在高層建筑物中，混凝土用量較大的一部分就藏在我們的腳下。樓層板占大多數(shù)高層建筑總量的40%以上，許多辦公室地板和公寓的立面都是由混凝土制成的。它們代表了建筑物在其整個(gè)生命周期中建造和運(yùn)營(yíng)所造成排放量較大的一部分。由于水泥生產(chǎn)約占全球碳排放量的 8%，那么，建筑物中的樓板將是一個(gè)嚴(yán)重的氣候挑戰(zhàn)。

一種建造混凝土樓板的新方法可能會(huì)改變這種狀況。通過重新思考建筑樓板的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)要求，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的建筑師和工程師團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種樓板，該樓板只需要普通樓板 30% 的混凝土和 10% 的鋼筋。隨著印度、非洲等地區(qū)人口不斷增長(zhǎng)，高層建筑不斷增加，這些材料的減少可能意味著城市發(fā)展所造成的碳排放量會(huì)大幅減少。

經(jīng)過十多年的發(fā)展，超輕混凝土樓板首次在實(shí)際建筑中使用，便是位于瑞士可持續(xù)建筑NEST中的 “HiLo”。

在內(nèi)部，樓板是不到3.2cm的混凝土拱形結(jié)構(gòu)置于一個(gè)由薄支撐鋼筋組成的框架上，看起來(lái)有點(diǎn)像華夫餅的表面，經(jīng)計(jì)算，只有在必要的局部才會(huì)使用較粗的混凝土線條。

   ? ETH Global

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這項(xiàng)設(shè)計(jì)未來(lái)有望成為世界各地建筑項(xiàng)目的一部分。Block Research Group 研究小組已經(jīng)與全球建筑材料供應(yīng)商豪瑞 (Holcim) 集團(tuán)合作，努力將這種方法轉(zhuǎn)化為一種大眾市場(chǎng)產(chǎn)品。豪瑞最近宣布，計(jì)劃在2023年之前將該系統(tǒng)用于工業(yè)化建筑，并預(yù)估該系統(tǒng)可以將混凝土地板的隱含碳排放減少高達(dá)80%。

這些樓板中混凝土材料的削減可能會(huì)產(chǎn)生廣泛的影響，到2060年，全球建筑總面積預(yù)計(jì)將翻一番，增加2.4萬(wàn)億平方英尺。未來(lái)，這種增長(zhǎng)大部分將集中在城市的中高層建筑，Block研究小組表示：“混凝土是在快速城市化和人口增長(zhǎng)的背景下最重要的建造材料。減少用于建造這些樓板的混凝土總量，可以大大降低增長(zhǎng)背后對(duì)環(huán)境的影響?！?/p>

假設(shè)一棟25層建筑中，減少混凝土的用量意味著可以少運(yùn)送1200輛卡車的混凝土到建筑工地，每層可以節(jié)省22.5千米的鋼筋。

Block研究小組開發(fā)的樓板多年來(lái)一直不斷優(yōu)化，在保持強(qiáng)度的同時(shí)減少了對(duì)材料的需求，但設(shè)計(jì)背后的原則實(shí)際上可以追溯到哥特式大教堂的建造。磚石建筑技術(shù)，依靠的是拱門、相互雕刻堆疊在一起的石頭形成的抗壓強(qiáng)度——已經(jīng)被用來(lái)建造可以存在幾個(gè)世紀(jì)的結(jié)構(gòu)。這是一種古老的建筑形式，在3D打印時(shí)代發(fā)現(xiàn)了新的關(guān)聯(lián)，最近Block和扎哈·哈迪德建筑事務(wù)所的設(shè)計(jì)師使用3D打印部件在意大利威尼斯建造了一座拱形人行橋——Striatus人行橋，不需要任何砂漿就可以堆疊到位。↓↓↓

Block團(tuán)隊(duì)將同樣的概念應(yīng)用到樓板上，設(shè)計(jì)特殊的構(gòu)造來(lái)分配支撐重量的力到建筑物的角落里，樓層將由梁支撐。這減少了混凝土板內(nèi)多余鋼筋的需要，允許它們像單個(gè)預(yù)制構(gòu)件一樣建造，而不是現(xiàn)場(chǎng)在鋼筋籠上澆筑。

盡管許多人認(rèn)為，有必要在建筑中用交叉層壓木材等可持續(xù)材料來(lái)替代混凝土材料，但Block小組表示，改善世界上大部分地區(qū)常用的傳統(tǒng)建筑材料也很重要?？沙掷m(xù)性不應(yīng)該是關(guān)于材料本身，而是關(guān)于如何使用材料。目前，他們多方正在努力尋求合作，希望新的樓層地板系統(tǒng)被納入一個(gè)建筑許可的大型項(xiàng)目中，從而得到實(shí)踐的檢驗(yàn)，并希望在未來(lái)有機(jī)會(huì)看到它在更多的項(xiàng)目中應(yīng)用。