全球高层木结构建筑统计报告

来源：CTBUH 高层建筑与都市人居

在过去的数年间，人们对城市环境中大量增加高度的木结构建筑的发展产生了极大的兴趣，其中许多是与其他材料混合的结构。该研究确定了全球目前已完工或在建的84座8层及以上高度的大型木结构建筑，并根据区域、功能和结构类型进行分析。围绕这些项目积累的知识不断增长，包括拟议的建筑，将为未来的高层建筑行业提供信息经验。

概述

图1. 位于挪威布鲁门达尔的Mjastärnet是目前世界上最高的木结构建筑，高85.3米，18层。© Nina Rundsveen

2017年，CTBUH出版了《Tall Timber: A Global Audit/高层木建筑：全球统计》。这项数据研究涵盖了所有48个已知的七层及以上高度的木建筑项目，这些项目在当时或正处于提案状态，或正在建设，或已经完成。现在，全球有200多座七层或七层以上的大型木结构建筑，正在建设中，或已经建成，数量增加了四倍多。世界上最高的木建筑Mjastärnet，位于挪威的Brumunddal(见图1)，高85.3米，共18层，但这个高度将被美国密尔沃基的Ascent所取代，后者高86.5米，共25层，将于2022年8月完工(见图2)。

图2.美国密尔沃基的Ascent高86.5米，25层，预计将于2022年8月完工，成为全球最高的木结构建筑。© C. D. Smith Construction

数据范围与调查方法

本研究中的数据是在近十年的学术研究中收集的，几乎所有引起CTBUH研究和思想领导团队注意的木结构项目，通过新闻报道、组织成员互动、项目提交、学术出版等等，都被录入了一个主数据库。

为了在整个报告中保持高度的可信度和一致性，研究人员将最低高度门槛设定为高出地面8层。这就产生了总共139座拟建、在建或已建成的建筑（见图3）。将研究限制在在建或已建成的建筑上，使数据集减少到84座至少有8层楼高的建筑。

图3.截至2022年2月，世界各地已建成或正在建设的8层及以上的大型木结构高层建筑，各项统计数据汇总。数据分别为：（1）按项目阶段分组，n= 139。（2）按功能分组，n= 84。（3）按地区分组，n= 84。（4）按结构类型分组，n= 84。

按功能划分

在全球范围内，高层木结构建筑最主要的功能是住宅/酒店，包括54座建筑，占总数的65%。其次是办公用途，有16座（19%），混合用途有12座（14%），机构用途仅占2%。许多开发商选择这种材料是因为它的美学吸引力，在住宅单元或公共区域内暴露出结构和镶板。

木材的亲生物性也加强了在商业办公室中暴露材料的价值，在企业竞争吸引现有员工回到办公室并招募新员工时，这有望成为一个差异化的优势因素。这推动了大规模木材办公楼的租赁溢价，其数量预计在不久的将来会增加。

图4.挪威卑尔根的Treet是目前全球第二高的全木结构建筑，高49米，14层。© Sparrow (cc by-sa)

按地区划分

作为高层木结构建筑技术的发源地，以及成熟的管理森林和世界上最严格的环境法规的故乡，欧洲是拥有最多高层木材建筑的地区，约占总数的71%。其次是北美，这里有世界上最大的管理森林和悠久的使用木材的建筑历史，占18%。

澳大利亚占总数的10%，拥有一些世界上最著名和最早的大宗木材高层建筑，包括墨尔本的Forte和布里斯班的25 King，鉴于该国的木材工业相对较小，这就更加引人注目了。大多数材料都是从欧洲运往海外数万公里的地方。亚洲在数据集中只有两座建筑，但预计在未来几年会有显著增长。

图5.奥地利维也纳的HoHo(84米，24层)，于2018年完工，是目前世界上最高的混凝土-木材混合建筑。© DERFRITZ - Fotograf (cc by-sa)

按结构材料划分

每个建筑所使用的结构材料在统计中同样重要。主要类别有全木结构、混凝土-木材混合结构、钢-木混合结构和混凝土-钢-木混合结构。

· 全木结构

要成为 "全木 "结构，主要的垂直和横向结构部分都必须由木材构成。一个 "全木 "结构可能包括在木材部件之间使用局部的非木材连接。一座木材结构的建筑，其地板系统为混凝土板，或在木梁上铺设混凝土板，仍被认为是 "全木 "结构，因为混凝土构件并不作为主要结构。一个著名的例子是挪威卑尔根的Treet（见图4）。

· 混凝土-木材混合结构

在这些建筑中，垂直或横向承重系统的一个重要元素是由混凝土制成的，通常表现为一个混凝土核心筒支撑着一个木质框架。其他常见的例子包括使用横向跨度元素的建筑，如梁，以及由混凝土制成的垂直承重柱，木材作为主要地板装饰系统。市场上的一些工厂预制系统将混凝土框架与墙壁或地板的木材镶嵌板结合起来，或将木材框架模块与预浇混凝土楼板结合起来。目前最高的混凝土-木材混合建筑是奥地利维也纳的HoHo，84米，24层（见图5）。

· 钢-木混合结构

图6.瑞典谢莱夫特耶的Sara Kulturhus(73米，19层)是目前世界上最高的钢-木混合建筑。© White Arkitekter / Ake Eson Lindman

