所有栏目

竹子:未来的材料

2016/5/17


  “中国是竹类资源丰富的国家,素有‘竹子王国之称’,目前有竹子500多种、竹林面积720万公顷、主要遍布17个省份。随着中国经济的不断发展,我国每年的森林砍伐量与植树造林量愈加失衡。而生长周期迅速的竹子在中国黄河以南大部分省份都非常普遍,更重要的是,竹子具有必须被砍伐而不影响周边竹子生长的天然属性。其生长本身吸碳量远远超过树木,在以建设低碳社会为导向的时代中,是面向未来的建筑材料。”童凌峰先生认为竹材的市场未来会有井喷式的发展。


  作为上海筑竹空间设计机构的主持设计师,自2007年至今,童凌峰先生一直配合德国艺术家markus heinsdorff(马库斯·海因斯多夫)在中国开展建造设计工作。这位装置艺术家因一直在亚洲进行有关竹材的设计和技术应用的可能性研究而受到关注。相比中国本土设计师在竹材方面的文化寻根,海因斯多夫先生认为,竹材通过开发建筑潜能,可以完全置于现代环境中,成为一种广泛为市场接受的建筑原料,“欧洲绝大部分国家由于地理气候因素不产竹材,这一市场的消费群体对竹材的好奇心更大,竹材的市场不仅在中国,更可在崇尚自然环保的欧洲。”

  童凌峰指出,竹子是一种古老的材料,也是一种新兴材料,中国人虽然对竹材的情感属性一直有浓郁关怀,但也在潜意识中将其归入低端材料行列中。“在近几年,一些中国建材厂家为了满足对天然建材日益增长的市场需求,已将触角伸向世界不同地区,甚至不惜在巴西和东南亚地区砍伐雨林进口木材,这些雨林虽不属于中国,但却是全人类的财富,我们不希望中国的经济发展对全人类的环境保护造成不利影响”。如何解决在满足市场旺盛需求的同时注重生态环境保护的难题?市场需要找到新型的低碳建材。盛产竹材的浙江省安吉县仅拥有45万人口,却已有两千多家与竹材生产相关的企业。郁郁葱葱的竹林景观让海因斯多夫先生思考,竹材种植是否可以上升到城市化和工业化的高度,作为可持续模式进行推广?

  假如使用竹材产品成为一种风尚,其设计价值也会成为连接文化渊源和现代社会的纽带,“在产品质量和技术都已获得相应发展的中国,缺乏的正是产品设计概念的创新和可实施性,我们需要创造一个对环境和发展有利的文化氛围,使人们看到材料创新的意义。”最近,他们的最新竹建筑作品将在上海虹桥枢纽迎宾绿地公园中落成。

  记者:海因斯多夫先生如何开始选择以竹材作为原料进行设计生产?

  童凌峰:作为一位装置艺术家,他创作的作品一直与自然有关。艺术家和设计师不仅需要材料和技术创新,也应以自然的方式提升环境品质。在展厅设计行业中,大多数展厅习惯于在展览后即丢弃,海因斯多夫先生最主要的动力是建造各种形态可以组合的移动建筑,通过这些移动建筑形成不同组合关系以可持续地利用建筑原料。海因斯多夫先生在来中国前,已经进行过多次不同层面上有关竹子的试验,他擅于将展厅设计方案的高科技技术和建构技术与中国本土的材料进行结合,也有助于拉近与中国民众之间的距离。他在2010年完成的德中同行之家展馆,中国科技部部长万钢先生在参观后也曾说过,这一作品既让他看到了家乡的竹林,也看到了德国精密机械制造带来的震撼。所以在他为德中同行活动创作的作品中,竹材既满足了功能。也契合了语境,更拉近了两国人民之间的距离。

  记者:海因斯多夫先生的竹材建造有何不同特色?解决了哪些难题?

  童凌峰:竹材使用面对的主要问题是耐久性和美观度。我们通过物理碳化和纳米涂层等科技实现了竹材的防腐性,也让这一材料的适用范围得到了进一步的扩展。从这一方面来看,竹材正在从传统材料变为一种具科技感的生命性材料。事实上,竹子并不能取代木材,它在压强检测中存在明显的弱势,但是它非同一般的属性还有待人们发掘和利用。

  国际上大部分使用竹材的建筑师都采用了传统方法、传统工艺进行机理和结构处理,随着社会发展,市场也需要应用传统材料而符合现代审美的作品。海因斯多夫的作品开放性地将天然竹管、胶合竹材与张拉膜、透明ETFE膜材料、金属网、布料织物和混凝土、钢节点等材料联合使用,并通过这一组合形成新的机理与结构关系。其中主要以竹材与钢节点和混凝土的结合最为实际。为了提高竹子与钢结构共同工作的性能,使竹材能够抵御来自连接点的拉力和压力,海因斯多夫亲自设计了这一混合结构的所有连接节点。竹子的装饰性和表现力获得增强的同时,也成为标准化组件,利于批量化生产。同时,中德高校共同参与研发为这一结构建筑研究了新的加固工艺和防火技术。

  就竹、钢材和混凝土的混合结构的建造,主要有两处难点获得攻克。一方面,钢结构链接需要通过竹管贯穿结构,如何在竹管里灌注混凝土,阻止竹材受力产生形变以及选择何种混凝土类型需要研究和试验;另一方面,施工中必须保证钢架构不会从竹管里脱落滑出。我们研究了新型混凝土的配方,使混凝土改良后更适合发挥与竹材混合的作用。

  记者:目前,一些材料厂家也在试图开发胶合竹这一材料的适用范围,也有一些建筑师尝试利用这一材料通过具体的建造行为展现其特点和价值,你们如何看待这一材料?

  童凌峰:胶合竹的技术脱胎于欧美研发的胶合木技术。胶合木通过将一些生长周期快的小型木材或原本不符合用材标准的边角材料加工为符合标准的木料,填补了市场的缺口。胶合竹的加工原理与胶合木相类似,我们也会在具体建造中应用这一材料形态。胶合竹的优点和缺点都比较明显,优点是比原生竹材更易于工业化生产,缺点是经过加工的胶合竹本身的竹天然属性减弱,同时,在生产过程中需要很多胶质加固,无形中造成化工污染。目前为止,大部分胶合竹使用的是低甲醛胶,但污染依然存在,当然比起一些复合材料依然要环保一些。

  这一材料为可持续性设计带来动力。我们应看到,竹材处理技术发展的未来主流是应用更多物理技术,减少对环境的危害。例如,一些厂商会通过将竹管直接压扁成型,尽量减少胶质的使用实现减少材料中的甲醛含量,创造出一些毒害更少的工业材料。