木材摩天楼:高科技“树屋”或成为未来的可持续建筑

A pile of firewood is seen at a firewood merchant in the Varkiza suburb, south of Athens January 22, 2013. With Greeks already struggling under wage and pension cuts imposed by the foreign lenders that bailed their country out, many have stopped using heating oil altogether, pushing consumption down 70 percent in the last three months of 2012 from a year earlier. Instead, Greeks are turning burning firewood - using anything from branches to old furniture - which has helped create a blanket of smog over the Greek capital while illegal logging multiplies across forests in the countryside. Picture taken January 22, 2013. REUTERS/Yorgos Karahalis (GREECE - Tags: POLITICS BUSINESS ENVIRONMENT SOCIETY) - GM1E9271PFC01
With concrete an unsustainable building material, timber can be grown and reduces carbon dioxide.Image: REUTERS/Yorgos Karahalis
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工程木材的近期创新为世界首批木制摩天楼奠定了基础,预计可在十年内建成。据自然材料创新中心(Centre for Natural Material Innovation)称,这一成就不仅可以实现,而且该中心希望它能开启可持续木质城市的新时代,帮助扭转建筑业的历史排放。

该研究团队隶属建筑学院,是一个跨学科团队,成员包括建筑师、生物化学家、化学家、数学家和工程师,专注于植物基材料,包括正交胶合木。可以说,正交胶合木是150年前钢筋混凝土出现以来第一项重大结构创新。

首席研究员迈克尔·拉梅奇(Michael Ramage)博士表示:“在正交胶合木出现之前,根本没有任何建筑材料能够与钢材或钢筋混凝土相抗衡。要建造城市乃至摩天楼,我们只能接受现有材料的优点和缺点。

Image: 剑桥大学

“混凝土的重量约为木材的五倍,这意味着地基和运输成本更高;它耗费大量资源,并造成巨大的二氧化碳排放。在水之后,混凝土是人类使用最多的材料。但现在我们有了一种替代品,而且它是植物基的。”

该团队设想,树木将取代混凝土,成为城市的主要建筑材料。建筑如同种子般播种,城市如同作物般收获。这一方式可同时应对气候变化和全球住房短缺问题。

拉梅奇博士解释道:“仅在英格兰,未来12年我们每年需要建造34万套新住房,以满足人口需求。混凝土是不可持续的。而木材是我们唯一可以种植的建筑材料,而且它实际上能减少二氧化碳。每吨木材可从大气中吸收1.8吨二氧化碳。经计算,如果英格兰所有新住房都采用木材建造,我们可以在10年内抵消约85万人的碳足迹。

“欧洲的可持续森林只需7秒即可生长出一套三居室公寓所需的木材量,4小时即可生长出一座300米超高摩天楼所需的木材。仅加拿大的可持续森林所产木材,就足以永久性地为十亿人提供住所,且森林树木的再生速度快于其最终居住者的使用速度。”

世界各地的多个团队都希望建造最高的木制摩天楼,但剑桥团队确信他们将率先实现这一目标。该团队已对伦敦、芝加哥和海牙的三个木制摩天楼方案完成了整体性研究,这些方案都将在英国皇家学会夏季科学展(2019年)上向公众展示,7月1日至7日免费向公众开放。

该团队的展品——明日的木质高塔——将体现其愿景。展位本身以典型公寓为原型,置于其提议的巴比肯塔(Barbican Tower)内的“橡树木质高塔”之中。参观者可以体验树屋生活,与团队交流,观看木质高塔的建筑模型,了解工程木材的防火性能,并聆听那些使“天空中的胶合板”设计成为现实的基因、细胞及宏观层面的创新。

除应对气候变化和推动可持续发展外,该团队还希望阐明社会通过采用木质建筑可获得的多重益处:与混凝土相比,被木材包围所带来的心理健康益处,以及回归一种古老建筑材料的益处,它既亲切又自然。

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