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台灣現場

打造台灣DNA建材!忠泰、成大組Fab-X聯盟「3D列印」零碳建築

《離屋計劃》結合多項技術,打造屬於台灣的低碳建築系統。黃泓瑜攝

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建築如何擺脫高碳、高耗能模式,走向低碳循環新時代?成功大學C-Cube實驗室、忠泰、樂土、元根等七大團隊組成Fab-X「臺灣系統鑄造」,推出《離屋計劃》,結合3D列印、低碳建材、半預鑄工法與在地土砂,並將於高雄岡山實踐,嘗試打造屬於台灣的低碳建築系統。

「我們都被都市馴化了,可不可以超離日常,回到最原始從土地裡長出來的狀態?」元根建築工房創辦人吳武易如此說明推出《離屋計畫》的初衷。他回憶,2013年曾在屋頂打造首座「離屋」湯屋,希望取代如監獄般冰冷的鐵皮加蓋,重新想像屋頂空間,「今天我不回家,不回家去哪裡?我要去離屋過一晚。」

他進一步以詩意描繪《離屋》:「離屋沒有窗戶也沒有門,牆壁融化成泥土,天花板迴轉成螺旋的雲,抱住整片樹林跟星空。」在3D列印機「沙沙沙」的運作聲中,宛如寄居蟹殼般的有機構築逐漸成形,讓建築重新回到泥土、曲線與自然,也找回人與土地最初的連結。

這次展出的《離屋》將材料回歸土地本身,樂土執行長郭文毅表示,團隊直接採集高雄大崗山在地土壤與砂料,調配成3D列印原料,「就像擠雙淇淋一樣」,只要調整配比,就能將地方土砂直接列印成建築構件,展現以在地材料打造低碳建築的可能。

C-Cube 實驗室創辦人,也是成功大學建築系教授劉舜仁表示,在AI與數位製造時代,建築更需要「觸感、溫度與手感」,而地方材料正是承載土地文化DNA的重要媒介。

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不用水泥也能蓋?台積電廠房也採用

「如果真的要談2050淨零,不處理建築問題都是假的。」劉舜仁指出,建築占全球溫室氣體排放約38%至40%,其中水泥就占約8%,因此團隊研發以鹼激發膠結材取代水泥,希望從源頭降低建築碳排。

振添副總經理黃柏諺表示,團隊利用矽酸鈉等激發劑,搭配中鋼水淬爐石粉、飛灰、紅磚粉,甚至100%水庫淤泥等材料產生膠結反應,「不用水泥,也能達到相同強度。」目前成本已降至傳統材料約1.1倍,具備商業化潛力。

工法方面,Fab-X則提出更符合台灣營建現況的「半預鑄」系統,郭文毅表示,由振添生產的KT板底層僅使用20%水泥,其餘80%以水淬爐石取代,已標準化應用於台積電南科廠房,施工時如同堆疊樂高,可大幅縮短工期,整體至少減碳25%。

劉舜仁認為,台灣現階段仍以RC建築為主,不可能一步跨入全預鑄,因此半預鑄是最務實的轉型方案;Fab-X真正希望建立的,也不只是低碳材料,而是串聯材料、設計、製造的完整建築系統。

圖/左起: C-Cube實驗室創辦人、成功大學建築系教授劉舜仁、樂土執行長郭文毅、振添副總經理黃柏諺、元根建築工房創辦人吳武易。黃泓瑜攝

花蓮震後廢石重生,老工匠攜手3D列印拚永續

「台灣過去代工思維根深蒂固,只會解題,卻不會做系統。」劉舜仁表示,相較於荷蘭訂下2030年將原生材料使用量減半、2050年全面邁向零原生材料循環經濟的目標,台灣更應建立在地物質循環系統,降低長距離運輸帶來的碳排。

這項理念也體現在展場家具與建材中,團隊特地前往花蓮,撿回0403大地震後堆積在港口、原本被視為廢棄物的大理石,重新設計製作成桌椅。劉舜仁表示,「這是受過大地洗禮、獨一無二的材料」,不僅能賦予廢石新生命,也有助於解決震後土石方處理問題。

除了材料再利用,劉舜仁也推動「新數位與老工匠」跨世代合作,由傳統水磨石(Terrazzo)師傅帶領年輕學生,將震後大理石、廢棄紅磚與澎湖硓𥑮石嵌入3D列印幾何外框,打磨成藝術桌板;另一組「夯土」模組則利用營建廢土、廢木砂與專利添加劑壓製而成,讓廢棄材料重獲新生。

圖/「新數位與老工匠」跨世代合作,讓廢棄材料重獲新生。黃泓瑜攝

所有家具與建材皆採類似IKEA的3D設計圖來拆解設計,不僅可快速組裝、運往偏鄉或災區辦理工作坊,也將資深工匠的施工經驗轉化為可傳承的知識系統,「即使沒有工地經驗的年輕人,也能快速理解構造、掌握全局。」劉舜仁表示。

「心若溫熱,何需遠求?」讓台灣DNA走向世界

目前,樂土已與沃旭能源及丹麥皇家藝術學院共同撰寫研究計畫,規劃以澎湖作為「Closed Loop(封閉循環島嶼)」綠色建築系統的實驗場域,郭文毅表示,澎湖長年面臨鹽害與強風考驗,「材料只要能撐過3個東北季風,在世界各地就沒有問題。」未來將把「材料、設計、製造三位一體」模式輸出至越南、印尼等東南亞島國,展現台灣低碳建築的國際競爭力。

「心若溫熱,何需遠求?」這句由元根建築工房創辦人吳武易寫下的文字,也點出Fab-X「臺灣系統鑄造」的核心精神,「建築不必一味追求舶來材料,而應從我們的土地尋找答案。」劉舜仁認為,台灣建築應讓大崗山的土、花蓮的石、澎湖的硓𥑮石成為建築的一部分,透過在地材料、數位製造與循環工法,打造屬於台灣的低碳建築系統,再從台灣走向世界。

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⚡ 台灣低碳建築與 3D 列印技術 QA

Q1:什麼是《離屋計劃》?它使用了哪些特殊的建築技術?
《離屋計劃》是由成大 C-Cube 實驗室等七大團隊組成的 Fab-X 聯盟所推出。該計畫結合了 3D 列印技術、半預鑄工法,並直接採集高雄大崗山的在地土壤與砂料作為列印原料,嘗試打造出回歸自然且屬於台灣在地的低碳建築系統。
Q2:不用傳統水泥,建築要如何達到結構強度與減碳目的?
團隊研發出以「鹼激發膠結材」取代傳統水泥,利用中鋼水淬爐石粉、飛灰、紅磚粉甚至水庫淤泥等材料產生膠結反應。此工法不僅能達到與水泥相同的強度,還能大幅降低碳排。例如應用於台積電廠房的 KT 板,底層僅使用 20% 水泥,整體可減碳至少 25%。
Q3:這項低碳建築計畫如何與「循環經濟」及地方創生結合?
計畫強調在地物質循環,除了使用高雄土砂,團隊也回收花蓮 0403 地震後的廢棄大理石、廢棄紅磚與澎湖硓𥑮石。透過「新數位與老工匠」的跨世代合作,將這些廢材結合 3D 列印外框打磨成藝術家具或建材,不僅解決廢棄物問題,更將技術與經驗模組化,未來甚至規劃將此綠色系統輸出至東南亞。

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