竹建筑技術綜述

肖登峰+柏文峰

摘 要：竹建筑技術的兩大流派是原竹建筑和竹集成材建筑。它們朝兩個不同的方向發展，并且取得了不同的成果，有不同的優點和缺點。

關鍵詞：竹建筑；技術；原竹

當今建筑活動的能源消耗占了總能源的一半，隨著能源的不斷枯竭，各種各樣的新能源不斷的涌現，建筑師們也在探索并嘗試運用一些新的綠色節能建筑材料。竹子由于其的綠色、低碳、環保而越來越受到建筑師們和材料學家的重視。

但是隨著現代建筑以及現代建筑技術的發展，各種耐久、堅固、防火性好的建筑材料運用到建筑當中。竹材由于其加工不易，長度有限，耐候耐火性不佳，傳統的建筑構造技術不能滿足建筑的性能而逐漸被放棄在主體結構中使用，制約了竹建筑的發展。

竹子分布的范圍特別廣，在亞洲，非洲，南美洲的熱帶和亞熱帶地區具有分布。中國也是竹子主產區，中國的竹林面積約占全球竹林面積的25%。

1 竹子的優勢

竹子的生長繁殖快，栽培簡單，成材的周期只要三到五年。

竹子是桿狀中空的材料，竹子的沿桿方向的受拉和受壓的能力強，韌性特別強，纖維長，竹子的質量比較輕，韌性，強度和彈性均優于木材。

竹子枝繁葉茂，具有保護水土，改善自然環境的優點。

2 竹子作為建筑構件的劣勢

竹子是桿狀中空的筒體結構，在使用上受到了限制，竹材是下大上小，加工起來比較麻煩，竹節處的剛度很難保證。

竹子豎向的強度高，抗拉強度高，但是竹子橫向順紋的強度低，抗剪能力弱，容易開裂。

竹子的防火性能不佳，容易發生火災。竹子含有很多的蛋白質、糖類和淀粉，竹材很容易遭到蟲蛀的破壞從而影響了竹子的使用。

現今國內外的竹建筑及技術研究主要集中在原竹建筑和膠合竹集成材建筑的研究。原竹建筑，竹竿作為主要的建筑構件，輔以其它一些建筑材料，通過一系列的構造和連接方式，竹子作建筑的主體結構的建筑。膠合竹集成材建筑是先把原竹加工成膠合竹板，基于輕型木結構住宅建造技術而建成的建筑。

3 原竹建筑技術

3.1 國際相關研究

3.1.1 哥倫比亞（南美洲）

南美洲的竹建筑技術水平很高。哥倫比亞的建筑師西蒙﹒富勒，以下簡稱西蒙，西蒙在原竹桿件節點連接方面設計了一種新的連接方法：螺栓水泥連接方法，這種方法是在竹材的端部掏空一到兩個竹節，然后填入混凝土，在混凝土未凝結的時候插入螺栓，這樣竹材可以通過埋入的構件與混凝土基礎連接，由混凝土基礎來承受整個建筑的重量。竹材之間的連接可以通過螺釘、墊圈、螺栓、鋼箍等構件進行連接。如果是在竹材的中部進行連接，就在竹子中部的竹節打孔，灌入水泥，然后再用其他構件連接。

西蒙的建筑作品已經遍布全世界，由于其作品的構造精美，受力合理，建筑表現力強。西蒙最著名的建筑作品是ZERI展館，這是西蒙應“零排放研究組織（ZERI）”的宗旨及要求為2000年德國漢諾威世界博覽會設計的建筑作品。西蒙在中國的首次實踐是廣東南昆山森林保護區的竹橋，西蒙在這個建筑受到了中國古建筑的啟示，橋的造型優美，與當地的青山綠水很好的結合起來。

3.1.2 歐洲（德國）原竹建筑技術

德國的馬爾庫斯·海因斯道夫是原竹建筑領域活躍的建筑師。2008 年11 月在德國和中國在廣州站共建了竹展亭21 個，大約用了6000-7000 米的竹材。海因斯道夫在廣州的竹展亭拆卸與安裝都非常方便。2010年上海世博會德中同行之家展館總建筑面積330平方米，可供游人行走參觀。二層的竹膜結構建筑物向世界展示了其特殊的建造方式。這座建筑物高8米、寬10米、長25米，由竹、竹筒和薄板組成。建筑物的結構采用了專為竹建筑材料研發的連接和施工技術。

3.1.3 越南

越南建筑師武仲義近年來設計作品，如風水咖啡館及酒吧、墨西哥花園竹結構建筑等，他使用的是未經剖開的原竹。運用到的主要技術有：（1）浸漬和煙熏（傳統）；（2）竹繩栓和竹楔子（傳統）；（3）裝配式結構體系（現代）。

3.2 國內相關研究

國內在竹建筑研究的一個里程碑式的事件是國際竹藤組織的于1997年成立。國內對竹膠合板和竹集成材的研究比較多。南京林業大學以張齊生院士為代表的科研人員集中對竹集成材的研究。

3.2.1 南京林業大學竹材工程研究中心

在竹材膠合板研究的基礎上成功地開發了竹簾膠合板，竹篾在熱壓機中被壓縮， 產生部分塑性變形， 相互緊密接觸； 同時， 膠粘劑產生聚合反應， 從而膠合成整體。由于膠粘劑具有抑制霉菌的作用且又封閉了竹篾， 可防止板面霉變。

梁柱結構體系是傳統的建筑形式，其主要的受力體系由跨度較大的梁柱結構，承受主要荷載；輕型木結構是一種空間箱型體系，它由構件斷面較小的規格連接組成，它由主要結構構件（結構骨架）和次要結構構件（墻面板、樓面板和屋面板）共同作用來承受各種荷載，具有安全、經濟、結構布置靈活的特點。竹樓的結構借鑒兩種結構體系的成功經驗，結構體系總體上采用梁-柱+擱柵-墻骨柱構成的多約束、多傳力路徑的受力體系。節點的構造連接也是借鑒了木結構的構造連接。

3.2.2 湖南大學的肖巖教授領導的現代竹木及組合結構研究所

肖巖教授不僅在國內用竹材建造了房子和橋梁，在非洲也建造了房子。肖巖教授在湖南耒陽建造了世界首座通行車輛的現代竹結構橋梁，采用現代工藝技術、設計理論、建造方法的新型模塊化裝配式橋梁體系，采用指接膠合竹膠板關鍵技術，解決了竹結構橋梁在跨度和承載力方面的難題。肖巖教授在汶川的災后重建中，利用已掌握的竹膠合板的關鍵技術，基于國外流行的輕型木結構住宅的基礎上開發出來了抗震的竹結構住宅，并承受了多次余震，依然完好無損。

縱觀國內外的竹建筑技術，原竹建筑沒有標準化生產的可能性，原竹建筑大多數是臨時性建筑，建筑的功能簡單，竹集成材建筑可以達到標準化的生產，可以達到預制裝配式的目的，但是竹集成材的價格太貴，不具有推廣性。

參考文獻

[1] 中國建筑材料科學研究院.綠色建材與建材綠色化[M].北京：化學工業出版社，2003.

[2] 柏文峰，曾志海.云南綠色鄉土建筑研究與實踐[M].昆明：云南科技出版社，2009，6.

[3]肖巖，佘立永，單波，周泉，陳國，楊瑞珍.現代竹結構在汶川地震災后重建中的應用[J].自然災害學報，2009，3.

作者簡介：肖登峰（1990.02- ），湖南婁底人，昆明理工大學建筑與城市規劃學院，碩士；柏文峰（1964.06- ），黑龍江雞西人，教授，博士。