構「竹」綠建築 喚醒臺灣人的竹子DNA 建築師甘銘源的竹構之路

豐年 2021/05/20 18:01(75天前)
構「竹」綠建築 喚醒臺灣人的竹子DNA 建築師甘銘源的竹構之路
文/田育志 攝影/黃毛

獲獎無數的大藏聯合建築師事務所(簡稱大藏)主持建築師甘銘源,早期專注在木構築作品,有感於臺灣木材來源高度依賴進口,碳足跡高,且多從非洲、南美洲的熱帶雨林砍伐,轉身投入在地原料的使用,與妻子李綠枝建築師一頭栽進竹構築的世界。身兼臺灣竹會理事長的甘銘源,也從「永續」與「文化」兩個層面著手,致力將竹材推廣給更多專業者認識與接觸,期盼未來能重塑臺灣社會運用竹子的DNA。



圖說:南投桃米生態村夢蝶亭、蝶夢亭以竹子作為主要構件,搭配透明PVC板,讓陽光灑落在內部空間。(圖片提供/大藏聯合建築師事務所)


從木構到竹構 以竹子構築雲林農博生態園區
從木材轉向竹材,甘銘源細說重頭,年輕的時候就對木構很有興趣的他,中原大學建築學系畢業後,在宜蘭投入建築與景觀設計,2000年他與同為建築師的妻子李綠枝攜手合組大藏聯合建築師事務所,也是落腳在宜蘭。「羅東原本就是以木產業聞名,材料、加工、製作、人才都在那個地方,我們自然而然吸取當地的養分,有段時間專注在對木構的想像。」

隨著與木材的接觸越深,甘銘源觀察到木材供應鏈上的問題,除了東南亞之外,非洲或南美洲都是砍伐雨林擷取木材,而臺灣所使用的木材原料,有高達99.5%都是進口而來;一直以來都追求自然永續的甘銘源,開始思索使用其他在地原料的可能。

在這樣的考量下,臺灣滿山遍野的竹子成了甘銘源的選擇。「與動輒就要二、三十年才能長成的木材相比,竹子只要4年左右就能成材,過去臺灣社會經常使用竹子來製作傢俱或民居。」甘銘源說,竹子取得方便、價格便宜,是先民慣用的材料,而目前臺灣的竹子使用量不到千分之一,加上成長速度快,「可說是取之不盡、用之不竭的自然資源。」

2008年,大藏因緣際會搬到雲林,藉由雲林鄰近竹產業重鎮南投竹山的地利之便,甘銘源捲起袖子,開始挑戰已被臺灣遺忘數十年的竹構建築。2013年農業博覽會移師雲林,甘銘源與李綠枝承接農博生態園區的規畫設計,決定以中部地區的孟宗竹作為主要建材,其中大門入口棚架,跨距最大達14公尺,是當時臺灣最大竹構跨距的紀錄,也是在甘銘源手上第一件誕生的竹構建築。


圖說:甘銘源投入竹建築研究多年,並與同好成立「臺灣竹會」,希望重塑臺灣人使用竹子的DNA。


圖說:雲林農博基地是大藏竹構築第一個大型實驗場所,大門入口棚架運用孟宗竹作為主要結構材料,結合鋼材形成大型的桁架結構系統,跨距達14公尺。


圖說:雲林農博微笑餐廳,結構設計以傘的概念作發想,利用竹材可彎曲及承受較高張力的特性,以孟宗竹材上下兩層斜向交疊,形成編織交錯的屋架結構。(圖片提供/大藏聯合建築師事務所)


高溫乾燥降低含水量 才能將竹子作為建材使用
大藏一舉完成雲林農博生態園區的設計,成果令人驚艷,但是過程並不容易。甘銘源說,以竹子作為建材,許多人第一個浮現的憂慮,就是竹子的耐久性。「木材因為生長較久,中間成材部分會分泌防腐、防蟲的物質,像檜木就是含有精油,這是它自我防衛的機制。但竹子成長期短,內部中空,加上澱粉質、糖分與水分的含量高,容易發生蟲蛀或開裂的問題。」臺灣竹會祕書林雋雅說明。

在耐久性的考量上,砍伐下的生竹必須經過處理,才能作為建築材料使用。臺灣過去曾使用過的傳統技術,除了在每節竹子中灌注煤油來防蟲,泰雅族所建造的竹屋中,也透過日常生活中生火所產生的溫度與煙來燻烤竹子、產生焦油,避免蚊蟲靠近。

從建築的角度出發,甘銘源指出,為了讓竹子的狀態穩定,必須降低含水率,避免直徑因溼度而膨脹或收縮,進而導致開裂;臺灣目前主要以高溫乾燥的方式進行處理,這是來自行政院農業委員會林業試驗所的技術,目前也已技轉給數家竹山的工廠業者,以110℃的高溫將竹子的含水率乾燥至10%左右,不僅能穩定竹子尺寸,內含的澱粉也質變為竹醋液散發出來,避免蟲蛀。


圖說:竹子必須經過高溫乾燥處理,才能降低含水率,避免直徑因溼度而膨脹或收縮,導致開裂。(圖片提供/臺灣竹會)


