王笑竹：加拿大木結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)創(chuàng)新

加拿大的林業(yè)資源

在木材、木結(jié)構(gòu)以外的眾多行業(yè)領(lǐng)域中，社會(huì)公眾普遍存在一種觀念，認(rèn)為砍伐森林是一種對(duì)自然具有絕對(duì)破壞性的行為。然而，當(dāng)我們深入分析相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，便會(huì)對(duì)這一問(wèn)題有更為客觀和全面的認(rèn)識(shí)。

加拿大森林資源

加拿大，這片廣袤的土地上擁有著高達(dá)3.48億公頃的林地，那大片濃郁的深綠色仿佛是大自然賦予的珍貴寶藏。其中，有1.68億公頃是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的第三方認(rèn)證、可進(jìn)行有效管理的林地。回顧2016年的數(shù)據(jù)，令人震驚的是，當(dāng)年有1548萬(wàn)公頃的森林不幸毀于蟲(chóng)害的侵蝕；而在2017年，森林大火又無(wú)情地吞噬了337萬(wàn)公頃的森林面積。

森林資源數(shù)據(jù)對(duì)比

與之形成鮮明對(duì)比的是，真正用于商業(yè)砍伐的森林面積僅僅為76萬(wàn)公頃。從這些數(shù)據(jù)中可以看到，商業(yè)砍伐在整個(gè)森林資源的利用中所占比例極為微小。2023年6月28日，加拿大多倫多魁北克省和新斯科舍省野火產(chǎn)生的煙霧籠罩大地。加拿大面臨有史以來(lái)最嚴(yán)重的森林火災(zāi)，其對(duì)林地造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了幾年的商業(yè)開(kāi)發(fā)總量。

伐一植三原則

在加拿大可持續(xù)發(fā)展的森林管理體系中，有一個(gè)至關(guān)重要的原則，那就是“伐一植三”。這一原則使得加拿大的森林凈采伐率只有千分之幾，充分體現(xiàn)了對(duì)森林資源的科學(xué)管理和可持續(xù)利用。例如，UBC那座令人矚目的18層大樓所使用的2300立方米木材，在北美那廣袤的森林中，只需6分鐘就可以重新生長(zhǎng)出來(lái)。這一實(shí)例生動(dòng)地展示了木材作為可持續(xù)性、可再生資源的巨大優(yōu)勢(shì)，以及對(duì)環(huán)境友好的科學(xué)管理方式所帶來(lái)的積極影響。

加拿大木材分等體系

加拿大的木材產(chǎn)業(yè)具有獨(dú)特而完善的體系。其木材生成體系將木材細(xì)致地分為結(jié)構(gòu)級(jí)和外觀級(jí)，以更好地適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。無(wú)論是在我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的家具制作，還是在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，這種分類都發(fā)揮著重要作用。

加拿大木材分等

在加拿大，有一本全國(guó)通用的木材智能手冊(cè)，所有的木材鋸材都必須經(jīng)過(guò)第三方機(jī)構(gòu)嚴(yán)格按照該手冊(cè)進(jìn)行認(rèn)證后，才能進(jìn)入市場(chǎng)流通。手冊(cè)上詳細(xì)地標(biāo)注著認(rèn)證單位、生產(chǎn)工廠代碼、具體的技術(shù)指標(biāo)、熱處理方式以及評(píng)價(jià)等級(jí)等重要信息。這樣的設(shè)計(jì)，極大地方便了用戶根據(jù)自身需求選擇恰當(dāng)?shù)哪静摹?/p>

加拿大分等標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)

在某種意義上來(lái)講，木材是大自然賜予我們的珍貴禮物，如何合理地運(yùn)用它是我們整個(gè)行業(yè)最需要深入思考和認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題。并非越貴、等級(jí)越高的木材就一定是最好的，應(yīng)該根據(jù)不同的場(chǎng)景需求，選擇最為合適的木材資源。

加拿大政府政策和法案的引導(dǎo)

政府法規(guī)法案的引導(dǎo)在加拿大的木材產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著舉足輕重的作用，尤其是在BC省，這方面的表現(xiàn)尤為突出。

UBC學(xué)生公寓

BC省政府于2009年出臺(tái)了“木材優(yōu)先法案”（Wood First Act），法案規(guī)定由各級(jí)政府全部或部分出資的建筑項(xiàng)目，需要把木材作為優(yōu)先和主要建筑結(jié)構(gòu)材料。該法案積極地促進(jìn)了相關(guān)工程木材、建筑體系和防火科學(xué)的研究和發(fā)展，推動(dòng)了眾多的多高層公共建筑項(xiàng)目開(kāi)始采用重木結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行建造實(shí)踐，其中最具代表性的項(xiàng)目是2017年完工的UBC大學(xué)學(xué)生公寓（Brock Commons），該項(xiàng)目以18層54米的建筑高度成為當(dāng)時(shí)世界最高的木結(jié)構(gòu)建筑。

