關于生態(tài)建筑材料竹子的探究

胡朝剛

【摘要】：在城市化進程不斷加快的過程中，建筑建設的可持續(xù)發(fā)展觀理念也日益深化，綠色生態(tài)建筑的概念開始普及應用，而竹子作為建筑工程中重要的生態(tài)材料，其實際應用更是備受關注。本文就生態(tài)建筑中竹材料的應用加以探究，以供參考。

【關鍵詞】：生態(tài)建筑；材料；竹子

1、引言

竹材光滑堅硬，紋理通直，竹制工藝逐漸成為備受青睞的制造方法之一。竹子本身生長很快，因而成材早，一次栽植成功即可永續(xù)利用，加上竹子枝葉茂盛、根系發(fā)達，其竹鞭縱橫交結，具備了調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土、固土防沖、防風減災等功能，對于維持生態(tài)平衡，維護人類生存環(huán)境而言起到重要作用。

2、生態(tài)建筑材料與竹材概述

2.1生態(tài)建材

所謂的生態(tài)建材，又被稱為“綠色建材”、“環(huán)保建材”等，應用于傳統(tǒng)土木工程中的建筑材料通常有：鋼材、木材、砌筑材料、氣硬性無機膠凝材料等，這些材料的缺點在于，在其生產(chǎn)、使用以及回收的過程中，不僅需要消耗大量的資源與能量，同時還會給環(huán)境造成污染問題。而相較于這些傳統(tǒng)的建材，生態(tài)建材不僅具備了健康、環(huán)保、安全等基本特征，同時其良好的使用性能確保了其對環(huán)境的污染程度降到最小，對能源及資源的損耗減小到最少。

2.2生態(tài)建筑竹子材料的優(yōu)勢

（1）經(jīng)濟性：竹子建筑的成本低廉，但是又不會降低建筑的質(zhì)量，而是經(jīng)久耐用，占用空間很少；（2）靈活性：竹子建筑如果出現(xiàn)損壞，可以通過更換達到經(jīng)常性的維護；（3）低技術：竹建筑的建設不需要高級的工藝，而且容易與先進的技術進行結合使用；（4）安全性：因為竹材本身質(zhì)量輕、彈性好，因而具有良好的抗震功能；（5）舒適性：在熱帶農(nóng)區(qū)，由于夏季氣溫很高，至今仍然喜歡采用竹子來建造竹樓以避暑，享受竹樓的涼爽；（6）耐用性：通過適當?shù)目垢g處理，竹材的使用壽命可達到30年之久，大大增加了其耐用性；（7）可持續(xù)性：竹子本身所具備的特點，即符合可持續(xù)性發(fā)展要求，只需合理運用當?shù)氐闹饕牧?，就足以建造簡單又?jīng)濟的竹房屋。

3、生態(tài)建筑中竹子材料的運用

3.1我國傳統(tǒng)建筑中竹子的運用

約2000多年前，竹子就已經(jīng)成為人們建造民間房屋的重要建材，迄今為止，我國的南方各省或地區(qū)，仍然有很多采用竹子來建造半永久性、臨時性房屋或棚舍等。而竹材在江南民居建筑的建設中，通常被用于做夯土墻的骨料使用，能夠有效提高夯土墻的堅固耐用性能，他們還會將竹子剖成長條，用來編制竹笆，作為圍墻、外墻等，另外，竹子還可以用于編織成窗間墻的防護網(wǎng)、護墻板，或者通過框釘竹條，以作為護窗板等。

在我國云南的傣家，竹樓是一種重要的熱帶雨林竹樓形式，傣族民居在建造房屋時，采用木柱來承重，而四周圍則使用竹墻，為了達到通風和防潮的目的，將房屋整個架空。竹構架歇山頂，通常會在屋面上覆以小平瓦或排草。由于濕熱帶的太陽眩光通常較強，因此墻體不能開窗，但為了保證通風，采用竹編的墻，既能夠?qū)崿F(xiàn)柔和透光，又可以達到通風的效果。例如景頗族的竹樓等，采用的是長脊短檐、架空低矮的干欄式建設方法，竹樓的架空高度通常偏低，與地面之間的距離約為50cm，高度也不超過1m，竹屋的兩側竹編墻體上部也略微向外傾，并覆蓋脊長但檐短的倒梯形雙坡屋頂，就結構上而言，景頗民居采用的為縱向承重構架。三列縱向設置的竹子，可根據(jù)家庭大小適當延長與擴展，另外，承重柱子與架空層、居住層、圍護的墻體三者之間是相互獨立、自成一體的（見圖1）。

3.2現(xiàn)代建筑中竹子的應用

3.2.1現(xiàn)代竹子建筑類型

現(xiàn)代的竹子建筑，依據(jù)其不同需求可分為以下3類：（1）廉價型實用房屋，能夠解決貧困地區(qū)的住房問題，因為造價低廉，且對于技術方面的要求較低，但同時對于竹材的需求量較大。（2）臨時性建筑，例如用于臨時展覽或休憩使用的竹屋等的建設，要求建造快捷、拆裝方便且造型精美。（3）奢侈的別墅、茶室等。這類建筑的建設，所追求的主要是竹子本身所體現(xiàn)出的頎長挺拔、樸素內(nèi)斂之美，其建筑構件往往精致考究，這類高品質(zhì)竹子建筑的發(fā)展空間也逐漸擴大。

