文：許浩銘

木材，永續循環的材料且節能固碳

樹木有一定的壽命，並非每棵樹皆可成為神木。一定年齡以上的樹木，其光合作用的效率也會降低。所以現代人工林的經營策略，從樹苗、除草、去雜枝、疏伐、主伐，各階段都是經過精心規劃，而讓森林得以生生不息，經過新陳代謝的樹木可以行最好的光合作用，持續吸收大氣中的二氧化碳。

在人工林養成的過程，疏伐以及主伐所得的原木進入木材使用的循環中，從大尺寸大斷面的材料運用，回收再製成小尺寸、小斷面用於傢俱之類的中小型木材製品，甚至生質燃料。一點一滴都不浪費木材的利用。這是其他種類建築材料都無法達到的優勢。對於地球、對於生態環境永遠站在和平共處的角色。

就排碳量而言，鋼骨或鋼筋混凝土構造建築物的二氧化碳排放量，始終是有增無減。混凝土、鐵礦開採對於環境的破壞，眾所皆知；材料精煉更是需要大量的能源，且資源有限，在不久的將來總有耗盡的一天。推動建材再利用，就須面對混凝土回收製品很難回到最初使用層級的困境。

反觀木材是唯一可以種植生產、永續循環的建築材料。現代化管理的人工林，可以穩定的產出，並且同時吸收二氧化碳。從材料生產就是節能減碳、降低地球溫度。

木構造謎之音

「木構好像很不錯，但台灣好像不太適合？」多數人對於木構造還停留在這樣的印象，但今日木構技術的精進早已一日千里，法規的修正雖然緩慢卻也逐步在進行。不管是作為空間工作者，或是居住在這塊土地上的我們，若能認識木構的優勢，去除刻板印象，理解木構造確實是一個可行的材料，我們就有機會在台灣看到更多溫潤質樸、又固碳降溫的好房子。而木材與木構造既然是好東西，為什麼推不動？實則來自諸多迷思的積非成是。

迷思1：「孔固力」最耐久？
事實：木構才是真長壽！

台灣的房子大部分採用鋼筋混凝土建造。多數人認為由鋼筋混凝土建造的房子最為堅固，事實上真是如此嗎？

研究指出有63%的木構造可以使用50年以上，大部分的木構造建築可以使用超過75年。反觀鋼筋混凝土構造，有一半的鋼筋混凝土構造只有50年以下的使用時間，只有三分之一的鋼筋混凝土構造可以使用超過50年。 而最訝異的是竟然有80％的鋼構造建築物的壽命小於50年，甚至有一半的鋼構造建築物撐不到25年。

看看日本著名的幾座木構造高塔，興福寺五重塔是西元1426年建造的，藥師寺三重塔興建於西元680年，法隆寺五重塔據傳始建於607年；皆超過百年以上的壽命。

木構造建築物之所以可以綿延數百年的日月更迭，有很重要的因素在於它可維修的特質。抽樑換柱在木構造建築物修繕工程中常常可以看到。針對結構系統中損壞、不足的零件維修或更換。就因為如此，要能輕易達成百年建築使命的構造物，反而是木構建築而不是其他構造物。

迷思2：要救北極熊 只能關冷氣？
回應：好材料結合好構法，打造舒適室內環境

「好建築」必須提供舒適又健康的室內物理環境，建築體必須能夠有效的隔絕室外的溫度、濕氣；又能夠引入充足的陽光、適當的通風。

混凝土建築吸熱快、散熱慢，造成夏天溫度高、而冬天又無法留住白天的溫度；此外，混凝土建築在潮濕連續天氣中，牆壁油漆易剝落發霉，甚至產生壁癌。建築外殼沒有針對吸熱、保暖、濕度進行良好的阻隔，就需要使用空調設備、暖風設備調節室內溫度控制。惡性循環後，就是需要更多能源來換取舒適的室內環境。

