高小涵 平輝
近現(xiàn)代以來,日本木結(jié)構(gòu)建筑的法規(guī)經(jīng)歷了限制、緩和到促進(jìn)的一系列變化,這與日本的自然災(zāi)害、林業(yè)經(jīng)濟(jì)、建筑技術(shù)發(fā)展、政策導(dǎo)向等復(fù)雜關(guān)聯(lián)。作為擁有豐富林業(yè)資源和長久的木材利用史的國家,因木結(jié)構(gòu)建筑在地震等災(zāi)害中的高損毀率,日本在明治維新引入磚石-混凝土建造體系后,一度對(duì)木材的利用非常謹(jǐn)慎。1919年,基于對(duì)火災(zāi)災(zāi)害程度的防控考量,作為《建筑基準(zhǔn)法》前身的《城市建筑法(市街地建築法)》已對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑物的高度進(jìn)行了限制,1950年頒布的《建筑基準(zhǔn)法(建築基準(zhǔn)法)》①也延續(xù)了限制木結(jié)構(gòu)規(guī)模的條例。為修復(fù)戰(zhàn)后的荒地,政府于同年頒布了《造林臨時(shí)措施法(造林臨時(shí)措置法)》開始大規(guī)模造林——現(xiàn)在日本約2/3面積被森林覆蓋,其中約40%即為該時(shí)期種植的杉、柏等制材用樹種②。進(jìn)入20世紀(jì)后半葉,木結(jié)構(gòu)建筑因1959年伊勢(shì)灣臺(tái)風(fēng)的災(zāi)害程度再度受到質(zhì)疑,日本建筑學(xué)會(huì)于同年發(fā)表了“關(guān)于建筑防災(zāi)的決議”,明文倡議禁止木結(jié)構(gòu)建筑,住宅以外的木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)被排除在教育體系之外,與之相關(guān)的研究也一度停滯。直到1980年左右,日本政府文化廳資助建立了東京大學(xué)的構(gòu)法研究室(內(nèi)田祥哉教授、坂本功教授),希望將木結(jié)構(gòu)技術(shù)科學(xué)化,木結(jié)構(gòu)建筑的研究才再度開始。到1985?1995年間(昭和60年代),日本迎來了二戰(zhàn)后木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)發(fā)展的第一次盛期——對(duì)木結(jié)構(gòu)大跨空間的關(guān)注,著名的案例如出云巨蛋(出雲(yún)ドーム)、海之博物館(海の博物館展示棟)等。1997年,《京都協(xié)議(京都議定書)》作為《聯(lián)合國氣候變化框架公約》的補(bǔ)充條款在京都制定,作為締約國,日本政府開始重新正視人工種植林作為消減碳排的環(huán)保建材的利用前景。同時(shí),日本戰(zhàn)后種植的人工林即將迎來50年的采伐期,不得不考慮如何利用木材。
進(jìn)入21世紀(jì),日本政府全力主張以活化林業(yè)為抓手的地方經(jīng)濟(jì)振興政策,希望打造采伐-植林-育林的地方生態(tài)循環(huán)。據(jù)此,日本國土交通省及林野廳③在2005年策劃了“利用木材”的國民運(yùn)動(dòng)(木づかい運(yùn)動(dòng)),提倡積極使用國內(nèi)的林業(yè)資源,通過對(duì)高齡木的采伐和新育林的固碳循環(huán)達(dá)成國際公約減碳量6%中的3.8%④。2008年國土交通省及林野庁設(shè)立并開始共同運(yùn)營木材利用推進(jìn)協(xié)會(huì)(木を活かす建築推進(jìn)協(xié)議會(huì)),進(jìn)行木結(jié)構(gòu)建筑有關(guān)的調(diào)研、技術(shù)開發(fā)以及信息公開。在2000年后這段時(shí)間內(nèi),木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的發(fā)展也迎來了第二次盛期——對(duì)多層木結(jié)構(gòu)建筑的探求。
2010年,《公共建筑物木材利用促進(jìn)法》頒布施行(簡(jiǎn)稱《促進(jìn)法》),標(biāo)志著日本正式進(jìn)入了木結(jié)構(gòu)建筑的大力推廣時(shí)代。在這之后,數(shù)次法規(guī)修改,測(cè)定樣式標(biāo)準(zhǔn),發(fā)布設(shè)計(jì)導(dǎo)則,以推動(dòng)中大型木結(jié)構(gòu)公共建筑的發(fā)展及規(guī)范建設(shè)。2021年,《修訂公共建筑物木材利用促進(jìn)法》發(fā)布,正式將“脫碳”寫入法律,并將推廣對(duì)象從公共建筑拓展到一般建筑⑤。2021年,政府確立了新的林業(yè)計(jì)劃,并建立了“wood change協(xié)會(huì)(民間建筑物木材利用促進(jìn)協(xié)會(huì))”以更廣泛地聯(lián)系從政府到從業(yè)者的各級(jí)人員,開始了新一輪的國民運(yùn)動(dòng)。
正交膠合木CLT(日文稱“直交集成板”)的技術(shù)引進(jìn)是乘著中大型木結(jié)構(gòu)推廣的東風(fēng)來的。日本對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑政策態(tài)度的轉(zhuǎn)變,極大地受到人工林待采壓力的推動(dòng)。盡管現(xiàn)在日本的住宅多為木結(jié)構(gòu)建筑,然而從老齡化等人口的減少趨勢(shì)中也可預(yù)見到木材在住宅方面的消費(fèi)限度,反觀非住宅建筑微乎其微的木結(jié)構(gòu)占比,如此可觀的木材待消費(fèi)量亟需新的中大規(guī)模木結(jié)構(gòu)建造體系來消化(圖1)。20世紀(jì)90年代歐洲奧地利、瑞士等研發(fā)的正交膠合木材非常符合日本的需求——與原木材及其他工程木相比,CLT的木料使用量大,可活用小木料,并且歐洲已有CLT中高層建成案例顯示出其材料的潛能。
