你的下一套房子,是木头做的

生活

03-04 15:48

他还没习惯每天在清脆鸟啼和树木芬芳中醒来。

当影影绰绰的阳光在眼皮上跳跃,他感觉四周空气轻盈、植物蔓生,有在森林深处的木屋归隐的错觉。

走近窗口往下看,建筑的木制纹理往下顺流几百米,这摩天大楼底下蜂拥的人们,已经开始西装革履地出门上班。

▲ 多伦多 Tree Tower

这个地方,也会是未来很多人的「新家」。

当木造摩天大楼出现

被田野包围的挪威小镇 Brumunddal,去年开放了迄今世界上最高的木结构建筑:Mjøstårnet。

它高达 85.4 米,18 层,在 Mjøsa 湖旁赫然矗立,里面有着公寓、酒店、餐厅、游泳池和办公空间。

▲ 图片来自:Voll Arkitekter AS/RicardoFoto

与此同时,一大批建筑公司开始重返森林,让木材通过一种高效、时尚、多功能、可持续的姿态,来重塑当下的城市。

木制摩天大楼在欧洲各个国家,以及美国、加拿大都如雨后春笋般冒出来。

仅比 Mjøstårnet 塔矮 1.5 米的建筑 HoHo,近日刚在维也纳打开了大门,欧洲一系列新的高层木材建筑将在今年动工或开业,明年内有望完成超过 21 栋木结构建筑,多个超过 50 米。

▲ 图片来自:伦敦木制奥克伍德大厦概念图

全球许多城市也正在改变其建筑规范,以允许建造超高层的木结构建筑。

刚过去的二月,法国政府宣布了一项可持续性法律计划:所有新的公共建筑,都要使用至少 50% 的木材或其它天然材料制造。

同时,他们希望在 2024 年巴黎奥运会召开时,超过 8 层的任何建筑物都将完全由木材建造。

▲ Michael Green Architecture 和 Sidewalk Labs 开发的 35 层原型木材建筑 Proto-Model X 模型图。图片来源:Sidewalk Labs / Michael Green Architecture

日本对未来建筑投入得更凶猛。在日本通过《促进在公共建筑中使用木材的法案》后,住友林业公司(Sumitomo Forestry)2018 年决定要建造世界上最高的、第一座真正的木材摩天大楼

这座摩天大楼高 350 米, 70 层,将由 90%的木质材料制成,以纪念公司 2041 年成立 350 周年

▲ 图片来自:住友林业有限公司

不过在中国历史上,早就有着世界上现存最古老的木结构建筑之一:佛宫寺释迦塔(又称应县木塔),它塔高 67 米,没有使用钉子、螺丝或者螺栓,却屹立 900 年不倒。

基于中国对建筑的包容性,中国也被认为会是未来木结构建筑发展的重要场地。

▲佛宫寺释迦塔. 图片来自:Wikipedia

这些木结构建筑不一定是森林山间小屋的样子,而是利用现代化的外观和技术包裹,内在却依然让人们能享受木材本身带来的好处。

城市漫长的天际线下,木建筑在普通人身边也开始不断涌现。

过去的一年中,木材已被改造成体育场、单户住宅、多层大型机构,甚至整个社区。德国目前就约有四分之一的住宅和公寓楼都用木头建造。

▲ 图片来自:Odile Guzy Architectes

微软在其硅谷园区也广泛使用大量木材,Google 的姐妹公司 Sidewalk Labs 正在计划在多伦多建造一个由木材制成的新滨水区。

以钢材和混凝土为主的高层建筑的世界,开始被木结构改变。

「17 世纪是石器时代,18 世纪是砖头时代,19 世纪是钢铁时代,20 世纪是混凝土时代」,热衷于在建筑中使用木材的伦敦 dRMM 公司董事长 Alex de Rijke 说道

那么,21 世纪将是木材的时代。

▲ 图片来自:Didzis Jaunzems Architecture/gooood

旧木头,有了新面貌

人类的世界曾经都是由木头制成的。

那时候,人们出生在橡树床上,在杨树木篮中被摇晃着长大,用杉木搭建房梁和柱子,在掠夺中被核桃木步枪杀死,最后被埋在了松木棺材中。

▲ 图片来自:The Times

现在,摩天大楼想要重燃木材的黄金时代。

不过,人们对高层木建筑的质疑声也开始此起彼伏:

它耐火吗?稳固吗?防潮吗?它更便宜吗?更长寿吗?更易制造吗?为什么偏偏是木材?

