在多伦多年夜黉舍园里，就在足球场的劈面，一栋 14 层高的年夜楼正在拔地而起，将来这里将用作课堂跟教职工办公室。不外，这栋年夜楼的制作方法可纷歧般 —— 工人们并不是用传统的钢筋混凝土，而是经由过程拼接一块块巨型预制木制梁、柱跟面板，将整栋建造“拼装”起来。每当一块木制构件被平板卡车送到工地，一台矮小的吊车就会将其吊起并牢固到位，同时工人们用金属衔接件将它紧紧拼接起来。现在，这座半竣工的年夜楼看起来就像一件正在组装的“平板包装家具”，让人不由感慨它奇特的制作方法。这座年夜楼采取了一种名为“胶合木”的新技巧。在这种建造方法中，用宏大的预制木料构件取代了传统的钢梁跟混凝土，这些木料的长度乃至能够超越半个足球场。固然这种技巧现在还不算遍及，但它正在变得越来越受欢送，并逐步成为寰球天涯线中的新亮点。胶合木不只具有杰出的适用性，还能为室内空间增加暖和与美感。图中展现的是位于俄勒冈州波特兰市的一栋八层高的 Carbon12 公寓单位，完善解释了这种资料的奇特魅力。图片起源：KAISER + PATH现在，寰球最高的胶合木建造是位于密尔沃基的 25 层 Ascent 摩天年夜楼，于 2022 年竣工。据统计，停止 2022 年，寰球已有或正在制作的八层及以上胶合木建造共有 84 座，尚有 55 座正在计划中。此中，70% 的现有跟将来建造位于欧洲，约 20% 在北美，其他散布在澳年夜利亚跟亚洲。这一数据来自高层建造与都会人居委员会的讲演。若将较小的建造也归入统计，停止 2023 年，仅在美国就已建成至少 1700 座胶合木建造。胶合木作为一种新兴资料，正成为高能耗的钢筋混凝土的无力替换品。要晓得，混凝土跟钢铁的出产进程加起来奉献了近 15% 的寰球二氧化碳排放量。固然专家们对胶合木在应答气象变更中的现实感化仍有争辩，但很多人信任，它比现有的建造资料对情况愈加友爱。究竟，胶合木的中心资料是木料 —— 一种可再生资本，为建造业的可连续开展供给了新的盼望。胶合木还带来了一种一模一样的美学休会，使建造更具奇特魅力。“人们早就对钢筋混凝土觉得厌倦了，”多伦多年夜学胶合木研讨所的建造迷信家泰德・凯西克（Ted Kesik）说道，该研讨所努力于推进胶合木的研发与利用。木料凭仗其暖和舒服的表面跟天然的纹理变更，能为建造增加更多视觉上的愉悦感。“人们实在很爱好看木头，”他弥补道，这种天然的美感恰是胶合木的诱人之处。同样是木料，构造更微弱用木料制作年夜型建造并不是什么新颖事。早在 18 跟 19 世纪产业化时代，年夜型工场跟堆栈的崛起就催生了“砖梁构造”—— 用粗年夜的木梁支持外部砖墙的框架式建造。但是，跟着建造越来越高，施工者转向了混凝土跟钢材作为重要支持资料。木质建造逐步被限度在室庐跟一些小型建造中，重要应用的是在家得宝（美国度居建材用品批发商）等建材超市罕见的尺度尺寸木料。但是，大概 30 年前，德国跟奥天时的建造商开端实验将这种罕见的尺度木料转化为年夜型木质构件的新技巧。他们经由过程应用钉子、木榫跟胶水，将较小的木块组分解宏大的、牢固的、团体性的木料构造，而这一进程无需砍伐陈旧的成材年夜树。这种翻新为木料建造带来了新的可能性。常驻在瑞士任务的德国工程师尤利乌斯・纳特勒（Julius Natterer）是推进这些新资料制作方式的前驱之一。同时，奥天时建造师赫尔曼・考夫曼（Hermann Kaufmann）等人也凭仗胶合木名目逐步锋芒毕露。此中包含 1997 年建成的奥天时 Ölzbündt 公寓，以及 2017 年竣工的加拿年夜英属哥伦比亚年夜学 18 层先生宿舍 Brock Commons。