正交膠合木(CLT)作為一種新型工程木材,在北美和歐洲國家的研發(fā)和應用已經(jīng)比較成熟,但對我們來說是陌生的。那么,CLT在不同國家的發(fā)展歷程、政策制定、工程實踐,以及CLT特性下的應用潛能,如何發(fā)展適合于我國的當代木結構建筑,針對這些問題,本期特約客座主編郭屹民和平輝老師邀請來自設計事務所、高校、施工與生產(chǎn)企業(yè)的七位嘉賓亦是專題撰稿人,暢聊CLT及其結構的可能性,以期為雙碳目標下的建設轉(zhuǎn)型提供一種有益的參考。
As a new engineering wood,the research and application of cross-laminated timber(-CLT) in North America and European countries have been relatively mature,but it is new to us.So in response to the problems,including the development process,policy formulation,engineering practice of CLT in different countries,as well as the application potential of CLT characteristics,and how to develop contemporary wooden structure buildings suitable for China,the special guest editor of this issue,Mr.Guo Yimin and Ms.Ping Hui,invited seven guests from design institutes,universities,and construction and production enterprises to talk about the possibility of CLT and its structure,with a view to providing a way of thinking for the construction transformation under the dual-carbon target.
郭屹民:我和平輝老師作為本期專題“CLT結構”的聯(lián)合客座主編,邀請本期各位作者及專家們來參與這個討論。我們希望能從不同角度來看待CLT這種新材料的性能及其在設計上的應用,在此也非常感謝大家的支持。
現(xiàn)在當我們提到CLT時,一定是意識到這種材料能夠在建筑或結構的設計層面上帶來什么不一樣的東西。我想無論是建筑師,還是結構工程師都會產(chǎn)生這種感覺,也都會感受到CLT在建筑形式上或結構設計上所具有的革新性吧!
平輝:通過此次與多位日本建筑師和結構工程師的訪談,我感受頗深。日本有著非常久遠的使用木結構的歷史,但戰(zhàn)后經(jīng)歷了關東大地震等各種自然災害,出于防火和抗震的要求,木結構被禁止使用于高密度城市中的公共建筑。從1990年代之后,日本才重新提出要在公共建筑和大規(guī)模建筑中推廣木結構的使用。對于日本建筑師來說,使用木結構或者新型木質(zhì)材料是一種與傳統(tǒng)文化的結合,所以他們都抱有比較積極的態(tài)度。
說到CLT,它不同于常規(guī)的膠合木或天然木材的單方向受力,因其是正交疊合而具有雙向性,而且這種結構形式不是像桿件一樣的線材,能夠作為面材承受兩個方向的受力。這樣就給建筑師提供了更多關于木結構的思考維度,不僅可以用桿件搭建構架,還可以用面材去搭建空間。
在傳統(tǒng)架構方式的基礎上,建筑師開始有了新的嘗試。比如東京大學的稻山正弘老師參與設計的SYNEGIC辦公樓,就是以CLT面材去取代一些多方向桿件交接的節(jié)點,使結構節(jié)點的做法更加簡單,也更加節(jié)省造價。通過可以雙向受力的面材取代兩個桿件,把看似復雜的結構用更簡單的方式去搭建,我覺得這是一個很大的突破。
另外,日本建筑師經(jīng)常提到因為CLT的雙向膠合方式,其材料穩(wěn)定性大大優(yōu)于普通的膠合木和天然木材,不容易發(fā)生變形。從這個角度來說,CLT非常契合設計、制造、生產(chǎn)、建造的一體化方向,也是他們結合計算機技術積極探索的應用方向。
郭屹民:我相信大家其實都已經(jīng)看到,或者意識到在設計層面上使用CLT材料的積極性。我想請教下鮑鼎文老師澳大利亞在CLT的發(fā)展與應用方面的現(xiàn)狀,比如2017年建成的10層CLT商業(yè)大廈25 King St Tower,當時是業(yè)主還是建筑師來決定采用CLT材料的?
