引言：
在上一期内容里，以高层建筑和城市人居委员会（CTBUH）精选的全球27栋经典木结构高层建筑为基础，我们对木结构高层建筑的主要建筑和结构设计参数进行了简要的介绍，对高层木结构建筑有了基础的了解。今天的内容，将继续围绕入选的27栋经典木结构高层建筑，以数据分析的形式对木结构高层建筑的现状及未来发展趋势进行探讨。
高层木结构核心类型数据分析
上一期我们介绍了高层木结构的4种核心布局：中央核心、心房核心、外部核心、外围核心。（下图从左到右顺序排列）根据对27栋入选木结构高层建筑的研究调查显示，在高层木结构办公楼中，中央核心布局类型占整体的67%，属主导地位；外围核心占比22%，外部核心占比11%。
高层木结构的4种核心类型
高层木结构核心类型占比
数据反映了木结构建筑设计师们的主流核心布局策略：通过集中核心（采用中央核心布局），有效地整合了承重元件并简化了垂直结构，不仅确保了材料的最佳利用，还增强了结构的整体稳定性和安全性，并最大限度地提高了空间效率。相比之下，33%的案例采用的外设核心布局（外围核心和外部核心）则提供了一种可以满足特定架构或功能需求的替代方案。这种核心布局可以在内部空间利用方面提供更大的灵活性，在保持结构完整性的同时满足独特的设计要求，也证实了高层建筑应用中木结构建筑不断发展的能力和适应潜力。
高层木结构形式类型数据分析
上一期我们介绍了高层木结构的6种结构形式：棱柱形式、后退形式、锥形形式、倾斜形式、扭曲形式、自由形式。（下图从左至右顺序排列）根据对27栋入选木结构高层建筑的研究调查显示，在高层木结构办公楼中，棱柱形式占整体的85%，属主导地位；自由形式占比11%，后退形式占比4%。
高层木结构的6种形式类型
高层木结构形式类型占比
数据表明，受到结构和实用考虑的影响，建筑师们对棱柱形式产生了强烈的偏好。当然，这种偏好是有因可循的。首先，棱柱是最简单的几何结构，采用棱柱形式能够有效简化施工程序，减轻施工的复杂性；其次，棱柱形式极其适配传统的建筑施工方法，能够减少人工和材料成本，更具实用性；再次，棱柱形式采用简单明了的正交布置，再结合矩形地板布局，能够减少不必要的面积，优化空间利用率；最后，棱柱形式与标准化施工方法高度兼容，能够提高整体效率，具备极强的经济效益。
采用棱柱形式+后退形式设计的Sara Kulturhus中心©Åke E:son Lindman
相比之下，自由形式和后退形式的使用很少，总共只出现了三次，占整体的15%。这表明，在木结构高层建筑的设计中，虽然建筑师对探索非常规的设计方法有兴趣，但木结构行业可能仍在应对相关的技术挑战或监管限制。值得一提的是，由于对独特建筑设计的热切追求，近年来建筑师们对非棱柱形式的高层木结构越来越认可，也越来越倾向于深入研究自由形式。自由形式的探索将为建筑师提供一个能承载更加丰满的想象力的画布，为未来高层木结构建筑的创造性解决方案提供了更多可能性。
采用自由形式设计的2150 Keith Drive©DIALOG
高层木结构结构材料数据分析
上一期内容提到，目前全球的高层木结构建筑结构用材料可分为两类：（a）“木材”或“纯木材”和（b）“复合”或“混合”材料。在b类里，木材常与混凝土、钢材进行组合或混合使用。根据对27栋入选木结构高层建筑的研究调查显示，在高层木结构办公楼中，混合结构材料占整体的74%，属主导地位，其中，木材与混凝土的组合占70%，木材与混凝土及钢材的混合占30%；纯木材则占比26%。
木结构高层结构材料示意图（Timber木材、Concrete混凝土、Steel钢材）
高层木结构结构材料类型占比
数据表明，将木材与其他材料相结合，以优化结构性能并克服在更高高度单独使用木材的固有局限性，是当下木结构高层建筑在材料选择上的主流趋势。这种趋势也是由于混合材料具备诸多优势：其一，通过加入钢或混凝土来增强承载能力，从而加强结构坚固性和承重能力；其二，与钢或混凝土的结合能够有效补充刚度和稳定性，让建筑更加防风抗震；其三，采用钢或混凝土等不燃材料可增强整体防火能力；其四，木材固有的绝缘性能与其他材料相结合，优化了绝缘和热性能，减少了对额外能源消耗的需求，提高能源效率；其五，混合结构允许使用具有不同制造程序的材料，更便于预制化生产，从而加快施工速度，提高经济效益。
采用木-混凝土结合的HAUT阿姆斯特丹住宅楼©Jannes Linders
从数据中我们可以看到，木材与混凝土组合使用的情况相当普遍（在混合结构中占70%），其产生的木材+混凝土复合材料有几种特定形式，且每种形式都具有独特的优势，能够广泛适应不同的高层木结构建筑需求。
·木-混凝土组合材料（WCC）：混凝土板使用钢销钉或粘合剂等连接器粘接到木梁或桥面上
·木-混凝土复合材料（TCC）：将混凝土板嵌入木结构中，通常使用连接器或剪切螺柱
·胶合木-混凝土复合材料：胶合层压木梁与混凝土板结合，通常与机械连接器或剪切螺柱结合
高层木结构承重系统数据分析
上一期我们介绍了高层木结构的10种承重结构系统，分别是刚架结构、核心筒结构、剪力墙结构、剪力框架结构、巨型核心筒结构、巨型柱结构、框筒结构、对角网格框筒结构、桁架筒结构、组合筒结构。（下图从左至右顺序排列）根据对27栋入选木结构高层建筑的研究调查显示，在高层木结构办公楼中，剪力墙框架承重结构占整体的85%，剪力桁架系统占11%，管筒系统则仅占4%。
木结构高层承重结构系统示意图
高层木结构承重系统类型占比
数据表明，在木结构高层建筑的承重系统中，剪力墙框架系统备受青睐。其中，中高层木结构倾向于剪力墙系统，超高层结构的建造通常使用剪力框架系统，这两种承重系统都强调垂直稳定性和荷载分布，在木结构高层建筑的建设中起到了重要的作用，未来也将是高层木结构的主流承重系统之一。
采用剪力墙框架系统设计的德国 “维尔特峰”©Störmer, Murphy & Partners
结语：
高层木结构建筑正逐渐在当前的建筑世界中找到自己的位置，虽然设计师们仍然面临着多方面的挑战，但是他们依旧努力将美学、功能和生态可持续性融入这些非凡的木结构高层建筑实践中，并在这些元素之间实现和谐的平衡，为高层木结构建筑的未来铺平了道路。除了入选研究报告的27栋高层木结构建筑，目前全球各地拔地而起的结构高层建筑已超数百栋，其高度也在不断突破，这不仅是现代木结构的进步，更是 21 世纪建筑界向可持续发展的有力证明。可以预见的是，木结构高层建筑的未来充满希望和潜力，在不久的将来，将为我们描绘出更美、更绿色的城市天际风景图。
全球27栋高层木结构建筑形式、结构、承重系统、材料分析表
中林木结构 预建碳中和
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