正交胶合木在木质摩天大楼当中的应用研究

摘要：当今国内建筑材质多以钢筋和混凝土为主，替代了传统木质材料。但是新型工程木材的发展使木质材料重回大众视野，使木质摩天大楼成可能。本文分析了以新型工程木材正交胶合木（CLT）在摩天大楼中的使用可行性为前提，提供对策及建议。

关键词：CLT、木质摩天大楼

在传统建筑当中，尤其是亚洲，木材一直被广泛作为建筑材料使用。但是由于时代发展需求，城市人口的快速增涨，城市中心地寸土寸金，使经济繁荣的街区建筑往摩天大楼的方向发展进化。传统木质建材被冰冷的新材料钢和混凝土所替代，但是随着科技进步以及人们环保意识的增强，新型木质建材重新回到大众视野。以正交胶合木（CLT）为例，这是一种超强的胶合板材，通过将不同的木材粘合在一起，形成与钢材强度相当的层状复合材料，这种新材料与数控铣床等精密数字制造工艺相结合，使建筑师在一个世纪前无法想象的木质摩天楼建筑成为可能。

一、CLT建材的材性

CLT全称为cross-laminated timber，正交胶合木。胶合也称之为粘接、叠合，使用无溶剂的胶粘剂，胶合后反复压动，以排除空气板材与板材之间的空气，使其能更加严密贴合，紧实粘合胶层。所谓正交是通过垂直堆叠板材，以此实现板材或面层，甚至墙体的加工成品。它由多层木板材胶合成为一个整体，尺寸灵活多样。高度可达至4.0米，长度可达到12.0米。正交胶合木作为一种新型建材虽在国内使用较少，但是在一些欧洲国家得到逐渐广泛的使用。它在原有的木质材料的优点上得到了提升发展，也将木材原有的一些弊端得到了解决，充分体现木质建材的优势。

1. CLT的优势

（1） CLT的施工效率性

CLT板材通过计算机操控的切割机器进行高精度尺寸计算，该材质可以按不一样的需求以及运输要求限制定制木板尺寸，使现场施工效率更高，对工人需求量减少，有益于提高施工安全性，同时对周边环境的污染、噪音减小，推动了现场专配式木结构建筑的发展。它与其他市面上的木质建材相同，可以与钢铁、混凝土等建材结合使用，可当做预制建筑组件，提高现场施工效率。

（2）CLT的环保性

从建材的“生产”过程来说：木材作为唯一的可再生建材，其“再生”形式就是树木的生长过程[1]。以北美地区为例，根据“北美可持续林业”的数据，在过去的50年中，美国每年只有不到2%的现存木材被采伐，而树木的净增长率为3%。使用可持续管理森林的木材，大部分应为虫害等自然灾害断裂倒塌的树木会因为树木衰变将原有木材吸附的二氧化碳重新放回大气中，在木材的加工生产中释放的二氧化碳低于它所吸收的二氧化碳，所以被称为“负碳”建筑材料[2]。将废材加工成正交胶合木实现了木材的“小材大用”，拆卸后可重复利用，提高了木材的利用率。

（3）CLT的耐火性

现有建筑里鲜有大规模的木质建筑，其主要原因之一就是出于消防安全考虑，在未有钢筋混凝土的时代，许多以木质结构为主的城市遭受过毁灭性得到打击，木质建筑楼层的增高也会增加消防掌控的难度。烟雾也是火灾中的一个致命因素，普通的混合型木材，可能通过木板与木板之间的缝隙和开敞空间蔓延。但是CLT材质的精准加工解决了这个问题，CLT材质能实现完全的气密性。高层建筑木材委员会在弗吉尼亚火灾研究室专门进行了CLT防火实验，研究人员在用CLT材质制造的模拟室内公寓内点火，在室内家具全部烧毁后，烧到CLT结构的火逐渐熄灭，材质表面碳化，火势却没有蔓延。除开木材本身的因素，在建筑过程中合理的选择和利用所用的制造元素并且将其整合为最后完整的结构过程也是需要仔细考究的，建筑的配件、建材的密封性、结构的连接、工人的专业程度也是不容小觑的。

除此之外，CLT 材质具有良好的承載性、隔音、降噪能力。物理上，为了实现与100mm厚的CLT墙体同等程度隔热效果，混凝土墙体需达到1.8m的厚度。CLT轻且坚固，性能优越，目前可在住宅、公共建筑、展示建筑中代替钢材、混凝土、砖石等建材环保性较差的建材。CLT的材性使它更具吸引力，它具有优越的建筑美学、环境和成本属性，它可以作为一种基于系统的方法，用于楼层、墙壁或者屋顶，从而形成高性能且可持续和美观的大规模木质结构。CLT材质不是取代轻型框架结构，而是提供一种通用的、环保的、具有替代性的木材解决方案，以补充现有的轻型框架和重型木材的选择。

二、应用CLT建造摩天大楼的对策及建议

1.环境保护的前提

21世纪，是一个以科学知识为基础、技术经济为核心的知识经济时代，林业比以往更依赖知识的生产、扩散和应用[3]。CLT建材目前在欧美国家应用比国内广泛，因为每个国家的林业资源不相同，北美与欧洲国家的森林资源相对丰富，以及拥有相对先进的木材处理技术，木材的可再生资源得到有效的利用使木质建材和木质结构建筑更具有稳定性。而国内的森林资源相对匮乏，环境的污染也相对严重。使用木质建材也需要可持续利用的砍伐方式以及完善的法律规范，成熟的砍伐体系，在前期砍伐、制造加工和施工过程保证规范性才能不失去CLT木材的优势性，找到适合每个国家和地区的建造体系，做到真正的可持续发展。

2.保证人文社会的需求

现代居民对生活品质的追求日益增长，在满足基本的居住生存需求之后，人们开始体验精神层次的生。对居住环境有新的追求，而木质建材带来的亲切感、质朴和纯粹性，满足人们得到美学需求[4]。人类开始找寻与自然的情感连接，它会带来更舒适、轻松和创造性的都市生活体验。而木质建筑所带来的的特殊感受是钢筋混凝土所缺少的。CLT建材赋予木材新的生命力和活力，让它在能为建筑界注入新的动力，也为人类提供具有可持续性的健康环境。

四 结语

木质建材虽不新鲜，但是在这种具有创新和发展潜力的领域中，CLT材质的出现为未来的建筑设计增加更多的可能性，但是因为CLT材质作为一个新型材料，制造技术的不完全成熟，使以木质材料为主打造的建筑成本比使用混凝土更高，但是它所具有的环保特性是优于钢筋混凝土建筑，以及木质材质特有的精神价值也是不可估量的。

参考文献

[1] 王毅超，周庆 . 木质建材在当代建筑中的发展趋势 [J]. 天津城建大学学报，2016（02）：86-91+97.

[2] 左宏亮，许相宜.CLT建筑发展现状及前景[J].山西建筑，2018，44（5）：6-7

[3] 张青萍.现代木质建筑在中国发展前景分析[J].南京林业大学学报（人文社会科学版），2004，4（1）：71-75

[4] 覃宗泽.木质建筑材料在建筑中的作用和应用发展[J].建筑节能，2017，13

作者简介：

韩翊（1997.1—），女，壮族，籍贯：湖北武汉人，广西艺术学院建筑艺术学院19级在读研究生，硕士学位，专业：艺术设计，研究方向：会展艺术与建筑空间设计