耶魯大學(xué)的一項(xiàng)最新研究顯示,在建造新住宅、建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施時(shí),使用更多木材產(chǎn)品不僅可以抵消生產(chǎn)混凝土與鋼鐵制造的大量碳排放,還可能將世界各地的城市變成一個(gè)巨大的 「碳匯」。
到本世紀(jì)中葉,全球城市人口的穩(wěn)步增長將推動(dòng)對新住房、商業(yè)建筑和其他基礎(chǔ)設(shè)施的巨大需求。這種建筑熱潮可能會(huì)使全球碳排量上升到危險(xiǎn)水平,如果更加依賴混凝土和鋼鐵等傳統(tǒng)材料,將加劇氣候變化。
耶魯大學(xué)和波茨坦氣候影響研究所(PIK)的研究人員發(fā)表的一篇新論文指出, 如果能夠使用盡可能多的木質(zhì)產(chǎn)品來滿足這種建筑需求,那么城市擴(kuò)張可能會(huì)帶來緩解氣候變化的機(jī)會(huì)。
由多學(xué)科研究人員和建筑師組成的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)在《自然可持續(xù)性發(fā)展》(Nature Sustainability)雜志上撰文預(yù)測,在中高層城市建筑設(shè)計(jì)中用工程木代替含碳量多的材料,有可能創(chuàng)造一個(gè)巨大的 「碳庫」。這些建筑物每年可以儲(chǔ)存1000萬至6800萬噸的碳排放,否則這些碳將會(huì)被釋放到大氣中。
同時(shí),本次跨學(xué)科的研究主管Galina Churkina認(rèn)為,在這種情況下,社會(huì)中建筑業(yè)生產(chǎn)的碳排放也將大幅減少。Churkina是耶魯大學(xué)林業(yè)與環(huán)境研究學(xué)院(F&ES)的訪問研究員,她同時(shí)也是PIK的高級科學(xué)家。她說:“自從工業(yè)革命開始以來,我們一直在向大氣中釋放儲(chǔ)存在森林和地下的碳。這個(gè)研究想要表明,我們可能可以將大部分的碳返還到土地上。”
此外,來自耶魯大學(xué)建筑學(xué)院和Gray Organschi Architecture工作室的另一位研究員Alan Organschi認(rèn)為,除了減少碳排放, 大規(guī)模使用木材有可能在自然系統(tǒng)和城市之間建立一種新的“共生關(guān)系”。Alan公開表示, “城市將成為一個(gè)碳匯而不是碳源。我們將儲(chǔ)存碳,否則這些碳將作為能源被燃燒,或在森林地面被有氧消化,同時(shí)使森林在這個(gè)恢復(fù)性的碳吸收系統(tǒng)中‘繼續(xù)’?!?/P>
盡管使用木材建造建筑的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代,但是隨著鋼和鋼筋混凝土技術(shù)變得越來越低成本并可靠,在19世紀(jì)末期,人們開始減少使用沉重的實(shí)心木材。同時(shí),對于大型項(xiàng)目來說,木材也變得越來越不受歡迎。原因有很多,包括不同種類木材產(chǎn)品的特性區(qū)別,吸收和解吸特性使材料產(chǎn)生的形變,以及對木質(zhì)建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)憂。
但是技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)改變了木材市場的格局。雖然許多人對于木制品的印象可能只了停留于家得寶(Home Depot)的木材區(qū),但如今的 “重型木結(jié)構(gòu)(Mass Timber)”指的是由更小的木板和材料層壓而成的工程木產(chǎn)品。這些技術(shù)可以將木材分解成最小的組成部分,再重新組合以適應(yīng)不同項(xiàng)目的需求,消除材料的弱點(diǎn)。
此外,廣泛測試表明,層板膠合木和正交層板膠合木在高達(dá)18層的建筑物中也具有耐火性。 實(shí)際上,從波特蘭到東京,大量的木材正在被用于城市建設(shè)項(xiàng)目。
“使用木材作為中心城市的主要建筑材料似乎有悖常理,但其新穎的技術(shù)與壓倒性的氣候優(yōu)勢,使之成為每個(gè)城市規(guī)劃者都應(yīng)該考慮的問題。”耶魯大學(xué)林業(yè)與環(huán)境研究學(xué)院F&ES的高級研究員和工業(yè)生態(tài)學(xué)家Barbara Reck說。
研究人員表示,要實(shí)現(xiàn)重型木結(jié)構(gòu)大規(guī)模使用,就需要 改變建筑法規(guī), 對建筑工人進(jìn)行再培訓(xùn), 擴(kuò)大生物制品行業(yè), 創(chuàng)新城市規(guī)劃,以及 大幅降低礦物材料生產(chǎn)規(guī)模。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,關(guān)鍵是要在 森林的可持續(xù)發(fā)展以及森林再造方面獲得進(jìn)展,防止對森林資源和生態(tài)系統(tǒng)的過度開發(fā),并對木材產(chǎn)品的生命周期進(jìn)行更多的研究,以確保這些產(chǎn)品中儲(chǔ)存的碳能夠長期存在。
研究員們承認(rèn),要使重型木結(jié)構(gòu)的發(fā)展到足以挑戰(zhàn)傳統(tǒng)建筑行業(yè)的規(guī)模需要進(jìn)行更多的 跨部門研究和協(xié)調(diào)。但他們認(rèn)為,在未來幾十年內(nèi),這項(xiàng)研究結(jié)果有潛力解決一個(gè)重大的全球挑戰(zhàn)。
“對我來說,這就像是第一步,”研究員Organschi說?!斑@就引發(fā)了一個(gè)問題:我們?yōu)槭裁匆@樣做?答案是,如果我們做得對,當(dāng)然這是個(gè)很大的假設(shè), 建筑作為緩解氣候變化工具的能力是驚人的?!?/P>
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