兩種慈竹裝飾天花板的設(shè)計(jì)與制造

劉文金，姚文亮，陳新義，郝睿敏

(中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長沙 410004）

兩種慈竹裝飾天花板的設(shè)計(jì)與制造

劉文金，姚文亮，陳新義，郝睿敏

(中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長沙 410004）

依據(jù)慈竹的尺度特征，分析了慈竹利用過程中可能的原竹、竹片、竹篾、竹絲等解剖單元，并分析各單元的基本形態(tài)特征。依據(jù)造型學(xué)中的形態(tài)構(gòu)成原理，分析慈竹解剖單元間可能的組合形式及其組合形態(tài)特征。提出了原竹利用適合塑造具有體構(gòu)成特點(diǎn)的制品，竹片、竹篾和竹絲組合利用適合塑造具有面構(gòu)成特點(diǎn)的制品的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)。在分析室內(nèi)裝飾應(yīng)用要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了具有標(biāo)準(zhǔn)化特征的和具有特殊透光效果的兩種吊頂裝飾板，并介紹了它們的制造方法。

慈竹；竹質(zhì)裝飾天花板；設(shè)計(jì)分析；制造技術(shù)

楠竹和慈竹是我國資源量較大的主要竹材類型之一。楠竹的工業(yè)化利用已取得顯著成就，但慈竹的綜合利用研究還處于起步階段[1]。慈竹（如檬竹、甜竹、石竹、黃若竹、箭竹等）主要產(chǎn)于中國長江流域以南一帶地區(qū)。相對(duì)于楠竹而言，竹干較為彎曲，整竹竹壁較薄，竹纖維較長，其物理力學(xué)性能變異較大。前期研究表明：慈竹竹材基本材性優(yōu)良，且原竹及其解剖材具有與眾不同的形態(tài)特征，適合于室內(nèi)外裝飾用材的設(shè)計(jì)與制造[2]。

1 慈竹原竹與解剖材基本形態(tài)及組合形態(tài)分析

慈竹原竹可以整竹利用，也可以解剖為竹片、竹篾、竹絲等基本形態(tài)[3]。這些單體形態(tài)各異，分別具有不同的形態(tài)特征。

1.1 整竹形態(tài)特征分析

慈竹Sinocalamus aff i nis為叢生竹，竹稈在地面呈現(xiàn)密集叢狀，排列緊湊而細(xì)密，如圖1-1所示。單株慈竹的外形形態(tài)參數(shù)主要反映在徑級(jí)、尖削度、節(jié)間距以及節(jié)間凸起等幾個(gè)方面。幾種常見慈竹種類的單株高度為5～10 m，一般可利用高度為3～7 m，尖削度約為10%；徑級(jí)為4～8 cm；節(jié)間距因品種不同而不同，一般為20～40 cm，最長可達(dá)60 cm；節(jié)間凸起明顯，凸起直徑一般為2～3 mm。

原竹可進(jìn)行組合，組合的基本方式分為平排和堆積排列。所謂平排，是指將整竹按一定的規(guī)律平行排列成一排。所謂堆積，是指將整竹以成捆的方式集合為一體。平排可以是少數(shù)幾根的平排，也可以是大面積延展平排，它們分別呈現(xiàn)線、面的特征；堆積可以是少數(shù)幾根的堆積和大體積堆積，它們分別呈現(xiàn)線和體的特征，如圖1-2所示。

1.2 竹片形態(tài)特征分析

將原竹竹筒縱向劈裂可以形成若干片狀竹材，這個(gè)斷面呈部分圓環(huán)狀、厚度等于原竹壁厚，或截面在圓環(huán)內(nèi)取最大截面的長條形竹片材稱為竹片。慈竹竹片單體在局部觀察時(shí)呈現(xiàn)面的特征，而進(jìn)行組合排列時(shí)呈現(xiàn)線的特征。竹片的利用狀態(tài)可以是平排、編制或者積聚，組合后單體竹片均呈現(xiàn)線的特征，如圖1-3所示。

1.3 竹篾形態(tài)特征分析

將竹片進(jìn)行徑向或弦向剖分，解剖為較薄的片體單元，且厚度一般為0.5～2.0 mm，這種形態(tài)的條狀薄片就稱為竹篾。竹篾單體形態(tài)一般反映為線的特征。單獨(dú)使用時(shí)同樣表現(xiàn)為線，但一般通過編制集合成面，如圖1-4所示。

圖1 慈竹原竹與解剖材的基本形態(tài)及利用Fig.1 Basic forms and uses of S. aff i nis original bamboo and anatomical material

1.4 竹絲形態(tài)特征分析

市場上竹絲的概念較含混，一般是指截面小于4 mm2且截面為方形或圓形的長條形竹篾。無論是竹絲單體還是產(chǎn)品中的竹絲，都表現(xiàn)為線的特征。竹絲以拼合、編制或擰聚的形式積聚，分別呈現(xiàn)面或線的特征，如圖1-5所示。

