我們已經(jīng)習慣了在建筑、裝飾上使用木材，近幾年也“習慣”了木材價格的上漲，因為我們已經(jīng)熟知了森林資源的貧乏導致木材供應的短缺的事實，所以，如何解決建筑領域中的可持續(xù)發(fā)展，同時面對全球范圍綠色生態(tài)的潮流，這些都引發(fā)了眾多有識之士的思索。
其實，在建筑界和材料學界，“竹”正成為全球關注的一個熱點，竹材資源的開發(fā)利用愈來愈引起人們的廣泛關注。那么，竹子能替代木材嗎？能成為21世紀最重要的建筑材料嗎？如果答案是肯定的話，那么具有得天獨厚的竹材資源的中國，在這方面是否應該有所作為呢？是否應該利用新型竹材、“竹化建筑”來創(chuàng)造一種新型的、健康的、富于生氣的生態(tài)建筑環(huán)境呢？答案也是肯定的。
現(xiàn)代技術使竹子煥發(fā)青春，各種新型竹材在建筑中廣泛應用
記者：提到竹建筑，許多人就會想到我國南方居民修建的竹樓、竹屋--直接把原竹進行簡單加工用于建筑業(yè)，從這點來看，竹子是房屋建造最古老的建筑材料之一，但是也不得不看到這種原始的竹樓、竹屋對竹子的利用是簡單和少量的。那么，在現(xiàn)代科技發(fā)展的今天，我們對竹子、對竹材料的建筑應用是否比過去要廣得多？
王正：竹材具有非常廣泛的用途，例如各種竹制家具、樂器、手工藝品、竹席等日用品，各種包裝材料、制漿造紙以及建筑材料等。利用竹材建造房屋在我國已有2000多年的歷史。但由于竹稈形狀為圓形，尺寸誤差大，竹稈的力學強度有限等問題，只能用于結(jié)構(gòu)簡單、承重力小、低層低檔民宅和臨時性房屋。對于高檔房屋或?qū)Σ牧铣叽�、性能要求嚴格的房屋和房屋�?gòu)件，直接用竹稈、竹稈束或竹片搭建是不能滿足其要求的。如今，隨著各種先進的竹材加工技術的發(fā)展，竹材在建筑行業(yè)的利用也從簡單的單一原竹搭建方式向復合化、高強度、高性能、高附加值的方向發(fā)展，具體來說就是以竹材為原料制成的各種新型建筑材料已經(jīng)和正在進入我們的建筑、裝飾行業(yè)，比如在房屋建造過程中使用的竹材建筑腳手架、竹建筑用水泥模板和直接用作房屋本身的竹建筑材料等，這也是目前竹材在建筑業(yè)應用的三大領域。
記者：竹材建筑腳手架、竹建筑用水泥模板不難理解、應用也比較廣泛，竹材建筑腳手架主要用的是大型單竹如毛竹的竹稈，有較強的抗風能力，但搭建和拆卸不如鋼材料腳手架方便、快捷。竹建筑水泥模板以鋼制材料為外框，內(nèi)鑲竹材層積板，重量輕、價格低、安裝容易、耐熱，已成為一種非常理想的建筑用水泥模板。而直接用作房屋本身的竹建筑材料我們還很陌生，主要是指哪些材料？
王正:直接用作房屋本身的竹建筑材料是我們研究和重點發(fā)展的對象，這種建筑材料以竹材為原料，采用新型的復合、重組技術制成，其產(chǎn)品可以根據(jù)建筑材料的性能要求制成各種梁、檁、椽、柱、天花板、屋頂、墻體、門窗、地板及各種建筑裝飾用板材、方材和型材，其中應用最廣泛的是竹材板材，已經(jīng)開發(fā)成功的工業(yè)化產(chǎn)品有竹材膠合板、竹編膠合板、竹地板、竹材碎料板、裝飾用竹材旋切單板、覆塑竹材水泥模板等，近5年還成功開發(fā)出竹材中密度纖維板、重組竹、竹木復合板等新技術新產(chǎn)品。這些利用先進的竹材復合技術將原竹制成各種高強度板材、方材和型材，可以滿足高檔竹結(jié)構(gòu)房屋的材料尺寸、強度和性能要求，具有較高的利用價值。
記者:眾所周知，我國竹子生長廣泛，如果從產(chǎn)量上來說可以說是生產(chǎn)大國，那么，從竹子利用方面來看是否也已經(jīng)成為“竹產(chǎn)業(yè)大國”？
