服务热线 全国服务热线:

0512-53263079

行业知识

耐碳和耐高温的新木结构建筑应对气候变化“主角”

发布时间:2019-08-08 14:57   帮助了1385人
摘要:市场上有很多建筑材料用于建筑,如钢材,砖材,混凝土等都是比较常见的材料。但是,从应对气候变化的角度来看,木结构建筑是未来的发展趋势。


市场上有很多建筑材料用于建筑,如钢材,砖材,混凝土等都是比较常见的材料。但是,从应对气候变化的角度来看,木结构建筑是未来的发展趋势。木结构帮助我们从空气中吸收碳并将其储存在我们的家中和办公室中,这使得许多人相信木材是建筑的未来。钢筋混凝土带来沉重的环境负担英国作家蒂姆斯梅德利站在伦敦东部一座看似普通的办公大楼。七层楼的大约七分之三完工,基本结构和楼梯到位,抹灰和布线刚刚开始。但当他四处走动时,一些不同的东西正在慢慢浮现。施工现场安静,干净,气味很好,那里堆满了很多木头。与目前通常由混凝土制成的建筑工地不同,木材是“主角”。

建筑师安德鲁沃说:“由于木结构建筑的重量仅为混凝土建筑的20%,因此重力负荷大大降低。这意味着我们需要更小的基础,不再需要大量的混凝土地板。木材是建筑的核心,木墙和木地板,因此我们将钢的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。然而,在这种木结构中,钢结构相对较小。其余部分可以像Meccano一样固定,并且可以在建筑物的使用寿命(或期间)结束时轻松拆除。从家庭到体育场,我们对混凝土和钢铁的依赖具有沉重的环境成本,混凝土占全球二氧化碳排放量的4%至8%。这只是第二次榆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复使用木材作为我们的主要建筑材料。来自优质森林农场的木材实际上储存的是碳而不是碳:随着树木的生长,它们从大气中吸收大量的二氧化碳。根据经验,每立方米木材含有约1吨二氧化碳,相当于350升汽油。

与制造过程中产生的二氧化碳相比,木材从大气中吸收的二氧化碳更多,并且通过替代碳密集型材料(如混凝土或钢材),它可以减少二氧化碳排放量。该报告最近的一份报告发现,“木材被用作储存碳的建筑材料,取代高碳水泥,砖和钢,生物质中温室气体排放量最高。”在英国的新房每年, 15%至28%使用木材建筑,每年可捕获超过100万吨的二氧化碳。该报告的结论是,增加建筑材料的数量可能会使这一数字增加两倍。使用新的工程木材系统,例如正交胶合木(CLT),也可以在商业和工业部门节省相同数量的资金。新的工程木材或替代传统材料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”,人们最初认为它类似于刨花板或胶合板。但实际上,CLT看起来像一块普通的3米厚的木板,上面有打结的孔和碎片。聪明的是,CLT木板被粘合成三层,彼此垂直并变得更强。安德鲁说这意味着CLT“不会弯曲,它在两个方向都有整体力量。。这样的木墙支撑着上面的地板,其水平强度足以承受上面的负荷,就像长梁一样,这改变了建筑业。安德鲁已经使用CLT技术超过10年,他相信这种材料甚至可以达到任何混凝土和钢结构的质量。他说,CLT是在20世纪90年代发明的,部分原因是对家具的反应。而纸业的消亡。奥地利60%的土地是森林,他们需要寻找新的销售渠道,并提出CLT技术。其他工程木材,例如胶合板和中密度纤维板(MDF),含有约10%的粘性。混合物(胶水),通常是尿素甲醛,在回收或焚烧过程中会产生有害化学物质。然而,CLT粘合剂含量小于1%,通常使用生物聚氨酯。使用木材在高温高压下粘合板。水分熔化少量粘合剂。外观,气味和触感与纯木材相同。在奥地利,许多CLT工厂甚至使用可再生生物质来提供来自植物的电力。废料,树枝和树枝。

