瑞典木業又一新作，現代木結構摩天大樓重新整理城市"天際線"

位於瑞典謝萊夫特奧市的Sara Kulturhus文化中心有20層，高達75 米，是世界上第三高的現代木結構建築（僅次於挪威85米的Mjøstornet大廈和奧地利84米的維也納HoHo大廈）。瑞典木材在寒冷的氣候中緩慢生長而成，質地優良，特別適用於重型木結構的各種結構體系，專案的大部分建築材料和建築技術都來自謝萊夫特奧當地，是名副其實的“因地制宜、就地取材”。而瑞典木業協會作為瑞典森林工業聯合會的一個部門，也一直在推動瑞典木材在建築等各個領域的市場和價值。這棟高層木結構建築不僅改變了城市天際線，也打破了人們對木結構的固有看法。

專案名稱：Sara kulturhus文化中心

地點：瑞典謝萊夫特奧市

建築設計：White Arkitekter

業主單位：謝萊夫特奧市政Skellefteå kommun

結構設計：TK Botnia和Florian Kosche

建築面積：約30000平方米

專案背景——木結構之城

謝萊夫特奧市正在進行城市擴張，基礎設施、住房和辦公樓等許多城建專案，引領著這座城市走向未來。這裡不僅建成了佔地面積相當於40個足球場的世界最大電池工廠——Northvolt電池工廠，更有將人們的目光引向蔚藍天空的城市新地標Sara Kulturhus文化中心——世界上最高的木結構建築之一。

謝萊夫特奧市長久以來對現代木結構的支援倡導和專案實踐，為Sara Kulturhus文化中心專案奠定了基礎。自2014年市政府制定現代木結構建築發展戰略以來，約有50個建設專案全部或部分採用木結構。這一地區的森林資源豐富，使用木材作為建築材料的傳統，實際上已經深耕了幾十年。而最關鍵的成功之鑰，是這一地區先進的木結構專業能力——從教育科研到木結構企業，產學研貫穿了從森林管理到木結構生產施工的整個產業鏈。對木材的信仰，專業資源的共享，讓產業鏈上的各方互惠互利，也讓市政府堅持在木結構的專案實踐中出真知。

謝萊夫特奧市期望在2030年實現90000居民的發展目標，因此，文化和旅遊在城市發展過程中的作用也不可或缺。2015年6月，市議會達成一致意見，決定建造一個新的藝術中心，並於同年11月發起了設計招標，吸引了55個投標方案。White Arkitekter事務所憑藉他們的“Side by Side”方案一舉中標。

White主創建築師Robert Schmitz說：“我們想大膽嘗試，衝破天花板，建造一棟木結構高層建築。謝萊夫特奧市本就是‘瑞典木結構之城’的成員，也有自己的木結構建築發展戰略。市政府作為我們的甲方，有著豐富的木結構專案經驗。他們一直積極參與這個專案的全過程，大力支援和投入，對專案成功至關重要。市政府從來沒有猶豫過要用混凝土，也從來沒有試圖控制我們的設計創作，真是難能可貴。因為在很多其他專案中，建築設計常常要被甲方所左右。”

可持續發展是謝萊夫特奧城市在許多發展領域的共識。這座城市致力於在綠色轉型和可持續城市開發方面成為全瑞典的排頭兵。而可持續建築不只關乎氣候，人文視角同樣重要。Sara Kulturhus文化中心就為大眾和藝術提供了相互接受、打破界限的機會。

專案概況——文旅綜合體

Sara Kulturhus文化中心位於謝萊夫特奧市中心的Möjligheternas Torg和新交通樞紐之間，佔據整整一個街區。大樓的命名源自瑞典的偉大作家Sara Lidman，她就出生和成長在這裡。Sara Kulturhus文化中心包含市圖書館、六個劇場、兩個藝術展廳和一個入口大廳。目前，文學、表演藝術和視覺藝術領域的四個核心運營商西博滕劇院Västerbottensteatern、謝萊夫特奧美術館Skellefteå Konsthall、謝萊夫特奧市圖書館City Library和博物館Anna Nordlander MAN已經入駐。

White主創建築師Oskar Norelius 表示：“這是一座開放、無界的公共建築。低層的文化藝術功能區是一間承載大量創作過程的工作室，這些創作以展覽、表演和音樂會的形式得以最終呈現。人們在這棟建築裡進行創作和演出，無論臺前幕後，都會有愉悅的享受。而建築外面的人們，也能透過玻璃立面看見裡面發生的故事。”

