竹材在绿色建筑设计中的应用

2023-12-30郭格理

江苏建材 2023年6期

郭格理

（西安建筑科技大学建筑学院，陕西西安 710055）

0 引言

竹材在建筑行业的应用历史悠久、积淀丰厚。有研究表明，竹的抗拉强度是钢材的2 倍，抗压强度是混凝土的2 倍[1]，具有良好的力学特性。此外，由于取之于自然，材料可再生，竹材亦是一种理想的绿色建材。纵观全球绿色建筑行业对于竹材的应用，以中低纬度地区技术最为纯熟，而随着经济社会的发展，我国对于竹材绿色建筑的研究与应用也在稳步推进。文中通过分析中低纬度各国在进行绿色建筑设计时对于竹材的应用，汲取其中的经验教训，服务于新时期绿色建筑发展。

1 低纬度地区竹材绿色建筑

低纬度地区的竹材建筑以拉丁美洲的哥伦比亚等国和东南亚越南等国为代表，进行了大量与当地自然、社会条件相适应的建筑实践。

哥伦比亚建筑师西蒙·维列是低技术生态建筑的代表人物之一,尤其擅长用竹子。西蒙·维列发明了螺栓水泥连接法，对竹材这一绿色建材的推广起到极大的促进作用，他的设计基于当地自然气候条件和经济发展水平，当地气候炎热，因此可以较少考虑建筑围护结构保温性能，可以通过创造开敞的建筑空间进行自然通风，从而达到节能环保的目的。

越南建筑师武重义尤为擅长用竹材进行建筑设计。其作品绝大多数是由竹子搭建而成。以上海世博园越南馆为例，虽然项目地点位于中国上海，但为了传播越南的建筑文化，再加上该建筑为临时建筑，建筑形式仍然体现了对越南湿热环境的适应性。武重义充分发挥竹的韧性创造了类似于“伞状”“拱状” 的建筑形态，使得建筑的底层通风格外顺畅，自然通风过程节约了机械通风的能源损耗；此外，拱形的结构用于创造具有波浪感的外表皮形态，这一做法也减少了建筑的得热[2]，对于绿色建筑能源优化有很强的借鉴意义。

由此可见，低纬度湿热地区运用竹材进行绿色建筑设计不仅具有得天独厚的原材料优势，还能通过将竹绑扎成竹形成底层架空为建筑自然通风创造有利条件，这毫无疑问是热带城市生态可持续发展的长久之策。

2 中纬度地区竹材绿色建筑

由于竹的生长有较强的气候适应性，其在中纬度地区尤其是温带地区同样具有广泛的分布。其中德国、日本作为发达国家具有丰厚的竹材建筑建设经验。

德国的Anna Heringer 建筑事务所擅长运用竹材进行建筑创作。该事务所受邀参加2016年在浙江龙泉举办的首届“国际竹建筑双年展”，该事务所的建筑设计采用了将竹材应用于建筑外围，将夯土应用于建筑主结构[3]，完成了中纬度气候适应性更强的绿色建筑设计。不仅如此，还通过结合其他绿色建筑相关材料、技术将竹材绿色建筑的外延拓展到非临时性建筑。

日本建筑师隈研吾也经常在其建筑创作中使用竹材。日本是一个多地震的国家，竹材以其极佳的强度和韧性成为绿色建筑的理想材料，隈研吾的建筑设计秉承其“弱建筑”理念，“绝不是只是外型好看、照片看起来很漂亮的建筑而已，而是建筑本身和人身心的关系，处在这个空间里，会让人觉得很舒服”[4]。即放低建筑的姿态，主动融入周围环境，并将人体舒适度作为设计的出发点。其中最广为人知的为北京长城脚下公社的竹屋。他将竹材作为装饰材料用在竹屋玻璃外侧，在形成禅意空间的同时起到遮阳作用。此外，竹的就地取材不仅无污染，还节约了生产成本和运输成本，成为建筑与环境和谐共生的必要手段。这与东方传统哲学中尊重自然、敬畏自然的观念一脉相承。

由此可见，中纬度地区由于气候相对寒冷，单用竹材兼做承重结构和维护结构的建筑做法并不现实，而是通过将竹材与其他可再生建材结合，发挥各自的材料特性。在这个过程中，竹材即便有时仅仅作为装饰材料，也能起到遮阳等节能功效。

3 中国竹材绿色建筑

在我国，许多当代建筑师也以竹材为建筑材料进行了大量建筑实践。王澍在2010年上海世博会滕头馆中将竹材应用于建筑立面、扶手，以竹这种建筑的可持续属性呼应上海世博会“城市，让生活更美好”的主题；研筑舍建筑事务所的建筑师杨保新设计了“竹园”“竹屋”“竹廊”等一系列绿色建筑，其总结出的将竹材应用于既有建筑改造的设计思路不仅符合绿色建筑的生态可持续原则，还有轻质、低价、可操作性强等优点。

郝琳设计的安吉竹创中心为全国首个与竹产学研的创新机制相关的低碳生态环保的技能培训和社区中心，以竹建造为核心进行生态设计与营建。项目所在的安吉县商品竹年产量达到1 200 万支被称为“中国竹乡”，这为建筑就地取材创造了条件。建筑的总体布局将室外的竹林、沼气池、生态农场等与室内的草药园、生态厕所等相结合，试图构建建筑的自循环系统，在该过程中，竹林不仅作为景观要素，还以光合作用的形式参与了建筑生态系统的物质循环；在构造层面，竹的运用更因其可持续性成为方案亮点如图1 所示，房间吊顶采用2×4 层压复合竹结构，建筑地面和家具也由竹材制作，充分发挥其轻质、环保的材料特性。