3.2.2竹構件連接

竹子自身所具有的優(yōu)點很多，例如之前提到的便宜、生長迅速等，加上其優(yōu)越的物理性能等，使之成為了非常良好的建筑材料。在使用竹材進行建筑工程建設的過程中，其建設的要點與難點在于竹結構的連接，由于竹子本身為圓筒形，圓形交接在節(jié)點處的施工比較困難；另外由于竹纖維本身是縱向生長的，導致竹子很容易發(fā)生縱向的破裂；竹子表面非常光滑而堅硬，因此在進行捆綁時很難固定。當前常用的一些連接竹結構的方法，主要有以下兩種：

（1）捆綁連接法

最為常見的連接方法仍然是捆綁連接法，可采用自然植物來作為捆綁材料，例如椰子纖維、棕櫚葉、樹的內(nèi)皮與竹藤等。在進行捆綁之前，需要先將藤條置于水中浸泡，這樣等到藤條干燥之后，就會發(fā)生收縮和變緊，從而達到良好的捆綁牢固效果。需要注意的是，由于橫梁的末端與綁帶，能夠起到傳遞受力的作用，因此必須捆綁結實夠緊，才能夠避免橫梁在孔洞中出現(xiàn)裂開問題。

（2）榫卯（螺栓）連接法

榫卯（螺栓）連接法具有次級連接元素，通常用于與繩索之間的上下連接。該連接方法中，螺栓構件主要負責傳遞拉力和壓力，而在木構件中，該連接通常使用榫卯來完成。金屬螺釘是良好的穿孔材料（見圖2），若竹材不夠新鮮，竹子就容易被楔形螺釘劈裂，所以必須選用砍伐不久的竹材。另外，穿孔不能過于靠近竹子端部，以避免竹子裂開。

3.2.2竹生態(tài)建筑材料的應用實例分析

中德兩國政府曾在南京大行宮廣場，舉辦德中同行大型文化科技展覽活動，其中所使用的展覽空間，就是這種使用生態(tài)竹子為建材建設的展館。

（1）德國竹材展館

德國的生態(tài)竹子展館，其設計理念在于將古老亞洲建筑傳統(tǒng)，與德國先進的建造質(zhì)量、現(xiàn)代科技等，通過生態(tài)環(huán)保建材的運用進行有機的結合。該展館采用竹子建筑材料，所使用的構件是預制的，可以拆裝，易儲藏運輸，便于在不同的城市再次拼裝起來，并可需求組合成不同形式。所有使用的材料，體現(xiàn)生態(tài)環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的理念。

該竹子展館的外墻分為兩部分，其外層為金屬織物，內(nèi)層為半透明防水織物。外層金屬織物由外墻的特殊結構進行固定，形成波浪狀，處于陽光與夜晚燈光之下，會顯現(xiàn)不同的色調(diào)。而內(nèi)層的半透明織物，則能夠在夜晚透出展館內(nèi)部的燈光，從而使竹子展館在夜間，成為一個發(fā)光體。該竹子展館的制作，采用的是天然竹竿，經(jīng)過適當?shù)姆老x腐蝕處理，使用金屬連接件進行連接，連接方式是將金屬連接件通過一對半圓形的卡具，拉緊并固定于竹桿上。

德國建筑師在設計過程中，注重發(fā)揮竹子作為建筑材料所具備的特殊性能，尤其是在細部構造的設計中，表現(xiàn)出材料自身的特點、受力特征等，充分考慮加工工藝要求，必要時對竹子輔以現(xiàn)代化手段，如灌注水泥以加強局部受壓強度，設置金屬拉桿以增強抗拉和穩(wěn)定性能，大大增強了竹子建筑的使用性和表現(xiàn)力。

（2）南京生態(tài)竹子展館

該展館采用的同樣是生態(tài)建筑材料，運用現(xiàn)代化的設計概念與結構形式，結合現(xiàn)代化的制造加工工藝，建造出了能夠滿足現(xiàn)代展覽功能以及現(xiàn)代人審美要求的竹子建筑。該生態(tài)竹子展館的很大魅力，主要來自于其獨特的建筑形式以及精美的細部設計。展館的外墻內(nèi)側，使用了防水織物，而外側則采用的是加工定制的銅網(wǎng)，在白天的陽光下，建筑質(zhì)感豐富，光影生動；到了夜晚則玲瓏剔透，圓潤豐滿。

通過生態(tài)竹子展館的設計與建造，充分體現(xiàn)了其生長周期短，產(chǎn)量高，以及所具有的特殊的材料力學特征、美學特點等，符合生態(tài)環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展原則。在實際建造過程中，結合現(xiàn)代化的加工工藝，即可建設處具有高質(zhì)量的竹板材、竹制復合建筑材料等，配以現(xiàn)代化結構形式與金屬連接輔助構件，竹材建筑即可滿足現(xiàn)代化所需的多種大中型空間結構。由此可見，竹子這種傳統(tǒng)生態(tài)的建筑材料將在中國得到日益廣泛的應用。

4、結語

綜上所述，竹子在我國作為生態(tài)建筑材料被開發(fā)，是切實可行的，我國的竹類資源十分豐富，幾乎可以應用于各個領域。只要能夠更好地挖掘出竹子的生態(tài)與建材價值，多關注竹材方面的研究和實踐，結合當?shù)貙嶋H情況，設計出優(yōu)秀的竹子建筑，充分發(fā)揚這種低造價、無污染生態(tài)建筑的無限優(yōu)越性。

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