2 竹材材料形態(tài)與裝飾應(yīng)用形態(tài)的對(duì)應(yīng)分析

2.1 整竹聚合與結(jié)構(gòu)材、裝飾材

在裝飾運(yùn)用中，整竹全株單體分散存在時(shí)，常常表現(xiàn)為裝飾性雕塑。如圖2-1所示。而整竹在聚合狀態(tài)下，由于具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，一般像原木一樣作為結(jié)構(gòu)材。如果是呈平面狀態(tài)積聚，就像我們通常所說的“籬笆”。如果以體的形式積聚，將成為我們通常所說的“柱”。如圖2-2所示。

整竹可以被橫截為“竹段”。竹段較長時(shí)，積聚后呈現(xiàn)“墩體”狀態(tài)，而當(dāng)竹段較短時(shí)，其形態(tài)則表現(xiàn)為平面上多個(gè)圓形的積聚，類似于圓環(huán)積聚的平面圖案構(gòu)成。如圖2-3所示。

無論“竹柱”或“竹墩”中的原竹，都是典型的結(jié)構(gòu)材?！爸窕h笆”中的原竹，則既可認(rèn)為是結(jié)構(gòu)材，也可也可認(rèn)為是裝飾材。短竹段的平面排列，形態(tài)效果非常特殊，此種狀態(tài)下的竹材是典型的裝飾材。

圖2 慈竹整竹作為結(jié)構(gòu)材或裝飾材Fig.2 Whole S. aff i nis banboo used as construction and decorate material

2.2 竹片材集成、竹篾編制、竹絲集成與飾面用材

竹片在厚度方向上積聚，成為典型的結(jié)構(gòu)材。竹集成材就是典型的例子。但竹片材在寬度方向上拼合積聚時(shí)成為面材，一般作為裝飾材使用。竹篾和竹絲可以“簇”狀積聚為線材，類似于“繩”，但此種狀態(tài)極為少見。一般常見的是竹篾和竹絲進(jìn)行平面積聚，其結(jié)果是成為面材，在工程中可用于飾面材料。竹篾、竹絲單純地平面積聚，其形態(tài)效果將非常單調(diào)，而運(yùn)用編制的手法，則會(huì)形成特殊的肌理效果。如果增加色彩元素，其表面效果更加豐富多彩。如圖3所示。

圖3 慈竹竹片、竹篾、竹絲積聚為裝飾面材Fig.3 S. aff i nis bamboo-chip, bamboo-split and bamboo fi lament used as surface decorate material

3 兩種慈竹吊頂裝飾材的設(shè)計(jì)與制造案例

3.1 具有標(biāo)準(zhǔn)化特征的編制竹篾裝飾板設(shè)計(jì)與制造

① 選材及劈蔑

選用產(chǎn)自湖南省益陽地區(qū)的慈竹。桿高500～800 cm，平均徑級(jí)為5.80 cm，平均壁厚為4.20 mm，平均節(jié)間長為42.0 cm。

先將原竹分段為1.3 m，從大頭按1.2 cm寬度徑向解剖原竹，在規(guī)刀上加工至等寬竹片，寬度為1.0 cm，剔除1.0 mm竹青，按厚度0.6 mm規(guī)格劈竹篾。留作炭化、染色用。

劈蔑過程發(fā)現(xiàn)：生材和浸泡在水池中的竹材劈蔑較易，竹篾表面較光滑；而露天或室內(nèi)陳放超過10 d的竹材，劈蔑過程中厚度易發(fā)生變化，且竹篾表面竹毛較多，表面不光滑。如先將整竹炭化再劈竹篾，因竹材脆性增加，竹篾極易斷裂。

② 染色與編制

按照色彩設(shè)計(jì)方案采用水性染色劑對(duì)竹篾進(jìn)行不同顏色的染色處理[4]。按照不同的編制設(shè)計(jì)方案機(jī)械或手工編制成規(guī)格為1 300 mm×1 300 mm的竹簾待用。

③ 復(fù)合與裁板

將竹簾與3 mm厚膠合板或5 mm厚纖維板進(jìn)行復(fù)合，使板面平整，采用水性膠黏劑使竹簾與基材間具有一定的膠合強(qiáng)度[5]。

采用裁板鋸按600 mm×600 mm或580 mm×580 mm規(guī)格裁成需要的規(guī)格板材。前者規(guī)格以直接擱放的方式用于輕鋼龍骨吊頂，后者規(guī)格需進(jìn)一步與框架材組合，形成尺寸精度更高、安裝要求更高的吊頂材料，且外觀構(gòu)成效果更加豐富。

不論是直接擱放還是組合使用，上述規(guī)格的板材均適應(yīng)建筑裝飾材的標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)格，具有明顯的標(biāo)準(zhǔn)化特征。組合式吊頂板材的編制設(shè)計(jì)方案、材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及成品如圖4所示。