木头,这个全球建筑师最爱的材料之一,一直以来,都以最多样化的方式,呈现出美学、结构、实用性合一的价值,在历史和建筑设计前沿都有着重要意义。

▲ 图片来自:llya Ivanov

到了现在,人们看好它作为未来高层建筑材料的最大原因,就是环保,其次,则是它的创新性。

不过事情可能先要从后者——木材本身的变化说起。

现在木材料已今非昔比,一种新型工程木材正扩大着它在未来的可塑性。

传统木结构主要使用原木和方木,而现代木结构有了交叉层压木材(CLT),以及钉层压木材(NLT)、胶合层压木材(Glulam)等多种胶合木材料。

这些通过粘合加工而成的木材,弥补了天然木材变形、虫害、幅面小等缺陷,创建出的木材强度可匹敌钢和混凝土,而且尺寸更大、材质更加均匀,利用率也更高。

CLT 木材燃烧时,大的截面炭化能形成绝缘保护层,且层板之间几乎没有空气间隙,比起混凝土也不容易坍塌,因此当层板越厚,再覆盖上一些涂层时,耐火极限就越高。

▲ CLT 木材由 90 度角交替方向胶合的多层木片组成

同时,这些材料坚固的同时也很轻巧、不容易断裂,因此当它们应用于高层建筑时,具有很高的延展性和结构韧性,建筑抗震性能也更强。

当建筑需要被拆除的时候,它们还可以回收并重新使用,使用寿命也更长,甚至它们还可以走出建筑的大门,在其它地方找到第二春。

所以,木结构建筑可能比你想的要稳定、耐用、安全。

其实 CLT  材料,早在 1990 年代以来,就在欧洲国家的低层建筑使用,近年来开始如此受欢迎,最大的原因就是因为它的成本变低了。

新型工程木材就像乐高积木一样,能模块化地组装成任何形状,并更容易运输到建筑工地,与其它建筑材料相比,用它们制造一栋大型建筑物,更快、更精确、更便捷。

这都是混凝土或钢材无法做到的。

▲ 图片来自:Building Design Construction

而数控加工技术、模块化系统,则让木材料组件可自定义,通过计算机让制造技术精确到毫米。在此之前,细木工处理都是劳动密集型,即费力,又昂贵。

最新的 3D 建模与打印、虚拟现实、BIM 技术等,更是模糊了建筑设计和施工之间的界限,让新建筑生产流程效率翻倍。

▲ 图片来自:Origine Building in Quebec City. Image © Stéphane Groleau

2019 年初在伦敦皇家学院安装的巨型木结构建筑,就是建筑师首次使用微软的 Hololens 将 AR 技术应用于模块化木材结构创作中。

我们使用 AR 将指令直接用数字模型发送到现场工作的团队,它帮助我们了解全自动模型的构建过程、数字模型,并能直接与现场人员及机器人进行「沟通」。

▲伦敦皇家学院巨型木结构建筑,图片来自:Urdesignmag

可以看出,建筑正通过技术,朝着最优化、合理化、模块化、算法依赖等方向转变。

这些正让传统木匠的工作方式离我们慢慢远去,木建筑的建造过程变得越来越新锐和尖端,也减少了更多人力和成本。

再随着越来越多 CLT 工厂的建造,规模经济下材料的价格也会慢慢降低,现在它们的整体成本已经与传统材料相当。不过,要让人们都能愿意花钱来通过木材料缓解气候危机,它还需要更便宜。

