新型竹材空間設計研究

欒文杰 譚睿光 曹明遠 （華東理工大學藝術設計與傳媒學院 上海 200237）

新型竹材空間設計研究

欒文杰 譚睿光 曹明遠 （華東理工大學藝術設計與傳媒學院 上海 200237）

面對木材資源的匱乏，竹質材料將有很大的發展潛力。竹材是最具中華民族特色的自然材料之一，也是一種可快速再生的綠色建材。文章通過客觀分析竹材的性能、結構、工藝及文化特征，對用竹材構筑新型空間設計的可行性、設計要點進行深入研究探討。

竹文化；竹材料；室內設計；環保；可持續設計

本論文受到2012年度“大學生創新創業訓練計劃”項目的支持，項目編號S12107，指導教師譚睿光。

我國竹資源豐富，位居世界前列，素有“竹子王國”之稱。自古以來都不難發現中國源遠流長的竹文化痕跡，然而竹子能提供的不僅僅是竹文化，它還能滿足很多物質需求，竹子有廣泛的用途，其利用涉及衣、食、住、行等各個方面。隨著人們逐漸注重居住環境與身心健康，環保材料的需求量日益增大，然而竹材就是很好的綠色低碳環保材料，它易降解可再生，相對于木材而言，其生長速度是木材的3倍。良好的運用竹材，不僅可以緩解木材資源的匱乏，也可以為綠色室內設計提供另一種可行之路。

一、竹材的可行性

隨著現代材料不斷被大眾接受并廣泛應用，人們反而忽視了竹材這種傳統材料，人們對其安全性、耐久性等方面不了解，認為其相對玻璃、木材、鋼材等材料不具備運用于現代建筑及室內空間中的可行性，且竹材在傳統的應用大多是鄉村的簡易建筑與家具，使很多人聯想到一個字——“土”，竹材是否可以在當代的城市有大規模的應用，我們就從竹材的種類、竹文化、力學特性等方面全方位探討并了解竹材。

1.竹的種類

中國及東南亞是主要的竹子種植地區，根據生長形態，竹子主要有散生、叢生、混生三個種類。

叢生竹是指新竹從老竹的稈根莖側芽生長出來，形態上聚在一起，因此曰叢。叢生竹主要有麻竹、慈竹、硬頭簧、蓬萊竹、長枝竹、刺竹等。散生竹是由竹鞭上的芽繁殖出新竹，新竹會長在老竹的邊上，形態上像是獨立生長。散生竹主要有斑竹、墨竹、紫竹、人面竹、毛竹、唐竹、四方竹、孟宗竹、日本紅竹等。混生竹既能從母竹根部的芽繁殖，又能從竹鞭根上的芽繁殖。如方竹箭竹、苦竹、棕竹等。

大部分竹子喜歡溫暖濕潤的氣候，竹子對水分的要求較高，因此主要長在亞熱帶及溫帶。散生竹的適應性較強，能應付干旱和寒冷等惡劣氣候條件，適應能力較強，對土壤的要求也較不像其他種類那么高。叢生、混生竹地下莖入土不深，對寒冷和干旱的抵御能力較弱，因此在北方難以生長。

2.竹文化

中國竹文化歷史悠久，可以追溯到商周時期。竹簡和木簡為我們保存了東漢以前的大批珍貴文獻，如《尚書》、《禮記》和《論語》等都是寫在竹簡和木簡上的。竹文化與文字文學、音樂繪畫、建筑制造等方面聯系緊密，古代的詩文畫作中也大量出現文人墨客對竹贊嘆，我國出土文物中，有眾多的竹籮、竹籃等，這證明竹在我國 具有悠久歷史。另外，竹子在竹筍、竹筷、水利、交通、軍事、造紙等領域高度融入了先民們的生活。這說明我國有非常深厚的竹歷史、竹文化，竹和人民的生活息息相關，給人民留下深刻的歷史記憶。由于竹子堅韌、抗壓、抗腐蝕，它歷來是很理想的建筑材料。竹家具、竹編、竹雕、竹日用品等既是實用品，也是工藝品，具備較特殊的地域文化藝術價值。在我國源遠流長的文化史上，松、竹、梅被譽為“歲寒三友”，而梅、蘭、竹、菊被稱為“四君子”，竹子均并列其中，可見竹子在我國人民心中占有重要地位，這是因為竹稈挺拔秀麗、竹葉瀟灑多姿、形千奇百態；它四季常青，姿態優美，獨具韻味，情趣盎然。正如蘇軾說過：寧可食無肉，不可居竹子。無肉令人瘦，無竹令人俗。

