以木减钢、以木减砼的林业方案助力建筑业减排

 

现代木结构产业化发展已30多年，质量水平和施工能力都有了很大提升。近5年木结构建筑总施工面积已经接近1500万平方米，其中2023年建造量未达到前5年的平均值。虽然与钢混、轻钢结构建筑施工面积相差很大，但是其应用领域在不断地拓展，亮点频出，有些达到了世界级水平，大有未来木结构看中国之势。比如，在学校建筑方面，有成都青白江小学、都江堰向峨小学等案例；在桥梁方面，有滨州飞虹桥、胥江景观桥等案例；在城市展厅方面，有海口市民游客中心、曹妃甸国际生态城、弘阳都江府建筑艺术馆、云山艺术馆等案例；在寺庙建筑方面，有杭州香积寺、柳州开元寺、上海法华学问寺等案例；在酒店宾馆方面，有天津悦海酒店、宁夏宝丰酒店等案例；在游乐设施方面，有天津欢乐谷、芜湖方特欢乐世界等案例；在社区服务中心方面，有重庆龙湖长滩原麓社区中心、鄢陵建业君邻大院时光馆等案例；在公寓和办公多高层方面，有宝源木业公寓楼、鼎驰办公楼等案例；在交通枢纽方面，有嘉兴银杏天鹅湖第二车站等案例；在大跨度建筑方面，有成都农博园、太原植物园等案例；在体育场馆方面，有上海崇明岛游泳馆、贵州榕江游泳馆等案例；在乡村建设、文旅项目等方面，有稻城亚丁村蓝月山谷、崇州道明竹里、丽江美林水城等案例。

 

双碳和存量背景下，未来建筑业发展的主要方向将是绿色建筑增量和城市更新。木结构建筑在低层、多高层建筑中应用前景广阔。木结构建筑作为一个碳储存库，在城市中的每一栋木结构建筑就是一棵“树木”，成片木结构的社区就是城市中的一片“树林”，一座木结构之城就是一大片“森林”。建造木结构建筑，不仅可以减少对矿石资源的过度开采，减少对生态环境的破坏，还可以提高建筑业的减排能力，增加木材产品的储碳周期。

 

以一年建造2000万平方米木结构建筑用于低能耗绿色建筑和城市更新目标为例。按照每平方米建筑0.3—0.5立方米用材量，这个建筑量大约需要600万—1000万立方米木材产品（不足2022年我国木材产量的1/10）。使用同样面积的钢混结构建筑，按多层框架结构计，当前平均耗材量（每平方米建筑用钢量约30千克、水泥量约180千克），2000万平方米钢混建筑用钢量60万吨、水泥量360万吨。相对来说，木结构建筑用金属连接件数量较少，材料运输产生的碳排放较小，都暂不作涵盖。通过使用木结构建筑的建造策略，生产阶段可以节约排放150—200万吨二氧化碳。现代木结构建筑主墙体传热系数一般在0.2—1.0瓦/平方米·度，视墙体构造而异。对于普通钢混结构建筑，假设在同等的窗墙面积比和围护结构厚度情况下，同时在保障结构安全前提下允许尽可能增大保温层厚度，再考虑冷热桥效应，它墙体的传热系数与木结构墙体相比至少相差1—2倍。按照这种方式使用，保守估计在运行阶段（50年）节约排放600—1000吨二氧化碳。全生命周期内2000万平方米木结构建筑将至少减少排放750万—1200万吨二氧化碳，这是实实在在的减排效果。此外，这些木材产品至少可固定600万—1000万吨二氧化碳30年以上。这些减排和固定的二氧化碳量，大致相当于50万亩以上森林生长50年吸收的二氧化碳量。

 

以木减钢、以木减砼的林业方案

 

世界各国正努力促进木材在建筑中的应用，引导建筑朝着气候友好、可持续发展和碳中和的方向发展。日本2010年推出了《公共建筑等木材利用促进法》，鼓励国家和地方在公共建筑中使用木结构，截至2020年日本木结构住宅已占住宅存量面积的67%左右；芬兰到2025年之前公共建筑使用木结构建筑的比例达到45%，2020年芬兰木结构市场份额已占28%；法国到2030年之前使用生物来源材料（以木材为主）的重大翻新或新建公共建筑项目比例至少达到25%，后又提议提高至50％；瑞典2023年起要求新建筑需提供整个生命周期隐含碳才可获得建筑规划许可，并将于2027年开始实施建筑隐含碳限值。

