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【科普知识】瑞典胶合木精进一百年

时间:2020-08-03     【转载】   来自:瑞典木业协会

中国木材保护工业协会   中国木结构产业联盟

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第八届中国木结构产业大会_副本1.jpg

胶合木在瑞典存在了一百年,

已经成为一种先进可靠的建筑材料。

胶合木在造型和尺寸上不断突破天花板,

使现代木结构建筑设计能够充满想象力,玩出新花样。

很少有建筑材料能像胶合木一样,自重轻,强度大,还能变形弯曲;既能作为结构用材承重,还能通过设计做出各种造型,体现结构之美。

目前,瑞典有Moelven、Martinson和Setra三家胶合木生产商。瑞典木业协会带您走进瑞典的胶合木工厂,回顾瑞典胶合木的百年历史。

世界上历史最悠久的胶合木工厂

在瑞典Göta运河边,静静矗立着现存世界上历史最悠久的胶合木工厂——Moelven Töreboda。我们首先听工厂CEO Johan Åhlén讲讲这一个世纪的故事。

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1931年在瑞典延雪平建造为A6团建造的热气球厂

图片来源:Moelven Töreboda

“其实今天胶合木的基本原理,和1919年第一根胶合梁的问世并无二致,仍然是通过胶合高品质的木材层板,形成强度高、耐久性好的梁。我们只是在日复一日的生产和与客户的交流中,不断改善了生产加工技术和工艺。”Johan Åhlén谦虚地说。

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Moelven Töreboda工厂正在生产哥德堡中心火车站的拱梁

图片来源:David Valldeby

在Moelven Töreboda胶合木工厂,胶合木的发展主要是两条线。一方面是探索新的结构方案和建造体系,满足客户和市场的需求,尤其是在建筑隔声、结构力学等方面。木结构强度虽大,但自重相对较轻,所以我们特别注重建筑各房间各单元之间的隔声和高层建筑的摇晃震动。另一方面,我们也不断优化生产加工过程,提高生产效率、降低生产成本、保持产品质量。

如果把这座百年工厂比作一位百岁老人,那么老人的身子骨还非常硬朗,思维敏捷健步如飞。工厂与外界的信息交流、前瞻性和进取心一如既往。

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1950年投入使用的斯德哥尔摩Hökarängen地铁站站台屋顶

图片来源:Moelven Töreboda

现在工厂又在与Modvion公司合作研发欧洲最高的木结构风力涡轮发电塔。这是一项专利技术,胶合木结构不仅能使风电塔的重量和成本降低,而且在施工运输上也是创新性的,因为木结构构件要像积木一样在工厂被拆散装上卡车,运到施工现场再组装成参天高塔。

“我们已经花了两年来研发,希望今后木结构风电塔能成为辽阔的风电场上一道特别的风景。” Johan Åhlén说。

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欧洲最高木结构风力涡轮发电塔已经装机

图片来源:网络

2019年初,我们见证了挪威布鲁蒙德尔(Brumunddal)18层的Mjøstårnet大楼竣工,这也是迄今为止世界上最高的木结构建筑。这栋楼采用了我们的Trä8胶合木梁柱结构体系,也为今后其他更多高层木结构提供了经验。无独有偶,在瑞典Skövde在建的Frostaliden住宅项目也采用了这一体系,这也是瑞典最大的高层木结构住宅。

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世界最高的木结构建筑挪威Mjøstårnet大楼(左)

瑞典最大的高层木结构住宅Frostaliden(右)

左图来源:Moelven via CTBUH

右图来源:Bert Leandersson


胶合木的诞生和发展

值得一提的是,胶合木最开始是诞生于20世纪初的德国。

1906年德国工匠Otto Hetzer通过胶合木板而制成了结构构件,并注册了专利。胶合木的发明是为了使承重的木结构不受树木尺寸的限制,并且能生产出各种造型和截面的构件。

另一个目的是为了避免木材节疤等缺陷影响结构的力学性能。经过分级的锯材被用在胶合木截面的不同位置,高等级的锯材常用在抗拉和抗压强度大的位置。

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1963年建造的斯德哥尔摩Råcksta火葬场入口

图片来源:Moelven Töreboda

挪威工程师和企业家们的超前思维将胶合木带到了瑞典。挪威人Guttorm Brekke购买了Otto Hetzer的专利和专门的胶合木胶黏剂,让瑞典、挪威和芬兰获得了生产胶合木的权利和能力。1919年瑞典Träkonstruktioner公司的Töreboda工厂开始生产Otto Hetzer发明的三段式弧形梁。

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1924年建成的瑞典马尔默中心火车站胶合梁屋顶

图片来源:Moelven Töreboda

这一时期,瑞典大力修建铁路,Träkonstruktioner就成了瑞典SJ铁路公司的主要供应商。1924年,马尔默中心火车站的胶合木站台顶棚竣工。次年,斯德哥尔摩中心火车站大厅的屋顶结构也采用胶合木建造,由此开启了胶合木结构屋顶的时代。而这两座火车站的胶合木屋顶也一直使用至今。

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1924年建成的瑞典马尔默中心火车站屋顶一直使用至今

图片来源:Sören Håkanlind

Träkonstruktioner公司的工程师David Tenning在胶合木的发展过程中发挥了举足轻重的作用,后来也成为了公司的CEO,并主持建造了一批大型胶合木建筑。如1937年投入使用的瑞典Alvik 的SALK-hallen体育馆,主体结构是8榀胶合木拱梁,梁的跨度达47米。同年在瑞典韦斯特罗斯(Västerås)建造的西曼兰(Västmanland)空军基地厂房,主体结构是10榀胶合木拱梁,梁的跨度达55米,为当时世界之最。

