木結(jié)構(gòu)建筑 “雙碳”目標(biāo)下的機遇與未來

北歐國家芬蘭，境內(nèi)擁有極其豐富的森林資源，全國森林面積達(dá)2300萬公頃，森林覆蓋率75%，居歐洲**位。森林是芬蘭重要的自然資源，總蓄積為25億立方米。

得益于寒冷的氣候、夏季持續(xù)的光照及可持續(xù)管理的森林，芬蘭優(yōu)質(zhì)的針葉木材享譽世界，廣泛應(yīng)用于世界各地的建筑、家具及裝飾等行業(yè)。在碳達(dá)峰、碳中和大背景下，木材作為一種可用于建筑的天然可再生資源，能有效減少建筑業(yè)的碳排放，木結(jié)構(gòu)建筑正面臨著前所未有的發(fā)展機遇。在日前由芬蘭國家商務(wù)促進(jìn)局主辦的共敘可持續(xù)發(fā)展——2021芬蘭國家商務(wù)促進(jìn)局媒體活動上，本報記者走進(jìn)芬蘭——這個被稱為“森林王國”的美麗國度，走進(jìn)芬蘭的木結(jié)構(gòu)建筑。

森林資源給予芬蘭的饋贈

在芬蘭，森林似乎具備著某種魔力。芬蘭人的靈魂也經(jīng)常與森林緊密相連，可以說森林是芬蘭人日常生活不可或缺的部分。得益于芬蘭的木材生長勻稱，樹干筆直圓潤，材質(zhì)結(jié)實、質(zhì)地堅韌，在芬蘭，木料除了用來蓋房子以外，還廣泛用于制作日常用品而且深得芬蘭藝術(shù)家的青睞。木材隨處可見，價格低廉，幾乎每位芬蘭人都懂得一些基本的木工技巧。

芬蘭鋸木產(chǎn)業(yè)協(xié)會總經(jīng)理Kai Merivuori在接受本報記者采訪時表示，木結(jié)構(gòu)建筑是芬蘭傳統(tǒng)的建筑方式。在上個世紀(jì)的60年代，混凝土的市場份額開始迅速增長，但單戶型和低層多戶型建筑仍然以木結(jié)構(gòu)為主。目前，木結(jié)構(gòu)建筑在高層建筑中也開始占有一定市場份額，這得益于新技術(shù)的出現(xiàn)和國家政策法規(guī)的幫助，引導(dǎo)建筑選材朝著氣候友好、可持續(xù)發(fā)展和碳中和的建筑方向發(fā)展，2020年芬蘭木結(jié)構(gòu)市場份額為28%。

木結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點是在建筑的生產(chǎn)過程和生命周期中都能提高能源效率。由于木制房屋是基于在受控的工廠環(huán)境下進(jìn)行的高效預(yù)制，因此很易于進(jìn)行質(zhì)量管理。此外，木材是輕質(zhì)材料，物流也很容易，且施工現(xiàn)場的工期很短。木材的輕盈性還可以在現(xiàn)有的混凝土建筑上建造新的樓層，從而改善現(xiàn)有房屋地區(qū)的土地利用。

走進(jìn)芬蘭經(jīng)典木結(jié)構(gòu)建筑

眾所周知，木材是天然可再生、綠色低碳的建筑材料，而現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑完全符合當(dāng)前綠色、低碳的建設(shè)要求，在未來具有廣闊、光明的發(fā)展前景，越來越得到世界人民的關(guān)注與青睞。在芬蘭，許多經(jīng)典的建筑均采用木結(jié)構(gòu)，尤其在碳中和目標(biāo)下，宣揚低碳、環(huán)保、可持續(xù)的設(shè)計理念，探索未來理想的人居環(huán)境，成為設(shè)計師們的**。

比如西貝柳斯音樂廳建造的出發(fā)點在于發(fā)掘有創(chuàng)新性的木材工程解決方案，并通過設(shè)置新結(jié)構(gòu)與原址的廢棄木工廠建立有意義的關(guān)聯(lián)。音樂廳的入口是整個建筑最古老的一部分。入口大廳、信息臺、環(huán)衛(wèi)設(shè)施和衣帽間等最重要的輔助設(shè)施設(shè)置在舊木工廠一樓。從入口大廳有一條通道與“森林廳”、餐廳及展覽側(cè)廳相連。

