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20世纪是混凝土的世纪,21世纪则将是木材的未来

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△ 丹麦冒险塔 © Rasmus Hjortshøj
古代的木匠运用传统的木工工艺建造寺庙,他们认为树木的特性和木匠的思想应该是和谐统一的。
在那个时代,历经数年,才能成为木匠大师,100个学徒中几乎只有1个人才能达到如此高的地位。
1934年,日本的木匠大家西冈家族修复了世界上最古老的木建筑之一的奈良法隆寺。该寺庙建于公元708年,整个家族成员一起花了51年的时间才拆除了古老的梁和瓦,进行重新整修和重建。
距今法隆寺建成已有1,400多年的历史,木材仍然是建筑行业广泛使用的可持续的建材。尽管在此期间,钢筋混凝土和钢材得到迅速发展,在建筑业占据了举足轻重的地位,但仍有些人认为只有木材才是“永恒的”,因为它可以帮助人类和地球避免更多的灾难。
建筑行业的碳排放量是无比巨大的,其相关活动占了全球能源碳排放量的38%。其中混凝土行业每年占工业用水量的9%。

到 2060 年,全球建筑存量预计将翻一番,
相当于40年之后,
地球上每个月都会增加一个纽约市。

因此,建筑行业是时候从摩天大楼中仔细审视一下自己了。

△ 赫尔辛基中央图书馆
© Helsinki Central Library
“我们认为建筑行业应该采取更多措施来抵消它们对环境所造成的负面影响,”著名建筑设计公司Perkins&Wil的建筑师 Alysia Baldwin 说。
该公司设计了位于加拿大温哥华的 40 层建塔“地球塔”(Earth Tower)。建成后,它将成为世界上最高的混合木塔。钢筋混凝土核心筒承担了横向荷载,楼板、墙板和柱子则采用了当地制造的工程木材。
国际能源署估计,倘若建筑行业要到实现2050年净零排放的目标,那么建筑二氧化碳排放量需要在十年内下降50%才行。
为了实现这一目标,木材需要成为新的发展方向。

木材自始至终是一种“负碳”型
环保建筑材料。
——英国结构木材协会的加文·塔德曼


△ 加拿大温哥华地球塔 © Perkins&Will
研究表明,一立方米正交胶合木 (CLT)(CLT是层叠的木板,像积木一样堆叠在一起并粘合以保持稳定性。) 可减少约一吨二氧化碳。
华盛顿大学的研究人员发现,从资源开采到施工, CLT建筑使用的能源比其混凝土等效物少26.5%。作为天然的隔热材料,木材的性能比混凝土好15倍,比钢材好400倍,因此建筑物运营所需的能量更少。
同样建造用的工程木框架也比同等混凝土或钢材轻30%,这意味着在运输和现场所需的重型机械更少,有助于提升完工速度。Dalston Works是位于伦敦哈克尼的10层混合用途开发项目,由CLT建造,总共用到111辆卡车,若使用混凝土则需要700辆卡车装载。


△ 英国伦敦DALSTON WORKS © waughthistleton
当世界上最高的木结构建筑 Mjøstårnet 在挪威建成时,尽管它高达85.4米,但施工全程却没有在外部使设脚手架。
Rune Abrahamsen,Moelven Limtre的首席执行官解释道,预制构件在现场组装,该公司生产了建筑中使用的胶合木结构(胶合木是将规格材经工程化的设计、胶粘和处理,形成较大尺寸,且符合本规范材料物理力学分等要求,用于结构承重的复合木材)。
“这座建筑一次性就组装了四层,共有五个施工阶段。”起重机将最大的部件吊到位。
木结构建筑也正在其他领域获得更多的关注。例如,2018年世界建筑节将木材类别作为其年度奖项的一部分。赫尔辛基中央图书馆的芬兰云杉船体——Oodi;从哥本哈根附近的森林中盘旋而出的45m瞭望塔;或者阳光穿过西澳大利亚平格利休闲文化中心的四个木亭。

△ 澳大利亚的 Pingelly 娱乐文化中心
© Peter Bennetts
木材对人体健康有益
研究表明,在木屋中度过一些时光可以让人平静。加拿大的研究表明,木材有助于缓解人的压力,芬兰的一所大学甚至考虑了人们对不同木材的反应。桦木胶合木、老橡木、橡木原木和灰橡木让人产生积极的情绪,而一些合成的材料如定向刨花板等则不太受人欢迎。
目前,通常是由建筑师选择木材的类型,许多人从可持续管理的森林中选择本地生产的材料。

△ Mjøstårne 内部装饰
© Courtesy of Voll Arkitekter AS/Øystein Elgsaas
每一种木材的材料性能也各有不同,建筑师们根据项目特点选择合适的材料。“Mjøstårnet项目用了云杉,主要是应用在胶合木结构和 CLT 面板,”Abrahamsen说。外部则选择了松木,因为松木可以进行压力处理,使其更坚固,同时还能抵抗白蚁的侵蚀。
来自 Perkins&Will 的建筑师Alysia Baldwin则经常选择花旗松,因为当花旗松暴露在外时,橙红色调的木材会给空间带来一种温暖”。

△ 使用花旗松的某项目
© Oregon-Canadian Forest Products, Inc.
花旗松 | Douglas fir


来自太平洋西北部和不列颠哥伦比亚省森林的花旗松木材因其美观、强度和适用于从建筑到高端细木工的各种应用而受到人们的喜爱。花旗松是世界上最坚固的木材之一,有着明亮的橙黄色色调和卓越的加工能力使其在门、窗和地板以及室内外装饰中广受欢迎。
图片 © naturallywood
木材的时代已悄然来临
“木材是‘新型混凝土’,”总部位于伦敦的 dRMM Architects公司的董事亚历克斯·德·里杰克该公司率先在建筑中使用木材,他在 2015 年表示:

17 世纪是石头时代,
18世纪是砖材的顶峰。
19世纪是铁的时代。
20世纪是混凝土的世纪。
而21世纪则将是木材的时代。


△ Mjøstårnet © Moelven
六年后,亚历克斯的预言似乎要成真了:
美国的《国际建筑规范》预计将从今年起允许最高18层的木结构建筑;
任何8层以下的2024年巴黎奥运会新建筑必须完全由木材制成;
法国所有新建公共建筑都计划在其建筑中使用至少50%的木材;
加拿大《国家建筑规范》允许重木结构建造到12层(42米高)。

△ W350 © Sumitomo Forestry
虽然对技术的快速发展持谨慎态度是明智的,同时,木材支持者也指出:没有任何材料是完美的,钢会紧缩、混凝土产生裂缝、木材则会燃烧。
有测试表明,覆盖石膏板的CLT的耐火极限比建筑规范规定的时间长近1小时。消防员通常认为木结构建筑的火灾更容易预测。与金属相比,木材的耐久性更好,更加天然环保。
Tadman指出,“可以通过将可燃材料封装在不燃材料中来提高耐火时限”。
胶合木公司Moelven Limtre的Abrahamse认为,欧洲木结构设计规范目前也在修订,这将使建筑更加安全。
20世纪是混凝土的世纪,21世纪则将是木材的时代。木材很可能是人类建筑的未来,采用合理砍伐方式,并且确保砍伐后再进行造林,以确保森林的可持续发展。

参考资料:
https://www.positive.news/environment/sustainable-construction-timber-is-making-a-comeback/
https://waughthistleton.com/dalston-works/
http://ocfp.com/douglas-fir/
https://www.skyscrapercenter.com/building/mjostarnet/26866
(转载来自加拿大木业网 图片来自网络 | 侵权即删)


1楼2021-08-05 16:41回复