2010年左右,日本政府開始推動(dòng)CLT相關(guān)技術(shù)的本土化。2013年末,農(nóng)林水產(chǎn)省發(fā)布了CLT材料的JAS(日本農(nóng)林規(guī)格)認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn),即正交膠合木的日本農(nóng)林規(guī)格的告示⑥,制定了日本標(biāo)準(zhǔn)的CLT板材的幾種膠合尺寸,并授權(quán)數(shù)家制材企業(yè)的工廠合規(guī)生產(chǎn)。日本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的制定參考了美國等已有標(biāo)準(zhǔn),但根據(jù)本國樹種的木材特性、災(zāi)害防控需求等國情重新進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定,且無疑比北美或歐洲的標(biāo)準(zhǔn)都更為謹(jǐn)慎嚴(yán)格。例如,日本規(guī)定膠合薄板的厚度必須在12~50mm且原則上只能同厚度薄板相膠合,而歐美則可以根據(jù)不同需求自由組合薄板的厚度。對(duì)于需要承載更多豎向力的板材,就可以選相對(duì)厚的縱向薄板和更薄的橫向薄板相互正交膠合,以減少自重和成本,獲得最佳效益。另外,受日本運(yùn)輸條件即道路寬度的限制,CLT板材無法像歐美那樣生產(chǎn)或定制大板,只能在單一方向有限加長,運(yùn)輸寬度嚴(yán)格受限在2.5m左右,這大大減損了CLT作為雙向受力板材的發(fā)揮空間,例如作為樓板材的使用。嚴(yán)格管控的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和有限的獲批工廠提高了包括運(yùn)輸成本在內(nèi)的材料成本,導(dǎo)致國產(chǎn)CLT面對(duì)進(jìn)口材缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。盡管相比海外,日本國產(chǎn)CLT板材受到諸多限制,2013年底農(nóng)林規(guī)格的發(fā)布標(biāo)志著CLT正式進(jìn)入了日本木質(zhì)材料的討論范疇。
2014年一般被認(rèn)為是CLT在日本發(fā)展的開始。日本制CLT的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化之后,使其成為備受關(guān)注的新材料,不少人看好其對(duì)中高層建筑的適用性,并呼吁早日制定強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)并發(fā)布設(shè)計(jì)法以推廣實(shí)踐。同年3月,日本國會(huì)通過了緩和3層木結(jié)構(gòu)學(xué)校建筑限制的法案,并在6月對(duì)《建筑基準(zhǔn)法》進(jìn)行了修訂,緩和了對(duì)中大型木結(jié)構(gòu)的部分限制⑦。在緩和與促進(jìn)的大背景下,11月,國土交通省及林野廳發(fā)布了《CLT普及路線圖(CLTの普及に向けたロードマップ)》,明確了到2017年3年間的第一階段發(fā)展規(guī)劃。之后,2017與2021年均又針對(duì)新階段提出了新計(jì)劃,以及希望實(shí)現(xiàn)的最終目標(biāo)(表1)。
2021年日本建成建筑的木結(jié)構(gòu)比例
表1 “CLT 普及路線”摘要
第一階段(2014 2017)的目標(biāo)為材料性能數(shù)據(jù)及相應(yīng)制度的完善,主要由國土交通省及林野廳主導(dǎo)。旨在收集整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)材料強(qiáng)度、抗震防火性能等進(jìn)行測(cè)定,以確立相對(duì)易計(jì)算、易上手的CLT建筑一般設(shè)計(jì)法。其中亦包括對(duì)CLT板材作為墻體、樓板或抗震補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件的利用方式的研究開發(fā)。第二階段(2017 2020)的目標(biāo)旨在擴(kuò)大生產(chǎn)量和需求量,希望能由官需向民需擴(kuò)大,在結(jié)構(gòu)材、抗震補(bǔ)強(qiáng)材、內(nèi)裝材等多方向?qū)崿F(xiàn)CLT的活用,實(shí)現(xiàn)10萬m3的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。2021年再次更新了路線圖,發(fā)布了到2025年為止的利用擴(kuò)大目標(biāo),針對(duì)如認(rèn)知度低、與其他建造方法相比成本高、產(chǎn)量不穩(wěn)定等具體問題提出推進(jìn)策略。
