木造建築の進歩により、次世代の超高層ビルは鉄ではなくトウヒ材で作られるようになるかもしれません。建築家たちは、コンクリートや金属を捨て、より環境に優しい素材、つまり気候変動対策にも役立つ素材を採用した木造建築を設計しています。
木材 + 接着剤 = 超高層ビルの材料
接着剤は木材産業にとって最高の出来事かもしれません。接着剤のおかげで、メーカーはもはや木の形ではない木製品を安価に生産できるようになりました。例えば、IKEAのコーヒーテーブルに使われているパーティクルボードは、木の破片を接着して作られています。
木材生産者は現在、コンクリートや鉄鋼と同等の強度と耐久性を持つ巨大な木製パネルを組み立てるために、超強力な接着剤を使用しています。クロス・ラミネーテッド・ティンバー（CLT）として知られるこのパネルは、ポリウレタン接着剤で小さな板材を接合して作られています。この先駆的な技術により、建築家はこれまで想像もできなかったような建物を夢想できるようになりました。
「木材は見た目が美しく、建物に温かみを与えるだけではありません」と、クロスラミネーテッドティンバー（CLT）メーカー、ストラクチュラム社の重木材専門家、クリス・スピクラー氏は語る。「建築家は、内装に使った製品を建物自体にも使えることを本当に楽しんでいると思います」
クロス・ラミネーテッド・ティンバー（CLT）は、その美観に加え、他にも多くの利点があります。木造建築現場では、従来の現場よりも廃棄物、騒音、交通量が少なくなります。また、木造建築は鉄骨やコンクリート構造よりも早く建設できるため、プロジェクトのコスト競争力を維持できます。スピクラー氏は、ブリティッシュコロンビア大学に建設予定の超高層ビルを例に挙げました。
「この建物はコンクリートや鉄骨との競争入札でした。見せかけだけのプロジェクトではありませんでした」とスピクラー氏は語った。「スピードと経済性が勝ったのだと思います。だからこそ、18階建ての建物を建設することになったのです。」
木造の高層ビルは火災の危険性があるように聞こえるかもしれないが、スピクラー氏はそうは思わない。鉄は炎の中で溶けやすく、熱でねじれたり歪んだりする。一方、木材は外側が焦げても、炎が中心部まで達することはない。火が消えた後も、木材の梁はそのまま残るのだ。
しかし、木材の最大の長所は、デザイン性や耐火性ではありません。木材の板材一つ一つに含まれる繊維が、気候変動対策に貢献しているのです。
鉄鋼とコンクリートは二酸化炭素を排出する
鉄鋼とコンクリートは、莫大な炭素排出量を伴います。コンクリートの結合剤であるセメントは、石灰石と粘土を窯で加熱して作られます。鉄鋼は、石灰石、鉄、そしてコークスと呼ばれる炭素を豊富に含む石炭を高炉で加熱して作られます。どちらのプロセスでも、石炭を燃焼させて熱を発生させる際に、二酸化炭素は避けられない副産物です。
Ecofysの2013年の分析によると、鉄鋼は世界の温室効果ガス排出量の約5%を占めています。コンクリートの原料を含む非金属鉱物は6%を占めています。これらの資源を合わせると、地球上のすべての自動車とトラックに匹敵するほどの気候変動への影響を及ぼしています。
木材は二酸化炭素を閉じ込める
気候問題に関して言えば、木材は従来の建築材料よりも2つの点で優れています。まず、木材は鉄やコンクリートよりも二酸化炭素排出量が少ないです。木材製品の伐採、精製、輸送には化石燃料が消費されますが、鉄の塊を鉄骨に加工する方が、木を板材に加工するよりも多くの汚染物質を排出します。
木材の2つ目の利点は、二酸化炭素を固定する能力です。一部の科学者は、パリ協定の目標である気温上昇を2℃未満に抑える唯一の方法は、大気から二酸化炭素を除去することだと推測しています。これは、大気中の二酸化炭素を除去するハイテク機械や素材、あるいは土壌に炭素を固定する環境に優しい農法などを意味するかもしれません。しかしながら、今のところ、炭素除去のための最も費用対効果の高い手段は樹木です。
