1、低碳型全竹工艺别墅建筑技术项目可行性分析报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月低碳型全竹工艺别墅建筑技术项目可行性分析报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月40可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日 目录一、立项的背景和意义7(一) 项目意义10（1） 生态意义10（2） 社会意义11（3） 经济意义11(二) 立项必要性11（1） 2、生态建设的需要12（2） 节能减排的需要13（3） 推动竹产业转型升级的需要14（4） 推广竹建筑的需要15二、国内外研究现状和发展趋势。15(三) 国内外研究及应用现状15（1） 竹材的特性15（2） 竹材在建筑中的应用16（3） 建筑用竹材人造板的研究与应用19（4） 竹建筑的研究与开发20(四) 存在的主要问题23(五) 发展趋势23新型竹质建材亟待发展24(六) 本项目与同类技术或产品的比较24三、项目主要研究开发内容、技术关键及主要创新点25(七) 主要技术内容25（1）全竹别墅的竹质低碳环保建筑材料的研究25（2）低碳型全竹竹质工艺别墅的结构设计25（3）建设低碳型全竹工艺别墅示范3、楼25(八) 关键技术26（1）竹建筑材料的设计与制备研究26（2）低碳型全竹别墅的设计与施工技术26(九) 工艺路线27(十) 主要创新点28(十一) 项目技术来源29(十二) 合作单位情况29(十三) 知识产权归属情况31四、项目预期目标32(十四) 主要技术经济指标32(十五) 社会效益32(十六) 技术应用和产业化前景34（1）壮大当地主导产业，促进结构调整分析34（2）建设现代农业，促进产业化发展，完善产业链条35(十七) 知识产权36五、项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解37六、计划进度安排37七、经费预算来源、使用计划分析38八、现有工作基础和条件39一、立项的背景和意义4、全球气候变暖，正在对我国产生明显影响。气象观测数据表明：近50年来，我国地表平均气温约增加了1.1，每10年约增加0.22。日前，有报道说，图瓦卢可能成为地球上第一个被海水吞没的国家，这再一次给人类保护地球敲响了警钟。全球气候变暖明显地威胁到全球的生态平衡。由于人类向大气排放了过量的以二氧化碳为主的温室气体，从而引发了温室效应、全球气候变暖， 近百年来全球平均地表温度上升了0.74 ，海平面上升约0.1 7 m ，并引起近5 0 年极端天气气候事件频频发生。如此发展下去， 预计在未来2 0 年中，气温大约以每1 0 年0.2 的速度升高。我国正处于工业化高速发展期，能源消费处于“高碳消耗”状态5、。因此，我国深入实践科学发展观，提出将节能减排、推行低碳经济作为国家发展的重要任务。中国科学院发布的2009中国可持续发展战略报告中提出2020年我国低碳经济的发展目标为单位GDP能耗比2005年降低40-60，单位GDP的二氧化碳排放降低50左右。低碳经济是低碳发展、低碳产业、低碳技术、低碳生活等等一些经济形态的总称。低碳经济的实质在于提升和应用能效技术、节能技术、可再生能源技术、温室气体减排和储存技术，以促进产品的低碳开发和维持全球的生态平衡。低碳经济至少应该有六个方面的内容，一是提高能源效率和节能，二是优化能源结构，三是调整产业结构，四是增加碳汇特别是林业碳汇，五是科技创新，主要是一些碳6、封存、碳收集的技术，六是生活和消费方式的改变。低碳经济的核心指标是碳生产率。“碳生产率”等于经济效益与碳排放量的比值，比值的高低反映单位二氧化碳排放产生的经济效益的大小。低碳产业的重要指标是碳汇率。所谓“碳汇率(carbon sinks ratio)”，就是一个企业(或一项生产)的“碳汇(carbonsinks，碳吸收和储存量)”与“碳源(carbonsource，碳产生和排放量)”之比。如果企业的碳汇率大于1，则该企业运行和发展过程中具有低的二氧化碳排放量，当然也是低碳企业。竹林是利用太阳能的最大的载体，它不仅能够提供人们衣食住行需要的物质材料，特别是我们需要的木材，而且还能够真实地吸收二氧7、化碳，是安全的、实实在在的减排。竹林吸收二氧化碳投入少、成本低、简单易行，公众参与程度高，植树造林大家都是愿意去参与的。 