不仅仅关乎建筑,更关乎气候变化
首先,我们需要谈谈气候变化。 众所周知,世界正面临气候变化的挑战,及面临着输掉这场“战役”的境遇。依据 Our World in Data 的数据显示,在过去的 20 年中,全球向大气排放了大约 350 亿吨二氧化碳——任何大型体量的物体都很难与之相比——并且在接下来的几十年里,这一数字还将继续增长1。除此以外,约有 45 亿吨二氧化碳(即二氧化碳总产量的 14%) 是来自开采建筑材料的自然资源而产生的——主要是来自于水泥、钢铁和陶瓷的生产.
与此同时,“由于人口增长、日益繁荣以及人均和家庭住宅面积的增加,全球对建筑材料的需求巨大,预计在未来几十年将强劲增长” 3. 根据联合国估计,到 2050 年全世界人口将达到100 亿人,这将需要在接下来的三十年中每三个月建造出一个纽约市来容纳这新增的 27 亿人口。
作为建筑环境行业的一部分,我们作为建筑师、建设者和可持续发展倡导者,需要开发和创造新技术,并使用对我们的环境、气候和我们自己友好的天然材料。作为国际设计联合社群力量的我们,为了保护和防止我们的地球崩溃,我们需要共同转变,去使用、生产和维护更可持续、可再生、可回收且二氧化碳排放量更少的解决方案。这就是 Wood for Future 的意义所在。
为了帮助解决这些问题,我们想谈谈一种正在彻底改变建筑行业的“旧”材料:木材。
回到未來
你有没有问过自己,为什么人类没有像他们在世界各地几千年来那样继续用木材建造建筑和城市?那是由于过去 500 多年来在伦敦、阿姆斯特丹、纽约和芝加哥等大都市发生大的重大火灾,使人民认为木材是不安全和不可靠的材料。尤其是在 20 世纪初,现代炼钢和混凝土时代的到来,建筑师和建筑商可以建造比以往任何时候都更高的建筑。
那么为什么经过一个多世纪的混凝土和钢铁时代,一些建筑师又提出“回归木材”?
荷蘭山,馬可·維爾穆倫
来自可持续管理森林的普通木材,不像钢铁或混凝 土那样具有延展性,强度不够高,建造成本也更高7。 然而,一种利用木材的新技术将木材重新置于聚光灯下,它就是结构木材或大规模木构木材(Mass Timber)。 “简而言之,它是将软木碎片粘合在一起制成更大块的木材,通常是松树、云杉或冷杉等针叶树,但有时也包括桦树、白蜡树和山毛榉等落叶树种。” 8 大规模木构木材(Mass Timber)是一个涵盖各种尺寸和功能的产品的总称,如胶合层压木材 (GLULAM)、单板层压木材 (LVL)、钉层压木材( (NLT) 和销钉层压木材 (DLT)。 但最常见和最熟悉大规模木构木材(Mass Timber)的形式是交叉层压木材(CLT),它开辟了最新的建筑可能性。
好吧,当您阅读本文时,应该会更清楚当前材料造成的问题。 木材可以通过可持续种植森林方式被获得,重量比混凝土轻约四分之一4。 最重要的是,随着树木的生长,它们会从空气中吸收二氧化碳并将其锁定在自身中。 木制建筑有可能成为全球碳存储天然“仓库”5。
据波茨坦研究所 6 称,到 2050 年,只有 0.5% 的新建筑将由木材建造。尽管如此,如果大规模木结构建造系统(Mass Timber)的应用相应地增加,这一数字可能会上升到 10%
據波茨坦研究所 6 稱,到 2050 年,只有 0.5% 的新建築將由木材建造。儘管如此,如果大規模木材製造相應增加,這個數字可能會上升到 10%。
交叉層壓木材
通過 Archdaily
高密度发展
根据联合国的数据8,到 2050 年,世界人口的 68% 预计将居住在城市里。与今天的人口数相比增加了 27 亿。仅这一事实暗含着人们将以何种方式居住于城市,以及最重要的是将居住在什么样的住宅中。
作为后者的结果,预计未来几十年全球对建筑材料的需求将增加,这是人口增长、日益繁荣以及人均和家庭住宅面积增加的结果9。然而,这种建筑热潮,将增加应对气候变化的挑战难度,主要因为生产钢铁和混凝土这些最常见的建筑材料产生了全球约 8% 的人为二氧化碳排放量。
这些现实将城市置于全球气候变化挑战的中心,要求城市寻求解决方案和缓解方法:这又使我们再次回到了木材10。
城市村莊,由 Effekt Architects 為 Space 10 設計
“为了未来,用木材建造需要成为一种规范,而不只是例外。”
D|W
木材 - 如前所述 - 作为建筑材料具有许多吸引力,它被认为是游戏规则的改变者。 与钢筋混凝土结构相比,木结构建筑要轻得多。 由于其轻质特性,仅这一因素就可以使地基更小,并能够通过混合结构向上扩展现有建筑物。
我们可以清楚地发现木材参与城市高密度发展的两个趋势, 这些新趋势可以改变人们对木材作为结构资源和城市生活方式的看法。
摩天大樓
Mjøstårnet 塔, 設計師 作者:沃爾·阿基特克