現代木構造建築是絕對不會迴避這個課題的。

就材料而言，木構就比混凝土及鋼構更合適與人體接觸了。想想夏天中午有辦法赤腳站在混凝土地面嗎？若是站在戶外木地板上呢？這是因為由於木材的比熱較大，所以溫度的變化比混凝土小，可以有效的斷絕溫度傳遞。

木構造建築會透過構法達到隔熱、調節濕氣。良好的木構造建築外殼設計（外殼指的是外牆、屋頂還有接觸地球的地板），隔熱層以及空氣層再加上防水層是很常態的做法。隔熱層可避免室內外冷熱產生交集。空氣層除了有效隔熱以外，會因為形成等壓空間避免水分滲進室內，也可藉著通風良好而把水分帶走。

這樣的構法有一個隱藏版的好處，就是比較不會形成房子漏水的誤判。舉個簡單的例子，裝著冰水的玻璃杯。不須半响杯子外側就會開始「流汗」，這可不是杯子裡的水分滲透出來了，而是空氣中的水氣「凝結」在玻璃杯上。

把裝滿冷飲的玻璃杯當作冬天的混凝土外牆，溫暖的室內側是不是也會凝結水滴呢？答案是肯定的。如果建築物外牆沒有把室內外的溫度好好的「斷絕來往」，室內側就是會產生「結露」的現象。住戶就會以為家裡的牆壁漏水了，需要找師傅來抓漏。而為什麼「師傅怕抓漏」呢？因為出現水的原因不是「漏」呀，當然永遠抓不到。

迷思3：木構只能蓋小房子？
回應：技術日新月異，工程木材蓋高樓早已不是問題！ 

工程木材製造技術已漸趨成熟。興建木造房子僅需向工廠訂單，運用加工後包裝整齊的材料，再依說明書組裝即可。這當中，膠合技術的發明是木構造建築物的大躍進。1866年愛德華六世國王學院的集會室屋頂就是採用膠合木屋頂結構。1942年推出了完全防水的苯酚間苯二酚黏合劑，這使得膠合木可以在露天的外部環境中使用且不需要擔心膠合降解。自此膠合木Glued laminated timber（又稱為「集成材」）技術逐步成熟。

「膠合」技術讓木材達到「一致性」。現代木構造的品質必須更穩定更有保障。因此結構工程師在進行計算時，每個部位的桿件數據就不可以有大幅度的變化。否則施工成果與設計需求之間的誤差會難以控制。

木材是天然材料，每一種樹甚至每一棵樹都會因為外在環境條件不同，材料強度會有差異。所以先將原木化整為零，製造成小構件。並且量測強度，分類歸屬。如此一來，將一定範圍強度的構件膠合之後就可以得到強度數據趨於「一致」的結構元件。這時候原木就變身為「工程木材」，設計的自由度更高、不必每一次都要檢測、也可經由工廠生產量化了。此時工程木材早已非泛泛之輩了。

在二十世紀末，由於材料技術的關係，木構造建築物侷限在低層建築物，普遍不超過五～六層樓。二十一世紀，CLT(Cross Laminated Timber)誕生了，它將引領木構造建築進入高層建築的競爭場域之中。

2007年，第一棟中高層CLT構造住宅建築誕生； Stadthaus是位於倫敦哈克尼 (Hackney)的一棟九層樓的集合住宅建築，高度達到30公尺。

2015 年卑爾根建築事務所ARTEC 設計完成 Treet，Treet（挪威語意為“樹”）是一座 49.4公尺高的集合住宅大樓。這座 18 層的建築物由 62 個模組化住宅單元組成。該建築並非完全由CLT構造組成；其主要結構由膠合木桁架構成，而 385 平方公尺的 CLT 用於電梯核、樓梯、內牆和陽台；此外，在五層樓上安裝了一些混凝土平台，以增加建築重量並改善其動態性能。

位於挪威 85.4 米高的 Mjøstårnet（挪威語意為“Mjøsa 湖之塔”）於 2019 年竣工，是目前世界上最高的木構造建築物。由挪威建築師 Voll Arkitekter 設計。這座 18 層樓的混合用途建築包含餐廳、辦公室、旅館客房和 33 間公寓。與 Treet 塔類似，Mjøstårnet 的結構由膠合木桁架、膠合樑柱組成，而 CLT則是用於加強元件，並建造電梯核和樓梯。為滿足當地消防法規，外牆採用特殊的防火松木板覆蓋。

