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□ 本文发布于
2024-04-01 16:33:26

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木材革命的黎明
abbs
Dezeen杂志的最新系列文章研究了使用大块木材的潜力。“木材革命” 系列文章将质疑这种材料是否能打破钢铁和混凝土对建筑业的控制。



图1、木材革命系列图标

世界上最古老的建筑材料正在卷土重来。木材曾经被用来建造我们绝大多数的建筑,但在19世纪和20世纪,它被钢铁和混凝土所取代,而钢铁和混凝土在今天的建筑环境中仍然占主导地位。

随着建筑越来越高、越来越复杂、越来越受利润驱动,这些现代材料变得越来越受欢迎,不可燃、耐用、坚固且易于大量生产。

然而,在过去的几十年里,木材重新出现了——这一次不是作为原材料,而是以各种格外强大的工程品种出现,可以用来建造大型现代建筑。

自20世纪90年代首次工程设计以来,交叉层压木材和胶合层压木材等产品,以及榫钉层压木材等鲜为人知的大块木型材,都越来越受欢迎。随着人们对这种材料越来越接受和理解,由大块木材制成的地标性建筑现在经常出现在Dezeen杂志的页面上。

工程木材产品越来越受欢迎

尽管如此,使用大块木材的建筑只占全球每年建造的建筑总数的一小部分,钢铁和混凝土仍然是首选的结构材料。

根据最近的一份报告,2022年欧洲交叉层压木材市场产量达到160万立方米。这大约是英国每月使用混凝土量的三分之一——政府报告称,2022年每月的混凝土用量略低于400万立方米。

在欧洲以外,采用率甚至更低。在美国,木制品委员会(Wood Products Council)估计,总共只有1677个大规模木材项目已经建成或正在设计中。

大块木材的潜力和挑战

所有这些都可能即将改变。世界正在慢慢正视气候紧急情况的现实和规模。随着建筑师开始接受建筑——尤其是钢铁和混凝土——在这场危机中所扮演的角色,大块木材似乎提供了一种可行的低碳替代品。

在过去的几年里,内含碳——也就是说,与建筑建成相关的排放,而不是其使用寿命内产生的运营排放——已经成为对可持续性感兴趣的建筑师的口号。与混凝土和钢材不同的是,木材代表了树木从大气中主动封存碳。

但它是可扩展的吗?大块木材真的能成为大幅减少建筑碳影响的低碳良方吗?

我们将通过对关键项目的案例研究,以及对那些在不断发展的大块木材建筑世界中工作的人的采访,展示大块木材的好处。我们还将深入探讨材料的潜在问题和局限性。

建筑中使用大块木材的指南

为了帮助开始我们的木材革命系列文章,我们重新发布了工程木材的Dezeen指南,其中包括交叉层压木材(CLT)、胶合木(glulam)和榫钉层压木材(dowel laminated timber)。

大块木材是指可以用作结构建筑材料的各种不同类型的工程木材。

20世纪80年代末,这种材料在欧洲被开发用于商业用途,作为碳密集型混凝土和钢材的替代品,这种材料正迅速流行起来,与普通木材不同,它们可以用来建造高层建筑。

大块木材还可以使现场组装更快、更清洁,并且比传统建筑材料更轻。

大块木材产品是由多层木材连接在一起形成坚固的面板或横梁组成的。这些材料通常在工厂制造,并按照精确的规格进行设计。

木材是一种可再生材料,能够封存大量的二氧化碳,因为树木一生从大气中去除的碳都储存在木材中。

因此,只要木材是可持续采伐的,这种材料就越来越多地被用于降低建筑的碳足迹。这包括用新的树木取代砍伐的木材,这些树木需要生长足够长的时间来取代失去的生物量。



图2、罗汉普顿Ibstock Place学校的胶合木横梁

胶合层压木材(胶合木)