為了實(shí)現(xiàn)CLT需求量,特別是民間需求量的增長,除了需要國家提供可參考的標(biāo)準(zhǔn)樣式及設(shè)計(jì)方法作為指導(dǎo)外,還需要擴(kuò)展大家對(duì)CLT的認(rèn)識(shí)和興趣。針對(duì)此普及需求,政府在制作法規(guī)的同時(shí)也策劃了一系列包括建設(shè)助成金在內(nèi)的促進(jìn)支援政策。嚴(yán)格的法規(guī)制定和豐富的政策促進(jìn)成為政府CLT普及事業(yè)并進(jìn)的兩條路。
在普及路線公布兩年后,作為其中的重要一環(huán),針對(duì)CLT4個(gè)方面的告示(統(tǒng)稱CLT關(guān)聯(lián)告示)于2016年由國土交通省發(fā)布并施行(表2):1)CLT材料品質(zhì)(3月31日);2)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)(3月31日);3)CLT 構(gòu)件的燃燒代償設(shè)計(jì)(3月31日);4)CLT建筑物的一般設(shè)計(jì)法(4月1日)。其中前三項(xiàng)為對(duì)既往告示的追加改訂:1)將CLT追加入2000年發(fā)布的告示(平成12年建設(shè)省告示第1446號(hào)),正式將“正交膠合木”追加為國家指定建材;2)將CLT的結(jié)構(gòu)計(jì)算相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如允許應(yīng)力、材料強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度等,追加入2001年發(fā)布的告示(平成13年國土交通省第1024號(hào));3)對(duì)新防火設(shè)計(jì)法(平成12年建設(shè)省告示第1358號(hào),平成27年國土交通省告示第253號(hào))的改訂。關(guān)于木結(jié)構(gòu)建筑物的防耐火可能性,已在2000年建筑基準(zhǔn)法的修訂中被法律承認(rèn)。此次的新防火設(shè)計(jì)法即在火災(zāi)發(fā)生后的一定時(shí)間內(nèi),主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件雖表面燃燒但不會(huì)發(fā)生倒塌或延燒的防火設(shè)計(jì)法,稱為燃燒代償設(shè)計(jì)(燃えしろ設(shè)計(jì))。與CLT一同被追加的還有結(jié)構(gòu)用單板層積材LVL,以及結(jié)構(gòu)用集成材這樣的有一定厚度的木質(zhì)材料。
第四項(xiàng)CLT 建筑物的一般設(shè)計(jì)法為新設(shè)告示。在對(duì)CLT板材建造方法進(jìn)行1:1等大模型的震動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)、構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)等一系列數(shù)據(jù)解析后,整理并提出了應(yīng)對(duì)不同規(guī)模建筑物的結(jié)構(gòu)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),及相應(yīng)的墻、樓板、屋面的做法樣式,使得無需特別申報(bào)審核的CLT結(jié)構(gòu)應(yīng)用成為可能。在此之前,所有使用CLT作為結(jié)構(gòu)體的項(xiàng)目都需要設(shè)計(jì)方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、提出數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)計(jì)算(時(shí)刻歴応答解析),向相關(guān)部門申報(bào)個(gè)別審核,往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力且成本可觀。
通過2016年這一系列改訂及新設(shè)告示的公布,CLT終于有了一般設(shè)計(jì)應(yīng)用的基礎(chǔ)。但之后備受詬病的是,這一“基礎(chǔ)”設(shè)定過于保守嚴(yán)謹(jǐn)。其一,將材料的應(yīng)用強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定在比實(shí)際實(shí)驗(yàn)得到的平均強(qiáng)度值低很多的幾乎最低值位置,雖然保證了新設(shè)計(jì)法的高安全性,但也導(dǎo)致按規(guī)范樣式計(jì)算出的結(jié)構(gòu)用料的無謂增加——不僅徒增結(jié)構(gòu)自重,且提升項(xiàng)目成本。因此,盡管有了通用樣式,部分設(shè)計(jì)者依舊選擇與有能力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)解析的結(jié)構(gòu)師合作,通過政府的個(gè)別結(jié)構(gòu)認(rèn)證申報(bào)以實(shí)施項(xiàng)目。其二,嚴(yán)格限制了CLT板材的應(yīng)用靈活度,例如前文提及的根據(jù)受力需求選擇不同厚度薄板膠合的做法目前在日本還未被允許,又如在歐美較常見的CLT與鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)體系的高層建筑,在日本實(shí)施起來也需要面對(duì)更嚴(yán)苛的法規(guī)限制和更困難的審核。
