生态建筑——可生长的建筑材料

1、生态建筑原材料上的生态原材料上的生态可生长的材料一、木材木材是人类最早使用的建筑材料之一，其使用范围广泛、建造技术成熟，在中外几千年的建筑史中一直扮演着重要的角色。原材料上的生态可生长的材料一、木材性能：1.其纵向压缩强度是横向压缩强度的数十倍，纵向拉伸强度是钢材的1/41/5，压缩强度是混凝土的1.32.5倍；相对密度是铁的1/20，混凝土的1/5；热传导率比铁小3 个数量级2.组成成分的羟基具有吸潮和脱潮性，从而具有调节室内温度的功能3.有较好的弹性、塑性，能承担一定的冲击和振动荷载；触感好4.不同的木材品种硬度选择幅度大；外观美观，可根据建设要求选择不同的木纹和花泽5.木材具有可燃和腐朽

2、性质：制品废弃后可以通过燃烧获取热能，或腐朽自身降解不给环境增加额外负载原材料上的生态可生长的材料一、木材加工与制作：加工：木材的加工简易，多采用刨锯的方式。耗能小、对自然环境破坏小。预制和装配：在工厂预制的木构件不仅质量好，而且可以降低成本、减少材料浪费，有利于废料的回收利用，并且大大提高在施工场地的装配速度。预制的木构件在拆除后可以完全或部分重复使用，不会造成浪费。原材料上的生态可生长的材料一、木材销毁与降解：1.完好构件可再次使用，投入到另外的建设项目中，如：脚手架的重复使用2.大尺寸木材可裁切成小尺寸木材继续使用，如：废弃的梁、柱可作门窗框、家具的原材料3.木材回收制成纤维板、胶合板等

3、4.无再利用价值的木材还可以燃烧以获得热能，灰烬可以肥田5.少量的木料可在自然界中经过一定时间自己降解，重新返回生物圈。原材料上的生态可生长的材料一、木材不足：由于资源的枯竭，难以取得直径大、性能稳定的原材料；木材的硬度和强度不够高；在不同使用环境中，受水、微生物、热、光等作用而易发生尺寸变化；天然木材的疵病较多；另外还有腐蚀、燃烧、退色原材料上的生态可生长的材料二、竹材竹材也是人类较早使用的建筑材料，尤其在亚洲国家，如日本、中国、印尼、菲律宾等，竹子已经大量用于建筑领域。台湾竹厝埃塞俄比亚传统竹屋原材料上的生态可生长的材料二、竹材分布：世界上有超过1 600种竹子，分布十分广泛原材料上的生态

4、可生长的材料二、竹材力学性能1. 收缩量小，高度的割裂性、弹性和任性2. 很好的顺纹抗压力和抗拉力，顺纹抗拉相当于同样截面尺寸钢材的一般3. 耐磨性与混凝土接近，大大强于木材原材料上的生态可生长的材料二、竹材在建筑中的性能1.经济性: 竹子建筑最重要的优点是成本低廉但不降低建筑质量, 而且经久耐用, 占用空间少。根据哥斯达黎加PNB 的统计, 竹房屋比普通材料住宅的成本便宜20% 。2.灵活性: 竹子建筑的设计和建造更具灵活性, 优点之一就是能够通过更换损坏部分得到经常性的维护。3.低技术: 竹建筑的技术要求不高。大多数竹房屋的建造基于当地的技术水平, 无需高技术的指导, 另外, 竹建筑比较容

5、易与先进技术结合使用。4.安全性: 由于质量轻、弹性好, 竹子的抗震功能非常突出。据报道( Gutierez, 1998) , 在哥斯达黎加的7.6 级地震中, 位于震中的30 座竹房屋保存完好, 而周边许多混凝土房屋和旅馆全部倒塌。5.舒适性: 热带农区夏季气温很高, 中国云南南部地区, 人们至今仍然喜欢建造竹楼来避暑, 享受竹楼的凉爽。6.耐用性: 经过适当处理的竹材使用寿命可达30 年之久, 而且, 竹材种类的精心选择、防腐处理、辅助材料的使用以及老化或损坏部分的定期更换等等都能增加竹房屋的耐用性。7.可持续性：竹子在2 3年即可成材, 而木材至少需要25 年。竹子是世界上生长最快的植物