▲ 图片来自:Architizer

城市人口正在增加。据《2017 年全球状况报告》,未来 40 年中将需要近 2.5 万亿平方英尺的新建筑来满足这些人群的需求。

仅对中国的估算表明,未来 10 年中,将需要约 7500 万个家庭住房来容纳预计约 3 亿人口。

人口增长所带来的就是严峻住房短缺问题,随后则是大量需要扩建的建筑,但如果延续钢筋水泥材料,会进一步加剧气候污染。这关系到每一个人的未来。

▲ 图片来自:Arkitekter

而木建筑,或许能成为扩展建筑的最佳候选。

建筑是未来生活的容器

去年是最热的一年,全球对气候危机的关注沸腾到了顶点。

可怕的是,建筑物的建造和运营,占全球能源消耗的 40%,约占温室气体排放量的 1/3。

▲ image description. 图片来自:National Geographic

水泥制造业现在是所有制造业中能耗最高的,它严重依赖煤炭、石油和破坏性的露天采矿,钢铁生产同样会将大量有害物质释放到空气和水中。

而木材不仅是一种绿色低碳材料,也是世界上唯一可再生的建筑材料。

▲ 图片来自:Ark Shelter /Into The Wild

这里的低碳,包括了一栋建筑从获取、加工、制造、运输、建造、到维护的整个产业链所需能源的总和。

当人们在树木无法吸收更多的碳或无法再生长时使用它们,它就能成为一个固定的 CO2 封存器。

树木一生吸附的碳,将都被「锁定隔离」在木材中,而不是在它死亡时返回大气。

▲ 图片来自:On Mountain Hut

研究表明,一立方米的木材可以存储超过一吨的二氧化碳,使用木材建造一栋 125 米的摩天大楼,可以将建筑物的碳足迹减少多达 75%。

木结构建筑在外保护着人类的未来,在内也有它显而易见的温暖一面。

它们裸露出来原始的质感、朴实的美感,将我们的室内空间与自然重新连接,并带来更多心理上的正面力量。

▲图片来自:Vandkunsten

它的纹理图案、颜色外观、闻起来的原始木香,还有光着脚踩在木地板上的温暖感…… 这可能将是木建筑被人们所喜爱和接受的关键,特别是对于深圳这种几乎没有木制高层建筑的现代城市来说。

▲ 图片来自:Ark Shelter /Into The Wild

在 2010 年奥地利的一项研究中,发现学生在木材教室里睡觉,比用传统材料制造的房间睡了后学习效力更强。

除了为人们的生活带来健康的效果,木建筑在隔声、保温上,比起钢材和水泥也更厉害。可以想象,当这种亲自然的设计在学校、医院、办公场所被使用,也能更大程度地减缓压力,带来新的放松、自然的感觉。

▲ 图片来自:Lenne Office / Kamp Arhitektid. Image © Terje Ugandi .jpg

在博物馆、展览馆、新型装置中,木建筑的受欢迎程度更不用说了,国内外特别是日本很多建筑大师尤其热衷木材。

它在打造出建筑师创意空间的同时,也为人们带来了想象力美学的冲击和体验。

▲ 图片来自:Courtesy Tezuka Architects

这时候,建筑开始拥有一种使命感。

它不仅可以成为我们未来生活的容器,满足功能需求、提供舒适空间,还转化为一种更有人性价值的形式,在未来被赋予更多意义。

20 世纪最重要的建筑师之一,同时也是现代建筑运动的激进分子 Le Corbusier,他曾给自己和爱人建造了一间位于南法尼斯地中海马丁岬的木屋。

这 16 平方米的朴实小木屋, 是他人生的最后一个住所。

木建筑真的能普及吗?