综合效益好，特别是具有保护生物多样性、涵养水源、保持水土、促进农民增收农业等优势，有工业反哺农业、城市反哺农村的优势。项目承担单位所在地安吉县位于*省西北部，是长江三角洲经济区迅速崛起的一个对外开放景区，北靠天目山，面向沪宁杭。全县辖16个乡镇（开发区），人口45万，面积1886平方公里，建县于东汉中平二年，至今已有1800多年历史，汉灵帝赐名“安吉”取之诗经“安且吉兮”。安吉钟灵毓秀，得天独厚，素有“竹乡”之称，是国家命名的“中国竹乡”和“中国竹子之乡”。竹林面积98万亩8、，其中毛竹林77万亩，小竹林21万亩，毛竹蓄积量1.35亿支，居全国十大“竹子之乡”之首。近年来，安吉围绕竹类资源开发做文章，实施贸工农和外向型发展战略，竹业经济发展迈出了可喜步伐。竹类资源开发已形成竹凉席、竹胶板、竹装饰板、竹工艺品、竹保健品、竹文体用品、竹中间体等七大系列700多个品种，产品远销东南亚、欧美等20多个国家和地区。到1999年底止，全县已发展各类竹制品加工企业1200多家，其中三资企业30家，竹类资源加工产值突破17亿元，在全国处于领先地位。毛竹又名，茅竹、猫竹、江南竹、孟宗竹、楠竹等。中国是毛竹的故乡，长江以南，生长着世界上85%的毛竹。它广泛分布于400800米的丘陵、低9、山山麓地带，并已占我国竹林总面积的2/3以上，是我国面积最大、分布最广的经济竹种。但是安吉县毛竹加工业存在障碍和影响因素：（一）竹材加工规模化生产经营不够，存在着经营规模偏小的问题，更谈不上规模经济和效益生产。（二）毛竹加工企业存在着扩大生产规模缺少建设资金的情况，企业的技术改造能力不足，多数企业存在设备老化的问题，不能很好地跟上世界毛竹加工技术的发展，而进行装备水平的提高制约企业的发展。（三）安吉县毛竹加工企业沿用传统加工技术，产品更新换代慢，新技术难于推广应用，从而阻碍了企业产品技术含量的不断提高。(一) 项目意义（1） 生态意义当今建筑学界一个重要的课题是建筑和生态环境的问题。“生态建筑10、”、“绿色建筑”等概念应运而生。王胜斌从建筑材料在建筑上的使用方面来考虑建筑与生态环境的关系问题。其结论为：竹木建筑是最理想的生态建筑。1作为种材料资源，竹材资源的供给和造价一直是困扰投资方抉择的一个关键要素。与木材相比，竹材的价廉产量大。木材的生长期约为2040年而竹子的生长期大大短于木材，一般四年可以成材，且其年产量是木材的三倍。同样作为可生长的生态材料，木材的供应受到国家严格控制，价格相对昂贵。所以，作为一种建筑材料在中国并未广泛应用于现代建筑中。竹材的力学可塑性比木材更强，由于其有良好的韧性，可以创造出多种结构体系，形成了丰富的建筑形式和空间。在国外的众多景观建筑中已经有了相当好的应用11、。全球化的趋势势不可挡，当一些有责任感的建筑师纷纷出来呼唤走出一条有中国特色的设计之路时，运用现代技术对传统建筑材料进行创新应用成为新的课题。中国是竹的故乡，竹材作为一种中国文化象征，它曾经被广泛应用于古代造园运动中，而如何应用现代建筑中是值得我们建筑师给予重视的。2（2） 社会意义竹材是我国南方各省重要的自然资源之一,竹建筑的研究对于提高竹材的利用率和竹产品的经济附加值、提升竹产业的整体水平、增加竹农收益、建设社会主义新农村、在全社会推广使用节约型建材等均具有重要意义。3本项目的建设将直接拉动对竹材的需求，带动竹林培育和低产林改稿，引导竹产业转型升级。（3） 经济意义美国建筑师达雷尔德博尔说12、：“没有比竹子更好的建筑材料了4。竹子将成为21世纪受欢迎的建筑材料。5由于竹结构的建筑形式和使用功能与欧洲和北美等非竹产区的木结构别墅一致,向这些国家和地区成套出口竹结构别墅、实现我国竹产业出口创汇的新的经济增长点指日可待。3(二) 立项必要性2009年的“中央一号”文件指出，扶持农业产业化经营，鼓励发展农产品加工让农民更多分享加工流通增值收益，国家的“863”高新技术项目中都已将竹材的加工利用为主要的科研项目。本项目的建设将贯彻落实科学发展观的要求，实践国家发改委提出的以竹代木工程。由于项目建设主要是提高毛竹产品的技术含量，实行废物的再利用，更深层资开发竹材加工产品，最终提高整个毛竹资源的13、利用率，达到节约资源的目的，根据我国毛竹用材将与发展毛竹产品加工存在的矛盾，项目建设单位提出的发展全竹工艺别墅为主的节约型发展之路，特提出项目建设计划。（1） 生态建设的需要我国是木材资源相对贫乏的国家，人均产量也远低于世界平均水平，据统计到2015年我国木材缺口将达到1415亿m3。