永續不僅是穿在身上的時尚，更是我們所居住環境的根本課題。在全球減碳進程中，建築業無疑是碳排放的重災區，其中混凝土作為堅固、耐用且廣泛應用的建材，每年全球消耗量高達約300億噸，伴隨而來的水泥生產更佔全球碳排放量至少8%。面對對鋼筋混凝土的高度依賴，創新者正從三條路徑重塑建築的「綠色骨架」，為實現大規模碳中和奠定基礎。

Text: 黃怡穎

Photo courtesy of Boucheron, CarbonCure, Ferragamo, Gjenge Makers, H&M, Hydefy, InventWood, Loewe,MycoWorks, Notpla, Novoloop, Orange Fiber, Rolex, Spiber, Stella McCartney, The North Face

木結構的復興

木材作為人類使用最悠久的建材之一，在當代永續浪潮中迎來技術復興。透過現代工藝，我們如今能製造出強度媲美鋼筋混凝土的「大塊木材」（MASS TIMBER），並具備可再生與固碳的雙重優勢。

與傳統鋼筋混凝土建築相比，大塊木材在整個生命週期內的碳排放減少約20%；若納入報廢後的回收與循環再利用，減碳幅度更可達70%。此外，大塊木材組件可在場外預製，有效降低現場人力需求、減少建築廢棄物並縮短工期，其較輕的重量也減輕了地基負荷。儘管相關建築規範仍待跟進，大塊木材已在全球快速發展。截至2022年底，北美已有超過1,600個相關項目完成或推進中，其中威斯康辛州一棟二十五層高的純木結構住宅更成為全球最高木建築之一。與此同時，瑞典INVENTWOOD研發的「超級木材」（SUPER WOOD）透過化學處理與高壓致密化工藝，重組木材內部纖維結構，使其強度超越鋼材、重量更輕，並減少90%碳排放。這種以自然固碳為基礎的建材，為替代高碳排混凝土提供了具負碳效益的新選擇。

在材料科學的前沿，另一種顛覆性的木材創新是「透明木材」。科學家通過移除木材中不透明的木質素，並注入透明的聚合物或環氧樹脂，使木材變得透光。這種材料不僅具備木材的低熱傳導性和高結構強度，同時擁有玻璃的透光特性，使其成為取代傳統窗戶或透明牆壁的潛力之選。它的低熱傳導性意味著可以極大地提高建築的能源效率，減少對空調和暖氣的依賴，為建築設計帶來革命性的採光與保溫解決方案。

碳鎖定與礦化

除了回歸自然材料，技術創新也致力將混凝土從碳排來源轉化為碳匯。加拿大CARBONCURE公司透過專利技術，在混凝土製造過程中注入回收的二氧化碳，使其與材料反應形成穩定碳酸鈣，實現碳的永久固存。這項技術不僅減少碳排放，所形成的碳酸鈣還能提升混凝土抗壓強度，創造出兼具成本效益與性能提升的綠色建材。由於該技術能無縫整合至現有混凝土廠，已獲微軟全球總部擴建、舊金山國際機場改建等大型項目採用，成為主流建築實現減碳的關鍵工具。

生物炭混凝土

生物炭混凝土代表另一條將廢棄物轉為建築實力的前沿路徑。生物炭來自農業殘渣、木屑等生物質在低氧環境下熱裂解生成的富碳物質，具多孔結構與高碳穩定性。

研究顯示，將生物炭作為骨材或水泥替代品添入混凝土，不僅可顯著降低碳足跡，更有潛力實現負碳混凝土。其多孔結構有助改善混凝土保水性與絕緣性能，儘管高添加比例可能略微影響抗壓強度，目前已逐步應用於鋪路石、人行道等非結構性試點項目中。

儘管生物炭混凝土尚處研發與驗證階段，其將農業廢棄物轉化為負碳建材的潛力，已為建築業的硬實力創新開啟具想像力的未來。