绿色建材始于“竹”下——对我国竹结构建筑产业发展前景的思考

钢材、混凝土等建筑材料的生产需耗费大量资源和能源，绿色建筑材料的紧缺令全世界头疼。尤其在我国，随着“禁伐”天然林等一系列林业政策的调整，木材资源紧缺的问题日益突显。因此，节能、环保、健康的竹建筑材料已逐步成为建筑市场的新宠。但大多数人并不知道，竹材料如何替代传统钢筋水泥来建房子？竹结构房屋的抗震及火灾安全性能如何？除了搭建房屋，竹结构加工技术还有哪些创新应用？

4月12日，在第二届中国竹藤资源利用学术研讨会上，来自竹藤资源培育和加工利用领域的专家学者，围绕上述问题共同探讨了竹结构建筑产业发展所面临的问题、机遇与挑战。

抗震环保造价低

在低碳风潮的引领下，竹建材正成为大众眼中的“低碳”明星，引起整个产业链厂商的广泛关注。在加工技术持续改进，一系列实际案例推出，以及相关国家标准制定与发布等多个因素的共同影响下，竹建材正逐步成为建筑市场的新宠。

关于竹结构房屋的优势，国际竹藤中心常务副主任费本华认为，我国竹资源丰富，且竹子生长快、强度高、韧性好，具有一次栽培，永续利用的特点，是制造工程材料的理想原料；竹结构房屋具有抗震、保温隔热，居住舒适等特点；更重要的是，以竹材为建筑材料，其生产过程清洁，能耗低，对环境造成的负荷较小。有数据显示，竹材的二氧化碳吸收量是普通树木的4倍，还具有木材加工过程中可车、可铣、可雕的工艺性能；当建筑面积相同时，竹材与混凝土的能耗比为1∶8，与钢材的能耗比为1∶50。

中国林学会竹藤资源利用分会副主任委员、西南林业大学教授王慷林在演讲时介绍，竹子是世界上生长最快的植物，2年—5年即可成材，被砍伐后还可以再生。在建筑领域，竹结构建筑的性价比是非常高的。据统计，竹房屋比普通材料住宅便宜20%，而且，竹建筑的技术要求不高，抗震功能却非常突出。据报道，在哥斯达黎加的7.6级地震中，位于震中的30座竹房屋保存完好，而周边许多混凝土房屋却倒塌了。

竹房屋抗震的秘密在哪里？中国工程院院士、南京林业大学教授张齐生说，竹材具有一定的变形能力，所以在地震中不会像砖瓦房那样一起坍塌；同时，竹材相对来说比较轻，即使倒下来也不会造成毁灭性的伤害。竹结构建筑以其优越的居住性能和生态效益，掀起了一股竹建材热浪。

初级单一无人识

“竹子虽好，但真能代替坚硬的钢筋混凝土？”不少嘉宾对竹结构房屋的坚固程度提出质疑。相关专家认为，经实验表明，竹子的顺纤维抗拉、抗压强度分别达170MPa和60MPa，其比强度和比刚度均高于钢材，以我国现有技术手段，可用竹子盖到10层高楼。可见，技术已不是问题，难点是人们的观念。

虽然如此，竹结构房屋建筑所面临的难题也是不可小觑的。费本华就此提出了自己的担忧：一是缺乏竹质结构材料安全性能评价方法，以及系统的强度和耐久性数据支撑；二是缺少竹质结构建筑的建设规范，以及住建部等相关部门的认可和政策鼓励；三是全竹结构单体房屋建造成本偏高，建造形式和应用市场需要开拓；四是宣传不够，人们对竹质建筑房屋优点的认识程度较低。

王慷林也提到了原竹的局限性：第一，原竹的几何形状单一，造成建筑形式单调；第二，竹子的直径小，壁薄中空，尖削度大，大多数木材加工设计和技术在竹材加工中不能直接应用，因此千百年来竹子长期停留在原竹利用和手工编织农具、用具等初级利用阶段，影响了竹材的工业化利用；第三，竹材料节点十分复杂，往往造成连接不可靠或连接不牢固，严重影响建筑物的舒适度；第四，竹子有很大的差异，原竹存在严重的各向异性，且横向强度极低，所以原竹利用是需要很多条件的；第五，在未经处理的条件下，竹材容易虫蛀、腐蚀和霉变等。

产学研销一体化

现代竹结构建筑将使用原竹、竹材、竹集成材、竹地板、竹重组材等各种结构和装饰用材，是应用竹质材料量最大、种类最多的开发项目。竹结构建筑的发展可以作为竹产业发展的龙头，带动许多相关竹加工业的发展，并能促进竹子种植的同步发展，从而形成“产学研销”的良性循环产业链。因此，不断扩大竹建材的应用范围，是竹类资源开发利用的战略任务之一。

针对竹结构建筑成长过程中遇到的挑战以及今后的发展前景，费本华认为：加大新技术、新工艺、新产品和新设备的研究和开发力度是当务之急。轻质高强的竹材屋架是一种经济、可靠、环保的结构体系。比如轻型竹结构住宅，它在北美轻型木结构基础上提高了模块化设计,增加了工厂预制加工量,以减少现场施工量,并以平台式施工加快安装速度；竹材等有机材料易受到白蚁等昆虫的侵蚀，传统的办法是利用化学药物隔离带，但是为了保护环境，现在使用者用隔离罩封闭建筑物来进行高温熏蒸防虫。

大力发展适用于我国国情的竹质结构房屋设计与技术，最有代表性的是“竹钢”，“竹钢”采用纯天然慈竹经酚醛树脂热压胶合而成，具有高强度、低碳环保、高耐候性、阻燃、净化空气、使用寿命长等特点，可广泛应用于房屋建筑、室内外装饰以及高档家具，是“以竹代木、以竹代钢”的最佳产品。

在竹子建筑中，连接部分是竹结构的另一个难点。榫卯和捆扎等传统技术效率较低，且不稳固；一种新技术——螺旋水泥连接法，在螺旋节点之间填充固化水泥，可以增大竹子建筑的跨度。

此外，还要提高竹质结构材和竹结构建筑构件加工的工业化和机械化程度；争取国家的鼓励政策，引导竹质建筑产业持续健康发展；加强相关行业部门的沟通与协调，规范产品，加大竹质建筑的推广和宣传；开展科技研发人才培养以及建筑工程技术人员培训工作等。

作为最古老的建筑材料之一，竹材来源广泛、价格低廉、加工容易，是一种集力学和美学等多方面优势为一体的环境友好型工程材料。全方位开展现代竹结构建筑研究工作，有助于推动建筑业的绿色、低碳发展，具有重要的社会、经济和环境效益。(作者：刘露霏迟诚)