家族传承,不断创新

谢莱夫特奥市(Skellefteå)的Sara Kulturhus艺术中心高20层、80米,计划于2021年夏天竣工,届时将成为世界上最高的木结构建筑。建筑将使用约10000立方米CLT和2200立方米胶合木。这些木结构构件由谢莱夫特奥郊外Bygdsiljum的Martinsons公司的工厂生产,再由卡车运到施工现场。Martinsons公司有着丰富的木结构项目经验,他们建造的学校、体育场馆、住宅项目遍布瑞典。

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瑞典谢莱夫特奥Sara Kulturhus大楼将成为世界最高木结构

图片来源:Jonas Westling

1929年,当公司创始人Karl Martinson收购一家锯木厂时,一定想不到90年后,他的公司正为世界上最高的木结构建筑提供胶合木。

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瑞典韦克舍Södra索达气候体育馆胶合木由Martinsons生产

图片来源:Robin Fritzson

Karl Martinson之孙Nils Martinson在上世纪六十年代时到Töreboda工厂取经,学习如何运营胶合木工厂。1965年,Martinson的胶合木生产线在Bygdsiljum上线了。

“Martinsons公司总是敢于创新,胶合木给木材赋予了新的价值。近年来,我们一直在努力将胶合木商品化,让建造商和终端用户更容易购买和使用。”建筑产品销售经理Lars Källströmer说。

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瑞典谢莱夫特奥Ekorren四层停车场由Martinsons生产胶合木

图片来源:Patrick Degerman

Stig Axelsson是Martinsons施工部门的销售经理,负责工程总承包木结构项目,包括胶合木和CLT的生产、运输、装配施工。他看到有越来越多的甲方因环保而选择胶合木结构。他说:“开发商开始意识到木结构的时代到来了,他们也在不断了解木结构知识。”

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瑞典谢莱夫特奥Älvsbackabron大桥全长185米河面无桥墩,由Martinsons设计和生产图片来源:Patrick Degerman

顺应潮流,着眼未来

在位于Örebro 郊外的Hasselfors锯木厂,Setra公司正在用胶合木和CLT建造他们自己的锯材切割和刨光工厂。Setra公司的胶合木生产历史也始于1965年,在南达拉纳的Långshyttan。最初,他们在锯木厂里生产胶合木屋顶桁架。1996年,一座新的胶合木工厂建成了,并于2007年再次升级,以满足客户对各种工程木材产品的需求。Setra开发了一项标准胶合木框架结构,专门适用于农业设施、厂房、仓库等。

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瑞典乌普萨拉农业科技大学Ulls Hus的楼梯

图片来源:Åke Eson Lindman

Långshyttan工厂的自动化程度很高,可年产约50000立方米胶合木。胶合木行业的机械设备不断升级,提升着胶合木产品的品质。木材分级设备确保了胶合木的原料品质,CNC机器则能根据设计师需要精确加工出各种形态的结构构件,尺寸误差被控制在毫米内。

“我们注意到,越来越多的客户认识了胶合木,在建筑市场上胶合木的份额越来越大。这是因为胶合木结构强度高,外观美,生产和施工都相对容易。另外它的环保性更是不必多说。”Setra公司的胶合木产品专员Thomas Kling说。

进取不息,创新不止

在上世纪60年代,瑞典胶合木市场的生产商水平参差不齐。他们大打价格战,胶合梁的质量也大打折扣。这促使有责任感的胶合木生产商联合起来,成立瑞典胶合木质监局来控制胶合木质量。1973年,瑞典胶合木委员会成立,成为瑞典胶合木行业的专业技术研究机构。如今,该机构隶属于瑞典木业协会。

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瑞典于默奥Vasaplan的公交总站站台图片来源:Wingårdhs

上世纪70年代,液压技术在胶合木生产中普及开来。工厂引入了大型机械,手工劳作逐渐减少。胶合木用的胶黏剂也经过了几个阶段的发展,从最开始的酪素胶到后来的抗风化间苯二酚,再到如今的三聚氰胺脲醛树脂。现在的水基胶黏剂对人和环境危害更小,用微波加热几秒钟就凝固了。

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瑞典滑雪胜地奥勒Förberget山顶的铜山酒店内景图片来源:Åke Eson Lindman

结构工程师Holger Gross曾担任瑞典胶合木委员会的主席至2006年。他非常希望媒体和大众能认识和了解胶合木背后默默耕耘的工程师和专家们。

“胶合木行业肩负着极大的社会责任,也对专业知识要求很高。不知不觉,胶合木在瑞典建筑市场上已经存在了100年,但我们仍有很多工程师和建筑师还缺乏这方面的知识和技能。我们出版了《胶合木手册》1-4册,就是希望培训更多的专业人士。”Holger Gross说。

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全长47米的Gislavedsbron大桥是一座重型公路桥图片来源:Sören Håkanlind

瑞典胶合木走过了整整一个世纪的风雨历程,虽然有些基本原理一直未变,但不断创新的技术技能、生产工艺、理论知识,正通过木材让人们的建筑表达更为丰富多彩。


原文:Katarina Brandt

编译:蒋音成

文章和图片版权:瑞典木业协会