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木材和塑料建造的摩天大楼?新型建筑材料展望

无论是建筑的核心体、外壳或两者之间的结构,对于最佳建筑材料的研究,总是不乏讨论。

一个多世纪以来,人们一直依赖钢铁和混凝土承担摩天大楼的承重职能,但木材也可以承重吗,还是说不太牢固而且易燃?建筑外壳未来又将怎样发展呢?

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确保绿色未来 - 环境可持续性发展主张少浪费、低消耗理念,并提倡转向太阳能、风能或可持续性循环回收的材料。
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创建于 2016 年 07 月 14 日

80 层高的“橡木塔”将成为伦敦的第一栋木质摩天大楼

木材能替代钢筋混凝土?

目前,世界各地几乎每一栋摩天大楼都是使用混凝土、钢材或两者共同建成的。这些材料的效果无可争议,而且其可持续性表现也在不断提高。

有人可能会惊讶最可行的替代材料之一竟然是木材;相反地,他们无理由地推测木质摩天大楼,或者“木材摩天大楼”会带来火灾隐患,并且材料特性可能永远也无法与混凝土和钢材媲美。

PLP 公司计划建造 80 层的“橡木塔 (Oakwood Tower)”,这是伦敦的第一栋木质摩天大楼
© Cambridge University

CLT(交错层压木材)

认为永远无法使用木材建造摩天大楼的人应该了解一下交错层压木材(CLT)。上世纪 90 年代在奥地利和德国问世后,这种结实的板材在建筑施工中越来越常见。

CLT 背后的理念与胶合板非常类似,但它使用的是厚木板,而非薄木板。由此制成的厚板材使建筑师可以建造高大的木质建筑物,而且建筑物的牢固程度和防火性能并不比混凝土建筑差。 

凭借高强度、优良的防火性能和二氧化碳收集性能,CLT 带来了很多益处。例如,CLT 建筑物由于建筑结构轻,所要求的地基工程较少,实际施工过程也比传统施工速度更快、更安静,这将会是周围邻居非常感激的一点。

木质高楼常见问题的解答:

木质高楼常见问题的解答
 
来源:Michael Green Architecture 建筑设计公司负责人 Michael Green 在 TED 大会上的演讲

其他结构创新

木材,尤其是 CLT,看起来似乎是建筑施工的未来发展方向,但它并不是唯一一种具有发展潜力的材料。以下 URBAN HUB 重点介绍了一些其他的新型建筑材料。

竹子

竹子非常牢固,因此在亚洲已经被广泛用于制造脚手架。它重量轻、抗拉强度高,而且可再生速度快。它会成为建筑施工的未来发展方向吗?

CRG Architects 建筑设计事务所的竹质摩天大楼设计 Credits: http://www.crgarchitects.com

结构化 3D 打印(增材制造)

虽然 3D 打印(也称为增材制造)是一种技术,而不是一种材料,但它与此次的讨论息息相关,因为打印机已经被用于制造混凝土或聚合物板材、模块,甚至完整的结构。2016 年,世界首栋全尺寸 3D 打印别墅在中国北京建成,仅用 45 天就完工。

华商腾达建造 3D 打印别墅 (Photo Credit: www.inhabitat.com)

生物塑料

生物塑料是由可再生生物质而非石油制成的聚合物,非常坚固耐用。这种廉价的材料可以与 3D 打印结合使用,可以完全降解和回收利用。

德国斯图尔特大学 ITKE 学院设计的 ArboSkin 馆 (Photo Credit: www.curbed.com)

自修复混凝土

自修复混凝土中混进了细菌,可以在裂缝渗水时产生石灰岩。这种被细菌激活的石灰石最终可以修复裂缝,并节省高额的维护费用。这将延长混凝土的使用寿命,从而提高其可持续性。

混凝土终能实现自我修复?

World Green Building Trends 2016 SmartMarket Report FINAL.pdf

船运集装箱!?

CRG Architects 建筑设计事务所想出了一种新方法来回收海运集装箱 – 用集装箱搭建摩天大楼。

CRG Architects 的集装箱摩天大楼 (Credits: http://www.crgarchitects.com)

非结构性材料

也有很多用于外墙、隔热层及其他部分的重要材料,从而组成建筑的基本内核和外壳设计。而且,这些材料也有很大的创新空间。

太阳能保护层

太阳能面板可以用于建筑外墙,用于收集太阳能并保持建筑物内温暖,尤其是在较冷的气候区。 

SolarWall 在加拿大安大略省进行的 Nolin 地方改造 (Photo Credit: www.solarwall.com)

光伏玻璃

新创意:如果摩天大楼有这么多玻璃,为什么不把玻璃用于收集太阳能?全玻璃幕墙建筑可以100%利用其外墙,使用光伏玻璃生产太阳能。

SolarWall
使用光伏玻璃的创新建筑“迪拜门” (
使用光伏玻璃的创新建筑“迪拜门” ("Dubai Frame")

透水混凝土

透水(或透水性)混凝土能在水一落地时就吸收水。该技术可用于高层建筑的屋顶,用于收集和回收雨水。它也可以作为建筑物的停车设施和周边校园改善水资源管理的解决方案。

此列表上还有很多其他材料

此列表只是选出了一些最有趣的或即将进入市场的新材料解决方案。URBAN HUB 将继续报道我们生活、工作和休闲的建筑所使用的创新材料。