鮑鼎文:這個項目位于澳大利亞的布里斯班,是由我曾工作過的一家著名建筑師事務所Bates Smart設計完成的,我自己并沒有實際參與到這個項目,這個項目也成為澳大利亞最高的純木結構辦公樓。據(jù)了解,在項目初期,業(yè)主Lendlease也曾和建筑師討論過使用什么材料,如何實現(xiàn)將新材料從概念設計到最終的實施。Lendlease作為主要開發(fā)商,十分支持CLT的應用,也因為用了CLT的材料,這個項目的建筑隱藏碳含量相比傳統(tǒng)混凝土項目減少了74%,能源消耗減少了46%,整體也減重了20%,也更方便運輸和建造。項目建成后,還獲得六星級的設計與建造綠色建筑獎以及六星級的能源評分、四星級的水資源收集與重復利用評分,也拿到了昆士蘭州首個白金級WELL核心和外表皮認證。澳大利亞一直很注重環(huán)境保護和低碳理念,這個項目中CLT的采用對于業(yè)主來說是一個很好的展示,同樣對于建筑師和制造商也是設計和建造上一個很大的突破,可以說是多方共同達成的結果。
郭屹民:可以這么說吧,因為整個項目在預算、施工、運輸、環(huán)境效益方面CLT都具有明顯的優(yōu)勢,并且可以為業(yè)主博得很高的社會聲望,從而讓他們下決心采用CLT的吧。對于建筑師來說,希望通過CLT材料來獲得不同于傳統(tǒng)混凝土結構的效果也起到了推波助瀾的作用。當然這是在不違背造價的基礎上,綜合平衡環(huán)保以及社會聲望等的結果。
鮑鼎文:確實,整個建筑內(nèi)部為CLT結構,外部為玻璃幕墻,自外而內(nèi)展示了CLT的使用,效果很好。如果采用混凝土和玻璃幕墻,可能達不到這樣的效果。
另外在澳大利亞,每個項目都需要獲得規(guī)劃部門的審批,因此建筑前期的概念非常重要,這個項目在低碳、環(huán)保、節(jié)能方面的特點很突出,從而在項目初期規(guī)劃審核階段也受到了當?shù)卣那嗖A,更容易獲得審批和支持。
郭屹民:這里就會涉及到政策層面的因素,需要政府主導來要推動這個事情。CLT目前在國內(nèi)還相對小眾,一方面是因為很多從業(yè)的設計師們還不了解CLT與一般膠合木結構的區(qū)別,另一方面在于政策層面上,我們需要有頂層的規(guī)劃和考慮來推進這種新材料的市場化和規(guī)范化。
我想請問張準老師,您在之前的項目中想用CLT而沒有實現(xiàn),但仍然希望有機會能夠用CLT。那么在您參與的項目當中,是不是有適合用CLT材料,或者是期待它能夠做出不一樣的效果?
