第 575 期文章

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绿建筑新趋势系列(1) 以「木」之名崛起 绿建筑的新兴设计浪潮

曾获普立兹克建筑奖的日本知名建筑师坂茂,一向喜爱利用木料与纸筒等自然素材进行创作。曾获普立兹克建筑奖的日本知名建筑师坂茂,一向喜爱利用木料与纸筒等自然素材进行创作。

究竟什麽是「绿建筑」?它又能为人类带来什麽样的未来?一场以「木」之名兴起的永续设计浪潮,为建筑带来新一波革命。

在气候变迁、环境污染等问题不断席卷而来的当下,「环保」与「永续」成为人们关心焦点,设计圈也未置身事外;尤其近年「绿建筑」不断被倡议,大众对其关注更是有增无减。

 

不过很多人以为,在建物外部加上绿化,诸如增加植生墙等,就是「绿建筑」。也有人以为,架起太阳能板,部分电能自给自足,就是一种「绿建筑」。

 

其实,这些想法都只对了一半,真正「绿建筑」,该指建物在「由始至终」的生命周期里,消耗最少地球资源、使用最少能源、并制造最少废弃物,才能真正冠以「绿建筑」之名。

 

在这样的原则下,当代设计开始将目光投向「建材」,想尽办法减少建筑的二氧化碳排放与热能散失;也正因如此,自然界的最佳恩赐—木料,又再度成为最佳建材选项。

木料重新崛起 减碳效能大受推崇

在过去一百年,人们凭藉钢筋混凝土向天空发展,也愈来愈倚赖这两项建材,以为没有它们就盖不了房子。

 

倘若从建材的获取过程来看,金属建材其实极度耗能,主因矿物得经过数次上千度的高温冶炼,才能变成钢、铝、铁等建材,混凝土同样亦是经过高度耗能才能取得,运送过程还得再度耗费大量石化燃料。

 

相较之下,树木在成长过程已不断吸收二氧化碳,化身建材后还能再度发挥减碳功能,其高度绝缘性特点,能让房屋保持冬暖夏凉,产生节能省电优点,因此重新被建筑师视为格外具有永续价值的建材。

 

瞧一瞧数据资料,就知道为什麽人们该投入「绿建筑」。根据调查显示,目前温室气体来源中,有19%来自工业排放,33%来自交通,而源自建筑的占比,竟然高达47%,逼近一半!这是因为我们常用的钢筋与混凝土,在制造过程中高度耗能、高度排碳,而使用它们建造房子后,又因绝缘性较差,因此必须耗费大量电力,才能以冷暖气维持舒适生活。

 

回顾2015年的巴黎协定,参与成员国曾共同议定要将每年平均温度上升幅度控制在2度之内,不过以目前气温上升速度,已经很难把持在这个范围内,再这麽下去,气候灾难,不再只是危言耸听。

从建材就减碳 自然材质大受欢迎

也就是在这种环保觉醒下,欧洲一些建筑师开始以橡木板当作房屋绝缘材料,有些甚至是由酿酒工业废弃的橡木瓶塞回收制成。由于橡木采收时只取树干外皮,因此不会有砍伐树木、伤害环境的问题。这些具韧性高、抗噪吸音、隔热绝缘等优点的橡木板,在生命周期后还具有容易拆解替换、可自然分解等特点。

 

相对于木料,竹子也被视为永续建材首选,因为它生长快速、容易大量取得,如以经济规模栽种,六年生长期后就可采收使用,极富经济效益,又不会有资源枯竭问题。另外像稻秆、麦秆等农作废弃物,也开始被压成板材当作建材。

 

再生物质,亦变身永续建材极佳选择,像是回收丹宁布与玻璃纤维,可拿来制作房屋绝缘层;而由旧建筑拆除回收之木料,可用作地板或梁柱、门板、窗框之用;至于钢铜等金属及石材,也都能进行再利用,减少生产全新建材消耗的能源。

木建筑不只被用于住宅,也开始应用在公共建筑,瑞士苏黎世动物园的大象馆,便别出心裁使用大跨距的木构天幕,为象群营造充满自然气息的生活环境。木建筑不只被用于住宅,也开始应用在公共建筑,瑞士苏黎世动物园的大象馆,便别出心裁使用大跨距的木构天幕,为象群营造充满自然气息的生活环境。