胶合层压木材通常被称为胶合木,是一种常用于结构构件的大块木材。

它是由一层层朝向相同方向的木材建造而成。这意味着大型结构构件可以由较小的木材制成。

结构构件可以制成梁和柱的直线长度,也可以制成可用于形成拱形结构的弯曲件。胶合木通常由冷杉、落叶松、橡树或云杉制成。

伦敦马克里诺-拉文顿工作室(Maccreanor Lavington)为罗汉普顿Ibstock Place学校的餐厅屋顶制作了一个菱形胶合层压木结构(如上图所示)。



图3、Sara Kulturhus中心的CLT墙

交叉层压木材(CLT)

交叉层压木材(CLT)是最著名的和最常用的大块木材类型。

这种材料通常被称为超级胶合板,是一种将多层木材以直角粘合而成的面板。这使它的外观与胶合板相似,但层或叠片要厚得多。

由于层的布置,结构CLT面板在两个方向上具有结构刚度。这些面板在现场组装之前会被切割成一定尺寸,可以用来建造多层建筑的结构墙和地板。

CLT通常由落叶松、云杉或松树制成。

世界各地已经建造了许多CLT建筑,沃-西斯尔顿工作室(Waugh Thistleton Architects)的九层默里-格罗夫塔楼(Murray Grove)于2008年竣工,这是木材高层建筑的早期例子。该工作室的达尔斯顿-莱因(Dalston Lane)项目于2017年完工,是世界上最大的CLT项目之一。

最近,怀特工作室(White Arkitekter)用这种材料在瑞典建造了一座“负碳”摩天大楼和文化中心(如图)。



图4、纽曼-毛森工作室的111 East Grand的暗销层压木柱

暗销层压木材(DLT)

暗销层压木材,也称为暗销拉姆或DLT,是一种完全由木材制成的大块木材。DLT面板由软木层构成,软木层通过摩擦配合的硬木销钉连接。

面板的使用方式与CLT类似,通常用于建造地板和屋顶甲板。DLT的支持者声称它比CLT生产更快、更便宜,因为不需要粘合。

纽曼-毛森工作室Neumann Monson Architects的111 East Grand(如图)是北美第一座使用DLT面板的多层办公楼,DLT面板与胶合木柱相结合。


图5、办公楼用钉木

钉扎层压木材(NLT)

钉合层压木材(NLT),也被称为钉木,是由木板制成的,木板放在一边,相互钉或拧在一起形成面板。

这些面板可以用标准尺寸和大量可用的木板建造,而不需要专门的制造设施。

这种材料可以用来建造地板和墙壁。迈克尔-格林工作室(Michael Green)将钉木层压木材与CLT和胶合木相结合,在明尼阿波利斯建造了一座七层塔楼,2016年竣工时,是美国最大的大型木材建筑。



图6、Vitsa总部的层压单板木柱

层压单板木材(LVL)

层压单板木材(LVL)是一种由薄层或单板制成的大块木材。

贴面是通过在热和压力下将木材切成薄片制成的,它们都以类似于胶合木的方式朝着同一方向定向。这意味着这种材料经常被用来制造梁和柱,很像胶合木。



图7、英国家具品牌Vitsa利用LVL在英国皇家利明顿温泉镇创建了总部和生产设施(如图)。该公司声称,该设施是英国第一个采用LVL框架的设施。



图8、用平行木材建造的小房子

平行股材(PSL)

顾名思义,平行股材(PSL)是一种由用胶水连接的平行股木材制成的大块木材。

细长的木绞线在高压下粘合,形成高强度材料,通常用于需要承受大重量的大跨度梁或柱。用于制造PSL的木材包括冷杉、松树和西部铁杉。

格雷-奥甘斯基建筑事务所(Gray Organschi Architecture)和耶鲁大学建筑生态系统中心利用PSL创建了一个联合国支持的离网小房子。该建筑有平行的木柱、层压单板木梁和交叉层压木墙。

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