竹材在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用

郭格理

（西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)院，陜西 西安 710055）

0 引言

竹材在建筑行業(yè)的應(yīng)用歷史悠久、積淀豐厚。有研究表明，竹的抗拉強(qiáng)度是鋼材的2 倍，抗壓強(qiáng)度是混凝土的2 倍[1]，具有良好的力學(xué)特性。 此外，由于取之于自然，材料可再生，竹材亦是一種理想的綠色建材。 縱觀全球綠色建筑行業(yè)對于竹材的應(yīng)用，以中低緯度地區(qū)技術(shù)最為純熟，而隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展， 我國對于竹材綠色建筑的研究與應(yīng)用也在穩(wěn)步推進(jìn)。 文中通過分析中低緯度各國在進(jìn)行綠色建筑設(shè)計時對于竹材的應(yīng)用， 汲取其中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，服務(wù)于新時期綠色建筑發(fā)展。

1 低緯度地區(qū)竹材綠色建筑

低緯度地區(qū)的竹材建筑以拉丁美洲的哥倫比亞等國和東南亞越南等國為代表， 進(jìn)行了大量與當(dāng)?shù)刈匀弧⑸鐣l件相適應(yīng)的建筑實(shí)踐。

哥倫比亞建筑師西蒙·維列是低技術(shù)生態(tài)建筑的代表人物之一,尤其擅長用竹子。 西蒙·維列發(fā)明了螺栓水泥連接法， 對竹材這一綠色建材的推廣起到極大的促進(jìn)作用， 他的設(shè)計基于當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，當(dāng)?shù)貧夂蜓谉幔虼丝梢暂^少考慮建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能， 可以通過創(chuàng)造開敞的建筑空間進(jìn)行自然通風(fēng)，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

越南建筑師武重義尤為擅長用竹材進(jìn)行建筑設(shè)計。 其作品絕大多數(shù)是由竹子搭建而成。 以上海世博園越南館為例， 雖然項(xiàng)目地點(diǎn)位于中國上海，但為了傳播越南的建筑文化，再加上該建筑為臨時建筑，建筑形式仍然體現(xiàn)了對越南濕熱環(huán)境的適應(yīng)性。武重義充分發(fā)揮竹的韌性創(chuàng)造了類似于“傘狀”“拱狀” 的建筑形態(tài)， 使得建筑的底層通風(fēng)格外順暢， 自然通風(fēng)過程節(jié)約了機(jī)械通風(fēng)的能源損耗；此外， 拱形的結(jié)構(gòu)用于創(chuàng)造具有波浪感的外表皮形態(tài)，這一做法也減少了建筑的得熱[2]，對于綠色建筑能源優(yōu)化有很強(qiáng)的借鑒意義。

由此可見，低緯度濕熱地區(qū)運(yùn)用竹材進(jìn)行綠色建筑設(shè)計不僅具有得天獨(dú)厚的原材料優(yōu)勢，還能通過將竹綁扎成竹形成底層架空為建筑自然通風(fēng)創(chuàng)造有利條件，這毫無疑問是熱帶城市生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的長久之策。

2 中緯度地區(qū)竹材綠色建筑

由于竹的生長有較強(qiáng)的氣候適應(yīng)性， 其在中緯度地區(qū)尤其是溫帶地區(qū)同樣具有廣泛的分布。 其中德國、日本作為發(fā)達(dá)國家具有豐厚的竹材建筑建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。

德國的Anna Heringer 建筑事務(wù)所擅長運(yùn)用竹材進(jìn)行建筑創(chuàng)作。 該事務(wù)所受邀參加2016年在浙江龍泉舉辦的首屆“國際竹建筑雙年展”，該事務(wù)所的建筑設(shè)計采用了將竹材應(yīng)用于建筑外圍，將夯土應(yīng)用于建筑主結(jié)構(gòu)[3]，完成了中緯度氣候適應(yīng)性更強(qiáng)的綠色建筑設(shè)計。 不僅如此，還通過結(jié)合其他綠色建筑相關(guān)材料、技術(shù)將竹材綠色建筑的外延拓展到非臨時性建筑。

