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低碳新材:交叉層壓木材(CLT)——紋理美觀,不用涂料裝飾

目前世界范圍內的建筑行業都以鋼材和混凝土為主要材料,但是隨著全球對可持續發展與碳排放的關注度逐年提高,作為二氧化碳主要排放產業的建筑行業在尋找高耗能材料的替代品。


對此,很多人就將目光看向了木材,木材作為一種可再生資源,除了無污染外其自然的花紋和色彩贏得了很多設計師們的青睞。


其中,交叉層壓木材(CLT)在歐洲普及并逐漸受到全世界地區的關注。下面我們詳細了解下這個材料。


CLT是交叉層壓木材(Cross Laminated Timber)的簡稱,是將實心鋸材(即從單根原木材切割出的木材)并排放置后層層堆疊膠合而成高厚度的一種板材通常由3~9層奇數木板、木紋方向呈90度交錯貼合而成。


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交叉層積材結構分析,不同方向的紋理疊加形成各個方向的穩定性


該材料本質上具有很強的承重能力,不論是在縱向,還是橫向組合應用方面,都可以作為一種重要的承重材料。理論上講,可用于高達10層木結構建筑的結構材料,并且可以作為水泥或鋼材的可替代材料。


實景圖


憑借簡易的制作過程與相比普通木材更可靠的穩定性,而逐漸成為眾多建筑師理想的實踐用材。


據Fortune Business Insights預計,全球CLT市場將從2021年的8.06億美元增長到2028年的20.661億美元,預測期的年復合增長率為14.4%。


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材料特性

Performance


① 外形美觀

CLT紋理十分美觀,許多墻體或地板不用涂料進行裝飾,節省了開支,有效避免了涂料等室內裝修污染源。


② 強度高,抗震性能好

結構重量輕、高硬度,能承受重大荷載,且無收縮或變形。

將橫紋和豎紋交錯排布的規格木材膠合成型,強度可替代混凝土材料,經有關測試表明,以該材料組合成的木建筑物抗震性能良好。


③ 安全環保,生態友好

耐火性高,根據面板的厚度,CLT的隔熱性能可以達到很高。

是一種綠色可持續材料,由木材制成,生成過程中不需要燃燒化石燃料。施工時對周圍環境的影響很小,使二氧化碳達到正平衡。


④ 拼接靈活

通過添加層數可以很容易地增加板材的厚度,并且可以通過將面板連接在一起來增加面板的長度或寬度。


⑤ 安裝方便

因其面板質量輕,能夠相應減輕基礎承重壓力,減少基礎用量。在施工過程中對機械的量級要求較低,不必使用大型機械即可完成安裝。


九間廊橋實景圖 ?銳境建筑空間攝影


⑥ 材料利用率高

CLT的生產過程中基本不產生廢料,所有邊角料都可應用在某道工序中。


⑦ 可預制,施工周期短

具有極高的預制性,施工過程中易于處理。由CLT制成的地板或墻壁可以在達到施工現場之前完全準備好,并可按要求定制面積和厚度,從而縮短交付周期并可能減低整體施工成本。


⑧ 使用場景多樣

由于可替代混凝土或鋼相當的性能,既可以是承重結構,也可以是圍護結構,可以用于外墻、隔墻、屋頂、天花板和地板。


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CLT材料細部 ?Tristan Deschamps


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加工工藝及安裝節點

Technic


1、產品參數


不同的生產商生產的交錯層壓木材有所差異,這主要取決于木料的種類、級別和木層的大小、膠水類型和連接工藝的細節。


每一塊壓制好的木板的木片層數可以有3片到7片,甚至更多不等,并且木板的厚度可以從10到40.5厘米長度僅受壓床的長度的限制,歐洲最大的壓床現在可達16米。


在2021年國際建造法規(International Building Code)對于CLT等質量木材做結構的建筑規定中,增添了三種新的建造類型,分別為:


① 建筑最高可做到18層,所有木材均須包裹防火層;

② 建筑最高可做到12層,部分木制墻面和天花可以裸露;

③ 建筑最高可做到9層,除了機井等處,全部木質結構均可裸露,且需滿足兩小時的抗火要求。


2、生產步驟


正交膠合木(CLT)的生產可分為九個步驟:

初選木材、木材分組、木材刨平、木材切割、粘合劑應用、面板鋪設、裝配壓制、質量控制和最后的營銷運輸


3、加工工藝


① 通過將連續垂直背膠層木堆積而成;

② 使用較大的水壓或真空壓力機使那些堆積的層木壓成相互緊鎖的木板;

③ 用計算機數控控制機器對壓制后的木板進行進一步加工以確定其規格大小及成形,使其最后加工成所需的建筑構件。


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應用案例

Application case



1、立面應用


木材大廈是昆士蘭第一座采用完全大規模工程木材CLT(交叉層壓木材)垂直結構的多層次商業建筑。


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實景圖


CLT增加了無柱可用的樓層面積,并打造了一個更堅實的外墻,從而提供了一個非常有效的建筑圍護結構。


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實景圖


暴露在外的木材結構、較小的無柱樓板和寬大的窗戶所產生的效果,為商業辦公提供了一個全新的類型。


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實景圖 ? Rafael Gamo


Valle San Nicolás俱樂部項目采用了交叉層壓木材(CLT)建筑系統,梁柱結構按圓形平面的徑向軸線分布,進一步凸顯出圓環形的建筑體量結構。


實景圖 ? Rafael Gamo


一系列石墻嵌入在木框架中,將建筑體量錨定在湖中。


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實景圖 ? Rafael Gamo

該住宅建筑由 CLT(交叉層壓木材)制成,用于地板、立面和墻壁,并將生物氣候設計、控制能源使用、碳儲存與超過2000m3的實木結構相結合。


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實景圖


實木CLT結構在工廠預制,結構工程工期減半,與混凝土施工相比,工地卡車轉車次數減少6-8次,減少施工現場對當地居民的滋擾。


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陽臺的地板是由回收的CLT窗戶邊角料制成的。


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在整個生命周期的碳排放方面堪稱典范,獲得了獲得 BBCA(低碳建筑)標簽。


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dRMM的Wintringham小學外立面由交叉層壓木材(CLT)框架構成。

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實景圖


作為可持續發展木材建筑的先驅,dRMM選擇CLT材料是因為它的低碳特性——上層建筑的碳封存量為166公噸,使Wintringham的碳排放量僅為RIBA 2030年 "正常情況 "學校的49%。


CLT的使用減少了現場的時間,創造了一個更安全和更清潔的工作環境。


實景圖


2、吊頂應用


浙江建德緒塘人家驛站建筑上部使用膠合木結構支撐起整片的弧形屋頂。


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緒塘人家驛站實景圖 ? 樊明明

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緒塘人家驛站實景圖 ? 樊明明


構件均由工廠預制,加快施工效率,減少現場作業對環境的破壞。



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