王正：竹子不僅僅只有南方幾個省才有，我國除了新疆、內(nèi)蒙、黑龍江等少數(shù)省份外，27個省、直轄市、自治區(qū)都有竹子分布。剛才已經(jīng)提到，我國在原竹利用方面歷史悠久，而我國竹材工業(yè)化利用卻是在上世紀80年代才開始起步。即使這樣，我國在世界上也是率先開展竹材工業(yè)化利用研發(fā)的國家，同時，在短短的“九五”、“十五”等十幾年的時間里，開發(fā)出竹材膠合板、竹篾簾復合板、竹簾人造板竹材水泥模板和竹地板等數(shù)十種竹質(zhì)型材的新產(chǎn)品。如經(jīng)過“十五”攻關項目“竹藤資源培育及其高效綜合利用產(chǎn)業(yè)化關鍵技術與示范”、“863”計劃項目“竹木復合新型結(jié)構(gòu)材料制造技術”，“948”項目“國外優(yōu)良竹類植物種質(zhì)資源技術創(chuàng)新與示范”等課題的研究，在竹種質(zhì)資源培育、可持續(xù)經(jīng)營和高效綜合利用方面取得了豐碩的成果，特別是在竹質(zhì)工程材料的制造和應用技術方面取得了重大突破，填補了國內(nèi)外空白；應用竹質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)材成功地建造了國內(nèi)第一座以竹材為主體的現(xiàn)代建筑--云南屏邊小學教學樓；在產(chǎn)業(yè)化方面，全國竹業(yè)年產(chǎn)值達50多億美元，利用集成創(chuàng)新技術所生產(chǎn)的竹裝飾板材產(chǎn)品主要出口歐美，年出口創(chuàng)匯額8億多美元，竹質(zhì)人造板年產(chǎn)量超過100萬立方米，產(chǎn)品的品種、加工技術水平和工業(yè)化規(guī)模均居世界首位，竹產(chǎn)業(yè)已成為我國為數(shù)不多的在國際上具有較強競爭力的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)�？梢哉f，我國竹加工利用在集約經(jīng)營、新品種培育和新產(chǎn)品開發(fā)方面處于國際領先地位。
優(yōu)良的性能使竹材、竹建筑在國際上受到廣泛青睞
記者：您剛才說新型竹材大量出口，是否說明國外很“認”這種竹質(zhì)材料？主要出口哪些國家？
王正：隨著全球環(huán)境的惡化,、森林資源的銳減和竹子工業(yè)化利用的發(fā)展，竹子身價倍增，竹業(yè)的發(fā)展越來越受重視，竹材資源的開發(fā)利用愈來愈引起人們的廣泛關注。從世界范圍來說，東南亞各產(chǎn)竹國都投入了很大的財力和物力進行竹材深加工領域的研究，歐美等發(fā)達國家也在不斷加強竹子資源利用研究。歐盟已經(jīng)連續(xù)資助德、法、意等國進行“竹子可持續(xù)經(jīng)營和竹材質(zhì)量改進”和“歐洲竹子行動計劃”等重大項目。在建筑師心中，竹材深受青睞，美國建筑師達雷爾·德博爾曾感慨地說：“沒有比竹子更好的建筑材料了。”并隨之將其應用到建筑和裝飾中。比如，隨著歐洲、美國首先提倡使用竹地板以來，日本、韓國、澳大利亞、新西蘭緊隨其后相繼大量使用竹地板．最近更有別出心裁的建筑師將竹材應用到了體育場館，使室內(nèi)體育館木地板一統(tǒng)天下的局面被打破，德國的奧林匹克體育中心等已使用了中國的竹地板；而在西班牙馬德里國際機場候機樓，其頂棚是中國出品的薄型竹天花板搭建而成；在大量產(chǎn)竹的非洲、美洲的熱帶、亞熱帶發(fā)展中國家，由于竹子作為原材料低價而信手而得，所以他們也在密切關注竹質(zhì)建筑材料的發(fā)展，努力學習、研制掌握竹材的利用，以建造牢固而低價的“竹”房屋，解決人口特別是貧困居民的居住問題。目前不斷有這些國家的建筑研究人員和學生來我國學習竹建筑技術。
記者：作為北方人，我們對竹子了解得不多，一般只知道竹材較硬又比較涼，于是許多人會產(chǎn)生這樣的疑問，與木材相比，竹材到底有什么特點和優(yōu)勢？哪些“性能”會超過木材？
