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為打造更環保的居住環境,「綠建築」已成為建築物設計或施工的普世原則,國內近期有學者進一步指出,「木造建築」是最能契合綠建築的營造方式,值得在廿一世紀推廣。
自從鋼筋混凝土等現代建材問世之後,人類得以突破傳統建材與技術的限制,卻也污染環境並危害健康,例如:使用含化學物質的建材,施工過程中產生廢土、噪音、空氣污染等問題。通風、採光不良的室內空間,也可能導致罹患「病態建築物症候群」,出現嗜睡、鼻塞、喉乾、頭痛、眼睛癢等症狀。
1980年代起,全球興起「綠建築」的推廣風,希望減少建築物的能源消耗及污染。高雄大學都市發展及建築設計研究所助理教授陳啟仁,近期出版《認識木建築》與張紋韶合著(木馬文化出版),倡導木建築乃是最契合「綠建築」理念的構築方式,並漸漸成為歐美日最普遍的房屋選項,在未來,木建築將是理想的住居環境。
木材是環保、永續的建材
建築學界中少數專攻木建築的陳啟仁表示,木材之所以是「綠建築」的理想建材,乃是因為它具有節約建築物能源、釋碳量、基地保水、廢棄土及廢棄物減量、縮短工期及經費、高回收等優點,能減少對環境造成的衝擊。
他說,以基地保水為例,木建築的自重輕,而綠建築的基地保水的主要是設置透水舖面,當輕質建築構造不需以混凝土「深耕」於地面時,建築基地的透水及保水能力,自然較鋼筋混凝土構造為佳。
一般而言,木材不耐燃性也不耐久,陳啟仁表示其實不然。他引用法國木材與家具科技中心(Centre technique du bois et de l'ameublement)於1991年的研究來說明耐燃性:大尺度的木材在燃燒時,在表層會形成一道碳化層,能夠阻絕燃燒直至火焰熄滅。
就建築物的防火時效,陳啟仁說,以樑柱結構為例,木構材在耐火時效後的殘餘斷面,必須合乎結構安全上所要求之最小斷面。木材由於熱傳導性不佳,加大斷面的尺寸就能得到較高的耐火時效,甚至當大斷面的木材受燃時,表面形成的碳化層就可阻絕燃燒的延續。
至於木建築的耐久性,陳啟仁說,屹立一千四百多年的日本奈良的法隆寺、中國山西省應縣建於隋代的釋迦木塔,是世上歷史最久的木建築,而瑞士的高山民宿、阿爾薩斯省的傳統街屋、北歐的中世紀民宅等,保存的狀況良好,也都證實了木材的耐久性;即使是溼熱的東南亞,也能克服氣候的限制,創造出如印尼建築Tongkonan的獨特產物。
木建築若要屹立良久,陳啟仁說,尚需四要素的配合:(1)構造系統設計卓越,材料品質優良。(2)正確的使用及完善的維護。(3)所處環境氣候條件的穩定,尤以乾燥為佳。(4)在漫長的歷史中免於戰火或人為的破壞。
木建築對人體的好處多多
小木屋的民宿近幾年在台灣大受歡迎,原因之一是木造建築對人體的好處多多。台大森林系教授王松永曾表示,木質環境可以給人寧靜、溫馨的舒適感,木構造房屋可調節溫濕度,具有吸收紫外光、斷熱、抗燃、防震、吸音、調節磁氣等功效,可減少慢性病發生。日本學者中尾哲也則指出,木造房屋較鋼筋混凝土房屋適合居住,長期居住木造房屋者的平均壽命也較高。
關於木建築對人體的益處,陳啟仁表示,日本及歐洲均有研究指出,哺乳類動物在木質構造環境中生理及心理的反應,都比鋼筋混凝土或鋼骨構造環境中為佳,關鍵在於木材能夠「呼吸」,如同人類的皮膚,對細微環境中的水分及溫溼度等有調節的作用,其觸感及質感能明顯的緩和試驗動物的焦慮不安。 陳啟仁還說,木質材料中釋放出的芬多精及陰離子,也有助於人體健康,歐洲曾研究以木建築作為身心障礙療養場所或醫院的主要構造,使用的結果都極為正面。
廿一世紀理想住居環境
隨著工業時代各種新式建材的出現,木建築曾經一度式微,但卻在1970年代以後再度崛起,並在2000年德國漢諾威世界博覽會中大放異彩。
這個史上最大,以「人、自然、技術」為主題的博覽會,計有170餘國參與、展出49座建築物,其中便有以木、竹、紙等環保物質為建材,在高科技營建技術的輔助下,展現出令人耳目一新、讚嘆不已的佳作,如挪威的木屋、日本的紙屋等。