張準:那個項目大概是在六七年前,規(guī)模并不大,功能上類似小餐廳、咖啡廳,雖然完成了設計,但那時法規(guī)上對CLT沒有比較明確的使用方法,業(yè)主也愿意以臨時建筑來進行審批流程。當時遇到一個問題,這個材料需要進口,經(jīng)濟上可以支持,但需要等很長時間,所以最后沒有實現(xiàn),只好采用鋼木混合結構,比較遺憾。
25 King St Tower 來源于www.skyscrapercenter.com
25 King St Tower 底層空間 來源于www.skyscrapercenter.com
25 King St Tower 室內(nèi)空間 來源于www.skyscrapercenter.com
郭屹民:鋼木混合結構和CLT結構的效果應該是完全不一樣吧。
張準:是的,那個設計里CLT的木材原始紋理是能夠直接暴露的,而且也符合折板結構板面內(nèi)雙向受力的要求,但后來的鋼木組合結構中,CLT改用歐松板,結構主要是靠鋼結構來受力,歐松板雖然也打算外露,但力學上就變得相對次要了。如果當時能用CLT直接實現(xiàn),那建筑的理念、結構的力學概念和建筑內(nèi)外部的最終呈現(xiàn)會結合得更緊密、更有趣。
在大環(huán)境尚對CLT比較陌生的情況下,結構工程師大多更傾向于利用折中方案實現(xiàn)木板材的的雙向受力需求,回避CLT。如果要用CLT做出不一樣的效果,還是需要建筑師更有意識地使用CLT,同時結構上把它的受力特性展現(xiàn)出來,以這種有機結合來表現(xiàn)出建筑的獨特效果。
郭屹民:剛才鮑老師和張老師給我們分享了兩種完全不同的情況,一是澳大利亞政府來主導推薦使用低碳材料(如CLT),二是由于目前國內(nèi)建筑師或者政府部門不太了解CLT而舉步維艱。接著我想請教焦總能否談談中國臺灣地區(qū)和新加坡的CLT應用情況。據(jù)我所知中國臺灣那邊CLT的應用也不多,新加坡可能會比較積極些,也請您分析這其中的原因?
焦志維:通過我們在新加坡三年多的實踐,了解到新加坡政府不是為了用木結構而用木結構,最主要的原因是縮短工期和減少人力,因為他們的工人都來自外國,這是主要的切入點,而不是為了節(jié)能減碳,這一點和其他國家不一樣。
回到中國臺灣地區(qū),整體木業(yè)市場中CLT算小眾,還是一個比較新的技術和材料。不管是建筑師還是業(yè)主都還處于觀望的態(tài)度,當然有建筑師愿意嘗試使用CLT。目前,從CLT相關的設計到施工(包括主體構造或窗戶、防水、外墻等),不同于傳統(tǒng)的木結構,我們要調(diào)整其與本土材料或者原有系統(tǒng)的搭配,這些都還有很大距離。
實際上,我們在新加坡主要參與的學校校舍居多,雖然政府相關部門都會提前進行縝密的規(guī)劃,但它們不是全部都按照正常模式來執(zhí)行的,有一些項目也出現(xiàn)過一些錯誤,正是在這種經(jīng)驗積累中找到了方法。關于使用標準,新加坡主要參照歐盟、英國的標準。
郭屹民:國內(nèi)CLT的應用也不多,蘇州昆侖綠建最近參與的一個CLT項目“長沙象山國際幼兒園”,也許可以算是國內(nèi)首個公共建筑應用項目吧?我想請教下周總,采用CLT的建議是你們提出的,還是建筑師或者業(yè)主主動要求的?
臺灣嘉義市立美術館新舊外墻接合細部 ?臺灣森科
鹽城研發(fā)樓CLT 結構施工 ?昆侖綠建
周金將:我們在過往的項目里陸陸續(xù)續(xù)使用過CLT,包括在鹽城的研發(fā)樓和無錫的辦公樓。長沙象山國際幼兒園項目中,我們采用模塊化的CLT飄窗,主要利用其集成保溫隔熱、采光通風、建筑立面和兒童休息功能的模塊化特點。項目設計方是楊瑛創(chuàng)作中心,整個過程是在相互磨合中推進的,我們之所以建議采用CLT,主要是希望飄窗能夠在工廠預制,同時還能滿足裝配率的要求。對于幼兒園來說,運用木結構比常規(guī)鋼結構體驗更加舒適。
郭屹民:那么國內(nèi)項目中用CLT的話,我們主要依照什么標準呢?
周金將:目前已經(jīng)有一系列CLT相關的規(guī)范、標準、手冊的出臺,比如2017版《木結構設計標準》《多高層木結構建筑技術標準》中規(guī)定了CLT的應用場景,層數(shù)從3層突破到5層。同時,相關CLT行業(yè)標準、設計手冊也已出臺。從規(guī)范、法規(guī)、政策層面,目前存在的問題是缺乏全面性、連續(xù)性,給報規(guī)、報審、驗收工作的閉環(huán)性帶來一些不確定。這需要一個過程,需要政策法規(guī)、工程實踐、產(chǎn)業(yè)鏈完善螺旋上升。
郭屹民:對于CLT,不論是把它們作為結構構件還是圍護構件,除了建筑規(guī)范之外,防火要求方面怎么來執(zhí)行呢?