6、, 只需利用当地的主要原材料和工具就足以建造简单经济的竹房屋。原材料上的生态可生长的材料二、竹材不足：1.防火问题：阻燃浸注处理法2.防虫、防腐问题：化学药剂浸注法3.连接问题：连接不便，节点处易开裂的问题原材料上的生态可生长的材料二、竹材案例：2000年世博会零碳馆 建筑师：西蒙维列功能：展览建筑规模：2150 一层1650 二层500结构体系：基本单元是一榀组合形态的门式刚架（屋顶桁架、二层的楼板和斜撑、承受主要荷载的两根立柱），两两之间用斜撑相连，顶部收束于一个金属环以加强结构的完整性和稳定性结构示意原材料上的生态可生长的材料二、竹材案例：2000年世博会零碳馆 建筑师：西蒙维列材料选择

7、：瓜多竹（结构）、乔鲁桤木材（荷载）、阿波尔卡木材（室内装修）、香竹（楼层下面的支撑）材料示意原材料上的生态可生长的材料二、竹材案例：2000年世博会零碳馆 建筑师：西蒙维列节点构造：1.砂浆+螺杆：第一根竹竿需要打通两三个竹节，竹节放置螺杆，用砂浆填满竹竿的空腔；然后将第二根竹竿垂直钻孔，并将螺杆从孔中穿过，再用至少一个带有弯曲垫圈的螺母拧紧螺杆，空腔同样用砂浆填充2钢表带+砂浆+螺栓：在第一根的竹竿端部两三个竹节垂直打孔，螺杆置于竹竿空腔内，再用砂浆填充；第二根竹竿垂直放置第一根端部，钢表带包住竹竿，固定到螺栓上。节点构造示意原材料上的生态可生长的材料二、竹材案例：2000年世博会零碳馆

8、建筑师：西蒙维列竹子处理方法：1.延长竹子的使用寿命，西蒙喜欢把竹子放进稀释的柴油里浸泡13天。柴油是最理想的防腐剂。处理之后，竹子要放在户外3个月以便变干。在这期间，不适合建造的竹子将开裂，而剩余的则是具有高持久性的建材。（防腐）2. 砍伐的时间要在竹子本身淀粉含量最少的时段，之后还要垂直地堆放，使得水份聚集在竹竿的底部，它在竹子使用之前将被砍掉。最后还要用壁炉和厨房的烟来持续地熏竹子，使竹子远离昆虫。（防虫）原材料上的生态可生长的材料二、竹材案例：2000年世博会零碳馆 建筑师：西蒙维列特点：1.采用了生态的建筑材料竹子进行建造2.克服了竹构建筑的缺点，创造了竹连接的方式3.在建造和施工过

9、程并未产生污染环境的物质4.比钢材建造的房子价格低廉原材料上的生态可生长的材料二、竹材案例：2005 年日本爱知世界博览会长久手日本馆 功能：展览占地面积：8029 建筑基底：4147 楼面面积：5947.05设计：日本设计株式会 彦坂裕设计理念：展馆由内外两层组成（被称之为二重膜）。外层是一个巨大的、像蚕茧一样的竹编笼子。设计师比喻这个竹笼子是地球表面的大气层，用以进行环境调整的装置。原材料上的生态可生长的材料二、竹材案例：2005 年日本爱知世界博览会长久手日本馆 生态功能：1.用熏制的竹子编制成六角竹格网罩在上面。这个竹屏通过遮住直射阳光来降低对建筑物的热负荷，并创造一种自然风流通的像树

10、荫一样的环境。根据网上日本馆公开发表的数据，8月17日（周三）12时现在竹屏外的日射量是0.82kW/，而竹屏内的日射量只有0.42kW/，相比之下减少了0.4kW/。2.为了减少金属连接物，竹子还被加工成直径1 8 m m ，长1 5 m m 3 0 m m的连接材料（一种筒状物，可以承受1.2t的剪力）。配合粘接剂，可作为材料与材料之间连接的暗榫使用。低热量负荷的竹笼原材料上的生态可生长的材料二、竹材案例：2005 年日本爱知世界博览会长久手日本馆 生态功能：3.如内层建筑的北墙采用了一种新型外墙体（图21），它是由聚乙烯乳酸塑料（Poly Lactic Acid Plastic）、发泡缓