强韧可比钢筋水泥 CLT木料带来全新可能

不过追根究柢起来,近期木建筑之所以突破极限,应用范围愈来愈广,甚至往高楼发展,关键还是「Cross Laminated Timber,简称CLT」的出现,它有多种译名,诸如「纵横多层次实木结构积材」、「交错层压木材」等皆是,日本则称为「直交集成板」。

 

顾名思义,CLT是将每块原材去除缺点后,再纵横交错、胶合,形成集成材;由于已在生产过程中剔除木材节点等缺陷,因此结构更坚固,强韧度甚至可比钢筋水泥。而它所使用的原料,来自可不断种植再生的经济林,也就是所谓的永续森林(Sustainably Harvested Wood),因此更符合经济与环保效益。

 

传统观念上,往往认为森林只能保育,不可砍伐。但其实更合宜的态度,是森林需要「经营」、「更新」,才能生生不息。以再造林来说,生长四十年以内的树木,吸碳效率最佳,可达到最佳减碳功能;树龄再增后,吸碳效率会逐渐减弱,因此树林并不是不能砍伐,而是该找到生态与永续发展的平衡。像日本政府便以补助奖励方式,鼓励民间使用本国再造林木料筑屋,达到「地域材活用」效益。

透过设计布局 达到节能减碳理想

除了从建材根本做起,「绿建筑」在施行上,关键首推如何将太阳热能摒除在室外,减少室内空调耗能。关于这点,可以透过各种方式进行。

 

其中一个相当受到瞩目的做法称为「被动式设计」,聚焦在如何让建筑物更有效率地使用太阳产生的热能,妙计之一就是使用较高「热质量」(Thermal Mass)建材,有效将热能保存在建物内,并以木料等绝缘隔热效果强的建材,防止热能散失,在冬天尤其实用。

 

被动式设计,着重在让窗户、墙壁、楼板能够蓄集或反射、发散日光能量,在冬天蓄积热能,在夏季则反射热能。它之所以称为被动,是因并不主动使用机械或电力装置来增进热能的使用或发散,反倒着重设计手法将日光转为可用热源,并使用于空气、水、热质量之上。

 

在「绿建筑」生命周期中,最关键的目标就是考虑能源使用效率。藉由各种主动与被动手法减少耗能,并藉由建筑基地的日照采光、热能吸收与发散、通风路径调整等方式,增进建筑自己捕捉或产生能源的能力。

因地制宜 才能催生最完美「绿建筑」

藉由重新检视建物的耗能模式,可重新从过往被浪费的热水、停滞的空气中撷取能源,并引进新鲜空气与冷水,让室内保持合宜温度。而防晒的措施,像是注重窗户开口的方向与角度,调整窗帘、遮阳板的分布,都能有效阻止建筑物在酷暑吸收热能,减少空调使用。

 

窗户的规划,在夏季着重于减少多余热能吸收,冬季则增加引进产生热能的光线,并减少热能透过玻璃窗逸失(玻璃是相对较差的绝缘材料)。因此在北半球,常常将主要窗带配置于南边,这也就是华人讲究的「坐北朝南」生活智慧。

 

而透过植披,亦可增进建筑物的能源效率,像是植树,即可减少夏季阳光直射,冬季叶落时又让阳光穿透,照射到建物上。常绿植物,也常被应用在建物北面,以抵挡冬季时由北方吹来的强风,减少建筑物热能的散失。

 

不同的区域,一定要有因地制宜的措施,才能达到「绿建筑」理想。在寒冷地区,暖气系统是建物最主要的耗能主因,反之在热带,冷气空调就跃身为耗能元凶,因此被动式设计力图有效减少建物耗能,达到冬暖夏凉理想。

 

木料、石材等材料因能有效隔绝热气传导,成为新一代「绿建筑」建材的最佳选择。

北欧在木建筑浪潮中处于开明的前锋位置,像是芬兰的Tuupala学校与托儿所,便以舒适明亮的木构建筑,为孩子营造宜人的成长与游戏环境。北欧在木建筑浪潮中处于开明的前锋位置,像是芬兰的Tuupala学校与托儿所,便以舒适明亮的木构建筑,为孩子营造宜人的成长与游戏环境。

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