分享

竹材是气候友好型工业化建筑的未来吗?

 王欣荣rhdvlfqi 2023-07-16 发布于北京

原创 零碳专员娟子 碳中和技术实战 2023-07-16 08:02 发表于上海

今日分享的电子书是:《中国碳市场回顾与最优行业纳入顺序展望(2023)》,感兴趣的朋友们请给公众号回复关键词“我要获得书籍”以下是正文。

  • 竹材作为建筑材料是碳纤维的一种快速增长的可再生资源替代品。

  • BamCore 是 Autodesk 基金会影响力投资计划的一部分,该计划支持该公司鼓励使用气候友好型建筑材料的愿景。

  • 除了环境效益外,BamCore 的预制木竹复合材料还可以节省工地的时间和金钱。


为了解决气候变化和全球人口快速增长带来的双重危机,一种耐寒且生长迅速的草作为建筑材料越来越受欢迎:木竹。由于竹子呈稻草状、管状形状,因此作为结构建筑材料的价值常常被低估。但随着世界不断建设,材料的可持续性正成为一个关键问题。

BamCore建筑公司首席执行官哈尔·辛克尔 (Hal Hinkle) 表示:“预计在未来 40 年里,我们每 30 天就会建造一个相当于新纽约市的建筑,而当今的建筑世界产生的碳足迹占全球的 40%。”该技术公司开发了一种使用木竹复合材料的预制空心墙解决方案。“那么我们如何在减少世界碳足迹的同时建设这么多呢?”


什么是竹材?

竹子被转化为木材混合工程板材,制成多户、单户和商业建筑的墙体。通过将平行的竹条组装成刚性片材并用胶合板支撑它们,BamCore 保留了超强竹纤维束(“自然界最强的纤维素纤维之一”,Hinkle 说)的完整性,类似于包裹在硬化树脂中的碳纤维丝。

竹材有什么好处?

与碳纤维不同,竹子是一种可再生资源,也是一种强大的碳汇,吸收的二氧化碳比木材多五到十倍。辛克尔表示,“在气候变化中,时机就是一切。” 竹子是一种草类植物,在其生长的前八个月内生长迅速,有些品种一天可长 3 英尺。大约三年后,竹子就完全成熟并具有最大的机械强度。竹子最重要的属性之一是它可以每年收获,而不会杀死植物,然后储存在建筑物等使用寿命长的产品中,使其成为长期碳汇。

辛克尔表示,为了避免加速气候变化反馈循环,有必要尽快用低碳解决方案取代尽可能多的传统施工方法。“木头再好,它也会输掉时间游戏,”他说。“只有竹子才能赢得计时比赛。” BamCore 一直在扩大产能,以应对气候变化;其新制造工厂已为 840,000 平方英尺的住宅开发项目提供 BamCore 面板。

用工程竹子塑造更坚固的板条

BamCore 墙体系统针对标准低层气球框架建筑市场。墙壁单元采用标准长度的竹秆,由供应商在现场切割成称为板条的细条。这些板条被运往佛罗里达州奥卡拉的 BamCore 工厂,在那里板条被精炼成纯矩形,可以与木材组合成工程面板和墙壁系统。

对于每个墙体部分,BamCore Prime 墙体系统使用两个面板,使用传统方法将其固定在建筑甲板上,然后通过搭接连接将面板与面板连接起来。该过程不需要重型设备,并且会产生近乎中空的空腔,从而消除了大多数螺柱、接头和接线柱。 

BamCore 首席营收官扎克·齐默尔曼 (Zack Zimmerman) 表示:“整个墙壁基本上都是可以钻入的螺柱,因此壁板、饰面成型和橱柜安装等工作不再需要寻找螺柱。”

Hinkle 表示,佛罗里达州的新制造工厂对于工程竹材来说是一个“眼见为实的转折点”——对于承包商、框架商和其他将在现场使用新系统进行建造的行业以及采购主管来说,他们必须知道零部件的供应将是可靠的。“向某人提供样品和向他们展示已生产库存的工厂是有区别的,”他说。

让这个工厂运行一个相对未经测试的建筑组件需要一些足智多谋的思考。从一开始,BamCore 就致力于寻找可用于生产的被低估的资产,类似于它在竹子中发现价值的方式。它的第一个问题是:“如何减少所需的资本支出?” 辛克尔说。“我们通过制定宏伟计划并将其分解为实施阶段来做到这一点。”