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迷思4：木材容易腐爛與白蟻問題？
回應：後續維護管理皆可處理

若想要材料不腐爛，在房屋壽命到達終點之時，我們就等於製造了一個無法降解回到生態循環的大型垃圾。從這個角度來看，不會腐爛的材料反而才是我們該擔心？所以問題該是如何確保木構在建築的生命週期中，安全無虞，又可以穩穩當當地為使用者遮風避雨。

至今，處理木料技術有相當多的進步，作法上也有很多改良。比如工程木材的製作過程中，將含水率控制在18%以下（15%以內更好），或者加注合法藥劑就可以大幅的改善木材容易腐爛的問題。若再加上適當的基礎設計，直接隔絕地面濕氣的影響，並且把握通風的原則，基本上如同迷思1的內文所描述，其實木構會是壽命很長的構造行為。

至於白蟻的危害，不管是在基礎部位設置防蟻版（白蟻很笨，不會往下走再往上爬），又或者有實際的居住行為（白蟻怕光也怕吵。有人居住的地方白蟻出現的機率就更低了！），都有很多種防範白蟻的方式。

於法有據，法規修正後木構造成為實際可行的建造方案

今年初(110年)營建署悄悄地修正了「木構造設計規範」。對於在台灣推廣木構造建築物多年的大家，是十分令人雀躍的消息。在這次頒布的條文中，木構造建築物的「樑柱」、「樓板」以及「屋面」都有確定的防火構造作法可以依循。不再只能採用新材料新工法的方式來認定一小時防火時效的性能。

在建築設計的「聖經」，建築技術規則構造編中，規範了目前台灣的木構造建築物，不得超過地上四層以及十四公尺簷高。但供公眾使用而非居住用途之木構造建築物，結構安全經中央主管建築機關審核認可者，簷高得不受限制。建築技術規則中載明了，只要是建築物都必須選擇要不要具備防火性能。木構造建築也不例外。由於鋼筋混凝土在技術規則中明白賦予它具備了三小時的防火時效，所以一直以來大家都誤以為木構造建築物就是「非防火構造物」。

如同鋼構造。雖然鋼材本身只被認定具備半小時防火時效，但鋼構造可以覆蓋防火批覆或防火漆等方式來達到一小時以上防火時效的要求。同樣的木構造也可以用防火材料包覆或炭化層來達到防火時效的性能。建築師會選擇用炭化層的方式來設計。這是因為建築物完成之後木材表面不會被其他材料所遮掩。大眾很容易理解這是一棟木構造建築物。「炭化層」簡單說就是木材燃燒後炭化的厚度，有如木炭。而原本木材斷面尺寸扣除掉炭化層之後，仍然可以維持一定的結構性能讓人可以有足夠的時間逃生。這就被認定具有一定時數的防火時效。炭化層越厚，防火時效就越長。以材積計算成本的木構造預算也就相對提高。

所以如果一開始選擇的非防火構造物，那麼木造結構各部位的尺寸就能維持原本系統所需的量體。當然也就可以有效的節制預算。但是在台灣的都市土地條件中，這是相當難以達到的。

從日治時期延續下來的土地劃分方式，街屋是台灣常見的建築型態。面窄但有較長的深度。這十分不利於非防火構造物的設計。建築技術規則中明定，非防火構造物必須退縮境界線1.5公尺建築。台灣常見的4~6米的土地面寬，兩側就必須先扣除3公尺不能利用。建築師也是巧婦難為無米之炊。另一方面即使業主口袋飽滿，擁有的土地寬深比都符合設計條件。總是會擔心鄰居的一個不小心，可是會延燒到自己，造成難以挽回的遺憾。所以通常業主還是會選擇採用防火構造物。也就可以理解木構造設計規範在今年的成就有多麽重要了。

