚至可产生纾解压力、降低血压、增进沟通与学习、情绪疗愈等功能。而木料天生具有的温暖触感,甚至让人愉悦的气味,都能使人产生回归自然的心理感受。

在诸多优点下,人们的观念逐渐转变。全球顶尖的跨国工程营造品牌Arup便在2019年3月发表“重新思考木建筑”报告,以减少碳排为目标,支持木料等永续建材的大量运用与推广。 这份报告说明,在密集的都市环境中,木建筑具备省时、减噪、降低废弃物、易运送、易组装等优点;而通过电脑运算,还能精密掌控木料裁切组装、达到更高经济效益,这些都是支持木料运用的理由。

负责台南美术馆二馆设计的日本建筑师坂茂,也曾在瑞士苏黎世为媒体公司Tamedia设计木构企业总部大楼。负责台南美术馆二馆设计的日本建筑师坂茂,也曾在瑞士苏黎世为媒体公司Tamedia设计木构企业总部大楼。

高楼与公共建筑 也迈向木构时代

2019年2月,全球各大媒体出现了一则新闻,引起设计圈极大关注。日本计划在2041年完成一幢破纪录的木构摩天大楼,住友林业与日建设计株式会社打算投入一项“W350”专案,在东京盖出包含住宅、饭店、办公、零售等复合用途的350公尺、七十层超高大楼,以庆祝住友集团350周年纪念;它的高度不但比当今最高木建筑—加拿大温哥华的英属哥伦比亚大学学生宿舍高出四倍,落成后也将跃身为东京第一高楼。

这幢大楼预计会有九成木构,搭配一成的支撑钢管(Braced Tubes)结构,以因应东京位处地震带的挑战,预计将用掉18万平方公尺的日本在地木材,耗资56亿美金,造价比一般同级大楼高上一倍。 为什么造价如此昂贵,还要偏向木建筑挑战?答案就在于业主意图展现新时代的设计思维,体现“环保”与“永续”的未来。

虽然过去日本传统建筑多属木造,但祝融之祸的阴影,一度让木造建筑大幅减少。不过近年随着材料处理技术的进步,木建材在防火、防水、防震、防蛀等面向均有大幅进步,因此木建筑颇有卷土重来之势。 而另一方面,日本政府对公共建筑与私人住宅,也不断针对木建材的使用进行奖励与鼓吹,间接造成木建筑的重新复苏。

瑞士Tamedia企业总部瑞士Tamedia企业总部

划时代里程碑 木构大楼可行性高

要整体说明木建筑朝向天空挑战的趋势,不得不提几个划时代的里程碑。 2009年,东伦敦的哈克尼区(Hackney),就已出现前述九层楼的木构集合住宅Murray Grove,创下当时世界纪录。到了2013年,以木料与纸管为建材出名的日本建筑师坂茂,也在瑞士苏黎世为媒体公司Tamedia设计木构的企业总部,引起一阵惊叹。

而回溯这股向天空发展的划时代纪录,还是得首推2017年在加拿大温哥华落成的英属哥伦比亚大学布洛克公地(Brock Commons)学生宿舍。这是全球首座由木料、钢骨、混凝土共构的十四层以上建筑,53公尺、18楼的规模成为当今最高木建筑。 回顾施工实况,在预铸零组件运至现场后,只花了七十天不到的组装工期,加上后续装潢,比预定时间还提早四个月完成,就向四百多位住户敞开大门。这种施工上的经济,成为高层建筑渐向木料靠拢的关键原因。而实际的使用案例在获得好评后,更促成木构大楼加速发展。

德国汉堡的海港城(Hafencity)也宣布规划德国首幢木构大楼,64公尺的18层住宅,将成为欧洲规模最可观的都市开发计画之一。德国汉堡的海港城(Hafencity)也宣布规划德国首幢木构大楼,64公尺的18层住宅,将成为欧洲规模最可观的都市开发计画之一。

善用木构 可让“森林”重回城市

木建材尽管还不能说是十全十美,但与钢筋混凝土相比,仍然具有十足优点,值得人们好好探索其潜力。

相较于钢筋水泥,木料最终极的不同,就是它具有可再生性,只要持续造林,就能取得源源不绝的原料;而在树木生长的过程中,不断吸收二氧化碳,对于减缓温室效应更是很有帮助。 很多人不免担忧,全世界不是一再呼吁停止滥砍滥伐?

的确,只要经过适当规划与管理,计划性采林除能防止森林野火,还能增强森林抵挡大火的能力;在非保留地控制树林密度与林场栖息地环境,也能让生物多样性保存得更好。

防火耐震有保障 现代木料其实够安全

另外,人们对于木构大楼的疑虑,主要来自防火、耐震、抗潮等考量。其实木头只要做好防潮,没那么容易腐朽,全世界就有很多古老的木造建筑保留下来。

实验证明,CLT板材在经过具防火性的黏胶胶合与热压塑形后,由于已经过纵横交叉排列、去除节点等筛选,能有效避免材质的结构弱点,强韧度甚至可比钢筋。实验结果还证实,木构房屋在经历地震时,通常只产生位移等问题,但钢筋混凝土结构却往往产生梁柱爆裂、钢骨扭曲、房屋倾斜等现象,耐震度反而不如木料。 另外,经过处理的CLT,易燃性也大有改善。根据实验显示,使用CLT兴建的木屋遇上火灾时,室内家具虽难逃一劫,但CLT木料不会烧透,只会产生表层焦化就止燃,保持结构完整。

反之,钢骨建筑遇上大火,很容易熔化变形而产生结构弱化,证明CLT的耐火性不一定比较差,让人们对于木构材料的安全性,又多增加一项观念层面的翻转。

我要留言

欢迎您留下联络资讯,我们将由专人与您联系

输入验证码
TOP
在线客服
客服时间
周一~周五 08:30~18:00
400-920-6568
(021)800-820-0168
關閉