該產(chǎn)品具有標(biāo)準(zhǔn)化特征，可用于室內(nèi)吊頂裝修。竹材肌理、編制紋理及其圖案設(shè)計(jì)，共同呈現(xiàn)出風(fēng)格樸素、色彩艷麗、具有濃郁的民族特色的裝飾效果。

3.2 透光裝飾板設(shè)計(jì)與制造

① 選材與竹段制備

圖4 慈竹竹篾吊頂裝飾板的編制方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品Fig.4 Weave project, structure design and product of S. aff i nis split used as decorating ceiling

選用中國貴州省產(chǎn)綠竿花慈竹。桿高5～10 m，徑級(jí)為4～8 cm，壁厚為30～60 mm，節(jié)間長為23～50 cm。

按設(shè)計(jì)要求將原竹橫截為長3 cm的竹段，并人工剔除含竹節(jié)的竹段待用。

將生材直接截?cái)?，竹段不易開裂破碎，但即使是采用以鋸代刨鋸片，竹段兩端鋸切表面竹毛仍較多，不光滑。如果采用普通鋸片截?cái)啵孛姹砻鏍顩r更差。將整竹進(jìn)行炭化處理后再截?cái)郲6]，鋸切表面光滑程度明顯好轉(zhuǎn)，但竹段較易破碎。鋸切的進(jìn)給速度直接影響鋸切表面質(zhì)量和破碎度，適宜的進(jìn)給速度為0.5～0.8 m/s。采用普通鋸片截?cái)鄷r(shí)，竹段表面仍有少量竹毛，但使用以鋸代刨鋸片截?cái)?，鋸切表面質(zhì)量基本滿足工藝要求。

② 竹段鋪裝

在往復(fù)式振動(dòng)平臺(tái)上推進(jìn)竹段，平臺(tái)面板兩側(cè)設(shè)置從大到小的喇叭口擋板，在平臺(tái)終端處，竹段已較均勻地被平鋪在臺(tái)面上。推進(jìn)速度決定了鋪裝密度。當(dāng)竹段的最大間距小于2 cm時(shí)符合設(shè)計(jì)要求，此時(shí)絕大多數(shù)竹段間已呈接觸狀態(tài)。

③ 復(fù)合

用矩形規(guī)（575 mm×575 mm）套取竹段，平移到鄰近的操作平臺(tái)上。

在厚度為4 mm的PMMA板上均勻噴涂UV無影膠或亞克力塑料膠，對(duì)齊竹段平放在竹段上。經(jīng)紫外線照射，竹段與基板膠合成為整體。

產(chǎn)品及其透光性能效果如圖5所示。

圖5 高透光性的裝飾天花板Fig. 5 Decorating ceiling with high light transmittance

該產(chǎn)品用于室內(nèi)吊頂裝飾，作為頂棚中燈箱、燈槽的表面材料，風(fēng)格清新自然，透光柔和，光影效果特殊。

[1 趙世榮,謝朝柱.中國現(xiàn)代竹業(yè)概論[M].長沙:湖南人民出版社,2010.

[2] 孫德彬,郝景新,等.微波輔助染色對(duì)竹片染色效果的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2012,31(1):75-78.

[3] 唐立華.竹木家具中竹構(gòu)件的形式[J].林產(chǎn)工業(yè),2003,(4):23-25.

[4] 孫德林,劉文金,姚文亮.竹蔑染色工藝的優(yōu)化研究[J].包裝工程,2012,33(5):9-12.

[5] 趙 星,劉文金.竹集成材家具開發(fā)探析[J].家具與室內(nèi)裝飾,2012,(5):86-87.

[6] 郝景新,劉文金,吳新鳳.基于制備矩形竹片的竹筒剖分優(yōu)化研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2012,31(11):15-18.

Design and manufacturing technology of two kinds of bamboo decorative ceiling of Sinocalamus aff i nis

LIU Wen-jin, YAO Wen-liang, CHEN Xin-yi, HAO Rui-min

(Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

Based on the scale feature of Sinocalamus aff i nis, all of the possible dissection units such as bamboo-culm, bamboo-chip,bamboo-split and bamboo fi lament and their morphological characteristics had been researched. According to the pattern construction theory of plasticism, the combining methods and their feature of single and assembly unit of the bamboo wood had been discussed. The strategic design ideas were put forward. The products having three dimensional structure feature are shaped by using bamboo-culm, and the other bamboo units more fi t to used to shape products having plane composition feature. On the basis of requirements for application of interior design, two bamboo ceiling products that have standardized characteristics and with special transmiting light effect were designed, and their manufacturing technology had been introduced.

Sinocalamus aff i nis; bamboo decorative ceiling; design analysis; manufacturing technology

S718.63；S795.5

A

1673-923X(2013)05-0139-04

2012-12-19

2010年度公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“叢生竹高附加值建筑制品制造關(guān)鍵技術(shù)研究”（201004005）

劉文金（1963-），男，湖南澧縣人，教授，主要從事家具設(shè)計(jì)與制造方面的研究

[本文編校：吳 毅]