我好想要木構造，可以先試試看混構造

木之家近年來致力於推廣混構造建築物。因為我們認為台灣建築工業環境在木構造建築發展進程中，混構造是必要的過渡產品。

日本東京大學腰原幹雄教授將混構造分為四類，材料的混構造、構材的混構造、立面/垂直的混構造 以及平面/水平的混構造。鋼筋加上混凝土就是材料混構造的最佳範例。取兩者之優點，讓建築物既能承受重壓，又能具有彈性。鋼骨構造包覆防火批覆或是加上矽酸鈣板以及岩綿而達到一定時數的防火時效，亦可視為構材的混構造。不過，我們認為台灣的木構造最適合立面/垂直的混構造或者平面/水平的混構造。一方面是平衡預算，另一方面是材料的特質，最重要的是建築環境的條件。

無論是任何構造系統，基礎工程總是會使用鋼筋混凝土，這是因為此材料的優點。耐水(不是防水喔)且耐壓，在台灣仍是最便宜的建築工法。也因此既然基礎用了鋼筋混凝土，不如至少地面一層～二層就都用它吧。

在營建預算上，完成基礎與完成地上一層的價格相差無幾。而將木構造抬高遠離地面層的潮濕，也符合木構造設計的原則。另一方面也符合台灣民眾對於鋼筋混凝土構造比較「堅固」的成見。地上三～四層採用木構造，對於鋼筋混凝土結構系統載重降低也有很大的助益。如此原本似乎處於對立面的兩種構造系統，就忽然手牽手變成好朋友了。

我們在台中石岡的地上二層餐廳，即是在水平向連結木構造與鋼筋混凝土構造。讓沿街面以木構加上玻璃帷幕的表情呈現，讓鋼筋混凝土躲在背後，用以檢討防火間隔，大幅降低預算，並且配置廚房、廁所等需要複雜防水工項的空間。讓顧客身在幾乎全木構的環境用餐，提高餐廳本身的價值。

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除了新建築物，其實有很大的需求在於老屋增改建以及結構補強。耐震補強的原則，除了增強計有結構系統的強度之外，減輕自重是另一妙方。所以拆除無結構作用的混凝土外牆及室內隔間會有很大的幫助。取而代之的是更加環境友善且相對輕盈的木構造牆面，如此將低原有結構系統的負擔，也可減少補強的作為，一石二鳥何樂而不為。

此外我們曾經評估過幼兒園的增建方案。由於不能停課，又必須顧及兒童安全以及家長心理壓力。業主必須選擇最安全最安靜最快速的工法增建。木構造設計就是最佳解法。不需要經歷模板組立、鋼筋綁紮、灌漿、拆模這一連串的繁瑣過程。也免除鋼構造像是鐵皮加蓋的刻板印象，大雨打在金屬外牆與屋頂的噪音尤其惱人。

木構造吊裝不過三週內就可以完成，之後的室內外裝修幾乎不會影響幼兒園的運作。更重要的是木構造提供恆溫恆濕的低過敏原室內空間，提升幼兒園招生的吸引力。且單單計算二十年內降低空調負載的費用，就足以弭平與鋼構造之間的價差。

木構造，建構你我未來的節能減碳永續新生活

木材在 1 立方公尺內可儲存 0.8 噸的二氧化碳，是一種可補充更替的建築材料。相比之下，混凝土和鋼材的生產流程都是單向能源密集型，會釋放大量二氧化碳進入大氣層中。而木建築中CLT板材也很容易拆卸修繕，在建築物壽命結束時可當作生質能源或回收再利用。因此，從環境面向、成本估算和再生經濟等各種方面來看，木構造建築都是相對合理的選擇。

希望從政府帶頭，讓公共工程中採用木構造混搭其他構造的比例能夠逐年調升。期待十年後，公共建築物的木構造佔比可達到25%以上。其實這並不困難，在工資節節高漲又缺工的時代。製程工業化、減少現場工作、精準又快速的組裝、友善地球又環保的木構造。可以大幅減少工期，降低成本又節能減碳，相信很快就可以取代其他工法成為建築界的主流。