一个多世纪以来,各国竞相用混凝土和钢材建造世界最高的建筑。如今,从阿姆斯特丹到东京,一场悄然展开的高层木结构建筑竞赛,凸显了人们对混凝土日益加剧的环境担忧。
随着工程木材技术的快速进步,以及各国政府放宽建筑规范,木结构建筑正在欧洲、加拿大、美国以及亚太地区不断涌现。
阿姆斯特丹的Haut大楼高73米(240英尺),据称是世界上最高的木结构住宅塔楼。
温哥华计划建造一座40层的建筑,该项目方称它将成为世界最高的木结构建筑;住友林业在东京建造的350米摩天大楼也宣称拥有这一头衔。
"人们对此的兴趣无疑是由环境问题推动的——我们用混凝土造成的破坏大得令人难以置信。"印度尼西亚巴厘岛的可持续发展专家John Hardy说道。
"竹子和木材都是固碳材料。因此,使用它们建造的另一个好处是,你能给子孙后代留下更好的环境。"他说。
写字楼、桥梁、机场和高速公路的建设在全球各发展中国家蓬勃兴起。
据耶鲁大学森林与环境研究学院统计,钢铁、混凝土和砖块的生产约占全球化石燃料消耗的16%;若计入材料的运输和组装,这一比例最高可达30%。
混凝土还被认为是导致泛滥采砂的原因之一,东南亚地区因此遭受环境破坏,民生也受到影响。
环保人士表示,此外,大量混凝土加剧了城市内涝,并使城市气温升高。
相比之下,木材在运输和组装过程中所需的化石燃料更少,而且能有效储存大量碳——树木生长时吸收的碳会被长期锁存——从而在数年内有助于减少排放。新西兰坎特伯雷大学木材设计教授Andy Buchanan表示。
更具吸引力
建筑中使用的每立方米木材,所储存的碳相当于超过900千克(2,000磅)的二氧化碳排放量;Buchanan表示,这意味着每平方米建筑面积可减少135至360千克的二氧化碳排放。
他表示,胶合层积木、层积单板材和交错层积木材等创新产品——即通过胶合条状木材制成梁等构件——正在为住宅和商业项目中的结构用木材开辟更多应用空间。
他说,结构用木材比混凝土轻得多,能降低地震风险,并且可以“打造更具吸引力的室内空间”。
"随着高层木结构建筑日益普及,人们认为的劣势——防火安全、耐久性和供应链——正通过良好的设计、优秀的案例建筑以及工程木制品技术得到克服。"
不难找到相关实例,例如伦敦九层的住宅建筑Stadthaus,以及墨尔本十层的Forte公寓楼。
温哥华一座54米高的木结构建筑曾被认为是世界最高的木结构建筑,但很快便被挪威一座85米高的塔楼超越。
香港的竹脚手架,当地建筑师和工程师正借助工程木材技术的进步,并回应人们对混凝土环境影响日益加剧的担忧,设计高层木结构建筑。2019年8月7日。汤森路透基金会/Rina Chandran
阿姆斯特丹73米高的Haut大楼将于2021年起开始交付其55套公寓。温哥华计划建造的40层建筑将包括200套住房,而70层的东京塔楼计划于2041年前建成。
"新技术结合精确的计算机制造工艺,如今使木结构建筑能够以令人难以置信的速度组装完成,就像一件巨大的平板包装家具,"设计了Haut大楼的Arup公司木材专家Andrew Lawrence说道。
"木材最适合用于低层建筑,但全球工程师和建筑师正在尝试将木材用于更高的结构,这确实令人振奋。"他说。
马来西亚建筑师Eleena Jamil表示,这类建筑特别适合城市,因为城市中的建筑不断被改造和翻新以满足新的用途。她曾用竹子和木材设计过住宅和商业建筑。
"城市变化迅速。与混凝土相比,使用竹子和木材的优势在于它们易于拆除、再利用和改造。"她说。
但是,东南亚许多国家已存在过度伐木和森林砍伐问题,她提醒道,必须在木材需求与"更严格的监管和更高效的森林管理"之间取得平衡。
木材优先
由于钢铁和混凝土的生产排放了全球7%的二氧化碳,水泥生产商在压力下也开始尝试生产低碳混凝土。
美国多个州的政府部门正在探索使用注入碳的混凝土,这种混凝土可减少水泥用量,同时固定碳排放。
与此同时,政策举措正在加速从钢铁和混凝土向木材转变。
新西兰的克赖斯特彻奇在2011年地震摧毁了市中心商业区的大部分建筑后,当地政府鼓励采用更加环保的建造方式,木材因此成为首选材料。
该市每年新建约60万平方米的建筑。Buchanan表示,如果所有新建筑都采用木材建造,该市每年便有机会储存相当于3万至20万吨二氧化碳排放量的碳。
包括不列颠哥伦比亚省和塔斯马尼亚在内的一些地区已采纳"木材优先"或"鼓励使用木材"政策,要求建筑设计师证明其已将木材作为一种选择予以考虑。
日本制定了一项促进公共建筑材料使用木材的法律。
Buchanan表示,此类政策"可能是鼓励更多地将木材用作建筑材料的最有效方式,尤其是在辅以碳减排补助金支持的情况下"。
但是,Amy Chow说,选择使用木材必须经过深思熟虑。她是香港一名设计师,曾策划过一场关于木材、纸张和竹子的展览。
"不能一开始就说:让我们用木材来建造这个。"她说。
"这应当是一个过程的结晶,以确定在具体情境下什么最有效,什么最可持续、最具成本效益和效率。"她说。






