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從國產木材的活用,想像低碳城市的可能

2022.04.26
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台北村落之聲/文:簡志明、編輯:劉修岑

減碳、友善環境儼然已成為地球上人們的共識,如何具體而微在我們居住的城市中實踐,除了從都市整體規劃角度,以更新現有建物方式如整建維護的外牆整新、結構補強、增設電梯等皆是一種降低耗能的做法。

另一方面,從材料著手,如林務局近年推動的國產材計畫,源自樹木自身的固碳作用,在成長過程中能吸收環境中的碳,與減少使用進口木材造成的運輸碳排放量,以永續林業的精神讓建築從耗能的產業角色轉變成與環境友好共存的修復者,下文將從台灣義築協會與林務局合作使用國產材,於花東實踐的木構築案例與讀者分享。

回顧過去幾十年,台灣使用別國木材來保有自己的森林而受國際關注,多年來不砍樹的台灣,讓大樹遮蔽小樹的生長日照陽光,也造成林相陰鬱不健康的問題。健康循環的林相可以固碳,對比至進口木材的高排碳量,讓大家重新思考過往被遺忘的人工林疏伐木,尤其在這一個國際打擊非法伐木加上疫情擾亂航運及戰爭使國際木材期貨波動劇烈、鋼鐵價格飆漲的年代。

2018 年開始,林務局邀請台灣義築協會以國產材疏伐木取代過去常在鄉村部落使用的東南亞、北美進口木材,讓義築的「就地取材」理念可以 100 % 被執行,並將具「台灣木材標章」及「生產追溯履歷」的國產材,透過群眾協作過程,讓參與者重新體驗與認識其紋理視覺、質地觸感、芬芳香氣,進而喚醒原來屬於我們土地生活經驗中的台灣木材記憶。

台灣義築協會(Association of Humanitarian Architecture, AHA)是一個由學界建築教育者、業界建築工作者、大學志願者及高中職青年所組成的非營利組織。主要任務有:推動鄉村學習空間改造、鼓勵群眾參與建築服務、尋求非營利組織交流、發展構築技術和開放平台等。

近年在花東的國產材義築實作上,主要運用於鄉村教學環境或學習空間的改造、地景裝置入口意象、史前考古遺址設施協作等。而去年開始,更聚焦在 3 個花東緊密相關的議題:基層少棒設施、後疫情時代的異地協作、野生動物救傷。

此外,亦將以往用於傢俱為主的台灣林產品生產追溯 QR Code 延伸至示範作品上,讓產地履歷不止留於林業源頭端、家具生產端,而也能在空間尺度被更多使用者觸及和閱讀,增加民眾對國產材的認識與理解,並將成果以開源精神(Open Source)逐步發佈於開放源始碼平台中,供大家延伸應用。

以國產材支持國球——卑南紅葉少棒木構牛棚

起緣自花東小學少棒球員、教練、校方的日常對談,我們從中得知日韓東瀛對基層少棒設施重視,但花東作為台灣基層棒球的重要培育搖籃,卻在少有投手牛棚的環境下練投,尤其花東位處東北季風迎風面,缺乏中央山脈屏障,梅雨季更常使投手無法進行規律的投球訓練。

而為了避免建造一般西部常見的生硬鐵皮牛棚,經與校方討論花東原鄉意象後,邀請與木製研合作設計、公東高工協作施工,運用曲木膠合技術構築 5 米及 6.8 米的寬跨距,空間內包含 2 至 3 個投手球道,並以二夾一、三夾二系統使空間中央不落柱,達成符合軟硬式少棒投手空間訓練的規定與尺寸要求,並以燒杉做戶外表面碳化防水,同時設置可移動式輪胎達到校園活動彈性使用的功能性需求。

後疫情時代的異地協作——木積木系列

疫情讓我們有機會重新思考和調整群眾合作建造的機制,如何設計一個更具彈性的協作模式,能在疫情警戒下持續並降低對跨區志工的依賴。因此,我們以一系列的木積木做為開發主軸,設定兩個方向:一是在最初的設計階段運用更多簡化工法來發展模矩化單元製造;二是施工階段改採木工場異地加工再運至鄉村,確保木工場可進行最大限度的模矩單元協作加工,並在運抵現場後由當地居民完成組裝,而不需仰賴大批志工跨區移動投入。

木積木系列藉由 4 個不同教學場域的背景需求,漸進發展出 4 套不同量體造型的 11 組國產柳杉木積木版本,讓每套版本都有各自獨立的機能,卻又有互為主體的前後脈絡。

在太麻里獵人學校,作為教學活動用途與遊憩功能;在卑南國中,作為圍塑穿堂的階梯教室並兼具國中生儲藏和置物功能;在霧鹿國小和利稻分校,作為師生校際互動和幾何教學;在大武國中,作為空間與構造原理的木育教具。我們希望透過木積木,讓已漸習慣鋼筋混凝土生活的我們,重新找回以往島嶼森林生活中,運用邏輯堆疊木材來繁衍空間的構築本能。並且,讓疫情不致成為鄉村教學空間再造藉口與阻隔,使鄉村師生在疫情下也能持續保有對自己生活與學習空間的想像力與創造力。

