竹材在綠色建筑設計中的應用

郭格理

（西安建筑科技大學建筑學院，陜西 西安 710055）

0 引言

竹材在建筑行業的應用歷史悠久、積淀豐厚。有研究表明，竹的抗拉強度是鋼材的2 倍，抗壓強度是混凝土的2 倍[1]，具有良好的力學特性。 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對于竹材的應用，以中低緯度地區技術最為純熟，而隨著經濟社會的發展， 我國對于竹材綠色建筑的研究與應用也在穩步推進。 文中通過分析中低緯度各國在進行綠色建筑設計時對于竹材的應用， 汲取其中的經驗教訓，服務于新時期綠色建筑發展。

1 低緯度地區竹材綠色建筑

低緯度地區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， 進行了大量與當地自然、社會條件相適應的建筑實踐。

哥倫比亞建筑師西蒙·維列是低技術生態建筑的代表人物之一,尤其擅長用竹子。 西蒙·維列發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作用， 他的設計基于當地自然氣候條件和經濟發展水平，當地氣候炎熱，因此可以較少考慮建筑圍護結構保溫性能， 可以通過創造開敞的建筑空間進行自然通風，從而達到節能環保的目的。

越南建筑師武重義尤為擅長用竹材進行建筑設計。 其作品絕大多數是由竹子搭建而成。 以上海世博園越南館為例， 雖然項目地點位于中國上海，但為了傳播越南的建筑文化，再加上該建筑為臨時建筑，建筑形式仍然體現了對越南濕熱環境的適應性。武重義充分發揮竹的韌性創造了類似于“傘狀”“拱狀” 的建筑形態， 使得建筑的底層通風格外順暢， 自然通風過程節約了機械通風的能源損耗；此外， 拱形的結構用于創造具有波浪感的外表皮形態，這一做法也減少了建筑的得熱[2]，對于綠色建筑能源優化有很強的借鑒意義。

由此可見，低緯度濕熱地區運用竹材進行綠色建筑設計不僅具有得天獨厚的原材料優勢，還能通過將竹綁扎成竹形成底層架空為建筑自然通風創造有利條件，這毫無疑問是熱帶城市生態可持續發展的長久之策。

2 中緯度地區竹材綠色建筑

由于竹的生長有較強的氣候適應性， 其在中緯度地區尤其是溫帶地區同樣具有廣泛的分布。 其中德國、日本作為發達國家具有豐厚的竹材建筑建設經驗。

德國的Anna Heringer 建筑事務所擅長運用竹材進行建筑創作。 該事務所受邀參加2016年在浙江龍泉舉辦的首屆“國際竹建筑雙年展”，該事務所的建筑設計采用了將竹材應用于建筑外圍，將夯土應用于建筑主結構[3]，完成了中緯度氣候適應性更強的綠色建筑設計。 不僅如此，還通過結合其他綠色建筑相關材料、技術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常在其建筑創作中使用竹材。日本是一個多地震的國家，竹材以其極佳的強度和韌性成為綠色建筑的理想材料，隈研吾的建筑設計秉承其“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， 主動融入周圍環境，并將人體舒適度作為設計的出發點。 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，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，還節約了生產成本和運輸成本，成為建筑與環境和諧共生的必要手段。這與東方傳統哲學中尊重自然、敬畏自然的觀念一脈相承。

由此可見， 中緯度地區由于氣候相對寒冷，單用竹材兼做承重結構和維護結構的建筑做法并不現實， 而是通過將竹材與其他可再生建材結合，發揮各自的材料特性。 在這個過程中，竹材即便有時僅僅作為裝飾材料，也能起到遮陽等節能功效。

3 中國竹材綠色建筑

在我國，許多當代建筑師也以竹材為建筑材料進行了大量建筑實踐。 王澍在2010年上海世博會滕頭館中將竹材應用于建筑立面、扶手，以竹這種建筑的可持續屬性呼應上海世博會“城市，讓生活更美好”的主題；研筑舍建筑事務所的建筑師楊保新設計了“竹園”“竹屋”“竹廊”等一系列綠色建筑，其總結出的將竹材應用于既有建筑改造的設計思路不僅符合綠色建筑的生態可持續原則， 還有輕質、低價、可操作性強等優點。

郝琳設計的安吉竹創中心為全國首個與竹產學研的創新機制相關的低碳生態環保的技能培訓和社區中心，以竹建造為核心進行生態設計與營建。 項目所在的安吉縣商品竹年產量達到1 200 萬支被稱為“中國竹鄉”，這為建筑就地取材創造了條件。 建筑的總體布局將室外的竹林、沼氣池、生態農場等與室內的草藥園、生態廁所等相結合，試圖構建建筑的自循環系統，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系統的物質循環；在構造層面，竹的運用更因其可持續性成為方案亮點如圖1 所示， 房間吊頂采用2×4 層壓復合竹結構，建筑地面和家具也由竹材制作，充分發揮其輕質、環保的材料特性。

圖1 安吉竹創中心構造分析

4 結語

通過對國內外竹材建筑的分析得知，對于一個優秀的竹材建筑，綠色建筑的理念應當滲透于設計的每個環節，從建筑的總體布局、流線組織到構造措施，都應當以創造綠色、宜居的建筑環境為宗旨。這不僅要求建筑師對竹材的美學價值有充分認識和掌握，還應使其生態價值得以彰顯。

而即便同樣是對竹材的節能特性的利用，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展方向，這又需要建筑師通過因地制宜地實踐竹材的應用方式，不斷推動綠色建筑技術與方法的進步。