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建筑行業(yè)是耗能大戶，尤其在我國過去幾十年的快速建設(shè)進(jìn)程中，碳排放問題尤為突出。建筑碳排放主要源于建造過程，其中建筑材料及其加工、運(yùn)輸所產(chǎn)生的碳排放占比較高，可達(dá)16.7%。鋼材、水泥等廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)建筑材料，在全國能源相關(guān)碳排放中占比高達(dá)13.3%。

若要實(shí)現(xiàn)零碳建筑或低碳建筑，僅關(guān)注建筑建成后的運(yùn)營階段遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在我國，建造過程中的材料消耗產(chǎn)生大量碳排放。如果從建設(shè)源頭考慮，不使用低碳、固碳材料，很難實(shí)現(xiàn)減排，更難在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到碳中和。使用傳統(tǒng)建筑材料建造零碳建筑幾乎不可能，而利用在自然生長中固碳的竹木材料，則為實(shí)現(xiàn)建筑零碳提供可能，甚至成為關(guān)鍵手段之一。

通過研究建筑中竹木應(yīng)用的比例，能夠計(jì)算出全壽命周期內(nèi)碳中和、碳達(dá)峰的準(zhǔn)確時(shí)間表，而不是忽略建造本身，僅關(guān)注運(yùn)行階段的碳排放。與傳統(tǒng)建材相比，使用竹木材料能大幅降低碳排放，為綠色建筑奠定良好基礎(chǔ)，更快實(shí)現(xiàn)碳中和。這在理論研究和實(shí)踐方面均具有可行性。

竹木材料在建筑中的應(yīng)用歷史悠久，是人類建造居住環(huán)境最早使用的材料之一，在世界各地，尤其是中國這樣的土木大國，形成了深厚的文化傳統(tǒng)。眾多著名歷史建筑，如宮殿廟宇，都是由木材建造，至今仍是寶貴的建筑文化遺產(chǎn)。

傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑值得世人驕傲，其中許多建筑不用一根釘子，充分展現(xiàn)了當(dāng)時(shí)契合我國工業(yè)水平的建造智慧。然而，在當(dāng)今豐富多樣、大尺度的建筑空間需求下，無法完全依賴傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)。隨著人們對森林資源保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，以及木材使用方式的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)成為重要發(fā)展方向之一。過去傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)多用原木，樹木需生長百年才能成材；如今采用速生林，樹木50年左右成材，并通過集成化和現(xiàn)代工藝加工成可用木材。

因此，在低碳發(fā)展背景下，木結(jié)構(gòu)發(fā)展需要走現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)之路。2025年日本大阪世博會(huì)就是很好的例證，超過70%的建筑采用木結(jié)構(gòu)，以及輕鋼結(jié)構(gòu)和索膜結(jié)構(gòu)。盡管這是一個(gè)半年后將被拆除的展會(huì)，但木結(jié)構(gòu)建筑呈現(xiàn)出的開放性和幸福感，給人以全新的建筑美學(xué)體驗(yàn)，也讓傳統(tǒng)建筑學(xué)面臨變革。

習(xí)近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”。在城市更新和存量發(fā)展階段，建設(shè)量依然存在。應(yīng)提倡木結(jié)構(gòu)的使用，讓城市更加綠色溫暖。在鄉(xiāng)村，傳統(tǒng)地方性建造方式逐漸被混凝土等材料取代，存在諸多安全隱患。大力推廣竹木建筑，將成為低碳生態(tài)建造的理想場景之一。

生態(tài)與功能的融合

2018年，崔愷院士團(tuán)隊(duì)承擔(dān)海口市民游客中心項(xiàng)目。該項(xiàng)目位于海口市世紀(jì)公園旁，周邊是市民活動(dòng)場所。為了接待游客、展示城市魅力，又不打擾市民日常健身，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將建筑設(shè)計(jì)為開放式。

考慮到海南的生態(tài)優(yōu)勢，首次采用木結(jié)構(gòu)，建筑支撐為鋼結(jié)構(gòu)，屋面采用木檁條、木梁和木網(wǎng)，既能遮陽、防雨、吸熱，又生態(tài)環(huán)保，市民活動(dòng)空間設(shè)置在半室外。建成后，建筑與自然景觀融為一體，室內(nèi)外邊界開放，地下和地上的諸多平臺(tái)向市民開放，功能靈活，如今已成為?？谑忻褶k事的聚集地。

創(chuàng)新農(nóng)業(yè)會(huì)展建筑模式

2021年建成的成都天府農(nóng)博園項(xiàng)目，地處美麗的田園景觀中。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)摒棄傳統(tǒng)工業(yè)展館和商業(yè)會(huì)展中心的做法，針對農(nóng)產(chǎn)品銷售展賣，打造類似農(nóng)業(yè)大棚、集市的新型建造體系。

該體系不僅滿足農(nóng)博會(huì)需求，還為成都增添了在田園中開會(huì)的新場景。建筑包含會(huì)議廳、博物館、辦公樓等場景，主體結(jié)構(gòu)為木結(jié)構(gòu)，少量采用鋼節(jié)點(diǎn)和鋼桁架；建筑內(nèi)部因公共空間功能和防火要求采用鋼結(jié)構(gòu)，空間木結(jié)構(gòu)開放，采光良好。建筑最大跨度達(dá)117米，單拱高度達(dá)42米，成為目前世界上最大的木結(jié)構(gòu)案例之一，并榮獲多項(xiàng)國際結(jié)構(gòu)大獎(jiǎng)。

