竹子在食品、房屋、家具等許多領(lǐng)域的應(yīng)用歷史悠久。在許多國(guó)家,竹子以多種方式得以巧妙利用,一生都可為人類服務(wù)。竹子是房屋建造和其它結(jié)構(gòu)古老的建筑材料之一。作為品質(zhì)優(yōu)良的建筑材料,竹子比較便宜,且容易加工,可以在許多產(chǎn)竹國(guó)得到。
近年來(lái),竹子作為房屋建筑材料的重要性逐漸得到人們的關(guān)注。在亞洲,許多低收入家庭利用竹子搭建房屋構(gòu)架。即便使用其它材料,竹子也是建筑單元的主要組成部分。與許多無(wú)家可歸的人們所使用的塑料、木材和石頭等材料建造的房屋相比,廉價(jià)的竹建筑是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠而不失安全性的選擇。許多竹房屋用處理過(guò)或天然的竹材來(lái)建造,必要時(shí)輔以木材、泥漿、磚塊及混凝土等其它材料,以建造不同風(fēng)格的房屋,并增加其耐用性。
建筑材料的全球性緊缺是十分令人擔(dān)憂的問(wèn)題,特別在發(fā)展中國(guó)家。木材及其他傳統(tǒng)建筑材料的短缺及相應(yīng)的價(jià)格上漲使以竹為原料的房屋建筑數(shù)量不斷增加。僅亞洲地區(qū)每年就需要75萬(wàn)套新建住房來(lái)滿足新增人口和舊房更新的需求。1993年至1998年,菲律賓廉價(jià)住房的需求為380萬(wàn)套(Rebong,1995)
竹建筑的必要性
可支付能力:竹建筑技術(shù)重要的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉但不降低建筑質(zhì)量,而且經(jīng)久耐用,占用空間少。此外,竹材利用也是彌補(bǔ)資源總量不足的可行性選擇。
就業(yè)機(jī)會(huì):竹房屋的建造和應(yīng)用為一部分人提供了就業(yè)機(jī)會(huì),與此同時(shí)增加的就業(yè)還有,竹林種植、收割、粗加工、運(yùn)輸以及銷售等環(huán)節(jié)。
靈活性:竹建筑的設(shè)計(jì)和建造更具靈活性,優(yōu)點(diǎn)之一就是能夠通過(guò)更換損壞部分而得到經(jīng)常性的維護(hù)。而且,傳統(tǒng)技術(shù)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用則竹子的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù):竹建筑的技術(shù)要求不高。大多數(shù)竹房屋的建造基于當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)水平,無(wú)需高技術(shù)的指導(dǎo)。竹子的多功能性為經(jīng)濟(jì)型乃至建筑提供了豐富的技術(shù)選擇,而且,竹建筑比較容易與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合使用。
安全性:由于質(zhì)量輕、彈性好,竹子的抗震功能非常突出。據(jù)報(bào)道(Gutierez,1998),在哥斯達(dá)黎加的7.6級(jí)地震中,位于震中的30座竹房屋保存完好,而周邊許多混凝土房屋和旅館難逃一劫,全部倒塌。
舒適性:熱帶農(nóng)區(qū)夏季氣溫很高,人們更愿意生活在竹房屋。中國(guó)南方,特別是云南南部地區(qū),人們至今仍然喜歡建造竹樓來(lái)避暑,享受竹樓的涼爽(Shensue and Qisheng, 1998)。
原料獲?。褐裨显诋a(chǎn)竹國(guó)可容易得到。根據(jù)哥斯達(dá)黎加人的計(jì)算,每年只需70公傾的竹林就可建造竹房屋1000座。如果以木材為原料,需要砍伐600公頃天然林。
適應(yīng)性:長(zhǎng)期以來(lái),竹子以一種或多種形式得到廣泛利用,因此對(duì)人們而言,竹建筑并不是一件新鮮事物,而且通過(guò)自助方式建造竹房屋,可使竹建筑與人們之間的關(guān)系得到發(fā)展。
建造速度快:竹房屋只需很短的時(shí)間即可安裝完成。這種效率對(duì)自然災(zāi)害救助、快速減少傷亡或或恢復(fù)災(zāi)區(qū)人民生活非常重要。據(jù)厄瓜多爾Viviendas del Hogar de Cristo(VHC)的數(shù)據(jù),一座竹房屋可在4-5小時(shí)內(nèi)完成。
耐用性:經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理的竹材使用壽命可達(dá)30年之久,而且,竹材種類的精心選擇、防腐處理、輔助材料的使用以及老化或損壞部分的定期更換等等都能增加竹房屋的耐用性。對(duì)竹材的皺縮和預(yù)處理可增加竹建筑的耐用性和抗損壞性能,這種竹材已得到廣泛應(yīng)用。