膠合木建筑-南京園博園

Brock Commons優(yōu)秀的示范效應(yīng)也成功地推動(dòng)了當(dāng)?shù)亟ㄖ?guī)范的升級(jí)迭代，2019年更新后的規(guī)范允許采用重木結(jié)構(gòu)的建筑高度從原來(lái)的6層提高到12層，2024年4月更新后的規(guī)范又提高到18層。

重木結(jié)構(gòu)建筑

2020年，BC省又推出“重木結(jié)構(gòu)”（Mass Timber）計(jì)劃，積極鼓勵(lì)建造速度快、可持續(xù)性強(qiáng)、低能耗的重度結(jié)構(gòu)建筑，從而推進(jìn)該省的“潔凈卑詩(shī)”（Clean BC）長(zhǎng)期氣候目標(biāo)的達(dá)成。

加拿大木結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

在加拿大，木結(jié)構(gòu)的發(fā)展主要涵蓋兩個(gè)方面。一方面，輕木結(jié)構(gòu)目前正朝著高度裝配預(yù)制化和模塊化的方向迅猛發(fā)展，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造等新興技術(shù)的誕生，有力地推動(dòng)了傳統(tǒng)建筑行業(yè)的巨大進(jìn)步。

建設(shè)當(dāng)中的“The Hive” 10層重木結(jié)構(gòu)辦公樓

另一方面，在重木結(jié)構(gòu)方面，加拿大也進(jìn)行了諸多大膽而創(chuàng)新的嘗試。通過(guò)不斷完善各種規(guī)范，加拿大在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了較大的提升。目前，在建的有10層重木結(jié)構(gòu)辦公樓，同時(shí)還有一個(gè)已經(jīng)獲得規(guī)劃許可的18層重木結(jié)構(gòu)住宅樓。加拿大積極推進(jìn)重木結(jié)構(gòu)建筑所占的比例，這背后得益于其較為完備的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)和支持。

規(guī)劃建造的“Wesgroup” 18層重木住宅樓

從加拿大工程木產(chǎn)品的運(yùn)用情況來(lái)看，在2021年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中顯示，截至當(dāng)年，加拿大共有484棟重木結(jié)構(gòu)建筑，總建筑面積大約為150萬(wàn)平方米，其中已經(jīng)完工的有412棟，在建的有52棟，規(guī)劃新建20棟。

加拿大工程木產(chǎn)品運(yùn)用情況

在這些建筑中，有352棟建筑使用了膠合木，101棟建筑使用了正交膠合木，此外還有DLT、LVL、PSL等工程木材的應(yīng)用。相對(duì)而言，最主流的仍然是膠合木和正交膠合木。

加拿大重木生產(chǎn)廠分布

截至2021年，在加拿大共有超過(guò)20家工程木材的生產(chǎn)企業(yè)，其中的膠合木產(chǎn)品在重木結(jié)構(gòu)當(dāng)中運(yùn)用最為廣泛。這些企業(yè)的分布從西海岸到東海岸，覆蓋范圍較為全面。在這20家企業(yè)中，有13家生產(chǎn)膠合木，8家生產(chǎn)正交膠合木，7家生產(chǎn)單板層積材（LVL），這三種產(chǎn)品在加拿大的工程木材領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛。

中國(guó)膠合木應(yīng)用

在北美和歐洲，木結(jié)構(gòu)主要往高度方向發(fā)展，中國(guó)目前市場(chǎng)的情況是朝著大跨度、長(zhǎng)挑檐的方向邁進(jìn)。例如，在南京的園博園綠城酒店，其總建筑面積達(dá)到了35000平方米，采用了長(zhǎng)橢圓的空腹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這個(gè)項(xiàng)目所使用的木材是加拿大的花旗松。

南京園博園

成都天府農(nóng)博園，堪稱亞洲最大的木結(jié)構(gòu)建筑。該項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)自加拿大的權(quán)威結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公司。

成都天府農(nóng)博園

加拿大木業(yè)在中國(guó)設(shè)立了“膠合木產(chǎn)品技術(shù)推廣及質(zhì)量認(rèn)證項(xiàng)目”。這個(gè)項(xiàng)目的主要工作內(nèi)容包括參與國(guó)內(nèi)膠合木產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定；組織國(guó)內(nèi)外專家在重木結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)、膠合木產(chǎn)品生產(chǎn)制造、加工安裝、檢驗(yàn)檢測(cè)等方面提供技術(shù)支持和培訓(xùn)；與CABR共同建立和實(shí)施“膠合木產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證體系”，并結(jié)合綠色建材認(rèn)證。目前我國(guó)已經(jīng)有4家企業(yè)通過(guò)了北京中國(guó)建筑科學(xué)研究院認(rèn)證中心的膠合木產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證。