淺談秸稈磚在墻體材料中的應用

姬琛雅+陳霞

摘 要：秸稈是可再生資源，秸稈的成分接近于木材，可制成秸稈磚，輕質高強，韌性高，保溫隔熱性好，防潮防火性高，防蟲防鼠，價格低廉，且易于獲取。因此，秸桿磚房既能滿足環保低碳要求，又具有原生態和DIY性，能滿足現代人的回歸自然的生理和心理需求。作為農業大國，中國有豐富的秸稈資源，因此在中國推廣秸稈建筑有十分重要和積極的意義。

關鍵詞：秸稈磚；輕質高強；保溫隔熱；環保；DIY性

一、前言

眾所周知，我國是一個農業大國，每到豐收季節，大量農作物的產出，相應的農作物副產品——秸稈也大量產出。這些秸稈早期主要用于飼料、肥料和燃料及以秸稈為基料生產實用菌，造紙的原材料等，不超過全國秸稈資源總量的 30%。大量的秸稈資源被閑置，就地焚燒就成了農民最直接最方便的處理方式。因焚燒不當各地出現“麥田火災”的現象時有發生；更有甚者在高速路上因焚燒產生是煙霧造成嚴重的交通追尾事故也頻頻發生[1]；空氣污染嚴重，老人和兒童呼吸到這種空氣，患呼吸道疾病的人不在少數。面對這一切，人們不禁自問：這些“秸稈”除了焚燒還田及用于農作物以外，有沒有更好的其它處理辦法呢？在建筑綠色資源缺乏的時代，能否考慮用于建筑工程中呢？

二、國內外發展概況

（一）國外發展概況

在人類歷史上，人們早就有開始使用秸稈材料建造房屋的先例。十九世紀40年代，美國西北部的內布拉斯加州的草原地區上修建了第一幢秸稈建筑（草磚房）。人們為了躲避風寒，草原上天然的木材和石材等比較缺乏，就嘗試著把被廢棄的農作物秸稈（或草原上的草）捆扎成塊、壓制成秸稈磚（或稱草磚），建造了自己的臨時住宅。后來人們發現這種秸稈磚建造的房屋不僅堅固耐用，而且冬暖夏涼。秸稈磚墻保溫隔熱好，隔聲性能好，防火防潮效果好，輕質高強并且原材料采集方便，建造成本低，因而逐漸受到了人們的喜愛。目前，秸稈建筑在美國，加拿大，法國，澳大利亞，蒙古，阿根廷和新西蘭等國家得到廣泛的推廣和應用[2]。

（二）國內發展概況

在我國，秸稈磚墻是一種試驗性、推廣型的新技術。近年來，在我國的北方大部分地區，如內蒙古，寧夏等地先后出現了利用秸稈磚建造的建筑物。目前，我國的秸稈技術參照的是國外的建筑技術，現正處于摸索階段，無正式規范。利用秸稈磚的墻體結構體系有兩種：一種是由秸稈磚作為墻體的承重秸稈磚體系，一般應用于單層建筑設計中；另一種是屋面荷載通過木柱和由秸稈填充板或秸稈磚構成的橫梁傳至基礎的非承重結構體系，秸稈磚只是作為圍護結構，并且要綁扎在主框架結構上，可用于單層和多層建筑上[2]。本文就秸稈磚作為墻體材料（用于非承重結構體系中）進行深入探討。

三、秸稈磚的生產過程

秸稈是指成熟農作物（如谷類、豆類、麻類等）在收獲籽實后，莖葉等剩余部分的總稱。原本屬于農作物廢棄物，是重要的可再生資源[1]。

（一）秸稈磚的制作

秸稈磚是含水量低于15%的秸稈或稻草經過秸稈磚機打壓緊實后，再由金屬網緊密捆扎而成。秸稈磚每塊長約100cm，高度約為40cm，厚度約為50cm（圖1）[3]。秸稈磚每一塊的質量約為40kg，密度通常在200kg/m3左右。雖然秸稈磚是由天然脆弱的秸稈構成，但是經過這樣的制作工藝后，秸稈磚強度可達到1～10MPa，其比強度較大，材料輕質高強。

