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加拿大现代木结构建筑产业链技术暨低碳项目考察报告
2024-07-013

转自公众号:绿色可持续住区
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2024年6月16-21日,应加拿大林业创新投资署邀请,中国房地产业协会组成了一行11人代表团,赴加拿大,对不列颠哥伦比亚省(BC省)对森林采伐、加工、科研、木结构建筑项目等开展了为期5天的考察交流。考察按行程安排具体情况如下:

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交流会谈与林产品创新研究工程实验室实地考察

6月17日上午在加拿大林产品创新研究院进行会议交流活动,会议由加拿大木业项目总监陶亮先生主持,首先林业创新投资有限公司总裁兼首席执行官何敏柯(Michael Loseth)致欢迎词,对中国房地产业协会近年来推进木结构建筑与低碳发展的实际行动表示感谢。中国房协人居委朱彩清秘书长作为本次考察团团长,做了题为《现代木结构建筑在中国》的专题报告。对中国现代木结构建筑的发展情况、双方落实合作备忘录工作进行总结回顾,也对中国在国家和行业层面推进低碳节能转型工作成效及房协目前加大力度推进的工程应用课题研究和标准编制工作做了分享和介绍。加拿大林产品创新研究院Dorian Tung、陈志勇博士、林业创新投资有限公司副总裁Jim Messer分别对预制交叉层压木材(CLT)与混凝土复合楼板系统(Hybrid Timber Floor System)、中国木结构建筑规范解读及大型工程化木构件建模分析、加拿大B.C.省可持续森林管理进行介绍,会后中方代表团与加方代表就双方木结构建筑的发展以及技术进行交流,会后实地参观考察了加拿大林产品创新研究院木材工程实验室。





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代表性木结构建筑项目考察

1.不列颠哥伦比亚大学
考察团一行第一站是不列颠哥伦比亚大学(以下简称UBC),UBC校区分布着许多木结构建筑,包括林学院、AMS学生会大楼、可持续发展交互研究中心(CIRS)以及地球科学大楼(ESB)。
(1). UBC林学院——混合木结构建筑,LSL(层叠木片胶合木)和PSL(平行木片胶合木)柱子
UBC林学院项目分成三个板块:四层高的实验室大楼、四层高的办公大楼和两层高的木材加工中心。在当时的建筑规范内极致创新北美第一台机器人木材加工机床在该林科院的实验室诞生。中庭采用13米长的平行木片胶合木柱(PSL),支撑天窗屋顶,重现森林“树冠”的空间感受。
                     林学院实景图

(2). UBC大学可持续性互动研究中心——CLT(正交胶合木),净零建筑

UBC大学可持续性互动研究中心(CRIS)该项目两栋4层高的附楼以中庭相连。从中庭可进入450席的讲堂。讲堂屋顶上种植了花草,成为高层用户可欣赏的一道风景。西立面的遮阳板上种植了藤蔓,也会随着季节的更替而提供遮阳的效果。中庭可以自然通风,也是公众了解可持续性策略的一个教育空间。该项目已经赢得了LEED白金级认证,是一个可收集阳光和废热的"生态建筑"。

项目实景图




    

(3). Brock Commons学生公寓楼——高层重型混合木结构建筑
UBC大学18层Brock Commons学生公寓楼高58米,创新采用重型混合木结构体系建造,建成时为全球最高木结构建筑。自预制构件运输到施工现场日起,主体结构的施工用时不到70天。充分展示了使用木材建造的优势。项目采用了最新的木建筑材料(CLT)以及施工工艺,并采用了BIM方法(BIM设计模块化预制木构件)对项目进行了整体管理,精准控制了项目花费、施工时间并减少建筑垃圾。
首层是混凝土现浇混凝土板柱结构,其上部的17层是重型板柱木结构(CLT正交胶合木楼板+GLT胶合木柱),中部为2个现浇混凝土核心筒从底层贯穿至顶层。这样的结构设计最大程度发挥了各种建筑材料的特性。
表1 Brock Commons学生公寓基本情况
高度/m53层数18
用地面积/㎡2315木材用量/m32233
总面积/㎡15120学生床位/个404
容积率6.53储存CO?/t1753
建筑占地面积/㎡840减少CO?排放/t679

Brock Commons学生公寓实景图

Brock Commons学生公寓模型


2、 Fast+Epp总部大楼

考察团一行第二站考察了Fast+Epp总部大楼,Fast + Epp是一家国际知名的结构设计公司,至今已有三十多年历史。Fast + Epp的最新办公楼位于温哥华,于2020年底竣工。四层的木质结构建筑,是现代可持续木结构建筑的最新杰作。该项目结构构造简洁轻盈,设计将木材与钢柱相结合,确保了建筑的韧性和美学。其中,胶合木梁(GLT)的跨度达到了惊人的12米。通过正交胶合木板式构件(CLT)的使用,设计师在结构设计上尽量减少柱子的数量,以提供宽敞且可调整的内部空间。