分析师们认为,木造建筑将是建筑业的一场新革命。

建筑师和工程师们也不是没有意识到木建筑的潜力,只是他们也很清楚,将木材用于高层建筑,在整个行业中仍处于早期阶段。

怀疑论者首先提出了异议。他们认为木材的使用在生态上是不可持续的,树木的砍伐会更快,还将导致更多的物种灭绝。

▲ 图片来自:National Geographic

但如果我们想解决气候变化问题,就必须开始替换现有的钢材和混凝土材料。

一种可能是制造比木材更环保的材料,不过暂时没有;一种可能性是种更多的树,且需要从现在就立即开始,这也有助于气候发展,但其成本问题也不容忽视。

不过世界上许多人口稠密的地区,例如德国,大多数森林是次生的,这表示它们已经被砍伐并重新长成。德国林务员 BerndSommerhäuser 解释了可持续林业的基本原理

所使用的资源不超过其重新产生的价值。

▲ 图片来自:HISTORY

另一个需要解决的长期问题:数十年或数百年后,这座建筑物最终被拆除时,人们掩埋木材或者烧毁木材,封存的二氧化碳又会泄漏回大气中,那时候该如何处理?

解决这些问题的时间至少需数十年之久。

另外,尽管新型木材防火事实上已经具有较高耐性,但最有争议的问题仍然是火灾风险。美国国家消防法警协会反对国际建筑规范的理由是:木结构建筑缺乏必要的防火测试。

从长远来看,大型纯木建筑将如何应对各种风险,从极端天气下保持不倒,到白蚁侵蚀和潮湿问题,这些研究的数据也仍然有限。

▲ 图片来自:Ema Peter

不过实现木建筑未来的项目,存在着的最现实障碍,还是建筑法规。

国际建筑规范(IBC)最近首次将木材建筑的高度提高到 18 层,某些国家(例如挪威)已经放宽了高度限制,但其他国家可能仍会选择比 IBC 更严格的建筑法规,此前在美国,没有任何地方允许任何超过 6 层的木造建筑物。

国际法规理事会于今年早些时候批准了 14 项国际建筑法规的变更,将大规模木材建筑的允许高度提高到  80 米,这些变化就是推动该领域创新的催化剂。

▲ Brock Commons Tallwood House,2017 年竣工时它曾是世界最高木建筑

随着法规的变化,人们对木材的文化态度将发生转变。其材料工艺与建造地位也将进一步提升。

Voll Arkitekter  建筑事务所合伙人 ØysteinElgsaas 说道

法规总是落后于技术。但每座完工的新木制建筑,都有助于减轻人们对其功效和安全性的担忧。越多木制建筑突破挑战和极限进入人们视野,新的建筑法规实现的可能性就越高。

在 2020 年及以后,木材在我们未来居住的城市的发展潜力毋庸置疑。

它在帮我们建立人与自然关系的同时,同时也帮我们应对城市高密度增长的挑战,并为我们提供高质量的居住空间。

▲ 图片来自:mia2/ARCHITEKTUR /gooood

只是问题仍需要解决,信任还需要时间。

俄罗斯建筑师中的领军人物 Boris Bernaskoni 在采访中提到,未来的建筑必须依赖四个「E」—— 经济(economy)、生态(ecology)、能效(energyefficiency)和人体工学(ergonomics):

只要你愿意,未来建筑当然可以是没有灵魂的高科技装置。而它的灵魂正在于技术和效率。美潜藏在结构工程之中,在以最高效的方式节约电力并不破坏环境的能力之中。

▲Boris Bernaskoni. 图片来自:Pinterest

同时,他也说道,真实的建筑不能没有第五个「E」—— 情感(emotions)。那是人类编码的最内在部分。

到这时,建筑就不再只是一座雕塑,而是一个功能完备、对人有利的铸造物。

它们在坚守本质的同时,根据现实中的挑战,随时转化为新形式的能力,将是未来建筑最关键的功能之一。

▲ 图片来自:Divisare

在那不远的未来,天色渐黑,倦鸟归巢,人们也陆陆续续下班。长时间的喧哗拥挤后,他们终于走到自己居住的木建筑楼下。

抬头往上望去,眼前一扇扇暖黄的窗户,就像森林中的篝火。

而那些没光的部分,则等着回来的人点亮。

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