最古老的建筑材料也能实现低碳——SOM与您一起探索
第24届美国阔叶木外销委员会(AHEC)东南亚及大中华年会6月20日在宁波举行。SOM中国区总监兼“美国建筑师学会”(AIA)中国区主席周学望(Silas Chiow)先生作为特邀嘉宾发表了演讲。
AHEC年会秉承 “阔叶木可持续发展” 的理念,就木材的可持续发展和最新技术等话题展开讨论 ©SOM
周学望认为,除钢筋混凝土之外,木材作为一种天然建筑材料,不仅是建筑和室内设计的重要材料,也可以成为建筑本身的一部分。
SOM中国区总监周学望先生分享SOM的成功案例 ©SOM
周学望的演讲始于当前的一个严峻事实——中国建筑行业使用较多的材料是钢材和混凝土,中国已成为世界最大的混凝土使用和生产国,三年里消费的混凝土已超过美国一个世纪的使用量。
中国的城市化进程始于30年前,而今,中国有超过六成的人口生活在城市中,这个比例比1981年的20%增长了三倍。
相同的城市化进程,英国花了100年,美国则用了50年。随着越来越多的人来到城市,城市建造和发展所消耗的能源对世界环境的影响不可小觑。
随着城市化进程的加快,中国已成为世界最大的混凝土生产和使用国 ©SOM
中国也已成为世界第二大的温室气体排放国,如果继续放任这样的能源消耗方式,对环境造成的恶劣影响是不可逆的。
正如SOM也有针对气候变化的内部方案一样,周学望同时向在场建筑师和业内人士提出:“作为建筑师,我们有责任降低整个建筑行业的碳排放水平。”
他表示,在建筑设计、建材选择和建造过程中,SOM的建筑师不遗余力,而木材则是建筑师在应对气候变化行动中发挥作用,实现降低碳排放目标的理想建筑材料。
建筑师必须在寻求应对气候变化解决方案的过程中起到引领作用。通过优良的能源与环境设计融入常规操作,能够提升建筑能效,亦能为业主提供除节能以外的更多效益,真正实现建筑以人为本,为业主和租户提供最佳舒适度。
木材与钢材和钢筋水泥(混凝土)相比有明显的优势,这不仅表现在能耗方面——钢材和混凝土比木材分别多消耗12%和20%的电力,在温室气体的排放量方面,钢材和混凝土排放的温室气体更多,分别比木材向大气多排放10%和12%的有害气体。
此外,钢材和混凝土对水源的污染也是木材的300%和225%。
木材的优点:抗拉强度高、吸音性能强、能源效率高、生物降解和可再生性佳
SOM的建筑师选择木材,不仅因为它是一种天然环保的建筑材料,更因为木材对建筑而言的极佳性能——
作为一种建筑材料,木材不仅坚韧抗震,更有遮阳保暖和相对钢筋混凝土来说质量较轻的特性。
以SOM的四个建筑设计项目中使用的木材为例,周学望向在场观众详细解释了木材在现代建筑中所扮演的重要角色。
位于美国马里兰州苏特兰的美国人口普查总部,由总面积14万平米的两栋八层楼的总部大楼组成,能容纳6000名职员。
SOM设计的美国人口普查总部大楼 ©SOM
从设计概念成型阶段开始步骤的一开始,SOM的设计师就考虑用木材来覆盖整个建筑 ©SOM
SOM的设计团队对木材的青睐主要因为木材能提供最佳隔热性能,且能让建筑物很好地融入到整个环境中去。
周学望进一步解释:“在这个项目中我们用了两种类型的木材,主建筑上用的木材被称为 ‘木质面纱’——一种用美国白橡木作为材料的建筑外墙,包含成千上万个弯曲和直线型的木质叶片。”
“另一种则是用胡桃木制作的红色 ‘休息舱’。建筑包含三个被称为‘休息舱’的小型结构,从建筑的西北面伸展出来。
每个“休息舱”都包含三个不同功能:咖啡厅、办公楼休息室和影音室。”
建筑包含三个被称为“休息舱”的小型结构,从建筑的西北面伸展出来 ©SOM
成千上万的木片能适度引导自然光进入办公空间。这些木质叶片也能在炎热天气提供遮阳功能,允许部分光线进入室内,同时降低室内能耗。
经由木制“遮阳板”过滤的自然光进入办公空间 ©SOM
“休息舱”内的影音室内景。”休息舱“的一端呈开放式,舱外的森林绿植给人以视觉享受 ©SOM
周学望分享的第二个SOM设计项目是位于美国加州奥克兰的基督之光大教堂。
“信不信由你,这是第一座建于21世纪的大教堂。”
这座面积为21000平米的教堂建筑在2008年建成,包含侧边小教堂、洗礼堂、大陵园、一个会议中心,以及办公室、住宅楼、书店和餐厅等设施。
教堂的选址选一个广场和花园之上。广场和花园可成为社区居民的交流场所 ©SOM
周学望表示:“建筑形态和建材的选择都来自于建筑师创造社区透明化和开放空间的渴望。为了保证通透和自然光的进入,整栋建筑的外部都由玻璃幕墙包裹。”
一个“木制容器”造型的内部空间则体现了建筑师对空间自然光环境的重视,整栋建筑的“超级结构”系统则位于外部玻璃幕墙的包围和内部“容器”之间。
整栋建筑的“超级结构”系统位于外部玻璃幕墙的包围和内部“容器”之间 ©SOM
