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人行道实验室(Sidewalk Labs)正在建造一个完全由大量木材制成的智慧城市。可能出什么问题了?

北美正处于大规模木材革命的风口浪尖,Sidewalk Labs'多伦多海滨项目正处于领先地位。但是,智能材料面临主要障碍。

多伦多人行道

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一栋主要由木头制成的建筑让人想起公众对火灾的恐惧,但对于越来越多的开发商而言,它却带来了机遇。 从建造高耸的木制公寓,到木材大学的宿舍,再到由树木建造的整个社区,“大量木材”的专家正在创造未来的建筑。 

人行道实验室 总体规划 多伦多海滨的一座未来智能城市,包括一个由木材制成的整个社区,称为Quayside, 10栋综合建筑 多达35个故事。 

根据美国木业协会肯尼思·布兰德(Kenneth Bland)的说法,考虑到在美国,只有221座大规模的木结构建筑正在建造或完全建成,因此该计划是大胆的。 

在大多数美国城市中,如果存在木材的话,尤其是高层木材的建筑很少见。 

但是,与传统的混凝土和钢材相比,北美地区的建筑师,城市官员和木材倡导者们正在推动传统的建筑规范和公众认知,因为这些结构对通过固碳来减少二氧化碳的影响很大。

人行道实验室建筑创新总监Karim Khalifa对Smart Cities Dive表示:“我认为对于许多城市来说,这是一个巨大的机会……对减少地球上的碳排放产生巨大影响。” “那让我兴奋。”

什么是大宗木材?

对城市官员的最大障碍之一是对材料的了解。它们不仅仅是木头建造的建筑物-它们是由其结构定义的。 Perkins 和 Will建筑公司的Andrew Tsay Jacobs认为,带有木质装饰的钢制或混凝土建筑不算在内。

大型木材建筑使用实木镶板来构筑建筑物的墙壁,地板和屋顶,从而创造出至少可达到18层的结构,就像挪威世界上最高的大型木材建筑一样。但是,这些建筑物不仅仅是纯木头。大规模木材建筑利用工程木材或粘合在一起的面板,有几种类型:交叉层压(CLT),胶合层压和榫钉层压木材,其中CLT是最常见的。 

虽然较短的木结构建筑已有数百年历史,但CLT面板技术相对较新。它是1990年代在欧洲开发的,直到2015年才将其添加到国际建筑法规中。 即使到那时,全木结构建筑的上限也只有六层楼,不过到2021年这种变化将允许更高的结构.

为什么要使用大量木材?

使用大量木材的主要论据是其减轻气候变化的能力。这些结构的使用寿命可达数百年,并且具有有效隔离或去除大气中碳的独特能力,从而可以大规模逆转气​​候变化的影响。 

波特兰市市长特德·惠勒 在国际大规模木材会议上 三月。 

根据 气候信托,一块没有建筑物的土地的碳足迹比一块带有CLT建筑物的土地的碳足迹更高。卡里姆·哈里法(Karim Khalifa)说,他喜欢将自己在码头区的设计视为建筑物,而不是大型木材[CO2]拱顶。

波特兰的Carbon12大楼
皇帝与路径
 

该材料的所有者兼原则Ben Kaiser说,这种材料也是可再生的 在Kaiser Group 和 Path Architecture设计开发公司。 “我们在森林中生长我们的结构核心。我们不在森林中生长混凝土和钢材。” Kaiser告诉Smart Cities Dive。

木制建筑物的重量也大大减轻,对于在地震板上建造的建筑物,重量更轻 在地震中表现更好。波特兰的Carbon12大楼比使用钢和混凝土建造的大楼轻75%。凯泽说:“这只是一个令人难以置信的统计数字。”

惠勒在木材会议上的讲话中回应了这些好处。他说:“ CLT的强度也足以抵御飓风和地震时的风冲击。” “当我们考虑为不断变化的气候和这些自然灾害的加剧做准备时,像CLT这样的产品将变得更具吸引力。”

木材的整体趋势如何增长?

通过在财务上激励建筑师和开发商使用材料,设计竞赛正在推动俄勒冈州和加利福尼亚州的增长。由非营利组织WoodWorks管理的加利福尼亚州将在2019年举办首届“大规模木材建筑竞赛”,以奖励一个或几个开发商50万美元的设计补助金。 

“加州需要进行示范项目,以促进木材的大量使用,并增加对当地许可和批准机构的了解,” 加利福尼亚州政府网站.