周金將:木材在燃燒過程中表面會形成炭化層,有效隔絕氧氣和溫度,降低內(nèi)部燃燒速度。相比于梁柱三面或四面爆火需要折算成二維炭化速率,樓板在整個燃燒過程中只有一個面爆火,從這個層面來講,CLT材料本身的耐火性能更好。各國對于炭化速率已有相關標準要求,一般來講,膠合木1h考慮46mm炭化層厚度,CLT在炭化層計算上會更加復雜一些,具體計算可以參考《木結構設計手冊》。
郭屹民:如果局部使用CLT來進行結構補強,其他部分用鋼結構或者混凝土結構,對于這種混合結構,國內(nèi)是否有相關的規(guī)定?
周金將:我認為木結構混合化是大勢所趨,可以發(fā)揮不同材料的力學、美學、經(jīng)濟優(yōu)勢。目前混合結構的使用從規(guī)范角度來講比較模糊,在審圖階段有時候會被要求專家評審,當然每個審圖公司要求還不一樣。同濟大學2022年剛剛申請到混合木結構標準的編制,相信在標準出臺后,會帶來非常大的促進作用。
郭屹民:從實現(xiàn)建筑業(yè)雙碳目標的更大視角來講,CLT除了實現(xiàn)混合結構,還要降低成本。隨著普及率提高,從相關材料、人工、維護、運輸?shù)热芷趤砜?,總體成本肯定是降低的。當然更重要的是,對于地球環(huán)境負荷而言,那將會是極大的提升。
周金將:我們根據(jù)大量案例做過成本測算,由于CLT可以完全裸露不需要裝飾,從項目工程分類中主體結構和建筑裝飾裝修結合來算,成本是降低的。另外在建筑全生命周期中,由于CLT強重比高,在建造階段可以減少一定的基礎成本和運輸成本,木材的熱阻值低于鋼材和混凝土,在使用壽命階段還可以減少保溫構造厚度和設備運營成本。
郭屹民:莊老師也在工程實踐方面經(jīng)驗豐富,也了解歐洲地區(qū)CLT方面的情況,您是否可以給我們介紹下歐洲以及英國在CLT應用方面的現(xiàn)狀呢?
莊曉峻:最近,我與倫敦幾家大型建筑事務所有一些項目概念設計上的合作。在概念設計階段,歐美建筑師推崇使用CLT的目的非常明確,就是綠色環(huán)保。縱觀一個建筑的生命周期,建筑師在選擇建筑材料時,首先遵循的就是減碳和固碳的邏輯概念。最常用的邏輯是一幢全木結構房屋的固碳效果,相當于減少了幾百輛汽車一年的排放量。這在歐洲和北美的建筑行業(yè)是整體趨勢。
從我的設計和施工經(jīng)歷得出的一些經(jīng)驗來看。首先從建筑師的角度,具有社會責任感來倡導減碳綠色建筑。從最初的GLT到后續(xù)研發(fā)的高強度工程木產(chǎn)品PSL、LSL,一直到今天的CLT,是木結構材料不斷在擴展建筑領域中應用的必經(jīng)之路。從施工技術的發(fā)展來說,國外的施工希望通過CLT實現(xiàn)的目標和國內(nèi)一樣,目前國內(nèi)勞動力的問題也比較突出。我贊同焦總的觀點,我們肯定要逐漸向減少人工的裝配式施工發(fā)展。從以上角度來看,未來 CLT的普及在條件成熟的國家必然是一種趨勢。
長沙象山國際幼兒園施工現(xiàn)場 ?昆侖綠建
長沙象山國際幼兒園模塊化CLT 飄窗 ?昆侖綠建
CLT在歐美二十多年的發(fā)展,政府在其中的推動作用很重要。當然每個國家的建筑產(chǎn)業(yè)體系是不同的,但主要還是以政府、建筑師和材料生產(chǎn)商為主來推動,只不過推動的關注點有所不同。而日本有著相對獨立、完整的木結構體系,獨樹一幟。當前我們國內(nèi)碰到的問題,剛才大家都提到了,主要還是木結構產(chǎn)業(yè)比較薄弱。我國政府還是比較追求木結構的低碳綠色,2016年時任住建部陳政高部長提出推廣裝配式現(xiàn)代木結構,包括制定了我國自身的多高層木結構建筑技術標準。