（二）秸稈磚能夠有效的節約能耗，充分降低環境的污染

從節能的角度上看，秸稈磚由于是廢棄物的再利用，其加工成本低，有較高的經濟效益。同時，用秸稈磚替代磚材節省了燒制磚材時所耗費的燃煤，減少了環境污染，對環境保護起到了積極作用。從造價上來看，秸稈房造價成本低，比普通紅磚房低約25%[3]。目前成都地區農村普通磚房民宅造價約為1000元/m2，而秸稈磚房建筑造價可控制在500元/m2左右。而且秸稈磚房的壽命長達80 年以上，幾乎是普通磚房一般使用年限的1～2倍。

（三）秸稈磚能夠隔熱保溫，具有防火防蟲作用

由于秸稈磚輕且多孔，密度為80 kg/m3的秸稈磚具有尺寸規整，易于手工操作的特點，并且保溫隔熱性能較好，導熱系數為0.053w/m.k，因而有很好的保溫隔熱，隔音吸音的效果，非常適合氣候寒冷的東北地區。同時，由于秸稈磚經過了緊密的壓制，遇火時，即使表面會燃燒，中間部分也會因為缺乏氧氣而不會著火，所以起到了一定的防火作用。進一步，沒有氧氣也不用擔心秸稈磚內部會生蟲。值得注意的是，秸稈磚表面還是需要經過多次抹灰處理能達到防火、防蟲、防鼠的目的。

多年的研究和推廣實踐進一步證明，經過適當的工藝改造和加工，秸稈磚房不僅能在在防火、防水、防蟲方面完全達到居住要求，而且在節能保溫方面的性能也大大優于傳統黏土磚房。

（四）秸稈磚墻的特點

秸稈磚墻是由草磚和抹灰層組成的墻體。要想擁有美觀耐用的墻體，抹灰是秸稈磚墻最后一道工序。室內面層可以用泥土抹灰，室外面層用石灰或水泥抹灰。完整的抹灰層能保護秸稈磚免受到風雨和害蟲的侵襲。同時，抹灰層也能增加墻體整體結構的強度。

四、秸稈磚墻在建筑工程中的應用

隨著全球低碳理念的興起，人們的審美理念也在悄然變化。2010 年，上海世博會萬科館的昵稱是“麥垛”[1]。它選用秸稈板作為結構材料，由七個相互獨立的形似金燦燦麥垛的筒狀建筑組成，各廳之間通過頂部的藍色透光ETFE膜連成一體，外圍有開放水域環繞[4]。最終實現的設計通過秸稈板、自然采光、通風、降溫這幾個方面，表達了人們對自然的尊重，喚起人們接受、欣賞自然的觀念與期盼。

2008年“5.12”汶川大地震，人們發現：使用鋼筋混凝土建造的房屋因為抗震設防要求不夠以及其它原因出現了坍塌，就連破壞較輕的建筑物其抗剪破壞也很嚴重。雖然木質桁架結構的房屋則更富有彈性，在地震中的安全系數更高。但是，木質結構的造價相對較高，不易推廣。秸稈磚的成分接近于木材，承載能力強，韌性高，隔熱性高，防潮防火性高，防蟲防鼠，抗震性能好，應該說可以完全可以取代木材，并且在某些性能方面比木材更勝一籌。

巴基斯坦屬于亞熱帶季風氣候，地震頻發且氣候炎熱干燥，當地人根據其氣候地理條件試著建造“秸稈房屋”。這種建造方法是采用植物秸稈為原材料，把秸稈磚放在黏土水泥圍住的沙礫地基之上，主要作用是隔熱而不是作為承重構件。墻壁是用竹子作為原材料，利用特殊技術加工復合而成；房頂是木材制成的，用額外的一層秸稈來隔熱，用于屋面保溫隔熱。這是利用秸稈的保溫隔熱性能和傳統的墻體材料組成的新型的墻體復合材料板。

從上述實力可以看出，秸稈磚墻在建筑工程中應用廣泛，已經得到了人們的重視。

五、秸稈磚墻面臨的問題

秸稈磚墻盡管有著各種優勢，但其目前也面臨著諸多問題和條件亟需人們解決。

（一）原料的收集、運輸和貯存問題

秸稈是一年生植物，并且季節性很強，因而原材料的收集、運輸和貯存問題比較突出。但是由于材料較輕且占地，因此可以把秸稈打包制作成半成品，便于儲存和運輸和使用。同時，儲存時要注意防水、防潮和防火。

