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2008年在墨西哥城的邹克娄（Zocalo）中央广场上，树立起一座世界上最大的竹构——游牧美术馆。这座临时建筑占地5，130平方米，几乎占据了这一拉丁美洲最大广场的一半。它的设计者是来自哥伦比亚的建筑师西蒙?华勒兹。
1 西蒙?华勒兹（Simon Velez）
西蒙?华勒兹毕业于波哥大的哥伦比亚大学。迄今为止他参与完成的项目超过了100个，其中的绝大多数服务于南美哥伦比亚乡间的农场主。在当地，普通的建筑材料比如砖、混凝土较为匮乏，因而造就了华勒兹对当地随手可得的材料进行试验的机会，这些项目尝试使用竹子、红树林木材、棕榈板以及粘土瓦等。很多建筑师在使用竹子作为建筑材料时通常会犯的毛病是把竹子当木材一样使用，而华勒兹的努力是实验性的，他希望设计能最大程度地尊重竹子自身的特点。
2 现代竹构的发展
在现代建筑的文献中，几乎很难找到竹构的身影，这与掌握着建筑话语权的欧洲以及北美地区为非产竹区不无关系，竹子通常只作为现代建筑局部的造型元素使用。然而，在产竹区，比如南美、非洲特别是东南亚地区，当地居民使用竹子作为建筑材料由来已久[1]。比如在我国云南南部的广大少数民族地区，传统竹楼民居至少有三千年左右的历史[2]。
2.1传统竹构的问题
长期以来，竹构总给人以简陋粗鄙的印象。在印度，中上阶层通常使用石、木作为建材，只有在社会底层的人才使用竹子，由此暴露出传统竹构的缺点：耐久性和适用性较差。这些问题阻碍着竹子作为现代建材的开发利用。
2.2现代竹构的发展
依托现代科学技术的进步及建筑师、工程师等专家、有识之士的努力，上述问题逐步得到了解决或改善，主要分为四个方面：竹材（瓜多竹Guadua angustilfolia）的性能测定、促成竹建筑技术标准的颁布[3]、竹材防虫防霉技术的成熟以及传统竹节点的改进。除却技术问题的解决，竹构的社会效益[4]、生态意义[5]以及人们对竹子文化价值的认同，是竹构在当今世界范围内得到重视、发展并充满潜力的更深层原因。
3 西蒙?华勒兹对传统竹构节点的改进
3.1 传统竹构民居——绑扎与竹销连接
传统竹构最为主要的连接方式是绑扎与竹销连接。由于竹子纹理通直，因此极容易开裂，而绑扎法避免了在竹节表面做任何可能使其开裂的动作，通过使用藤条（图1）、棕绳、竹皮等绑扎竹竿达到连接的目的。竹销连接较为复杂（图2），有明销、暗销之分，原理即在两竹间增加连接件销，有时需要再固定竹销。
基于竹子的特性和当时技术条件的限制，传统竹构很难有较大的作为：高度、跨度受限，耐久性和适应性也普遍较差。同时，传统竹构的建造对建造者提出的技艺要求高，且生产效率低，并不适应现代竹构大规模、高效率建造的需求。
3.2 西蒙?华勒兹发明的穿竿与砂浆注入技术
在华勒兹之前，许多工程师和建筑师意识到传统竹构连接方式存在的问题，做过许多改进探索。如受竹销连接的启发，出现了一种以铁质夹钳代替竹销的方法。但是，由于此种连接法不可避免地仍需在竹节上钻孔，因此，此节点仍然存在易导致竹子开裂的问题。
华勒兹的发明较为有效地解决了此问题，这是一种基于穿竿与砂浆注入技术的竹构节点（图3）。如图所示，利用穿杆的方式在竹节空腔中置入金属杆件，并通过在竹节表面钻孔，灌入砂浆。凝固成型后的砂浆既锚固了金属杆件，又起到了改善竹节中部空腔承力效果差的问题，竹子不易开裂。通过平行与垂直穿竿的方式，此节点可以运用于同一平面内竹竿间的交接，也能实现在三维空间内多竹竿间的相互连接。整座构筑物的所有节点可以只采用这一种连接方式搭建而成。由此可见，此节点能广泛地运用在各种建筑构件比如梁柱的连接，适用性强。并且，使竹构的大跨度成为可能。
华勒兹在二十年前发明了此种竹构节点，在这二十年中，其它建筑师、工程师也对竹构节点做着有益的研究。比如伦佐?皮亚诺就对竹子通过轻金属，比如轻金属管、轻金属片，连接在一起非常感兴趣（图4）。而布鲁诺?胡伯（Bruno Huber）发明了一种连接构件，解决了因竹子断面呈圆形而产生的材料连接困难的问题。把华勒兹的竹构连接方式与其它建筑师、工程师的研究成果相比较，可以发现其最大特点便是低技、价廉。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这与华勒兹在哥伦比亚的工作条件与背景是息息相关的。此种连接方式的产生，也使最有可能选择竹材作为建材的灾后应急与低收入者的建设项目的实际操作的可能性增强，并具备了更大的社会推广意义。就此角度而言，西蒙?华勒兹的探索工作是值得人们尊敬的。
4 西蒙?华勒兹的竹构实践
现年68岁的华勒兹刚刚又完成了一个节能商店的原型设计，这个设计的业主为零售业巨头家乐福。如今，西蒙?华勒兹的竹构实践已不仅局限于哥伦比亚，在巴西、印度、德国、墨西哥都有他的作品完成。下文简要介绍华勒兹近年来规模和影响都较大的两个竹构设计：游牧美术馆和ZERI临时展馆。他的现代竹构实践，一方面从竹构的构造与结构入手，在建筑跨度、规模上不断地挖掘着竹构作为一种独立建造体系的潜力；另一方面，其每一个设计力求着眼于项目自身的特殊要求与条件，以此为契机，并结合竹材的特质将之深入贯彻到设计的各个方面。
4.1 游牧美术馆