日本建筑師隈研吾也經(jīng)常在其建筑創(chuàng)作中使用竹材。日本是一個多地震的國家，竹材以其極佳的強(qiáng)度和韌性成為綠色建筑的理想材料，隈研吾的建筑設(shè)計秉承其“弱建筑”理念，“絕不是只是外型好看、照片看起來很漂亮的建筑而已，而是建筑本身和人身心的關(guān)系，處在這個空間里，會讓人覺得很舒服”[4]。 即放低建筑的姿態(tài)， 主動融入周圍環(huán)境，并將人體舒適度作為設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)。 其中最廣為人知的為北京長城腳下公社的竹屋。他將竹材作為裝飾材料用在竹屋玻璃外側(cè)，在形成禪意空間的同時起到遮陽作用。 此外，竹的就地取材不僅無污染，還節(jié)約了生產(chǎn)成本和運(yùn)輸成本，成為建筑與環(huán)境和諧共生的必要手段。這與東方傳統(tǒng)哲學(xué)中尊重自然、敬畏自然的觀念一脈相承。

由此可見， 中緯度地區(qū)由于氣候相對寒冷，單用竹材兼做承重結(jié)構(gòu)和維護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑做法并不現(xiàn)實(shí)， 而是通過將竹材與其他可再生建材結(jié)合，發(fā)揮各自的材料特性。 在這個過程中，竹材即便有時僅僅作為裝飾材料，也能起到遮陽等節(jié)能功效。

3 中國竹材綠色建筑

在我國，許多當(dāng)代建筑師也以竹材為建筑材料進(jìn)行了大量建筑實(shí)踐。 王澍在2010年上海世博會滕頭館中將竹材應(yīng)用于建筑立面、扶手，以竹這種建筑的可持續(xù)屬性呼應(yīng)上海世博會“城市，讓生活更美好”的主題；研筑舍建筑事務(wù)所的建筑師楊保新設(shè)計了“竹園”“竹屋”“竹廊”等一系列綠色建筑，其總結(jié)出的將竹材應(yīng)用于既有建筑改造的設(shè)計思路不僅符合綠色建筑的生態(tài)可持續(xù)原則， 還有輕質(zhì)、低價、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

郝琳設(shè)計的安吉竹創(chuàng)中心為全國首個與竹產(chǎn)學(xué)研的創(chuàng)新機(jī)制相關(guān)的低碳生態(tài)環(huán)保的技能培訓(xùn)和社區(qū)中心，以竹建造為核心進(jìn)行生態(tài)設(shè)計與營建。 項(xiàng)目所在的安吉縣商品竹年產(chǎn)量達(dá)到1 200 萬支被稱為“中國竹鄉(xiāng)”，這為建筑就地取材創(chuàng)造了條件。 建筑的總體布局將室外的竹林、沼氣池、生態(tài)農(nóng)場等與室內(nèi)的草藥園、生態(tài)廁所等相結(jié)合，試圖構(gòu)建建筑的自循環(huán)系統(tǒng)，在該過程中，竹林不僅作為景觀要素，還以光合作用的形式參與了建筑生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)；在構(gòu)造層面，竹的運(yùn)用更因其可持續(xù)性成為方案亮點(diǎn)如圖1 所示， 房間吊頂采用2×4 層壓復(fù)合竹結(jié)構(gòu)，建筑地面和家具也由竹材制作，充分發(fā)揮其輕質(zhì)、環(huán)保的材料特性。

圖1 安吉竹創(chuàng)中心構(gòu)造分析

4 結(jié)語

通過對國內(nèi)外竹材建筑的分析得知，對于一個優(yōu)秀的竹材建筑，綠色建筑的理念應(yīng)當(dāng)滲透于設(shè)計的每個環(huán)節(jié)，從建筑的總體布局、流線組織到構(gòu)造措施，都應(yīng)當(dāng)以創(chuàng)造綠色、宜居的建筑環(huán)境為宗旨。這不僅要求建筑師對竹材的美學(xué)價值有充分認(rèn)識和掌握，還應(yīng)使其生態(tài)價值得以彰顯。

而即便同樣是對竹材的節(jié)能特性的利用，基于對世界各地氣候條件等因素的研究，也會衍生出不同的發(fā)展方向，這又需要建筑師通過因地制宜地實(shí)踐竹材的應(yīng)用方式，不斷推動綠色建筑技術(shù)與方法的進(jìn)步。