这些名目为胶合木在建造范畴的利用博得了普遍存眷。从道理上看，胶合木就像是缩小版的胶合板：将较小的木片在年夜型公用压机平分层叠加，并用胶水在压力下坚固联合。现在，最长可达 50 米的胶合梁（平日称为胶合木或“Glulam”）能够替换钢构造，而厚度可达 50 厘米的胶合板（平日称为交织层压木料或“CLT”）则能够替换墙体跟地板中的混凝土。这些资料的利用让木料在年夜型建造中抖擞了全新的性命力。图为胶合木的两种罕见范例。胶合板（左）：简称 CLT，由多层薄木板胶合制成，木纹取向各别，能用作墙壁、地板跟天花板。胶合梁（右）：也叫 glulam，由多层长木板胶合制成，木纹取向平行于长边偏向，常用作柱跟梁。这些木质复合资料的强度令人惊奇 —— 按分量盘算，它们乃至比钢还要强。不外，想要到达与钢雷同的强度，胶合木构件须要更大要积。跟着建造高度的增添，木质支持构造必需变得更厚，而厚度到了必定水平后就会盘踞过多的空间。因而，在像 Ascent 摩天年夜楼如许的高层胶合木建造中，建造师平日会采取木料、钢材跟混凝土的混杂构造，以均衡强度与空间应用。从汗青上看，应用胶合木制作高层建造最凸起的保险隐患之一就是火警。直到近来，很多建造法例仍将木质构造的应用限度在低层建造范畴内。固然建造不须要完整防火，但必需具有充足的耐火机能，以确保在火警中不会敏捷坍塌，从而为救火员争夺时光把持火势，同时让住民保险撤退。比方，传统摩天年夜楼应用的资料平日请求在火警中可能坚持构造完全性至少三个小时或更长时光。为了证实胶合木的防火机能，工程师会将木质构件放入燃气加热室中，监测其构造完全性。别的，还会对胶合木建造的模子停止火警模仿测试，并记载试验成果。这些实验为评价胶合木在火警中的表示供给了迷信根据。这些测试逐步让羁系机构跟客户信任，胶合木可能在火警中坚持充足长时光的耐烧性，从而到达防火保险尺度。这局部得益于木料名义在起火初期会敏捷构成一层炭化层，这层炭化层起到隔热感化，无效维护外部构造免受低温影响。胶合木在 2021 年迎来了主要的承认 —— 国际标准委员会（International Code Council）修正了《国际建造标准》（International Building Code），容许胶合木建造的高度可达 18 层。作为寰球很多地域建造法例的参考尺度，这一修改估计将推进更多处所更新相干标准，使高层胶合木建造的审批从“特批”逐渐转为惯例允许，为胶合木的普遍利用摊平途径。不外，胶合木建造仍面对其余挑衅。“真正的成绩不是火，而是湿气，”内华达年夜学拉斯维加斯分校的建造师兼都会可连续开展学者斯特芬・莱曼（Steffen Lehmann）说道。全部建造都须要把持湿气，但对胶合木来说，这一点尤为要害。湿润的木料轻易遭到真菌损害并吸引白蚁等虫豸，招致构造老化。为此，建造商会在运输跟施工进程中警惕避免木料受潮，并制订片面的湿气治理计划，比方计划高效的供温暖透风体系，以防湿气积累。别的，为了进一步避免虫害，木料能够经由化学防虫剂处置，或许在打仗空中的处所加装金属网或其余物理屏蔽供给维护。另一个成绩是声学机能，由于木料传导声响的才能十分强。为了改良这一点，计划师会应用隔音资料，在墙体之间留出缝隙，并装置排挤地板等多种方式来增加声响的传布，从而晋升建造的隔音后果。胶合木的潜伏上风应答寰球变暖的要害道路之一是增加建造行业的温室气体排放，这一局部现在占寰球排放量的 39%。