王正：竹子“硬”，說明它的力學性能特點是強度高，彈性好，硬度大。研究表明：竹子強度與木材不相上下，有的竹種強度甚至超過木材。竹子的抗拉強度為1000-4000千克/平方厘米，抗壓強度為250-1000千克/平方厘米，彎曲強度是700-3000千克/平方厘米；值得注意的是：竹子在彎曲強度方面的不足在一定程度上也是一種優(yōu)點。由于竹子纖維的強度較高，如果超過彎曲強度，第一次開裂時并不會像木材一樣徹底折斷。這種特性為維修或更換竹建筑的損壞部分提供了可能性；而且相對于木材，竹子的彈性能夠抗震竹建筑中得以更好的體現(xiàn)。另外，如一些竹層積材的耐水性好，尺寸穩(wěn)定性高。飽和吸水試驗證明：各級竹層積材的飽和吸水率均遠低于木材和木單板層積材，可用作抗?jié)窀邚姴�。當然，竹材也有一定的缺點,主要反映在徑級小、出材率低、不易加工等。從竹子作為原材料本身來看，竹材是我國重要的速生、可再生森林資源之一，具有生長快，成材早，產(chǎn)量高，可年年擇伐、永續(xù)利用而不破壞生態(tài)環(huán)境,具有一次造林只要合理經(jīng)營可以長期使用的特點，這是一般樹木所不具備的。
記者:您剛才提到云南屏邊小學教學樓是國內(nèi)第一座以竹材為主體的現(xiàn)代建筑，那么，它的哪些地方用到了現(xiàn)代新型竹材？是一個怎樣的構(gòu)建過程?
王正：屏邊小學教學樓的屋架用的是竹質(zhì)積層材，這是最重要的創(chuàng)新，也就是說以竹材為原料制造高檔房屋用的承重結(jié)構(gòu)材包括不同尺寸的梁、檁、椽、柱材料首次在實際的建造高檔房屋中得以實現(xiàn)，其中最重要的是總跨度10.2米的全竹膠合屋架（結(jié)構(gòu)梁）和竹覆蓋望板的研制。竹質(zhì)積層材結(jié)構(gòu)梁屋架在現(xiàn)場由金屬構(gòu)件連接后，整體吊裝到設計預定位置，屋頂?shù)闹斡扇舾蓚�三角形結(jié)構(gòu)梁共同完成，相鄰的三角形結(jié)構(gòu)梁的各邊由一些條形的竹集成材做聯(lián)系構(gòu)件，屋架斜邊上的竹集成材聯(lián)系構(gòu)件上鋪竹膠合板做屋面圍護結(jié)構(gòu)。教學樓的墻板也使用了竹集成材和竹膠合板。這座以竹集成材為主要材料的建筑不僅造型美觀而且工程造價較低，是一座值得推廣的示范性可持續(xù)建筑。
記者:安全性如何？做這方面的測試了嗎？
王正：建筑結(jié)構(gòu)及墻體用竹材板材和型材制造技術，用于建筑結(jié)構(gòu)梁制造的竹層積材，其性能達到和超過日本JAS“構(gòu)造用木單板層積材”性能指標；外墻板用竹碎料板性能達到木材OSB板標準，為國內(nèi)外首創(chuàng)。
在竹結(jié)構(gòu)材與木材節(jié)點的對比試驗中發(fā)現(xiàn)，相對木節(jié)點，用竹集成材制成的竹結(jié)構(gòu)梁除了具有良好的強度性能外，還具有很好的延展性。當荷載達到極限時，竹節(jié)點不會發(fā)生劈裂，竹材梁構(gòu)件不易發(fā)生瞬間破壞。由此可見，用竹集成材加工而成的竹結(jié)構(gòu)梁，有著優(yōu)良的力學性能，可以使建筑物在承受地震等強自然災害時具有較高的安全性能。再舉個例子，1991年，哥斯達黎加發(fā)生了一次里氏7.6級地震，大批磚瓦和鋼筋混凝土建筑倒塌了，但20多座用竹子搭建的建筑卻安然無恙，說明由于質(zhì)量輕、彈性好，竹子的抗震功能非常突出。
竹材和竹建筑有利于保護環(huán)境、節(jié)約資源，促進經(jīng)濟發(fā)展
記者：由于建筑的專業(yè)性和復雜性，對我們一般人來說，是否可以這樣認為，由竹子經(jīng)過精、深加工技術得到的不同類型的竹質(zhì)板材、建筑材料可以滿足建筑的各種結(jié)構(gòu)用材？
