最先進的木制摩天大樓

凱米

井噴的木制摩天大樓

木材曾經是人類廣泛采用的最古老的建筑材料，直到100多年前，木材還牢牢占據著“建材老大”的地位。然而，自從19世紀末人類迷戀上了摩天大樓，木材漸漸被冷落，取而代之的是更加堅固的鋼筋水泥。不過，隨著科技的發展，木材技術正悄悄地進行著升級，近年來一些高層的木質建筑紛紛拔地而起，這仿佛預示著一場新的建筑革命即將打響。

比如，在倫敦東部的肖爾迪奇區，就坐落著一棟非常有名的木質大樓，它名叫“斯塔德豪斯公寓”。從表面看，這棟樓一點都不驚艷，其灰白色調的外墻跟陰郁的倫敦天空幾乎搭配得天衣無縫，但讓它與眾不同的是內部：地板、天花板、電梯井和樓梯均系木質，而非鋼材和水泥。這棟7層的木質大樓是在2008年建成的，它高約30米，成了當時全球最高的木材大樓。不過，斯塔德豪斯公寓并沒能在“世界最高木結構大樓”的寶座上坐多久。2012年，澳大利亞的墨爾本市又建成了10層、32米高的高層住宅樓，名叫“福泰公寓”。幾年后，2016年9月20日，加拿大英屬哥倫比亞大學的一棟18層、53米的全木結構學生公寓樓又宣告封頂。

在未來，仍有許多更高的木質建筑正在規劃之中：2017年，荷蘭首都阿姆斯特丹將要迎來一座被命名為“Haut”的21層木質公寓大廈，高達73米；瑞典政府則已批準在首都斯德哥爾摩建一棟34層高的木質摩天大樓，高度將達到近百米，預計將在2023年竣工……看起來，木制摩天大樓正成為建筑業的新潮流。可以預見，隨著建筑師們彼此較勁，相互競賽，還將會有更多、更高的木質摩天大樓走入人們的視野。

新型的超強木材

但你可能會感到疑惑：摩天樓的建筑材料必須很堅固才能承受自身的重量，而木材當初就是因為脆弱易折、容易燃燒才走向“衰敗”的，那么，木材如何能夠用來建造高層建筑呢？這一切要歸功于交錯層壓木材（cross laminated timber，簡稱CLT）的發明。這種技術能夠讓木材變得和鋼筋水泥一樣堅固，現在的所有木質摩天大樓都是依靠這種技術建成的。

其實，交錯層壓木材技術的誕生已經有20年的歷史了。20世紀90年代中期，奧地利政府為了消化本國過量的木材供應，決定研發更結實的新型“工程木”，結果就發明了交錯層壓木材技術。這種技術精心分揀經過了人工干燥處理的木材（通常是云杉木），然后將其切割成方木板條。這些木板條被一層一層依次疊放，每一層的木材紋理方向都與下一層正交（成90°），一起堆成一塊很厚的多層木板。接下來，工人使用高粘度的建筑膠水將單層木板條相互膠合，再用巨大的壓力（比如用真空壓力機）將木板擠壓在一起，最終，堆積的層木相互緊鎖形成了堅固的實木板材。

那么，交錯層壓木材的性能如何呢？科學家認為，普通的木材縱向結實，但橫向比較脆弱，而交錯層壓木材中木纖維成直角交錯的層狀結構，則可以保證木材在橫縱兩個方向上都具有同樣高的硬度，這使得木材承重能力能夠大幅度提高。實驗測試也表明，交錯層壓木材可以替代水泥或鋼材用于高層建筑之中。而且，交錯層壓木材作為一種建筑材料相互拼接的時候，其穩定性和抗震能力也是極好的。比如，日本三木市就專門做過實驗，在防震實驗室里，一座由交錯層壓木材建造的7層建筑就經受住了一系列高強度的地震模擬測試。

除了性能堪比鋼筋水泥，交錯層壓木材還具有使用便利、施工高效的優勢。在交錯層壓木材技術問世的時候，也正值建筑業經歷自身的技術革命之時。過去，建筑師得手繪建筑圖紙，交給土木工程師，后者將這些圖紙轉化為細節，對每根木梁、每塊鋼板作出規格說明。需要的建筑配件將在加工廠一塊塊切割組裝好，這個過程成本高、耗時長，而且往往并不精確。而現在，這些工作都由電腦完成。建筑師用三維的AutoCAD軟件設計，做出材料規格說明，發送給木材加工方，做出精確到毫米的板材，然后形成建筑組件，一小群工人用幾周時間就可以組裝完成。比如，斯塔德豪斯公寓只用了數名工人，花了27天就建成了，所以一些建筑工人戲稱，使用交錯層壓木材技術建大樓就好像組裝家具一樣方便。

木材時代終將來臨

雖然交錯層壓木材技術有著諸多優點，但最初用這種技術所建造的高樓還是受到了一些人的抵觸。這種抵觸主要是由于人們對木材的傳統印象造成的，比如，木材難以防火，現實中一小塊木頭就能引發一場很大的火災。其實，交錯層壓木材和普通木材不同，它們非常大，而且非常致密。如果沒有持續熱源，一大塊木頭是很難燃燒起來的，同時，致密的表層也可以很大程度上降低燃燒的速度。而且，如果涂抹了防火材料之后，交錯層壓板材其實是比鋼筋建筑更安全的，因為鋼筋在火災的高溫下會融化（震驚世界的9·11事件就是飛機撞上世貿大樓后，航空燃油燃燒將世貿大樓的鋼筋融化而導致大樓倒塌的），而交錯層壓板材的表層則會碳化，封住內部材料，防其進一步受損。

由于木質結構的高樓有著更低的建筑成本（建筑所需的建造期短、建筑材料更輕），人們慢慢接受了它。事實證明，墨爾本的木制福泰公寓就是一個巨大的商業成功，所有的住宅單元都賣出去了，這大大激勵了建筑師和開發商。不過，木質材料的走紅還有更深層的原因，那就是建筑師和發展商日益意識到，當今科技進步，人們環保意識日益增強，木材重新奪回“建材老大”的稱號其實是大勢所趨。因為與鋼筋水泥工程相比，木質大樓更具環保優勢。比如，鋼筋水泥的制造和運輸需要消耗大量的能源，釋放大量二氧化碳，而樹木吸碳，即便交錯層壓板材需要機器切割和壓制成型，相對水泥來說也可以節省掉大量能源。

此外，木材建筑也更加宜居，因為木材的絕緣效果比水泥和鋼材更好，這意味著冬天木屋更暖、夏天更涼。用木材建樓時施工優勢也很明顯，施工速度快，使用的工具相對較輕較小，與混凝土結構和鋼結構的重型鉆機設備相比，這些輕型施工工具對建筑工人的健康影響更小，施工現場較安靜，對城市環境的干擾更少。

在未來，如果人類能夠通過基因技術對木材做出改造，使其更適合于建造高層建筑，那么，建設更加輕巧、舒適、環保的木制摩天大樓不失為打造綠色現代化城市的妙招。