工程木材作為現代建築的關鍵材料正在迅速獲得認可，為混凝土和鋼材等傳統建築材料提供了可持續的替代品。這種轉變至關重要，因為建築業尋求減少碳足跡並採用更環保的做法。該行業目前佔全球溫室氣體排放量的很大一部分，主要是由於能源密集型材料的生產。這使得採用工程木材等創新、可持續的材料至關重要。
交叉層壓木材(CLT) 和膠合層壓木材(膠合木) 等工程木製品專為高性能而設計，為建築師和建築商提供靈活性、強度和永續性。它們的發展正在透過實現對環境負責的設計和施工實踐來改變建築業。
工程木材的重要性不僅在於其結構能力，還在於其固碳和減少整體排放的潛力。透過使用從可持續管理的森林中採伐的木材，這些產品在整個生命週期中儲存碳，從而有助於淨減少溫室氣體。工程木材的日益普及反映了對永續建築實踐的更廣泛承諾，並將其定位為建築業脫碳的關鍵材料。
大體積木材和工程木材的興起
工程木製品的發展是引人注目的，尤其是大體積木材在建築和建造中獲得了廣泛的歡迎。從歷史上看，由於木材的強度和耐用性有限，主要用於低層結構。然而，工程木材技術的進步極大地擴大了其應用範圍，使其適用於更大、更高的建築。
交叉層壓木材(CLT)、膠合層壓木材(glulam) 和釘層壓木材(NLT) 等大量木材產品改變了人們對木材作為建築材料的看法。 CLT，通常被稱為“類固醇膠合板”，由橫向堆疊的多層木材組成，並粘合在一起形成大面板。這些面板具有卓越的強度和穩定性，非常適合用於現代建築的地板、牆壁和屋頂。膠合木是另一種多功能產品，是透過用高強度黏合劑黏合木材層而製成的，使其能夠跨越長距離並支撐重載。
建築師和開發商越來越多地轉向使用大體積木材，因為它具有美觀、永續性和成本效益。與鋼鐵和混凝土等需要大量能源才能生產的傳統材料不同，工程木材源自可再生資源，可以在場外預製，從而減少施工時間和浪費。這些屬性使大體積木材成為綠色建築計劃和節能設計的有吸引力的選擇。
不列顛哥倫比亞大學的Brock Commons Tallwood House 和挪威的Mjøstårnet 等著名項目展示瞭如何在高層建築中使用大量木材，挑戰了木材不適合高層建築的觀念。這些創新預示著未來工程木材可能成為永續建築的標準。
工程木材的實際應用案例研究
Brock Commons Tallwood House（加拿大溫哥華）
Brock Commons Tallwood House 位於不列顛哥倫比亞大學校園內，是大規模木造建築的先驅範例。這棟學生宿舍高18 層，是全球最高的大型木造建築之一，展現了工程木材在高層建築中的潛力。建築的核心結構使用交叉層積木材（CLT）作為地板和牆壁，並使用膠合層壓木材（膠合木）作為柱子。儘管其高度令人印象深刻，但建築的木框架僅用了70 天就建成了，凸顯了預製大量木材構件的效率。其碳足跡顯著低於傳統混凝土建築，使其成為永續建築的旗艦項目。
Mjøstårnet（挪威布魯蒙達爾）
Mjøstårnet 是挪威的一座18 層建築，被公認為世界上最高的木造建築。該結構主要採用膠合木和交叉層壓木材建造，讓人們一窺木結構摩天大樓的未來。建築的設計師充分利用了工程木材的強度和可持續性，創造了一種結構，展示了木材在高層應用中的可行性。 Mjøstårnet 融合了各種永續特徵，包括地熱供暖和太陽能電池板，鞏固了其作為生態友好地標的地位。該項目強調了大量木材在顯著減少建築對環境影響的潛力。
T3大樓（美國明尼亞波利斯）
在明尼阿波利斯，T3（木材、技術、交通）大樓是一座創新的辦公結構，體現了大量木材在城市環境中的商業可行性。這座七層結構使用釘層壓木材(NLT) 和CLT，反映了北美對木造建築日益增長的興趣。建築的可持續設計贏得了LEED 金級認證，證明其減少了對環境的影響。 T3大樓成為未來城市發展的典範，證明大量木材可以滿足商業房地產的需求，同時保持對永續性的關注。
工程木材的環境效益
工程木材具有多種環境效益，使其成為永續建築的絕佳選擇。它使建築業脫碳的潛力取決於其儲存碳、減少排放以及提供傳統建築材料的可再生替代品的能力。
樹木在生長過程中會自然地從大氣中吸收二氧化碳。當以可持續方式採伐並用於工程木製品時，這些碳仍然鎖定在木材內，有效減少了建築物的整體碳足跡。因此，工程木材的使用有助於碳儲存，這是緩解氣候變遷的重要方面。此外，與鋼鐵和混凝土生產相比，工程木製品的製造過程通常需要更少的能源，產生的排放也更少。
生命週期評估(LCA) 評估材料從原料提取到處置的整個生命週期對環境的影響。在LCA 中，工程木材的性能始終優於傳統材料，這主要是由於其可再生性和節能生產過程。此外，大型木造建築在施工階段的排放量往往較少，因為預製木構件比鋼和混凝土更輕且更容易運輸。這減少了運輸和安裝所需的能源。
工程木材在幫助建築物獲得LEED（領先能源與環境設計）等綠色建築認證方面發揮著至關重要的作用。 LEED 認證的建築認可各個類別的可持續性，包括能源效率、資源利用和室內環境品質。由於材料對環境的影響較小且可再生，大型木造建築通常能夠滿足或超過這些認證的要求。這使得工程木材成為旨在建造環保建築的開發商的有吸引力的選擇。
來自業界的挑戰
雖然工程木材在永續建築中的好處是顯而易見的，但該行業仍面臨著必須解決的挑戰，以充分發揮其潛力。
建築規範和法規是建築中大規模採用工程木材的重大障礙。當鋼鐵和混凝土是大型結構的主要材料時，制定了許多規範，限制了木材在高層建築中的使用。儘管一些地區已經更新了法規以容納大量木材，但其他地區卻落後了。為了鼓勵使用工程木材，政策制定者必須制定明確的指導方針，承認木材技術的進步並解決對消防安全和結構完整性的擔憂。
工程木材的生產取決於來自永續管理森林的優質木材的穩定供應。然而，木材供應量的波動和對木製品不斷增長的需求可能會造成供應鏈問題，影響成本和專案時間表。確保原料的持續供應需要更好的森林管理實踐和促進永續採伐的政策。
這些挑戰也為產業內的創新提供了機會。工程木材技術的進步，例如改進的黏合劑和製造工藝，正在擴大木結構建築的可能性。對將木材與鋼材或混凝土相結合的混合結構的研究也可以提高性能，同時最大限度地減少對環境的影響。此外，隨著對永續建築材料的需求增長，對大規模木材研發的投資可能會增加，為新產品和建築技術鋪平道路。
工程木材處於建築業變革的前沿，為鋼鐵和混凝土等傳統材料提供了可持續的替代品。透過利用木材固有的環境效益，工程木材有可能顯著減少建築物的碳足跡，特別是在大規模木造建築中使用時。