王正：利用現(xiàn)代復合、重組技術，竹材可以制成各種高檔建筑材料，滿足各種不同房屋及其結(jié)構(gòu)組件的性能要求。大體來說，主要包括高檔房屋建造中承重結(jié)構(gòu)材、竹材制造的天花板及墻體材料、竹材門窗材料及竹材建筑裝修、裝飾材料。目前全竹結(jié)構(gòu)材可應用與竹質(zhì)工字梁、箱形梁、間隔柱，可組成建筑的樓板擱柵、屋頂人字架及擱柵、承載柱，以及墻面、樓板面和屋蓋覆蓋面材，在這方面我國處于國際領先水平，已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，前景廣闊。用于天花板及墻體材料的竹板材主要有竹編膠合板、竹簾膠合板以及竹編（紙）--竹簾復合膠合板，還可以是竹材刨花板、竹材纖維板、竹刨花-水泥復合板、竹刨花-石膏復合板以及將竹單板、竹編席與竹刨花等復合板。在眾多的建筑裝修裝飾材料中，各種以竹材為原料的裝修裝飾產(chǎn)品越來越多的受到人們的重視。竹材紋理清晰、細密，是一種極好的天然裝飾材料。利用先進的竹材人造板生產(chǎn)工藝可以加工出各種不同的裝飾裝修材料，如墻裙板、各種裝飾墻板、屏風、樓梯扶手、各種裝修木線等等，比如利用旋切竹單板或刨切微薄竹，制造出柔性大幅面無紡布強化竹材裝飾單板，可以用作家具、裝飾墻板及屏風等的覆面材料，是一種性能優(yōu)良的覆面裝飾材料，其生產(chǎn)技術也已在我國開發(fā)成功，為人們的室內(nèi)裝修提供更多的選擇，部分替代進口珍貴闊葉材。
記者：竹子和木材各有優(yōu)點，能否把二者結(jié)合起來揚長避短共同用于建筑或者直接做出一種集兩者優(yōu)點于一體的材料，實現(xiàn)人工林、木材增值利用的目的？
王正：可以。在一項建筑工程中，竹材和木材可以用在不同的部分，如竹材用于承重，木材用于門窗等。同時也可以把兩者從“質(zhì)”上結(jié)合在一起，那就是制造竹木復合材料。竹材具有強度大，韌性好，生長快等特點，但其易于腐朽，難加工，而我國木材資源嚴重短缺，人工速生林木材正逐步走向市場，但強度低，材質(zhì)變異大，幼齡材含量高等缺點嚴重影響到木材的利用。將竹材與木材尤其是人工林速生材復合，既增加了板材的強度又符合我國國情。近幾年，我國對竹木復合材料進行了大量研究，開發(fā)了一系列竹木復合板材，其主要制造技術是采用水溶性低分子量酚醛樹脂為主劑，加入一定量的助劑和添加劑，浸漬處理楊木、杉木單板、竹簾，經(jīng)過低溫干燥，縱向組坯、熱壓、定型成型技術制得竹木復合強單板層積材，它克服了竹材與木材內(nèi)應力不同，干縮濕漲不一致帶來的弱點。
記者:環(huán)境效益是近年來研制各種新材料都要考慮的因素--生長中的竹子是有益的，這一點毫無疑問，但是如果把竹子加工成各種竹材，這個過程中會用到膠等化學物質(zhì)，那么，這樣做成的竹材是否還是環(huán)保的？另外，目前新型竹材的成本是否低于木材？
王正：與樹木相比，竹子生長迅速，吸收二氧化碳量是普通樹木的4倍。研究還表明：相同面積的建筑，竹材與混凝土的能耗比為1：8，與鋼材鐵相比，相同過程中竹子的能耗僅為鋼材的1/50。竹材人造板導熱系數(shù)低，保溫、隔熱性能好，建筑熱損失減少，保證竹結(jié)構(gòu)建筑具有較高的節(jié)能效益。至于竹材在生產(chǎn)加工過程中的環(huán)保問題，我國已經(jīng)成功開發(fā)出無甲醛竹材集成材膠合工藝技術，生產(chǎn)的竹材集成材具有無游離甲醛釋放、膠層耐水性好、膠合強度高的特點，并且施膠量只有傳統(tǒng)膠粘劑施膠量的1/5～1/7，膠合成本與脲醛膠粘劑相近，為國內(nèi)外首創(chuàng)，是環(huán)保型家具和室內(nèi)裝飾裝修用理想的新型環(huán)境材料。原竹的價格比木材便宜的多，但目前由于竹材加工領域高度機械化和連續(xù)化的設備和工藝尚未普及，有的
