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【题  名】 吸碳耐高温 新式木质建筑成应对气候变化“主角”

【出  处】 网易科技

【日  期】 2019.08.08

【作  者】 /

【关键词】 新闻资讯 科研信息 气候变化 木质结构建筑 新式工程木材

【正  文】

 
   市面上用于建筑的材料很多,像钢材、砖、混凝土等都是比较常见的材料。但从应对气候变化的角度来看,木质结构建筑才是未来大势所趋。木质结构能帮助我们从空气中吸收碳,并将其储存在我们的家里和办公室里,这使得许多人相信木结构才是建筑的未来。
  钢筋混凝土带来沉重环境负担
  英国作家蒂姆?斯梅德利(Tim Smedley)站在伦敦东部一个看似普通的办公楼工地上。这座七层楼高的建筑大约完成了三分之二,基本结构和楼梯已经就位,抹灰和布线才刚刚开始。但当他四处走动时,有些不同的东西慢慢地呈现出来。
  这个建筑工地既安静又干净,而且有股好闻的气味飘荡,那里堆放着大量的木材。与现在工地通常以混凝土为主材料不同,这里木头才是“主角”。
  建筑师安德鲁?沃(Andrew Waugh)表示:“因为木结构建筑的重量只是混凝土建筑的20%,重力负荷大大降低。这意味着我们需要的地基更小,不再需要大量的混凝土地面。我们以木材为建筑核心,有木墙和木地板,所以我们把钢材数量减少到最低限度。”
  在大多数大型现代建筑中,钢材通常用于形成主要的内部支撑或混凝土加固物。然而,在这座木结构建筑中,钢材结构相对较少。剩下的部分可以像麦卡诺积木(Meccano)那样固定,很容易在建筑物的使用寿命结束时(或期间)拆开。
  从房屋到体育场馆,我们对混凝土和钢材的依赖带来了沉重的环境代价,混凝土占全球二氧化碳排放量的4%到8%。它仅次于水,是地球上使用最广泛的物质,约占所有采矿业的85%,甚至导致沙子都即将枯竭。在全球范围内,每年浇筑的混凝土足以覆盖整个英格兰。
  因此,像安德鲁这样的建筑师主张,重新将木材作为我们的主要建筑材料。优良林场出产的木材实际上是在储存碳而不是排放碳:随着树木的生长,它们从大气中吸收大量二氧化碳。根据经验,每立方米木材含有大约1吨二氧化碳,相当于350升汽油的排放量。
  与制造过程增加的二氧化碳相比,木材从大气中吸收的二氧化碳更多,而且通过取代混凝土或钢铁等碳密集型材料,它对降低二氧化碳的贡献也增加了一倍。最近提交给报告发现:“木材被用作建筑材料既可储存碳,又替代高碳水泥、砖和钢铁时,生物质能减少的温室气体水平最高。”
  在英国每年新建的房屋中,有15%到28%使用的是木结构建筑,其结果是每年捕获超过100万吨的二氧化碳。报告的结论是,增加建筑用材量可能使这个数字增加两倍。利用新的工程木材系统,例如正交胶合木(CLT),在商业和工业部门也可能节省同样数额的开支。
  新式工程木材或取代传统材料
  CLT是东伦敦建筑工地使用的主要材料。因为它被描述为“工程木材”,所以人们最初以为它类似于刨花板或胶合板。但实际上,CLT看起来就像普通的3米厚木板,上面布满了打结孔和碎片。
  巧妙之处在于,CLT木板被粘合成三层,三层相互垂直,从而变得更坚固。安德鲁表示,这意味着CLT“不会弯曲,它具有两个方向的整体强度。这样的木墙支撑着上面的地板,其水平强度足以承载上面的荷载,就像长梁那样,这改变了建筑行业。”
  安德鲁已经使用CLT技术超过10年,他相信这种材料可以实现任何混凝土和钢铁建筑的质量,甚至犹有过之。他说,CLT是上世纪90年代发明的,部分原因是为了应对“家具和造纸工业的消亡”。奥地利60%的土地是森林,他们需要找到新的销售渠道,为此想出了CLT技术。
  其他工程木材,如胶合板和中密度纤维板(MDF)含有10%左右的粘合剂(胶水),通常是脲醛,在回收或焚烧过程中会产生有害化学物质。然而,CLT黏合剂含量低于1%,通常使用生物聚氨酯。木板在高温和压力下粘合起来,利用木材的湿气熔化少量的粘合剂。无论是外观、气味还是触感,都与纯粹的木材毫无二致。
  在奥地利,许多CLT工厂甚至使用可再生的生物质能来提供动力,这些生物质能来自于植物的下脚料、树枝和细枝。有些工厂生产足够的电力供应周围的社区。
  虽然CLT是在奥地利发明的,但安德鲁所在的伦敦建筑事务所Waugh Thistleton是第一个使用它建造多层建筑的公司。默里格罗夫(Murray Grove)是一栋普通的九层公寓楼,外立面是灰色的,在2009年建成时,在奥地利引起了震惊和恐慌。
  CLT只被用于建造“漂亮而简单的两层楼房屋”,而任何更高的房子都恢复到混凝土和钢材结构。但对于默里格罗夫,一楼以上的整个结构都由CLT面板组成,包括所有的墙壁、楼板和电梯,就像蜂窝块一样。
  该项目启发了数百名建筑师使用CLT建造高楼,从加拿大温哥华55米高的Brock Commons Tallwood House,到奥地利维也纳目前正在建设的84米高、24层高HoHo Tower。

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