從規(guī)范體系來說,目前的規(guī)范主要還是解決結構設計方面的問題。與歐美建筑師從概念設計就開始大量引入CLT有所不同,由于木結構項目比較少,國內(nèi)的建筑師對CLT還不是很熟悉。雖然也有使用CLT技術的想法,但現(xiàn)實是每一個工程都是一次挑戰(zhàn),我們?nèi)鄙兕愃苹炷梁弯摻Y構這樣成熟的建筑構造做法和經(jīng)驗。
郭屹民:是不是國內(nèi)目前還欠缺一些CLT最為基本的標準,比如是否有成熟的CLT連接件系統(tǒng)?
莊曉峻:我們還沒有自成系列的連接件,由此也能看出整個木結構產(chǎn)業(yè)體系并不成熟。當案例少的時候就會碰到類似焦總說的問題,行業(yè)累積的經(jīng)驗比較少,每一個項目都需要專業(yè)人員詳細設計。國內(nèi)大多數(shù)設計院都缺乏木結構方向的技術人員,我們一直在和國內(nèi)設計院共同研究特定項目的建筑構造節(jié)點,但的確要花很多時間。所以,如果有更多的示范項目能夠得到業(yè)主和政府的認可,我想這也是一種突破方向。就如同加拿大政府整體推廣的過程中一直都在投入資金支持這類示范性的工程。從設計、施工、材料的角度來分析我國的整個行業(yè),木結構產(chǎn)業(yè)的基礎還比較薄弱。我們面臨的挑戰(zhàn)在于,要在既缺乏標準化也沒有充分經(jīng)驗的情況下邊實踐邊學習,這是一個充滿挑戰(zhàn)的過程。
郭屹民:通過對歐洲和北美情況的初步了解可以看出,不論是政府層面的支持還是行業(yè)的整體推動都非常重要。正如莊總提到的,日本的木結構體系相對完整,那么CLT的發(fā)展經(jīng)歷了怎樣的過程,有著怎樣的政策推動,請高小涵來給我們做一個簡單的介紹。
高小涵:對于CLT,日本一開始主要有兩個關注點,一是如何建立一套法規(guī)和標準化的規(guī)范、材料規(guī)范(包括國產(chǎn)CLT材料規(guī)范),因為日本樹種的不同和防火防災持非常嚴謹?shù)膽B(tài)度,所以他們專門設定了材料的標準,且非常嚴苛。另一個關注點是讓大家認識到CLT這種新材料,采取了一系列推廣手段,法規(guī)是先行的。在2000 2010年,日本開始了解到CLT材料,并且去歐美進行過調(diào)研。到2013年底,日本發(fā)布了國產(chǎn)CLT材料的農(nóng)林標準,它的設定比歐美嚴格很多,比如不認可不同厚度的板互相膠合,必須是同厚度的板。強度認定標準也非常保守,一般實驗測定CLT材料強度是比較高的,但在規(guī)范層面只認可其強度值為某個出現(xiàn)的實驗低值,以保證絕對的安全性。
雖然法規(guī)規(guī)范的標準很嚴格,但政府一直大力推廣,希望盡可能加快CLT成為主流材料的進程。推廣手段主要包括三個方面,一是組織一些學習或者研討會,定期向業(yè)界(包括開發(fā)商、設計師)傳播新材料的使用方式,充分共享信息。二是經(jīng)濟補助方面有不同的政策,對示范性項目的建成有一定獎勵,對使用CLT的項目給予補助,比如項目地離工廠較遠,可以支援一定材料運輸費;還有比如一些公立中小學建筑等,會針對性地資助1/2或者1/3整體建設費用。三是生產(chǎn)體系方面,日本制定了嚴格的材料生產(chǎn)標準,現(xiàn)階段成本高,缺乏競爭力,因此針對很多項目選擇進口材的問題,設法加大國產(chǎn)材的產(chǎn)量。
總體來說,日本在法規(guī)和推廣政策這兩方面并進,來推進CLT的應用和普及。
郭屹民:有了政策層面的支持,日本的結構工程師和建筑師在CLT材料的應用過程中有著怎樣的態(tài)度,平輝老師從訪談中有哪些體會?
