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建筑材料新發現 竹子結構
發布日期: 2013-07-10 閱讀次數: 3425

自古竹子就廣泛應用于各種日常用途:房屋、家具、廚具、造紙、樂器,不一而足,F在,作為一種完美的可再生本土資源,竹子的多功能屬性正在被開發利用于可持續建筑。

 
  高強,輕便,可再生,竹子是一種功用眾多但認知不足的建筑材料。從植物學角度,竹子屬于草本植物,并具有驚人的生長速度——某些品種的抽條速度甚至達到每天1米。竹子靠根系繁衍,因此砍伐后就會快速再次生長,特別是相對木材砍伐后漫長的造林時間而言。同時竹子易于培育種植,從竹筍長成符合建筑結構強度要求的成品材,大約為5年到8年時間,個別地區甚至可以控制在3年內。而木材達到成材標準,通常需要25年到50年。
 
  竹子在本質上是一種高效的結構材料:強度高,硬度大,并和鋼鐵一樣具備拉張強度。分段的空腹結構,賦予其極為輕質同時又易彎成曲線輪廓的彈力特性。這些構造性能造就了竹子的材料特性。每個生長周期,竹子都會生成一批這樣的優質建材,并且不產生樹皮,葉子則可作家畜飼料,整個過程不產生絲毫浪費。
 
  昆蟲和真菌的侵襲,是竹子結構完整性的主要威脅,因此需對竹筍使用硼砂作為殺蟲劑和滅菌劑。通常的做法是,將蛀空的竹筍在溶液中浸泡一個星期,然后在太陽下曬干。竹材的其他需求就很少了,生產一個單位竹子的能耗極低:每立方米材料形成每牛頓平方毫米的抗壓強度,需30兆焦能量,而形成同樣強度,木材的能耗為80兆焦,水泥為240兆焦,鋼鐵為1500兆焦。并且,由于地理分布廣泛,竹子不需要長途運送成品材,運輸成本也大大降低。竹結構易拆解,可循環利用,在異地能方便地將構件重新組裝成房屋。
 
  在當今地域性和可持續發展建筑技術的語境下,竹子已脫離了“貧民木材代用品”的身份。位于泰國清邁市的一所學校(如圖),使用竹子作為輕質屋頂材料,覆蓋下方的功能房間群組。這座由年輕的荷蘭建筑設計事務所24H設計的學校,能夠容納375名學生。
 
  為了突出對自然的尊重,學校的平面布局,使用了樹枝一般自然分叉的步行路網。教室由生土夯筑的墻體作為維護結構,上覆本地竹子構建的屋頂。大一些的廳堂和學校的食堂,則由以毛石為基礎的大型的竹穹頂建造,空間開敞通透。建筑設計師與深諳傳統材料和建構技藝的本土工匠合作,造就了恍若竹林漫步的奇效。
 
  長久以來,建筑對于美觀、實用、堅固三原則的追求從未停歇,但結構形式的系統性變革仍處于襁褓期。無節制地開采、濫用建筑材料帶來的種種問題,人們正在自食惡果,而竹子這類生態環保的本土天然建材,優點便愈發突出:足以建造新型的整體性可持續利用的建筑結構,同時將地域文化與使用者需求完美融合。
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