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低碳新材:交叉层压木材(CLT)——纹理美观,不用涂料装饰

发布于:2023-06-06 10:17:06 来自:建筑设计/建筑构造 [复制转发]


目前世界范围内的建筑行业都以钢材和混凝土为主要材料,但是 随着全球对可持续发展与碳排放的关注度逐年提高, 作为二氧化碳主要排放产业的建筑行业在寻找高耗能材料 的替代品。


对此,很多人就将目光看向了木材,木材作为 一种可再生 资源,除了无污染外其自然的花纹和色彩赢得了很多设计师们的青睐。


其中, 交叉层压木材(CLT) 在欧洲普及并逐渐受到全世界地区的关注。下面我们详细了解下这个材料。


CLT是交叉层压木材(Cross Laminated Timber)的简称,是将实心锯材( 即从单根原木材切割出的木材)并排放置后层层堆叠胶合而成 高厚度的一种板材 通常由3~9层奇数木板、木纹方向呈90度交错贴合而成。


交叉层积材结构分析,不同方向的纹理叠加形成各个方向的稳定性


该材料本质上具有很强的承重能力,不论是在纵向,还是横向组合应用方面,都可以作为一种重要的承重材料。 理论上讲,可用于 高达10层木结构建筑的结构材料,并且可 以作为水泥或钢材的可替代材料。


实景图


凭借简易的制作过程与相比普通木材更可靠的稳定性,而逐渐成为众多建筑师理想的实践用材。


据Fortune Business Insights预计,全球CLT市场将从2021年的8.06亿美元增长到2028年的20.661亿美元,预测期的年复合增长率为14.4%。


- 01 -

材料特性

Performance


① 外形美观

CLT纹理十分美观,许多墙体或地板不用涂料进行装饰,节省了开支,有效避免了涂料等室内装修污染源。


② 强度高,抗震性能好

结构重量轻、高硬度,能承受重大荷载,且无收缩或变形。

将横纹和竖纹交错排布的规格木材胶合成型,强度可替代混凝土材料,经有关测试表明,以该材料组合成的木建筑物抗震性能良好。


③ 安全环保,生态友好

耐火性高 ,根据面板的厚度,CLT的隔热性能可以达到很高。

是一种绿色可持续材料,由木材制成,生 成过程中不需要燃烧化石燃料。 施工时对周围环境的影响很小,使二氧化碳达到正平衡。


④ 拼接灵活

通过添加层数可以很容易地增加板材的厚度,并且可以通过将面板连接在一起来增加面板的长度或宽度。


⑤ 安装方便

因其 面板质量轻,能够相应减轻基础承重压力,减少基础用量。 在施工过程中对机械 的量级要求较低,不必使用大型机械即 可完 成安装。


九间廊桥实景图 ?锐境建筑空间摄影


⑥ 材料利用率高

CLT的生产过程中基本不产生废料,所有边角料都可应用在某道工序中。


⑦ 可预制,施工周期短

具有极高的预制性,施工过程中易于处理。由 CLT制成的地板或墙 壁可以在达到施工现场之前完全准备好, 并可按要求定制面积和厚度,从而缩短交付周期 并可能减低整体施工成本。


⑧ 使用场景多样

由于可替代混凝土或钢相当的性能, 既可以是承重结构,也可以是围护结构, 可以用于外墙、隔墙、屋顶、天花板和地板。


CLT材料细部 ?Tristan Deschamps


- 02 -

加工工艺及安装节点

Technic


1、产品参数


不同的生产商生产的交错层压木材有所差异,这主要取决于 木料的种类、级别和木层的大小、胶水类型和连接工艺 的细节。


每一块压制好的木板的木片层数可以有3片到7片,甚至更多不等,并且木板的厚度可以从10到40.5厘米 长度仅受压床的长度的限制,欧洲最大的压床现在可达16米。


在2021年国际建造法规(International Building Code)对于CLT等质量木材做结构的建筑规定中,增添了三种新的建造类型,分别为:


① 建筑最高可做到18层,所有木材均须包裹防火层;

② 建筑最高可做到12层,部分木制墙面和天花可以裸露;

③ 建筑最高可做到9层,除了机井等处,全部木质结构均可裸露,且需满足两小时的抗火要求。


2、生产步骤


正交胶合木(CLT)的生产可分为九个步骤:

初选木材、木材分组、木材刨平、木材切割、粘合剂应用、面板铺设、装配压制、质量控制和最后的营销运输


3、加工工艺


① 通过将连续垂直背胶层木堆积而成;

② 使用较大的水压或真空压力机使那些堆积的层木压成相互紧锁的木板;