木制摩天大楼已经在建筑媒体领域占据了几年的版面。 在许多国家已经可以看到高层木建筑,特别是在斯堪的纳维亚国家、荷兰、美国和加拿大等国家。 最高的一座高层木建筑位于挪威,由 Voll Arkitekter 设计、Molven Limtre(作为一站式分包商)建造的 Mjøstårnet 大楼高 85 米,使用当地木材资源建造,基本上 完全由不同类型的工程木材建造而成。
W350計劃, 日本東京。設計 by 日建設計
此外,很多雄心勃勃的项目都应运而生,它们挑战的难度常常超出了大众的预期。 作为世界上最有经验的日本建筑师事务所之一,成立于 1904 年的日建设计事务所宣布其未来将在东京建造高达350米的木结构摩天大楼的不凡计划。
此外,由 PLP Architects 设计的伦敦 Barbican 扩建项目打算以 CLT 为主要建筑材料建造一座 250 米的高的木结构塔楼。
还有很多高层木结构项目正在进行中,如果它们如期按计划进行,它们呈现的效果应该会令人赞叹。
寄生城市
另一方面,在摩天大楼时代,高层建筑似乎是面对高密度发展难题的合乎逻辑的解决方案。我们作为设计师也应该有兴趣重新思考已建立的东西,分析新材料的特性,并研究(它们的)替代方式。例如,木材比混凝土和钢材轻得多,因此它可以为我们的城市提供不同的解决方案。
在与荷兰乌特列支大学 Urban Future Studio 的杰出教授兼主任、荷兰评估署 (PBL – Planbureau voor Leefomgevening) 的前任署长 Maarten Hajer 教授进行的采访中。他建议解决方案不是单一的并提到“木制摩天大楼是二十世纪的遗留物”。他质疑道“伸向天空的想法是否是应用木材的最佳方式?我不确定这是否会成立。如果你想想社会学,我们就会想起汽车出现的时候,汽车以马车为原型。梅赛德斯的第一批车型非常像马车(如果你感到好奇,这样的例子可以归类为 Gottfried Semper 所描述的 stoffwescheltheory 11 的一部分——Design Warehouse 的评论)。在建筑领域,类似的事情正在发生。基本上,当下,它是关于取代混凝土……但稍后我们会意识到还有一种更合乎逻辑的应用方式。木材作为一种轻质材料,具有在城市上空建造另一层建筑在巨大潜力。通常可以在现有建筑物的顶部建造多层木建筑,这是混凝土无法实现的”。
对于巴黎建筑公司 Malka Architecture 来说,城市加高的概念并不是什么新闻。 3BOX 是一个嵌套在巴黎塞纳河边的城市实验。该建筑能够提供低于房地产市场价格 40% 的绿色住宅。此外,无论您对建筑的品味如何,它都是满足发展需求的令人兴奋的解决方案。
木材轻质建造技术也是解决大城市高密度化问题的最现代方法。与其他传统建筑材料相比,木材非常轻,这对于屋顶扩建至关重要。借助轻质木材建造技术,房屋可以建造在现有建筑物的顶部、两座建筑物之间的楔子中,以及以前被认为不可行的地面上。许多地方当局已经发现了这带来的潜力。毫不奇怪,木材工业建筑被认为是未来的建筑方法!”瑞典木业
3BOX,巴黎,法國。由 Malka Architecture 設計
美学&健康
木材在建筑环境中的存在就好像是大自然的指纹一般,它与我们的健康和美好生活息息相关。 12. 木材亲生物性理论13 的文献表明,人类有与大自然互动的天然愿望。
BRE可持续产品中心研究主任 Ed Suttie 进行的一项研究表明,人类接触大自然可以降低压力、心率和攻击性情绪水平14. Suttie 补充说:“在日本,医学界几十年来一直将 shinrin-yoki(在森林中散步,也称为“森林浴”)作为许多心理健康并发症的一项康复建议。”
澳大利亞維多利亞州南岸 Beluah。由聯合國工作室設計
“我们对材料的选择
可能会影响我们的幸福感”
Ed Suttie
例如,由 Andrew Knox 和 Howard Parry-Husbands 旗下的 Pollinate 公司为Forest & Wood Products 15Australia 在澳大利亚工作场所进行的一份报告表明,接触木材会提高注意力水平、工人满意度和生产力。 越来越多的此类经验证据有利于在未来可持续发展决策中增加健康相关的举措,例如 BREEAM 和 LEED。 改善生活品质和环境相关的立法,可以将木相关的业务带到一个完全不同的高水平上。
卡諾比亞。藤本壯介的設計師
大规模木构的技术优势
预制&速度
用木材建造可以使建筑更快、更清洁 16. 例如,不像一些传统的建筑方法那样在现场浇注材料,而是在工厂预制工程木材——完全符合规格、遵循建筑师和建筑商的指导方针。 这种做法有助于营造更清洁的施工环境,减少不必要的浪费和节省项目时间。
消防安全
这是每个人关于大规模木构的第一个问题:火呢?
