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高層木造建築的發展趨勢

目前全球工程木材產品直交集成板 (Cross-laminated timber,CLT )的發展趨勢中,最主要的生產區是位在歐洲的高山地區約佔75%,且大部分集中在德國南部、奧地利、瑞士及義大利北部。其餘則是在加拿大、日本、美國、紐西蘭及澳洲。全球的CLT產量有32%是應用於公寓住宅案,有29%是應用於中型公共建築案,有22%是應用於中型工業建築案,有7%是應用於大型建築案。

在2018年雪梨大學發表其調查現有及至2020年期間,在全世界可以完工之高層木造建築案例,結果顯示在2009~2013年的5年期間全球完成8F以上木造建築共8棟,2014~2016年的3年期間共建造了7F~10F有10棟,在2017年中完成了7F以上共12棟,在2018年之後的兩年中有14棟,包括18F有2棟、19F有2棟、22F有1棟、24F有1棟。依上述所區分的四階段合計全球有44棟高層木造建築。

根據上述4階段,可看出高層木造建築已從純住宅用途朝向住商合一發展。在第一階段可歸納為以CLT為主體作為牆體及樓板之2D木造結構系統,最近的階段則多以梁柱結構再融入CLT樓板。在第一階段之高層木造結構是採用蜂巢格局佔75%,此種格局到第四階段僅佔21%。同時,以梁柱組成之格局則自13%提升至67%而成為主要設計趨勢。這種結構策略的轉變,應是對建築高度挑戰所致,而非對空間的需求。

進一步分析顯示,2D結構系統運用在9F之高層木造建築最多,而梁柱結構系統則在較高或較低的高層木造建築採用最多。其中應是考量到2D結構系統在載重設計時,會形成垂直木理方向之載重,進而會對蜂巢式高層木建築有不利的影響。另外,高層木造建築採用RC核心設計者,自第一階段的38%,上升至第四階段的57%,在16F以上之高層木造建築則是最常採用RC核心設計。以CLT為核心設計之比例則相反,但其中9F高層木造建築中採用CLT核心設計為最多。四階段中有一趨勢,就是採用RC作為建物基礎及重量的比例大幅提高,自25%提高到60%。同時以承重牆包覆整棟高層木構造的設計趨勢也降低,自75%降至35%,外牆使用木材的比例也有降低趨勢。

文章提供:葉民權教授

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