关于生态建筑材料竹子的探究

胡朝刚

【摘要】：在城市化进程不断加快的过程中，建筑建设的可持续发展观理念也日益深化，绿色生态建筑的概念开始普及应用，而竹子作为建筑工程中重要的生态材料，其实际应用更是备受关注。本文就生态建筑中竹材料的应用加以探究，以供参考。

【关键词】：生态建筑；材料；竹子

1、引言

竹材光滑坚硬，纹理通直，竹制工艺逐渐成为备受青睐的制造方法之一。竹子本身生长很快，因而成材早，一次栽植成功即可永续利用，加上竹子枝叶茂盛、根系发达，其竹鞭纵横交结，具备了调节气候、涵养水源、保持水土、固土防冲、防风减灾等功能，对于维持生态平衡，维护人类生存环境而言起到重要作用。

2、生态建筑材料与竹材概述

2.1生态建材

所谓的生态建材，又被称为“绿色建材”、“环保建材”等，应用于传统土木工程中的建筑材料通常有：钢材、木材、砌筑材料、气硬性无机胶凝材料等，这些材料的缺点在于，在其生产、使用以及回收的过程中，不仅需要消耗大量的资源与能量，同时还会给环境造成污染问题。而相较于这些传统的建材，生态建材不仅具备了健康、环保、安全等基本特征，同时其良好的使用性能确保了其对环境的污染程度降到最小，对能源及资源的损耗减小到最少。

2.2生态建筑竹子材料的优势

（1）经济性：竹子建筑的成本低廉，但是又不会降低建筑的质量，而是经久耐用，占用空间很少；（2）灵活性：竹子建筑如果出现损坏，可以通过更换达到经常性的维护；（3）低技术：竹建筑的建设不需要高级的工艺，而且容易与先进的技术进行结合使用；（4）安全性：因为竹材本身质量轻、弹性好，因而具有良好的抗震功能；（5）舒适性：在热带农区，由于夏季气温很高，至今仍然喜欢采用竹子来建造竹楼以避暑，享受竹楼的凉爽；（6）耐用性：通过适当的抗腐蚀处理，竹材的使用寿命可达到30年之久，大大增加了其耐用性；（7）可持续性：竹子本身所具备的特点，即符合可持续性发展要求，只需合理运用当地的主要原材料，就足以建造简单又经济的竹房屋。

3、生态建筑中竹子材料的运用

3.1我国传统建筑中竹子的运用

约2000多年前，竹子就已经成为人们建造民间房屋的重要建材，迄今为止，我国的南方各省或地区，仍然有很多采用竹子来建造半永久性、临时性房屋或棚舍等。而竹材在江南民居建筑的建设中，通常被用于做夯土墙的骨料使用，能够有效提高夯土墙的坚固耐用性能，他们还会将竹子剖成长条，用来编制竹笆，作为围墙、外墙等，另外，竹子还可以用于编织成窗间墙的防护网、护墙板，或者通过框钉竹条，以作为护窗板等。

在我国云南的傣家，竹楼是一种重要的热带雨林竹楼形式，傣族民居在建造房屋时，采用木柱来承重，而四周围则使用竹墙，为了达到通风和防潮的目的，将房屋整个架空。竹构架歇山顶，通常会在屋面上覆以小平瓦或排草。由于湿热带的太阳眩光通常较强，因此墙体不能开窗，但为了保证通风，采用竹编的墙，既能够实现柔和透光，又可以达到通风的效果。例如景颇族的竹楼等，采用的是长脊短檐、架空低矮的干栏式建设方法，竹楼的架空高度通常偏低，与地面之间的距离约为50cm，高度也不超过1m，竹屋的两侧竹编墙体上部也略微向外倾，并覆盖脊长但檐短的倒梯形双坡屋顶，就结构上而言，景颇民居采用的为纵向承重构架。三列纵向设置的竹子，可根据家庭大小适当延长与扩展，另外，承重柱子与架空层、居住层、围护的墙体三者之间是相互独立、自成一体的（见图1）。

3.2现代建筑中竹子的应用

3.2.1现代竹子建筑类型

现代的竹子建筑，依据其不同需求可分为以下3类：（1）廉价型实用房屋，能够解决贫困地区的住房问题，因为造价低廉，且对于技术方面的要求较低，但同时对于竹材的需求量较大。（2）临时性建筑，例如用于临时展览或休憩使用的竹屋等的建设，要求建造快捷、拆装方便且造型精美。（3）奢侈的别墅、茶室等。这类建筑的建设，所追求的主要是竹子本身所体现出的颀长挺拔、朴素内敛之美，其建筑构件往往精致考究，这类高品质竹子建筑的发展空间也逐渐扩大。