除了可容纳80名员工外,该建筑还设有一个专门的概念实验室,以实现连接节点的的破坏性测试、3D模型打印、软件开发和材料样品展示。在施工过程和整个建筑的生命周期中,新的想法和技术都可以在这个实验室得到测试和验证。温哥华位于地震高烈度地区,该栋建筑通过使用木构件与混凝土和钢构件的共同作用使得整栋建筑的抗震性能优越。很多项抗震新技术也在该栋建筑中第一次得到使用。


左:办公楼内部           右: 实验室   

3. SOL公寓项目——CLT
考察团一行第三站考察了由当地著名木结构建筑开发商Adera开发的SOL公寓项目。该项目采用Adera专有Smartwood木材,为6层1-3居室租赁住房共计209套,套内面积为40-90㎡。主要用CLT楼板和轻型木结构墙体建造,每层建造工期可以缩短一周,一层三天即可建成,除外墙其余部分为预制。项目细节处处体现降噪阻燃的技术手段。项目建造过程中一天工人大概80人,最多为120人,因工人短缺,从项目开发到交付大概需要2年时间。

项目施工实景图

错落方式有效隔声、竖向紧固锁


管道接口处阻燃材料

项目施工实景图

隔声铁丝


电线处阻燃材料

左上:施工消防措施    右上:施工中的走廊

左下:施工讲解          右下:合影


  

4 、On5办公楼——重型木结构建筑

考察团一行第四站考察了On5办公楼,On5项目位于温哥华的Mt. Pleasant社区,是一座四层混合用途商业建筑,占地840平方米。该建筑采用重型木结构,包括防火的CLT外墙和预制的组件,提供了出色的防火性能和声学性能。特殊的抗震设计采用新西兰Tectonus的创新减震连接件系统,有效消散地震能量。重型木结构的轻便特性使得在狭小地块上的组装和安装变得高效。项目符合被动房屋标准,具有出色的能源性能和碳排放优势。




On5办公楼实景图


5、惠斯勒小镇

考察团一行第五站考察了2010年冬奥会主办地惠斯勒小镇中的几栋特色木制建材建筑,斯阔米什·利尔瓦特文化中心(SLCC)、惠斯勒公共图书馆、奥丹艺术博物馆、惠斯勒运动员村、尼塔湖酒店项目,这些项目有着非常鲜明的共同点,其建筑材料均是以加拿大当地的木材(加松SPF、铁杉、花旗松、西部红柏等)和工程木产品(OSB定向刨花板、胶合木)为主。建筑师充分考虑了节能、环保和可持续的理念,将太阳能、地缘热泵、雨水处理、新风等可持续发展被动能源发挥到了极点。

(1). 斯阔米什?利瓦特文化中心
斯阔米什?利瓦特文化中心融合了斯阔米什族 “长屋”和利瓦特族“土屋”的建筑元素,使用了最先进的建筑环保理念及技术对其进行设计与建造。同时,建筑本身从设计到施工,完全依照绿色节能建筑(LEED)项目的要求,并于2009年获得其认证。建筑外和炉形自助餐厅的绿色屋顶被种植了大量本地物种;地面具有透水性的铺装(能促进本地水返回地面);地板热辐射系统;Low-E玻璃和照明控制系统;这些都是有助于提升节能环保性能的多种元素之一。建筑中使用了花旗松、西部红柏等木材,充分发挥了木材——天然可再生、低能耗,绿色可持续的特点。
斯阔米什?利瓦特文化中心实景图
   
(2). 惠斯勒公共图书馆
惠斯勒公共图书馆建筑面积1,350㎡,于2008年竣工。作为惠斯勒唯一的公共图书馆,它不仅以当代建筑的表现形式重新诠释了惠斯勒政府的建筑指导方针,创新实木屋顶系统也成为该项目的重要特色。图书馆外墙是大面积的玻璃、石头装饰、西部红柏外挂板和合成墙板,室内北面墙体则采用了石头壁炉和再生花旗松木质装饰,现代建筑材料和原生态木材混搭得相得益彰。
  惠斯勒公共图书馆实景图
(3). 奥丹艺术博物馆
奥丹艺术博物馆项目面积5202.57㎡,2016年对外开放,为钢木混合结构建筑。奥丹艺术博物馆旨在为馆内的艺术品提供一个安静而简洁的展示场所。设计师将博物馆整层从地面上抬升起来,并在屋顶上设计了一个斜度较大的坡屋顶,建筑的公共行人系统协同场地条件设计,在这里,游客可以选择从桥上下来到达森林地面及中央草坪继而穿过场地,或者选择直接进入博物馆大厅和活动空间。室内公共展区统一使用了暖色调的明亮材质,无论是永久性收藏室还是临时性展区,室内的装饰都极少,创造出简洁干净的展览环境。
   