「20階建てのビルをセメントとコンクリートで建てると、その過程で1,200トンの二酸化炭素が発生します」と、建築家のマイケル・グリーン氏はTEDトークで述べた。「木材で建てれば、この解決策で約3,100トンを隔離でき、実質4,300トンの差になります。これは、1年間で約900台の自動車を道路から排除するのに相当します。」
グリーン氏の大まかな計算は、より厳密な分析結果とも一致している。イェール大学とワシントン大学の研究者による2014年の研究によると、鉄鋼やコンクリートの代わりに木材で建築することで、世界の二酸化炭素排出量を最大31%削減できる可能性があるという。
「コンクリートや鉄、レンガの代わりに木材を利用すれば、鉄、コンクリート、レンガの製造に必要となる化石燃料を大量に消費せずに済みます」と、イェール大学持続可能な森林管理世界研究所所長で、この研究の筆頭著者であるチャド・オリバー氏は述べています。木材は従来の材料よりも軽量であるため、木造建築の基礎を築く際に必要なコンクリートの量も少なくて済むとオリバー氏は指摘しています。また、木造建築物が最終的に廃棄される際には、その構成部品を他の建物で再利用したり、地中に埋めたり、発電に利用したりすることも可能です。
スマートログ記録?
森林を伐採して高層ビルを建て、発電するという見通しは、どんな環境保護主義者でも不安にさせる。しかしオリバー氏は、伐採は賢明な森林管理の不可欠な要素となり得ると述べている。
「一般的に、そして場所によって異なりますが、森林はより密集しています」とオリバー氏は述べた。「一部の地域は密集していることが望ましいですが、森林全体を均一に密集させるのは望ましくありません。なぜなら、密集した森林に生息する動物もいれば、開けた森林に生息する動物もいるからです。多様な条件が必要なのです。」伐採業者は、森林の一部を間伐し、他の部分を伐採することで、あらゆる種が住み着くパッチワーク状の生息地を作り出すことで、生物多様性を育むことができます。
伐採は森林火災のリスクを軽減する効果もあります。均一な密度の森林では、炎は密集した木々の間を急速に燃え広がります。より変化に富んだ環境下では、火が草原に落ちて勢いが弱まり、雨や寒さが介入して炎が鎮火する時間が生じる可能性があります。
「過剰な森林で腐らせたり燃やしたりするのではなく、余剰の（木の）成長をもっと多く収穫できれば」とオリバー氏は述べた。「もっと多くの製品を作り、その廃棄物を木質エネルギーとして活用できるでしょう。」
クロスラミネーションにより、製造業者はより小さな木材片からより大きな梁を製造できるようになります。つまり、腐敗、火災、マツノマダラカミキリなどの脅威にさらされている木々も含め、より短く細い木々から原材料を供給できるということです。そうでなければ腐敗したり燃えたりして炭素を大気中に放出してしまう木々を、超高層ビルの建築資材として活用できるのです。
「50年前よりも今、森には利用できる木がたくさんあります。ですから、持続可能な方法で木を育て、伐採し、使い続けることができるのです」とスピクラー氏は語った。「小さな木から小さな枝を切り出し、重さ1万ポンドの積層パネルを作ることができます。この巨大なパネルを接着することで、コンクリートよりも強度が高く、重さは5分の1になります。」
気候変動はすでにクリーンエネルギーと交通機関の革命を引き起こしている。スピクラー氏は、次は建設業界になるかもしれないと考えている。「この革命は比較的静かに、そしてゆっくりと起こってきました」と彼は言う。「しかし、私たちは今まさに、この革命が爆発的に発展する年を迎えていると思います。」
ジェレミー・ディートンは、気候、エネルギー、政策、芸術、文化を扱うシンジケートニュースワイヤー、Nexus Mediaに寄稿しています。@deaton_jeremy でフォローできます。