随着我国天然森保护工程的实施，木材资源紧缺的问题将日益突出，在这种形势下，竹材作为一种速生的森林资源，其性能将会越来越引起人们的关注，如果对其进行处理将获得更高性能的材料，可以应对目前的建筑材料的紧张形势，将竹材制成各种不同性能的新型建筑材料等方面的应用具有十分重要的意义。这种竹材的高效利用不仅会带动广大低收入竹14、产区经济的发展，对于整个国家来讲，这种以竹代木、减少木材资源的利用将会对我国的生态环境起着重要的保护作用。6我国森林资源严重匮乏，特别是“天保工程”启动后，我国木材将面临每年7000万立方米的缺口，2000年8月，我国政府决定对长江上游三峡库区以上，黄河上中游小浪底库区以上的13个省（市区）实行全面保护，禁止采伐，木材市场供需矛盾将进一步扩大，而房地产业发展较快，装饰业所需要的建材缺口急剧增大，为了解决这一矛盾。经过近20年科技攻关，在九十年代初期利用毛竹生产中高档竹地板得以广泛运用，以竹代木技术成果在世界上取得领先水平，并得以全面推广。为了缓解日趋紧张的木材供需矛盾，在切实保护好竹林资源基础15、上，我国政府计划15年内改选和新建竹林基地6000万亩，其中低改4500万亩，新造1500万亩，调整结构，建立和完善一批示范基地，扶持和建立一批龙头企业、名牌产品充分发挥市场机制作用，把竹产业办成既有数量又有质量，既有规模又有效益的新型产业，并建立一个体系完整的竹类研究开发网络，以促进竹业发展。研究表明，竹林的碳储存能力超过树林毛竹的年固碳量为509thm是杉木的146倍、热带雨林的133倍。7通过竹材加工业的发展，毕竟带动竹林培育，从而春村更多的碳；另外，竹产品本身就固定了一定量的碳。（2） 节能减排的需要在同样厚度的条件下，竹材的隔热值比标准混凝土高16倍，比钢材高400倍，比铝材高16016、0倍，即使采用通常的隔热方法，其隔热效果比空心砖墙房高3倍所以说竹结构房屋好象一座天然的空气调节器，住在里面感觉犹如四季如春，冬暖夏凉，自然十分舒适8据国际竹藤组织提供的资料显示：建造相同面积的建筑物，竹子的能耗是混凝土能耗的18。是木材能耗的13，是钢铁能耗的150。9（3） 推动竹产业转型升级的需要国家林业局组织编制的2003年-2010年全国竹林基地建设规划，明确了发展目标，用15年的时间改造和新建竹林其地120万公顷，使集约经营竹料面积不断增加，单位面积竹林产量不断提高，竹材的利用领域拓宽，竹材的加工利用向工业化利用，精深加工，全竹利用和高附加值方向发展，并提出在全国竹产区建设一批具有17、国际竟争力的竹地板生产企业，以优势区域为项目布局重点，形成龙头企业带动毛竹产业化开发综合利用模式。推动竹产业升级，需要开发新产品，这种新产品应能充分发挥竹材的长处，比如生长迅速和环保性、高强度等特性，从而提高产品技术含量和附加值，增强竞争力，从而实现产业转型升级。作为建筑承重材料，竹材可以充分发挥其强度高、抗震性好的优势；作为装饰材料，竹材纹理独特，文化意蕴丰厚。本项目是利用物理化学改性处理方法对竹材进行处理，使由其制造的竹质人造板建筑装饰材料具有特殊装饰功能、防水、防腐、耐晒等功能。本项目的竹质人造板材料的研究一是结合木材科学、染料化学、表面物理化学、有机化学、机械加工等多学科最新研究成果于18、一体研发的新材料，这种建筑装饰材料具有接近珍贵木材（红木类）色度和纹理、耐候耐水能力等得到极大改善的优点，可提升竹产业加工利用水平，生产所需的原料毛竹和小径竹是可再生资源，只要合理养护，可永续利用，因此较传统的以木材为原料进行板材生产更具环保特性，代表着新型板材的发展方向。在生产方式上，本项目提高了竹子的利用率，可达到利用率90%以上，是传统生产方式40%的毛竹原料利用率的2倍多，这样对资源的浪费减少，更有利于林业生态环境的保护。充分利用毛竹、小径竹资源，增加竹制品的附加值。（4） 推广竹建筑的需要在传统的竹建筑中，一般都是直接利用原竹或利用将原竹简单剖开的竹条。由于原竹竹径的尖削度、及竹材材19、性的变异性，这种做法只能适用于广大农村及欠发达地区的低档民宅和临时性房屋的建造。在现代房屋的建造中，直接使用原竹或简单的竹片材料是不能满足其较高的物理、力学性能，以及建筑结构尺寸(如高精度，大尺寸的方材，板材)要求的。10在人们的印象中，竹建筑是低档次、不耐久、不牢固的临时建筑，要改变这种心理印象，最直观、最有效的方法就是示范，建设一批现代竹建筑，让人们眼见为实，感受竹建筑现代化的冲击。二、国内外研究现状和发展趋势。(三) 国内外研究及应用现状（1） 竹材的特性竹材作为一种生物材料，是植物中作为结构材的最好的原料之一。