從為人群設計,直到為生命設計

東部野生動物活動足跡頻繁,當受人為干擾而受傷時卻無救傷中心,2020 年由一群獸醫師與保育員成立野灣野生動物救援中心,其中台灣野山羊(長鬃山羊)救援情況多,卻因台灣野山羊生性膽怯,加上鐵籠運送過程易生金屬碰撞聲響導致野山羊飽受驚嚇而增添救傷難度。因此,由龜燕設計製造所廖書屏老師協作開發,運用台灣杉具結構承受力、柳杉耐蹄磨、泡桐輕質等 3 種台灣木材的特性,以複合構築製作野山羊救傷兼運輸籠,讓撞擊強度可被木材彈性吸收而減少金屬尖銳聲,同時藉由在地森林長成的木材氣息安撫,讓動物不為陌生金屬味而感不安。

防水處理上,則借重國產材的林下經濟政策,以林下養蜂的蜂蠟進行救傷籠保養維護,避免人工護木漆或 ACQ 化學防腐,盡可能達到穩定動物救傷的仿自然氛圍。讓野生動物義築延伸至林下經濟、扣合社區林業,最後回到國土綠網的野生動物保育上,成為動物、植物、社區共好互助的可持續性循環。

以數位工具(Blockchain / GitHub)保留國產材的構築路徑

基於林務局已建置的林產品生產追溯區塊鏈(Blockchain)技術,持續將義築示範案例放置其上,利用區塊鏈可溯源、不可竄改、去中心化特性,記錄從森林至木材再到木構的完整歷程。另一方面,將設計及施工資訊發布於開放源始碼平台(GitHub)。讓對台灣木材有興趣的民眾不只了解木材源頭、生產履歷、森林到木材,更重要的,可擷取從木材到木構的設計圖與實作工法,擴大花東義築案例的延展力,讓需要的人能依自己的需求發展符合自身環境的木構創作。讓民眾看得見國產材的透明管理,也能啟發更多樣化的國產材想像力。

2019 年起我們開始推廣將國產材花東義築項目開源,將業界、學界、高職協力完成的國產木構案例設計圖、施工手冊、工法照片逐一公開於 Github 網站供民眾參考交流。在 Github 上的每個專案,我們整理出設計尺寸圖、物件編碼、工項與工序說明表、所需工具、材料、人力配置清單,以及數位 3D 模型。希望透過共享設計與建造(Design-Build),讓對自造者驅動 / 群眾合作議題感興趣的民眾也可依現有的資料推展出屬於自己的新設計與小巧思,同時透過 Github 建立起自然材料設計與建造的溝通平台與分享橋樑。當動手做的風氣盛行,大家就會想到木材,木材市場活絡了,國產材自然可以多元繁榮,達到共好的願景。

結伴學習型組織、社區林業,爬梳國產材的城市未來想像

回顧國產材應用於花東鄉村,在人力養成上,我們攜手學習型組織協作,融合西半部的普通大學、科技大學、藝術大學乃至技職教育等學校資源,發展參與式設計的課程模組、工具性導向的構築技術、兼具藝術性與地景美學的自然材料實驗創作等。並且,在長期合作的台北市立大安高工木工實習課中,投入國產材軟性內容知識與體驗工作坊,盼減少國內高職木工場對東南亞和北美木材的過渡依賴,並在高職師生心中種下一顆國產材小種籽,讓 15 至 18 歲的青年學子在接觸國產材義築木工之後,能對台灣木材特性、質地、紋理、氣味有初期累積,成為日後國產材運用新的生力軍。

在產業上,我們持續與台東在地社區林業、部落結合,探索具有地域性脈絡的國產材森林故事,使東部的國產材詮釋異於西部,讓太平洋、原住民、公東高工等林業、木業關鍵字有機會被揉合為東部特有的國產材品牌,期望花東國產材能因城鄉差異而成為一種迷人的特色與深植人心的體驗。

相較於現在舉目可見的城市建築樣貌多是由鋼筋水泥建造,木構築提供了我們另一種未來城市生活的想像,並讓建築與環境共生,想像是否能夠成真?奠基在此刻人們實踐力道的廣度與深度,義築協會從東台灣到西台灣,串起材料、建築專業設計、人道實踐、群眾和造、產業面與學界人力養成共築的面,並透過數位工具開放精神,試圖讓現在、未來的人們都有能力從台灣自有的國產材中發展出屬於我們的城市樣貌。

後記

義築之所以發生仰賴每一位參與者,以阿爆阿仍仍《Thank You》這首歌獻上感謝

To all of my angels,
I wanna say thank you,
I wanna say thank you, thank you, thank you,
Maljimalji, masalu

感謝促成國產材花東義築並接力各項設計實作開展的交大建築所龔書章老師、侯君昊老師、許倍銜老師、徐宇亮老師、林幸萱老師;成大建築系楊詩弘老師、簡聖芬老師;台南藝大建築所鄭乘騏老師;雲林科大建築系高小倩老師;實踐大學建築系陳國洲老師;公東高工黃淑英校長、家具木工科羅正明主任;大安高工楊益强校長、建築科嚴佳淇主任、林振輝老師;南港高工劉美慧校長、土木科廖美雯老師;台南高工建築科黃志鵬主任、吳信昌老師;臺東專科室設科宋清彥主任。