屋頂采用ETFE彩色膜組合，呈現(xiàn)田園風(fēng)采，建筑輕巧開放，陽光大廳可打造立體種植系統(tǒng)，現(xiàn)已成為成都老百姓的網(wǎng)紅打卡地，可舉辦婚禮、會(huì)議、展覽等活動(dòng)。

城市更新中的木結(jié)構(gòu)應(yīng)用

在昆山玉山廣場地鐵站的建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)合蘇州到上海的軌道交通線路穿過昆山市中心的情況，以及當(dāng)?shù)氐奈幕厣?，新地鐵站的站房設(shè)計(jì)采用新型木結(jié)構(gòu)，并結(jié)合光伏玻璃，創(chuàng)造了當(dāng)?shù)靥厣?/span>

該地鐵站建成后深受昆山老百姓喜愛，成為網(wǎng)紅打卡地。該項(xiàng)目不僅在站房設(shè)計(jì)上獨(dú)具特色，還通過周邊環(huán)境整治和文化場景營造，以小建筑帶動(dòng)城市品質(zhì)提升，將市政基礎(chǔ)設(shè)施精細(xì)化，用木結(jié)構(gòu)替代傳統(tǒng)鋼材和混凝土材料，營造出溫暖的場景。

木結(jié)構(gòu)在不同場景的嘗試

在北京南苑森林濕地公園建設(shè)中，設(shè)計(jì)摒棄傳統(tǒng)園林建筑形式，利用木結(jié)構(gòu)和新型結(jié)構(gòu)，打造森林小屋，為市民提供周末度假休閑的好去處。

在北京市西城區(qū)華嘉小學(xué)改造中，考慮到學(xué)?？臻g狹小，孩子們?nèi)狈ν嫠？臻g，崔愷院士團(tuán)隊(duì)利用假期二十幾天時(shí)間，采用裝配式木結(jié)構(gòu)和陽光板搭建棚架，快速建成孩子們可以上課、玩耍、休息的場所。目前，已有其他學(xué)校尋求類似的木結(jié)構(gòu)改造方案。這些嘗試讓北京市舊城區(qū)逐漸煥發(fā)生機(jī)。

地方資源與現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合

福建順昌縣山林資源豐富，盛產(chǎn)杉木。崔愷院士團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在當(dāng)?shù)睾拥郎辖ㄔO(shè)一座300米長的廊橋，采用現(xiàn)代技術(shù)推廣木結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用。廊橋不僅用于通行，還為老百姓提供生活、休閑、觀景的空間。設(shè)計(jì)兼顧傳統(tǒng)韻味與簡潔風(fēng)格，力求使用當(dāng)?shù)啬静模壳绊?xiàng)目正在深化設(shè)計(jì)中。

我國竹資源豐富，但竹子生長周期短，5年到7年即達(dá)到壽命，若未合理利用，竹林易衰敗。傳統(tǒng)竹材多應(yīng)用于生活日用品，用量有限，如今竹鄉(xiāng)面臨資源利用的困惑。

在昆山的舊建筑改造中，崔愷院士團(tuán)隊(duì)嘗試使用原竹，經(jīng)過脫蛋白、防水處理并添加保護(hù)劑后，原竹的使用壽命可達(dá)10年以上。例如昆山的昆曲學(xué)社等項(xiàng)目，建筑中使用的原竹已有7~8年，目前狀況良好。

山東建筑大學(xué)教授張鑫發(fā)明的竹砼結(jié)構(gòu)（無機(jī)膠復(fù)合竹結(jié)構(gòu)），為竹材在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用帶來新突破。竹砼結(jié)構(gòu)采用復(fù)合竹，以鎂質(zhì)無機(jī)膠作為粘結(jié)劑制備竹基復(fù)合材料，具有強(qiáng)度高、重量輕、耐火性強(qiáng)等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)裝配式安裝，能大量利用既有竹林資源。目前崔愷院士團(tuán)隊(duì)正協(xié)助張鑫教授團(tuán)隊(duì)建設(shè)五層樓高的實(shí)驗(yàn)室，預(yù)計(jì)2025年下半年開工。

在大阪世博會(huì)中國館的設(shè)計(jì)中，崔愷院士團(tuán)隊(duì)最初提出以竹簡作為中國建筑文化元素，以竹子建造作為生態(tài)底色。最終因日本在竹結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)上的局限，該項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)仍為鋼結(jié)構(gòu)，但中國館內(nèi)外貫穿一體的墻板體系采用了竹材。竹材的使用結(jié)合自然采光和園林營造，打造出兼具文化底蘊(yùn)及生態(tài)意味的現(xiàn)代中國館，成為大阪世博會(huì)的網(wǎng)紅打卡地。

海南是生態(tài)大省，期待在城市建設(shè)和城市更新中，海南省能夠大力推廣竹木材料的使用。竹木建構(gòu)建筑將為我們創(chuàng)造更美好的生活環(huán)境。