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园林建筑竹材的使用分析

　　在当前我国资源日益紧张的情况下，科学、合理与适度地开发利用竹材资源具有十分重要的现实意义。
　　1竹材的材性
　　密度与普通木材相比，竹材干湿伸缩和体积变化很小，纵向收缩率比横向小，上部收缩率比下部小且逐节递减。竹材的比重和密度因品种和竹龄而异。竹竿的比重与其长度成正比，通常大致在～，平均值约为。主要经济竹种的密度在～，最大密度为，最小密度为。一般来说，密度大的竹种竹材硬度大、抗压强度高、弹性小，而密度小的竹材硬度小、抗压强度低、弹性大。
　　强度竹材虽然质量轻，但强度大，其强度因种类而不同，即使同一种品种也会由于出产地区、生长地点和生长年限而不同。以我国多产的毛竹为例，经试验抗拉强度一般达，抗压强度，抗弯强度。弹性模量一般可达，而竹管的抗压强度上部为，中部，下部，平均。内侧抗弯强度，外侧抗弯强度［1］。竹材抗拉抗压强度明显优于木材，其静弯曲强度、抗拉强度、弹性模量及硬度等约为一般木材的2倍［1］。如果对竹材进行适当的补强耐久处理，其强度还会有很大提高。
　　2竹材在园林建筑中的应用
　　目前，在中国的结构规范中只有木结构规范，还没有独立的竹结构规范，能够参考的只有一些国内外建筑师和结构师的试验性规范。由于此前相关研究少，竹材园林建筑的类型、结构以及施工工艺并不为广大设计者熟知。在参考我国一些园林竹材建筑实践经验和国内外有关资料文献基础上现对竹材在园林建筑工程上的不同用途进行分类叙述。
　　基础大圆竹抗压强度高，可作土建基础用柱或混凝土板基础柱，在园林建筑上一般用于1层或2层楼房。可根据实际需要将多根小径圆竹捆扎成柱，经防腐处理后埋入土中，以替代混凝土柱。未经防腐处理的竹材在土中极易腐烂，通常先进行防腐处理或将圆竹埋入混凝土等气密性好的材料中配合使用，以延长其使用年限。竹柱宜选择干湿度和直径一致、肉厚节短的竹子，以获得最大的抗压强度。
　　建筑框架我国多用毛竹绑缚成捆来作园林建筑框架，主要由圆竹或长竹片组成，用竹蔑、麻绳或铁丝等材料捆扎成束。为了增强刚性，多竹木混用。由于竹材的尺寸和间距等原因，竹建筑框架刚性较小，不如木结构，但其抗侧剪力和回弹性能优越，抗震能力强，特别适用于地震地区。例如，在四川广元市北街小学由湖南大学捐资生产的20套竹结构安全教室已经安装成型，深受震区人民喜爱。
　　脚手架以竹材作为园林建筑施工用的脚手架十分常见。竹脚手架依据建筑物的形态可随意调整和扩展，其关键在于它依附于建筑的基本构架。有了这种支撑构架，竹脚手架在竖向上就有扩展的余地。其构造形式一般采用双排竹竿，用麻绳或铁丝等绑扎，主要由立杆、斜杆、顶撑和大杆组成，每层横向作脚手板以利交通。竹脚手架多用于园林建筑外墙施工，也可用于民房和临时建筑等。其造价低廉、抗风能力强，但由于竹材径级尺寸的变异性较大，不适用于高层。现在部分建筑施工管理部门已经规定竹脚手架只允许用于5层以下房屋的施工。
　　模板1)竹木模板将竹片钉于框架上，成型后浇筑。竹片一般先钻孔后钉钉以避免劈裂。该法施工工艺简单，造价低廉，但施工后的混凝土表面不平整。2)竹席模板用表面刷过脱模剂或树脂膜纸贴面的竹席或竹帘连接在模板框架上。竹席或竹帘通过浸胶、风干、高压、热处理等程序工艺制成。这种模板比钢模板和普通胶合板模板质量轻、造价低，拆装方便快捷，具有耐热、不易变形等优点。
　　地面材料1)原竹地板直接用圆竹、半回圆竹或竹片平铺地面，两端和中间用竹篾、竹片或金属相联固定。是一种较传统的做法。2)竹片拼花地板将圆竹锯开成竹片，经防腐、防蛀处理后，按木制拼花地板施工工艺制成拼花地板，或将竹片先粘贴在纤维板或胶合板上而后再铺在地面上。3)竹胶合板地板利用竹材加工余料经高温高压、热固胶合等工艺层层压制而成。其硬度为普通木材的100倍，抗拉强度是木材的～倍，具强度高、硬度大、防潮防腐、耐磨等优点。同木材一样，其可纵横交错相拼成各式拼花图案，目前在园林工程室内外均有应用。
　　屋面材料竹材质量轻、强度高、富弹性、抗冲击性强，是园林建筑中良好的屋面材料。1)半回竹瓦屋面。取圆竹从中对剖为二，去节隔;置于背阴处风干后;将各个半圆竹彼此正反凹凸相嵌，钻孔后用钉固定在檀条上。2)竹片屋面。竹片多取自大直径圆竹，做成宽2～4cm的竹片，并排或交错排列，打眼钉在檀条上，整体完成后做防水处理。3)竹席波形瓦屋面。这是四川省林科院近年来开发的一种竹制建筑材料，用竹黄蔑编织成席，经涂胶并在金属波形模具上热压而成，具有幅面大、施工省等特点。4)竹装饰屋面做好后在其上安装各种竹材屋顶，以求外观上达到竹屋顶的效果。此外，还有在屋面支架上用芦苇、竹枝叶、稻草等苫盖屋顶。这种屋面虽是传统的做法，看似简陋，但取材容易，施工简单，价格低廉，与竹材搭配协调，景观效果良好，在现代园林中也比较多见。
