挪威各地有1000多座木构教堂，大多数已经因为恶劣天气而毁坏。
图：挪威一栋木质教堂
从温哥华到维也纳，世界各地争相兴建木制高楼。这种楼房建造速度更快、而且比混凝土建筑更环保，但是，木材结构的高楼足够强韧吗？它们不会腐蚀生虫吗？如果遭遇火灾怎么办？
图：加拿大UBC大学18层木结构学生公寓Brock Commons大楼
1903年，当辛辛那提州的英格尔斯（Ingalls）大厦建成时，没有人相信一个世纪后它还依然耸立。事实上，当时的人们预测它撑不了一个晚上就会倒塌。这幢16层大厦是世界首栋混凝土摩天大楼。在它之前的多层高楼的主体材料都是钢铁等合金，对于世界首栋混凝土大楼，媒体提出了各种疯狂的猜想。有的说它会因为不堪重负坍塌。还有的甚至预测它可能会被风吹倒。根据传闻，在拆除大厦支撑材料时，有一位记者在现场等待了一整晚，希望抢先报道大楼倒塌的新闻。
图：美国辛辛那提Ingalls大楼，世界首幢混凝土高楼
2017年，摩天大楼又迎来一场新的材料革命：木制摩天楼。虽然听上去令人难以置信，但它们正在变成现实。可是，这些大楼够强韧吗？会不会腐蚀生虫？难道不会成为巨大的火灾隐患？
木材的优势
CF穆勒建筑师事务所的奥拉·琼森（OlaJonsson）说：“木材具有很多优势，一下子根本列举不完。”他们事务所设计的34层木制大楼在不久前赢得一座建筑设计大奖。
图：CF Muller事务所设计的34层木结构大楼
首先，木制大楼建造起来速度更快，混凝土要等待几周才能干透，而钢结构的摩天大楼的地板都是混凝土，因此每铺一层地板都需要几周时间。相反，木制板材可以预先在工厂里被切割成精确的尺寸，在现场将它们安装到位只需要几个小时。
此外还有重量问题。在很长一段时间里，伦敦哈克尼区的一栋名为“Murray Grove”的9层住宅楼一直保持着世界最高木制大楼的纪录。“如果这栋楼采用混凝土为原料，仅运输所有材料就需要重型货车运送900车次，”设计Murray Grove的Waugh Thist leton建筑师事务所的创始人安东尼·瑟斯尔顿（AnthonyThistleton）说。由于这幢大楼的原料是木材，最终只用了100车次。
图：一度保持世界第一高木结构大楼桂冠的英国九层Murray Grove大楼
此外，木材还具有环境优势。虽然一般人可能会忽视我们居住的楼房的碳足迹，事实上，混凝土和钢铁都是碳排放大户，两种材料的碳排放量分别占全球碳排放总量的8%和5%.木材却正相反，树木会吸收二氧化碳，将它们锁进木材中。
从温哥华到维也纳，从挪威到新西兰，木制大楼在世界各地像雨后春笋一样冒了出来。比如：美国明尼阿波利斯的T 3大厦，共有18层楼，所用的材料全部是被山松甲虫啃倒的松树；维也纳的H oH o大厦耗资6000万，正在建设中，主体材料为云杉；斯特哥尔摩计划在一个上世纪60年代修建的停车场上面修建一栋133米高的木制大楼，名为T ratoppen，意思是“树顶”。
图：维也纳HOHO大楼
不难想象，保险公司对这些新型木制建筑非常不满，但这无法阻止一部分具有叛逆精神的建筑师引领木材的复兴。他们甚至设想了木制大厦征服整座城市的场景，传统的钢筋混凝土森林将被以胶合板为主要材料的“木制摩天楼”取代。
木材可能是21世纪最先进的建筑材料，但它并非现代发明。中国的佛宫寺释迦塔（应县木塔）是世界最古老的木制建筑之一，建于公元1056年，整座塔没有使用一根铁钉、螺丝或螺栓。然而，由于卓越的工艺和牢固的设计，这座佛塔在900多年后的今天依然屹立不倒。在H oH o大厦竣工前，它一直保持世界最高木制建筑的称号。历史上，这座木塔经历了多次大地震，其中，1556年的地震导致了近100万人死亡。其实，这个结果并不令人意外，木材除了重量轻还非常柔韧。当地面开始震动，木制结构会随之摇摆，从而避免倒塌。在新西兰等地震频发地区，大多数房屋都是木制结构。
几千年来，森林一直是建筑材料的唯一来源。在中世纪的英国，住房、堡垒、工厂、教堂都是木制的。原木非常有韧性，除非打湿，一般不会腐烂。“如果你能让木材保持干燥，它们几乎能够一直使用下去，”新西兰的权威结构工程师安迪·布坎南（Andy Buchanan）说。