建筑的超级结构以26根自上而下,高度为36米的道格拉斯冷杉木制成。这种木材因极佳的抗震性而得以运用 (该教堂前身为圣弗朗西斯大教堂,1989年被地震摧毁)。
这26根超级结构冷杉木被准确锚入一个地基隔震系统,能够有效地提升建筑物的抗震性。
26根超级结构冷杉木被准确锚入一个地基隔震系统,能够有效提升建筑物的抗震性 ©SOM
木制“容器”中紧密排列的木撑架能对容器壁上的木质“百叶窗”提供支持。木质“百叶窗”对照射入圣殿的光线进行过滤,让人置身其中时,有在避难所中享受庇荫的感觉。
这些木质“百叶”让室内空间和氛围得到很好的保护。木制“百叶”也让圣殿内的环境温度得到很好的保持。
木质“百叶”对照射入圣殿的光线进行过滤,让人置身其中时,有在避难所享受庇荫的感觉 ©SOM
璀璨灯火的辉映下,外墙反射的光线让整栋教堂显得晶莹剔透,仿佛一个巨大的灯笼 ©SOM
2004年竣工的芝加哥凯悦集团总部大楼是SOM在建筑设计中采用木制内饰材料的一个范例。大楼占据一栋总层数为53层的建筑物中的七个楼层,能容纳1000名雇员同时工作。
SOM的设计团队希望建筑设计本身就能彰显凯悦集团的悠久历史。
建筑师们认为,集团总部应该是温暖和热情舒适的,同时又具有前瞻性视野,能体现凯悦集团诚信、谦逊、共情、创意和充满乐趣的核心价值。
芝加哥凯悦集团总部内景 ©SOM
SOM的设计团队用一个七层楼高的中庭向凯悦集团原创的酒店中庭概念致敬。设计师用一个位于中庭中的巨大玻璃楼梯作为引导人流的中流砥柱。
SOM的设计团队调查了遍布全球的众多凯悦酒店,发现所有酒店都采用了同样一种材料——那就是木头。因此设计师们选择美国胡桃木,并在本设计方案中大量使用。
高贵优雅的木制纹理和质地恰到好处地诠释了凯悦集团品牌的形象诉求。
访客进入凯悦酒店总部后,首先映入眼帘的就是四周无处不在的美国胡桃木。木材的“大地色”(土褐色)色系营造了一种温馨又略带禅意的氛围。
木材的“大地色”色系营造了一种温馨又略带禅意的意境 ©SOM
2010年竣工的迪拜哈利法塔高828米,也是世界第一高楼。高楼自下而上直指天际的同时,有27个逐级减小的横截面螺旋上升,高耸挺拔,又不失灵动气质。
在多方衡量后,Y字形方案能让外部视野最为辽阔,同时也很好地保证了大楼的内部光照 ©SOM
下图为从某个Y字形截面向下瞭望。注意建筑地基和阳台怎样与地面景观融为一体。
需要注意的是,所有的阳台都用柚木板材覆盖。建筑底部的V字形泳池则是大厦中阿玛尼酒店的一个完美收尾。
哈利法塔所有的阳台都用柚木板材覆盖 ©SOM
超高层建筑自然是用钢筋混凝土建造,建筑外部用玻璃和铝材包裹。但木材在这样的摩天大楼中亦同样有用武之地 ©SOM
“与此同时,随视野进入楼内,会发现我们选用木材来诠释它能带给每一位访客的亲近感和温暖。”楼内企业套间层入口处的内部设计包含了呈有机形态,以梧桐木为材料的造型天花。
进入楼内,SOM选用了木材来表达空间带给每一位访客的亲近感和温暖 ©SOM
就木材在建筑设计上的运用来说,除了建筑结构和内饰,SOM另一个位于加州长滩的图书馆项目因木材还是一种较轻型的材料,所以还在建筑屋顶和地板结构上发挥重要作用。
加州长滩市民中心图书馆:上半部分为效果图,下半部分为几个月前拍摄的施工期间实景图 ©SOM
木材的一大好处是它的轻质,并能以“素颜”见人,无须用其它材料覆盖 ©SOM
SOM建筑师考虑木材作为建筑材料,是因为木材相对钢筋混凝土而言更轻的质量。
因此建筑师能够因地制宜,保留下方现有的车库结构。建筑师在保留建筑原有支柱的前提下又增加了新的支撑钢柱,以保证建筑结构的坚固。
采用木材,是因为木材轻质,这就让SOM的建筑师得以保留图书馆下方现有的车库结构 ©SOM
巨大的中庭让自然光充盈整个空间。图书馆内部不仅大量地采用木材,屋顶还设有光伏电池等节能装置 ©SOM
SOM选用的是来自美国太平洋西北地区的冷杉木层叠木材,从照片上看——正在建设中的空间因为有木材的颜色而让人愉悦,显得舒适而温暖。
周学望表示:“随着科技的不断进步,新型建材会被不断地发明出来。但是就如同我所说的那样,木材,这种人类历史上最古老的建材之一,因为它的可持续特性、耐用性和可回收性,仍然会继续发挥作用。”
事实上,木材的特性只会随着科技的发展而得到进一步提升,让木材的应用范围更加广阔。木材作为一种可再生资源,随着森林植被产量的提高,在建筑设计上会有更广阔的应用前景。
“可持续性是SOM的重要设计准则之一。” 周学望介绍说,“我们钟爱天然的材料。尽管石材也是天然建材,但远不及木材温暖与环保,木材与人的距离更为贴近。除了精神和艺术内涵,木材的实用性远超想象。”
虽然一栋建筑的完成要依靠多种材料,但一直以来,SOM始终在尝试通过优化设计,减少在建筑过程中使用钢材和混凝土材料的方式,实现低碳和可持续的目标。
周学望表示:“相较于其它资源,木材在科学管理之下‘取之不尽用之不竭’的特性,让我们对它的应用未来充满信心!”