圖說:臺灣竹會祕書林雋雅。


研發接頭組裝竹材 竹構在颱風侵襲下依舊穩固
解決耐久性的問題後,如何將材料組裝,讓它具有結構強度與穩定性?這是竹子作為建材的第二個挑戰。「竹子由單向纖維組成,只要縱向輕輕一剖就裂開,製作銜接頭的目的,是要避免竹子爆裂、或是從側向塌陷。」林雋雅深入淺出指出,組裝的關鍵就是要從竹子的纖維特性著手。接下雲林農博生態園區規畫的甘銘源,花了兩、三年時間開發各式各樣的竹接頭及構架系統,在不斷地嘗試、並送實驗室檢驗後,現今已發展出鋼管外套接頭、螺桿鎖固模組等系統,在符合建築結構的前提下,成功克服竹子的組裝關卡。

雖然當年順利完成任務,以竹材打造農博生態園區,但甘銘源笑說,後續兩年並沒有因此接到其他案子,直到一場颱風,讓竹構建築再次被市場看到。「2015年有個颱風經過雲林,那晚我有點睡不著,不知道隔天一早醒來,農博的建築物還在不在?」面對臺灣常見的自然災害,甘銘源坦言心底其實也沒把握,所幸颱風過後,一旁的鋼棚都被吹翻,但甘銘源設計的竹構建築卻依然安在,才讓甘銘源有了後續以竹材構築其他建築物的機會。

「建材不論使用的是竹子或木頭,關鍵還是在於結構的設計是否扎實。」甘銘源認真地說,「在竹材的應用上我們還是比較保守,是以較高的安全係數在做設計,只要在專業上仔細去面對結構設計、組裝這些環節,不論是鋼構、木構或是竹構,其實只是材料間的轉換而已。」


圖說:竹子的纖維是縱向排列,竹管縱向抗拉強度很高,橫向則容易因受力而開裂;因此靠近竹材的端部,時常以細繩增加圍束力。


圖說:甘銘源在不斷地嘗試後,發展出鋼管外套接頭、螺桿鎖固模組等竹接頭及構架系統。(圖片提供/大藏聯合建築師事務所)


出版書籍、與阿里山林鐵合作 讓更多人認識竹建材
在甘銘源的主持下,大藏成為臺灣目前少數以竹子作為建材的事務所,2013年,甘銘源更與臺灣大學森林系教授吳順昭等多名有志之士,共同組成臺灣竹會;他知道在竹材的運用上絕非單打獨鬥就能成事,得讓更多的專業者加入行列才行。臺灣竹會努力推廣竹材運用,也極力爭取讓臺灣成為2020年「世界竹論壇」的主辦國,這是一個與世界各國竹產業交流的絕佳機會,可惜受到COVID-19疫情影響,相關活動在順延一年後確定取消。但甘銘源並不氣餒,除了去年就邀請業界建築師以竹子為材料,發想作品參展桃園地景藝術節,今年也在林務局的支持下,以阿里山森林鐵路沿線車站作為基地,邀請6組建築師團隊與6組學校團體,預計創作出12件竹構作品,並且在10月時將開放民眾到場參觀。

「其實這是一系列的計畫,包含在去年底出版的《從竹子到竹房子:給所有人的竹構築指南》,從竹子特性、竹材處理到竹構的施作,書中說明了竹子如何作為建材變成房子的過程,也有國內外竹建築的作品介紹;另外專業版的竹構築指南與個案圖面,我們則上傳到網路雲端,供業界人士下載使用。」林雋雅表示,為推廣竹建材,臺灣竹會多管齊下,努力讓更多人認識這項材料。


誠懇面對技術的挑戰 挖掘臺灣的竹子DNA
與竹子相處多年,甘銘源信心十足地指出,發展竹構建築的時機點已然成熟。「這一兩年營建市場波動相當大,傳統營建工班的人力嚴重老化、缺乏,鋼筋混凝土的造價飆漲,與木構、竹構間的價差明顯變小。」市場上的人力與原物料價格變化,是甘銘源眼中竹構崛起的契機。

他進一步說明,已可預見未來的建築方式有一部分會轉向在工廠內做好結構,再移至現地組裝,而鋼筋混凝土與竹構1坪的造價拉近至1、2萬,更讓竹構在市場上有競合的空間。

做為臺灣從事竹構的先驅者,甘銘源認為,竹子的「永續層面」與「文化層面」,是未來發展竹子此項材料的兩大關鍵因素。竹子的永續性不在話下,自始就是甘銘源轉而投入竹構的堅持與初衷。而在文化層面,甘銘源語重心長表示,過去臺灣原有的竹材使用方式,目前僅保留在少數的工藝品製作上,「的確得思考怎麼面對過去我們曾使用竹子的文化DNA,讓它再一次顯現?甚至是用新的方式去詮釋這樣的文化底蘊。」

當然,在竹子的運用上,甘銘源不忘強調,最基礎的還是技術層面。「說了這麼多,還是希望大眾相信竹子能作為建材、使用在我們的生活空間中,那就勢必得誠實地面對技術的挑戰。」甘銘源十分謙虛,提及當年在農博生態園區所使用的接頭,仍舊有許多不成熟之處,現在都得逐一維修、改進。

誠如甘銘源所言,不論是看中竹子的永續性,抑或是文化性,始終得匯集更多人的力量,這當中有來自民眾的信任,也有包含建築界專業者對竹材的熟悉,才能讓竹子在臺灣的發展邁向下一個階段,「這需要時間的累積與醞釀,但我相信,當大家都對竹構有集體的印象與想像,漸漸地就會形成竹構的未來。」

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