3.2.2竹构件连接

竹子自身所具有的优点很多，例如之前提到的便宜、生长迅速等，加上其优越的物理性能等，使之成为了非常良好的建筑材料。在使用竹材进行建筑工程建设的过程中，其建设的要点与难点在于竹结构的连接，由于竹子本身为圆筒形，圆形交接在节点处的施工比较困难；另外由于竹纤维本身是纵向生长的，导致竹子很容易发生纵向的破裂；竹子表面非常光滑而坚硬，因此在进行捆绑时很难固定。当前常用的一些连接竹结构的方法，主要有以下两种：

（1）捆绑连接法

最为常见的连接方法仍然是捆绑连接法，可采用自然植物来作为捆绑材料，例如椰子纤维、棕榈叶、树的内皮与竹藤等。在进行捆绑之前，需要先将藤条置于水中浸泡，这样等到藤条干燥之后，就会发生收缩和变紧，从而达到良好的捆绑牢固效果。需要注意的是，由于横梁的末端与绑带，能够起到传递受力的作用，因此必须捆绑结实够紧，才能够避免横梁在孔洞中出现裂开问题。

（2）榫卯（螺栓）连接法

榫卯（螺栓）连接法具有次级连接元素，通常用于与绳索之间的上下连接。该连接方法中，螺栓构件主要负责传递拉力和压力，而在木构件中，该连接通常使用榫卯来完成。金属螺钉是良好的穿孔材料（见图2），若竹材不够新鲜，竹子就容易被楔形螺钉劈裂，所以必须选用砍伐不久的竹材。另外，穿孔不能过于靠近竹子端部，以避免竹子裂开。

3.2.2竹生态建筑材料的应用实例分析

中德两国政府曾在南京大行宫广场，举办德中同行大型文化科技展览活动，其中所使用的展览空间，就是这种使用生态竹子为建材建设的展馆。

（1）德国竹材展馆

德国的生态竹子展馆，其设计理念在于将古老亚洲建筑传统，与德国先进的建造质量、现代科技等，通过生态环保建材的运用进行有机的结合。该展馆采用竹子建筑材料，所使用的构件是预制的，可以拆装，易储藏运输，便于在不同的城市再次拼装起来，并可需求组合成不同形式。所有使用的材料，体现生态环保可持续发展的理念。

该竹子展馆的外墙分为两部分，其外层为金属织物，内层为半透明防水织物。外层金属织物由外墙的特殊结构进行固定，形成波浪状，处于阳光与夜晚灯光之下，会显现不同的色调。而内层的半透明织物，则能够在夜晚透出展馆内部的灯光，从而使竹子展馆在夜间，成为一个发光体。该竹子展馆的制作，采用的是天然竹竿，经过适当的防虫腐蚀处理，使用金属连接件进行连接，连接方式是将金属连接件通过一对半圆形的卡具，拉紧并固定于竹杆上。

德国建筑师在设计过程中，注重发挥竹子作为建筑材料所具备的特殊性能，尤其是在细部构造的设计中，表现出材料自身的特点、受力特征等，充分考虑加工工艺要求，必要时对竹子辅以现代化手段，如灌注水泥以加强局部受压强度，设置金属拉杆以增强抗拉和稳定性能，大大增强了竹子建筑的使用性和表现力。

（2）南京生态竹子展馆

该展馆采用的同样是生态建筑材料，运用现代化的设计概念与结构形式，结合现代化的制造加工工艺，建造出了能够满足现代展览功能以及现代人审美要求的竹子建筑。该生态竹子展馆的很大魅力，主要来自于其独特的建筑形式以及精美的细部设计。展馆的外墙内侧，使用了防水织物，而外侧则采用的是加工定制的铜网，在白天的阳光下，建筑质感丰富，光影生动；到了夜晚则玲珑剔透，圆润丰满。

通过生态竹子展馆的设计与建造，充分体现了其生长周期短，产量高，以及所具有的特殊的材料力学特征、美学特点等，符合生态环保的可持续发展原则。在实际建造过程中，结合现代化的加工工艺，即可建设处具有高质量的竹板材、竹制复合建筑材料等，配以现代化结构形式与金属连接辅助构件，竹材建筑即可满足现代化所需的多种大中型空间结构。由此可见，竹子这种传统生态的建筑材料将在中国得到日益广泛的应用。

4、结语

综上所述，竹子在我国作为生态建筑材料被开发，是切实可行的，我国的竹类资源十分丰富，几乎可以应用于各个领域。只要能够更好地挖掘出竹子的生态与建材价值，多关注竹材方面的研究和实践，结合当地实际情况，设计出优秀的竹子建筑，充分发扬这种低造价、无污染生态建筑的无限优越性。

【参考文献】：

[1]曹明远，谭睿光，栾文杰.竹材在当代都市空间中的应用[J].设计，2014（4）：61-62

[2]代娜.浅谈竹材在现代设计中的重要地位[J].设计，2014（11）：151-152

[3]刘建瑞.竹材建筑材料在建筑行业中的应用现状[J].东方教育，2015（5）：57-58