表2 日本木結(jié)構(gòu)及CLT 相關(guān)法規(guī)的變遷
安全為先的思考模式令日本CLT相關(guān)法規(guī)的制定更像是“先立后破”的過程,先制定一個(gè)幾乎不會(huì)出錯(cuò)的高安全閾值,之后再慢慢放寬這個(gè)限制,以確保所有的建成項(xiàng)目都是合規(guī)的。當(dāng)然,這種做法及緩慢的法令修改進(jìn)程也令很多相關(guān)從業(yè)者頗有異議。
如果說CLT相關(guān)法規(guī)是在設(shè)置嚴(yán)格的規(guī)范給新體系的發(fā)展控速,那么CLT的相關(guān)鼓勵(lì)政策及支援制度則是希望在各個(gè)層次加速。首先值得一提的是,木材利用促進(jìn)在各級(jí)政府文件中已被確定為責(zé)任和義務(wù),甚至可以說成為了這一時(shí)期日本的重要“國策”之一?!洞龠M(jìn)法》第3條及第4條已分別確立木材利用促進(jìn)是國家責(zé)任義務(wù)以及地方公共團(tuán)體的責(zé)任和義務(wù),第5條則明確“從業(yè)者協(xié)助政府(實(shí)現(xiàn)木材利用促進(jìn))的義務(wù)”,第6條甚至明文“國民應(yīng)協(xié)助各級(jí)政府執(zhí)行木材利用促進(jìn)事業(yè)”。CLT標(biāo)準(zhǔn)化后,各市級(jí)文件中開始加入針對(duì)CLT的條文。在CLT關(guān)聯(lián)告示發(fā)布的一年前,國土交通省官庁營繕部已正式將CLT追加寫入木結(jié)構(gòu)官廳設(shè)施(即政府建筑)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之中。在關(guān)聯(lián)告示發(fā)布之后的6月,以東京奧運(yùn)會(huì)為契機(jī),為快速消化并建立符合日本國情的CLT技術(shù)體系及產(chǎn)業(yè)生態(tài),由內(nèi)閣總理大臣決定,在各職能部門間組織形成了一個(gè)信息網(wǎng)——CLT利用促進(jìn)的相關(guān)部門聯(lián)絡(luò)會(huì)(CLT活用促進(jìn)に関する関係省庁連絡(luò)會(huì)),并設(shè)立了統(tǒng)一的對(duì)外窗口“CLT利用促進(jìn)政府統(tǒng)一窗口(CLT活用促進(jìn)のための政府一元窓口)”,自此全國家政府部門一齊參與CLT的推廣事業(yè)。例如一個(gè)月后,厚生勞動(dòng)省下屬的兒童福祉局等組織聯(lián)名給全國地方自治體的市長發(fā)送了“兒童福利相關(guān)設(shè)施,考慮到木材的柔軟、溫暖性……請(qǐng)協(xié)助積極利用CLT等木材”的通知⑧。地方自治體即各市級(jí)政府的基本態(tài)度延續(xù)國家政策,但會(huì)更具體地討論地域性木材利用、地域林業(yè)發(fā)展等。
除了在政策方針上發(fā)出號(hào)召外,林野廳主導(dǎo)并與國土交通省等其他政府機(jī)關(guān)合作,設(shè)立了多種支援措施及多個(gè)下屬組織,通過遴選及表彰優(yōu)秀建成案例、組織研修會(huì)或?qū)W習(xí)會(huì)、發(fā)放各種資金支持、保障生產(chǎn)供給體系等手段,大力推廣、吸引設(shè)計(jì)和施工從業(yè)者實(shí)踐應(yīng)用CLT等國產(chǎn)木質(zhì)材料。
3.3.1 經(jīng)濟(jì)支援方面
政府設(shè)立了多種經(jīng)濟(jì)援助制度(表3),對(duì)材料運(yùn)輸、建筑的建成、相關(guān)研究等發(fā)放補(bǔ)助。其中國土交通省及林野廳主管的各種“輔助事業(yè)”——指由政府提倡并提供補(bǔ)助的項(xiàng)目——是推廣CLT的重要支援制度。例如,林野廳下屬的全國木材組合聯(lián)合會(huì)(全國木材組合連合會(huì))負(fù)責(zé)管理的“日本農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)材實(shí)證支援項(xiàng)目(JAS構(gòu)造材実証支援事業(yè))”,該項(xiàng)目以使用日本國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)材的非住宅項(xiàng)目為中心進(jìn)行全國招募,為通過申請(qǐng)的建筑項(xiàng)目提供部分材料運(yùn)輸費(fèi),每年預(yù)算約50億日元。又如國土交通省下屬的木材利用推進(jìn)協(xié)會(huì)(木を活かす建築推進(jìn)協(xié)議會(huì))負(fù)責(zé)運(yùn)營的“可持續(xù)建筑等的先驅(qū)項(xiàng)目(サステナブル建築物等先導(dǎo)事業(yè))”,又稱木結(jié)構(gòu)先驅(qū)項(xiàng)目,每年進(jìn)行2~3次招募和評(píng)審,評(píng)選并表彰優(yōu)秀木結(jié)構(gòu)建筑案例。近年的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目多涉及CLT的運(yùn)用,2021年的第三期評(píng)審中當(dāng)選的6個(gè)項(xiàng)目均不同程度地利用了CLT,如預(yù)制單元、抗震墻、通過政府個(gè)別認(rèn)證的2小時(shí)耐燃樓板等。
