1概況竹子在食品、房屋、家具等許多領域的應用歷史悠久。在許多國家，竹子以多種方式得以巧妙利用，一生都可為人類服務。竹子是房屋建造最古老的建筑材料之一，作為品質優(yōu)良的建筑材料，竹子比較便宜，且容易加工。近年來，竹子作為房屋建筑材料的重要性逐漸得到人們的關注。在亞洲，許多低收入家庭利用竹子搭建房屋構架，即便使用其它材料，竹子也是建筑單元的主要組成部分。其可以制成房屋的屋頂桁架、檁子、椽子、柱子、地板、墻體、門窗等各種部分，有時為了隔聲的需要可以結合水泥、石膏等材料。竹子建筑除了環(huán)保外，還具有造價低、便于安裝的優(yōu)點(見圖5、6)。在中國和日本的文化中，竹子具有重要的地位。
竹子剛勁、清新、生機盎然、蓬勃向上的特點被看作是做人的重要品質，因此，竹子在建筑、家具及日用品中更多的體現其文化涵義。在東南亞，竹子幾乎覆蓋了泰國、印尼的鄉(xiāng)間和很多太平洋小島，孟加拉國90％的農村房屋都是用竹子建造的；在南美洲，本土適合建造用的竹子Guadua建成的房屋很受歡迎，在哥倫比亞的安第斯山地區(qū)，竹子被用來建造結構柱或者劈裂制成板條，用來覆蓋在墻體表面、天花板和地板上，大多數的竹子還被用作腳手架或者混凝土的模板∞j。
2我國的傳統(tǒng)竹子建筑我國在2 000多年前，竹子就已用于民間房屋的建造，迄今南方各省仍多采用竹子建造一些半永久性或臨時性的房屋、棚舍等。竹子在江南民居建筑中一般做夯土墻的骨料使用，可以使夯土墻更加堅固耐用，也可以把竹子剖成長條編成竹笆作為圍墻、外墻，竹子還可以編織成窗間墻的防護網、護墻板或者做成框釘竹條用作護窗板b]。
在云南，傣家竹樓屬熱帶雨林竹樓形式，包括德宏、景頗、西雙版納一帶。傣族民居以木柱承重，四周圍竹墻，為了通風和防潮，房屋整個架空。竹構架歇山頂，坡度很大，屋面覆以小平瓦或排草。濕熱帶的太陽眩光很強，所以墻體不能開窗，但又要保證通風。竹編的墻透光柔和，既排除了眩光又可以通風Mj。景頗族的竹樓是長脊短檐、架空低矮的干欄式建筑，竹樓的架空高度很低，一般距地面約50cm，高的也不超過l m，竹屋兩側的竹編墻體上部略向外傾，覆蓋脊長而檐短的倒梯形雙坡屋頂o¨。
從結構上看，景頗民居采用的是縱向承重構架。三列縱向設立的竹子可依家庭大小延長擴展，柱與柱之間無橫向的聯(lián)系構件。另外，承重的柱子與架空層、居住層、圍護的墻體三者之間也是相互獨立、自成一體的，4．3現代竹子建筑現代竹子建筑根據不同的需求，主要分為3類。
一是廉價的實用房屋，主要針對解決貧困地區(qū)的居住問題，這類住宅建筑以低造價為前提，對技術的要求低對竹材的需求量很大。如東南亞的大部分地區(qū)以及南美的一些國家，目前仍然有大量竹制房屋。二是臨時性建筑，如用于臨時展覽或休憩用的竹屋，這類建筑要求建造快捷、拆裝方便、且造型精美。具有代表性的例子就是由哥倫比亞建筑師西蒙·韋雷(Simon velez)為漢諾威世博會主持設計的zERI廳，以及建于哥倫比亞，由Jorg sta姍設計的跨度約為45 m的竹橋(見圖9)。在我國的臺灣南部，使用竹子也有很悠久的歷史，隨著時代的發(fā)展，又把竹子靈活地應用于現代房屋中，例如竹子建造的公廁(見圖10)、辦公室等。三是比較奢侈的別墅、茶室等。這類建筑追求的是竹子所體現的頎長挺拔以及樸素內斂之美，建筑構件精致考究，造價較高，但隨著技術的發(fā)展和人們對精神美的更高追求，這類高品質的竹子建筑的發(fā)展空間也是很大的。典型例子是隈研吾設計的位于長城腳下的公社竹屋。隈研吾之所以選擇竹子為材料，如他自己所說，“既然它在中國與日本文化中具有獨特涵養(yǎng)，我們盡可能使用竹子”。
