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什么是竹钢？

城市设计 2023-02-06

The following article is from 设计材料 Author 阿胖



竹钢是近几年新兴的一款建筑材料
听其名字很多人不解？
它到底是竹还是钢？
其实这个材料看起来像木、用起来似钢
而本质上是竹
今天我们一起来了解下
一根竹子如何“变身”坚硬的板材

01.
为什么叫竹钢？

“竹钢”是一种高性能竹基纤维复合材料，主要是指以竹基纤维帘为基本构成单元按顺纹理方向经热（冷）压胶合而成的板材，因此，“竹钢”也叫做高性能竹基纤维复合材料。


竹钢以我国南方地区大量生长的竹材资源为原料，把竹子中含有例如糖、水等易氧化腐化的成分去掉，只留下竹纤维和树脂，并把竹子高温高压合成，强度都比普通钢材高很多。

尤其是“竹钢”的拉伸强度，是同等重量的钢材的3倍，而其批量生产的成本则基本相当，寿命可长达50年，因此称作“竹钢” 。

通过权威检测：竹钢抗弯强度≥350MPa，抗拉强度达≥360MPa，抗压强度≥140MPa，弹性模量≥30GPa，水煮膨胀率≤5%。由于竹钢强度高、密度大，各项指标均已达到或超过了叶片基材和户外板材的性能指标要求。

一块“竹钢”可以承受300兆帕压力

简单点来说“竹钢”就是将竹材重新组织并加以强化成型的竹质新材料，也是一款我国自主研发的、依托中国林科院专利技术制造的高性能竹基纤维复合材料。

02.

以竹代木 以竹代钢

我国结构用木质材料相对缺乏，因此用竹材部分替代木材制造结构用集成材显得非常必要，竹钢结构可以代替部分木材在木结构、钢木混合结构中。


比起传统建筑建材，竹钢更加环保易再生，竹材的利用率从目前的20%~50%，提高到95%以上，同时也让普通的竹子身价倍增有力促进了竹农增收致富。

2019年北京世园会国际竹藤组织园

高温高压合成之后的竹子，在制备过程中没有打乱竹材纤维的排列方向，可以保持竹材原有的高强度特点，另有低碳环保、高耐候性、使用寿命长等优点，是“以竹代木，以竹代钢”的最佳产品。

成都丹景阁的弯弧结构充分验证了竹钢良好的抗拉与抗压性能，图片来源竹元科技

作为一种重组加工而成的建筑结构材料，“竹钢”目前在国内处于刚刚兴起阶段，但也因其以竹为本的独特性和高性能、高适应性的特质以及贯穿于每一个环节的绿色基因，在国际上日益引发广泛关注。

马德里机场
"庭园家"生活大展,MAD建筑事务所

「竹钢性能」
1.高强度
材料的“强重比”比钢还要高，强度是紫檀的两倍
2.高密度
材料的密度能达到1.2g/cm3
3.阻燃性强
防火能力B1，难燃级别。燃烧碳化后一段时间内无烟无毒气
4.低碳环保
甲醛释放量仅为0.1mg/L，复合E0级环保标准 
5.易加工
可锯切，可拼接，可连接，可沙刨，可着油漆
6.可回收
可回收，可降解，对环境没污染


03.

一根竹子的变身


「竹钢基本工艺流程」
其包含压制→干燥、浸胶→二次干燥→热压、砂光等。

利用设备压制成竹片▽

经浸胶、二次干燥后的竹片▽

经热压、砂光等处理后的半成品▽

裁剪后的“竹钢”成品▽
图片来源竹元科技

「常用参数」
建筑结构的竹钢板材的厚度有10MM、20MM、30MM竹结构材。
大板面设计：2500L*1280W*20T（25、30、35），自由裁切，100%出材率。