它具有强度高、弹性好、性能稳定、密度小的特点。竹材的比强度和LBJ,I度高于20、木材和普通钢铁，能广泛用于建筑工程。竹材的内部构造决定其性能，竹材的微观结构与力学性质之间有着重要的联系。竹材其重要的生长特征之就是节间生长。与木材相比，竹材组织结构简单，维管束和竹杆平行排列，因此抗劈性高，适合于弯曲加工。竹材单位面积内的维管束数量、纤维束排列方向以及纤维本身的强度是影响竹材强度的重要因素。竹杆上部比下部的力学强度大，竹壁外侧比内侧的力学强度大。就强度和成本而言，竹子被认为是自然界中效能最高的材料。竹材的抗弯强度、弹性模量、抗拉强度和抗压强度与山毛榉木材相当，竹杆的机械性质特别是抗拉强度和压缩强度高，在建筑结构材料中尤其是空间珩架，竹杆可以代替木材和金属使用。1（2） 竹材在21、建筑中的应用以木材、竹材等天然材料建造房屋在我国已有数千年的历史曾经是我国及世界上重要的建筑材料之一。虽然近几十年来，在我国建筑材料中木材逐步被水泥、粘土砖等无机材料所取代，但是在欧美、日本等发达国家，天然木材仍然是主要的建筑材料之一。美国90以上的低层建筑采用木结构材料。从环境保护和资源永续利用的角度看，木(竹)材是最佳的建筑材料。首先，它们为可以再生的天然材料，其次与各种无机建筑材料相比，具有在其加工过程中能耗低，无污染，无废弃物，下脚料可以综合利用的优点。由于木(竹)材在其形成(树木及竹的生长)、利用、废弃过程中其温室效应很小，因此，其作为一种环保材料正在得到人们越来越多的关注。10与木22、材相比，竹材在种植、生长、管护等方面有更大的优势，是一种取之不尽用之不竭的环保材料，开发和利用竹材为新型建筑材料将具有十分重要的经济、社会和环境效益。102005年11月国务院办公厅转发了国家发改委等部门关于加快推进木材节约和代用工作的意见，文件中指出以竹代木”是我国木材资源紧缺条件下的发展方向。11竹建筑多见于亭、台、楼、阁水榭等。用竹制作建筑材料，在中国古籍中不乏记载。清粤西琐记便有“不瓦而盖，盖以竹；不砖而墙，墙以竹；不板而门，门以竹；其余若椽、若楞、若窗墉、若承壁，莫非竹者，衙署上房，亦竹屋”的记载。中国南方属热带、亚热带地区，炎热多雨，人们多搭建竹楼，清凉避湿。在西双版纳，更有风格独23、特的傣家竹楼，楼顶像诸葛亮的帽子，一座挨着一座。竹楼的墙用竹片排列编成，楼板用竹器镶接。1在传统的竹建筑中，一般都是直接利用原竹或利用将原竹简单剖开的竹条。由于原竹竹径的尖削度、及竹材材性的变异性，这种做法只能适用于广大农村及欠发达地区的低档民宅和临时性房屋的建造。在现代房屋的建造中，直接使用原竹或简单的竹片材料是不能满足其较高的物理、力学性能，以及建筑结构尺寸(如高精度，大尺寸的方材，板材)要求的。如果能利用先进的竹材复合、重组技术，将竹材制成高强度及具有各种不同尺寸规格的建筑用结构及非结构用材，满足现代竹(木)结构房屋对材料性能的基本要求是完全可行的。10竹材和木材一样，直接用于房屋的梁、24、柱、檩等受力构件和围护构件、装饰配件已经有十分悠久的历史，如云南省西双版纳傣族竹楼就是其中最好的代表，并已经形成较为成熟的施工工艺。这种方式建造的房屋材料处理简单，建造成本低廉。由于原竹形状为圆形，尺寸误差大，原竹的力学强度具有方向性(顺纹强度高)、竹节的不均匀性等问题，只能用于结构简单、承重力小、低档次房屋的建造。12Lionl Jayanetti，Paul Follet13分析了世界建筑用竹的现状及存在的问题，提出了对策。1984年，在瑞士苏黎世与昆明市结为友好城市之后，瑞士苏黎世委托昆明市建筑工程管理局在该市“自然奇观”博览会上用原竹经防护处理和加工后建造了一座高达38m的全竹结构的代展25、览用的大型竹楼。该竹楼在瑞士及西欧引起了很大反响，并在195年的第三届国际竹子研讨会上被与会代表认为是“竹子高大建筑”的创举。1985年又在荷兰建造了高225m的竹楼，该竹楼共五层，慰为壮观，是我国传统竹工艺的处理手法和现代设计技术相结合的产物。14法国建筑师Rudy Ricciotti在巴黎设计了一座被形容为“一只贪婪的翼龙打造的巢穴”。竹子建筑，这个耗资4100万美元的项目由于地块编号的缘故也被称作“T8”，包含了办公室、商店和40套公寓，将于2011年完工。15（3） 建筑用竹材人造板的研究与应用高黎等介绍了几种竹质复合材料的工艺特点、性能及其在建筑中的应用研究现状，为其在建筑中的发展与26、推广应用提供示范与参考。