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什么是CLT结构?

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什么是CLT结构?

CLT是由欧洲研发出来的工程木产品,在20世纪90年代问世。目的在于在制材过程中找到一种有利可图的材料,以降低成本、提高利润。

何为CLT?

CLT全称为cross-laminated timber,中文译为交错层积木,是将横纹和竖纹正交排布(90度)的规格木材胶合成实木板材,以达到最佳的强度。

 

CLT问世以来,因其取材天然、绿色环保、性能优异,且自身具备防火功能。一直备受绿色建筑行业关注。可为木质建筑提供灵活、有竞争力的设计方案。

CLT常用的生产方式有哪些?

CLT常用的生产方式有三种:液压、真空压、钉连接。液压是目前最为常用、最为流行、也是性能最为稳定的生产方式。

★液压:常采用四面加压,垂直压力为0.5~1.0 MPa,可根据木材属性进行调整,达到最佳理想的状态。侧压压力较小,常用来对齐木板。

 

 

 

CLT液压机需要专业的设备厂商提供,寻常压机达不到理想的状态,压力不均匀,容易造成CLT 表面不平整、翘曲变形等缺陷。

★真空加压:各向受力均匀,但最大压力仅为0.1 Mpa,压力较小,达不到理想的胶合强度,效率也比较低。

 

★钉连接:板与板之间通过骑马钉进行衔接,层与层之间通过金属或木销钉进行连接。加工效率高,但CLT板密封性较差。

 拼压是制备CLT 最重要的工序,直接影响到CLT成品的物理力学性能。不同厂商生产的CLT有所差异,主要取决于木材的种类、等级、层板大小、胶水类型和连接工艺等,木板层数一般3~7层,甚至更多。长度仅受压机长度的限制,目前欧洲最大的压机长度为20米,中国为24米。

 

CLT面积和厚度可以定制,目前已成为一种新型的木结构建筑材料。

 

CLT生产工艺流程:

 

CLT外观如何?(液压)

CLT使用干燥过的板材,并进行外观分级和应力分级。

 

通常,板材进行水平或者垂直指接,然后使用结构胶黏剂胶合在一起,比如PUR、EPI、 MUF或PRF。

按照CLT对品质的要求,通常有3种工艺方法:

 

(1)纵向层板和横向层板均不侧拼

(2)纵向层板或横向层板单一侧拼

(3)纵向层板和横向层板均侧拼

 

CLT板常规尺寸有哪些?

木料尺寸:

厚度= 16~51mm 

宽度= 60 mm~240 mm 

 

CLT板的尺寸:

厚度= 48~357mm,最大可达600mm。

宽度= 0.6m、1.2m、2.4m和3m,最宽可达6m。

长度=6m、12m、16m等,最大可达24m,主要取决于运输能力。

层数=3层、5层、7层,最多可达9层。

为何选择CLT?

与传统建筑材料相比,CLT具有众多优势:

 

(1)天然性:取材天然,性能优异,成本相对较低。

(2)稳定性:具有极高的强度和尺寸稳定性,建筑可高达10层。

(3)耐火性:具有极好的耐火性和优异的消防安全性能,燃烧时表面形成碳化层,阻止火焰向内部燃烧,能较长时间的维持原有的结构强度。

(4)灵活性:设计灵活,加工简单,可以直接切口作为建筑外墙、楼板等。极大地提高工程施工效率。

(5)预制性:预制化程度高,工厂预制,现场组装,施工时间短。

(6)环保性:绿色环保,促进 CO2平衡,在整个生命周期,对环境影响最小。

(7)抗震性:具有优异的抗震性能,与连接件一起保证整体结构的稳定性。

(8)持续性:木材取自于大自然,属于可再生资源。

(9)舒适性:室内环境舒适健康、绿色环保,有机化合物的释放已被证明在安全水平之内。

 

CLT具有众多优势,是一种面向未来的建筑材料,具有可持续发展的属性。本质上CLT就具有很强的承重能力,不论是在纵向,还是横向组合应用方面,都可以作为一种重要的承重材料。理论上讲,CLT可以用于高达10层的木结构建筑的结构材料,并且可以作为水泥或钢材的可替代材料。

 

CLT全球市场状况如何?

