這座17.8米高的木結(jié)構(gòu)塔樓由Waugh Thistleton建筑事務(wù)所(WTA)設(shè)計(jì),巧妙地?cái)[脫了千篇一律的混凝土和玻璃結(jié)構(gòu)。與混凝土方案相比,黑白大樓減少了37%的隱含碳,相當(dāng)于減少1083.7噸二氧化碳排放,建筑中55%的碳被封存在木結(jié)構(gòu)中。WTA聯(lián)合創(chuàng)始人Andrew Waugh說道:“這是一座大規(guī)模的環(huán)保建筑,其碳排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于倫敦能源轉(zhuǎn)型倡議(LETI)設(shè)定的目標(biāo)。”
該建筑頗具創(chuàng)意的核心結(jié)構(gòu)共使用了1330立方米的木材。為此,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從德國和奧地利的可持續(xù)森林中獲得了227棵山毛櫸樹和1547棵云杉。建筑內(nèi)部,清脆的交錯(cuò)層壓木板與山毛櫸層壓單板木材框架相搭配;建筑外部,采用的是來自北美的鵝掌楸木。
“通常鋁和玻璃這樣的高碳材料被用于建筑外部。然而在這個(gè)項(xiàng)目中,百葉窗是由木材制成的。”美國闊葉木外銷委員會歐洲處長David Venables表示。黑白大樓的百葉窗由經(jīng)過熱處理的美國鵝掌楸木建造,通過保護(hù)內(nèi)部區(qū)域免受太陽能的影響,極大地降低了建筑的能源消耗。它們還最大限度地減少了保護(hù)窗戶所需的不可回收的太陽能涂層的數(shù)量,最終減少了垃圾填埋。
Waugh表示:“我們制作了建筑的參數(shù)化計(jì)算機(jī)模型,并使用太陽路徑圖來計(jì)算進(jìn)入這個(gè)建筑的光量。”通過這樣做,WTA能夠設(shè)計(jì)出允許充足的光線進(jìn)入辦公空間的遮陽板,同時(shí)盡可能減少太陽能的熱影響。“遵循這一原理,我們設(shè)計(jì)將西面和北面的遮陽板垂直放置,將南面的遮陽板水平放置。”Waugh補(bǔ)充道,“我們在整座建筑中使用了大約6種不同深度的木材遮陽板。”
當(dāng)前,像白蠟?zāi)具@樣的美國闊葉木材經(jīng)過熱處理,已被廣泛用于裝飾、骨架外墻和窗戶,而鵝掌楸木的熱處理應(yīng)用尚未普及。然而,美國農(nóng)業(yè)部森林庫存分析的數(shù)據(jù)顯示,美國鵝掌楸木占闊葉木總蓄積量的 7.7%。而通過廣泛的研究,AHEC得出結(jié)論,鵝掌楸木相對于其重量具有很高的強(qiáng)度性能,且在熱處理后外觀性能良好。為此,AHEC向WTA提供了技術(shù)咨詢,并建議其在建筑外部使用熱處理木材。事實(shí)上,雙方就熱處理木材的合作探索始于2018年的倫敦設(shè)計(jì)節(jié)。作為雙方合作的實(shí)驗(yàn)性硬木CLT項(xiàng)目,作品MultiPLY讓W(xué)TA認(rèn)識到了熱處理硬木的潛力。
“熱處理技術(shù)無需使用任何化學(xué)物質(zhì),只是把木頭進(jìn)行烘烤。一旦木材干燥,就可以將其放入高溫中處理。” Venables解釋道。這個(gè)過程通過結(jié)晶形成層來增強(qiáng)木材的穩(wěn)定性和耐用性,并防止木材收縮和膨脹。“通常在熱處理過程中,加熱到180攝氏度以上,木材的水分含量會降低到4-6%左右,”Venables進(jìn)一步解釋說:“這樣可以防止真菌和昆蟲腐爛,因?yàn)楹婵緯芊饽静?,使其不易彎曲、開裂或移動??紤]到當(dāng)時(shí)還沒有現(xiàn)成的數(shù)據(jù),項(xiàng)目期間AHEC進(jìn)行了一些防火測試,以證明熱處理鵝掌楸木具有防火性能,可以為多層建筑提供足夠的保護(hù)。”
這些熱處理木材由總部位于新罕布什爾州的Northland Forest Products公司制造,該公司于2007年開始對木材進(jìn)行熱處理,目的是將綠色裝飾和骨架外墻產(chǎn)品推向市場,為其他日益昂貴和面臨環(huán)境挑戰(zhàn)的材料提供替代選擇。該公司副總裁Scott Seyler說:“在將鵝掌楸木用作裝飾產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)后,我們很快意識到,它高大的圓柱形生長和優(yōu)良的尺寸使其成為骨架外墻和其他垂直應(yīng)用的絕佳材料。我們第二家生產(chǎn)工廠位于弗吉尼亞州,那里靠近最好的鵝掌楸木種植區(qū)之一。”
黑白大樓外部使用的熱處理鵝掌楸木百葉窗具有高質(zhì)量的光滑飾面,不需要打磨、處理或維護(hù)。由于它是可拆卸的,百葉窗可以在項(xiàng)目生命周期結(jié)束時(shí)拆除并重新利用。使用這種類型的木材,可以在處理后對其進(jìn)行加工和成型,這無疑是一個(gè)巨大的優(yōu)勢,因?yàn)檫@意味著可以準(zhǔn)確地切割它的各個(gè)部分。“隨著時(shí)間的推移,這些百葉窗的顏色也會變淺。”Venables說道。這座建筑會像古董家具一樣,隨著時(shí)間的推移而越發(fā)顯現(xiàn)個(gè)性。此前由DRMM事務(wù)所設(shè)計(jì)的位于奧爾德姆的新瑪吉中心,則是英國首個(gè)采用熱處理鵝掌楸木的項(xiàng)目。
極具創(chuàng)新的黑白大樓證明了通過巧妙的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保。作為倫敦市中心最高的大型木結(jié)構(gòu)辦公樓,它為當(dāng)代建筑開創(chuàng)了先河。Waugh表示:“我們需要停止使用大量的混凝土和鋼材,因此我們想證明有可行的替代方案。”現(xiàn)在,設(shè)計(jì)師們比以往任何時(shí)候都更需要考慮環(huán)境和所使用的材料,黑白大樓無疑為可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)進(jìn)步型設(shè)計(jì)樹立了新的標(biāo)桿。
(圖片攝影由Ed Reeve和Fred MacGregor提供)
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