木建可持续未来——木结构助力减缓气候变化

Audain Art Museum

© Derek Lepper photograph/naturallywood

根据联合国环境规划署(UNEP)的报告，全球快速城市化意味着每五天全球都会增加相当于巴黎大小的建筑面积，而建筑环境及建筑相关的碳排放已经占到全球碳排放的37%。

随着气候变化的影响不断加剧，极端气候情况越来越多，同时住房问题日益凸显，建筑行业正在缓慢但稳步地尝试着改变和创新。

重型木结构就是建筑行业为了改善气候变化和住房问题做出的重要努力和创新建筑方案。使用重型木结构建设我们的城市，包括住宅、学校和其他公共设施等，能够将建筑施工过程中的碳污染减少最高45%，具有一系列可观的环境效益。

为了更好地了解重型木结构建筑，我们与Forestry for the Future(未来林业：加拿大林业产品协会的下属组织)合作，采访了加拿大Urban Arts Architecture Inc.,建筑事务所所长及获奖建筑师Shelley Craig女士，与她共话“木建可持续未来”的美好蓝图。

McFarland Marceau Architects Ltd.

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Squamish Lilwat Cultural Centre

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Craig认为，气候变化的影响使建筑施工变得愈发困难——冬天非常寒冷，夏天又变得异常炎热。在这样极端的作业条件下，重型木结构的优势显而易见，许多木构件可以在受控环境下预制完成并运往工地，在设计较为单一重复的模块化住宅项目中这一优点格外明显。

在BIM和计算机辅助设计的帮助下，使用木材建造就像3D打印房屋一样，这些房屋的木构件都是在工厂里批量生产完成的。许多北美的独栋住宅都是采用轻型木结构的框架结构建造，这些框架结构可以很容易地改建成多户住宅，而且重型木结构建筑的改装产生的建筑垃圾非常少。

除了建筑材料的获取比以往困难之外，现在要找到经过专业培训的熟练建筑工人也是行业的一大挑战。因此可以大批量在工厂预制完成的重型木结构建筑被认为是未来建筑材料的绝佳选择。

Brock Commons学生公寓

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在各地，建筑规范的限制一直都是使用重型木结构建造高层建筑的阻碍。过去BC省的木结构建筑的限制层高是四层以内，因此无法使用木材建造更多住宅。

Craig和她的团队做了大量的研究工作，发现并证明了CLT（正交胶合木）可以将木结构建得更大更高。正交胶合木(CLT)是至少由三层实木锯材或结构复合板材以⼀定角度组胚，采用结构胶黏剂胶合而成的⼯程木产品。CLT具有预制化程度高、运输安装快捷方便、对场地环境破坏小、更高的强重比等特点，被认为是传统建筑材料的最佳替代品之⼀。

Craig和她的团队的研究成果对BC省的建筑规范产生了积极影响，加拿大其他省份也纷纷放宽了重型木结构层高的限制。现在一些省份可以建造高达18层的重型木结构，无论是从环保还是经济效益角度来看，这都为木结构在未来帮助解决加拿大的住房危机提供了支持和无限可能。

Brock Commons学生公寓

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与传统建筑材料相比，重型木结构有着诸多好处。由于木材的固碳特性，木结构建筑可以长期储存碳。可持续管理的森林会使自身更加健康，使其更能抵御病虫害和火灾等影响，吸收更多的温室气体。

加拿大林业部门在可持续森林管理方面处于全球领先地位。加拿大不仅在第三方森林认证方面居世界前列，其管理的森林占世界认证森林面积的36%，是其他国家的两倍多，而且每年实际采伐的森林不到指定采伐面积的0.5%。

根据加拿大法律规定，在公共土地（加拿大90%的森林位于公共土地上）上作业的加拿大林业人员必须对每棵砍伐的树进行补种，每年约种植4-6亿棵树苗，同时也促进了野生动物栖息地、生物多样性和水资源的保护。

加拿大可持续管理森林 © Michael Bednar

在建筑中使用来自加拿大可持续管理森林的木材，可以促进可持续和可循环的方式建设城市。而且木材作为一种生物基材料和可再生资源，具有其他建材所不具备的优点，比如砾石和沙子很难再生，而混凝土和钢材的碳密度非常高。

选择木材建造还有较高的成本效益。重型木结构建筑不仅供暖和制冷成本较低，而且因其施工周期更短且更可控，整个建造成本也较低。

Brock Commons学生公寓

© Michael Elkan/naturallywood.com

UBC大学的18层Brock Commons学生公寓是加拿大乃至全球重型木结构建筑里程碑式的项目。在建设的2017年，该项目18层的层高超出了当时同类型建筑的最高允许高度6层，成为了当时世界上最高的重型木结构建筑，开创了高层重木建筑的先例，证明了重型木结构的潜能和安全稳定。

Radium Hot Springs温泉社区中心图书馆

© Best Impressions Photography

另一个创新的重型木结构项目是Radium Hot Springs温泉社区中心图书馆，这是Craig参与设计的首批DLT（层板销接木）建筑之一。和使用黏合剂胶合而成的CLT（正交胶合木）不同，DLT使用木钉将规格材组合在一起，使建筑更绿色环保。Craig表示，使用DLT建造的好处是建筑的木构件可以像积木一样拆卸，基本可以完全回收利用到其他的项目上，使这些材料的使用寿命得以延长。

Brock Commons学生公寓

© KK Law/naturallywood.com

Craig和许多建筑师确信，虽然道阻且长，但人们在高层建筑的建筑和结构方面取得了很大的突破和进展，重型木结构也展示了它在高层建筑中的潜力。

由于重木构件的高度预制化，未来建造项目只需要：挑选原木、切割成规格材、开槽、钻孔、预制成板材，最终在施工现场组装完成。

对于重型木结构未来的发展模式，Craig也有这样的设想：“在产品标准化方面有着许多想法，重型木结构正处在一个充满无限可能的有趣阶段。我们是否有能力建造可重复可量产的住房模式？重木构件在工厂预制完成并运输到工地拼装的工业模式，还是有可能在大型商超就能购买到预制板材？”

目前，Craig的工作重点是减少建筑项目对气候变化的影响，她的公司正在研究如何更好地利用整根原木，实现不造成浪费的目标。

Craig表示：“在木材厂，他们通过分析整根原木，决定将其加工成2x4、2x6、柱子等规格材，并且最大限度地利用余料，运用到建筑施工中。林业部门、建筑和工程公司都在研究这一课题——如何运用原本是废料的树皮和小木块？能否将它们磨碎并加工成木材隔热材料呢？‘零浪费’的‘整木方案’将是我们未来需要解决的难题和发展趋势。”

Craig和其他建筑从业者认为，无论从事何种职业，每个人的工作都与气候变化息息相关。尤其是建筑行业，占据了全球能源消耗和碳排放的1/3以上，因此她希望在力所能及的范围内减少建筑行业对环境的影响。

在讨论的最后，她引用了原住民团体的概念：“整个建筑行业的七代解决方案（Seven-generation Solution: 任何行为应当考虑对七代人产生的影响）是什么？如何处理建筑材料？什么是循环经济发展模式？如何看待可再生、可循环和减少碳足迹？我认为，可持续管理森林和重型木结构建筑会给出可持续未来的绿色答卷。”

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了解更多有关重型木结构、加拿大可持续森林管理等信息，可以浏览Forestry for the Future: https://www.forestryforthefuture.ca/

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