瑞士的研究人員推翻了過去對窗戶木牆無結構支撐的假設，證明它們能夠承受超過 100 千牛頓的水平負荷。這項突破性研究由瑞士聯邦材料科學與技術實驗室（Empa）的博士生及研究員 Nadja Manser 主導，並與蘇黎世聯邦理工學院及伯恩應用科學大學共同進行了一系列大型實驗。這項研究的成果標誌著一項為期四年的全國性倡議的結束，該倡議旨在填補木材工程中的一個關鍵盲點，即缺乏有關開窗牆體的結構數據。
Manser 解釋道：“目前在瑞士及其他歐洲國家，並沒有任何規範規定如果木框牆體中包含窗戶開口，可以承受多少水平負荷。”然而，通過一系列實驗，Manser 的團隊成功證明開窗木牆能夠承受相當大的側向力並增強結構穩定性。這一發現挑戰了長久以來對於開窗牆體在結構穩定性上貢獻有限的認知，並促進了木結構設計的變革。在工程模型中，這些區域通常被視為空洞或結構死區。Manser 表示：“一旦在外立面中計劃設計窗戶，整個牆段必須被計劃工程師視為空氣，這樣做顯然不夠高效。”
為了挑戰這一說法，研究團隊開始測試在木框架建設中常用的單個木板。他們逐漸擴展到包含不同窗戶大小的整個牆段。Manser 提到：“我們正在研究包含窗戶開口的木框架牆的水平支撐能力。”研究的最後階段在 Empa 的建設大廳進行，團隊將全尺寸的兩層木牆置於控制的水平負荷下，直到結構失效。最終，當施加超過 100 千牛頓的力時，結構在負荷下發出呻吟，直到其中一根梁最終在故意崩潰中斷裂，這為研究提供了重要數據。
儘管失效的過程相當戲劇化，牆體的表現驗證了研究者的假設，並挑戰了長久以來的工程假設。這項研究證明，即使有開口，這些牆體也能提供可測量的支撐能力。Manser 現在正利用這些發現來開發一個計算模型，以捕捉有窗戶的木牆的水平剛度。這在過去的結構計算中通常被排除在外。她相信，通過整合這些數據點，工程師將能夠更準確地預測牆段在側向負荷下的行為，而不必依賴保守的近似值。
Manser 說：“在某些建築中，甚至可以省去混凝土核心，這在許多木建築中是目前為了達到所需的剛度值而必需的。”這一發現代表了在木結構設計、計算和優化方面的重要進展，尤其是在中層或多層建築中，材料的節省與結構的效率密切相關。該團隊現在正與行業夥伴密切合作，幫助簡化新的計算模型。Manser 在新聞稿中總結道：“目前我們有一個複雜的研究模型，包含多個參數。目標是推導出一個簡化的實用模型，這個模型計算負擔較小，但仍能提供足夠準確的數值。”
