三層樓高、建筑面積1499平方米、總重量近千噸的大樓，裡面沒有一根鋼筋水泥柱子和支撐橫梁。這樣的建筑，結實嗎？又是怎麼“蓋”起來的？

近日，中青報·中青網記者走進位於湖南省益陽市桃江縣的國家（桃江）楠竹產業示范園，一棟全竹結構現代裝配式的科研試驗樓引人注目。

竹子是如何變“鋼筋”的？其強度如何，安全嗎？對於在這棟大樓內辦公的數十名員工而言，並沒有心驚肉跳的感覺。大樓建造背后的技術團隊，更是用一種成熟技術轉化應用的心態來看待。

強度是鋼材的3-4倍

這幢三層竹結構裝配式建筑，用於科研應用與展示。單層面積約500平方米，建筑高度為12.06米，主立柱為400×500毫米截面竹集成材構件，長度超過10米。主梁是尺寸為240×600×7300毫米的一體成形竹集成材構件。

“專業上說，這叫大尺度竹質集成材。”竹樓的建設方、湖南桃花江竹材科技股份有限公司（以下簡稱“桃江竹科”）董事長薛志成介紹，天然竹片經過自主研發的設備熱壓膠合后，具有了優良的力學性能，“普通混凝土蓋房子，抗壓強度要求達到30兆帕。竹質集成材的抗壓強度則可達70兆帕以上”。

薛志成說，竹樓建造時，先吊起21根柱子，再一根根固定，跟梁連接起來，形成一個穩定的框架結構，之后裝上樓板，再配上玻璃幕牆。“竹樓”裡面沒有鋼筋混凝土，是目前國內單體最大的全竹結構現代建筑之一。

把以往的“鋼混結構”變成“竹結構”，大樓主體隻用了一個星期就完成了裝配。

竹子變鋼筋，強度如何？中青報·中青網記者發現竹樓的承重柱，每根截面積約為A4紙大小，木色條紋，是由一根根厚度1厘米左右的扁平長竹條拼接黏合而成。用食指關節敲擊，手感敦實厚重，與常規竹材輕巧柔韌的特點有很大區別。集成的竹材沉重，密度遠超普通木材。在梁柱結合處，肉眼可見寬厚的白色鋼板與銷栓將梁、柱連接起來。

“竹樓”的建造與高校科研人員的成果轉化落地息息相關。

大樓的設計團隊由中南林業科技大學土木工程學院教授陳伯望領銜，而掌握竹材代替“鋼筋”科技的材料科學與工程學院團隊，已經與企業合作、落地科技成果近14年。衍生的諸多產品中，建造大樓的大尺度竹質集成材只是其中一項。

“竹是君子的象征，亦柔亦剛！”中南林業科技大學教授李賢軍說，竹材的橫紋斷裂韌性與鋁合金相當，順紋抗壓強度遠超普通混凝土，強度更是鋼材的3-4倍，被稱為“植物鋼鐵”。用竹質集成材建造房屋既能達到安全要求，還更加環保節能。

李賢軍介紹，湖南是竹資源大省，現有竹林面積超過1800萬畝，居全國第三。南方盛產楠竹，其天然竹片經過校企聯合研發的設備與工藝技術膠合成型后，具有了優良的力學性能。

湖南城市學院設計研究院有限公司總工程師喻常雄認為，湖南桃花江現代竹結構科研試驗樓是湖南省內首次採用竹集成材建筑房屋，開了現代竹結構建筑之先河，具有重要的示范作用和推廣價值。

企業出題 高校解疑

竹子變鋼筋，還得解決防腐、防霉、防火、防虫等功能問題。

李賢軍告訴記者，該全竹結構裝配式建筑通過關鍵技術和工藝創新，突破竹材作為工程材，尤其是竹結構裝配式建筑用材使用時尺寸小、易霉變、易腐朽、易燃燒等技術瓶頸，運用“水性全有機防霉防腐”“連續無限接長”“大幅面高效膠合成形”等制造技術，使得竹材霉變防治力達到100%、耐腐性能達到強耐腐Ⅰ級、防火性能達到B1級（難燃級）。

團隊多名科研人員向中青報·中青網記者表示，這些技術突破的背后，是與企業負責人協商，根據生產加工工藝中的難點反復攻關。“每年企業老總都會出一二十個題目，我們會挑其中最急切的部分來做。”中南林業科技大學教授李霞鎮告訴記者，使用大尺度竹質集成材進行制造，就是學校團隊與企業在綠色建筑材料應用方面的開創性示范，為此雙方進行多年技術攻堅，一批青年科技人員兩地奔波。

該現代竹結構裝配式建筑科研試驗樓，已申報湖南省工業旅游示范點。去年8月初，湖南省委主要領導在看到該樓建筑施工場景時，要求加大對竹產業的宣傳力度，在長沙湘江新區建立專門展示館。