游牧美术馆是一栋为展出加拿大艺术家格雷戈里?科伯特（Gregory Colbert）的摄影和影片《灰与雪》（Ashes & Snow）[6]而搭建的临时建筑。2005年3月，第一座游牧美术馆在纽约开幕，之后，游牧美术馆如同迁徙般游历了圣塔莫妮卡、东京最后来到墨西哥城。此次，科伯特要求用可再生资源建造一座雄伟的建筑以陈放艺术家那些挂毯大小的表现了人与动物梦幻般互动的照片。华勒兹因为其在竹构领域的探索而赢得了这次合作。
这是一座世界上最大的竹构（图5），包括两间展览厅和三个独特的剧院。游牧美术馆的设计亮点在于其屋顶，巨大的竹桁架使得整个建筑的形象鲜明，并创造出了展览的无柱空间。承托起屋顶的是由一根根竹竿竖直致密排列的竹墙。有意思的是形成竹墙的竹竿在顶部呈一直线排列，接合着坡顶的檐口，而在竹竿的底部则呈正弦曲线排列，于是，竹墙随着空间的延伸而形成了直纹曲面。这样的设计处理不仅发挥出了竹材作为线性杆件在造型上的特点，同时在承力底部增加了承力点投影线两侧的触点，形成了近似三角形的承力关系，使得整个结构更稳定。
4.2 ZERI临时展馆
在2000年汉诺威世博会上，初次见到ZERI临时展馆（图6）的每个人都会惊讶于如此规模的建筑居然是使用竹子建造而成的。设计为一个圆形的竹结构，确切地说是一个直径为40米的十边形，建筑外围形成7米的悬挑结构，地面支撑点位于距离中心点的8和14米处。展馆分为两层，总建筑面积达2150平方米。建筑的屋顶形式是西蒙?华勒兹的典型处理手法，华勒兹本人也自称为“屋顶建筑师”。大跨度的悬挑结构对于华勒兹而言，一直是一个值得尝试的课题。
展览馆使用的竹子即前文所述的已经过性能测试瓜多竹，产于哥伦比亚。规格为竿径从10到14厘米，壁厚在11到22毫米之间。为了避免虫蛀和发霉，竹材都经过防虫防霉的烟熏处理。
在此项目中，华勒兹基于自己发明的穿竿与砂浆注入技术，发展出了另一种以金属条为连接件再以螺栓固定的竹构连接新方式[7]。此种柱、梁构件（图7）是采用一组竹子并接的方式组合而成，其连接也同样使用了穿竿与砂浆注入技术。
ZERI临时展馆挑战了人们已往对竹构的经验，创造出一个巨大却疏朗、亲切的竹构形象。设计中竹材的线性特征被充分表达，真实明确的承力关系清晰可读，带给人以一种沉稳典雅的美感。
2000年汉诺威世博会的主题为人类?自然?科技。在别的展馆竞相展示高科技为可持续发展和资源保护带来的好处时，选择使用低技建造的ZERI临时展馆反其道而行之。它没有采用惯常的技术运用，比如太阳能利用、水循环等，来表达可持续的理念，而是以其开放性的设计、均质无障碍的空间、构件材料的拙朴，表达出一种更贴近自然地、平等地、低消耗地使用地球自然资源的态度。这也同样是西蒙?华勒兹的现代竹构实践所共同表达出的一种态度。
注释
① Dunkelberg，Klaus：Bamboo as a building material，in：IL31 Bambus，Karl Kramer Verlag Stuttgart，1992
② 杨宇明等：新型主建筑的实践和发展，竹子研究会刊，2004（01）
③ 目前，由INBAR提交的竹建筑国际标准草案（DIS 22156和22157）已获得国际标准组织（ISO，the International Standard Organization）的批准。草案正在完善之中。相关信息请查找http：//www.bwk.tue.nl/bko/research/Bamboo/ISO%20N313%2022156.doc
④ 竹子在产竹国获取容易、廉价且建造速度快，因此，竹构作为灾后应急和低收入住房较为合适。据厄瓜多尔Viviendas del Hogar de Cristo（VHC）的数据，厄瓜多尔利用竹子为穷人盖房，每座23~25m2的竹房只需360美元，一座竹房屋可在4-5小时内完成。
⑤ 竹子为速生植物，在3至4年内即可成材；选用竹材环境效益高，相同面积的建筑，其耗能仅为混凝土能耗的八分之一。
⑥ 相关信息请查找http：//www.ashesandsnow.org/en/
⑦据斯图加特的一家研究机构测试，新的连接方式能承受140千牛的拉力，是原有技术可承受力的2倍。
参考文献
[1]Dunkelberg，Klaus：Bamboo as a building material，in：IL31 Bambus，Karl Kramer Verlag Stuttgart，1992
[2]杨宇明等：新型主建筑的实践和发展，竹子研究会刊，2004（01）
[3]Lindemann，Klaus：Der Bambus-Pavillonzur EXPO2000 in Hannover，in：Bautechnik.Nr.7.77 Jahrgang，2000
[4]The Associated Press：Vegetal steel：bamboo as eco-friendly building material，2008.2.5
论文作者:惠逸帆
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/22
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