“森林廳”中的承重結(jié)構(gòu)由一個搭在9根木柱上的大型框架構(gòu)成。讓人聯(lián)想到樹木樹枝的三維空間結(jié)構(gòu)由膠合層積材建造，支撐著木屋頂部分。其中，巨大的膠合層積塔由云杉制成，支撐著11.2米×11.2米的結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)的元件間由暗榫接縫相連接。而大廳里的實際承重結(jié)構(gòu)由支撐屋頂?shù)木薮竽z合層壓架和支撐天花板結(jié)構(gòu)的膠合層桁架組成，這個框架還支撐著建筑的傾斜外墻。由于木材的聲學(xué)特性，外墻由多層木材建成，其上覆有上過漆的耐氣候膠合板。而在音樂廳外墻的最里層，則是由充滿干砂的膠合層積單元所組成。傾斜外墻的膠合板與其背后的保溫層還一同發(fā)揮著改善隔音的功能。

再如Puukuokka街區(qū)是芬蘭Kuokkala郊區(qū)Jyv?skyl?的多層木結(jié)構(gòu)公寓建筑中的節(jié)能和生態(tài)三重奏。Puukuokka綜合體為186戶家庭提供住房，覆蓋全年齡段人群。

Puukuokka建筑的整個承重結(jié)構(gòu)和框架由大塊木材制成，并由預(yù)制模塊組成。模塊的預(yù)制使現(xiàn)場施工時間盡可能縮短，并允許在工廠受控的室內(nèi)條件下生產(chǎn)，從而顯著降低施工期間暴露在天氣條件和結(jié)構(gòu)濕度下的風(fēng)險。此外，木質(zhì)立面構(gòu)件也進(jìn)行了預(yù)制，并作為準(zhǔn)備安裝的構(gòu)件運至現(xiàn)場。走廊是建筑中唯一完全在現(xiàn)場建造的部分。暖氣、水、電和通風(fēng)管道集成在走廊的技術(shù)墻中，便于維護(hù)。由于木材的隔熱性能非常好，在全木質(zhì)框架和結(jié)構(gòu)的建筑中可以實現(xiàn)高水平的能源效率管控。

“雙碳”目標(biāo)下木結(jié)構(gòu)建筑的機遇與未來

目前，全球每年排放約510億噸的溫室氣體，升溫趨勢日益凸顯，減少溫室氣體排放、減緩氣候變暖進(jìn)程已成為國際社會廣泛共識?！栋屠鑵f(xié)定》要求《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方明確國家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)，推動碳排放盡早達(dá)到峰值并實現(xiàn)中和，在本世紀(jì)末將全球溫升控制在2℃以內(nèi)。目前，多數(shù)國家已明確了碳中和時間表，其中芬蘭為2035年，瑞典、奧地利、冰島等國提出于2045年實現(xiàn)凈零排放，我國承諾2060年前實現(xiàn)碳中和。

談到“雙碳”目標(biāo)的市場背景，Kai Merivuori表示，在碳中和的國際形勢下，預(yù)計未來芬蘭的木結(jié)構(gòu)建筑市場份額將會有所增加。然而，木材不能取代所有材料。Kai Merivuori強調(diào)，所有的建筑材料生產(chǎn)商——包括混凝土和鋼鐵工業(yè)，都需要努力研發(fā)創(chuàng)新出低排放的、對氣候友好的解決方案。相信在不久的將來有關(guān)建筑環(huán)境友好的新法規(guī)將會被制定出來，在可持續(xù)管理、再種植和認(rèn)證森林的基礎(chǔ)上，未來的木結(jié)構(gòu)建筑是一個解決方案。

據(jù)Kai Merivuori介紹，芬蘭政府設(shè)定了一個目標(biāo)，到2025年芬蘭45%的公共建筑都要是木建筑。這一目標(biāo)是非常宏偉的，要達(dá)到這一目標(biāo)在很大程度上取決于總體經(jīng)濟狀況和建筑行業(yè)活力。Kai Merivuori認(rèn)為，支持木結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展是正確的一步，雖然木結(jié)構(gòu)建筑近年來一直受到偏向其他材料的國家政策法規(guī)影響，發(fā)展增速不快，但是相信在碳中和背景下，所有的材料都將在公平的競爭環(huán)境中發(fā)展。