除了林野廳、國交省這兩個(gè)主要部門主管的項(xiàng)目外,文部科學(xué)省和厚生勞動(dòng)省還會(huì)分別對(duì)學(xué)校和醫(yī)療護(hù)理等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供CLT項(xiàng)目補(bǔ)助。例如,公立中小學(xué)校的新建項(xiàng)目若利用CLT,則可以得到文部科學(xué)省補(bǔ)助其項(xiàng)目費(fèi)用的1/2,改造項(xiàng)目則可以得到1/3的補(bǔ)助。
表3 日本CLT 等木質(zhì)材料的主要支援制度的摘要
3.3.2 人才培養(yǎng)方面
輔助事業(yè)表彰的先驅(qū)案例多是已有接觸或研究CLT的經(jīng)驗(yàn),并有出眾設(shè)計(jì)能力、結(jié)構(gòu)計(jì)算能力的設(shè)計(jì)方,這些案例除了能夠鼓勵(lì)有能力的設(shè)計(jì)者持續(xù)探索之外,還起到了宣傳作用。如何普及、培養(yǎng)更多的參照一般設(shè)計(jì)方法普遍使用CLT的相關(guān)從業(yè)者,是推廣政策的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。為此,相關(guān)機(jī)構(gòu)及組織每年均會(huì)舉辦面向不同人群的多種學(xué)習(xí)討論會(huì),如面向設(shè)計(jì)、施工方舉辦普及技術(shù)知識(shí)的講習(xí)會(huì),面向開發(fā)商舉辦提升項(xiàng)目開發(fā)與策劃視野的研修會(huì)等。例如2016年關(guān)聯(lián)告示發(fā)布后,同年發(fā)布了《CLT關(guān)聯(lián)告示等說明書(CLT関連告示解説書)》和《應(yīng)用CLT的建筑物設(shè)計(jì)施工手冊(cè)(CLTを用いた建築物の設(shè)計(jì)施工マニュアル)》,組織講習(xí)會(huì)解讀法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和一般設(shè)計(jì)法的使用方法。為了進(jìn)一步將人才培養(yǎng)組織化、系統(tǒng)化,2017年國交省等相關(guān)機(jī)構(gòu)組成工作組,開始著手討論設(shè)立新工種,即專門針對(duì)中大規(guī)模木結(jié)構(gòu)的職業(yè)資質(zhì)⑨。同時(shí),為了加強(qiáng)地方人才的建設(shè),林野廳則于2018年開始設(shè)立專家派遣制度,向具體項(xiàng)目提供無償咨詢服務(wù),加強(qiáng)和地方建筑師協(xié)會(huì)、施工界的信息共享和交流協(xié)作。
3.3.3 生產(chǎn)保障方面
盡管日本本國有著豐富的、亟待使用的林業(yè)資源,但由于地方產(chǎn)業(yè)體系不成熟、木材調(diào)運(yùn)困難等原因,國產(chǎn)集成材的成本偏高,相當(dāng)長一段時(shí)間都無法與海外進(jìn)口材的價(jià)格抗衡。為了增強(qiáng)國內(nèi)木質(zhì)材料的產(chǎn)量和競(jìng)爭(zhēng)力,林野廳在10 年內(nèi)補(bǔ)助新建了19 個(gè)原木年消耗量達(dá)5 萬m3的制材工廠,向原來沒有大規(guī)模制材工廠的地區(qū)引入大規(guī)模生產(chǎn)的集約化工廠,或與原有的地方工廠合作建立新工廠⑩。日本國產(chǎn)材的產(chǎn)量有顯著上升,2017 年CLT 產(chǎn)量達(dá)到了2016 年度的4 倍。截至2021 年,CLT 的相關(guān)資格工廠增長到29 個(gè),其中8 家制造企業(yè)的9 家工廠可以合規(guī)生產(chǎn)CLT 板材,多分布在森林資源的臨近區(qū)域,總年產(chǎn)量可達(dá)8 萬m3,另有20家得到認(rèn)可的加工企業(yè)可以進(jìn)行CLT 板材的切削等加工。然而,日本國內(nèi)木材的供應(yīng)量依舊不穩(wěn)定,根據(jù)林野廳于2021 年發(fā)布的年度林業(yè)白皮書數(shù)據(jù)顯示,近年疫情影響下國際木材市場(chǎng)混亂,導(dǎo)致國內(nèi)木材供不應(yīng)求、價(jià)格高漲的問題尤為明顯。增加產(chǎn)能、降低成本、開發(fā)進(jìn)口材的替代材的發(fā)展需求也是2021 2025 年“CLT 普及路線”的要點(diǎn)之一。
除牽頭的林野廳及其他相關(guān)政府部門外,學(xué)術(shù)組織、技術(shù)團(tuán)體、建設(shè)公司(ゼネコン)、建筑師團(tuán)體等也是CLT技術(shù)發(fā)展鏈上的重要一環(huán)。
