一棟18層樓、84公尺高的建築正在東京日本橋地區拔地而起,結構骨架全是木頭。這不是實驗室裡的展示品,而是日本國內目前最高的木造大廈,預計耗費4400棵國產杉木與落葉松。問題來了:木頭蓋高樓,地震來了不會垮?火災燒起來怎麼辦?
日本國土有三分之二被森林覆蓋,擁有木材的先天優勢,但過去的木造技術長期卡在兩個瓶頸:強度不夠、成本太高。這使得木頭始終被歸類在「傳統建材」,而非現代高層建築的選項。如今,兩項關鍵技術突破了這道高牆。
防火機制的三明治結構:1000℃也燒不穿
先談最讓人擔心的火災風險。這批建材的承重柱子採用三層構造:最外層是隔熱層,遇火時會碳化形成天然屏障;中間層嵌入石膏,用來吸收高溫熱能;最內層才是真正受力核心。根據工程負責人的說法,這樣的設計能讓柱子耐燒長達3小時,防火性能媲美鋼骨。換句話說,即使遭遇1000℃的劇烈火勢,也無法將整根木材燒毀。這種將「缺點轉為優點」的思維,確實讓人眼睛一亮。
「為什麼要用這麼大的木材呢?這樣的柱子具有耐燒3小時的特性。」——木造建築工程負責人
但光能防火還不夠。日本位處地震帶,建築物必須經得起搖晃考驗。於是工程團隊導入CLT「多層次實木結構積材工法」——將木材一層橫向、一層直向交叉堆疊,上膠壓製固定後,形成猶如合板但強度倍增的結構體。實際測試結果顯示,這種工法能抵抗震度6強的地震,與鋼骨建築相比毫不遜色。
從高樓到汽車引擎蓋:木材的跨界應用正在加速
如果把木材的應用只停在建築,那就太小看這波技術革命了。豐田紡織已經用木材做出100%木頭引擎蓋,車內裝飾與儀錶板同樣是木製零件。更關鍵的是,從木材萃取出的「纖維素奈米纖維」,經由大學研究機構合作改良後,耐撞力大幅提高,同時減少約三成塑膠用量。研發人員鬼頭雅征說得直白:一旦國產木材材料能穩定供應,就能降低對進口塑膠原料的依賴,避免因國際供應鏈斷裂而停產的風險。
「用在車輛上的塑膠,有時以天然礦物製作,也有從國外進口的,一旦進口停止,就有導致產線停止的風險。未來如果國產木材材料能夠供應,就能規避這種風險。」——豐田紡織材料技術研發部 鬼頭雅征
今年5月,日本更成功發射了一顆機殼採用纖維素奈米纖維的人造衛星,正在太空中進行真空耐久性測試。製紙企業開發企劃部的柏田祥策形容這是「夢幻素材」,因為木材對自然環境無害,若真能應用在火箭或衛星上,甚至有望解決太空垃圾問題。從大樓、汽車到衛星,木材的想像邊界正在劇烈膨脹。
不過話說回來,既然技術到位了,為什麼市面上還是很少看到這類產品?
產業鏈瓶頸:技術準備好了,但木材供應跟不上
東京大學藏治光一郎教授點出核心矛盾:杉樹、落葉松的供應量仍然不足,導致木材價格高漲,加工手續費也居高不下。技術端已經跨出一大步,但林業整體產業鏈並未同步升級。如果這個斷層無法填補,即便日本中央政府提供最高3億日圓的補助,也很難在短期內讓木造建築與木製產品大規模普及。
從產業面來看,這其實是典型的「技術先行、供應鏈落後」困境。CLT工法與防火三層構造確實展現了日本的研發實力,但木材從林地到加工廠、再到施工現場的物流與成本結構,還停留在傳統林業的運作模式。若無法導入智慧林業管理、提高國產木材的產出效率,這波木造革命恐怕會卡在「叫好不叫座」的尷尬階段。
編輯觀點
日本木材技術的突破,對臺灣有非常直接的參考價值。臺灣同樣擁有豐富的森林資源,但長期面臨造林與伐採失衡、林業人力老化等問題。這項技術證明了木造建築可以做到高層化、耐震、防火,但真正要落地,不能只靠建材研發,還需要從林業生產、加工鏈到建築法規的全面配套。對一般人來說,未來買房時或許會多一個「木造」的選擇,但在那之前,政府與產業必須先解決木材供應價格與穩定性的根本問題,否則技術再好,也只能是展示間的樣品。
木材的未來,取決於林業改革的決心
回到最初那個問題:木頭蓋高樓,真的可行嗎?技術面的答案已經是肯定的。防火、耐震、減碳(比鋼骨減少約三成碳排放)、甚至能跨界到汽車與太空產業,這些都不是空想。但現實層面的考驗在於,日本林業能否在需求爆發之前完成轉型。如果供應量與成本結構無法配合,即便有中央政府的補助推動,建商與製造商仍會卻步。
這項技術給了我們一個重要的啟示:傳統素材從來不是問題,問題在於我們是否願意用新的思維去重新定義它。木材不再是低強度、高火險的舊時代材料,而是一個能兼顧環保、安全與多元應用的高階選項。接下來的關鍵,不在實驗室,而在森林裡。
你相信未來的高樓大廈會是木造的嗎?當技術已經到位,剩下的只是我們願不願意重新想像「建築」這件事。下次路過工地時,不妨多看一眼那些鋼筋水泥——也許再過十年,它們會被木頭取代也說不定。
本文改寫整理自公開新聞來源,原始報導由公視新聞網發布。
常見問題 FAQ
木造建築真的能防火嗎?遇到火災會不會整棟燒光?
能。日本新技術採用三層構造,外層碳化隔熱、中層石膏吸熱,可耐1000℃高溫長達3小時,防火性能與鋼骨相當,不會整棟燒毀。
木造大樓能抵抗多強的地震?
透過CLT多層次實木結構積材工法,將木材交叉層疊壓製,經測試可抵抗震度6強的地震,與鋼骨建築的水準相近。
木材比鋼骨更環保嗎?減碳效果差多少?
是。木材本身具有固碳效果,整體碳排放量比鋼骨減少約三成,被視為當前最具減碳潛力的環保建材之一。
日本政府有補助木造建築嗎?補助多少?
有。日本中央政府針對木造建築提供最高3億日圓的補助,鼓勵建商採用國產木材興建高層建築。
臺灣有機會引進這種技術嗎?
有機會。臺灣同樣擁有豐富森林資源,但需同步改革林業生產鏈、加工成本與建築法規,才有條件大規模導入木造高層建築技術。
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