3.竹的力學特征

竹材具備三大力學特征，這是它成為優秀的建筑材料的基礎。

（1）體輕質堅，抗拉力強

對竹材的力學實驗表明，竹材的不易收縮，且但韌性和彈性很高，豎紋抗壓強度和抗拉強度和分別為80MPa和180MPa，分別為杉木的1.5倍和2.5倍。尤其是浙江石門地區種植的剛竹，其豎紋抗拉強度竟達到驚人的280MPa，接近普通鋼材的一半。普通竹材的密度為（0.6～0.8）×103kg/m3，而鋼材的密度為7.8×103kg/m3左右。所以，即使鋼材的抗拉強度為普通竹材的2.5～3倍，如按單位重量計算抗拉能力，竹材要比鋼材強2～3倍，因此竹材被稱為植物中的鋼鐵。

（2）皮厚腹空，抗彎力強

竹子“皮厚腹空”，可以抵擋強烈颶風，顯示出強大的抗彎能力。竹子每隔一段距離就有一個竹節，竹節的橫截面上有一薄片，該薄片橫截面是實心的，它可起“補強作用”，使竹子受理均衡。實驗表明，有節整竹比無節竹段，其抗彎強度高20%。由于這個薄竹片，竹子在反復彎曲變形下的疲勞壽命遠遠高于木材。大毛竹的空心度為0.85 ，抗彎能力卻比同等重量的實心桿大兩倍多。機械工程師從中受到啟發，研發出很有價值的空心轉動軸，在保證承載能力的條件下可節省約一半的鋼材。

二、竹建材的主要類型

隨著人們生活水平的提高，人們開始追求綠色健康生活。自然和諧，綠色環保的材料需求日益增大，然而我國的森林面積雖然有增加的趨勢，但是由于急速大規模城市化的進程，對木材也急劇增長，為了保護國內森林，不得不大規模進口木材。而竹材是可以快速再生的材料，有些竹材的生長周期只要3-4年，而木材成長周期常常要十倍于竹子，因此竹子是非常好的木材補充品。加工技術的發展，已經使竹材可以廣泛使用到各個領域中。現在，竹材正在以極快的速度進入建筑及室內材料的領域，其低碳環保、生長周期短等特性必將使其成為受歡迎的建筑材料。

1.原竹

原竹就是以竹稈為主的竹材，但是竹稈經過加工可成竹筒、竹半筒或竹片。一般用作建筑承重結構的竹稈必須粗大挺拔且尖削度小例如毛竹。用作建筑及室內空間圍合裝飾用的竹稈最好細一點，直徑在3公分到8公分之間比較合適。不論是作為建筑結構還是建筑裝飾，竹稈的線條感非常重要，且竹節之間的距離適宜選用大一些的，在視覺上比例會舒適很多。

2.竹材人造板

竹材人造板是以竹子或部分竹子為原材料，經過切削加工、干燥、施膠、組坯、壓縮膠合等一系列的工序制造而成的人造板材。竹材人造板的種類眾多，主要依據基本單元及其組合的形式進行分類，主要基本單元有竹絲、竹條、竹片、竹篾、竹碎料等。基本單元經過簡單加工可成半成品人造板或成品人造板，例如竹篾交錯編織而成竹席，竹篾或竹片編織可成竹簾，竹篾如經順紋方向層壓則成竹篾層積材（視厚度而分為層積方材或層積板，又叫積成板或層壓板），竹片經過側壓或平壓膠粘組合可成竹集成材（又分為竹集成板或竹集成方材），竹集成材刨切或鋸制可成竹單板，竹碎料經過膠粘加工可成竹碎料板（或叫竹刨花板），竹束按照順紋方向組合膠壓可成重組竹（又分板材和方材）。這些半成品再次以不同的方式組合膠壓，就可變為成品竹材人造板。例如竹集成材經過橫豎紋交錯組合膠壓而成竹片膠合板，竹篾經過多層膠壓而成竹篾膠合板，竹簾經過多層膠壓而成竹簾膠合板，以上三者合稱竹材膠合板。復合竹材膠合板則是竹集成材（或竹單板）、竹篾、竹簾經過一定比例的混合膠壓而成的竹材膠合板。此外竹材也可與木材復合而成膠合板，簡稱竹木復合人造板。

