世界最高重型木构建筑完工,Ascent诞生故事

发布时间: 2022-08-05    浏览(768)

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19 世纪末

路易斯·沙利文提出“阳光下的新事物”

钢结构高层建筑诞生

一个世纪后

建筑业的另一个转折点“木材塔楼”

正在为全球的建筑环境带来变革

相比于钢筋混凝土结构建筑,木结构建筑因其更加自然、减少碳排放、可持续、节能抗震等多重优势正逐渐在世界各地流行,坚固创新的工程木材产品、现代化的连接方式和施工工艺也使木建筑达到了前所未有的高度。新材料的发展使得木结构建筑不再仅仅局限于低层设计,随着高度不断突破,重型木结构建筑(Mass Timber)的发展正在影响钢筋混凝土建筑为主流的建筑界。相比于传统木建筑和钢结构建筑,重木建筑的建设面对更多的挑战。那么在一个打破了世界记录的重型木结构建筑项目中,各合作方又是如何合力实现项目落地的呢?本文将通过 5 个关键数字 解读世界最高重型木结构建筑 Ascent 公寓的诞生故事。




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Top 1

最高重型木结构建筑

Ascent,是一座位于威斯康星州密尔沃基市中心的 25 层豪华公寓,高达 86.6 米,超越此前挪威的纪录保持者——85.4 米高的 Mjøstårnet,成为全球最高的重木(Mass Timber)建筑。该建筑由 Korb + Associates 建筑事务所主持设计,项目团队包括结构工程师 Thornton Tomasetti、木结构承包商 Swinerton、消防安全专家 Arup。建筑主材料正交胶合木(CLT)来自奥地利品牌 KLH Massivholz GmbH,由汉高乐泰普邦 LOCTITE HB X 粘合而成。


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© Korb + Associates

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© Korb + Associates

项目受场地限制,平面布局为不规则的“L”形,共 259 个单元住宅,囊括多种户型,为不同家庭结构的住户提供选择。公寓设计遵循了亲生命设计理念,大量实验证明,在室内空间中融入自然元素有利于人们的身心健康。因此该建筑的木结构不仅仅是出于美学的考量,同时赋予建筑本身更多的质感、温度和自然元素,从而提升了住户的居住体验。

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户型 © NEW LAND ENTERPRISES

“两年前我还不知道亲生命力(Biophilia)这个词,现在它已经成为整个设计的核心原则。Ascent的住户可以一边在跑步机上锻炼,一边被大量的木材包围,这种体验令人激动。在那个空间里,你能得到的宁静是无可比拟的。”

—— Tim Gokhman,NEW LAND ENTERPRISES 常务董事



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施工图 © NEW LAND ENTERPRISES

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© Korb + Associates

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© Korb + Associates



30,000+㎡

CLT正交胶合木


在这样一个高层项目中,传统的木材材料是难以满足其高度和美学要求的,而随着近些年正交胶合木(CLT)的发展和在欧洲的广泛使用,Ascent 项目中也选用了这一高强度、高弹性、高柔韧性和亲自然的板材作为主要承重结构,以实现这一超高重木建筑。到 2021 年的 12 月为止,Ascent 的施工涉及 13,000 多个工时的木材安装;使用了 335,554 平方英尺(约 31,173.99 平方米)的 CLT 板;1,149 根柱子;1,365 根梁;645,000 个扣件以及 122,000 个螺丝。


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© Thornton Tomasetti

http://img.zhux2.com/editor1659681091972213.jpg施工图 © Nate Vomhof Photography

Ascent 公寓不仅充分利用了 CLT 正交胶合木因其物理特性所带来的功能优势,而且通过尽可能地在室内暴露出 50%正交胶合木(CLT)板和胶合木柱、木梁构成的多户高层的大规模木材结构,实现了住户几乎在每一个空间都能享受到自然元素。居住者在室内看到部分自然裸露的承重木结构件的同时,也可以享受到无与伦比的配套设施,包括七楼的室内室外游泳池、屋顶电影院、高尔夫模拟器和世界级的健身中心。

