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探讨竹子在结构应用中的效果

探讨竹子在结构应用中的效果

译者:赵雪松
重型木结构被誉为解决建筑业困扰已久的可持续性问题的解决方案——到目前为止,建筑使用了将近40%的全球能源,这是一个反复被提及的事实。但是,木材并不是世界上唯一的可再生材料,建筑师和工程师已经开始寻找钢铁和混凝土的其他可能替代品。最近的发现是工程竹或层压竹,这是一种高度可持续且结构上令人印象深刻的材料。下面,我们将探究层压竹(LBL)的制作工艺、主要品质以及它与木材的对比情况。

© José Tomás Franco © José Tomás Franco © José Tomás Franco © José Tomás Franco + 10

© José Tomás Franco
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这种材料通常被称为层压竹材或LBL。竹子具有天然的可持续性和结构特性,因此,它被视为一种替代结构材料。与木材相比,竹林生长速度更快,采伐周期更短,每公顷竹林的碳密度是云杉林的四倍。此外,在某些地区,木材资源更为有限,竹材成为更好的选择,可以绕开木材运输问题,并降低成本和能源消耗。

© José Tomás Franco
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作为一种结构材料,LBL的特性取决于其处理方式。通常,这种材料是由未加工的竹秆和层压复合材料制成的。LBL的主要制作方法有三种:第一种是利用辊压式压碎机将竹秆压平成和风垫,然后将它们堆叠、粘合在一起,形成面板。第二种方法是将竹秆投入分离机,形成股,然后放在一起粘合。第三种方法是将每根竹秆切成两半、压平,然后粘合在一起。2011年《土木工程材料》的一项调查对这些方法进行了测试和比较,结果表明,第三种方法最具成本效益和资源效益,是结构应用的最佳选择。这一结论主要源于第三种方法具有较高的尺寸稳定性和断裂模量,当然也考虑了其他方面的不同特性。

Conceptual Diagram. Image © José Tomás Franco
Conceptual Diagram. Image © José Tomás Franco

与木材相比,结构竹具有惊人的强度,其结构承载力是普通木材的三倍。尽管如此,对于竹子的弹性仍然存在一些担忧,因为如果不使用合适的防腐剂进行处理,竹子的腐烂速度比木材快。

<a href='http://www.ovalpartnership.com/en/work/project/INTEGER-Kunming-Bamboo-House'>INTEGER Kunming Bamboo House</a>. Image © The Oval Partnership
INTEGER Kunming Bamboo House. Image © The Oval Partnership

此外,LBL的成本会因位置不同而存在很大差异。对于当地有竹林的地区,成本效益是巨大的。然而,在美国这样的地方,竹子运输成本比传统木材高出四倍。此外,当需要将大量竹子运往全球各地时,可持续性效益显著下降。

<a href='http://www.ovalpartnership.com/en/work/project/INTEGER-Kunming-Bamboo-House'>INTEGER Kunming Bamboo House</a>. Image © The Oval Partnership
INTEGER Kunming Bamboo House. Image © The Oval Partnership

有关结构竹的文献仍然很少,但它似乎有望成为高污染传统建筑材料的结构合理且可持续的替代品。尽管这个问题尚有待于进一步研究和考虑,但是,现有的学术研究似乎表明,当考虑到位置、生产和保存时,LBL可能是下一代重型木结构的有力竞争者。

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关于这位作者
引用: Cao, Lilly. "探讨竹子在结构应用中的效果" [How Effective is Laminated Bamboo for Structural Applications?] 04 3月 2020. ArchDaily. (Trans. Milly Mo) Accesed . <http://www.archdaily.cn/cn/934720/tan-tao-zhu-zi-zai-jie-gou-ying-yong-zhong-de-xiao-guo>

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