與政府有直接交流及合作關(guān)系的學(xué)術(shù)、技術(shù)組織是最有影響力的,政府法規(guī)、官方指南中的標(biāo)準(zhǔn)也參照了其委托組織的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告。例如,1977年成立的日本住宅木材技術(shù)中心(公益財(cái)團(tuán)法人),長期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)認(rèn)證、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定等業(yè)務(wù),在2014年后積極參與了CLT的推廣活動(dòng),于2016年CLT關(guān)聯(lián)告示發(fā)布后同年發(fā)布的《CLT關(guān)聯(lián)告示說明書》和《應(yīng)用CLT的建筑物設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》即為該團(tuán)體撰寫,作為CLT法規(guī)的解釋說明、計(jì)算參照與設(shè)計(jì)指南。又如,日本CLT協(xié)會(huì)(一般社團(tuán)法人),每年都會(huì)主辦公開的CLT論壇和講座、木工技能講習(xí)會(huì)、CLT主題競(jìng)賽等;日本系統(tǒng)設(shè)計(jì)事務(wù)所(日本システム設(shè)計(jì)(株))受林野廳的委托對(duì)CLT的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集、分析,撰寫相關(guān)報(bào)告;同受林野廳委托收集分析CLT性能數(shù)據(jù)的還有木結(jié)構(gòu)振興株式會(huì)社(木構(gòu)造振興),從2015年開始每年都會(huì)公開發(fā)布報(bào)告書,包括《CLT板材螺釘節(jié)點(diǎn)構(gòu)造研究報(bào)告》等。這些團(tuán)體組織還會(huì)共同發(fā)起報(bào)告會(huì)、交流會(huì)等,討論CLT相關(guān)技術(shù)發(fā)展及實(shí)踐案例的最新進(jìn)展。
響應(yīng)號(hào)召的建設(shè)公司也在近年增加了CLT的產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目,與事務(wù)所的個(gè)案設(shè)計(jì)的目標(biāo)方向不同,多以如何能量產(chǎn)推廣、普遍適用為目標(biāo)。因此,建設(shè)公司多會(huì)以性能方面的指標(biāo)為切口進(jìn)行研發(fā),如木質(zhì)構(gòu)件耐火性能、隔音效果等級(jí)提升、CLT單元預(yù)制等。這些開發(fā)項(xiàng)目也能得到政府的資金補(bǔ)助,并且很多公司已將環(huán)境可持續(xù)發(fā)展及國產(chǎn)木材開發(fā)等作為公司發(fā)展的重要方向。例如,三菱地所(株)提出了“三菱地所集團(tuán)SDGs 2030”的集團(tuán)發(fā)展路線,于2017年專門設(shè)立了一個(gè)名為“三菱地所CLT WOOD PROMOTION Unit”的研發(fā)部門,進(jìn)行以CLT部材活用、縮短工期、降低成本為中心的項(xiàng)目開發(fā)。其項(xiàng)目如CLT Park Harumi(與隈研吾建筑都市設(shè)計(jì)事務(wù)所合作設(shè)計(jì))曾獲評(píng)2020年林野廳輔助事業(yè)“wood design優(yōu)秀賞”等政府鼓勵(lì)。2020年1月,三菱地所聯(lián)合竹中工務(wù)店(株)、大豐建設(shè)(株)、山佐木材(株)等其他6家建設(shè)及制材公司一起,出資建立了新公司MEC Industry(株),在鹿兒島縣湧水町設(shè)立全能工廠,從原木調(diào)配到成熟的商品化構(gòu)件制造一氣呵成,旨在彌合因現(xiàn)存的“原木采集、制材、制造加工、銷售”地點(diǎn)分散、鏈條分?jǐn)?、運(yùn)輸成本高等導(dǎo)致木質(zhì)材價(jià)格過高的問題。2022年4月,該公司開始販?zhǔn)跜LT預(yù)制裝配式住宅,100m2規(guī)模的一層住宅定價(jià)1 000萬日元(約合50萬~60萬人民幣)。除此之外,竹中工務(wù)店、大林組、熊谷組等也發(fā)表過多篇討論CLT耐火、耐震、隔音、混合結(jié)構(gòu)等研發(fā)項(xiàng)目的成果報(bào)告。
從政府的視角來看,CLT及中大規(guī)模木結(jié)構(gòu)的推廣無疑是國家鼓勵(lì)下的整體社會(huì)動(dòng)向。然而實(shí)際上小部分相關(guān)從業(yè)者、研究者具有相當(dāng)?shù)淖灾餍?,在整個(gè)推動(dòng)過程的大背景中平行發(fā)展甚至更早地就開始發(fā)揮自身的力量。例如,team Timberize(NPO法人)是一個(gè)從2001開始自發(fā)組織討論木材料可能性的團(tuán)體,在2011年取得了法人資格,團(tuán)隊(duì)的理事有建筑師、大學(xué)教授、研究員等,包括多位對(duì)CLT有深入研究或設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的人,一直在例行組織相關(guān)論壇、研討會(huì)、策劃展覽、組織學(xué)生工作營、與地方展開項(xiàng)目合作等。又如名為Ki的中大規(guī)模木結(jié)構(gòu)研究會(huì)更偏向于技術(shù)層面的志愿活動(dòng),包括對(duì)木材進(jìn)行性能測(cè)定、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造研究與實(shí)驗(yàn)、構(gòu)建數(shù)據(jù)庫、公開發(fā)布數(shù)據(jù)信息等。與之相似的還有中大型木結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)協(xié)會(huì)(中大規(guī)模木造プレカット技術(shù)協(xié)會(huì))等,多向一般從業(yè)者提供技術(shù)咨詢支持。這些志愿團(tuán)體中的一些核心成員同時(shí)多方活躍于不同的組織中,或任職于大學(xué),或受聘于政府的專業(yè)顧問。除此之外,一些大學(xué)相關(guān)專業(yè)的教授及其研究室也可看作是CLT研發(fā)的“小志愿團(tuán)體”,其產(chǎn)-學(xué)合作項(xiàng)目更具有突破性與實(shí)驗(yàn)意味。