http://img.zhux2.com/editor1659681114539360.jpg施工图 © Nate Vomhof Photography

http://img.zhux2.com/editor1659682622181273.jpg施工图 © Nate Vomhof Photography



25%
施工时间缩短百分比


CLT 正交胶合木板不仅可以承担结构和美学的双重功能,降低室内装修成本;也因可以实现使用场外工厂集成预制的柱子和梁,从而大大减少了材料浪费;加之木材的重量比混凝土或钢材轻,进一步降低了施工现场的能源和时间成本,使施工过程加快了约25%。该项目于 2020 年 8 月在 Kilbourn 和 Van Buren 的交叉口破土动工,木材施工于 2021 年 6 月开始。仅仅 6 个月后,就实现了这座 25 层创新大厦的封顶,目前建筑已完工并面向公众开放。


http://img.zhux2.com/editor1659681661209892.jpg施工图 © Nate Vomhof Photography

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施工图 © Jason Korb



2400 辆汽车
碳排放减少量


此外,CLT 正交胶合木的可持续性也是其值得称道的优势。CLT 来自于可持续管理的速生林,专门为造林而种植,可以有效地捕捉和保持大气中的碳。木材本身就是天然的隔热材料,并且CLT 构件一般都是在工厂进行精密加工,这保证了木构件更好的气密性,从而可以大大减少保温材料的使用。


http://img.zhux2.com/editor1659682043824659.jpg© C.D.Smith

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施工图 © C.D.Smith

不仅相比于钢筋混凝土结构有着更具优势的节能特性,因木材用量大约是轻型木结构的 3-5 倍,也产生了相当可观的碳汇,具有更好的节能效果。根据项目工程师 Thornton Tomasetti 的说法,用于 Ascent 项目的木材所储存的碳就相当于在一年内减少了近 2400 辆汽车。

http://img.zhux2.com/editor1659682070228926.jpg施工图 © C.D.Smith


3小时

强火灾暴露时长


正交胶合木(CLT)是由一层层的立体木材层压板用结构性粘合剂粘合而成的高弹性工程木材,又被称为未来混凝土。工程木材粘合剂的发展是使 CLT 近些年迅速成为明星产品的关键技术前提。项目中楼板和将木材固定在一起的粘合剂必须能经受三小时的强烈火灾暴露,同时保持其结构的完整性。这是设计方案和建筑材料必须通过的测试之一,以满足城市的消防安全标准,因此粘合剂的选择对于项目的实际落地弥足关键。


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© Henkel 汉高

http://img.zhux2.com/editor1659682095161905.jpg施工图 © Jeramey Jannene



创新材料突破设计想象力

推进重木建筑全球发展


在本项目中所使用的 CLT 木材粘合剂来自汉高全新一代防火型单组份聚氨酯粘合剂乐泰普邦 Loctite HB X,该产品于 2018 年在北美市场获得认证,也是目前北美市场上唯一通过认证可用于生产正交胶合木、胶合木及其他工程木制品的单组分聚氨酯(1C-PUR)粘合剂。

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© Henkel 汉高

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在北美,PRG 320(CLT 标准)明确了构件耐火性与自熄性要求,以防止发生火灾时构件出现层板脱落(分层)现象。PRG 320 还引用了结构用集成材用粘合剂标准 ANSI 405 对粘合剂的相关规定,涉及胶合强度、耐久性、耐候耐热性等技术指标要求,以及对应的测试方法。此外,该标准还明确了耐火测试方法。

http://img.zhux2.com/editor1659682174951672.jpg© Henkel 汉高

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在如此严苛的标准要求下,汉高乐泰普邦 LOCTITE HB X 对于 Ascent 项目的实现可谓是功不可没。正如汉高工程木全球总监、汉高瑞士总裁 Christian Fild 博士所说:“我们通过自身努力与外部协作,致力于开发优质粘合剂产品及应用技术,助力客户成功,如 KLH 等公司,促进可持续工程木制材料在全球项目中的应用。汉高推动了工程木材制造商在众多区域的项目参与度。”

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如今,随着欧洲和澳洲等其他市场出现类似的严苛耐火性能要求标准,汉高也在这些地区对其 HB X 系列的某些产品进行了认证,以满足不断变化的市场需求。随着 2021 国际建筑规范的更新,这类重木建筑会越来越多。NSI/APA PRG 320 CLT 正交层级材性能评级标准被广泛认为给建造更高的木构建筑提供了可能。除了标准与认证之外,汉高将在可持续性、耐久性、强度、用户健康与安全性、效率等方面继续努力探寻,以满足重型木结构建筑行业客户的需求。

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© Henkel 汉高

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© Henkel 汉高


来源:建日筑闻

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标签: 材料应用 设计故事 建筑资讯

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