最先进的木制摩天大楼

凯米

井喷的木制摩天大楼

木材曾经是人类广泛采用的最古老的建筑材料，直到100多年前，木材还牢牢占据着“建材老大”的地位。然而，自从19世纪末人类迷恋上了摩天大楼，木材渐渐被冷落，取而代之的是更加坚固的钢筋水泥。不过，随着科技的发展，木材技术正悄悄地进行着升级，近年来一些高层的木质建筑纷纷拔地而起，这仿佛预示着一场新的建筑革命即将打响。

比如，在伦敦东部的肖尔迪奇区，就坐落着一栋非常有名的木质大楼，它名叫“斯塔德豪斯公寓”。从表面看，这栋楼一点都不惊艳，其灰白色调的外墙跟阴郁的伦敦天空几乎搭配得天衣无缝，但让它与众不同的是内部：地板、天花板、电梯井和楼梯均系木质，而非钢材和水泥。这栋7层的木质大楼是在2008年建成的，它高约30米，成了当时全球最高的木材大楼。不过，斯塔德豪斯公寓并没能在“世界最高木结构大楼”的宝座上坐多久。2012年，澳大利亚的墨尔本市又建成了10层、32米高的高层住宅楼，名叫“福泰公寓”。几年后，2016年9月20日，加拿大英属哥伦比亚大学的一栋18层、53米的全木结构学生公寓楼又宣告封顶。

在未来，仍有许多更高的木质建筑正在规划之中：2017年，荷兰首都阿姆斯特丹将要迎来一座被命名为“Haut”的21层木质公寓大厦，高达73米；瑞典政府则已批准在首都斯德哥尔摩建一栋34层高的木质摩天大楼，高度将达到近百米，预计将在2023年竣工……看起来，木制摩天大楼正成为建筑业的新潮流。可以预见，随着建筑师们彼此较劲，相互竞赛，还将会有更多、更高的木质摩天大楼走入人们的视野。

新型的超强木材

但你可能会感到疑惑：摩天楼的建筑材料必须很坚固才能承受自身的重量，而木材当初就是因为脆弱易折、容易燃烧才走向“衰败”的，那么，木材如何能够用来建造高层建筑呢？这一切要归功于交错层压木材（cross laminated timber，简称CLT）的发明。这种技术能够让木材变得和钢筋水泥一样坚固，现在的所有木质摩天大楼都是依靠这种技术建成的。

其实，交错层压木材技术的诞生已经有20年的历史了。20世纪90年代中期，奥地利政府为了消化本国过量的木材供应，决定研发更结实的新型“工程木”，结果就发明了交错层压木材技术。这种技术精心分拣经过了人工干燥处理的木材（通常是云杉木），然后将其切割成方木板条。这些木板条被一层一层依次叠放，每一层的木材纹理方向都与下一层正交（成90°），一起堆成一块很厚的多层木板。接下来，工人使用高粘度的建筑胶水将单层木板条相互胶合，再用巨大的压力（比如用真空压力机）将木板挤压在一起，最终，堆积的层木相互紧锁形成了坚固的实木板材。

那么，交错层压木材的性能如何呢？科学家认为，普通的木材纵向结实，但横向比较脆弱，而交错层压木材中木纤维成直角交错的层状结构，则可以保证木材在横纵两个方向上都具有同样高的硬度，这使得木材承重能力能够大幅度提高。实验测试也表明，交错层压木材可以替代水泥或钢材用于高层建筑之中。而且，交错层压木材作为一种建筑材料相互拼接的时候，其稳定性和抗震能力也是极好的。比如，日本三木市就专门做过实验，在防震实验室里，一座由交错层压木材建造的7层建筑就经受住了一系列高强度的地震模拟测试。

除了性能堪比钢筋水泥，交错层压木材还具有使用便利、施工高效的优势。在交错层压木材技术问世的时候，也正值建筑业经历自身的技术革命之时。过去，建筑师得手绘建筑图纸，交给土木工程师，后者将这些图纸转化为细节，对每根木梁、每块钢板作出规格说明。需要的建筑配件将在加工厂一块块切割组装好，这个过程成本高、耗时长，而且往往并不精确。而现在，这些工作都由电脑完成。建筑师用三维的AutoCAD软件设计，做出材料规格说明，发送给木材加工方，做出精确到毫米的板材，然后形成建筑组件，一小群工人用几周时间就可以组装完成。比如，斯塔德豪斯公寓只用了数名工人，花了27天就建成了，所以一些建筑工人戏称，使用交错层压木材技术建大楼就好像组装家具一样方便。

木材时代终将来临

虽然交错层压木材技术有着诸多优点，但最初用这种技术所建造的高楼还是受到了一些人的抵触。这种抵触主要是由于人们对木材的传统印象造成的，比如，木材难以防火，现实中一小块木头就能引发一场很大的火灾。其实，交错层压木材和普通木材不同，它们非常大，而且非常致密。如果没有持续热源，一大块木头是很难燃烧起来的，同时，致密的表层也可以很大程度上降低燃烧的速度。而且，如果涂抹了防火材料之后，交错层压板材其实是比钢筋建筑更安全的，因为钢筋在火灾的高温下会融化（震惊世界的9·11事件就是飞机撞上世贸大楼后，航空燃油燃烧将世贸大楼的钢筋融化而导致大楼倒塌的），而交错层压板材的表层则会碳化，封住内部材料，防其进一步受损。

由于木质结构的高楼有着更低的建筑成本（建筑所需的建造期短、建筑材料更轻），人们慢慢接受了它。事实证明，墨尔本的木制福泰公寓就是一个巨大的商业成功，所有的住宅单元都卖出去了，这大大激励了建筑师和开发商。不过，木质材料的走红还有更深层的原因，那就是建筑师和发展商日益意识到，当今科技进步，人们环保意识日益增强，木材重新夺回“建材老大”的称号其实是大势所趋。因为与钢筋水泥工程相比，木质大楼更具环保优势。比如，钢筋水泥的制造和运输需要消耗大量的能源，释放大量二氧化碳，而树木吸碳，即便交错层压板材需要机器切割和压制成型，相对水泥来说也可以节省掉大量能源。

此外，木材建筑也更加宜居，因为木材的绝缘效果比水泥和钢材更好，这意味着冬天木屋更暖、夏天更凉。用木材建楼时施工优势也很明显，施工速度快，使用的工具相对较轻较小，与混凝土结构和钢结构的重型钻机设备相比，这些轻型施工工具对建筑工人的健康影响更小，施工现场较安静，对城市环境的干扰更少。

在未来，如果人类能够通过基因技术对木材做出改造，使其更适合于建造高层建筑，那么，建设更加轻巧、舒适、环保的木制摩天大楼不失为打造绿色现代化城市的妙招。