11、冲材和空气泡（Air-Cap）构成。由于这种外墙体材料均为淀粉和食品废弃物制成，所以在废弃之后，经粉碎发酵，不到4个星期就会在微生物的作用下还原生土壤。4. 内层建筑的屋面采用了一种“光触媒金属板”新型材料。所谓光触媒金属板就是在金属表面涂了一层氧化钛薄膜，在太阳紫外线的作用下，会产生活性氧，进而分解有机物，在雨水的冲刷之下，达到自己洗净作用。而这里采用光触媒金属板更重要的目的是利用它的“对水的超附着能力”特性，试验是在屋面装有水管，让水慢慢地流过屋面，利用水的蒸发达到冷却屋面的目的，从而减少夏季的空调负荷。新的环境技术和材料的实验场原材料上的生态可生长的材料二、竹材案例：2005 年日本爱知

12、世界博览会长久手日本馆 生态功能：5.长久手日本馆正面、即南侧铺设绿化壁以降低墙壁温度而削减对建筑物的热负荷6. “束柱” 是把根间伐材（中间一根直径170mm，周围8 根直径100mm）用竹制的暗榫连接在一起，做成断面像花一样的柱子。而“组合柱” 是用根束柱结合在一起，构成了一个高18m 的框体柱子。此外，这些间伐材也可以被粘接集合成一种叫做编成材的大断面柱子（3 0 0 m m 3 0 0 m m ）。7.“箱型梁” 是断面为1 0 5 m m1 0 5 m m 的间伐材被组装成梯子形状，两侧用12mm 厚的木板夹住，这样就形成了一种高强度的轻质箱形梁。这些创新设计不仅为使用间伐材提供了一

13、个有效利用的方法，并为室内创造了一个特别的装饰效果。间伐材，又称为疏伐材。人工林树木的间距较密，须将部分树木伐除，以维持足够的树木间距，使树木获得充足阳光，树根有扩展的空间，让森林生长得比较理想，伐除取得的木材就是间伐材。原材料上的生态可生长的材料二、竹材案例：2005 年日本爱知世界博览会长久手日本馆 生态功能：6.地面采用节能的低温烧制的铺地砖。这些铺地砖经特殊处理后，不仅可以保证展览会期间有充分的强度，而且在移至室外约年左右后，会还原成土壤。7.茧状日本馆为减少热负荷原材料上的生态可生长的材料三、稻草、秸秆、亚麻稻草、秸秆等农作物的副产品，常常被当作废弃物燃料或者直接置于农田中任其腐烂，

14、没有得到充分的利用。实际上，它们可制成保温复合板，其隔热保温性能好，价格低廉，同时还能给农民增加一定的经济收入，可谓变废为宝。亚麻除了是很好的纺织原材料外，也可以制成建筑板材，如黄麻布结层胶合板，具有较好的粘合力，尤其适合于抗震要求严格地区。原材料上的生态可生长的材料三、稻草、秸秆、亚麻卡罗琳（ Carolyn Robert）和她的两个儿子，在美国亚利桑那州图森（Tucson）附近的沙漠中，建造了一座用草砖（草捆扎成的包）作承重墙的房屋，其目的是为了将人类活动对地球生态系统的危害降低到最小的程度原材料上的生态可生长的材料四、纸纸源自木材、芦苇等纤维植物，同样可自然降解，具有可生长性。纸建筑自重

15、轻、安装速度快，但只适合干燥地区或者在室内使用。原材料上的生态可生长的材料四、纸案例：2000年汉诺威建筑展日本馆建筑师：坂茂项目地点：德国汉诺威项目时间：2000年原材料上的生态可生长的材料四、纸案例：2000年汉诺威建筑展日本馆生态特点：1. 基础采用钢构架填充材料，已使不可回收的混凝土减至最少；以沙为填充物，材料就地取材，均为可回收材料原材料上的生态可生长的材料四、纸案例：2000年汉诺威建筑展日本馆生态特点：2.所用的原材料全部来源于回收加工的再生纸。而世博会结束后，这些自然的材料又运回了日本，做成了小学生的练习本。3.其骨架全是由再生纸管构成的，覆盖墙面和屋顶的是一层半透明的再生纸膜，因此，不必人工照明。4.纸筒来自传真机上的纸芯，具有