我對竹的認知有相當一部分跟我的木構研究有關系。我強調木建筑的文化研究,跟很多研究中國建筑史的木構不太一樣。第一是從材料,第二是從構造和結構。我認為所謂建構必須要這樣討論問題。也就是說,特定的材料應該有比較合適的構造,又有特定的結構形態,這是一種建構的美學。當然從建筑師的角度來講,還要考慮造型問題——形式要有一定的道理。

材料→構造→單元體

我在這方面做過很多工作,比如木拱橋的研究、中西方的比較、跨度問題、高度問題……這是我的一些學術基礎。今天來談竹子是基于我對木構的了解。

竹的纖維

竹材是一種建筑用材,從建筑師的角度,我們可以通過木材來了解。我們一般認為木材跟混凝土和鋼材不一樣,它具有典型的各向異性,也就是方向性,這是它生長的纖維導致的,這一點很重要。竹材的各向異性比木材更強,竹材的優缺點都與之相關。因此編織就成為了它最基本的構造方式,使之形成面,所以建筑上經常會看到竹笆墻。但是原竹難以達到柱、梁所要求的結構性材料斷面。

竹笆墻

建筑建成之后,它的存在比家具、裝修都應該要長久。對于耐久性來講,竹材會有一些問題。

與木材不同,我們很難讓竹在建造之前干透,這就導致原竹在做成產品之后,在使用過程中不斷干燥,導致變形。竹椅子、竹凳子,買來的時候很扎實,過一兩年就開始渾身搖晃,吱嘎作響,就是這個原因,這個問題很難解決。它的水分遞減,而密度遞增,這使得在建筑上使用很麻煩。

竹材的含水率問題

還有一個問題就是所謂的纖維素,里面相當多的是糖份或者蛋白質,這導致在原竹使用過程當中非常容易發生蟲蛀。

材料的特性使竹在構造上很難做原木所常用的榫卯結構。原竹的綁扎最常用的是鐵絲、麻繩,其實木構也可以綁扎,叫做捆綁式結構,今天依然可以用。問題是這樣產生的節點穩定性不夠,比如傣族竹樓的耐久性就是個問題。所以原竹的這些特性導致它只能快速建造,快速拆除。

原竹的搭建

作為建筑師,要懂得基本的原理,在建筑物持久前提下,這些問題導致它的高度、跨度都會受到局限。我舉兩個用竹的反例:

這個建筑的竹子里面穿的全部是鋼筋,有的地方還用了混凝土。

這是用竹片包的混凝土柱子。我非常反對這種建筑模式。建筑就要扎扎實實,持持久久。

有很多人在研究原竹的創意,在我看來是緣木求魚,沒有意義。你可以做一些特別好玩的東西,但要是臨時性的。

反過來看,為什么我們現在熱衷于使用竹材?其實是可持續發展的要求。作為地球上的一員,我們做的事情要跟社會發展有關,盡可能地使用可循環材料,排放少,能耗少。混凝土不可回收,所以不是很好的生態材料,生態標準不高;木材很好,所以我多年來一直提倡用木材。

用木材做比較,我們可以看到竹材的優勢。一個是種植生態意義很大,竹材成材的周期很短,而木材很長,所以我們多使用竹材更有意義。

竹材基本上沒有生態問題,不像木材,過度采伐會產生重大的生態問題,這是我們國家已經發生的,所以已經有幾十年退耕還林的中央政策。中國竹材資源產量非常大,并且還可以拓展,根據農林部門的調研,中國還有很多山林是有可能發展成竹林的,這可以減少我們對木材的采伐,也可以減少對世界上其他地區木材的采伐。中國過度使用東南亞,甚至非洲的木材,已經遭到國際上很多環保組織的抗議。

從可持續發展最基本要求來講,與木材相比,竹材的優勢在于更符合就近取材原則。中國的南方竹子非常多,就近取材會減少能耗和排放,也會多使用當地的勞動力,這都符合可持續發展的標準。建筑形式的地域性應該做到合理性,我們要從社會、地球整體發展的角度看這個問題。

竹材作為建材使用,本身存在的問題是非常清楚的。我們今天要使用它,是因為可持續發展。中國的木構傳統本身就有現代化發展的問題,這一點我本人有非常深刻的體會。我們的木構是非常優厚的傳統,但它的發展是停滯的。唐宋之后,中國木構的跨度和高度沒有發展,這是一個事實。梁思成為此痛心疾首,所以他把中國建筑歷史的唐宋時期定義成最高峰,后面就不發展了。當然我不贊成這個看法,他是把這個道理作為一個核心問題闡述了。

那么為什么中國的木構那么發達,在歷史上卻不發展?反過來看,所謂中國的不發展,意味著西方的發展。歐洲的木構技術沒有停止發展,尤其是在工業時代。木材的核心問題是尺寸,不應受制于樹木本身,尤其是原木的斷面。

歐洲在十六七世紀開始通過將材料分解再組合使結構形態的強度提高,這個方法很快應用到桁架。桁架有優勢的根本原因就在于分層。

木桁架

分解合成不只是提高結構形態的強度,材料本身的結構強度也可以提高。我在瑞士看到一座木構橋,材料的斷面沒有改變,尺寸沒有改變,但是強度大幅體高。看到這里,我就明白中國的木構為什么沒有技術發展了。

現在的木材怎么樣能脫離分解合成這件事情,我們今天還能離開分解合成的木材嗎?我們還都用原木工作嗎?分解合成的原理,就是今天工業竹材的潛力,工業竹材的哲學原理就在這里。這跟工業的木材是完全一樣的道理,只是我覺得工業竹材更精彩,因為原竹根本達不到原木本身的建材使用率。在我看來,竹材在建材領域的唯一出路就是工業化。科學家已經做了那么多的工作,并且還在不斷地研究,他們的闡述在工業角度不斷地革新。我看出了其中各種參數可能性,對建筑商的可能性,比如說集成材,它的尺度、長度、連續度都在增長。

工業竹材

我認為建筑師要主動參加竹材的工業化。這是張齊生院士實驗的竹建筑,沒有建筑師很好地進行配合,所以在構造方面,我認為做得不夠好,但是材料已經沒有問題了。用最常見的工業化木材的方式可以改造它。我們做了實驗,用了重組材、集成材兩種材料,還將繼續實驗,開發很多金屬件,模仿合成木材的做法,讓它可以發揮自己的個性,但我不相信它能一步登天,要一點點來。

竹建筑實驗

通過這種實驗,我們也嘗試了加工過程的問題,做了一些榫卯實驗,重組材幾乎使用不了,集成材也不是很好。

工業竹材實驗

我們現在用竹材,是因為可持續發展,大家不要忘了這里面有一個詞“發展”。鄧小平說“發展是硬道理”,不能走回頭路。竹文化曾經是我們的歷史,我們可以為此驕傲。但是我們今天要的是具有發展的竹文化。我認為人類和社會走回頭路是不行的,所以只能往前走,這才是思路。