竹子的特性（竹子有什么优点）
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竹子的特性（竹子有什么优点）
设计师讲究科学，半仙讲究虔诚。两者联手会有什么结果？结果是一举两得。太好了，太好了，太好了。
文章转载自：一席ID：yixiclub原创： 邵长专
香港中文大学建筑系博士邵专。
它的受益者可能只有三五户，甚至随着时间的推移，那三五户已经搬出去了。那么，对于这种只需要管理十年二十年的桥梁，是不是所有的混凝土桥、钢桥都要管理五十年、一百年呢？我不这么认为。竹子可能是这个地区的一个选择。
朱之桥
大家好，我是香港中文大学建筑系博士生邵长专。今天，我将向你们报告我们在竹建筑方面的一些工作。因为和项目有关，大家可能会很烦。忍半个小时差不多就够了。
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我和竹子的联系和下面几部电影有关。因为我以前是志愿者，在这些地方搭建临时桥梁，比如石拱桥，小吊桥。
其中，在云南省红河州绿春县，有一座桥给我留下了深刻的印象。当时一座石拱桥被冲走了。在我们修桥之前，村民们自己建了一座桥。我是工科出身，当时就被这个桥震撼到了。
为什么？让我给你解释一下。一个是中间的三角桁架，非常稳定。你可能在横梁上看到过。再一个，右边的树用得好。他们用几根竹竿和铁丝搭建了一个相当于斜拉桥的结构。别看简单，这种结构效率很高，因为只用几十根竹子就能做到20米的跨度。
专业上，我们管这叫独塔斜拉桥。为了方便大家理解，我找了一幅西班牙大师卡拉特拉瓦的作品，基本原理是一样的。
西班牙塞维利亚的阿拉米罗桥，源于土冲的想法。
仔细看，这座桥是这样的。有一个竹篮，里面装着石头，托着竹桥，让人走起来不那么摇晃，相当于抛锚。其实这座桥基本上体现了我们现在桥梁工程的最高技术。
我对这座桥感兴趣的另一个原因是它是由竹子制成的。其实竹子是一种很普通的材料，尤其是在南方，但是做这种结构对我来说很新奇。如果用一些现代技术改进村民自己设计的竹桥，是不是可以更安全、更轻便、更长？所以我开始思考竹子，大概是从2010年开始的。
我查了一下，全世界的竹子有1200多种，有的说1600多种。反正中国有700多种。中国的竹林在世界上也占很大比例，大约1/3。
说到竹子，你可能会首先想到熊猫。事实上，一只熊猫一天能吃30多公斤的食物，排泄20公斤左右的粪便，所以它基本上一直在吃。当你参观动物园时，它除了睡觉还在吃竹子。它吃的竹子叫箭竹，没有营养。我觉得可能是因为它不想在生物链上竞争，所以选择了大家都不吃的东西。
还有几种竹子也很有特色。一个是云南沧源县有一种竹子叫聚龙竹，很粗，直径可以达到35cm左右。当地人把它砍下来，砍一块用来洗脚，再砍一块做水桶。
高原上也有竹子。比如西藏有一种实心竹，强度好，可以做自行车。
紫苑图宠创意
竹子柔韧性好，可以做成几十米长的风力发电机叶片，可以在上面折腾十年。
总结一下，竹子的特点是什么？一个是它是灵活的。我很少看到竹子被风吹倒。增长速度比较快。和普通树木一样，大约需要30年才能变得有用。生长最快的森林需要十几年，竹子一般需要三到五年左右。
但是它也有一些缺点，比如容易开裂，耐用性差，放在室外一两年几乎都会烂掉。此外，生长大小也不均匀。如果做工程的话，均匀性相对于常规材料不是很好，尤其是钢管。
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我来介绍一下竹子在工程中应用的案例。这是中国五大古桥之一，叫安澜桥，位于四川都江堰。这是一座竹索桥，是清嘉庆年间何先生出资修建的。不知道当时为什么没有装栏杆。结果晚上一个醉汉掉进河里淹死了。何先生被判处死刑。何夫人为了给丈夫报仇雪恨，对其进行了加固修复，所以当地百姓也称之为“夫妻桥”。大约在20世纪70年代，这座桥被改成了钢桥。
我们国家在五六十年代缺钢，一批资深的科学家和实践者做了大量的研究工作。那时，一些学校和工厂是用竹子建造的。这张图中的大部分人现在都是国内顶尖的工程师，还有一些是院士。我还跟我的一位前辈陈肇元先生学习过竹结构，他现在已经八十多岁了。他们当时都在研究竹子，或者说他们中的一些人在研究竹子，所以我也在研究竹子。