人行道实验室在Quayside举办了多个公共论坛,供大量木材专家提供反馈,鼓励辩论和了解材料,以及平息潜在的反对情绪。

"哈利法说:“到目前为止,我们已经与加拿大所有木材相关方举行了两个工业论坛。”引发了对消防安全,供应链和工厂等问题的关注,哈利法指出,获得反馈的机会非常重要且持续不断。

人行道实验室 2019年6月媒体简报会上的一张幻灯片,详细介绍了大型木材工厂为Quayside开发提供材料的过程。
人行道实验室
 

专家说,眼下该行业增长最快的将是矮矮的大型木结构建筑,因为俄勒冈州和华盛顿州是仅有的允许这种高度范围内的木结构建筑的州。专家们说,相对于12-18,在7-12故事范围内进行构建更现实。

布兰德说:“如果有的话,将有一定高度的建筑物是最佳的地方,因为大量木材……各个州之间的最佳位置会有所不同。” 

亚特兰大新的T3(高层,木材,技术)建筑由重木材制成,就在这个范围内,它需要“与城市规划人员进行大量协调”。 亚特兰大宪法杂志 (AJC)。

亚特兰大市办公楼临时总监格雷戈里·佩斯(Gregory Pace)表示:“在T3公路上签字之前,检查员以及建筑物的建筑和施工团队举行了许多有关结构完整性的会议,并审查了载荷计算,地板系统和耐火性。”企划部

什么在阻止大量木材?

即使是声乐木材的拥护者也承认,建造未来的CLT建筑物的每一步都提出了不同的要求,事实证明,与建造钢结构或混凝土建筑物相比,这要花费更多的时间。木材供应,建筑法规和投资一直是大量木材增长的障碍。

供需

  • 城市附近有森林可以提供木材吗?如果不是这样,运输成本和环境影响将很高。
  • 该城市位于CLT生产设施附近吗?那更罕见。
  • 最后,城市中的建筑师和设计师是否熟悉这种材料的加工?这不是保证,因为材料仍然是新的。

《建筑师报》探讨了木材的状况-美国各地的学校,组织和生产设施- 通过一系列互动地图。与全国各地成千上万的钢铁和混凝土来源相比,来源有限。

奎赛德(Quayside)的提案特别要求 耗资8000万美元的CLT生产设施的建设 在安大略省提供材料,这也可以简化该地区未来CLT建筑的流程。

建筑规范

大块木材没有国际建筑规范,这意味着使用这种材料进行的建筑目前需要数年的研究,开发和测试,以在已经十分密集的建筑过程中做出特殊的州和城市例外。在2021年,采用大规模木材法规仍将取决于各个辖区。华盛顿和俄勒冈州一直在积极通过州修正案来采纳该守则,而加利福尼亚州正在这样做。 

工程咨询公司Thornton Tomasetti的负责人David Weihing对Smart Cities Dive表示:“在过去的40年中,[建筑规范]一直是通行的艰巨障碍。”

投资与反弹

与传统的建筑结构相比,大块木材建筑所需的研究,测试和开发需要更多的时间和金钱。

“需要更多的研究,”密歇根理工大学教授马克·鲁德尼基(Mark Rudnicki) 森林资源与环境科学学院告诉智慧城市潜水。 “我们正在朝着这个方向前进,但是这里需要更多的资源。”

即使私人开发商能够获得资金并更改代码,Quayside之类的公共项目也遭到了公民的强烈反对。 谁怕这种材料更容易着火。哈利法说,虽然大型木结构建筑的柱子和横梁从里到外都是焦炭,但这种方法减慢了燃烧的速度,但公众的舆论和恐惧却难以摇摆,这是理所当然的。 

“在 旧金山芝加哥 木结构房屋被烧毁,这使我们对木结构房屋在未来的表现产生了真正的恐惧。”哈利法说。

在更改建筑规范时,市政官员还必须考虑混凝土和钢铁行业的强烈反对。由于CLT市场预计在未来五年内的复合年增长率为9.1%, 根据MarketWatch鲁德尼基(Rudnicki)表示:“有些部门不希望木材取得成功,因为这会蚕食他们的市场。”

高密度木材的未来会是什么样?

美国各地的城市和州都在调整建筑规范,以允许建造高品质的木质建筑。魏兴指出,芝加哥最近更新了建筑规范, 70年来没有改变,并于2018年启用了他们的第一座CLT建筑:麦当劳旗舰餐厅。 

明尼阿波利斯密尔沃基 还率先批准了建筑法规例外或更改法规,以允许建造大型木结构建筑,以及诸如 纽约市 已经采取措施允许建造高大的木结构, 根据环球建筑新闻.

木工跟踪CLT项目的设计,建造和完整建造。虽然并非所有设计中的建筑物都已竣工,但每个阶段的数量都在增长。

木工
 

他说,凯撒最初对他在波特兰的Carbon12 CLT建筑物的呼吁遭到了质疑,但是现在,两年半之后,“整个期限已经改变了”。

“从城市的角度来看,现在的问题不是这些高大的木结构建筑是否可行,而是我们如何协助您尽快完成这项工作。” said Kaiser.

码头区能否实现取决于以下方面:预算,在安大略省建立整个CLT生产设施, 公众对数据治理的强烈反对 和当地的市政府。

魏兴说:“这就像重写代码以适应这种规模的发展以及人们不习惯的材料一样。” “因此需要买入。”

但是,哈利法说,该项目已经为美国类似的事情铺平了道路。市政府只是需要更多的经验和培训才能使材料腾飞。

哈利法说:“我认为我们可以看到城市可以使人们有能力去尝试和做飞行员,并仔细,安全地研究他们。但是,他们还需要帮助城市官员审查这些项目。” “他们需要培训和教育。

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