平輝:可以說,日本對CLT在建筑中的應用主要有中小規(guī)模建筑和高層大規(guī)模建筑這兩個方向。我所采訪的這些建筑師和結構師主要都是來自獨立事務所,他們的CLT實踐項目主要是實驗性住宅、中等規(guī)模的辦公樓或展廳等。這些獨立事務所更強調(diào)發(fā)現(xiàn)空間和結構的新的可能性,使用方式更大膽和自由。而日本政府對CLT及國產(chǎn)材的利用推廣,不僅在小住宅上,也鼓勵在中大規(guī)模的建筑中運用,從而擴大木材在建筑市場中的使用比例。為了更立體地呈現(xiàn)日本CLT研究動向,這次特集中我們也向東京工業(yè)大學的坂田弘安老師和竹中工務店的花井厚周先生發(fā)出了邀稿,他們分別對CLT結構研究體系,以及大型建設公司在推進木結構使用中CLT所發(fā)揮的作用進行了介紹。例如,竹中工務店的項目多是規(guī)模更大的中高層建筑,對防火、抗震的技術研發(fā)更加成熟。
CLT 連接件 ? Hasslacher
就像剛剛高小涵說的,日本的政策和規(guī)范非常嚴格,這些不同方向的探索是在與政策斗爭的過程中進行的,通過實踐成果的驗證逐步反饋到規(guī)范調(diào)整,從而獲得一步步小的突破,這都需要一個過程。
郭屹民:從采訪的這些實踐作品中,從設計角度來說CLT帶給建筑、結構、空間上最大的特點,你覺得是什么?
平輝:在木結構方面,我覺得剛剛提到的線材和面材的結合是非常具有特點的例子。因為大部分傳統(tǒng)木結構都是梁柱或框架體系,即由桿件搭接架構,通過CLT面材取代部分桿件,進化成更具建造合理性的架構,同時構成了線面材料共存的空間。還有一個例子,是在多層建筑中使用層高尺度的CLT大板把梁和柱子結合成一個構件,這樣的結構體系不必像普通木結構建筑那樣必須上下層柱網(wǎng)對位,空間的布局會更加自由,垂直方向的空間組合方式也更加多樣化,這是CLT才能夠?qū)崿F(xiàn)的。
在木結構與其他材料復合應用方面,其中一個例子是利用CLT不變形的特征,加工成更加復雜的曲面或者作為混凝土殼體結構的模板,利用CLT的結構剛度減少混凝土的用量,同時兼作飾面材料。另外,還有關于如何彌補CLT自重大的缺陷,進一步發(fā)揮CLT材料的高強度特性,提出CLT與其他材料的混合結構的思路。也就是說,材料要用在適當?shù)牡胤?,而不是說為了低碳而全都使用木材,充分發(fā)揮材料應有的特性和實現(xiàn)最大的效率。
這些實踐作品中體現(xiàn)的新特點,很多都得益于CLT的材料穩(wěn)定性,使它可以作為工程材料被研究。由于木材的生物屬性,材料性能的不穩(wěn)定性使傳統(tǒng)的天然木材結構體系難以標準化,所以長期以來日本對木結構的學科研究是作為農(nóng)學體系的一部分進行的。包括CLT在內(nèi)的各種新型木質(zhì)材料大大提高了材料的穩(wěn)定性,使木結構的研究擴大到工學領域,相信從工學角度的研究成果會進一步推動今后木結構的發(fā)展。