投资未来的木竹建筑

为了尽可能延长有限的预算,BamCore 做出了艰难的决定。2019 年,该公司购买了一家退役的Georgia-Pacific工厂(包括内部旧的但仍可用的机器),只支付了建造新工程木材工厂 1500 万至 2500 万美元的一小部分费用。该公司从 Tom Scott 手中购买了该设施,并成为了 BamCore 的投资者。斯科特是工程木材行业的资深人士,对二手、低成本工程木材机械有着敏锐的洞察力,这些机械可以从美国和加拿大其他地方引进,然后在内部进行改造。斯科特的公司 Lewis & Clark Industrial 帮助在世界各地建造了设施。

2021年底前,该工厂将能够年产10万块面板;在满负荷生产的情况下,扩建后的工厂和地产每年可生产多达 100 万块面板。对于该公司的第一个重大项目,即盐湖城Concord Homes的多户联排别墅开发项目,BamCore 正在为 340 个住房单元提供 50,000 块面板。“我们正在自力更生地进入这个宏伟计划,”辛克尔说。

BamCore 是Autodesk 基金会影响力投资计划的一家初创公司,该计划支持该公司将气候积极的建筑材料引入建筑环境以应对气候变化的愿景。 对于辛克尔来说,这个说法很简单:“我认为竹子是人类尚未完全发现的大自然的礼物。” 这一发现过程的大部分在于开发一条几乎不存在的供应链。“竹材不存在多方全球供应链,”他说。

在供应链更加强大之前,使用 BamCore 的早期项目展示了其立面和饰面定制的范围,其中可以包含油漆(直接应用于面板,无需干墙)、石膏、砖石、灰泥和壁板或烧焦的木材。

这是 Jack Becker 和 Andrew Linn在他们位于华盛顿特区的建筑公司Becker Linn Design的办公室和工作室中使用的饰面。他们将自己的办公室称为“The Grass House”,这是东海岸的第一个 BamCore 项目。该结构中除一堵承重墙外的所有承重墙均由 BamCore 制成。外部是纹理丰富、均匀烧焦的雪松和柏树。贝克尔说,两人在里面用火进行绘画,使用手持式火炬“尝试用火焰突出纹理的方法”。结果覆盖了花旗松单板,上面有羽毛、老虎条纹的催眠螺纹图案。


生产中使用竹木预制件可节省时间和金钱

为了将其预制系统轻松融入建筑工地,BamCore 正在开发设计软件,将承包商和建筑行业的修订整合到基于云的交互式 3D 模型中。首先,BamCore 接收来自建筑师的 CAD 文件,并将每个平面部分转换为面板原理图。使用 Autodesk Forge平台,该 3D 模型可与行业共享,以便他们可以在制造之前设计机械、工程和管道 (MEP) 功能。组件从工厂生产线上滚下,管道和电气服务的位置以及钉子连接点以指定颜色印在面板上。

这种方法具有后勤和劳动力优势。由于预先规划的墙体部分和 MEP 路线中的内部元素较少,因此一切可以快速整合,无需修改。对于 1,800 平方英尺的空间,仅缺少螺柱就可以为框架工节省五天的工时。“它是将其倾斜并钉在一起,”贝克尔说,并补充说,一旦框架团队熟悉了该流程,系统就可以轻松扩展。

在大型多户住宅项目中,材料效率会提高劳动力效率。首先,由于切割和锯切量极少,因此工地浪费显着减少。其次,可以减少或消除石膏板和声音衰减系统,从而进一步节省材料。

工程混合竹产品的制造和应用与更熟悉的工程木材和大块木材不同。但 BamCore 也在寻找方法,将竹子变成“我们可以与 CLT 建立混合关系的东西”,Hinkle 说。

研究表明,竹子和交叉层压木材 (CLT) 的混合系统可以更强、更薄,或者两者兼而有之。核心点是:“现在是时候让多种木竹解决方案在降低建筑环境的碳、成本和劳动力方面发挥作用了,”欣克尔说。“我们将竹子视为大自然的礼物,在应对气候变化和全球建设的需要方面,它可能是我们最未充分利用的天然材料。”

END

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多