周海滨
中国林业科学研究院木材工业研究所研究员、博士生导师

一、建筑双碳

　　习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值（116亿吨CO2），努力争取2060年前实现碳中和。对木结构来讲，这是千载难逢的一次机会。木结构建筑有诸多的优势，在双碳战略目标的推动下，木结构建筑可以发挥较大的作用。

2020及2021年中国房屋建筑全过程碳排放

　　建筑碳排放相关研究报告指出，2018年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿吨，占全国碳排放（96.1亿吨）比重为51.3%；2020年全国建筑全过程碳排放总量为50.8亿吨，占全国碳排放总量（99.8亿吨）比重为50.9%；2021年全国建筑全过程碳排放总量40.7亿吨，占全国碳排放总量（106.5亿吨）比重为38.2%。

建筑全过程生产碳排放

建筑类型和建筑材料

　　从“十一五”到“十三五”，我国建筑全过程碳排放整体呈上升趋势，2020年和2022年有所下降。2020年单位国内生产总值二氧化碳排放量（碳排放强度）比2005年下降40%-45%；2021年全国建筑碳排放总量有所下降，在全国碳排放中的比例降到50%以下；2022年下降超过51%，2030年的目标是下降65%以上。2030年目标实现的前提是，当年建筑全过程碳排放总量在26亿吨以下。

　　建筑全过程碳排放，主要是建材生产阶段和建筑运行阶段占比较高。从建材生产阶段看，与2020年相比2021年水泥产量略有下降而钢铁产量增加，但是建材生产阶段碳排放总量下降明显。在建筑运行阶段，2021年与2020年相比，公共建筑碳排放占比增加幅度较大，可见公共建筑是降低建筑运行阶段碳排放的重要突破口。

二、建筑存量

　　国家统计局的数据显示，2018年我国城镇人均住房建筑面积是39平方米，农村是47.3平方米；2020年家庭户人均住房建筑面积达到41.76平方米。可见，我国人均住宅建筑面积基本上与欧洲水平相当。

2016-2022年我国商品住宅施工、新开工、竣工面积情况

　　从2016年到2021年，我国商品住宅新开工面积均在10亿平方米以上，尽管2022年降到10亿平米以下，但是当年新增建筑面积的体量依然较大。从有关研究报告中显示的我国套户比水平来看，目前房地产供求基本处于平衡状态。我国存量居住建筑市场面积和公共建筑市场面积加起来在500多亿平方米以上，建筑存量非常大的，下一步应在空间重构、价值提升等城市更新工作上多做文章。

我国城镇人口占比

三、发展机遇

　　在房屋建设过程中，木结构建筑节能减排性能显著。

　　当前条件下，生产1吨水泥约排放500-600千克的二氧化碳当量，生产1吨钢材约排放1200-2000千克的二氧化碳当量。

　　木结构建筑构件的生产过程就是木材使用的过程。木材来源于森林，属于固碳材料。木结构建筑应用的一些结构集成材，经过数据实测统计得出，生产一立方米的结构用集成材/胶合木，仅排放200-250千克的二氧化碳当量，目前该数据还有很大的提升空间。

木结构材料

　　针对当前木结构材料一些生产企业来讲，加工设备上还有提升的空间。现在手工、半自动设备比例高，生产工艺路线也存在不合理的情况。如果企业能做到集约化、连续化、标准化、自动化生产，二氧化碳排放量还能再降低45%以上。木材是一种高效廉价的碳封存体，结构材的使用年限较长，又是一种长期稳定的碳储存体。

　　过去由于经济、技术水平的限制，建筑能耗大，能效水平低。通过木结构进行改造以后，建筑的节能效果就可以体现出来，而且在采光、隔声等方面也具有独特的优势。

人人馆 – 杨浦滨江人民城市建设展示馆

　　假设一栋建筑面积为3328平方米的木混组合结构办公楼，该建筑木材使用量约占建材总量45%，设计使用年限50年。该建筑全生命周期碳排放量为3435.8吨二氧化碳当量；除去木材本身储碳量，建筑全生命周期碳净排放量为2813.17吨二氧化碳当量。