郭屹民:兩個月前我參加了一個木結構的峰會,其中有一位加拿大結構工程師介紹了一個公共建筑案例。由于場地特別狹小,卡車、吊車開不進去,施工場地非常緊張,就用建筑中的CLT構件當做結構臨時支撐,在很短的時間以很少的人工搭建起房子。標準化施工的效率極高,一周時間就能夠完成兩層樓的建設任務。所以,CLT不僅僅在空間上,在施工、運輸?shù)确矫娑挤浅S袃?yōu)勢,我們要從建筑、施工到使用的全過程來看待CLT。
平輝:是的,日本建筑師也非常強調(diào)這一特點,在一些施工難度比較大或者缺少勞動力的地方施工時,CLT非常有優(yōu)勢。比如在日本的離島建造一個酒店,當?shù)貨]有大型建設公司,現(xiàn)場施工搭腳手架、鋼筋混凝土模板、材料運輸都會非常麻煩,如果使用CLT,做好基礎之后上面的搭建就非常方便,而且不會產(chǎn)生多余的建筑垃圾,這是非常經(jīng)濟環(huán)保的。
另外,同樣是預制裝配式的邏輯,不同于鋼結構、裝配式混凝土結構,后續(xù)建筑的維護需要專業(yè)人員,當?shù)毓そ澈茈y著手去做;如果是CLT就不同了,當?shù)啬窘骋部梢詤⑴c到這種木結構預制生產(chǎn)體系中來。
郭屹民:CLT有如此多的優(yōu)勢,如果未來在澳大利亞、英國、新加坡、日本、中國等各地廣泛應用,建筑會不會可能趨于同質(zhì)化,是否會抹殺掉原先建筑設計中的地域特征呢?
王銘顯:對于這件事我比較樂觀,我反而覺得鋼筋混凝土是對建筑文化最大的抹殺。CLT則不同,如果有效地運用它,可以創(chuàng)造很多的可能性。而且,通常在CLT結構外部,我們也會設計不同的表皮處理,我想應該會有各種多樣性。
郭屹民:最近我的學生也在研究CLT建筑中的建構問題,那么從結構設計的角度,如何看待CLT結構,有沒有什么擔憂?
SYNEGIC Office 內(nèi)觀照片 ? Hiroyuki Hirai
東京學藝大學教育孵化設施CLT 模板搭建實驗 ? Hayato Kurobe
張準:我倒不覺得,CLT本身作為木材的一種分支,更多是自身特性帶來的優(yōu)勢或者說某種潛力。在一個建筑中不同材料發(fā)揮自身的優(yōu)勢,會讓材料的價值最大化?;谶@樣的考慮,至少在結構設計層面主要是從不同材料的搭配入手考慮CLT的使用。如果從材料選擇方面就已經(jīng)很多樣了,最后呈現(xiàn)出來的建筑也會帶來相應的多樣化。
郭屹民:我想這就是我們一直在討論的混合性吧。合理運用而不是用它來取代其他材料,充分發(fā)揮不同材料的優(yōu)勢。另外,CLT的加工精度極高而不易變形,也非常適合作為智能建造的材料吧?