16竹集成材作为一种新型建筑结构材料，与传统建筑竹材相比，不再受自然的限制，制造竹集成材的尺寸和形状相对自由，完全可根据设计需要制造出不同形状的结构用材，给建筑结构设计带来很大的自由度，也为大跨度建筑和各种富有创意的结构造型设计创造了条件，同时在建筑产品生产过程中，竹集成材易实现构件模数化、标准化，这对推进我国住宅产业化和工业化，提高住宅的科技含量，实现住宅可持续发展，有着广阔的前景。17 江泽慧，王正，常亮等18文研究了以竹材为主要原料的建筑墙体制造技术，内容包括墙体用竹材层积板的制造及性能，该种竹材层积板的墙体组装及其在房屋建筑中的应用等研究结果表明，将竹材用于建筑27、墙体材料在技术上是完全可行的该文还对竹材墙体的隔音和保温进行了测定。费本华，张东升，任海青，王正：对竹结构材螺栓连接件的承载力和破坏形态进行了静载实验研究，结果表明：用竹结构材连接件-的结构具有较高的强度、刚度，以及很好的延性。竹结构材连接件的夹板与螺栓同时达到弯曲变形破坏状态，具有较好的整体受力特征，能够保证剪力的可靠传递。19 朱敏针对竹材易燃的特点，结合使用要求，选用合适的阻燃剂和处理方法，阻燃的同时能够防腐、防虫，且不影响其它性能。这样的竹材能够更好、更安全的利用。20中国林业科学研究院木材工业研究所21申请了专利“建筑结构用竹材型材及其制造方法”（专利申请号：031373410），该28、发明公开了建筑结构用竹材型材及其制造方法，其材料性能尺寸可满足建筑用承重梁、柱的性能指标。（4） 竹建筑的研究与开发竹结构建筑的安全性主要在于竹结构的韧性好、自重轻，地震时吸收的地震力也相对较少，因此它能够较好地抵抗地震压力”9。即使在强烈的地震下结构整体出现变形，也不会散架或垮塌。1991年，哥斯达黎加发生了一次里氏77级地震，大批砖瓦和钢筋混凝土建筑倒塌了，但20多座用竹子搭建的建筑却安然无恙。4王恺22在参考国内外有关文献和我国实践经验的基础上，按竹材在土木建筑工程上的不同用途，包括基桩、建筑框架、脚手架、地面材料、屋面材料（半圆竹瓦、片状竹瓦、竹席波形瓦屋面）、墙壁、桁架、土竹结构、模29、板、室内装修、竹筋混凝土等方面进行了全面总结。巨大。人们在不断的实践中，虽已积累了一定的经验，但应用技术，除极少数外，多较原始。诸如；主要结构用竹材蠕变性能的测定与应用的关系，竹材构件联接方法的改进，竹材结构竹木结构和竹土结构的设计理论与方法，竹质人造板在土建工程上的应用，有关标准与施工规范的制订，圆竹开裂的有效防止，虫蛀、霉腐的长效防治技术等，均有待应用现代科学技术深入研究，以期竹材资源得以充分合理利用22。竹结构目前还处于起步阶段,首届现代竹结构国际研讨会于2007年10月28日30日在湖南长沙湖南大学召开。本次会议由中国湖南大学、美国南加州大学、日本大分大学和国际竹藤组织合作主办,由湖南30、大学承办。会议期间,来自日本、印度、美国、尼泊尔、挪威、巴西等10余个国家的20多位国外专家学者与国内50多位学者和政府官员举行了多场专题报告会并进行了现场参观。就竹材生产、竹材加工、现代竹结构技术及相关竹产业政策等议题进行了广泛交流。3汶川地震后，湖南大学和国际竹藤组织分别捐赠了50套和70套竹结构抗震板房这种竹预制板房属于临时建筑，使用年限是3到5年，安装非常简便将来在建造永久性房屋时，这些竹预制板仍然可供使用。它的降解性也比其他一些建筑材料如水泥、钢铁和塑料要好9西班牙马德里市竹建筑参展2010年上海世博会，在最佳城市实践区展示。232005年的日本爱知世界博览会长久手会场日本政府馆就创31、造性地使用了原竹这种材料。在这个展馆中截面较小的原竹组合成大截面的柱子用于场馆的支撑结构劈开的原竹编织成竹栏用于场馆的围护结构，这种围护结构不仅形成了建筑独特的表皮，而且使展馆内部既避免日光直射又有良好的自然通风。建筑师通过生态设计的方法降低了室内温度的同时也节约了建筑物内空调运行所需的电力。这座出色的生态节能建筑通过应用竹材竹制瓦屋顶生物分解性塑料墙壁等环保材料表达了减轻对环境负荷的生态建筑内涵。11日本建筑师隈严吾设计的“竹屋”是一座住宅在支撑结构和围护结构的外表皮都使用了竹材。支撑结构是150mm150mm的混凝土柱表面贴附了书签状的竹片11单炜、李玉顺总结了竹材的构造及力学性能,阐述竹32、材人造板中的竹编胶合板、竹帘胶合板、竹帘竹席胶合板、竹材胶合板、竹材层压板、竹材碎料板及竹材复合板的工艺过程、产品特点及其用途,对近几年兴起的重组竹的加工工艺特点、研究现状及发展前景进行探讨。