早在1889年,芝加哥的10层兰德麦克纳利大厦(Rand McNally Building)就成为了世界上第一座全钢框架的摩天大楼,开启了一个金属、玻璃和混凝土塔楼主宰主要城市天际线的时代。从那时起,这些坚固、多功能的材料让建筑商创造了大量壮观的建筑。
但是这些材料的使用也给环境带来了代价,因为制造和运输它们会产生大量的碳排放30%的污染这导致了全球气温上升和气候变化。而这些人造材料的大量使用,会给城市环境带来一种在一些人看来不自然、近乎疏离的氛围。
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这就是为什么一些非传统的建筑师渴望放弃混凝土和钢转向一种储量丰富、用途广泛、可再生的材料,这种材料实际上可以储存碳,而不是导致碳的释放。这是最自然不过的了。我们说的是优质的老式木材。
过去的材料……和未来?
虽然木材现在经常被用于房屋和其他小型结构,但建造全木材的想法摩天大楼可能看起来就像《飞出个未来》中机器人本德的那一集一样古怪把他所有的金属零件都换成了木头.
但我们不骗你。2015年,英属哥伦比亚大学(University of British Columbia)开始建造一座18层的学生公寓住宅楼。该结构在混凝土基础上结合了木材上层结构,计划于2017年完工。全球设计公司Skidmore, Owings & Merrill设计了芝加哥标志性的西尔斯大厦(现在的威利斯)计划用木头盖了一栋42层的公寓楼。与此同时,剑桥大学建筑系的设计师最近向伦敦市长鲍里斯·约翰逊提交了一份80层的木质高层建筑设计方案。
温哥华建筑师迈克尔·格林(Michael Green)与法国建筑合作伙伴DVVD和房地产集团REI France合作,计划在巴黎建造一座35层的木质摩天大楼。他说,与人造材料相比,木材具有巨大的优势。
“与钢铁和混凝土不同,木材可以隔离二氧化碳,将其储存在建筑物的生命周期中,”格林说2013年TED演讲关于木制摩天大楼(观看下面的完整视频),通过电子邮件解释。“一立方米木材能储存一吨二氧化碳。木材是唯一一种由太阳生长的主要建筑材料。它的强度与重量之比是惊人的,人工能源仅用于处理它并将其移动到现场。”
由于森林砍伐也是一个严重的环境问题,格林将使用可持续采伐的木材,这些木材来自可以迅速重新生长的幼树。这样,生产这种资源实际上有助于从大气中吸收碳,而不是喷出更多的CO2在制造过程中。(将木材运送到建筑工地仍然会燃烧一些化石燃料并产生排放——至少在我们开发出太阳能驱动的大型钻机之前是这样。)
木材的创新
今天的建筑师使用的木材不一定是你曾祖父母谷仓里使用的木材。格林计划依靠“工程”木材,将更小、更年轻的树木上更小的碎片粘在一起,形成更大的木板和横梁。此外,他还在研究加工木材纤维和使用的可能性三维打印制造结构材料。
格林说:“使用大量木材的最大优势之一是更快的施工时间。”“这些大型木板可以在场外预制,并以极高的精度切割。然后可以在现场快速组装和安装。干式施工也意味着我们不需要等待混凝土固化,就可以继续建筑的其他方面。”
你可能会认为木材也有一些主要的缺点,比如易燃性,而且它不如钢和混凝土坚固。但根据格林的说法,木板可以被设计成防火的。木材的相对重量轻——木制建筑的重量只有混凝土和钢结构的六分之一——而灵活性实际上会使它更能抵御地震。
即便如此,在这一理念被广泛接受之前,木质摩天大楼还有一段路要走
格林解释说:“用木材建造高楼的最大挑战之一是,世界各地的建筑规范仍然需要改变,以适应这些新的建筑方式。”“说服当局采用新的建筑规范和方法与其说是技术挑战,不如说是观念和政治意愿的挑战。我们认为,作为建筑师,我们有一个重要的角色,可以帮助改变人们对木材建筑的误解,并帮助其他建筑师、工程师和私人开发商认识到大规模木材设计的价值,作为钢铁和混凝土的替代品。”
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