郑婉颖 王传贵
安徽农业大学林学与园林学院 合肥 230036
重组竹在景观营造中的价值*
郑婉颖 王传贵
安徽农业大学林学与园林学院 合肥 230036
重组竹是一种新型复合材料,为了扩大重组竹在园林景观领域中的应用范围,对重组竹的基本特性、应用价值以及在园林中的应用方式进行了分析。结果表明,重组竹虽然存在价格偏高、纹理随意等不足之处,但从其综合利用价值来说,重组竹具有良好的户外适应性和独特的外观特征,非常适合应用于户外环境,在园林景观营造中具有很好的发展前景。
重组竹,园林景观,应用价值,应用方式
随着人们生活水平的日益提高,人们对居住和生活环境的要求也越来越高,如何将传统的植物景观材料与现代科学技术有机结合,创造绿色和谐的现代园林景观成为一项重要的研究课题。于20世纪90年代开始在木材学上研发的新型产品重组竹则可作为这一课题的研究对象[1]。作为新型绿色材料,重组竹不仅保留了竹子美观的原始植物纹理,同时相对于传统的原竹,具有优良的物理力学性能、易于加工等特点,是很有发展潜力的新型材料。目前,对重组竹的研发工作主要集中在亚洲地区。日本大学研究了不同毛竹的密度和竹束对重组竹的吸水率、静脉强度和内结合强度等性质的影响[2-3];南京林业大学探讨了不同处理方式对重组竹的耐腐蚀和耐老化性能的影响[4];中国林科院从不同的加工条件和不同原材的角度研究了重组竹的加工工艺,此外对重组竹其他性能和应用的研究也取得了重要成绩[5-8]。这些理论基础为重组竹的实际应用奠定了重要的依据,但是就目前的应用范围而言,重组竹主要运用于工程结构材料、家具材料等,并未过多的涉及到园林景观设计的领域,因此本文将从重组竹的美学价值、文化内涵、园林应用和生态意义等方面进行研究,分析重组竹在营造绿色和谐现代园林景观中的发展前景。
1.1 力学特性
重组竹具有良好的物理力学特性,强度高、韧性好、易于加工且抗冲击性强、抗拉强度和抗弯强度大,相对于其他的木材及竹木材人造板具有很大的优势(表1)。根据其良好的力学特性,经过框架实验设计[9]的研究论证重组竹在建筑结构方面具有较强的可行性和实用性,在室内外家具设计中能够承担起相应的造型和功能要求。
表1 重组竹、竹集成材和常用木材性能对比
1.2 户外适应性
重组竹作为新型的竹材目前多用于室内装饰,在户外的应用多集中于户外地板和建筑表皮上,经过实验和使用测评分析,重组竹具有良好的户外耐候性,主要表现在耐腐蚀性、耐老化性、尺寸稳定性等方面。
1) 耐腐蚀性。重组竹本身具有一定的天然耐腐蚀性,并在加工过程中通过碳化处理、防腐试剂处理等方法提高了这一性能。在利用腐朽菌腐蚀重组竹的实验[10]中发现,经过冷压、热压、热压碳化处理的重组竹板材的重量损失率均在3%~8%,其中以热压碳化效果最佳。根据GB/T13942.1-2009《木材天然耐腐性实验室验方法》中以木材受木腐菌腐朽试验前后的重量损失百分率4级评定的依据,重组竹达到了I级强耐腐蚀性。采用环境友好型、抗流失性的ZJFC-I纳米防腐剂[11]对碾压干燥后的竹材进行真空浸渍能够进一步提升重组竹耐腐蚀的户外性能。同时因重组竹细密的竹束结构单元,在胶合中采用耐水性良好的酚醛树脂胶合能够形成较好的耐水性,即使是在近水湿度较大的环境下,也可以满足环境对材料的耐腐、耐霉性要求。
2) 尺寸稳定性和耐老化性。 干湿气候等因素的侵蚀造成材料表面干裂、纹理混乱、颜色变化以及重量损失等情况。针对这一问题,在重组竹的户外应用技术中提出了利用有机质醇对重组竹进行染色处理[12]、利用低分子树脂浸渍重组竹[13]等方法都可以进一步提升重组竹的表面色泽、减少颜色损失、改善开裂情况,同时重组竹材料的干缩系数较常见的其他户外竹木材要小,尺寸稳定性好,制造的产品不宜变形扭曲和开裂,经久耐用,具有较好的室外耐老化性,在园林中有着非常广阔的发展空间。
1.3 外观特性
重组竹从加工技艺方面可以分为3种不同的类型,分别为未经碳化处理的呈现浅黄色的本色重组竹(图1)、经过碳化处理的呈现棕褐色的重色重组竹(图2)以及本色重色相交组合而成的具有类似小鞋木豆肌理的斑马纹重组竹(图3,图4)。
1) 丰富的色彩表现力。未经过碳化处理的重组竹基本保留了竹子本身天然的色泽,在色彩分析中本色重组竹仍属于黄色色相范围,纯度偏低,明度中高,属暖色系中的冷色调。根据对本色重组竹色彩特点的综合分析,本色重组竹会减轻材质在视觉效果上的重量感和硬度感,带给人的心理感受是自然舒适的亲近感,因而在园林设计中应充分发挥其色彩特点来营造明快活泼的自然氛围。
重色重组竹可根据碳化过程中的温度、时间等因素来调节颜色的深浅变化,在色彩分析中属于红色色相范围,纯度偏低,明度中低,属暖色调。根据对重色重组竹色彩特点的综合分析,重色重组竹会加重材质在视觉效果上的重量感和硬度感,带给人的心理感受是高雅古朴的低调感和稳重感,在园林设计中可以营造安静舒适的环境。
