圖｜NTB Kommunikasjon、3XN、unsplash、Flickr
文｜邱立崴
近年來，全球興起了一場以木材為主要結構材料的高層建築革命，迅速地在建築界形成一股新興風潮。當全球積極尋求更環境友善、符合淨零碳排目標，同時更有效率的建築方案之際，由新技術加工而成的新型工程木材，似乎正為這個追求永續的時代開闢出新的方向。
過去，木材因為防火與強度種種限制，通常僅應用在中低層高度的建築之中。然而，隨著加工技術的進步，以及新型工程木材產品的問世，高層木造建築不僅成為可能，更在永續性、施工效率，以及設計美學上展現出其獨特的優勢。
高層木造建築的技術核心──CLT與GLT
這一波高層木造建築的復興，其核心驅動力來自現代木材工程技術的成熟，特別是「直交集成板」（Cross Laminated Timber，以下簡稱CLT）和「膠合集成材」（Glued Laminated Timber，GLT）等產品的應用。這類現代工程木材具有優異的強度重量比，雖然單一木材的強度不如鋼材，但透過結構優化，木材便能夠達到高承載能力，加上木材具有一定的韌性，且結構相對輕巧，地震來臨時，更能夠有效地吸收及散地震能量，展現出優秀的耐震性與結構安全性。
其中，CLT是由多層實木板材以水平與垂直交錯的結構堆疊後，再膠合而成。這種直交式結構賦予CLT較傳統木材更高的結構穩定性與承載能力，足以承受高層建築所需的荷載，並作為牆壁、樓板，以及屋頂的主要構件。
而GLT則是由多塊板材或角材沿著木材纖維方向平行膠合而成。透過這種製作方式，不僅突破了單一實木尺寸的限制，還可製作出尺寸更大、形狀更多樣化，且強度更高的構件。GLT能夠在高層木造建築中，作為主要框架結構的樑與柱來使用，並提供穩固又強勁的支撐力。
現代工程木材的優勢
在防火性能上，CLT和GLT等新型工程木材在燃燒時，表面會形成炭化層（Char layer），此一炭化層能有效保護內部免於快速燃燒，延緩火勢蔓延，並維持結構的完整性，耐火時效可達到1至2小時，相較於鋼材在超過200度的高溫下便可能開始軟化而失去強度，其防火性能甚至更加優秀。經過適當的防火處理與設計，並搭配自動灑水系統等消防設備，現代工程木材足以消除一般人對於傳統木材易燃的刻板印象，讓高層木造建築得以符合當代建築法規與生活美學。
CLT與GLT經由精密的工業化生產製程，消除了天然木材中常見的節點、裂紋等缺陷，並透過科學方法優化其力學性能，使木材能與鋼筋混凝土、鋼材等傳統建築材料混合搭配使用，甚至在某些應用上更具優勢，逐步成為可替代的建材之一。例如，CLT與GLT均可在工廠內先行預製模組化建築套件，有助於大幅提升施工效率。建築結構套件在精密的控制下完成切割、開槽與鑽孔，之後再運送到工地進行組裝，與傳統混凝土工程中需要現場澆築的「濕式施工」相比，這樣的方式大幅減少了所需時間與天氣條件的限制。此外，木構件的輕量特性，也簡化了運輸過程與吊掛作業。因此，採用現代工程木材興建的高層木造建築，其建造速度上，往往優於傳統混凝土或鋼構建築，不僅能夠縮短工期，也有助於降低現場的人力成本。
而在美學與居住體驗上，產自大自然的木材，其質感、紋理和色彩，都能為建築空間注入獨特的美感與舒適性。外露的木結構除了原有的功能性以外，也帶來裝飾效果，營造出一種親近自然的空間感受。這種「親生物性設計」（Biophilic Design），有助於提升居住者及使用者的身心健康，同時改善室內環境品質。
高層木造建築與永續發展
木材在淨零碳排與永續性方面所展現出的優點，正是推動這股建築趨勢的重要因素，也促進各國企業乃至於政府部門大力推展。
以下這些是高層木造建築為永續發展帶來的優勢：
一、卓越的固碳能力──木材是唯一可再生的主要建築材料。森林在生長過程中會吸收大氣中的二氧化碳，並將碳儲存在木材中。因此，當木材應用於建築大樓時，這些碳便會長期封存於建築結構內，使其成為天然的「碳匯」。