一個離長沙遙遠的小縣城企業如何與省內高校搭上界？合作雙方都稱“說來話長”。

據了解，桃江縣擁有115萬畝竹子，是湖南竹林面積最大的縣。成立於21世紀初的桃江竹科，是農業產業化國家重點龍頭企業，20余年來專注於高檔環保竹材研發與生產。

中國工程院院士、中南林業科技大學黨委書記吳義強團隊致力於對竹材科學及其深加工技術進行研究和探索，在竹材功能性改良、竹塑復合材料等領域努力耕耘。接觸在竹海耕耘多年的桃江竹科后，中南林業科技大學團隊轉讓了一個高溫熱處理改性的專利。

“竹材在戶外環境容易長霉，我們就通過這個技術把竹子中類似糖分的營養物質在高溫缺氧的條件下處理掉，使其抗腐性大大增強。”李賢軍說。

雙方合作的“蜜月”就此開啟。

一項成果每年節省兩三百萬元

中南林業科技大學在該公司設立省級專家工作站和博士創新站后不久，桃江竹科管理層就看到了變化。

過去，竹材的干燥都是用隧道式的窯爐，能耗高、干燥時間也較長，更麻煩的是，干燥之后顏色不均勻，影響品質。

於是，科研團隊就對窯爐重新改造。“溫度怎麼控制，材料在裡面怎麼擺放，也很有講究。”李霞鎮說，比如竹子之間的間隔，竹子和氣流到底是垂直方向還是順向，都要在實驗室試驗，然后在車間裡進行一系列的操作。幾乎每個星期，團隊人員都要來工廠做研究，而企業也為他們提供餐宿服務。

最終，竹材干燥時間減少了一半，就此一項每年可以節省兩三百萬元的費用，且產品質量得到提升。

中南林業科技大學副教授朱願主攻的是竹材的戶外霉變——霉變影響抗拉和抗壓強度。2019年以前，這一問題讓企業負責人頗為頭痛，因為很多產品要銷售到國外，如果防霉防腐方面出現了問題，公司需要派人出國解決，費用高昂暫且不說，還可能面臨巨額賠償。

在李賢軍帶領下，朱願攬下了這個“題目”。他以前研究木材霉變，但竹木之間差異甚遠。與木材不同，竹材因含有較多的營養物質，易於發霉和腐爛，而且由於竹子的密度大，藥劑不好滲透。費了無數心力后，團隊研發出水性全有機綠色高效防腐防霉劑。

記者獲悉，中南林業科技大學與桃江竹科長期開展緊密的產學研合作，共同承擔了湖南省重點研發項目“大尺度竹質集成材制造關鍵技術研究與示范”、湖南省戰略性新興產業科技攻關與重大科技成果轉化“裝配式建筑竹質牆板關鍵共性技術研究及產業化”等科研項目，先后獲湖南省科技進步獎一等獎、技術發明獎二等獎，梁希林業科學技術獎科技進步獎二等獎。

綠色發展的又一個“風口”

2021年，國家林業和草原局等10部門聯合印發《關於加快推進竹產業創新發展的意見》。2023年10月，國家發展改革委等部門聯合印發《加快“以竹代塑”發展三年行動計劃》。2023年11月，湖南省出台《關於加快竹產業高質量發展的意見》，明確到2028年實現全省竹產業年產值1000億元以上。

竹產業發展迎來新機遇。薛志成說，運用現代技術和機械設備進行大規模生產加工，改變了竹材的原始形態，讓平常不起眼的竹子變成了可行銷全球的新型高檔環保材料，以竹代鋼、以竹代塑都成為可能，顛覆了人們對竹材的傳統認知。像雄安新區市民服務中心、天津濱海新區文化中心、深圳江北郊野公園、福建海峽文化中心、西安奧體中央公園等工程項目，都大量應用竹材。

採訪中，中青報·中青網記者得知，桃江竹科還正在與中南大學、中南林業科技大學的其他科研團隊合作，將竹子進行高溫碳化和改性處理后，做成鈉離子電池中的硬碳負極材料，應用於前景廣闊的綠色新能源產業。

在益陽市馬跡塘鎮筍竹特色產業園裡，一家竹筍加工企業利用現代食品工業的速凍鎖鮮技術，讓消費者一年四季都可以吃到新鮮竹筍﹔一家竹纖維加工企業，竹子和竹筍的邊角料被加工成飼料添加劑，為家畜提供營養。

而在中南林業科技大學的實驗室內，青年教授萬才超正在科研攻關，讓竹子變成透明且阻燃的新型玻璃……

吳義強說，未來，竹產業將是綠色發展的又一個“細分風口”。“尋找塑料替代品是減少塑料使用、減輕塑料污染，從源頭解決問題的有效途徑。”他表示，作為可再生、可循環、可生物降解的生物質資源，竹材具有生長周期短、固碳能力強以及強度高、韌性好等優點，是理想的綠色可持續材料。

這一方向顯然具有極高的環保意義。

根據聯合國環境規劃署（UNEP）的研究報告，全世界總計生產出的90億噸塑料制品中，被循環利用的僅有9%，其余大部分被填埋、焚燒或流入自然環境，對人類賴以生存的環境造成了嚴重污染。在全球限塑、禁塑的背景下，“以竹代塑”產業的市場前景十分廣闊。吳義強說，“以竹代塑”意味著增加竹材使用率和塑料替代率，從而助推新材料、新技術和新裝備等多領域的科技創新，撬動整個行業的技術進步和轉型升級。

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