校园建筑中如何使用木材？

作者 Camila Prieto | 译者 July Shao
于2022年十月, 17

校园设计如何影响教学过程？了解当下教育建筑设计的趋势和方法，是创造“为学生而设计”的健康空间并发展他们社交和学术能力的关键。

如果我们观察校园设计的历史演变，就能发现其每个时期都有独特的挑战和偏好。而在今天，校园设计所面临的主要挑战，则是创造一种能够整合开放式学习环境的空间，将多样性、社交性和可持续性结合起来。

建筑界似乎一直在寻找能够更好地融合可持续性的新材料和新方法。而有一种材料不但经受住了时间的考验，同时也为创新提供了可行的空间：它就是木材。在这样的大环境下，作为世界上最大的木制品出口地之一的加拿大英属哥伦比亚省，成功地通过多种策略将木材最大限度地使用在可持续设计中。本文将探讨的一个值得注意的例子：木材在学校设计中的使用。

为什么在学校设计中使用木材？

选择木材作为学校设计的主要材料，可以为学生、教师以及工作人员创造最佳的学习和健康环境。除了具有可持续、可再生、能够为当地经济和社区提供支持这些特点外，木材还非常坚固耐用、易于改造和翻新。不列颠哥伦比亚省（BC）正在推动木结构设计和建造的发展，并为学校提供先进技术。

由建筑事务所 thinkspace 和工程团队 Fast+Epp主笔的《英属哥伦比亚省学校中的木材使用》旨在为好奇木材在学校设计中的应用的个人或组织提供一个有效的指南。近年来木材的使用有了长足的发展，不同尺寸和范围的木材元素被越来越多地引入建筑设计中，这有赖于技术的进步和设计界及官方越来越广的接受度。

重型木结构混合重型木结构都可以作为混凝土和钢结构的替代方案。在提供满足建筑法律和规范问题的同时，大型木梁和木柱的使用也使得创造灵活布局的大型学区成为可能。

英属哥伦比亚省第一所三层混合大规模木结构小学

位于英属哥伦比亚省素里市的Ta’Talu 小学，作为省内第一所三层混合大规模木结构小学建筑将于 2024 年春季竣工。除了木结构所增添的美感、亲生物元素和学习属性的提升之外，选用混合大规模木材作为主要结构材料还遵循了学校可持续发展，降低碳排放的目标。

校园建筑中如何使用木材？ - 17 的图像 17 — Ta'talu Elementary School, Surrey, BC. Image Courtesy of thinkspace

将大规模木材结构和其他材料结合起来，例如钢或混凝土，能创造一个可以最大程度发挥每种材料特性的混合体系。它的灵活性和总体性能开发了一种全新的材料类型，可以满足繁杂的三、四层教育建筑设计的规范要求和成本限制。

实绩：木材技术的进步

木材技术的最新进展包括在其制造工艺、新型产品、结构性连接和技术，建筑信息模型（BIM）在大规模木结构建筑中的使用，以及重型木结构的数控加工（CNC）方面的创新。

重型木结构制造效率的进步包含了木材应用的结构性创新，以及材料标准和建筑规范的变化。例如英属哥伦比亚省的建筑规范中包含了一个新的建设类型：整体重型木结构施工（EMTC），在此过程中通过干砌墙包覆木质结构以确保其符合消防安全要求。

将材料纳入 BIM 建模将增加各方对一个建筑或项目的了解，改善顾问协调模式，避免结构、机械、电气和建筑学科之间的冲突。

以木养人：健康与亲生物优势

在学校设计中使用木材可以创造一个更健康的环境，促进精神和身体康健，同时还能提升学习潜能。木材和自然与生俱来的联系给于了其亲生物性，帮助学生减压增效。

在生产、交付和组装过程中，设计和使用木材有利于可持续发展，比如最大限度地减少项目的碳足迹，以及为省内居民提供就业机会。因可以固碳而被熟知的的木结构设计能够在建筑物的生命周期中“储碳”，这意味着可观数量的碳并不会被释放到环境中。

学校设计中使用的木材系统类型

在设计学校时，根据项目要求有多种方法可以组合木材系统。可能的选择包括重型木结构和混合重型木结构，以及一些非结构性的室内和室外使用方式。

结构性大规模木材由通过胶合、钉合或扣合等方式组成较大的板状构件的木质部件构成。在贝尔蒙特中学的例子中，大规模木材被更快更高效地搭建在结构中，使材料受到了更少的现场干扰，也最大限度地减少了其暴露在自然天气环境中的时长。

将大规模木材与其他材料如混凝土和钢等结合起来，就构成了所谓的混合大规模木材结构。在这类系统中，木材可以选择性地用在有意义的地方，并与其他材料组合成建筑部件。依据每次新推出的建筑规范，在特定情况下需进行额外的测试来验证其性能。SirMatthew Begbie 小学和 Bayview小学就是使用混合体系的典范。这些体系在用于针对性能，尺寸和跨度有特定设计目标时效果显著。