这不完全是个笑话。为什么？因为从材料上看，竹结构比混凝土更难。根据我们的专业，钢筋混凝土或钢材的弹性参数只有两个。但是竹子有九个参数，因为它的生长方向，圆周方向，半径方向都不一样——我们称之为各向异性。你可以简单的理解为，研究竹子的难度系数是研究混凝土的4.5倍。
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现在要研究了，就开始找资料，无意中在网上看到了这个桥段。它位于浙江省宁波市奉化县。当我发现这座桥时，我和第一座桥一样惊讶。看，它有一个亭子，右边有一个画廊，底部有一个拱门。
我很想找到建桥人，最后在一个“农家乐”里找到了。我通过114找到村长，他侄子通过村长，他通过他侄子。他叫王如贤，从15岁开始做与竹子有关的事情。我找到他的时候，他大概70多岁，也就是说他做竹工已经有五六十年了。
我和他聊了聊，聊完之后发现他的工具太简单了，简单到就像以前武侠小说里一样，没有高手会用太复杂的武器。大家看，这是六个。这是什么意思？说明他的手艺太好了，因为他不用很复杂的工具就能做出竹制工艺品和竹屋。这对我意味着什么？意味着不利于我的研究工作，因为我所有的技能都在他一个人身上，难以普及。
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国外有吗？我也找到了一些。例如，在埃塞俄比亚，有一个地区，当地大约75%的村民住在这种洋葱状的房子里。这个传统民居的表皮是竹皮，里面是竹骨架。里面住着人和动物，但是卫生条件不是很好。现在我们也和那边的大学有一些合作，试图让房子里的通风更好。
亚洲也有几个例子。比如这是泰国一所贵族学校的篮球馆，非常漂亮。
这是国际知名大师吴崇义的作品。它很精致，甚至可以说是一件艺术品。但我认为它可能不适合农村，而且成本太高。
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这些现有的方法和案例似乎都不是很合适。后来去了香港读建筑学博士。我的导师吴先生从事绿色建筑研究。他非常支持我的想法，于是我用竹子在工程和建筑方面做了一些尝试。下面，我给大家简单介绍两座桥和一座亭子。
第一座桥位于重庆市渝北区兴隆镇。离重庆机场不算太远，也就40分钟左右的车程。那我为什么要找这个地方？原因有二。一个是第一次做竹桥，心里还是有点打鼓。我只想找一个离市区不太远的地方，最好离机场不太远，这样回去的时候可以时不时看一眼。如果有什么问题，我会在他们找到我之前找到他们。
第二，我在重庆出差的时候，和一个公交司机聊天。司机刚说话，说老家一条河出事了，冲走了一个老人。本来准备看一看的，看完最后选了这个地方。
我来介绍一下桥的位置。黄点是桥的所在，白线是主干道，两个白圈是村民的主要居住区，绿线是河流的主要流向。
我去看的时候水不大，怎么可能被冲走？后来才知道，村民一般都是用小石板过河。下雨的时候，尤其是西南山区，完全不一样。一下雨就变成这样了。我估计当时老人以为自己能到，涉水过去，被冲走了。
我们开始考虑如何建造这座桥。先想想用什么竹子。如前所述，竹子有1000多种。你应该选择哪一个？江南有一种竹子，我们觉得比较合适。这种竹子有的地方叫毛竹，有的地方叫毛竹。它大约10米长，直径10厘米。中间六七米比较直，粗细均匀。
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这种竹子不可靠。虽然《飞屋环游记》里的演员总是在竹竿上飞，而且有证明文件，但是他们自己不去尝试，总是不放心。所以我们想把它压一压，看看是什么样的，于是我们拿了一些试件，在实验室里压一压。
仔细看这张图，这根竹子终于爆了。压力多大就爆了？大约5到20吨。
这是什么意思？工地上常见的工程车，装的土大概有55吨左右，也就是说卡车车轮下支撑四根竹子就能撑起来了。
有了这个实验，再加上那些文件，再加上电影《十面埋伏》，我们心里就有底了。我开始设计，建了一个简易的桥和一个拱门，因为浙江的老先生建了一个拱门，我们也建了一个拱门。怕被雨淋，它盖了一个屋顶。