1. 可锯切
虽然竹钢板材非常坚硬，但一样可以运用现有的木材锯切设备任意锯切加工。只是最好使用合金刀具，则有更好的锯切效率。
2. 可拼接
板材厚度虽然只有20~35mm,长度虽然只有2500mm,但是借用优异的双组份拼板胶，可采用直拼、叠拼、错逢拼、指接、螺接等，可轻易地获取到厚达几米，长达几十米的方材。
3. 可连接
竹钢材因为过于坚硬，所以不方便采用钉接，可以先铣空后再用自攻钉固定连接，因其优秀的握钉性能，连接非常结实。
4. 可砂刨
竹钢材可以像一般的木材一样，可砂光，亦可刨光，也可以铣型，加工面可以非常光洁，因没有木材的虫蛀和结疤，加工面亦非常完整，无需补腻。

“竹钢”生产车间

「施工及安装要点」


“竹钢”表面具有良好地附着性：
1. 可上色
竹钢亦可采用常规的木材着色剂，调出任意色彩。
2. 可着油、漆
竹钢材饰面可根据具体需要，表面可喷涂、擦刷各类木油、木蜡油、水性清漆、硝基清漆、醇酸清漆以及已调色后的木蜡油和调和漆等等，易于施工。

北京国际青年营

竹钢性能优势非常明显，现已被广泛运用于建筑结构、工业设计、室外装饰等性能要求高的领域，其产品主要包括：

风电板
▽
（主要用于风电叶片骨架）

碳化板
▽

（主要用于结构、户外）

纵横板
▽

（主要用于办公家具）

室内地板
▽


（柚色）
（四色）

模压板
▽

（主要用于户外地板、外墙板等）


04.
竹钢的应用

昭君博物院

中国建筑设计研究院·大器建筑设计工作室


昭君博物院（建于2016年，面积3000平方米）是国内第一个竹钢建筑，开创全竹钢结构融入大型公共建筑的先河。


中国铁建-西派国樾时代艺术中心
上海日清建筑设计有限公司

为了营造整体感受，建筑师在设计中加入了大量竹钢，将精神寄托于建筑之中加之配合通透的low-e大面积玻璃幕墙，在竖向上用暖色竹钢加以装饰，亦有局部的垂直绿化墙相衬，让整个建筑萦绕在清新通透的氛围里，别具一格，成就了建筑在造型上的独一无二。




东山丝竹华夏四季售楼处

种地设计

环球融创青城溪村

九度设计


曲面屋顶联系起整个建筑群落，竖向的杆件结合曲面屋面，组成自由、轻盈的建筑形态，取材延续中国古建筑的质朴自然，借助青瓦、钢木等，打造建筑的原始与本真，释放出闲适惬意的空间氛围。



深圳中国杯帆船会所餐厅 

水平线设计


素竹栏杆，暗沙庭院，镂空、曲折，以竹钢为材料的入户装置与高大的榕树带来曲径通幽的气息，不强硬不生分，不刻意制造距离感。


装置艺术-石芯
设计师：王刚

“也许人们会认为石头是冰冷的、完全是无机物的状态，可我认为石头是会说话的”，设计师王刚用竹钢条材的相互搭接，在墙面上制作了一个又一个立体的石块~


葫芦院 – 銮庆胡同37号院

都市实践


屋顶用原先木架尺寸的竹钢梁架搭接，椽子采用十字交叉竹钢构件组合，在小院的正上方勾勒出葫芦形的轮廓，通透的竹钢板屋面一方面呼应了原有屋瓦的尺度，又形成屋面中间更为通透的效果，给屋中小院引入充足的阳光，便于树木生长。


双溪书院

多向界建筑设计

为了达到更轻薄的形体效果，建筑主体采用竹钢搭建，竖向的立柱每根都为承重住，从而达到均匀受力的效果。“柱”与“梁”的连接部分采用简单的交错堆叠起来进行构造的方法，使其在形式上产生出类似斗拱结构的效果。


牛背山志愿者之家 

设计：dEEP Architects


广场上的韧山水

GOA大象设计、同济大学建筑与城市规划学院


该装置考虑到台风的强大破坏力，采用50根20米长的空间流线性竹钢杆件构成了具有起伏变化的体量，给人以抽象山水的视觉感受，极富时代气息。



北京定慧圆·禅空间 

三文建筑 – 何崴工作室


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