而Wood Hotel木之酒店位於高層部分，包括205間客房、餐廳、SPA水療中心、健身房和會議廳等設施，助力謝萊夫特奧地區的旅遊業。建築師根據各部分功能空間的不同需要，“量體裁衣”地設計了建築的體量和規模，並充分考慮了建築應對今後各種功能需求時的靈活性和拓展性。

結構方案——框架結構+模組單元

建築低層的文化藝術部分，採用預製CLT和膠合木框架結構。專門開發的木材和鋼的支撐體系，形成了一個靈活和開放的空間，可適應各種大型活動的功能需求。

高層部分的酒店，採用木結構預製模組單元結構作為酒店房間。在施工時，兩個CLT電梯井之間的模組單元，像樂高積木一樣被擺放整齊再層層堆疊，搭建出13層酒店。模組化房間的保溫玻璃，也是在工廠就預製安裝好的。模組在施工現場搭建完成後，大樓的外立面再統一安裝透明的玻璃幕牆，提供全天候的保護。太陽落山後，熱量保留在兩層玻璃之間，當然也可以通風排出。

White主創建築師Oskar Norelius說：“我們的中標方案和實際竣工的建築之間的主要區別，是我們在低層文化藝術部分採用了木結構樓板，而不是我們原始方案中的木材和混凝土的複合材料。現在，混凝土現在僅出現在首層地面、地下室、以及五層傳遞鋼結構桁架應力的加強樓板。此外，我們還在最高的三層採用了混凝土地板，直接架設在木結構柱上減少頂部的振動。”

White主創建築師Robert Schmitz進一步解釋道：“預製裝配式的建造更加精確，減少了施工變更，縮短了施工時間，更節省施工成本，使我們實際上以一種經濟的方式完成了專案。我們的建構邏輯，是讓人們容易理解這棟建築的結構邏輯。因此，我們強調了建築工業化生產的理念，讓所有結構構件都在工廠裡預製，在現場裝配。將酒店房間模組層層堆砌，也是建築在表達自己的建構邏輯。”

在Sara Kulturhus的建設過程中，消防安全一直是重中之重。除了定製的噴淋系統外，所有裸露的木結構都經過了防火處理，電梯井內側的CLT也包覆了石膏板。高層酒店部分的結構設計滿足R90防火安全等級，低層文化藝術部分的防火等級為R60。（其中R代表承重能力，數字表示結構在火災中保持承重能力的分鐘計數）

專案團隊——強強聯手，各顯神通

位於謝萊夫特奧附近的Burträsk的TK Botnia公司，是參與Sara Kulturhus文化中心專案的當地企業之一。他們為文化中心設計了先進的膠合木和CLT結構，進行結構計算，設計連線方式和連線件，負責3D建模和所有結構構件的出圖，並提供裝配指導。

TK Botnia首席結構工程師Kristoffer Malm 說道：“這棟建築比較複雜，尤其是因為它採用了需要相互連線的兩個不同結構體系。我們面臨的主要挑戰是高層酒店部分，尤其是要想辦法減少高層振動，加強結構穩定性並將荷載順利傳導到地面。我們的一大優勢，是離膠合木和CLT構件的生產商Martinsons公司很近。”

挪威Hent公司是Sara Kulturhus文化中心的施工總承包商，他們在2018年3月公開招標後就開始專案進度規劃和計算專案成本。Hent公司在木結構建築施工管理方面有多年的積累，例如世界最高木結構建築——位於挪威布魯蒙達爾的Mjøstornet大廈（18層，高約85米，2019年3月竣工）就是由他們施工總承包。儘管這兩個專案在建造技術方面大相徑庭，但Hent公司從Mjøstornet專案中獲得的經驗，是他們贏得Sara Kulturhus專案施工總承包投標的重要因素。另一方面，Hent公司非常重視建設專案的可持續性和氣候足跡，承包大型木結構專案也是為可持續發展和控制氣候足跡做貢獻。

Hent專案經理Vegard Brå 表示：“設計一個建築方案和把它建造出來，完全是兩碼事。在這個專案中，我們尊重各個專業，與其他參與單位並肩作戰。我們讓設計人員在施工階段到場參與，縮短了施工過程並培養了很好的團隊精神。我們公司長期以來一直非常重視可持續發展，我們的可持續發展計劃涉及多項聯合國可持續發展目標，我們也制定了自己的碳中和長遠目標。木結構是實現這些目標的關鍵。”