斑马纹重组竹是由两种不同处理的(碳化与未碳化)竹束按照一定的比例间隔组坯而成,它的颜色受2种竹束比例调控而呈现出丰富多彩的变化,大致可以分为4种。第1种以本色为主,碳化色辅之,具低调雅致感(碳化竹束比例小于未碳化色竹束);第2种以碳化色为主,本色辅之,具轻松活泼感(碳化竹束比例大于未碳化色竹束);第3种与第4种碳化竹束与未碳化竹束比例相当,根据底色和配色的位置分为深条纹色和浅条纹色[14]。
2) 特殊的肌理表现力。根据重组竹切削角度和方式的不同,重组竹的肌理呈现出横向、纵向以及斜角上的变化,形成了3种不同的肌理形状特征。横向端面纹理由点状纤维导管肌理和单元竹束肌理构成,类似大理石材质的云纹;纵向顺面纹理在板面上呈现出如行云流水般的平行纤维结构特点,类似于木材的径切纹理;斜面成角肌理是利用加工方式使材料表面凹陷成斜角而形成的特殊肌理,是横向和纵向肌理在三维空间的延伸和发展,具有随意性和多变性。根据重组竹色彩的三大类变化(本色、重色、斑马纹),其纹理随之影响还可以有更多的变化组合,如深浅条纹肌理、宽窄条纹肌理等。
图1 未经碳化处理的重组竹
图2 经过碳化处理的重组竹
图3 斑马纹重组竹
图4 斑马纹重组竹
2.1 美学价值
重组竹是利用天然的竹材经过加工而成的新型材料,它保留了竹子的竹纤维,同时表面具有木材导管状的细沟槽,因而具有天然的木质感和触感[15]。
区别于其他材料,重组竹在加工之前是具有生命力的鲜活的植物,由于生长环境的不同以及竹子个体的差异性,造成了每一根竹子独一无二的纹理特征。重组竹在加工的过程中保留了竹子的细长竹纤维,即保留了竹子这种特殊的天然纹理特征,表面的肌理有直条状的径切长纹理,有如同山形的弦切火焰纹,还有小节状的涡纹,流畅自然而富有生命力。重组竹的这种天然形成的纹理具有一定的节奏和韵律感,通过线条的疏密排列造成颜色的深浅变化,使其具有一种周期性的变化和重复的流动美感,像涓涓流淌的小溪,静谧而又生动。竹马赛克贴面装饰就是利用这种静态与动态美感交织的方法创造出雅致而生动的渐层图案(图5)。
图5 马赛克拼接
除了欣赏竹子美丽的纹理之外,颜色和质感也可以进行美的创作。原竹本身一般呈现清凉的绿色,通过光的折射也会显现黄色和红色的色泽,竹子进行加工去青后,改变了原来的颜色,使重组竹呈现出不同于原竹的浅黄色或棕褐色,相对于原来清冷疏离的孤傲感,现在的重组竹显得温暖而亲近,这种温暖的颜色带给人舒适感和安定感,让人愿意停留驻足。
2.2 综合利用价值
随着户外生活要求的不断提升,户外竹木材的种类也随之增多。目前使用较多的户外竹木材料主要有防腐木、木塑、碳化木、重组竹木等(表2)。
表2 重组竹与其他常见户外竹木材应用对比
重组竹与其他常见的户外竹木材相比,在力学性能以及耐候性能上都具有较强的优势,可广泛应用于室内装饰、工程材料、园林建筑等领域,但同时作为一种新型材料它还存在一些不足之处。
1) 纹理随意性。重组竹由于结构单元均匀性差导致材料在热压后的纹理相对于天然竹木材粗糙而混乱,形成的纹理具有随意性,从而在一定程度上影响重组竹整体的外观效果,怎样使组坯均匀,提高重组竹的纹理效果是目前急需解决的问题之一。
2) 价格稍高。目前重组竹的市场价在4 000~6 000元/m3,比普通户外竹木材2 000~4 000元/m3的价格稍显偏高[16],由于重组竹原材料(小径竹、竹边脚料等)价格很低,但在原料丰富、利用率高、使用成本低的整体优势下,随着重组竹的生产工艺水平的提升,生产成本的降低,材料制造的价格必然有所下降,在市场上会有很大的发展潜力。
3) 存在一定的甲醛释放量。重组竹在制造过程中使用了较多的胶粘剂,胶粘剂中具有一定的甲醛含量,目前通过技术可以使重组竹达到低游离甲醛释放量的技术水平,但是与原木自然安全的特性相比,重组竹仍然对环境存在一定的干扰,这也是今后重组竹制造工艺需要改进的地方之一。
3.1 竹质构筑物
园林景观中的构筑物——亭、廊、景墙、园桥等是装点城市重要的“城市家具”,丰富了城市的园林景观层次和空间布局。利用重组竹设计的竹质构筑物体现了生态、朴实的现代园林景观的设计理念。结合重组竹良好的抗腐蚀性能,施工方便且低碳环保的特点,目前多用于建筑外表皮装饰,如北京融达广场采用了重组竹栅格装饰墙,色泽自然、质感高雅,体现了竹的独特文化和其可持续再生的高环保特性,更符合现代人向往自然的人居理念(图6)。
图6 重组竹装饰表皮
3.2 竹质设施