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加拿大现代木结构建筑发展成功的经验

加拿大森林资源非常丰富,占世界总储量的十分之一,林业产值占GDP的10%,森林90%为国有,由联邦政府和省政府联合管理。加拿大对森林采伐有很严格的要求,每一片要采伐的成熟林都要经过论证和规划,政府批准,由专门的林业专家进行全程监督,并要求在一定时间内在采伐区种植上幼苗并负责管理。采伐一棵要求补种4-5棵,加拿大森林每年的采伐率不到总蓄积量的1%,过去一百年以来,加拿大的森林面积几乎没有发生任何变化。据有关资料显示,2023年加拿大新建住宅223,513户,其中独栋住宅中木结构占比92%,多层多户住宅中木结构占比54%,木结构住宅总占比约为80%。

三代树木


通过此次加拿大之行,中国木业相关企业对加拿大林木业的培育、采伐、加工、应用、管理等方面具有全面的了解,同时我们也认识到加拿大木结构建筑发展模式值得我国借鉴。
一是木结构原材料资源丰富,森林资源占世界总储量的10%,并且林木管理体系健全,森林面积持续增长。
二是政策支持,加拿大政府加大了对多高层木结构建筑的研究和支持力度,为木结构建筑提供了优越的发展环境,促进木结构建筑的发展。
三是产业链齐全,加拿大木结构建筑施工企业数量很多,木结构建筑构件的加工和组装技术已实现高度工业化,上下游产业链较为完善。再者,加拿大专业从事木结构产业的人员较多,从高校及职业培训学校的课程设置和人才培养也处在相对优势的地位。
四是老百姓对于木结构住宅接受程度高,在加拿大木结构建筑随处可见,80%以上的住宅项目为木结构项目。

UBC大学学生会楼

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对我国发展现代木结构建筑的启示

1、加大木混结构政策落地及实践应用
当前我国木结构建筑发展的政策中,主要是倡导发展装配式木结构建筑,对于混合结构体系的政策推广相对欠缺,而多高层尤其是高层木结构建筑的建设,普遍采用的是木混合结构体系。因此,我国应加大木混合结构体系方面的政策推广力度,增加相应的示范工程项目建设以推动木混合结构体系在我国木结构建筑中的应用。
2、以产业化为目标,完善木结构建筑技术标准规范
作为住建领域行业协会,组建产学研用团队,从应用端出发,通过开展现代木结构建筑技术应用研究,对现有标准规范进行梳理,为新编现代木建筑技术工程应用标准提供依据,逐步扩大木结构建筑技术的应用范围和规模,建立和完善我国现代木结构技术的标准规范体系。鼓励上下游企业和研究机构共同参与标准制修订工作,及时将技术创新成果纳入标准。
3、鼓励校企联合,加快创新人才培养
针对国内木结构研究机构和研究人员不足的现状,一是鼓励设立研发机构,加大研发支持;二是完善木结构建筑课程设置,优化专业知识结构,培养创新复合型人才;三是建立现代木结构建筑的专业培训体系,加强木结构建筑设计、生产、施工等一线人员综合技能培训;四是建立校企联合培养人才的机制,培养有生产实践经验的技术领军人才及工程技术骨干。
4、加强木竹建筑技术宣传推广和示范引领
组织与木结构建筑发达的国家进行技术交流,汲取先进经验,共同开发国内外木结构建材和应用市场。加强木结构建筑在绿色环保可再生、耐久性和宜居性的优势宣传,结合“双碳”战略的实施,开展木结构建筑项目试点,并以龙头企业和科研力量为依托,加强示范引导。向公众科普木结构的优点和好处,促进木结构建筑产业化和市场化发展。

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总结与思考

此行考察,行程虽然紧张,但收获很大。加拿大在现代木结构建筑产业链技术、市场应用、公众认知方面已经形成了较为成熟先进的体系并引领着国际可持续建筑思潮的发展。
当前我国正处在新旧模式转换调整和高质量发展的新阶段,对于可再生资源利用、新材料、新技术应用成为行业转型发展过程中探索实践。我国是世界上建筑体量最大的国家,无论是建筑市场的存量还是增量,木竹材料的减碳优势、环保优势、可持续发展优势成为必然选择。但如何从产业化目标推动这一市场,依然任重道远。
结合课题研究和标准编制工作,如何快速形成木竹建筑应用市场,本次考察给出了我们诸多工作思路上的启发:一方面需要共同联合国内外优秀的生产单位,特别是吸收加拿大引领标准化建设的优秀木结构企业,编制工程应用标准;另一方面,更要配套编制好产品手册图集,指导技术人员在产品设计、选型、造价等方面更好应用。以此扩容我国木竹建筑市场容量,让大家充分感受到新质生产力带来的变革和美好。
备注:1. 文章图片均为考察团成员现场拍摄;2. 项目介绍相关文字及数据根据现场记录、加拿大木业官方公众号提供的相关资料整理

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