這充分體現了竹子在中國和日本文化中的重要地位。竹子排布的密度與直徑，提供了各種不同的空間分割，利用這些特性，隈研吾設計了一面竹墻，就像長城一樣沿著基地斜面的一層竹子，將長城的特質運用到居住行為上。這樣一來房子被稱作“墻”而非“房屋”(4．4竹構件的連接竹子自身具有很多優(yōu)點，如前面已經提到的，它是一種便宜，生長迅速的植物，其優(yōu)越的物理性能使圖10外掛竹墻公廁圖11隈研吾設計的竹屋之成為很好的建筑材料。但是在竹子建筑中，連接部分是竹結構的一個難點。因為竹子本身是圓筒形的，圓形的交接在節(jié)點處比較困難；另外竹纖維是縱向生長的，這樣竹子很容易在縱向破裂；竹子表面很光滑而且堅硬，捆綁材料很難固定住。目前常用的一些連接竹結構的方法可以比較好的解決這一難題。
1)捆綁連接法捆綁連接法是最常見的連接方法，用傳統(tǒng)的自然植物連接，如椰子的纖維、棕櫚葉、樹的內皮和竹藤等。捆綁之前將藤條在水中浸泡一下，藤條在干燥后會收縮變緊，從而捆綁的更牢固。橫梁末端和綁帶起到了傳遞受力的作用，如果捆綁得不夠緊，橫梁很可能會在孔洞里裂開。
2)榫卯(螺栓)連接法具有次級連接元素的構件經常用于與繩索的上下連接。在這種連接方法中，作為螺栓的構件負責傳遞拉力與壓力。在木構件中，這種連接由榫卯來完成。金屬螺釘是穿孔材料，如果竹材不夠新鮮，竹子就很容易被楔形的螺釘劈裂，因此要選用砍伐后不久的竹材穿孔，另外穿孔不能太靠近竹子的端部，否則竹子會很容易裂開4．5實例分析——zE砒廳1)背景哥倫比亞的建筑師西蒙·韋雷致力于竹建筑的研究已經很多年，是這方面的專家。他設計了大量優(yōu)秀的竹子建筑，這些作品包括住宅、觀光塔、鄉(xiāng)村俱樂部甚至馬廄。
zERI廳是西蒙·韋雷為了2000年漢諾威世博會而設計的，它代表了(Zem Ernissions Research&Initiatives，zERI)的宗旨——可持續(xù)發(fā)展，另一個目的是為了推動竹子在南美洲作為建筑材料的應用。
該建筑的建筑面積2 150 m!，其中地面1 650 m2，一層的展廳500 m2(見圖14～16)。
轉自:http://www.21ks.net
2)方案zERI廳為圓形架構建筑，主要靜力結構的構成單元由2個斜柱及其支撐的2個懸臂梁組成。在這個圓形放射狀平面上每個軸線上有2個支撐橫梁，橫梁在最高處形成1個圓環(huán)。lO對上述的基本結構單元按照圓形規(guī)律布置，構架上還有一些為了減少跨度而設置的支撐結構。支撐結構不把荷載直接圖14 zElu廳外觀圖15框架示意圖16受力示意傳遞到斜柱上，而是將荷載轉化成柱與柱之間的相互擠壓。為了避免斜柱折斷，減少斜柱的長度，在整個建筑的中間高度位置加入了旋轉展廳。
該建筑屋頂呈lO邊形，向外懸挑7 m。屋頂平面的直徑為40 m，屋脊處高度為14．5 m，屋面排水槽處高度為7 m。屋面材料為9 mm厚的瓷磚貼面，由竹子加固，下鋪3 cm的水泥砂漿。砂漿和下面鋪的金屬卷材一起將屋頂的荷載傳遞到椽子上，椽子之間的距離較近，由它們將荷載向下傳遞給梁和柱(見圖17、18)。
外圈的斜柱由6根圓木綁成，里圈的由4根綁成，它們是由紐紋條和扁鋼連接的。不論里圈還是外圈，斜柱只有2棵圓木直接與基礎接觸，其它的圓木都是用來增加硬度和彈性的。里圈的斜柱下部是圓型基座，外圈的斜柱下接單個的基座，由基礎梁相互連接。
3)連接方法①A型——水泥砂漿埋螺紋桿從內部打穿豎向竹子2～3個柱子節(jié)兒，插入螺紋桿，再從外注入水泥砂漿將其固定。橫向竹子在垂直方向打一個穿孑L，串在螺紋桿上。螺紋桿伸出來的末端，至少要有一個螺母和圈墊擰在上面，最后在向橫向竹子注入水泥砂漿。
②B型——鋼條螺栓，水泥固定首先把橫向放置的竹子豎向打孔，螺紋桿從這些孔中拉出來。第2根垂直放置的竹子外側固定了鋼條，鋼條繞過橫向竹子，擰在剛才拉出來垂直螺紋桿上。鋼條像根皮帶將2根竹子拉在一起。橫向竹子上被鋼條搭上的那節(jié)必須灌入水泥砂漿，否則鋼條一緊，竹子就會被勒劈。
③2種連接方式的評估根據FMPA斯圖加特(一家專門測試材料的機構)的實驗，A型連接基本沒有什么錯位，在螺紋桿連接處連接竹子的時候，曾出現竹子破裂。最大的荷載為70 kN。B型連接有1．5 mm的錯位，不過可以承受140 kN，是上一種的2倍之多。竹子的破裂發(fā)生在給鋼條鑿孔和對竹子進行切割的時候。