　　竹墙竹材应用于墙壁古以有之，但现代科技的进步又为竹材在墙体的应用上开辟了新的途径。1)原竹墙用长条的竹片密排或留一定间距钉于竹框架上，也可用竹篾、麻绳和铁丝固定。竹片多竖排，也可拼成多种图案，景观效果良好。2)用竹席做墙常见的是将编织的竹席钉于框架的一侧或两侧作为骨架结构，再在两面用灰泥涂抹制成墙体或其他建筑构件;也可不涂抹灰泥，用作室内隔墙或室外装饰。3)竹组装墙是利用龙骨、气钉、胶粘剂将2块竹墙体板及1块石膏板连接起来制成单个墙体，再通过“工”字形接缝条将单个墙体板组装成大幅面墙体［2］。
　　竹桥竹材还可做成小跨度或者中等跨度的园林桥梁供车行或人行。例如，以竹蔑编织成绳状的竹缆可用作吊桥，以替代钢丝绳。我国四川西部横跨岷江都江堰上的竹索桥长340m，又习称“窄桥”，是世界驰名的竹索桥。
　　竹筋混凝土竹筋混凝土是以普通硅酸盐水泥为凝结材料，以聚苯乙烯泡沫、稻壳桔杆为轻集料，以淀粉改性胶为中间粘合剂，以氯化钙为早强剂，以烷基磺酸钠为拌合助剂，采用竹筋作轻质墙板的骨架的轻集料混凝土［3］。其具有一定的弹性变形量，外墙不必使用保温层，有效降低了粉尘污染，节约了成本，提高了建筑效率和抗震能力。竹筋混凝土主要用于轻质墙体，广泛应用于园林工程，可作为框架结构的添空外墙或与其他建筑配套使用;也可单独使用，如作为景墙、井盖等。竹筋的抗拉强度可达到钢筋的80%，生长年龄在4年左右的苦竹的抗拉强度估计为钢筋的50%，但是其弹性模量不过是钢筋的1/10。因此，以竹筋全面替代钢筋是不可行的，但由于园林建筑对强度的要求不高，其使用前景值得期待。
　　室内装饰1)在现代的室内装饰中，门常用竹材和木材为框架，两面钉以竹席或竹片板。竹席、竹片表面刷清漆，色泽自然，使用年限长。2)装饰板由于竹材纹理细致，色泽鹅黄清雅，符合东方审美，因此用于装饰室内墙体别具风格。3)竹制日用品和工艺品的使用历史悠久，在人们日常生活中所需要的各种装饰品中几乎都可看到，在现代室内装饰中也颇受欢迎。目前工业化生产的日用竹制品主要有竹席、竹家具等，竹工艺品主要有竹编、竹雕等。
　　3竹建筑经典案例
　　德中同行之家“德中同行之家”位于2010年上海世博会C片区，高8m，建筑面积330m2，是2010年上海世博会园区中唯一一座主体支撑结构完全采用竹材料的2层建筑。柔韧的竹子与钢材巧妙地结合在一起，构成了造型奇特的时尚竹建筑。作为整个世博会中面积最小、展期最短的独立展厅，这一建筑深深打动了参观者，其创造性的建筑形式与参观者建立了一种生动、感人而永恒的交流关系。展馆支撑结构是由24组竹竿组成的倒金字塔形构架，每组由4根向上张开的巨龙竹组成。每根巨龙竹在经过各类性能测试后进行过严格的防虫防火处理，最后烘干以备用。这些巨龙竹长8m，平均直径20cm左右，竹龄大于4年，外形笔直，无病虫腐蚀。展馆内部楼板采用的是竹材胶合板，将经烘干和浸泡处理的竹片压制成竹板，竹板压再制成竹梁，从而构成巨型梁柱体系架构，其他构件和处理技术都是为此建筑专门打造的。这种竹材胶合板需要进行严格的抗拉、抗压与弹性测试以及防火防腐处理。竹材支撑体系的各个节点通过钢材相互固定连接，外围维护结构采用透明轻盈的新型材料ETFE膜，屋面面层用PVC膜覆盖。竹材胶合板作为内部装饰的主要材料，采用浅层筏板基础。这种建造方法使整个展馆更类似于装配式建筑，大气轻盈，拆装方便，大部分材料可循环利用，从而降低了建造过程中的能耗和污染。作为将环保理念和极富中国传统韵味的竹材有机结合融入现代景观建筑的成功案例，“德中同行之家”熠熠生辉，充分展现了建筑艺术之美。同时，该案例也对以后景观建筑的发展做出了有益的探索和实践。
　　安吉竹子博览园之竹餐厅安吉竹子博览园位于中国著名竹乡浙江省安吉县境内，其景区内的竹餐厅以竹材为设计的主题和主要饰材。建筑中间为过廊，两边为餐厅，结构及其围护全部使用竹材。用排列疏密程度不同的竹墙来划分空间层次，既有不同空间，又满足一定的通透性。以竹为梁、束竹为柱，密竹为墙、疏竹为帘，以竹为台、以竹为路……竹在这里得到了最大化最完美的运用。建筑师采用传统的绑扎、钉钉等处理手法为对竹子的构造手段。所有节点拐角都被小心地隐藏起来，营造出纯竹空间的意境。一个普通竹亭的成本大概在2000～3000元左右，其中主要是竹材耐久处理费和人工费。和其他建筑相比，竹建筑的成本比较低。因此，竹材园林建筑在竹产区发展前景广阔。园林建筑竹材的使用分析