在此基础上提出了利用竹材人造板及重组竹的加工技术制作竹建筑结构用竹质板材和方材的方法,以及由竹板或竹板和钢板构成竹材组合板、组合梁、组合柱、组合墙体等结构构件的思路。24近几年来，我国对新型竹材建筑材料的研究及开发利用越来越重视。目前已有多个竹材建筑方面的研究项目正在开展。这些研究主要包括新型竹材建筑材料的制造和竹材建筑及其结构的设计。结构复合竹材则是一种新型的建筑材料，能够制成与木结构建筑完全相同的建筑33、。我国以竹材为主的建筑材料产业将会形成并发展起来。10(四) 存在的主要问题材料方面竹材因为其材质本身与木材相比，耐久性差，在自然状态下容易变形，而且竹材中含有糖类、脂肪、蛋白质等有机物质。这些有机物质是一些昆虫和微生物(主要是真菌)的营养物质，容易引起虫蛀和病害。竹子经高温水处理、漂白处理以及碳化去除竹子中的醣份，竹子容易被虫蛀的问题迎刃而解，再与高质量的低碳型粘结剂，高压组合固化等工艺，使竹子容易变形的问题成为过去。2竹材在建筑中的应用多以原竹为主，竹片其次，尤其是中国传统竹建筑和国外的竹建筑，竹材人造板的应用还有待开发。设计方面竹材至今仍被广泛用于临时性建筑2。作为临时建筑，有用原竹作主34、体结构的；但永久性建筑，多以竹材为装饰材料，比如用竹框等包住混凝土建筑，或者用竹片作装饰等。一定程度上，这也是竹材本身的不规则性和变异性给设计、施工造成的困难所致。(五) 发展趋势竹建筑发展前景广阔由于竹材的生态、环保特性优良，在全球气候变暖，低碳经济被提上议事日程，节能减排成为重要指标的大背景下，竹建筑将越来越受到关注和认可，其数量将越来越多，新型竹质建材亟待发展竹建筑的现代化是大势所趋，人们不可能因为要环保而回到原始社会，舒适的生活是人类文明的一个重要成就，所以，传统竹建筑的升级换代势在必行，为此，必须开发新型竹质建材，以克服原竹的缺点，为设计、施工提供更大的自由度，创造更加宜居的生活空间35、。(六) 本项目与同类技术或产品的比较全竹工艺别墅与其他木屋相比，主要有以下特点：该产品原料采用速生资源毛竹经过高温、压制、蒸煮、烘干、碳化等工艺制成，替代了以木材为原料生产家具的传统生产方式。该生产方式毛竹的利用率高，达到90%以上，是传统生产方式50%的原料利用率的1.8倍左右，这样既可持续生产，又可有效地保护资源及环境。用重竹材料生产出的别墅具有防虫蛀，不会开裂、变形、脱胶等优点，各种物理性能相当于用高档木材生产的别墅。纯竹质高档别墅不仅是实用的商品，还具有相当的观赏性，让人不仅有回归自然的惬意，还能感受到扑面而来的中国传统文化气息，因而全竹别墅在国内国际市场是大有可为的。与传统的原竹建36、筑相比，本项目所建设的竹建筑从材料到设计都在继承中发展，有了新的提升。与汶川地震后建设的竹建筑相比，这些键鼠是临时性的，只能用三五年，为降低成本，很多方面不肯恩很完善；本项目的竹建筑将增强耐久性，进一步完善设计，提高施工水平，努力建设成精品。三、项目主要研究开发内容、技术关键及主要创新点(七) 主要技术内容（1）全竹别墅的竹质低碳环保建筑材料的研究全竹别墅用竹梁、竹柱等主要承重构件，具体包括6-8米承重柱、结构梁的结构、材料、胶合工艺等；胶合工艺是其中的一个重要方面，包括研究树脂品种、树脂用量、调胶技术、浸渍时间、浸渍温度和浸渍压力对色差和产品胶合性能的影响；竹材组坯胶合工艺参数对胶合性能的影37、响试验，即竹材结构、热压方式、热压温度、热压时间对建筑装饰材料胶合强度、产品色度、耐水性、耐候性的影响；理化性能分析。（2）低碳型全竹竹质工艺别墅的结构设计从耐久性和安全的角度，设计全竹工艺别墅的结构与节点，继承和发展传统结构设计、节点设计，充分考虑别墅风格以及施工等诸多因素，避免金属连接件和紧固件对建筑结构主体性的腐蚀；（3）建设低碳型全竹工艺别墅示范楼建设低碳型全竹工艺别墅示范楼1栋，2层结构，别墅从结构到墙体、瓦、地板均为低碳型人造板，面积260m2以上，配套水电、全竹家具、太阳能设施，营造周围绿化及水景等。产品低碳、环保、新颖、美观、适用。(八) 关键技术（1）竹建筑材料的设计与制备研38、究研制出适合全竹别墅的竹质建材，特别是竹梁、竹柱等主要承重构件，具体包括柱、梁的结构、材料、胶合工艺等；胶合工艺是其中的一个重要方面，包括研究树脂品种、树脂用量、调胶技术、浸渍时间、浸渍温度和浸渍压力对色差和产品胶合性能的影响；竹材组坯胶合工艺参数对胶合性能的影响试验，即竹材结构、热压方式、热压温度、热压时间对建筑装饰材料胶合强度、产品色度、耐水性、耐候性的影响；理化性能分析。