 

我国已经开始重视了这一发展领域，2021年国家林草局和发改委发布了《“十四五”林业草原保护发展规划纲要》，明确指出要培育木竹结构建筑和木竹建材新兴产业。国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案的通知》强调，工业领域碳达峰需要优化产业结构，推动建材行业碳达峰，加强木竹建材等低碳建材产品研发应用。随着我国双碳战略目标的出台，以及在生态文明和绿色发展理念指导下，我国应充分发挥木结构建筑在节能降碳、节约资源、构建绿色生态人居环境等方面的重要作用，为建设低碳社会和人民的安居生活贡献力量，以彰显切实关注人民群众的幸福感和获得感的时代价值。

 

建议国家层面制订我国结构材2025—2045年发展规划，可按两个阶段分步实施。第一阶段，建立以进口针叶材和国产结构用人造板为主的结构材原料供应体系。进口针叶材要保证600万立方米进口量不降低，主要为俄罗斯樟子松，北美洲花旗松、云杉等，欧洲云杉、赤松等，以及澳洲辐射松，结合国内供应不断优化进口材结构布局，倡导进口来自森林可持续经营的国家或地区。重点提高国产制造胶合结构材的装备和工艺水平，产出质量稳定的结构材产品。目前，国产结构用人造板完全可以自给自足，比如桉木胶合板、杨木胶合板以及定向刨花板。SIP保温板性能和产量也可满足产业需求。第二阶段，建立国产材为主、进口材为辅的结构材原料供应体系。各省对成熟林（包括过熟林）进行区域与整体性评估，针对生长量和覆盖率等关键指标提出不降低森林蓄积量的更新规划。第一期，针对落叶松、杉木制定“4050”采伐政策（即径级40以上、树龄50年以上），采伐强度结合森林经营计划来确定，科学提出采伐指标、空间范围以及补植计划，在此基础上不断优化提出结构材目标树森林经营理念和方法，形成300万—400万立方米的供应量；第二期，逐步调整采伐政策，扩大供应量，同时树种扩增到更大范围，比如马尾松、云杉等，在此过程中还可以逐步探索研究森林结构、采伐等经营方式与森林防火、松材线虫病等林业重大灾害发生的关系难题。

 

林草领域内，在全国自然保护地特别是森林公园建设中，对于科学观测站、管护房以及游客中心等基础设施，提出木材使用最低限指标要求，最大化使用木材及木结构建筑，减少钢筋、水泥等建筑材料的使用。制定林地资源利用的激励政策，对于不在当年采伐范围的林地，通过人工清理的方式把林下废弃的树枝、草叶等易燃物进行集中收置。在附近村镇进行试点，以枝丫材、间伐材、树叶树皮和秸秆等各类生物质材料为生产原材料，制造生态建材，应用于生态修复、园林道路、景观等领域，实现保护地木材“不出地”的自产自用。生态建材制造装备要偏向小型化、移动化、智能化，适宜村镇推广应用。对于自然保护地内部和周边的村庄，按照合理规划，保存地方传统特色，结合乡村振兴，进行木结构建筑新建、复建或翻建等更新措施，建设可循环利用村庄试点示范。

 

林草领域外，与住建部门合作，出台木结构建筑专项发展规划，具体到推广领域、范围及面积等，借鉴国际经验制定低层、中小型公共建筑等适合场景和环境木材利用促进法案，推出从林到“林”计划，让从森林来的木材，再一次以建筑形式矗立在城市之中。在城市更新中特别是政府投资设施工程和建筑项目，特别是小建筑、大跨度单层建筑、低层或多层建筑的开放性空间，以及多层建筑的非结构性室内空间，可以优先使用木结构及组合/混合结构建筑，计入地区固碳减排总量。引导当地打造木结构社区、木结构之城。通过上述政策措施，力争在2030年碳达峰前现代木结构建筑年施工面积突破2000万平方米，在2030—2045年年施工面积在此基础上每年增长10%，达到5000万平方米，形成木结构良性生态市场环境。2045年以后至碳中和前应继续保持稳定增长，逐步形成中国特色建筑可持续发展格局。（周海宾）