木結(jié)構(gòu)建筑的市場化應(yīng)用

中國是木結(jié)構(gòu)建筑的使用大國，從故宮、頤和園，到應(yīng)縣木塔、江南園林，到處都有木結(jié)構(gòu)建筑的身影。近現(xiàn)代以來，由于木材資源短缺及木結(jié)構(gòu)建筑防火問題，在國內(nèi)很少被人們采用。經(jīng)過近20年的發(fā)展，我國木結(jié)構(gòu)建筑的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系已與國外處于同一水平線，但木結(jié)構(gòu)建筑體量相對較小。根據(jù)住建部發(fā)布的《2019年裝配式建筑發(fā)展概況》顯示，全國新開工木結(jié)構(gòu)建筑242萬平方米，占裝配式建筑比例0.6%，占新建建筑總面積的0.1%不到，盡管木結(jié)構(gòu)建筑量小，但也說明發(fā)展空間巨大。

談到消防問題，Kai Merivuori告訴記者，消防安全是所有建筑行業(yè)必須考慮的核心問題之一。雖然木材是一種可燃材料，但通過技術(shù)解決方案可以將風(fēng)險降至**。例如，膠合木梁其實比鋼梁更耐火，因為在表面的炭化可以防止梁的核心在火災(zāi)中受損。使得木梁比鋼梁更安全。

與此同時，所有芬蘭高層建筑都配備噴淋系統(tǒng)。當(dāng)一棟公寓發(fā)生火災(zāi)時，幾乎只有公寓內(nèi)部著火，而建筑結(jié)構(gòu)完好無損。因此，火災(zāi)風(fēng)險不僅與房屋框架結(jié)構(gòu)的建筑材料有關(guān)，有噴淋系統(tǒng)的房屋甚至比傳統(tǒng)房屋更安全?？梢哉f，火災(zāi)風(fēng)險的決定性因素這并不取決于建筑材料。Kai Merivuori總結(jié)道，所有的建筑材料都有自己的優(yōu)點，關(guān)鍵問題是找到建筑材料的**終端用途。

走進(jìn)中國的芬蘭木材

近年來，由于木材資源短缺，國內(nèi)市場愈來愈多的產(chǎn)品都開始使用進(jìn)口木材作為原材料，芬蘭的木業(yè)企業(yè)也開始嘗試走進(jìn)中國。據(jù)了解，目前進(jìn)入我國的芬蘭企業(yè)無論是從企業(yè)規(guī)模，到產(chǎn)品類型都極具潛力。

在記者采訪過程中，芬林集團(tuán)亞太區(qū)總裁宋望球表示，隨著木結(jié)構(gòu)建筑被證明可以有效應(yīng)對全球氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，建材行業(yè)將面臨創(chuàng)新升級發(fā)展。日前，國務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動方案》中明確提出要推動建材行業(yè)實現(xiàn)碳達(dá)峰，其中包括了推進(jìn)綠色建材產(chǎn)品認(rèn)證和應(yīng)用推廣，加強木、竹建材等地碳產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用。

然而，目前進(jìn)入國內(nèi)的芬蘭木材企業(yè)，在發(fā)展過程中也并非一帆風(fēng)順，宋望球說，缺乏相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和建筑標(biāo)準(zhǔn)，缺乏木結(jié)構(gòu)建筑的審批標(biāo)準(zhǔn)是目前企業(yè)發(fā)展遇到的較大難題。與此同時，無論是居住類還是非居住類的建筑，對于木結(jié)構(gòu)建筑材料的防火要求有待優(yōu)化。不過宋望球也強調(diào)，芬林梅沙木業(yè)也注意到了許多將在未來幾年內(nèi)興建的低碳甚至零碳的項目，相信木結(jié)構(gòu)建筑將會有廣闊的發(fā)展前景。

對于行業(yè)競爭問題，Kai Merivuori強調(diào)，讓不同的材料生產(chǎn)商互相競爭并不是一個好方法，大家應(yīng)該彼此互補、共同開發(fā)新的解決方案。木結(jié)構(gòu)建筑的技術(shù)和加工正在快速發(fā)展（比如CLT正交膠合木等），相信我們可以加快這一進(jìn)程并找到新的、對氣候更友好的方式，使木結(jié)構(gòu)建筑更具競爭力和吸引力。

在采訪的最后，Kai Merivuori說：“我們必須記住，木材實際上是唯一的可再生建筑材料。雖然不能用木材解決所有的問題，但木材絕對是為建筑尋找新的氣候友好解決方案的一部分。”

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