　　与等效钢混结构建筑相比，建筑全生命周期减排量约561.42吨二氧化碳当量，降幅达14%。（这里没有考虑建筑能效等同条件下钢混结构的建筑材料增加量、室内空间变化对能耗的影响程度以及建筑拆除后再处理的能耗等变量。）

　　建筑废弃拆除后，木材都可以再利用，综合材料规格大小和完好程度等因素，首先选择制作家具，其次是加工成刨花板、木塑复合材等，再者是制备纸浆，最后可制作工艺品或装饰部件等。目前已经制定了废弃木材的循环利用的一些规范，对后续的废弃木材使用有一定的指导作用。

木材的自然生态循环

　　目前，我国每年的木结构建造量是非常低的，每年大约能建造300万平方米。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，按照每平方米建筑使用0.3-0.5立方米的用材量，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）。建造同样面积的钢混结构建筑，按多层框架结构计，大约用钢量60万吨，水泥量360万吨。通过使用木结构建筑的建造策略，生产阶段可减排150-200万吨二氧化碳当量。
现代木结构建筑主墙体传热系数一般在0.2-1.0W/m2·K，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，墙体传热系数与木结构墙体相比至少相差1-2倍。保守估计在运行阶段（50年）减排600-1000吨二氧化碳当量。

等待运输的木材

　　全生命周期内将至少节约排放750-1200万吨二氧化碳当量。相当于50万亩以上的森林生长50年吸收的二氧化碳量。由此可以看出木结构建筑在降低碳排放方面的优势显著。

　　过去由于经济技术水平的限制，建筑的能耗消耗大，能效低。通过木结构进行改造以后，建筑的节能效果就可以体现出来，木材在保温隔声方面也具有独特的优势。

重庆故宫学院改造项目

上海黄浦江东岸改造项目

　　在城市景观方面，现代木结构可以应用于桥梁建筑。2019年于山东省滨州市建成的飞虹桥，跨度99.60米，桥面宽度9米，桥面矢高10.318米，是目前世界最大的单跨木结构桁架拱桥。

滨州飞虹桥

　　木结构建筑在健身活动场所的应用，包括崇明岛的体育训练基地游泳馆，贵州榕江游泳馆，长春全民健身活动中心等。

健身活动场所应用案例

太原植物园


多层木结构建筑应用案例

四、面临挑战

　　目前我国木结构建筑的发展还面临着许多挑战。

（一）、缺乏适合木结构发展的消防规定

　　从建筑设计和施工验收方面讲，消防是迈不过去的坎。其实木结构建筑本身是一种耐火建筑，而且对木材的阻燃处理技术也比较成熟。但由于缺乏木结构建筑系统防火、抗火基础数据和工程实践积累，标准规范中的消防规定还是偏保守，对产业发展不利。在木结构设计瓶颈和消防限高等方面，需要一些国家科研项目来支撑和推动，为木结构建筑在多种场景下的应用提供条件。应布局国家重点研发计划项目，对不适合木结构发展的消防条文进行修改完善。

挪威城市花园

　　从消防角度，应率先开放小建筑、大跨度单层建筑、低层或多层建筑的开放性空间等应用场景，以及多层建筑的非结构性室内空间。　

（二）、缺乏中高层建筑设计与实践

　　目前国内的中高层木结构项目，需要依靠国外团队支持，国内在这方面还有一些欠缺。我国支撑设计的基础性工作积累不系统，专业性国产结构设计软件空白，工程设计能力不足。普通的建筑师面向的市场范围更广，如果国内的建筑师都能够掌握该方面的一些技术并进行推广，对于我国木结构建筑的设计与实践困境可能会有较大改善。

萨拉文化中心

（三）、缺乏真正有效政策的推动

　　日本2010年就提出了《公共建筑等木材利用促进法》，2020年日本的木结构住宅面积已经达到了67%；芬兰提出到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到28%；法国提出到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%，后又提议加强至50％；瑞典从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。

　　尽管我国提出了加强木竹建材等低碳建材产品应用，提出了“双碳”目标，但是在政策方面的推动力度仍有欠缺。希望未来从林业方面和技术方面能够合力出台一些政策，推动我国木结构建筑的发展。

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