竹建筑技术综述

肖登峰+柏文峰

摘 要：竹建筑技术的两大流派是原竹建筑和竹集成材建筑。它们朝两个不同的方向发展，并且取得了不同的成果，有不同的优点和缺点。

关键词：竹建筑；技术；原竹

当今建筑活动的能源消耗占了总能源的一半，随着能源的不断枯竭，各种各样的新能源不断的涌现，建筑师们也在探索并尝试运用一些新的绿色节能建筑材料。竹子由于其的绿色、低碳、环保而越来越受到建筑师们和材料学家的重视。

但是随着现代建筑以及现代建筑技术的发展，各种耐久、坚固、防火性好的建筑材料运用到建筑当中。竹材由于其加工不易，长度有限，耐候耐火性不佳，传统的建筑构造技术不能满足建筑的性能而逐渐被放弃在主体结构中使用，制约了竹建筑的发展。

竹子分布的范围特别广，在亚洲，非洲，南美洲的热带和亚热带地区具有分布。中国也是竹子主产区，中国的竹林面积约占全球竹林面积的25%。

1 竹子的优势

竹子的生长繁殖快，栽培简单，成材的周期只要三到五年。

竹子是杆状中空的材料，竹子的沿杆方向的受拉和受压的能力强，韧性特别强，纤维长，竹子的质量比较轻，韧性，强度和弹性均优于木材。

竹子枝繁叶茂，具有保护水土，改善自然环境的优点。

2 竹子作为建筑构件的劣势

竹子是杆状中空的筒体结构，在使用上受到了限制，竹材是下大上小，加工起来比较麻烦，竹节处的刚度很难保证。

竹子竖向的强度高，抗拉强度高，但是竹子横向顺纹的强度低，抗剪能力弱，容易开裂。

竹子的防火性能不佳，容易发生火灾。竹子含有很多的蛋白质、糖类和淀粉，竹材很容易遭到虫蛀的破坏从而影响了竹子的使用。

现今国内外的竹建筑及技术研究主要集中在原竹建筑和胶合竹集成材建筑的研究。原竹建筑，竹竿作为主要的建筑构件，辅以其它一些建筑材料，通过一系列的构造和连接方式，竹子作建筑的主体结构的建筑。胶合竹集成材建筑是先把原竹加工成胶合竹板，基于轻型木结构住宅建造技术而建成的建筑。

3 原竹建筑技术

3.1 国际相关研究

3.1.1 哥伦比亚（南美洲）

南美洲的竹建筑技术水平很高。哥伦比亚的建筑师西蒙﹒富勒，以下简称西蒙，西蒙在原竹杆件节点连接方面设计了一种新的连接方法：螺栓水泥连接方法，这种方法是在竹材的端部掏空一到两个竹节，然后填入混凝土，在混凝土未凝结的时候插入螺栓，这样竹材可以通过埋入的构件与混凝土基础连接，由混凝土基础来承受整个建筑的重量。竹材之间的连接可以通过螺钉、垫圈、螺栓、钢箍等构件进行连接。如果是在竹材的中部进行连接，就在竹子中部的竹节打孔，灌入水泥，然后再用其他构件连接。

西蒙的建筑作品已经遍布全世界，由于其作品的构造精美，受力合理，建筑表现力强。西蒙最著名的建筑作品是ZERI展馆，这是西蒙应“零排放研究组织（ZERI）”的宗旨及要求为2000年德国汉诺威世界博览会设计的建筑作品。西蒙在中国的首次实践是广东南昆山森林保护区的竹桥，西蒙在这个建筑受到了中国古建筑的启示，桥的造型优美，与当地的青山绿水很好的结合起来。

3.1.2 欧洲（德国）原竹建筑技术

德国的马尔库斯·海因斯道夫是原竹建筑领域活跃的建筑师。2008 年11 月在德国和中国在广州站共建了竹展亭21 个，大约用了6000-7000 米的竹材。海因斯道夫在广州的竹展亭拆卸与安装都非常方便。2010年上海世博会德中同行之家展馆总建筑面积330平方米，可供游人行走参观。二层的竹膜结构建筑物向世界展示了其特殊的建造方式。这座建筑物高8米、宽10米、长25米，由竹、竹筒和薄板组成。建筑物的结构采用了专为竹建筑材料研发的连接和施工技术。

3.1.3 越南

越南建筑师武仲义近年来设计作品，如风水咖啡馆及酒吧、墨西哥花园竹结构建筑等，他使用的是未经剖开的原竹。运用到的主要技术有：（1）浸渍和烟熏（传统）；（2）竹绳栓和竹楔子（传统）；（3）装配式结构体系（现代）。

3.2 国内相关研究

国内在竹建筑研究的一个里程碑式的事件是国际竹藤组织的于1997年成立。国内对竹胶合板和竹集成材的研究比较多。南京林业大学以张齐生院士为代表的科研人员集中对竹集成材的研究。

3.2.1 南京林业大学竹材工程研究中心

在竹材胶合板研究的基础上成功地开发了竹帘胶合板，竹篾在热压机中被压缩， 产生部分塑性变形， 相互紧密接触； 同时， 胶粘剂产生聚合反应， 从而胶合成整体。由于胶粘剂具有抑制霉菌的作用且又封闭了竹篾， 可防止板面霉变。

梁柱结构体系是传统的建筑形式，其主要的受力体系由跨度较大的梁柱结构，承受主要荷载；轻型木结构是一种空间箱型体系，它由构件断面较小的规格连接组成，它由主要结构构件（结构骨架）和次要结构构件（墙面板、楼面板和屋面板）共同作用来承受各种荷载，具有安全、经济、结构布置灵活的特点。竹楼的结构借鉴两种结构体系的成功经验，结构体系总体上采用梁-柱+搁栅-墙骨柱构成的多约束、多传力路径的受力体系。节点的构造连接也是借鉴了木结构的构造连接。

3.2.2 湖南大学的肖岩教授领导的现代竹木及组合结构研究所

肖岩教授不仅在国内用竹材建造了房子和桥梁，在非洲也建造了房子。肖岩教授在湖南耒阳建造了世界首座通行车辆的现代竹结构桥梁，采用现代工艺技术、设计理论、建造方法的新型模块化装配式桥梁体系，采用指接胶合竹胶板关键技术，解决了竹结构桥梁在跨度和承载力方面的难题。肖岩教授在汶川的灾后重建中，利用已掌握的竹胶合板的关键技术，基于国外流行的轻型木结构住宅的基础上开发出来了抗震的竹结构住宅，并承受了多次余震，依然完好无损。

纵观国内外的竹建筑技术，原竹建筑没有标准化生产的可能性，原竹建筑大多数是临时性建筑，建筑的功能简单，竹集成材建筑可以达到标准化的生产，可以达到预制装配式的目的，但是竹集成材的价格太贵，不具有推广性。

参考文献

[1] 中国建筑材料科学研究院.绿色建材与建材绿色化[M].北京：化学工业出版社，2003.

[2] 柏文峰，曾志海.云南绿色乡土建筑研究与实践[M].昆明：云南科技出版社，2009，6.

[3]肖岩，佘立永，单波，周泉，陈国，杨瑞珍.现代竹结构在汶川地震灾后重建中的应用[J].自然灾害学报，2009，3.

作者简介：肖登峰（1990.02- ），湖南娄底人，昆明理工大学建筑与城市规划学院，硕士；柏文峰（1964.06- ），黑龙江鸡西人，教授，博士。