在木-钢混合结构的建筑中，垂直或横向承重系统的一个重要元素是由钢制成的。最典型的是，这将是一个抗侧力系统，如钢结构核心筒、屈曲约束支撑、周边框架或外骨架钢支撑系统以及由柱子和梁组成的重力系统，与木质地板或墙体系统相互作用。一般来说，这种结构分类是为了反映大量使用钢材的情况，超出了典型的大规模木材和木结构建筑所使用的紧固件和连接器。目前最高的钢-木混合建筑是Sara Kulturhus，位于瑞典Skellefteå的混合用途建筑（见图6）。

· 混凝土-钢-木混合结构

图7.荷兰鹿特丹的De Karel Doorman(70.5米，22层)是目前世界上最高的混凝土-钢-木混合结构。选择这种设计方法是为了在现有百货商店的顶部建造一座新的住宅塔楼。© Fred Romero (cc by-sa)

这些建筑使用所有三种材料的组合来承载主要的负荷。最典型的组合是混凝土核心筒与钢梁和钢柱协同工作，并使用木材地板和隔墙，但也存在许多变化。目前最高的混凝土-钢-木混合建筑是荷兰鹿特丹的DeKarel Doorman，高71米，共22层--其中大部分是在现有的1951年的百货公司顶部建造的轻质混合塔楼（见图7）。

统计数据显示出了一些有趣的现象。在8层及以上高度的84座建筑中，有37座是全木材结构，其次是木材-混凝土、木-钢-混凝土和木-钢混合结构。从表面上看，这似乎令人惊讶，因为人们普遍认为，相对于其他材料而言，木材的弯曲倾向和重量较轻，会对高度产生抑制作用，要达到更高的高度，就必须采用某种混合或复合结构。图8显示了各种结构材料组合的分布细目。

图8.分布在世界各地的大型木结构建筑，八层及以上高度，按楼层数和结构材料组合而成。

按框架类型划分

四种结构材料组合中的每一种都可以进一步细分为三种框架类型，根据荷载是否通过墙、柱梁系统或由预制单元组成的模块系统来分配。

由于通用性很强的CLT板在大规模木材建筑中的应用非常普遍，因此，在39座8层或以上的全木结构中，有26座是承重墙系统，这一点也许并不令人惊讶。在数据集中的所有项目中，共有30.9%是全木材承重墙系统（见表1）。

第二常见的框架类型是柱梁系统，占木材-混凝土混合系统的21.4%，占木-钢-混凝土混合系统的90%。总的来说，16.7%的数据集由带有柱梁框架的木材-混凝土混合系统构成。

表1.截至2022年2月，世界范围内八层及以上的结构材料组合、在建或已建成的大型木结构建筑的框架类型分布。

跨地区比较

在上述分析模式中，可以进行一些有启发性的比较，说明高层木结构建筑在不同的区域市场的发展有些不同。

欧洲有最多的已完成项目（54个），还有22个拟建项目。在北美，拟建和在建的项目（分别为26个和9个）远远多于已建成的项目（6个）。在澳大利亚，有5个拟建项目，3个在建项目，以及5个已建成的8层及以上的建筑。在亚洲，有两座已建成的建筑，只有一座拟建的，目前没有在建的。在非洲和南美洲，没有大规模木材建筑活动（见图9）。

在图9中，统计数据总体上反映了各地区市场的成熟度，因为大量木材的技术在20世纪90年代起源于奥地利，并在整个欧洲传播开来，在2000年代的前十年，澳大利亚有几个值得注意的先驱项目，随后是北美，最近是亚洲。

在主要结构中使用的材料方面，也有同样的模式。欧洲拥有最多的全木材结构（29个）和比例（49%），而北美在全木材、木材-混凝土和木-钢的解决方案之间相当均衡。每个项目都有自己的情况，决定了最经济和实用的材料选择，这取决于每个城市的钢材、木材和混凝土的经济情况，更不用说地区了。但可以做一些概括。

全木材结构在欧洲的盛行，部分原因可能是木材森林离项目地点较近；环境目标，如展示对碳足迹减少目标的坚持。

北美较高比例的钢木混合结构可能部分反映了钢材在地震条件下的灵活性和性能，这在木材经济发达的地区，如美国的西北太平洋地区和加拿大的不列颠哥伦比亚省很普遍。

澳大利亚的项目数量较少，因此应谨慎对待一概而论的问题，但值得注意的是，尽管几乎所有用于建筑的木材都是进口的，最大的建筑却是全木材结构。

图9.左列:每个地区拟建、已建成或在建的8层或以上大型木结构建筑数量。右列:每个地区8层以上的已建或在建建筑的结构组成。

未来展望

高层大规模木材的近期前景似乎很光明。在世界范围内，目前有70座8层或更高的建筑正在建设或计划建设中。新的高度门槛确实会被打破，超过目前25层（约90米高）的高度。

这些项目可能只有通过利用木材混合结构，结合钢和混凝土，才能实现这些崇高的目标。木材与这些材料的最佳互动对于实现几个关键的结果至关重要：减少碳足迹，提高建造效率，以及为世界上快速城市化的人口带来的对于住房快速增加的需求。

（责任编辑：何雯丽）