竹地板是竹材人造板的一種重要類型，它以竹材膠合板為基本材料，經過特別的企口設計，可以一定的規格拼接組合在一起。竹地板如按色彩來分類，主要有三大類：一是本色竹地板，竹子經過干燥一般呈淺黃色，本色竹地板的色差比木地板小，因為竹材的生長半徑比木材要小得多，受日照影響不大，不會有明顯的陰陽面，所以由毛竹加工而成的竹地板有豐富的竹紋，且色澤勻稱。二是碳化竹地板，碳化竹地板是竹子經過烘焙碳化后形成的形態，色彩偏向于褐色，依碳化的程度顏色有深淺，大體上接近胡桃木色。前兩種竹地板的紋路清晰可見，具有較特殊的質感。三是上漆竹地板的，在原色竹地板上加以各種繽紛的色彩就可以制造出彩色竹地板，不過竹紋已經不太明顯，竹子所具備的人文氣息會有所減弱，在表現具有現代感的空間中有特殊效果。竹地板依照表面的紋理質感還可以分為平壓竹地板、側壓竹地板和重組竹地板、人工木紋竹地板。平壓竹地板是采用竹片的弦面朝上的竹材人造板，側壓竹地板則是采用徑面朝上的竹材人造板，重組竹地板是采用重組竹人造板制作而成，因此這幾種竹地板的竹節最明顯的是平壓竹地板，其次是側壓竹地板，重組竹地板則幾乎感知不到竹節的存在了，但是竹子的線條感強烈。人工木紋竹地板是為了彌補竹子線條感單一的形態，通過機器在竹地板的表面進行木紋雕刻而產生木地板的感覺。

三、新型竹材空間設計研究

竹材是很好的建筑與室內空間設計材料，在室內設計中合理的運用竹材，不僅可以增添人文韻味，也可以一定程度上改善居住環境。以往竹材的應用大多是村舍空間，讓人聯想到“土”字，眾多農家樂就是用竹材搭建，但是如今竹藤材料以及其制作的復合材料的種類有很多，不同的材料運用在不同的建筑及室內環境中發揮的作用和效果也不一樣，對其充分了解后才能設計新型竹材空間，符合都市生活與環境。只有竹材大規模在城市里得到推廣，才能凸顯其環保的意義。運用竹材構筑新型空間，關鍵在于“現代”二字。而現代感有別于傳統的形式審美，到底怎樣的形式是“現代”的？怎樣的形式又是“土”的？這之間有微妙的區別。舉例來說，傳統的手工竹椅給人感覺很“土”，而竹材膠合板的新型家具給人感覺“現代”；傳統的竹屋給人感覺“土”，而由隈研吾設計的竹材空間一樣是使用竹稈進行空間的圍合，但是隈研吾的設計讓人感覺“現代”；這種區別到底在哪里？其一，速度感，不論是傳統的手工竹椅還是傳統的竹屋，其構造的方式比較復雜，縱橫交錯，而且竹節看起來很明顯，在視覺上很穩定和均衡；而給人現代感的竹家具或空間，在視覺上顯得非常的明快，具有速度感。而速度感正是社會由傳統邁向現代的一大特征。具備速度感的形體其本身應該盡量的簡潔（竹節的感覺要減弱），其構成應該有相對單一的方向。其二，工業感，工業感是由于采用工業的器械進行精致化加工而帶來的感覺，硬直的線條感、不銹鋼玻璃等光滑材料都能暗示工業感。下面列舉幾組案例佐證以上的判斷。