竹子和木材一样，是一种有机材料。木有一句话:“干一千年，湿一千年，半年不干。”也就是说，最好不要让它反复日晒雨淋，很快就会坏掉，所以我们建了一个屋顶。
因为不知道怎么办，我们在实验室反复对比折腾，浪费了很多竹子。最后，我们一块一块的把桥做好，一辆车把它拉过来。我们把它放在地上，像玩具一样拼在一起，做出右下角的骨架。
“卡”被它挂了起来，它上了屋顶，就这样，躲在草丛里。
里面是什么样子？里面是这样的，2.9米宽，刚好比你的床宽半米。因为下面有水，比较凉快，所以周围的村民夏天直接在上面铺被褥睡觉，有时候一排一排的躺着。
我们还剪彩了。一般来说，由礼仪小姐剪彩。我们是礼仪先生，主要是被同学们。
桥建好之后，随便出来一个。其实我还挺开心的，就请香港的导师吃了顿大餐，重庆面。他很开心，后来更支持我了，所以以后业务接待要有重庆的小面。
我们走的前几天，村里人告诉我们，你们建的桥，是不是只用一两年就坏了。平时只能编竹篮。这可能吗？
我说这桥管了十几年了。需要我的话，可能得跟车一样，需要保养。两年刷一次漆和油就行了。他对我说，你能回来帮我刷油吗？我不知道两年后我想去哪里。但这还是一个问题，我还没想好怎么解决。
突然有一天，村里的一个“半仙”敏锐地发现我们的桥是一座有屋顶的廊桥，于是他希望我们能帮他建一座神龛，把这些神仙请到上面来。还比较完整，从左，财神，如来，观音，祖辈的土地。
我当时其实有点犹豫，因为我怕我放上去之后他们烧纸烧香，不要烧了我的桥。后来，我去和老师商量。他说你放在桥上就可以完成烧纸的部分，然后我就放上了。
而且，我是第一个跟“半仙”“半仙”亲戚和村书记立下誓言的。为了感谢我，他们把我的名字放在第一位，一百美元。
有了这些神仙的加持，我们这座桥的气质完全不一样了。这座桥也变成了一个社区中心，事实上，它变成了一座寺庙。刚才也说了，每两年刷一次漆的钱也解决了。附近几十里的村民排队上桥，起价10元。至少未来十年画画的钱是有的。
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有了这个桥段，我也做了一些反思。我以前是土木工程专业的，后来去了香港才学建筑。我理解的工程思维比较单一，就是一根筋。如果你让我建一座桥，我会为你建一座桥。就去那里，不要想别的。
但是建筑，我觉得他们想多了一点。它会考虑一些很难理解的东西，比如艺术，社区，精神。尤其是当我们的桥变成了桥庙，我想的是我会故意在下一座桥上加一些我不懂的东西。
第二桥和第一桥在同一个镇上，不太远。这是该村的一个基本情况。其实这样的地方在西南地区还真不少。
这个桥点一般是一排小竹筏，下雨的时候就会消失。水比较清，因为是重庆主城区的水源地，那里有野生的大鲵。
二桥跨度达到了20多米，难度很大。我们也想借此机会补充一些研究内容，比如如何让竹子更耐用，如何让连接更稳固，有哪些现代化的工具可以让操作更方便等等。
其实竹子的耐用性并不好，主要有几个原因。第一，里面有糖，虫子喜欢吃。一般冬天切的竹子都是细的，其他季节的竹子含糖量都很高。第二，它有一个竹关节，里面有一个空心的空腔。如果你把它放在外面的太阳下，空气体膨胀时很容易开裂。这是一个鞭炮。然后竹子里有一些霉菌。
针对这些问题，我们尝试了一些技术。比如我们用火煮，加一些化学物质进去，鸡蛋会被煮死，霉菌也会被处理。还有就是高压浸泡。先把竹子里的水抽出来，然后用高压把处理液快速灌进去。碳化也是可以的，因为160度左右，糖的化学键被打破，里面的卵被高温杀死。
我们也系统梳理了各种连接方式。左边这些做法大多比较传统，基本分为两类:一类是用竹签，一类是捆绑。其实这两种方法都不太靠谱。装订时间长，竹签薄，易断。
我们只是想用一些现代的金属零件或其他连接件来制作。比如你看这么好的竹子用这个小竹签连接起来，可靠性其实不太好。这中间的弧形切口看起来很简单，没有十年的功力是切不出来的。
如何改善？我们把一根钢管从中间劈成三瓣，剪下一小段，放在底部的竹子上；上面焊了一个小方管，里面插了一个螺丝，螺丝里套了一个圈，大概就是右边这个样子。
你可能不理解，但没关系。不管怎样，记住我们的这个比那个好就行了。