根據我國農業部林業試驗所研究統計，每立方公尺的木材約可固存1公噸的二氧化碳，這些木結構成為建築中的大型碳儲存庫，能夠有效減少大氣中的碳含量，進一步促進淨零碳排的目標。
二、降低建築碳足跡──相較於鋼筋混凝土等主流的建築材料，木材生產過程所需的能源消耗相對較低，所產生的碳排量也遠低於水泥與鋼鐵的生產。採用木結構建築能夠大幅降低建材生產到建造過程中的整體碳足跡。
三、促進森林永續管理──高層木造建築的發展，有助於推動森林資源的永續管理。透過負責任的伐木與再造林，木材才能夠持續穩定供應，形成良性循環，確保資源的永續性，維護生態的平衡。
四、提升施工效率與減少廢棄物──如前所述，現代工程木材可於工廠中預製成構件，減少現場的濕式作業與施工時間，不僅加快建造速度，也有效減少現場廢棄物的產生，降低對周邊環境的污染，實踐更為永續的建造流程。此外，建築生命週期結束後，木材相對於其他材料也更容易回收或生物降解，進一步降低對整體環境的影響與衝擊。
全球高層木造建築案例
挪威 米約薩塔
談到全球高層木造建築，擁有豐富林業資源的北歐國家堪稱是這股風潮的先驅，其中又以挪威的米約薩塔（Mjøstårnet）為最具代表的重要里程碑。
米約薩塔位於挪威布魯蒙達爾（Brumunddal），樓高85.4公尺。2019年剛落成時，曾是世界上最高的木造建築，雖然後來此紀錄被美國密爾瓦基的Ascent大樓刷新，但米約薩塔仍被視為高層木造建築史上的重要典範。
米約薩塔是一座住商混合建築，大樓內包括旅館、住宅和辦公空間等等，採用GLT作為主要的樑柱結構系統，而樓板、牆體、電梯井與樓梯間，則採用CLT。為了增強高樓層的抗風性能，部分樓層輔以混凝土樓板加重，以提高整體的穩定性。這種混合結構在高層木造建築中十分常見，用以兼顧結構效率與材料特性，但米約薩塔絕大部分結構體仍為木材為主，充分展現出木材在現代建築中的潛力與應用。
加拿大 T3灣岸大樓
位於多倫多的T3灣岸大樓（T3 Bayside）坐落在安大略湖畔，樓高42公尺，是北美洲最高的一座木造辦公設施。
T3灣岸大樓內部是階梯式空間設計，在建築內部圍形成一個連續的環狀。前三層空間向大眾開放，巧妙地柔化了公共與私人空間的界線；辦公空間則強調靈活性，樓板可根據租戶需求進行移除或恢復，以因應不同規模與類型的租戶使用需求。建築內部木材完全裸露，在展現建築結構的同時，也帶來溫暖自然的視覺美感，並營造出健康的室內環境。
T3灣岸大樓在設計時便已考量到其生命週期之永續發展，使用可拆卸式結構，利用機械式接頭連結木構件，方便建築達到使用年限後能簡單進行拆解，最大程度減少資源浪費，並延長木材的壽命，更有利於後續的再生使用，促進循環經濟。自2023年落成以來，T3灣岸大樓已陸續獲得WiredScore智慧建築白金認證與LEED綠建築金級認證，展現出在智慧建築與永續環境的成就。
高層木造建築的挑戰與未來
儘管高層木造建築的風潮愈來愈興盛，廣受媒體矚目，並逐漸獲得社會大眾的認可與關注，不過在發展的過程中，也不免會面臨一些挑戰。例如，仍有不少民眾對木材的強度與防火性能持有刻板印象，在安全性能上仍抱持著疑慮；部分地區的建築相關法規尚未與時俱進，對木構建築的高度與用途仍有限制，成為高層木造建築推廣的阻力。此外，在營建成本上，對於缺乏林木產業的地區而言，木造與鋼筋混凝土等傳統建材相比，仍耗費更高的成本。
然而，隨著更多成功案例不斷湧現、技術層面的日益成熟、相關研究的深入、供應體系的日趨完善，以及規範的整備與更新，這些挑戰正一一被克服，愈來愈多的國家和城市也開始修訂建築法規，以適應現代木結構技術的發展。在面對全球氣候變遷、致力推動淨零碳排之時，木材的固碳能力、低碳生產過程，以及對資源循環的貢獻，更是為建築產業此一碳排大戶提供了有力的解決方案。
可以預見，高層木造建築逐漸邁向主流，在未來的建築界扮演更加重要的角色。這不僅是建築技術的創新，更是人類尋求與自然和諧共存、實現永續發展的重要途徑。隨著這股高層木造建築的浪潮，城市的天際線正悄然改變，建築產業的未來，也將展現全新樣貌。