在美國印第安納州有一個梅森農舍建筑（Mason Lane Farm Operation Facility），由美國 De Leon & Primmer 建筑工作室設計，入圍了2013年世界建筑設計節的生產、能源和可回收利用單元大獎。這個項目作為一個全新的農業用具、維修、燃料供給和儲藏用房，坐落于一塊面積達2000英畝的的基地上。建筑被分成兩個倉庫，其中竹子作為大型倉庫（B農舍）的主要材料，這個建筑作為谷類和干草的季節性儲藏庫，也可以存放農業設備。這些竹子以網格狀排列，創造了一個通透的建筑表皮并保證了干草的通風和干燥。表皮是由三層疊加在一起的竹子網格組成的，這些竹子被鍍鋅鋼索固定在一起。盡管是一個農舍，其建筑給人很現代的印象。這和我們傳統的鄉村竹子建筑的區別在哪里呢？梅森農舍的竹子建筑通過五金材料、金屬繩索和其他設計元素材料的多樣化運用，建筑及室內體現出現代、簡潔和建筑愉悅感。雖然并未利用速度感來體現“現代感”，但是三層疊加的竹子網格只有橫豎兩個方向，感覺有層次爽朗而明快。最關鍵的一個細節是，竹子都是筆直的，線條感很強，且竹子粗細有不規則的變化，創造了一種“動態頻閃”的視覺效應，建筑整體呈簡潔的方塊狀，幾何感較強。相比之下傳統的竹子建筑不具備這些特征。另外一個較好的案例是由隈研吾設計的系列竹材空間。比較有代表性的是北京長城腳下的公社之竹屋、巴黎JYUGETSUDO茶葉店、英國倫敦喳喳月亮、大阪的華都飯店、倫敦SAKENOHANA餐廳、東京竹林壽月堂Jugetsudo Kabukiza餐廳等。其中長城腳下的竹屋的手法與印第安納州梅森農舍有異曲同工之趣，建筑空間也是由簡單的幾何形體組成，均由橫豎兩個方向的筆直竹稈構成空間，抬頭時可看到橫豎線條交錯在一起，空間的深度與奇妙的光影交織在一起，具有強烈的現代氣息。壽月堂餐廳的竹子線條也是用粗細不一的筆直竹稈通過簡單的形體和線條排列成翻折的空間，竹子線條把視線引向室外的花園，深色的墻面地面背景襯托竹子的暖黃色調，充滿現代動感，也頗具東方韻味。隈研吾其他竹子建筑多是這種手法，用竹稈構成干脆利落、現代感十足的空間，而且對材料進行安裝時采用的方式是弱化工業感，強化材料的線條感及質感。德國人海因斯多夫則把竹子看做一個高科技材料，他策劃及設計的“德中同行之家”全部用竹子建造建筑結構及內部的家具，但是他與隈研吾的典型區別在于，他強調工業感、強調技術感，是一種比較西方式的審美——由人類的智慧征服自然。海因斯多夫采用技術的手法改進了竹子容易開裂的特征，在竹子的兩端注入水泥，再用閃亮的不銹鋼圈及鏈接構件加固和連接其他部件。室內的家具則采用竹子層壓板，利用竹子的良好彈性，設計了非常動感簡潔的家具。位于西班牙馬德里的巴拉哈斯機場新航站樓由理查德.羅杰斯設計，它的屋頂面積達23萬平方米全部采用新型復合竹材多層板，負責解決這個屋頂的也是德國人。這種多層竹板是采用竹篾多層層壓，再加上防火防霉處理最終形成優美的建材。張永和同樣應用多層竹板構筑了位于杭州的唐宮海鮮坊的網狀編織屋頂，他的手法使人想起傳統的竹編工藝，但是放大的尺度及波浪外形使其充滿了現代感。

四、結語

由以上案例證明，竹材完全可以構造出具備現代審美趣味的建筑空間及家具，關鍵的在于設計的研究。國內有不少大型的項目在利用新型的竹材人造板，比如萬科大梅沙總部、無錫大劇院等，全部的內部裝修都使用竹材替代木材，取得了非常現代的效果。唯有推廣普及用竹材進行現代空間的設計及建造，才能在占市場絕對份額的城市里推廣竹材的使用。而竹材的推廣使用可以減弱對木材進口的依賴，對保護森林，生態可持續發展有現實意義。

欒文杰、曹明遠、譚睿光：華東理工大學，藝術設計與傳媒學院。