打破刻板印象,重木结构重塑科研机构建筑设计

企业   房产   2024-02-13 09:02   加拿大  


重木科研机构效果图 © SGA


近年来,成熟的工程木产品质量和安全稳定的木结构建造技术得到了广泛认可和运用,在文旅康养、办公楼和教育建筑中我们看到越来越多的木结构项目。在过去,受制于技术和专业建筑要求等原因,科研机构和实验室这类场所鲜少选择木结构建造,但随着技术的发展和可持续建筑的推广,也许在不久后,我们就能见证标新立异的重木科研机构的诞生。

来自美国波士顿和纽约的SGA建筑设计事务所,携手当地多家结构工程院和建筑建造公司,共同进行了一项重木科研机构的可行性研究,并以此为核心规划了全新的波士顿高新生命科学产业集群。

结合SGA的研究和绘制的蓝图,我们将从5方面阐述重木结构如何为专业要求极高的科研机构,提供安全的、先进的、绿色健康的、经济的建筑方案,重塑科研机构传统设计理念。


01


减少隐含碳排放


重木结构实验室 © SGA


提到可持续建筑,需要先明确“隐含碳”的概念。隐含碳指的是建筑在全生命周期的所有直接和间接排放的碳量,全生命周期涵盖了每一种建材、家具等从生产、运输、安装、运行到建筑物停止使用。减少建筑的隐含碳排放是可持续建筑的一大目标。
木材本身就是绿色天然的固碳材料,重木结构建筑显著减少了钢材和混凝土的使用,因此在全生命周期中减少了温室气体的排放。同时重木结构使用的工程木构件都在工厂预制生产完成,在施工现场因其模块化设计也可以高效清洁地进行拼装组建。木构件的金属连接件很多都是灵活可逆的,在拆除时比较便捷并且污染少,拆卸后的木构件在新项目中重复利用也未尝不可。

因此在木结构建筑的全生命周期,与传统钢结构和混凝土结构(约占全球温室气体排放量的15%)相比,重木结构较前两者大约可减少40%的隐含碳排放,是当之无愧的减碳“高手”和可持续建筑的首选。


四层重木科研机构 © SGA


02


符合专业标准的重木科研设施


对于科研机构,建筑需要安装实验研究所需的精密基础设施和符合严格的行业监管标准,针对这些难点,SGA的研究提供了可行的建造方案。


主体结构示意图 © SGA


SGA设想的重木科研机构有着33x33英尺(约10x10米)的大跨度和建筑总层高,充分满足专业实验室对空间的要求,为实验设备的布局和摆放留出足够的动线。如上图所示,重木结构由27½英寸(约0.7米)厚的胶合木叠合梁和同尺寸的胶合木大梁配套组合,梁、檩条和楼板间的空腔安装管道和通风等基础设备,最大限度保留楼层净高。结构四周的胶合木立柱预制槽口,与胶合木梁连接,将楼板的荷载有效传递到地基上,保证结构安全可靠。
实验室对建筑的振动控制和隔声有着较高的要求。该方案的重木结构楼板由五层CLT面板、12mm左右厚的隔音垫和76mm厚混凝土面层组成,最大限度减少楼层之间声音的传递,提高隔声性能,并满足实验室使用的8000μin/s振动标准*

*该标准为VC标准曲线或VC振动标准(Vibration Curves)。在该标准下,达到8000μin/s(即200μm/s)的建筑在测试条件下几乎感觉不到振动,并且适用于计算机设备、医院康复室、半导体探针测试设备等。


波士顿高新生命科学产业集群 © SGA


除此之外,科研机构可能会使用和储存危险化学品,重木结构在防火性能方面也有很好的表现,满足建筑规范。


03


缩短工期,降低成本


在选择木结构时,成本是较大的考量因素。预制产品的价格确实较高,但重木结构的模块化集成设计降低了现场施工的复杂性和不确定性,可以有效缩短施工时间,从而降低整体建造成本。而且木构件本身就具有装饰效果,节省了铺设其他饰面材料的费用和时间。所以重木结构不仅是绿色环保的选择,也是经济实用的建筑形式。在可持续发展和经济效益兼顾的未来,随着重木结构的需求和产业供应不断扩大升级,成本也会相应降低。


04


提升办公体验


重木结构实验室 © SGA


木结构一大特点就是室内外一目了然的木材和木构件。大面积裸露的工程木立柱、梁和楼板组成了建筑的主体结构,也是室内重要的装饰元素。温暖的木材天然纹理,相得益彰的绿植搭配,以及玻璃幕墙引入的大量阳光,形成了自然舒适的室内空间。这些亲生物设计能提高住户的健康和使用体验,为科学家们提供良好的工作环境,并在未来吸引更多有识之士在此办公。


05


逐渐获得业界和公众认可


近年来,重木结构在建筑行业的发展势头有目共睹,在即将更新的《国际建筑规范2024》(IBC 2024)中,我们应该会看到重木结构在不同建筑类型中的全新应用标准,为重木结构发展提供有力支撑。
SGA构想的波士顿生命科学产业集群和重木结构完美结合,呼应了生命科学领域探索、创新和可持续发展的行业特质。
我们相信重木结构在科研机构建筑中的运用会在不久后成为现实,打破传统科研机构冰冷一成不变的刻板印象,引领全新的设计建造理念。


参考资料:


https://www.bdcnetwork.com/SGAmasstimberLABjsullivan2024
https://www.highlightoptics.com/Technology/1850.html
https://www.newport.com.cn/t/environmental-vibration-criteria

(图片来自网络 | 侵权即删)


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