一些工厂生产足够的电力供应周围社区。虽然CLT是在奥地利制造的但是,安德鲁在伦敦的建筑公司Waugh Thistleton是第一家用它来建造一座多层建筑的公司。默里格罗夫是一幢普通的九层公寓楼,灰色外墙在2009年竣工时,它在奥地利引起了震惊和恐慌。 CLT仅用于建造“美丽而简单的两层房屋”,而任何较高的房屋都被修复为混凝土和钢结构。但对于Murray Grove而言,一楼上方的整个结构由CLT面板组成,包括所有墙壁和地板。电梯,就像一个蜂窝块。该项目激发了数百名建筑师使用CLT建造高层建筑,从位于加拿大温哥华的55米高的Brock Commons Tallwood House到目前正在维也纳建造的84米高的24层HoHo大厦,奥地利。成熟的树木不吸收但释放碳最近,人们一直呼吁大规模植树以捕获二氧化碳并控制气候变化。然而,虽然幼树可以有效地吸收碳,但成熟的树木却不能。地球保持平衡的碳循环:树木(以及所有其他植物和动物)使用碳来生长,最终老化和死亡,然后再次释放碳。当人类发现以煤和油形式储存的古代碳可以燃烧时,这种平衡就会消失。煤炭和石油在前一个碳循环中被捕获,燃烧产生的二氧化碳以远远超过当前循环可以应对的速度释放到大气中。许多松树林,如欧洲云杉,需要大约80年才能成熟,并在生长过程中继续吸收碳。然而,在成年期,它们通过分解松针和树枝释放出曾被吸收的碳。与20世纪90年代奥地利的情况一样,对纸张和木材的需求急剧下降,导致全世界大型林场被遗弃。这些树木不是回到原始的荒野,而是用酸松针和枯枝覆盖森林的地面。例如,由于成熟的树木不再被积极砍伐,加拿大的森林实际上排放的碳量超过了自2001年以来吸收的碳量。可以说,碳封存的最佳形式是砍伐树木,恢复我们可持续的森林管理,并使用所得木材作为建筑材料。森林管理委员会(FSC)认证的管理森林通常每次都被砍伐树长两到三棵树,这意味着需要的木材越多,森林覆盖的越快,渴望二氧化碳的幼树的生长就越快。威尔丁和保护原始森林是必不可少的。然而,缺乏管理的个体植物对任何人都没有帮助,充满干松针的地面也是野火的主要原因,现在每年都在北美和世界许多地方经历。有序的森林砍伐将大大降低这种风险。美国联邦林业局的Melissa Jenkins最近说:“我们的森林有点过于密集:如果发生野火,森林可能会迅速点燃,我们需要做更多的事情来扑灭火灾。如果我们能够建立市场对于需求对于这些木材产品,森林所有者将更有可能以可持续的方式管理林地。“她特别强调CLT可能有助于降低”野火风险,支持农村经济发展和就业“。市场似乎同意这一点。 CLT技术在美国已有不到五年的时间了,现在美国大陆几乎每个州都有CLT项目。更重要的是,与目前所有CLT进口的英国不同,美国正在投资国内CLT制造业。美国在蒙大拿州和俄勒冈州设有工厂,并计划在缅因州,犹他州,伊利诺伊州,德克萨斯州,华盛顿州,阿拉巴马州和阿肯色州开设更多工厂。亚马逊在明尼阿波利斯建造的新“技术中心”建筑指甲层压木材(类似于CLT,但使用钉子代替胶水)。使用木质材料的建筑物通常也更快,更容易建造,从而降低了劳动力成本,运输燃料和现场能源使用。基础设施公司Aecom的主管Alison Wring证实,通过CLT,大约200套公寓的住宅区只有16套它可以在几周内建成,用混凝土框架建造至少需要26周。同样,建筑师安德鲁说,他最近设计的16,000平方米的CLT建筑仅需要1000架水泥卡车。为了提供所有木材,他们需要92次交付。其他国家也在转向木材建筑。奥地利斯洛文尼亚公司Ledinek Engineering的销售工程师Monika lebeninik订购了CLT工厂的印刷机,该公司的业务可追溯至2013年。首先是来自奥地利和斯堪的纳维亚半岛的少量订单。但自2017年以来,日本,法国,澳大利亚,拉脱维亚和加拿大突然加入了这一行列。 Lebennik解释说:“CLT的年产能从25,000立方米增加到50,000立方米。”数据显示,1000立方米的正交胶木材相当于500棵树木所提供的木材。因此,处理50,000立方米CLT的工厂每年将捕获25,000棵木材。 CLT抗震耐火和耐高温CLT具有其他优点,使得该材料对于日本等国家特别有吸引力,因为已经发现它在地震测试中表现良好。意大利和日本的一个联合研究小组建造了一座七层高的CLT建筑,并在一个“摇床”上进行了测试。他们发现它能够承受1995年日本神户地震的强度,这次地震摧毁了超过50,000座建筑物。安德鲁说,由于巧合,“作为马歇尔计划的一部分,美国人在60多年前在日本种植了许多树木,现在这些树木正在成熟。”更令人惊奇的是,CLT也表现在火中很好。它的设计可承受高达270摄氏度的温度,然后才开始加热。此外,外部碳化作用起到保护内部木材结构密度的保护层的作用。相反,在相似的温度下,混凝土会剥落并破裂,并且会失去强度。然而,并非所有人都认为架构的未来是CLT。当被问及木材是否可以取代混凝土作为我们的主要建筑材料时,伦敦帝国理工学院材料与资源工程教授Chris Cheeseman坦率地回答:“不,这是不可能的。”您必须意识到混凝土的大量使用以及混凝土对基础设施和社会的重要性。由于它的功能性和坚固性,它是一种非常好的材料。“以否|耐碳和耐高温的新木结构建筑物解决气候变化的主角图6:用CLT建造的建筑物比混凝土建筑物快得多关于“生命终结”的问题。只要建筑物倒置或在其他建筑物中重复使用,碳就会被困在木材中。但如果它腐烂或燃烧成能量,那么所有储存的碳都将被释放。特许工程师兼建筑可持续发展顾问Doug King说:“除非我们在使用寿命结束时专注于木质材料的处理,否则无法保证整个周期对社会产生积极影响。”Arup 2014研究估计,一半的建筑木材最终被填埋,36%被回收利用,剩下的14%被用作生物质能源。尽管存在这些问题,安德鲁仍然雄心勃勃。木制建筑的平均预期寿命为50至60年。他认为,对于建筑师和工程师来说,这意味着他们有足够的时间来。解决回收和再循环的问题。将其转换为生物炭可能是一种解决方案。安德鲁的建筑很容易拆卸,供后代重复使用。从根本上说,安德鲁和越来越多的国际建筑师认为,大规模采用CLT是应对气候变化的重要武器。他说:“这不是时尚。英国最大的商业开发商刚买了这栋楼。对我来说,这就是你想要的。我希望CLT成为主流。每个人都应该使用它。建筑。”所以我们走吧回到原来的问题:我们真的可以用木材作为主要建筑材料吗?安德鲁说:“这不仅符合现实,也符合大趋势。”


更多关于耐碳和耐高温的新木结构建筑应对气候变化“主角”您可直接扫码添加下面微信咨询


用手机扫描二维码关闭
二维码