還有一些自發(fā)組織的地方團(tuán)體則更帶有產(chǎn)業(yè)建設(shè)的性質(zhì)。例如岡山縣西粟倉村的“百年森林合作社(西粟倉百年の森林協(xié)同組合)”,組織起了包括林業(yè)、采伐、搬運(yùn)業(yè)、制材、加工業(yè)、設(shè)計(jì)、管理等村內(nèi)相關(guān)企業(yè)及從業(yè)者,目標(biāo)是共同把本村建設(shè)為世界最先進(jìn)的可持續(xù)林業(yè)、設(shè)立能夠得到FSC認(rèn)證的森林和加工廠,成為“SDGs未來都市”?。在正式成立這個(gè)合作社之前,西粟倉村已為如何實(shí)現(xiàn)符合當(dāng)?shù)厣謼l件的“百年森林事業(yè)”討論、嘗試了10年,包括間伐劣質(zhì)木、通過設(shè)計(jì)活用不適合做木料的木材、生產(chǎn)特色商品等。
從2015 年的25 個(gè)建成案例到2021 年的160 個(gè)新增建成項(xiàng)目,日本的CLT 建筑物總數(shù)達(dá)到了779 棟。從連續(xù)增長的CLT 建成數(shù)量可以看出,日本自2014 年以來的引進(jìn)推廣路線取得了一定成效。然而,前置的嚴(yán)苛法規(guī)限制和區(qū)域性的林業(yè)制材限制依舊是日本想要繼續(xù)普及CLT 板材、持續(xù)發(fā)展中大型木結(jié)構(gòu)必然要面臨的問題。數(shù)據(jù)方面,材料認(rèn)定強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)線需提高,認(rèn)可CLT 本身具有的強(qiáng)度,為進(jìn)一步推行普遍可實(shí)施的CLT建筑設(shè)計(jì)法提供設(shè)計(jì)空間。生產(chǎn)方面,需要與地方廠商達(dá)成合作,實(shí)現(xiàn)地域性的林業(yè)循環(huán),減少運(yùn)輸限制帶來的負(fù)面影響。法規(guī)的修改和政策的促進(jìn)依舊是進(jìn)一步發(fā)展的基石和背景,也必然會(huì)繼續(xù)迎來一次次修改。
本文的順利成稿需要特別感謝京都大學(xué)生存圏研究所五十田博教授,最后引用五十田老師對(duì)日本CLT法規(guī)的展望作結(jié):“法規(guī)實(shí)則已改變了很多。自1990年左右開始建造大型當(dāng)代木結(jié)構(gòu)建筑以來,已經(jīng)過去了30年,法規(guī)已經(jīng)發(fā)生了令人驚訝的大變化,以至于可以做很多事情??赡苓M(jìn)展緩慢,但它在不斷變化。然而,仍有些非常嚴(yán)格的規(guī)定,我認(rèn)為必須在技術(shù)根據(jù)的支持下進(jìn)一步改變?!?/p>
“我們現(xiàn)在之所以建木結(jié)構(gòu)建筑,是因?yàn)槟臼且环N資源循環(huán)材料,對(duì)地球環(huán)境有好處,節(jié)能。但新建建筑增加的同時(shí),既存建筑還處于被忽視的狀態(tài),今后既存建筑的節(jié)能改造也是必須的。在國外,有在外墻貼上木板進(jìn)行隔熱,內(nèi)部也用CLT進(jìn)行輕量化補(bǔ)強(qiáng),從能源和抗震兩方面進(jìn)行改造的案例。在法律法規(guī)方面,希望我們也能考慮到既有建筑的情況并做出努力?!?/p>
“在推廣方面,想用木材建造的設(shè)計(jì)師,常希望整個(gè)結(jié)構(gòu)都能用木材,有時(shí)甚至勉強(qiáng)也要達(dá)成,我認(rèn)為這不是一個(gè)好的方向。CLT 的特點(diǎn)可以通過跟其他結(jié)構(gòu)和材料的結(jié)合得到更好的利用。我認(rèn)為推廣CLT 的關(guān)鍵之一將是能否普遍建造將鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與木材或木結(jié)構(gòu)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)?!?/p>
致謝:非常感謝京都大學(xué)生存圏研究所五十田博教授百忙之中于2022 年10 月7日接受采訪,并提供了寶貴信息和觀點(diǎn)。
注釋
①《建筑基準(zhǔn)法(建築基準(zhǔn)法)》,是為保護(hù)公民的生命、健康和財(cái)產(chǎn),對(duì)建筑物的場(chǎng)地、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等的最低標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定的法律。為取代《城市建筑法》(1919 年)而于1950 年制定(第201 號(hào)法),至今經(jīng)歷了多次修訂。