無私奉獻傳授實務的業界指導者:大藏甘銘源建築師、姜樂靜建築師、ArchiCake 鍾秉宏建築師、與木製研陳建同老師、俐場域陳俐廷老師、納樊司余琦昂老師、十八木人謝萌峯老師、豐田走廊黃福康老師、龜燕設計廖書屏老師、木工職人莊忠源經理、台灣樹屋協會林祐楨建築師、沈哲儀建築師、黃文慶建築師、洪偉淇建築師等。提供國產材應用經驗及供應的新竹正昌梁國興先生、宜蘭昆儀郭培杰先生、嘉義明吉木業、新竹林管處、台東林管處等。以及最重要的,國產材政策制定與推動者林務局、臺灣林產品生產追溯系統建置的 TABC 台灣建築中心。因為有大家對國產材的正面理想、耐心細膩的互相牽手與叮嚀,才讓我們彼此有機會在花東鄉村展開接力賽式的群眾協作與日常培力。

全文轉載自台北村落之聲,原文標題:讓一材多譯、一木多擇——從木構築義築實踐,想像低碳城市的可能

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以荷葉為靈感開發食物新包裝!研究團隊:期能做更多樣性的商業應用

2022.04.26
合作轉載

為了實現減塑、環保的目標,除了越來越多植物基食物的問世,開發植物基包裝也是近幾年的趨勢。墨爾本皇家理工大學的研究團隊開發一種以荷葉為靈感的創新生物塑料,有望取代塑膠成為未來食物的新包裝。

食力/文:編輯部

塑膠為我們的生活帶來許多方便,然而廢棄的塑膠製品難以分解,不僅造成難以抹滅的環境污染,也影響動植物和人類的生活與健康。除了減塑外,我們還能如何改善塑料污染問題呢?墨爾本皇家理工大學研究團隊就以荷葉為靈感,創造出一種可自然分解的創新生物塑料。

模擬荷葉表面構造,利用植物性澱粉和纖維也能防潮絕緣

墨爾本皇家理工大學研究團隊於 2021 年 7 月,在美國化學學會出版的《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上發表一篇研究,團隊以荷葉表面的「超疏水效應」為靈感,開發出一種創新生物塑料,不需要工業加工就可以被自然分解。

「出於泥而不染,濯清漣而不妖」這句耳熟能詳的古詩詞,除了讚美荷花的高貴品格,更貼切地描述了荷葉表面神奇的「超疏水效應」。研究者用電子顯微鏡將荷葉表面放大一千倍後,可看到上面有如珊瑚礁般的乳突結構,這些奈米級的乳突結構間填滿了空氣,有效阻隔水珠的進入,讓水珠只能在荷葉表面滾動,順帶黏附了葉面上的灰塵和髒污,將之一併帶走、滴落,達到「自清潔」的效果。

因此,研究團隊利用植物性的澱粉和纖維素為原料,模擬荷葉表面的奈米級柱狀結構,柱狀頂部再以聚二甲基硅氧烷(PDMS)製成,這是一種可防潮絕緣的有機化合物,屬於優良的疏水性材料。為了符合環保訴求,研發團隊盡量以簡單的加工方式製造,未來若大量生產也較容易實現。

墨爾本皇家理工大學的研究博士 Mehran Ghasemlou 表示:「塑膠廢物是我們最大的環境議題之一,開發的替代品要既環保又符合成本效益,才有機會廣泛使用。」

實驗證實不怕物理性破壞、具自清潔效果

在實際測試中,這種塑料經過刀割、手指摩擦、噴水沖擊、20 次重複的砂紙磨損試驗和 10 次重複的膠帶剝離試驗後,仍未失去超疏水性質,證明其優異的耐久性;同時表面可清除人造灰塵和各種食物液體,就如荷葉般具有自清潔功能。在土壤研究分析中,團隊也證實這種創新生物塑料不需工業化的高溫加壓就可在土壤中快速自然分解。

加速產學合作腳步,期許未來能有商業多樣化應用

目前研究團隊正與一家生物塑料公司合作,評估這種新創生物塑料的進一步發展,且對於與其他企業合作也抱持開放性,期許能將這種生物塑料做更多樣性的商業應用。

儘管市面上已有許多植物基包裝的使用,但它們真的是否從原料到成品皆符合環保初衷、可 100% 被生物降解、降解後對環境的影響還有待商榷,但解決塑料污染問題已是產業重要趨勢。如今各國政府皆提倡限塑、減塑政策,在產業開發生物降解材料之餘,個人如何從生活中減少塑膠製品的使用與廢棄,仍是目前最重要的課題!

審稿編輯:食力/林玉婷、李依文、謝承學

全文轉載自食力,原文標題:防水抗污自清潔的食物包裝!墨爾本皇家理工大學以荷葉為靈感開發創新生物塑料

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