這個專案可持續性最重要的體現，也許在於與當地木材行業的緊密關係，因為運輸在一個建造專案中對氣候環境的影響頗大。距離謝萊夫特奧60公里的Martinsons公司的Bygdsiljum工廠為Sara Kulturhus專案生產木結構構件，包括膠合木樑和柱，CLT牆體、樓板和天花板。這也是Martinsons公司迄今為止參與的最大木結構專案，消耗了約10000立方米 CLT和2500立方米的膠合木。

Martinsons公司還向Derome公司位於謝萊夫特奧郊外Renholmen的木結構工廠交付了CLT構件。Derome公司負責在工廠組裝Sara Kulturhus文化中心的酒店模組單元，然後再由Martinsons在施工現場搭建。這兩家本地公司之間的配合是卓有成效的，Jesper Åkerlund希望未來有更多這樣的合作。

Martinsons Byggsystem執行長Jesper Åkerlund說：“這樣一個大型專案包含了幾種不同的木結構體系。作為木結構建造商，我們對於新的合作形式必須保持開放的態度。透過Sara Kulturhus專案，我們已經證明，從設計到生產再到施工，木材完全可以和鋼筋混凝土一樣，用來建造大型專案。我很自豪能和幾家公司一起踏上這段旅程。”

多維能源方案——可持續再生，接近碳中和

建築能耗約佔社會總能耗的40%，建築業的溫室氣體排放也佔總量的40%左右。而在商業建築中，約45%的能源都消耗在供暖、通風和空調系統上。在供能過程中，高達30%的能源被浪費了，能效很低。

瑞典謝萊夫特奧市的這棟20層的Sara kulturhus文化中心，融匯了先鋒的建築設計和技術。它是世界上最高的現代木結構建築之一，是聚集人氣和體現城市文化的新地標，其能源系統更是一顆皇冠上的明珠，引領了該市已經非常先進的可持續城市建設規劃。

是什麼樣的創新技術使Sara kulturhus文化中心接近碳中和呢？能源巨頭Skellefteå Kraft和跨國公司ABB為專案設計了多維的能源方案，在不損失專案商業利潤的前提下實現了可再生和可持續的能源方案。

Skellefteå Kraft為專案裝備了太陽能光伏板、太陽能電池、水暖電一體化熱泵，甚至噴淋系統也採用了可再生能源來驅動。Sara kulturhus在供暖過程中失散的熱能，又被回收到能源系統中，因此實際上是沒有能源浪費的，而且所有的能源都來自可再生能源。

Skellefteå Kraft業務部門經理Patrik Sundberg說：“Sara kulturhus專案的能源解決方案非常靈活。從區域供暖到太陽能，再到Northvolt公司製造的電池，我們同時配備多種能源，而且這些系統都很容易校準和調節。Sara kulturhus文化中心周邊的使用者也能獲益。例如，一輛電動公交車停在Sara kulturhus文化中心附近的公交站充電，我們就可以採用Northvolt電池而減少區域供暖系統的用電負荷，從而實現用電錯峰和減少電費。”

為了監控這套綜合能源方案，Sara kulturhus採用自動人工智慧技術來控制建築物中能耗最大的供暖和製冷系統，使其更加高效靈活地應對室內外的使用需求。

ABB提供的人工智慧技術，可以自動分析建築能源系統的執行狀況和影響建築的外部因素，識別系統中需要改進的問題並執行最佳化。這項人工智慧技術幾乎不需要人為干預，就可以立即根據建築環境的變化（如演出觀眾人數）做出調整，時刻保持最高的建築使用者舒適度和能源效率。

ABB的平臺還可以直觀監控和最佳化建築物的能量流，統計建築物消耗了多少能源，能源用於什麼功能（例如供暖、通風和照明等），以及能源的來源（例如區域供暖、電池或太陽能光伏板等）。ABB的智慧能源管理應用程式，持續地監控和調節建築物能源的供給、消耗和儲存，可大大降低建築物的能源成本。

Sara kulturhus的能源系統也與附近的外部建築物乃至整個謝萊夫特奧市的能源網路相關聯。Sara kulturhus過剩的能源可向外部供給，或儲存在內部的電池中。這個智慧化能源方案背後的精神，就像備受瑞典兒童喜愛的卡通人物 Bamse一樣。

Skellefteå Kraft業務部門經理Patrik Sundberg 說：“當你又高大又強壯時，你也要像Bamse一樣善良。Sara kulturhus的能源方案不僅是為了節能和儘可能實現碳中和，也為了造福周邊區域。”