② 據(jù)林野廳發(fā)布的" 森林資源現(xiàn)狀" 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示(令和3 年度森林?林業(yè)白皮書,p18)。
③林野廳,日本農(nóng)林水產(chǎn)省的兩個(gè)對(duì)外事務(wù)局之一(另一個(gè)為水產(chǎn)廳),責(zé)權(quán)范圍為民有林及國有林的林業(yè)資源維護(hù)、規(guī)劃管理、及木材的利用促進(jìn)等。國土交通省,簡(jiǎn)稱國交省,是日本的中央省廳之一,負(fù)責(zé)基礎(chǔ)設(shè)施、交通和旅游等全面系統(tǒng)地利用、開發(fā)和保護(hù)國家土地。
④ 數(shù)據(jù)來源《京都協(xié)議目標(biāo)達(dá)成計(jì)劃(京都議定書目標(biāo)達(dá)成計(jì)畫)》,2005 年 4 月28 日內(nèi)閣決定,環(huán)境省發(fā)布。2006 年部分修訂,2008 年全面修訂。第一期目標(biāo)為2008~2012 年每年平均消減溫室氣體排放6%,其中3.8% 靠森林吸收。2014 年公布數(shù)據(jù)顯示,該目標(biāo)達(dá)成,5 年中平均每年比基準(zhǔn)年碳排量削減了8.4%。第二期目標(biāo)以2005 年碳排量為基準(zhǔn),2012~2020的8 年間每年削減3.8%,其中2.8% 靠森林吸收。
⑤ 《公共建筑物木材利用促進(jìn)法》,2010 年5 月26 日頒布,10 月1 日實(shí)施。《改正公共建筑物木材利用促進(jìn)法》,全稱 "關(guān)于促進(jìn)在建筑中使用木材等以促進(jìn)實(shí)現(xiàn)低碳化社會(huì)的法律"(脫炭素社會(huì)の実現(xiàn)に資する等のための建築物等における 木材の利用の促進(jìn)に関する法律),于2021 年10 月1 日實(shí)施。前一年(2020 年)10 月,日本發(fā)布了“2050 實(shí)現(xiàn)碳中和” 的宣言。
⑥ 告示,日本法令的一種,專指由政府職權(quán)部門發(fā)布的通告。CLT 的JAS 標(biāo)準(zhǔn)告示發(fā)布于2013 年12 月20 日(農(nóng)林水産省告示第 3079 號(hào):「直交集成板の日本農(nóng)林規(guī)格」)。
⑦ 學(xué)校建筑的法律限制的緩和,《關(guān)于緩和木結(jié)構(gòu)3 層學(xué)校建筑的建設(shè)和結(jié)構(gòu)適用性判定的法律》(木造3階建學(xué)校校舎の建設(shè)に向けての緩和や構(gòu)造適判緩和などの法案);建筑基準(zhǔn)法的修改(建築基準(zhǔn)法の一部を改正する法律(平成26 年法律第54 號(hào))),2014 年6 月4 日公布,2015 年6 月1 日施行。其中包括法第21 條第2 項(xiàng)及法第27 條第1 項(xiàng)對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修改,第21 條為“ 大規(guī)模建筑物主要結(jié)構(gòu)部的規(guī)制的修改“(大規(guī)模の建築物の主要構(gòu)造部に関する規(guī)制の見直し),第27 條為“3 層建學(xué)校建筑的相關(guān)規(guī)制修改”(3 階建の學(xué)校などに関する規(guī)制の見直し)。
⑧ 即“「社會(huì)福祉施設(shè)等における木材の利用の促進(jìn)及びCLT の活用について」という通知”,來源:作為遵守《促進(jìn)公共建筑中使用木材法》的一環(huán)(コンプライアンスの一環(huán)として「公共建築物等木材利用促進(jìn)法」を遵守する)》,秋野卓生(律師),建築技術(shù)2017 年4 月刊,p180。
⑨ 國交省等關(guān)聯(lián)機(jī)關(guān)及組織于2017 年6 月14 日首次召開“木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)工作組(木質(zhì)構(gòu)構(gòu)造工事業(yè)WG,WG:workinggroup)”,為探討如何建立中大型木結(jié)構(gòu)建筑的專業(yè)資質(zhì)體系,并最終將木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑業(yè)登錄為建筑業(yè)法中的許可行業(yè)。與會(huì)組織還包括日本集成材工業(yè)協(xié)會(huì)(日本集成材工業(yè)協(xié)同組合)、日本CLT 協(xié)會(huì)、全國木材協(xié)會(huì)(全國木材組合連合會(huì))、全國土木工事協(xié)會(huì)(JBN 全國工務(wù)店協(xié)會(huì))等。
⑩ 數(shù)據(jù)來源:林野廳《2021 年森林及林業(yè)動(dòng)向(令和3 年度森林及び林業(yè)の動(dòng)向)》報(bào)告,p30。
?FSC 認(rèn)證,即非贏利組織森林管理協(xié)會(huì)(Forest Stewardship Council)的國際認(rèn)證,包括FM(Forest Management)認(rèn)證和CoC (Chain of Custody) 認(rèn)證。提倡以保護(hù)森林可持續(xù)性、保障勞動(dòng)者及先住民權(quán)益、維系地域文化等為原則建立適當(dāng)?shù)纳止芾砼c利用產(chǎn)業(yè)體系。