③ 用计算机数控控制机器对压制后的木板进行进一步加工以确定其规格大小及成形,使其最后加工成所需的建筑构件。


- 03 -

应用案例

Application case



1、立面应用


木材大厦是昆士兰第一座采用完全 大规模工程木材CLT(交叉层压木材) 垂直结构的多层次商业建筑。


实景图


CLT增加了无柱可用的楼层面积,并打造了一个更坚实的外墙,从而提供了一个非常有效的建筑围护结构。


实景图


暴露在外的木材结构、较小的无柱楼板和宽大的窗户所产生的效果,为商业办公提供了一个全新的类型。


实景图 ? Rafael Gamo


Valle San Nicolás俱乐部项目采用了 交叉层压木材(CLT) 建筑系统,梁柱结构按圆形平面的径向轴线分布,进一步凸显出圆环形的建筑体量结构。


实景图 ? Rafael Gamo


一系列石墙嵌入在木框架中,将建筑体量锚定在湖中。


实景图 ? Rafael Gamo

该住宅建筑由 CLT(交叉层压木材) 制成,用于 地板、立面和墙壁 ,并将生物气候设计、控制能源使用、碳储存与超过2000m3的实木结构相结合。


实景图


实木CLT结构在工厂预制,结构工程工期减半,与混凝土施工相比,工地卡车转车次数减少6-8次,减少施工现场对当地居民的滋扰。


实景图


阳台的地板是由 回收的CLT 窗户边角料制成的。


实景图


在整个生命周期的碳排放方面堪称典范,获得了获得 BBCA(低碳建筑)标签。


实景图


dRMM的Wintringham小学外立面由 交叉层压木材(CLT)框架 构成。

实景图


作为可持续发展木材建筑的先驱,dRMM选择CLT材料是因为它的低碳特性——上层建筑的碳封存量为166公吨,使Wintringham的碳排放量仅为RIBA 2030年 "正常情况 "学校的49%。


CLT的使用减少了现场的时间,创造了一个更安全和更清洁的工作环境。


实景图


2、吊顶应用


浙江建德绪塘人家驿站建筑上部使用 胶合木结构 支撑起整片的弧形屋顶。


绪塘人家驿站实景图 ? 樊明明

绪塘人家驿站实景图 ? 樊明明


构件均由工厂预制,加快施工效率,减少现场作业对环境的破坏。


绪塘人家驿站实景图 ? 樊明明


在饰面材料上,立面采用碳化木,吊顶采用红雪松,室外地面采用菠萝格。木材的使用帮助建筑更好的融入环境。


航站楼实景图 ?Maxime Brouillet


加拿大Chibougamau-Chapais机场航站楼的设计采用了 胶合木和交叉层压木材(CLT)结构板 等高性能产品。


实景图   ?Maxime Brouillet


木墙围合了等候区的三个侧面,顶部凸起的屋顶形成了一个朝南的天窗。


 实景图 ?Maxime Brouillet


屋顶采用工程木材和钢构件, 跨度12m的应力CLT面板 通过两端木柱支撑,柱子以高强度钢棒加固,从中心连接到四壁。


 实景图  ?Maxime Brouillet

屋顶设计 ?EVOQ + ARTCAD in joint venture


实景图 ? Iwan Baan; Courtesy Kevin Daly Architects


Houston Endowment总部建筑使用了 混合钢和交叉层压木材(CLT)


实景图 ? Iwan Baan; Courtesy Kevin Daly Architects


交叉 层积材作为一种新的质量木材,通常由3~9层奇数木板、木纹方向呈90度交错贴合而成,这种材料不仅能够满足所需的强度,同时作为一种可再生资源,减少了建筑的碳足迹,与CLT结合使用的钢框架则提供了稳定性和灵活性。


实景图 ? Iwan Baan; Courtesy Kevin Daly Architects


建筑复杂的格状雨棚最大限度地提高了建筑内的采光,同时最大限度地减少了室内冷却需求和能源消耗。钢和交叉层压木材结构的组合,使该总部建筑兼顾了高效率与视觉吸引力。


实景图 ? Iwan Baan; Courtesy Kevin Daly Architects


瑞典Gjuteriet大楼的内部设计在现有的钢结构框架中置入了胶合木和CLT。


实景图 ? Rasmus Hjortsh?j – COAST


木材作为主要的可再生材料,它定义了能够提供健康环境的全新空间。


3、景观装置


这座用CLT(正交胶合木)搭建的临时亭子位于东京晴海的一处空地上,可以用来举办活动和表演。


实景图 ?Kawasumi · Kobayashi Kenji Photograph Office


尺寸为160cm x 350cm、厚度21cm的CLT板材与钢架相结合 ,形成一个半户外的空间。一系列木质墙板呈螺旋状上升,犹如飞向天空的树叶。


实景图 ?Kawasumi·Kobayashi Kenji Photograph Office


为了在阻隔风雨的同时引入光线,CLT板之间的空隙以风筝形状的超透明Tefka(高性能氟树脂薄膜)填充,使进入亭子的光线呈现出阳光洒进森林的感觉。


夜晚实景图 ?Satoshi Takae


构成巴塞罗那馆新装置“Mass Is More” 的所有元件全部采用了 CLT木材面板 ,设计师运用木材优雅地展示了材 料的性能、结构和触感。


实景图   ?Adria Goula

实景图 ?Adria Goula


结语:

CLT已经展现出了其在低碳环保方面的潜力,随着更多项目投入使用和更加深入的研究,CLT也许会成为减少建筑碳排放的发展方向之一。


让木材替代钢筋混凝土,以结构材料的身份重新进入现代人的视野,带来更加高效、环保且自然的城市生活。


  • lijiawei411
    lijiawei411 沙发

    材料本质上具有很强的承重能力,不论是在纵向,还是横向组合应用方面,都可以作为一种重要的承重材料。 理论上讲,可用于 高达10层木结构建筑的结构材料,并且可 以作为水泥或钢材的可替代材料。

    2023-10-11 09:47:11

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这个家伙什么也没有留下。。。

建筑构造

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