環(huán)境效益:環(huán)境效益是近年來(lái)的主要考慮因素。建筑項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)盡量利用當(dāng)?shù)氐脑牧?,采用?jié)能型的設(shè)計(jì),而且建筑材料本身不應(yīng)對(duì)人體和環(huán)境造成危害,此外,勞動(dòng)密集型技術(shù)可以安排更多的勞動(dòng)力(UNEP,nd)。事實(shí)證明,惟有竹子能夠大程度地滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。與混凝土、鋼材和原木分別為240,500和80 MJ/m3 per n/mm2的要求相比,竹子僅為30 MJ/m3 per n/mm2(TUE網(wǎng)站)。研究表明:相同面積的建筑,竹子與混凝土的能耗比為1:8。與鋼材鐵相比,相同過(guò)程中竹子的能耗僅為鋼材的1/50(Roach 1996)。
限制森林砍伐:在熱帶地區(qū)的許多發(fā)展中國(guó)家,農(nóng)村住房仍然主要取材于木材、茅草等林產(chǎn)品。森林資源的過(guò)分消耗和樹(shù)木成熟的季節(jié)周期性造成木材原料的嚴(yán)重不足,而且,因?yàn)榻ㄔ熳》?,一些?guó)家的木材資源已面臨枯竭。由此,竹子便成為替代木材的切實(shí)可行的選擇。自然災(zāi)害發(fā)生時(shí),發(fā)展中國(guó)家的通常做法是砍伐附近的森林以建造臨時(shí)住所,這種行為既不經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保。竹子可以作為木材的替代材料用于臨時(shí)住所的搭建,以減少對(duì)森林無(wú)節(jié)制的砍伐,保護(hù)環(huán)境。
可持續(xù)性:社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)性是當(dāng)前發(fā)展領(lǐng)域中日益重要的的問(wèn)題。 竹子本身所具備的特點(diǎn)符合可持續(xù)性發(fā)展的所有指標(biāo)。竹子在2至3年即可成材,而木材至少需要25年。竹子是世界上生長(zhǎng)很快的植物,替代木材指日可待,只需利用當(dāng)?shù)氐闹饕牧虾凸ぞ呔妥阋越ㄔ旌?jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的竹房屋。
竹子特性--建筑方面的優(yōu)勢(shì)
竹子的機(jī)械性能因竹子種類、年齡、氣候因素、含水率和竹莖高度的不同而有所不同。竹子密度一般在500-800千克/立方米之間。竹子具有很高的強(qiáng)度,尤其抗拉強(qiáng)度。研究表明:竹子強(qiáng)度與木材不相上下,有的竹種強(qiáng)度甚至超過(guò)Shorea robusta和 Tectona grandis(Sattar, 1995)。據(jù)報(bào)道,竹子強(qiáng)度的增長(zhǎng)主要出現(xiàn)在3至4年時(shí),此后強(qiáng)度逐漸減少。因此,根據(jù)竹子的密度和強(qiáng)度,普遍認(rèn)為竹子的成熟期為3-4年生。竹子的主要機(jī)械性能如下((Purwito 1998):
抗拉強(qiáng)度:1000 - 4000千克/平方厘米
抗壓強(qiáng)度: 250 - 1000千克/平方厘米
彎曲強(qiáng)度:700 - 3000千克/平方厘米
彈性系數(shù):100000 - 300000千克/立方厘米
值得注意的是:竹子在彎曲強(qiáng)度方面的不足在一定程度上也是一種優(yōu)點(diǎn)。由于竹子纖維的強(qiáng)度較高,如果超過(guò)彎曲強(qiáng)度,次開(kāi)裂時(shí)并不會(huì)象木材一樣徹底折斷。這種特性為維修或更換竹建筑的損壞部分提供了可能性。而且相對(duì)于木材,竹子的彈性能夠抗震竹建筑中得以更好的體現(xiàn),這已經(jīng)在在幾座小型竹建筑中得到證明。竹子相對(duì)于木材的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于沒(méi)有輻射,而射線本身會(huì)削弱竹材的機(jī)械性能,因此竹材比木材更容易剪切。
竹建筑項(xiàng)目需要考慮的主要問(wèn)題
項(xiàng)目資源:豐富的竹資源是實(shí)施低成本竹建筑項(xiàng)目的必備條件。天然蓄積量是能夠成功種植并且存貯原材料的保證。根據(jù)竹資源清查和年采伐量限額的計(jì)算,可以預(yù)測(cè)可收獲的竹材數(shù)量,并制定相應(yīng)的竹子管理計(jì)劃。
項(xiàng)目對(duì)象:項(xiàng)目實(shí)施需要考慮服務(wù)對(duì)象的興趣和經(jīng)濟(jì)條件。比如,在開(kāi)放的林區(qū),人們可以獲得足夠的木材,就無(wú)需關(guān)注竹材利用。相對(duì)來(lái)講,竹建筑項(xiàng)目在比較貧困而且沒(méi)有資源可供選擇或無(wú)法建造住所的社區(qū)成功實(shí)施的可能性更大。如果人們已經(jīng)使用了竹子,具體工作就更容易開(kāi)展。
項(xiàng)目成本:竹建筑成本也是必須考慮的重要問(wèn)題之一。竹房屋的成本由竹建筑的規(guī)模、竹材處理、設(shè)計(jì)、施工及其它材料的使用等因素構(gòu)成。因此,還必須了解社區(qū)對(duì)竹房屋的購(gòu)買能力以及政府支付的補(bǔ)助額度,以便做出合理的竹房屋設(shè)計(jì)。