现代园林中的公共设施已不仅仅局限于它们的使用功能,在满足功能的前提下,设计师们开始强调它们的装饰作用,在居住小区、广场、公园等各种场所,随处可见的垃圾桶、座椅、标志、护栏、树池等也已成为整个景观的亮点。利用重组竹设计的竹质设施可塑性强,具有一定耐霉耐腐蚀性,并且能够很好地与周围环境相融合,在充斥着现代化气息的都市生活中为居民提供一丝清新的来自大自然的舒适感。例如竹质的座椅,颜色质朴自然,反射出柔和的色泽,相对于一般材料如石材显得温暖而亲近,让人愿意停留休憩。
3.3 竹质铺装
在园林景观设计中,铺装不仅具有组织交通和引导游览的功能,为人们提供良好的休息和活动场地,同时还创造了优美的地面景观。利用重组竹设计的竹质铺装相对于其他材料更为柔软和富有弹性,给人亲切感,同时其良好的透气性和源自天然竹材的特点非常适合应用在地表生态敏感的风景区内的园路,可以减少人类活动对环境的破坏。目前主要应用于户外重组竹地板、泳池台地等。如上海世博东滩湿地公园、苏州澄湖现代农业产业园、“太湖新天地”生态公园都采用了重组竹的铺装,走在上面给人舒适、安静之感,让人耳目一新,叹为观止(图7)。
图7 重组竹地板
3.4 重组竹与其他材料的拼接组合
每一种材料都有自己独特的象征意义和作用。玻璃轻盈透明可以创造开敞明亮的空间,金属冰冷细腻可以塑造丰富的结构造型,天然的石材粗犷而古朴,可以形成美丽的自然景观。这些不同的材料都可以与竹材进行搭配组合。重组竹材还可以与原竹进行组合搭配,特别是在城市廊道的设计中,以重组竹代替部分原竹的设计对于这种新材料的运用具有很重要的推广意义。
现代园林景观设计是一门多学科融合,科技和艺术相结合的系统工程。充分利用各种新型材料和新技术实现社会经济发展和人居环境的改善是当代园林景观设计的主题。本文通过对重组竹物理化学性能、美学和文化价值的研究,探讨了重组竹在园林中的应用,总结出这种新型组合竹材有着天然竹木不可替代的作用,不仅提高了竹材的利用率,使其达到90%[17],而且实现了木材的节约代用,有利于生态资源的保护和有效利用,为城市可持续发展和生态保护开辟了一条重要的途径。
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Value of Reconsolidated Bamboo in Landscaping
Zheng Wanying Wang Chuangui
(College of Forestry and Horticulture, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, Anhui, China)
Reconsolidated bamboo is a new type of composite material. In order to expand the scope of application in the field of landscaping, this paper analyzed its basic characteristics, application value and application methods in landscaping. The results showed that although it has some disadvantages, such as high price and texture disorder, reconsolidated bamboo still is very suitable for outdoor environment from the perspective of its comprehensive utilization value owing to its good outdoor adaptability and unique appearance features. Therefore it will possesses a bright development prospects in the landscaping.
reconsolidated bamboo, landscape, application value, application method
2016-05-25
安徽省科技攻关计划项目:大别山区特色山林植物产业化关键技术集成研究与示范(1501031097)
郑婉颖(1991-),女,在读硕士研究生,研究方向为生态景观规划设计。E-mail:1527440025@qq.com
王传贵(1963-),男,博士,教授,研究方向为生物质材料性质及其加工特性。E-mail:1025445596@qq.com
10.3969/j.issn.1672-4925.2017.01.012