（2）低碳型全竹别墅的设计与施工技术设计全竹别墅的结构与节点，继承和发展传统结构设计、节点设计，充分考虑别墅风格以及施工等诸多因素；节点连接处的性能是整体结构稳定性的关键环节，结构连接件的性能对结构的整体强度和刚度具有重39、要的影响。结构连接件能否在较长时间内或者在突发灾害中把荷载传递到受力地基，直接影响到木结构的安全性、可靠性和耐久性。19目前，国内采用现代技术建造的原竹建筑很少，原竹建筑节点的改造更新尚处起步阶段，基础工作相对薄弱25(九) 工艺路线全竹工艺别墅是全部采用竹材，上到瓦片，下到地板家具，无不透露竹子的清香，在国内全竹工艺别墅是一项空白，在国内有着良好的发展前景，首先是环保建筑时间快，有冬暖夏凉的感觉，屋顶和墙身都经过特殊的处理，双层结构，有隔音防潮的效果，全竹工艺别墅，可以拆装、搬迁，在国内外有着良好的发展空间，特别是欧洲地区，有着广阔的发展前景。本项目主要是利用新技术生产全竹工艺别墅，全竹工艺40、别墅是传统木屋别墅的生产技术的开发和换代，全竹工艺别墅生产所用的原料，重竹方材是由一根根毛竹碾碎成丝，再重新组合，经上胶热压成型而成的新型材料，原来空心的毛竹变成实心的方料，而且毛竹原来的物理性能也经过重组发生了根本性的变化，检测其顺纹抗拉强度，抗压强度为樱桃木的两倍，杉木的2.5倍，更重重的重竹方材的制作可以利用毛竹加工的边角料，可充份利用原来认是废物的毛竹边角料，提高毛竹资料的利用率。重竹工艺别墅的生产工艺和技术是企业通过企业联合与转化科研单位开发技术的成果，工艺中关键在于：一是在生产实践中已经成熟的重竹材质生产工艺技术，该技术和主要方面为通过提高毛竹的利用率（全竹利用率可达到90%以上）41、，核心技术是把毛竹的全身材料用上，毛竹通过拉丝成细小的毛竹丝料，再进行浸渍低碳型的胶水，在此基础上进行热压成型，最终形成能进行性能优异、可多样加工的重竹材料；二是来自*大学实验室的重竹家具着色工艺，该工艺能使颜色附着并渗透进家具的表面，再进行油漆的处理，可以根据着色时间长短来加工形成客户喜爱的颜色，同时使别墅极具透明度，有着竹材清晰的自然纹理，同时在染色水中加入的独特配方能使家具在使用过程中起到防霉、防蛀、防裂、防褪色；三是采用榫卯结构来固定家具，构件通过榫卯结合与粘合剂的辅助手段，在不用金属钉的情况下，凭藉榫卯就可以使产生在别墅各部位的负荷均匀而又合理地传递到各个柱子上去。各种榫卯的造型设计42、，使重竹工艺别墅能比其他木屋更加经久耐用，且有浑然一体的视觉效果。工艺（技术）方案工艺（技术）路线及流程图毛竹断料开片粗刨分片破丝烘干浸胶预干选丝冷压成型固化脱膜养生重竹材产产流程制材锯截压刨砂光拼板开榫机加工染色干燥柱子、板料、档料打磨涂装包装入库(十) 主要创新点（1）研制了适合建筑用的竹质建材重竹，并且根据需要设计、制造出竹质柱、梁；（2）首次从地板到楼板、屋瓦全部采用竹质材料建造别墅，低碳、环保；（3）建设全竹别墅示范楼，并配套竹家具，营造周围环境，打造宜居环境。(十一) 项目技术来源根据企业生产发展的需要和技术进步的要求，通过多年的自主研发和与大专院校广泛合作，安吉县董氏海汉竹家具厂43、拥有自己的重竹材生产技术，制定了自己的重竹材生产标准。为达到产品生产和产品在市场的消费的高要求，从严控制重竹材的生产标准，根据企业制定的技术标准生产的产品通过市场客户的使用和市场对产品的认同度，已经达到同类产品的标准要求。企业较早时期还制定的安吉县董氏海汉竹家具厂企业标准（Q/4JFY002-2008）现为行业唯一的全竹工艺别墅生产标准，可为同行业同类企业参考标准。项目技术来源除了自有技术外，还从*大学引进调色套色技术，从国家林业局竹子研究开发中心合作研发本项目需要的其他技术。(十二) 合作单位情况本项目的合作单位国家林业局竹子研究开发中心（原称“林业部竹子研究开发中心”，简称“竹子中心”）是44、经原国家科委、林业部批准，于1996年开始由原林业部与*省合作建在杭州的国家级竹业研究开发机构。现隶属于国家林业局和*省人民政府双重领导。“竹子中心”以竹业研究为中心，以国内外竹业经济技术交流、培训、服务为重点，整合社会、企业资源，不断强化科技创新，促进*、中国和世界的竹业发展。主要研究领域包括竹资源培育和保护、竹子综合加工利用和竹业经济贸易等。在职职工36人，具有博士学位7人，硕士学位9人、学士学位6人。具有研究员职称4人，副高级职称3人、中级职称11人、客座研究员5人。已初步建成一支专业结构（包括竹子培育、加工利用、国际合作等）合理、学术水平较高的、老中青相结合的、少而精的竹业专业科技队伍45、。