企業(yè)機械和手工相結(jié)合，使生產(chǎn)效率較低，導致竹質(zhì)板材的價格要略高與木板材，但隨著技術的不斷進步、成熟，竹質(zhì)板材的價格會不斷降低。
記者：竹材人造板及竹制房屋在北方地區(qū)適用嗎？
王正：新型竹材建筑材料可以在各地區(qū)的建筑得到廣泛中使用。比如預制板（快裝式）房屋是近幾十年發(fā)展起來的一種新型建筑方式，它具有房屋部件模數(shù)化、標準化，房屋建造速度快，成本低、建筑式樣多變產(chǎn)生廢料少等特點，是當前建筑的發(fā)展方向之一，有良好的發(fā)展前景，而用竹層積材制成的預制房屋在這方面可以大顯身手。通過竹材層積板的墻體及屋頂板的預制以及現(xiàn)場組裝等技術過程最終形成完整的竹結(jié)構(gòu)房屋建筑。其中柱、梁均為竹構(gòu)件或竹木組合構(gòu)件，竹木結(jié)構(gòu)的墻體還具有保溫功能。整個活動房采用模塊化設計和制作，房屋可快速拆、建，施工效率高，既適用于建筑工地的臨時用房，也可作為農(nóng)村永久住宅使用，其建筑形式和使用功能又與歐洲和北美等非竹產(chǎn)區(qū)的木結(jié)構(gòu)別墅一致。這種竹結(jié)構(gòu)活動房可以在北方廣泛使用。
記者：您覺得竹子及建筑竹材會成為21世紀最重要的建筑材料之一嗎？
王正：隨著我國天然林保護工程的實施，木材資源緊缺的問題將在21世紀日益突出，在這種形勢下，竹材作為一種速生的森林資源，其高性能、高附加值的加工利用問題將會越來越引起人們的關注。將竹材制成各種不同性能的新型建筑材料在中高檔房屋建造，建筑裝修裝飾材料制造以及其他如包裝、家具等方面的應用具有十分重要的意義。竹材是我國南方各省重要的自然資源之一，提高竹子的利用率和竹產(chǎn)品的經(jīng)濟附加值、提升竹產(chǎn)業(yè)的整體水平對帶動廣大低收入竹產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，增加竹農(nóng)收益、保持少數(shù)民族竹民居特色、在全社會推廣使用節(jié)約型建材等均具有重要意義。對于整個國家來講，這種以竹代木、減少木材資源的利用將會對我國的生態(tài)環(huán)境起著重要的保護作用。可以說，隨著竹加工技術的深入，竹子及建筑竹材會成為21世紀最重要的建筑材料，竹建筑會越來越普遍。鏈 接竹材層積材的制造過程
無論是制造何種人造板，都是將竹材加工成纖維、刨花、竹條等幾何形狀，形成新的表面，然后根據(jù)最終產(chǎn)品的要求使用樹脂將其膠合在一起，制成新的材料。以竹材層積材為例，其選用大直徑厚壁單竹竹種，將其劈切成厚的竹條，然后經(jīng)過軟化、展平、干燥、施膠、組合、熱壓等方式制成竹條層積方材。具體工藝路線為。
厚壁竹稈 長竹條除去表皮和竹節(jié) 軟化處理
壓平 除去內(nèi)節(jié) 干燥 刨平 浸膠
組坯 熱壓 裁邊人 物 檔 案
王正，博士。中國林科院木材工業(yè)研究所副所長，研究員，博士生導師；國務院政府特殊津貼獲得者，國家級“跨世紀百千萬人才工程”人才。
主要研究領域：新型木塑復合材料技術；竹材結(jié)構(gòu)材制造技術；木纖維（刨花）復合材料模壓技術；以及木材工業(yè)廢水治理及其綜合利用等。
主要成果：主持過十多項省部級、國家級研究課題，發(fā)表研究報告和論文60余篇，獲得國家發(fā)明和實用新型專利12項，獲得10項科技成果認證，和兩個國家級重點新產(chǎn)品證書。
獲得國家科技進步一等獎（排名第4）一項，林業(yè)部科技進步三等獎（排名第1）一項，國家發(fā)明專利優(yōu)秀獎（排名第2）一項。