维也纳中欧年夜学的情况迷信家戴安娜・厄尔格-沃萨茨（Diana Ürge-Vorsatz）表现，胶合木跟其余基于生物的建造资料可能在这一尽力中施展主要感化。经由过程推进应用这些低碳资料，建造行业无望在寰球减排目的中表演更踊跃的脚色。在 2020 年宣布于《情况与资本年度批评》的论文中，戴安娜・厄尔格-沃萨茨跟她的共事援用了木料行业的一项预算：位于不列颠哥伦比亚省的 18 层高 Brock Commons，与采取混凝土跟钢材制作的相似建造比拟，增加了约 2432 公吨的二氧化碳排放量。此中，679 公吨的减排源于木料制作进程中发生的温室气体明显少于混凝土跟钢材，而别的 1753 公吨的二氧化碳则被封存在建造的木料中。“假如应用生物基资料，咱们就能实现‘双赢’，”厄尔格-沃萨茨说道。就像宜家的家具一样，胶合木建造是由预制的构件组装而成的。比方，位于魁北克市的 Origine 公寓，其制作速率比传统建造快了约 25%。这种模块化的施工方法不只进步了效力，还为建造行业带来了全新的操纵形式。图片起源：CECOBOIS但是，现在人们对胶合木在气象方面的热忱，很年夜水平上是基于一些主要假设。比方，良多测算都假设用于胶合木建造的木料会经由过程莳植新树失掉完整替换，而且这些新树在成长进程中可能在雷同时光内接收与原始树木等量的二氧化碳。但是，一些环保构造指出，假如用速生树各种植园替换老龄林，这些新莳植的树木可能永久无奈到达原始树木的范围。别的，人们还担心，跟着对木料需要的增添，可能会招致更多的丛林砍伐，并占用更多的地皮，从而影响食粮出产。相干研讨平日还假设，一旦木料被用于建造，其所含的碳就会被永恒封存。但是，现实情形并非如斯。一棵被砍伐的树，并不是全部局部都市进入终极的建造产物中。树枝、树根以及锯木厂发生的废物可能会糜烂或被燃烧。而当建造被撤除时，假如木料被抛弃在渣滓填埋场，其所含的碳可能会以甲烷跟其余排放物的情势从新开释到年夜气中。这些要素使得胶合木的碳封存效益在全性命周期中存在必定的不断定性。“很多建造师对此觉得迷惑，”非营利构造“碳引导力论坛”的建造师兼情况研讨员斯蒂芬妮・卡莱尔（Stephanie Carlisle）说道，“这真的靠谱吗？”她在思考胶合木能否老是可能带来净效益。她以为，胶合木确切存在气象效益，但要明白这些效益的详细水平，还须要停止更多深刻的研讨。与此同时，胶合木正引领一种全新的建造形式 —— 集成计划。在传统的建造流程中，平日是由建造师先实现计划，而后分包给差别的公司担任各个环节的施工，从打地基到搭建框架，再到装置透风体系等，每个阶段绝对自力。而集成计划则攻破了这种宰割式流程。在集成计划中，正如凯西克所说，计划阶段愈加过细，而且从一开端就让各相干公司参加此中。在这个进程中，差别构件怎样组合跟协同任务会当时计划好。构件的准确尺寸跟外形都在计划时断定，乃至连衔接点的预钻孔也提前实现。这种方法使得很多构件能够在工场中经由过程进步的盘算机把持装备预制实现，而后再运至施工现场停止组装。很多建造师都爱好这种形式，由于它让他们对建造构件有了更年夜的掌控力。并且，因为大批任务在后期曾经实现，施工现场的制作速率每每更快。莱曼表现，这种建造形式能够让施工速率比传统建造快多达 40%。凯西克描述，胶合木建造的制作进程更像是汽车出产 —— 各个自力的部件在工场实现后运输到终极所在停止组装。“当胶合木建造的构件运抵施工现场时，它现实上就像一件缩小版的宜家家具，”他说，“全部局部都市严丝合缝地拼接在一同。”作者：Kurt Kleiner