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建筑材料新发现 竹子结构
发布日期:
2013-07-10
阅读次数:
3675
自古竹子就广泛应用于各种日常用途：房屋、家具、厨具、造纸、乐器，不一而足。现在，作为一种完美的可再生本土资源，竹子的多功能属性正在被开发利用于可持续建筑。
高强，轻便，可再生，竹子是一种功用众多但认知不足的建筑材料。从植物学角度，竹子属于草本植物，并具有惊人的生长速度——某些品种的抽条速度甚至达到每天1米。竹子靠根系繁衍，因此砍伐后就会快速再次生长，特别是相对木材砍伐后漫长的造林时间而言。同时竹子易于培育种植，从竹笋长成符合建筑结构强度要求的成品材，大约为5年到8年时间，个别地区甚至可以控制在3年内。而木材达到成材标准，通常需要25年到50年。
竹子在本质上是一种高效的结构材料：强度高，硬度大，并和钢铁一样具备拉张强度。分段的空腹结构，赋予其极为轻质同时又易弯成曲线轮廓的弹力特性。这些构造性能造就了竹子的材料特性。每个生长周期，竹子都会生成一批这样的优质建材，并且不产生树皮，叶子则可作家畜饲料，整个过程不产生丝毫浪费。
昆虫和真菌的侵袭，是竹子结构完整性的主要威胁，因此需对竹笋使用硼砂作为杀虫剂和灭菌剂。通常的做法是，将蛀空的竹笋在溶液中浸泡一个星期，然后在太阳下晒干。竹材的其他需求就很少了，生产一个单位竹子的能耗极低：每立方米材料形成每牛顿平方毫米的抗压强度，需30兆焦能量，而形成同样强度，木材的能耗为80兆焦，水泥为240兆焦，钢铁为1500兆焦。并且，由于地理分布广泛，竹子不需要长途运送成品材，运输成本也大大降低。竹结构易拆解，可循环利用，在异地能方便地将构件重新组装成房屋。
在当今地域性和可持续发展建筑技术的语境下，竹子已脱离了“贫民木材代用品”的身份。位于泰国清迈市的一所学校（如图），使用竹子作为轻质屋顶材料，覆盖下方的功能房间群组。这座由年轻的荷兰建筑设计事务所24H设计的学校，能够容纳375名学生。
为了突出对自然的尊重，学校的平面布局，使用了树枝一般自然分叉的步行路网。教室由生土夯筑的墙体作为维护结构，上覆本地竹子构建的屋顶。大一些的厅堂和学校的食堂，则由以毛石为基础的大型的竹穹顶建造，空间开敞通透。建筑设计师与深谙传统材料和建构技艺的本土工匠合作，造就了恍若竹林漫步的奇效。
长久以来，建筑对于美观、实用、坚固三原则的追求从未停歇，但结构形式的系统性变革仍处于襁褓期。无节制地开采、滥用建筑材料带来的种种问题，人们正在自食恶果，而竹子这类生态环保的本土天然建材，优点便愈发突出：足以建造新型的整体性可持续利用的建筑结构，同时将地域文化与使用者需求完美融合。