6局限及解決辦法1)壽命有些竹子的淀粉含量比較高，在收割后很快就會被昆蟲和霉菌侵蝕，破壞了竹子的強度和聯(lián)接。
在熱帶雨林中，沒有經過防腐處理的竹子建筑的預期壽命是3．5年，很少有壽命超過15年的，因此整個建筑每隔一定時間就要重建。
解決辦法：一種傳統(tǒng)的辦法是將竹子烘烤晾干后，快速的用煙熏一下，利用煙里面的木餾油在竹子表面形成一層保護膜，這樣就可以起到很好的防蛀作用。還有一種方法是在竹子外表面涂上一層熟石灰，這樣可以防止?jié)駳鉂B入，也可以防止霉菌的腐蝕。在印度尼西亞還有一種傳統(tǒng)的辦法就是在竹子涂上焦油后再包一層沙子，待晾干后再刷石灰。
2)連接盡管一些傳統(tǒng)的方法，諸如榫卯和捆扎技術已經使用了上千年。但是這種固定方法的效率并不高，在一定范圍內會有移動。由于竹子會隨季節(jié)性的濕氣變化而膨脹，膨脹率達到直徑的6％，長度也會相應縮小，從而使連接處變松弛。
解決辦法：西蒙-韋雷設計了一種連接法，即上面提到的螺栓水泥連接法。由于螺栓是一種力量集中型的連接構件，所以定在竹片容易引起竹子的開裂，這種方法是在螺栓節(jié)點之間填充固化水泥。有了這種連接法，可以增大竹子建筑的跨度。
3)缺乏設計指導和規(guī)范社會上存在一種普遍的觀念，就是竹子是窮人的建筑材料，竹子建筑被看作是臨時的避難所。這種觀念導致竹子這種生態(tài)建筑材料的價值長期被忽視了。除了傳統(tǒng)的建造方法外，現代只有極少數建筑師致力于竹子的研究和開發(fā)。因而在竹建筑的設計方面缺乏相應的指導和規(guī)范，在通常情況下，專業(yè)建筑師在選材時就很少考慮竹材。
5 結語
通過以上對竹子的介紹可知，竹子在我國作為建筑材料被開發(fā)是切實可行的。目前國內發(fā)展迅速，大規(guī)模的城鎮(zhèn)建設消耗了大量能源，也給環(huán)境帶來了破壞。以可持續(xù)發(fā)展為方針，針對我國國情、建設采用“就地取材”和“低技術”的理念是必要的。我國的竹類資源十分豐富，使用竹子已有幾千年的歷史，從樂器、家具到古老的“火箭”、造紙、造船、造橋、建造房屋，竹子幾乎可以涉及到各個領域。但是人們的傳統(tǒng)觀念認為以竹子為材料代表了貧窮和落后，這種錯誤的認識導致了對竹子的利用只停留在傳統(tǒng)的方法上，技術落后、產品單一，沒有更好的挖掘竹子的價值。
要開發(fā)竹建筑項目，首先要考慮項目實施的對象。比如在開放的林區(qū)和生產石材的地區(qū)，人們可以獲得足夠的木材和石材，就無需關注竹材的利用。
相對來講，竹建筑項目在比較貧困且沒有資源可供選擇的地區(qū)成功實施的可能性更大。如果當地人們已經使用了竹子，那么工作就更容易開展。豐富的竹資源是實施低成本的首要前提，根據竹資源清查和年采伐量限額的計算，可以預測可收獲的竹材數量，并制定相應的竹子管理計劃。另外一個要考慮的問題是項目成本，竹屋的成本由竹建筑的規(guī)模、竹材處理、設計、施工及其它材料的使用等因素構成。
因此，要根據使用者的支付能力來做出合理的房屋設計。
在今后，國內應該多關注竹子這種生態(tài)建筑材料的應用，應該有更多的建筑師從事這方面的研究和實踐，引進國外先進經驗，結合當地實際情況，建造出經濟耐用舒適的竹建筑。當然，政府的優(yōu)惠政策對竹建筑地推廣也十分重要，如果得到政府住房政策的鼓勵或認可，大規(guī)模的竹建筑項目就有可能順利實施。有關為貧困人口建造住房提供補助的政策環(huán)境是項目成功實施的重要條件，包括制定建房補助政策、對建房用地、資金及廉價建材等審批條件的放寬等。有了建筑師的努力和嘗試及政府的支持，相信這種低造價、低技術、無污染的生態(tài)建筑必將在建設和應用中體現出它的優(yōu)越性。
