大量木材对可持续建筑的大思考彭芳

大量木材：对可持续建筑的大思考

各种建筑物的建造和运营都消耗大量的能源和自然资源。因此，世界各地的研究人员一直在寻找使建筑物更高效，更少依赖排放密集型材料的方法。

现在，通过MIT班级开发的项目已经为使用世界上最古老的建筑材料之一的大型社区建筑提供了高能效的设计对于这种称为“长屋”的结构，由常规木材制成的块状木材将像一种超大型胶合板一样被层压在一起。

该设计将在今年10月的缅因州大规模木材会议上进行介绍，该会议致力于探索这种材料的新用途，如果建筑法规允许的话，该材料也可用于建造安全，隔音的高层建筑。

麻省理工学院建筑系的研究科学家约翰·克莱因教授了一个名为“大规模木材设计”的研讨会，该研讨会提出了新的设计，他解释说：“在北美，我们有丰富的森林资源，其中很多森林都过度种植了。努力寻找可持续利用森林产品的方法，森林正在积极地进行间伐工作，以防止森林火灾和甲虫侵扰。”

克莱恩说，人们倾向于认为木材是仅几层楼高的结构的合适材料，而不是大型结构的合适材料。但是，已经有一些建筑商开始将大体积的木材产品用于较大的结构，包括高达20层的中层建筑。

他说，使用这种技术，甚至更高的建筑物最终也应该是可行的。美国最大的木结构建筑之一是位于马萨诸塞大学阿默斯特分校的新的82,000平方英尺的约翰·W·奥弗设计大楼。

人们听到这种结构时提出的第一个问题与火有关。这样高的木结构真的可以安全吗？克莱因说，实际上，测试表明，木质结构可以抗火，甚至比钢铁更好。这是因为暴露于火的木材自然会生成一层炭，该炭具有很高的绝缘性，可以保护大部分木材超过两个小时。相反，钢在加热软化时会突然失效，并导致其弯曲。

克莱因解释说，当您考虑将点燃的火柴放在一堆刨花上而不是放在木头上时，这种天然的耐火性才有意义。刨花会燃烧起来，但是火柴上的火柴只会喷出来。木材的体积越大，其抗燃性越好。

该班级设计的结构使用由层压在一起的多层木板制成的大梁，该过程称为层压木板，加工成长50英尺，宽10英尺，厚6英寸以上的面板。尺寸，用于制造一系列大型拱门，拱顶高至中心峰高40英尺，跨度50英尺，由具有三角形横截面的截面制成，以增加结构强度。

组装了一系列这样的拱门即可创建一个较大的封闭空间，而无需内部结构支撑。屋顶的百褶设计旨在容纳用于自然采光和被动式太阳能加热的太阳能电池板和窗户。

麻省理工学院建筑学研究生Demi Fang表示：“通过构建三角形截面而获得的结构深度有助于我们实现公共空间所需的净跨度，同时在结构的内部和外部都提供视觉语言。”是设计团队的一员。她说：“每个拱沿其长度逐渐变细和变宽，因为并不是沿拱的每个点都将受到相同大小的力，并且这种变化的横截面深度既体现了结构性能，又促进了材料节省，”她说。

拱门将在工厂中分段建造，然后在现场用螺栓固定在一起，以构成完整的建筑物。克莱因说，由于该建筑物大部分是预制的，因此实际的现场施工过程将大大简化。

克莱因说：“ Longhouse是一栋多功能建筑，旨在容纳从联合办公，健身班，社交聚会，展览，晚餐聚会和讲座等各种活动场景。”在世界各地的文化中

克莱因说，尽管在世界上大多数大型建筑物中使用的混凝土生产涉及石灰石烘烤过程中大量释放的温室气体，但使用大量木材进行建筑却产生了相反的效果。虽然混凝土增加了世界上温室气体的负担，但木材实际上减轻了温室气体的负担，因为在建筑物生长期间，树木生长过程中从空气中清除的碳基本上被隔离。他说：“建筑物是一个碳汇。”

克莱因说，在美国现行的建筑法规中，将大量木材用于大型结构的一大障碍是，该法规将结构性木材的使用限制为最多五层的住宅建筑或最多六层的商业建筑。他说，但是最近在欧洲，澳大利亚和加拿大建造的更高木结构的建筑-包括不列颠哥伦比亚省的一栋18层木结构建筑-应该有助于建立此类建筑的安全性并导致所需的法规变更。

Longhouse设计是由跨学科团队在4.S13中开发的，该材料是麻省理工学院建筑系的设计工作室，探讨了可持续建筑的未来。团队成员包括John Fechtel，Paul Short，Demi Fang，Andrew Brose，Hyerin Lee和Alexandre Beaudouin-Mackay。它得到了建筑部，BuroHappold工程部和Nova Concepts的支持。

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