陳啟仁認為,這個博覽會為現代木建築寫下了歷史新頁,許多參展的建築不約而同採用木、竹建材的現象,說明了木建築最能契合「永續的設計原則」,即:人的行為應與自然共生、設計應有的責任及自覺性、物質與精神並重、減廢節能、面對自然時的設計極限。
《認識木建築》一書中,收集了日、法、德、奧、瑞士等國的佳作,皆是1980年代之後的作品,陳啟仁說,這是因為1970年代的石油危機,使得永續發展成為普世價值,促使人類反思生態的問題,而資訊科技提昇了木建築的結構及材料力學,木材工業技術也日新月異,讓木建築的設計風格日趨大膽及自由,造就了許多好作品。
對於木建築在21世紀的發展,陳啟仁說,雖然木建築早已是歐、美、日等國家最普遍的房屋選項,但也無須奢望木建築要與鋼結構、預力鋼筋混凝土等現代建材,在結構、跨度、強度上一較高下,但對於生態及永續,木建築絕對有其優越性。
他說,當人們愈來愈重視房屋的生命週期與環境的關係,減少基地開發時對地表的破壞,把環境生態的健康視為生活品質的一部分時,自然、再生的環保建材及輕質輕量的構造系統,終將成為建築的主流。
陳啟仁也預料,未來木建築的技術,將結合具環保概念的高科技,而「全球化思考,地方化行動」的趨勢,也將蔓延至建築領域,促使人們重視自己的文化傳統,在理性及永續的大前提下,打造更好的居住環境。
他強調,木建築不會取代所有的建築型態,卻將會是未來人們追求的理想住居環境。
台灣有條件發展「木的文化」
對於地狹人稠、土地資源有限的台灣,陳啟仁認為,長期以來建造不環保的鋼筋混凝土的房屋,產生了砂石短缺、鋼筋漲價、施工時粉塵飛揚、水污染、廢棄物排放累積等問題,而國內木建築的應用也有許多「錯誤示範」,淪為渡假小屋、樣品屋、工地工務所等臨時性建築,抹煞了木建築在功能及美學上的獨特性。
木建築在台灣的發展前景又在哪裡?陳啟仁說,可以定位在休閒設施相關的建築,或以生態為訴求的特殊或公共建築上,如休閒中心、健康醫療機構、學校、鄰里活動中心等,發揮木建築的設計彈性、人性、環保等特性。
他說,台灣約有58%的土地為森林所覆蓋,如能在兼顧保育的大前提下,有效積極的經營開發再生林木,發達林產事業,絕對能在台灣形成「木的文化」,提供正面積極的環境教育功能。
台灣也有木建築的成功案例,陳啟仁說,「台東卑南文化公園」是國內首度使用集成材的案例,有助於突破一般人對木建築的成見及視野,在921災區重建中,出現了不少「生態教室」或「生態學校」的案例,也都十分值得稱許。
陳啟仁坦承,在台灣推動木建築誠屬不易,尚需突破的瓶頸包括:(1)大專院校缺乏木建築相關課程。(2)木建築的專業貧乏,令人無所依循,阻礙了本土的木建築研究。(3)大眾對木建築的認知模糊而錯誤,接受度尚有障礙。(4)營造業因法規不明及市場效益薄弱,不易主動考慮使用木建築。
最後他強調,在「綠建築」及「綠建材」等政策的助力下,這些瓶頸有賴產官學研各界逐一克服,才能孕育出本土的木建築。儘管台灣目前多仰賴「進口」的木建築技術及型態,可以吸收與學習,然而發展結合台灣本土的文化、資源、環境、產業等面向的木建築,才是最終的發展目標。
什麼是綠建築?
「綠建築」的定義,依照內政部建築研究所的解釋,係指在建築生命週期(即建材生產到建築物規劃設計、施工、使用、管理、拆除的過程)中,消耗最少地球資源,使用最少能源及製造最少廢棄物的建築物。
陳啟仁小檔案
1962年生,瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)工學博士。旅居瑞士11年,專供木建築,隨歐洲木建築權威德籍教授Julius Natterer(EPFL)研習工程技術,並與法國著名建築教授Roland Schweitzer(Uni. Paris, Tobiac)研習建築理論及設計。現任國立高雄大學都市發展及建築設計研究所專任助理教授、國立成功大學建築系兼任助理教授。
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