很多古代木制建筑都位于恶劣气候环境中。比如英国的都铎式橡木房屋和挪威的木构教堂（用一种名为“malmfuru”的特殊冷杉木制成）。前者外面用木条加固，涂抹稻草和泥浆或动物粪便的混合物，后者地面一层架空建造，以保持干燥。
布坎南说：“现在，我们会给木材包裹上一层防风雨的‘外套’，比如玻璃或纺织材料。”
防火挑战
大多数木制建筑未能保存下来的原因是火灾。在木材时代，很多城市都经历过毁灭性的大火。公元64年，古罗马城爆发火灾，一直持续了6天。1657年，明历大火将江户城（今天的东京）夷为平地，导致10万多人死亡。此外，纽约、芝加哥、华盛顿和旧金山都曾经历大火。1666年的伦敦大火毁掉了数十万栋建筑，导致新的规则出台，整座城市被用砖石重建。重新启用木材作为建筑材料是否会是一个可怕的错误？
但是，这里所说的木材严格地说应该是经过加工的胶合木，主要又可分为三种类型。“首先有胶合层压木材（glulam），主要用于制造直梁和柱子，已经有50多年历史。”布坎南说，“然后是层压饰面木材（LVL），强度与混凝土相当。最晚出现的是交叉层压木材（CLT），它们现在才真正开始普及。”
CLT是一种真正神奇的材料。用防火胶将薄薄的木材交错地粘黏起来，可以达到结构钢的强度，因此被称为“服用激素的胶合木”。通过交替变换木纹的走向，弥补了原木的结构弱点，防止材料在湿润后弯曲变形。用这种方法制造出宽6米厚50厘米的平板可以整张用来制造墙壁、地板或天花板。
图：CLT材料
木板的尺寸非常关键。“几乎每个人都知道用一根巨大的圆木根本无法将火生起来，”瑟尔斯顿说，“要让整块圆木燃烧起来要费很多功夫。首先木材会碳化，形成保护层，阻止下面的木材燃烧。”
图：利用木材表面碳化是重型木结构消防的主要机理
高层建筑木材委员会今年年初在弗吉尼亚火灾研究实验室专门进行了CLT防火实验。研究人员在用胶合木制造的双卧室公寓内点燃大火，室内家具烧毁后，火自然熄灭。房间内的物品全部被烧成了灰，房屋表面碳化，但结构并未受损。
除了阻止火灾蔓延，CLT的另一个重要特点是它在受热后的表现。在这方面，这种材料显然优于钢和混凝土。后两种材料遇高温会熔化或变弱。瑟尔斯顿说：“我们在讲座中经常使用一张房屋遭遇火灾后的图片，其中可以清楚看到一根巨大的胶合木支柱支撑着一根木横梁，顶端的另一根钢梁已经完全熔毁。”
由于楼层越高，消防员越难到达，高层建筑的防火更是一大难题。布坎南说，由于这个原因，木制建筑的高度通常不超过10层。
其他难题
此外，还有其他一系列问题伴随高度产生。大多数摩天大楼首先面对的问题是支撑自身重量，因此它们所使用的材料必须足够强韧。木制大楼由于自重太轻，它所面对的问题正好相反。海拔高度越高，风越大。在世界最高楼迪拜哈利法塔的楼顶，风速可达到每小时150公里。这些横向的风力一直是摩天大楼结构设计中必须考虑的重要因素。
从抗风角度来说，大厦越重越好。在1995年添加混凝土支柱加固之前，每到大风天气，在纽约特朗普大厦高层会感到让人轻度恶心的摇晃。木制大楼克服这个问题的一种方法是添加一个混凝土内核，但一些建筑师认为这样做等同欺骗。
最后，CLT单块来看非常强韧，这就引发了新的问题：如何将它们衔接在一起。由于面积巨大，又非常厚，钉子和螺丝根本起不到作用。布坎南说，“为了防止建筑被风吹倒，需要大量的墙壁和地板。”
对于住宅楼，这不是问题。因为住宅楼层高不必太高，而且可以设计很多隔间。开放布局的办公楼和商用楼的设计将面临真正的考验。当达到一定高度后，这些木制大楼将需要固定机制，比如从底部到顶部贯穿整栋建筑的钢条。
当然，目前一切都是纸上谈兵。根据建筑信息数据库“安波利斯标准委员会”的定义，摩天大楼高度至少要达到100米，远超过目前正在修建或策划中的木制大楼。瑟尔斯顿说，“目前，建筑师设计木制大楼主要是为了技术炫耀，我们应该为了环保的原因使用木质材料。20世纪是混凝土的时代，它的主题是人类征服自然。人们的态度正在发生转变，变得更倾向于顺应、呵护自然。”或许，这将意味着回归木质时代。
