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大量木材:對可持續建筑的大思考
2021年04月25日    閱讀量:174495    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

各種建筑物的建造和運營都消耗大量的能源和自然資源。因此,世界各地的研究人員一直在尋找使建筑物更高效,更少依賴排放密集型材料的方法。


現在,通過MIT班級開發的項目已經為使用世界上最古老的建筑材料之一的大型社區建筑提供了高能效的設計中國建材網cnprofit.com。對于這種稱為“長屋”的結構,由常規木材制成的塊狀木材將像一種超大型膠合板一樣被層壓在一起。


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該設計將在今年10月的緬因州大規模木材會議上進行介紹,該會議致力于探索這種材料的新用途,如果建筑法規允許的話,該材料也可用于建造安全,隔音的高層建筑。


麻省理工學院建筑系的研究科學家約翰·克萊因(John Klein)教授了一個名為“大規模木材設計”的研討會,該研討會提出了新的設計,他解釋說:“在北美,我們有豐富的森林資源,其中很多森林都過度種植了。努力尋找可持續利用森林產品的方法,森林正在積極地進行間伐工作,以防止森林火災和甲蟲侵擾?!?/p>


克萊恩說,人們傾向于認為木材是僅幾層樓高的結構的合適材料,而不是大型結構的合適材料。但是,已經有一些建筑商開始將大體積的木材產品(這個術語基本上適用于比常規木材大得多的任何木材產品)用于較大的結構,包括高達20層的中層建筑。


他說,使用這種技術,甚至更高的建筑物最終也應該是可行的。美國最大的木結構建筑之一是位于馬薩諸塞大學阿默斯特分校的新的82,000平方英尺的約翰·W·奧弗設計大樓。


人們聽到這種結構時提出的第一個問題與火有關。這樣高的木結構真的可以安全嗎?克萊因說,實際上,測試表明,木質結構可以抗火,甚至比鋼鐵更好。這是因為暴露于火的木材自然會生成一層炭,該炭具有很高的絕緣性,可以保護大部分木材超過兩個小時。相反,鋼在加熱軟化時會突然失效,并導致其彎曲。


克萊因(Klein)解釋說,當您考慮將點燃的火柴放在一堆刨花上而不是放在木頭上時,這種天然的耐火性才有意義。刨花會燃燒起來,但是火柴上的火柴只會噴出來。木材的體積越大,其抗燃性越好。


該班級設計的結構使用由層壓在一起的多層木板制成的大梁,該過程稱為層壓木板(LVL),加工成長50英尺,寬10英尺,厚6英寸以上的面板。尺寸,用于制造一系列大型拱門,拱頂高至中心峰高40英尺,跨度50英尺,由具有三角形橫截面的截面制成,以增加結構強度。


組裝了一系列這樣的拱門即可創建一個較大的封閉空間,而無需內部結構支撐。屋頂的百褶設計旨在容納用于自然采光和被動式太陽能加熱的太陽能電池板和窗戶。


麻省理工學院建筑學研究生Demi Fang表示:“通過構建三角形截面而獲得的結構深度有助于我們實現公共空間所需的凈跨度,同時在結構的內部和外部都提供視覺語言?!笔窃O計團隊的一員。她說:“每個拱沿其長度逐漸變細和變寬,因為并不是沿拱的每個點都將受到相同大小的力,并且這種變化的橫截面深度既體現了結構性能,又促進了材料節省,”她說。


拱門將在工廠中分段建造,然后在現場用螺栓固定在一起,以構成完整的建筑物??巳R因說,由于該建筑物大部分是預制的,因此實際的現場施工過程將大大簡化。


克萊因說:“ Longhouse是一棟多功能建筑,旨在容納從聯合辦公,健身班,社交聚會,展覽,晚餐聚會和講座等各種活動場景?!痹谑澜绺鞯氐奈幕?/p>


克萊因說,盡管在世界上大多數大型建筑物中使用的混凝土生產涉及石灰石烘烤過程中大量釋放的溫室氣體,但使用大量木材進行建筑卻產生了相反的效果。雖然混凝土增加了世界上溫室氣體的負擔,但木材實際上減輕了溫室氣體的負擔,因為在建筑物生長期間,樹木生長過程中從空氣中清除的碳基本上被隔離。他說:“建筑物是一個碳匯?!?/p>


克萊因說,在美國現行的建筑法規中,將大量木材用于大型結構的一大障礙是,該法規將結構性木材的使用限制為最多五層的住宅建筑或最多六層的商業建筑。他說,但是最近在歐洲,澳大利亞和加拿大建造的更高木結構的建筑-包括不列顛哥倫比亞省的一棟18層木結構建筑-應該有助于建立此類建筑的安全性并導致所需的法規變更。


Longhouse設計是由跨學科團隊在4.S13(質量木材設計)中開發的,該材料是麻省理工學院建筑系的設計工作室,探討了可持續建筑的未來。團隊成員包括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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