许多人仍然认为大规模木构木材,如 CLT,是易燃的。 但其实,大而坚固且压实的木材是极难点燃的。 如果发生火灾,大规模木构木材的外层将以可预测的模式在表层燃烧,可以有效地自熄并保护内部,使其即使在强烈火灾下也能保持结构完整性数小时17。
1. Harvey, F.(2021 年,4 月 20 日)。碳排放量將在 2021 年以歷史第二高的速度飆升。守護者。 https://www.theguardian.com/environment/2021/apr/20/carbon-emissions-to-soar-in-2021-by-second-highest-rate-in-history
2. Harvey, F.(2021 年,4 月 20 日)。碳排放量將在 2021 年以歷史第二高的速度飆升。守護者。 https://www.theguardian.com/environment/2021/apr/20/carbon-emissions-to-soar-in-2021-by-second-highest-rate-in-history
3. Dassen, T., & Hajer, M. (2015)。智慧城市:可視化 21 世紀城市主義的挑戰。頁。 139) nai010 出版商。
4.
5. Marteen Hajer,採訪
6. 如果用木頭而不是水泥和鋼材建造,建築物可能會成為全球二氧化碳匯——波茨坦氣候影響研究所。 (nd)。皮克波茨坦。 2021 年 8 月 17 日檢索,來自 https://www.pik-potsdam.de/en/news/latest-news/buildings-can-become-a-global-co2-sink-if-made-out-of-wood -代替水泥和鋼鐵
7. Roberts, D.(2020 年,1 月 15 日)。可持續建築:最熱門的新材料是,呃,木材。聲音。 https://www.vox.com/energy-and-environment/2020/1/15/21058051/climate-change-building-materials-mass-timber-cross-laminated-clt
7.IDEM
8. Elmjid, F.(2018 年,5 月 16 日)。聯合國表示,到 2050 年,全球 68% 的人口預計將居住在城市地區。聯合國經社部 |聯合國經濟和社會事務部。 https://www.un.org/development/desa/en/news/population/2018-revision-of-world-urbanization-prospects.html
9. Dassen, T., & Hajer, M. (2015)。智慧城市:可視化 21 世紀城市主義的挑戰。頁。 139) nai010 出版商。
10. Ribeiro, HV, Rybski, D., & Kropp, JP (2019)。人口或密度變化對城市二氧化碳排放的影響。自然通訊,10(1)。 https://doi.org/10.1038/s41467-019-11184-y
11. Moravánszky, A. (nd)。斯托韋克塞爾。 Die dargestellte Wirklichkeit der Architektur。 https://www.gta.arch.ethz.ch/habilitationen/stoffwechsel-die-dargestellte-wirklichkeit-der-architektur。 2021 年 8 月 18 日檢索,來自 https://www.gta.arch.ethz.ch/habilitationen/stoffwechsel-die-dargestellte-wirklichkeit-der-architektur
12,13 & 14. Trada, & Suttie, E. (2017)。木材對您的健康有益嗎?貿易。 https://www.houtnatuurlijkvannu.nl/wp-content/uploads/2020/10/7-wellbeing-in-buildings_locked.pdf
15. Pollinate, Knox, A., & Parry-Husbands, H. (2018)。工作場所:健康 + 木材 = 生產力。授粉。 https://lamellammc.com/wp-content/uploads/2020/09/Workplaces-Wellness-Wood-Productiverty-pdf 。
16 Smedley, T. (nd)。木製建築能解決氣候變化嗎? BBC未來。 2021 年 8 月 18 日檢索,來自 https://www.bbc.com/future/article/20190717-climate-change-wooden-architecture-concrete-global-warming
17. 哈斯堡,LE;伯恩,KJ;達格奈,C.;奧斯本,L.; Roy-Poirier, A.:大塊木材封裝方法的防火性能以及封裝對交叉層壓木材炭化率的影響,世界木材工程會議 (WCTE 2016) 的 CD-ROM 論文集,8 月 22-25 日, 2016 年,奧地利維也納,編輯:J. Eberhardsteiner、W. Winter、A. Fadai、M. Pöll,出版商:奧地利維也納科技大學,ISBN:978-3-903039-00-1
https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2016/fpl_2016_hasburgh002.pdf
18. 上加拿大。 (nd)。上加拿大林產品 - UCFP - 新聞:行業新聞 - 可持續建築中最熱門的新事物是木材。 https://Www.Ucfp.Com/News/Upper-Canada-Industry-News-the-Hottest-New-Thing-in-Sustainable-Building-Is-Wood/。 2021 年 8 月 18 日檢索自 https://www.ucfp.com/news/upper-canada-industry-news-the-hottest-new-thing-in-sustainable-building-is-wood/