（二）原料成本偏高，產品價格需要控制

現在市場上無論秸稈磚和秸稈板墻的售價都比傳統的黏土磚高50%以上。雖然秸稈原材料便宜，但是人工費用和生產工藝的費用相對比較高，導致整體費用較高。因此秸稈磚墻如果想與這些傳統的建材相競爭，價格也是最關鍵的問題。所以，降低原材料成本、采用標準化生產工藝及產品采用標準化模塊是降低成本組要考慮的主要因素。

（三）積極引進國外先進生產工藝，加強自主研發的能力，降低成本

從秸稈磚墻的成本和價格可以看出，引進國外先進技術，采用標準化模塊生產是降低成本的有效手段之一。在我國，秸稈磚剛剛起步，特別是配套的生產工藝及生產設備比較落后。生產工藝的成熟度不夠，穩定性較差。因此，可以多借鑒國外現成的一些生產經驗和先進的工藝設備，同時也應該進一步加快我國工藝改造的步伐，加強我國自主研發的能力。

（四）需要國家及地方政府積極支持及扶持

秸稈磚是一種由太陽能、水和礦物共同作用組成的綠色健康建筑材料，它零排放、無污染，對環境沒有任何的負面影響，并且還減少焚燒秸稈帶來的環境污染。廢物利用，變廢為寶。因此，國家及政府應在政策與資金上給予大力支持及扶持。我國東北三省等地已開始節能保溫秸稈磚房的建設試點項目。四川蒲江縣積極鼓勵當地老百姓，利用秸稈為原材料制作秸稈磚用于自家房屋建造。

六、秸稈磚房的原生態和DIY性（即創新性）

眾所周知，秸稈是一種一年生的建筑材料，取之于自然、用之于自然、分解于自然，對環境的破壞及影響相當小。運用秸稈建材自行動手修建房子，可謂是最理想的一種生活方式，有原生態和DIY性。它不僅可以節約建造成本，而且秸稈材料的應用在一定程度上保證了材料的“鄉土性”和“原始性”，向人們展示了你所建造的“家”的“獨一無二性”。由古代的簡陋破舊的“茅草屋”變成現在的秸稈磚房，不僅堅固可靠，而且綠色環保。

秸稈材料是天然農作物的副產品， 秸稈材料逐漸重新走進了人們的生活，并且能夠變廢為寶，更加展現其獨特的魅力。不僅不會對環境造成任何污染，同時也不會產生有毒有害危害，可謂是最理想的一種建筑材料。完全能夠滿足人們渴望回歸自然的心理需求和低碳環保可持續發展的理念。

七、結束語

房地產行業在中國飛速發展，在秸稈磚墻建筑市場上，不僅在農村自建房中推廣秸稈磚，而且在城市建筑中也有秸稈資源發揮的空間。因此有理有節的發展秸稈磚墻建筑，有著廣泛的意義。

①秸稈磚墻具有天然優勢，不僅有隔熱、保溫，隔音等功能，而且綠色環保，經濟實用；

②秸稈磚房可以實現本土資源化，是未來節能環保建筑的主要類型。這種成功的發展模式順應了我國對環境保護的信心和決心。

③把城市中的垃圾變廢為寶，經過有效處理，進而轉變成可利用的建筑材料。不但能夠實現能源再利用，也能為城市的可持續發展提供新的方案，使土地資源和現有建筑資源得到最大限度的利用。

參考文獻：

[1]顧藝，陳鍵.淺析秸稈在建筑材料中的應用 [J].住宅科技，2015（01）：23-27.

[2]邸芃，戢嬌，劉蘭斗.秸稈節能墻體的應用研究 [J].工業建筑，2011，41（5）：57-59.

[3]宋偉. 秸稈建筑在中國農村地區的應用推廣 [J].中華民居，2013（07）：103-104.

[4]參考網址：http：//bbs.szhome.com/40-90010-detail-110439003-1195222-0-1.html.