刚才我说了，王师傅的那套工具很简单，太依赖人的内力，所以我们做了一套新的。其实这些工具都挺常见的，我们只是系统梳理了一下。
桥修好了，看起来是这样的。就像我刚才说的，二桥有意想加一些和小区有关的东西，所以我以0.618的黄金比例建了一个。
这部分是做什么用的？我们建立了一所竹子学校来推广竹子文化。培训，调研，一个阶段一个阶段，当地村民也可以参与。
在这个过程中，我们也会培训老师，也想让当地的老师或者身边的老师和我们一起学习竹子。我们请了一些技术不错的高手。比如左边的是安徽的吴师傅，右边的是浙江的王师傅。他们功夫了得，经常PK。吴高空师傅工作能力不错，切割复杂断面比较熟练一点。王师傅的机械概念比较好。后面两个师傅是我们本地请来的，教他们钓鱼。
我们开头说的那个王师傅，当然很高级，但是他来不了，因为他儿子把身份证藏起来了——都70多岁了，怎么还出来？所以很遗憾，我只能打电话给他征求意见。
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有了这座桥，我做了一些思考。以前我们在做公益扶贫的时候，总会找大凉山这样的地方。但是因为想找附近的地方建桥，偶然发现有些离市区一个小时车程以内的地方并不比偏远地区好。本来他们离城市近，应该有更多的机会，却反而陷入了城乡之间的夹心层。
城市的虹吸能力太强了，它的优势资源，尤其是年轻人，可以说全部被吸进了城市，只剩下留守的老人和孩子。我没学过社会学，但有一些简单的感受。这种地方要不要多关注？
另一方面，和桥有关系。我们之前在南方做过调研，看看农村到底需要多少小型便民桥。比如云南省普洱市墨江县，大约有300座便池桥。当时交的时候我们都惊呆了，因为中国有2851个县，南方水系发达的地区需求更大。如果按1/10估算，预计需要10万个左右的便池桥。
而它的受益者可能只有三五户，甚至随着时间的推移，那三五户已经搬出去了。那么，对于这种只需要管理十年二十年的桥梁，是不是所有的混凝土桥、钢桥都要管理五十年、一百年呢？我不这么认为。竹子可能是这个地区的一个选择。
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谈完农村的事，我们其实在城里做了一些工作。比如今年北京世园会有一个和竹子有关的组织，叫国际竹藤组织。他们想做一个亭子。当初的方案是钢结构，所以我们建议做成竹结构，因为是国际竹组织，你不是国际钢组织。要自信。
我们与重庆大学、清华大学土木工程系和一位意大利设计师一起做了一个现代竹结构展馆。这个亭子有九个跨度为35米的相对较大的拱门。其实是世界上最大的竹结构展馆，但是甲方一直不让我们谈。
因为当时工期比较短，所以去年10月份就开工了，今年4月份就要用了。冬天还有一个冬季施工问题。而且它的位置在长城外，工人很难在室外作业，所以我们就想着能尽量缩短工期。
怎么缩短？我用了重庆两座桥的经验:我们造的拱门都一样。我把所有的师傅召集到一起，带着他们先建第一个牌坊，把剩下的九个牌坊分成九组，分别组装，一下子就建好了。你可以理解在它上面建了九座桥。
其实这种理念和模式可以用在灾后重建中。这是一种非常简单的结构形式。告诉村民怎么做，他们可以简单地一个一个做拱门，立起来，然后盖上雨棚。这是一个临时避难所。尤其是在外面的大型机械和建材进来之前，可以自救。
今年6月17日，宜宾发生了地震。左图是幼儿园，右图是他们当时做的临时避难所。外面没什么大问题，里面其实有很多安全隐患。现在，我们也在思考，如何利用北京这个博物馆的概念，在灾后应急重建中做一些事情。方案也做好了，但论文还没发表，暂时不公开。
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好了，说了这么多，其实是加班，我来总结一下。其实我觉得技术是中性的，它可以服务农村，也可以服务城市。竹子本身只是一种材料。它有许多优点，也有许多缺点。它代替不了钢筋混凝土，我们只是通过技术手段为它找到了一个合适的位置。无论是材料还是技术，其实最终都是为使用它的人服务的。
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