鮑鼎文:這個我還沒有試驗過,關于木材的智能建造方面通常是采用機械臂對木材的切割和銑削等加工工藝。剛剛大家說到的CLT與其他材料/結構的混合運用,我在本期文章里也提到這一點,比如CLT用于建筑主結構、室內(nèi)裝飾、外表皮等等,體現(xiàn)了這種材料不同的適用性,而不是全部都用CLT。這也是實踐中設計師的主要探索方向,將自身的設計與新技術、新材料更好地結合。
在澳大利亞,建筑事務所需要完成所有施工圖,配合工程師繪制每個節(jié)點,建筑師對細節(jié)的掌控很高。所以一個項目從概念到落地,建筑事務所都需要全程深度參與,這樣整個工期也會長。相比之下,通常不會出現(xiàn)像國內(nèi)建筑事務所與當?shù)卦O計院配合的情況,也不會出現(xiàn)由于CLT標準體系不夠完善而造成的落地性差的問題。
郭屹民:關于CLT的智能化、精細化加工,周總應該有一定實操經(jīng)驗,請您具體介紹一下?
周金將:在過去七年多的時間里,我們成立了機器人研發(fā)團隊,致力于木結構智能化的加工,到目前為止已經(jīng)研發(fā)出第三代產(chǎn)品,涵蓋直線型構件、曲線型構件、大面幅CLT構件加工。
從某種程度來講,機器人加工大大釋放了設計和幾何的自由度,而且CLT恰恰也是非常適合于工業(yè)化加工的材料。伴隨城市建設進入存量時代,針對一些見縫插針式的更新改造,CLT結構的預制化、輕量化可以實現(xiàn)更友好化的介入,這些都離不開整個工業(yè)化體系的賦能和支持。
當然,最后還是要回到經(jīng)濟這條線,對于廠家、甲方來說它是否足夠有性價比這一點非常重要。可以說,我們一邊研發(fā)設備和軟件,一邊在工程中實踐探索,完成了各種突破,形成一種螺旋式的成長?,F(xiàn)在回過頭看這七年來的實踐,我們現(xiàn)有的產(chǎn)品在很大程度上已經(jīng)填補了國內(nèi)設備上的空白和CLT構件加工上的空缺。
郭屹民:從CLT的材料特性到機械臂精確加工,這種推廣是否和我們今天的設計手段或工具有關聯(lián),也就是說它不是憑空出現(xiàn)的,是隨著社會、技術發(fā)展到一定階段出現(xiàn)的,這是不是推動了我們用盒子、體塊的方式來推演設計。反過來說,材料和設計本身之間會有一種相互推動的過程。我相信,新技術、新材料的出現(xiàn)會推動設計手法、設計過程的改變,可能對最終的呈現(xiàn)也會產(chǎn)生影響。我發(fā)現(xiàn),今天的建筑設計教學已經(jīng)同我的學生時代完全不同,學生們不再從平面開始,而是從盒子、體塊推敲開始再逐漸深入,不知道其他國家和地區(qū)的建筑院校是否也有同樣的現(xiàn)象?
王銘顯:類似,臺灣的學生使用Rhino比較多,直接用體塊來做設計。
鮑鼎文:在澳大利亞皇家墨爾本理工大學(RMIT),學生們一開始就用體塊模型找大致的體量,再完善平面,然后返回去再調(diào)整,尤其在曲面設計比較多的情況下。
平輝:相比,東京工業(yè)大學的教學理念更加強調(diào)從基礎原理出發(fā),目前二年級的課程是禁止用計算機制圖的,學生主要使用二維圖紙來做設計,在過程中做一些體量模型,比較強調(diào)動手體驗的學習過程。
郭屹民:當今的時代正發(fā)生著巨大的變化,我相信CLT材料的出現(xiàn)有其必然性的一面。它不僅在我們的思維層面,也將在現(xiàn)實技術層面和環(huán)保層面,起到改變整個環(huán)境與實踐的重要催化作用。非常感謝大家的暢所欲言,不同的觀點讓我們從不同國家、各個層面對CLT材料有了更宏觀、更立體的認識,也讓我們能夠看到CLT所具有的更多可能。相信今天的討論會讓本期CLT專題更加豐滿,再次感謝各位老師的參與。
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