创新故事 —— 

在世博会上寻找高耗能材料的替代建筑材料

用竹子盖房架桥

本报记者  蒋建科

2010年07月12日08:16  来源:人民网-《人民日报》

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  为建在北京紫竹院公园的竹房子。

  竹子能代替钢筋水泥盖房吗?当然能!如果到举世瞩目的上海世博会上走一遭,就会发现有两个已经采用了竹结构。一个是上海世博园内最小的展馆——“德中同行之家”展馆,这是一座覆膜全竹结构的二层环保建筑。另一个就是超过4000平方米的印度馆,也主要采用竹结构完成。印度馆高18米,大型圆形穹顶单跨度达36米,仅穹顶和大梁就用掉40吨竹子。

  其实,在此之前,国际竹藤组织和湖南大学土木工程学院肖岩教授课题组合作,采用肖岩教授课题组具有自主知识产权的现代竹结构建筑和胶竹专利技术,已经在世界上率先建成三座竹结构别墅。一个建在湖南大学,上下两层,建筑面积250平方米,占地面积160平方米。另两个分别建在北京紫竹院公园及湖南耒阳蔡伦竹海公园。

  身为长江学者特聘教授的肖岩先生,现任湖南大学土木工程学院院长,同时担任美国南加州大学土木系试验室主任和工程与抗震研究中心主任,博士生导师,985科技创新平台首席科学家, 国家“千人计划”学者等,先后发表论文100余篇,其中包括50余篇SCI检索论文。

  拿什么材料代替传统的钢筋水泥来建房子?是肖岩多年思考的问题。木材当然好,但不可持续。于是他想到了竹子,竹子不仅是理想的建筑材料,吸收二氧化碳的能力是桉树的4倍。中国是世界上主要的竹产区,竹在中国有数千年的应用历史。竹子常绿、生长速度快、可再生,已经在诸多领域代替木材及其它高能耗原材料,被誉为“植物钢筋”。据统计,70公顷的竹林每年能够提供建造1000栋原竹结构房屋所需竹材。但如果这些房屋采用天然木材做原料,将毁掉600公顷的原始森林。

  肖岩教授说,建造竹结构房屋施工时间短,基本不受气候影响,结构构件可以现场制作也可以在工厂预制好再搬运至现场安装。建造同样一栋房屋,砖混结构毛坯房需要6至10个月时间,而竹结构房屋由8个工人在100个工作日内就顺利完成,建造速度快,工人劳动强度低。值得一提的是,竹结构房屋的得房率要比砖混结构房屋高出8%至10%。 

  肖岩教授说,竹结构的韧性好,抗震性能好,即使在强烈地震下结构整体出现变形,也不会散架或垮塌。 此外,竹材热传导速度较慢,保温隔热性优良,可以大大降低住宅能耗。 

  肖岩教授说,湖南大学的竹结构样板房建造成本约为950元/平方米,建在北京紫竹院公园内的竹结构别墅示范房总的建筑成本,也可以控制在1600元/平方米。相关技术已经获得和申请了10余项国家专利。

  肖岩教授不仅能拿竹子盖房,还能用竹子架桥。2007年,肖岩教授带领课题组在湖南省耒阳市导子乡上浔村建成耒阳竹桥,当年年底通,成为世界上首座可通行载重卡车的现代竹结构桥梁,桥梁长10米,由9根竹梁组成,设计通行荷载为8吨,使用期限为20至30年。 

  该桥通车至今状况良好,被美国《科技新时代》杂志评为2008年度全球最佳工程创新奖,成为中国继“水立方”后又一获得该项国际奖的项目。 

  肖岩教授带领课题组还在湖南大学校园里建成竹材人行天桥,天桥跨度达5米,桥面宽1.5米。最近,肖岩教授课题组又在东莞万科科技园建成了40米和20米长的两座人行景观竹桥。

  肖岩教授说,竹材天桥还可根据需要改变形式,如拱桥、吊桥等,并可按建造场地要求改变结构布置和细部处理,适应性较强。

  经过近4年的努力,肖岩教授关于现代竹结构住宅和竹结构桥梁的体系已经建立。给中国百姓建造更多竹结构住宅,是这位归国学者的梦想。肖教授说,课题组将在国家自然科学基金重点项目资助下,完成相关技术标准的编制,并对竹结构的长期性能、综合防护性能等关键技术进行深入研究,为产业化提供科技支撑。 

(责任编辑:贺霞)
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