目前,CLT在全球如火如荼的发展,市场需求和潜力巨大。主要生产商位于奥地利、德国和瑞士、英国等。目前全球已安装生产线的产能大约120万 m³/年。预计到2024年,CLT的产量将翻一番,达到近300万m³/年。

 

(1)欧洲CLT市场状况

目前,欧洲CLT市场引领全球,市场份额高达80%。其中,Binderholz、Stora Enso、Legal&General和KLH分别以年产大约20万m³、14万m³、12万m³、和10万m³位居欧洲前四名。Pfeifer、Hasslacher Norica Timber 和Mayr-Melnhof在欧洲分别排在第5~7名。众多新的CLT生产线在2020年前后安装投产后,欧洲CLT的市场格局将进一步改变。

 

2018年欧洲CLT的产量大约95万m³,每年以大约15%的速率增长。以此推算,到2024年,欧洲CLT的产量将突破200万m³/年。

 

德国汉堡维尔特峰公寓高64米、18层

 

 

Stora Enso Ybbs CLT工厂

(2)北美CLT市场

目前,北美CLT产量大约每年10万m³,远远满足不了市场需求,需要的材料很大一部分是从欧洲进口。像欧洲开始一样,在北美,CLT很少用于独栋房屋建筑,主要用于多层住宅建筑,用于城市发展项目。

 

现有主要的生产商如下:

•   Smartlam  大约10,000 m³/年

•   DR Johnson  大约10,000 m³/年

•   Structurlam   大约10,000 m³/年

•   Nordic  大约6.000~10.000 m³/年

 

目前,北美CLT生产主要集中在西海岸。未来3~5年,北美CLT市场将达到大约20万~30万 m³/年。

 

 

加拿大创新设计中心6层CLT大楼

 

(3)新西兰/澳大利亚CLT市场

 

目前,新西兰/澳大利亚市场CLT需求大约每年50.000 – 70.000 m³,Xlam公司在2017年从欧洲新购一条专业化的CLT生产线,成为第一家规模化的CLT生产商,年产大约6万m³。

 

未来5年,新西兰/澳大利亚市场的CLT需求量将达到15万m³/年。

 

 

澳大利亚墨尔本10层酒店大楼

6层由CLT材料制成

 

 

(4)亚洲CLT市场

 

目前,亚洲的CLT市场处于起步开发阶段,市场需求并不是很大,大约在6万m³/年。

 

日本起步相对较早,被日本JAS规格认证的工厂大约7家,市场容量大约5万m³/年,以铭建工业株式会社为代表的部分企业从欧洲引进了CLT的核心设备,产能大约5万m³/年,为亚洲CLT市场的主力军。

 

 

山东鼎驰木业 正在施工中的

6层CLT办公大楼

 

 

对亚洲来说,未来3~5年,CLT的需求量大约在50~60 万m³。

 

从全球来看,CLT发展如火如荼,众多的生厂商也都在积极的扩产,这将进一步满足市场的需求。对CLT厂商来说,如果单纯追求长度、幅面大小除了宣传的噱头之外,并无太多实际意义,品质才是企业的核心竞争力,才是企业致胜的法宝。

CLT全球发展趋势如何?

从全球来看,CLT蓬勃发展、势不可挡,这得益于材料本身的属性——绿色环保、健康舒适、可持续发展等。同时CLT也迎合了建筑市场对缩短施工周期、快速装配、安全环保的需求,自然迎来了黄金发展时期。

 

目前,全球的CLT木结构建筑似乎在进行一场无声的竞赛,市场上出现了百家齐放、百家争鸣的局面。设计师和建筑商都在寻求高层和跨度的突破。这对于CLT的发展有积极的示范效应,将进一步拓宽CLT的应用范围,进而刺激整个木结构行业的快速发展!

 

 

 

作者:威力中国木结构项目经理朱祥光