“竹子中心”现已承担完成和正在承担的国家级项目、省部级项目20余项，国际合作项目5项，横向合作项目10项,国际竹子培育几综合利用的经济技术合作项目5项。已取得省级成果1项，申请国家发明专利9项，其中7项专利已授权，在国内外各类学术期刊上发表论文近百篇，其中SCI收录5篇，著作5部。出版发行国内唯一的竹子专业综合性学术期刊竹子研究汇刊。已建成竹子培育实验室、竹材加工及其综合利用实验室、竹笋加工利用实验室、竹林生态研究实验室等4个实验室，总面积达2000m2。已拥有一批先进的科研仪器设备，包括ASAP2020全自动比表面积分析仪，多功能超级活性炭实验炉，CM3600Konica全自动测色仪，Li46、cor-6400R光合测定仪，整套植物快繁实验仪器设备等。为加强竹子中心同各地的合作和促进成果的转化和应用，位于*余杭的竹子中心实验基地和位于*临安的竹子新产品研发与创新基地等正在筹建之中，此外，还在中国其它竹产区建立科研示范基地，如云南墨江建立“特色竹种科研示范基地”，在广东广宁建立“丛生竹试验示范基地”等，这些基地集竹产业的研发、教学、示范和推广于一体，为推动我国竹业研究的总体水平的提高提供了重要基础。竹子中心重点研究领域主要有：竹类资源培育、竹材科学与技术、竹产化学加工技术。累计完成和在研的国家级项目、省部级项目有27项，包括国家“十一五”科技支撑计划项目课题2项、国家自然科学基金项目247、项、“863”项目子课题1项、国际合作项目3项，重大技术援外项目1项，横向合作项目10项。竹子中心主办了竹子研究学术刊物竹子研究汇刊，该期刊于1986年创办，2009年再度入选北京大学图书馆的中文核心期刊目录。(十三) 知识产权归属情况项目所涉及的知识产权归属由承担单位与合作单位共同协商解决。四、项目预期目标(十四) 主要技术经济指标技术指标：所研制的竹质建材达到如下指标：静曲强度150MPa，弹性模量12000MPa，吸水厚度膨胀率3%，密度1g/cm3，甲醛释放量2.5mg/L.经济指标：建设低碳型全竹别墅示范楼1幢，面积260m2以上，配套水电、全竹家具、太阳能设施，营造周围绿化及水景等48、(十五) 社会效益据测算，项目建成后按该项目生产所需年消耗毛竹945吨以上计算，全县农民比项目建成前可人均增收65元以上。同时解决了560人的就业岗位并培养了家具生产的熟练工，且利用毛竹资源生产重竹家具，除了提高了毛竹利用率和家具生产技术水平，还相当于替代了1701立方米的木材，相当于每年可以少砍伐284亩20年生的树木。减少了木材的开采，保护了生态。项目单位围绕“农业增效、农民增收”这一目标，与专业农户在“互利互惠、利益共享、风险共担”的基础上，在共同提高农产品的质量档次、科技含量和规模效益的过程中，建立“龙头企业+毛竹经营组织+农户”的组织形式，来促进竹产区毛竹产业化发展。真正使企业从毛竹49、生产中得到实惠，从而激发山区农民开发毛竹生产的积极性，推动农林业生产的可持续性发展。带动基地公司通过“龙头企业+毛竹经营大户”合作的模式，与广大的林农建立长年的毛竹产销关系，使广大的林农经营毛竹林的积极性得到了极大的提高，为安吉县及周边县市的毛竹林发展起到了推动作用，项目的建设势必会加快安吉县将低产毛竹林改造成丰产毛竹林建设的步伐。在提高毛竹林农生产积极性和安吉县林业发展的稳定性上起到了推动作用。带动农户项目的建设必将带动毛竹基地的建设，通过企业的投入，政府的扶持和加大林业投入和减少收费等安吉县政府的惠农政策的出台，采取更直接、更明确、更有力的综合性措施，增加竹产区农民收入，保护和调动竹产区农50、民投向毛竹生产经营的积极性。竹产区农民投入毛竹生产经营的积极性得到极大提高，直接带动基地农民525户，更多的农民将投入到丰产毛竹林建设中去，看到希望的农民也会自发地将资金投向毛竹生产经营管理中去，更好的建设毛竹林，为项目建设提供可靠的原竹资源保障，企业和农户实现双赢。农民增收按该项目生产所需年消耗毛竹945吨以上计算，全县竹产区农民直接可增加收入1240余万元。按全县农业人口18万计算，全县农民人均增收65元以上。同时，项目将解决了560个就业岗位，所有上岗农民将会成为别墅生产的熟练工，增强了农民工作能力，通过多年的开发建设和生产实践，参股和控股了多家半成品和成品价格基地，企业发展也将会吸收了51、大量的农民进入到企业当工人，这也提高了农民的收入水平。农业增效项目建设规划以优质毛竹为工厂原料，竹产区农民通过生产经营优质毛竹，改造低产毛竹林，提高毛竹活立竹量、毛竹品质和生产经营规模水平，竹产区农民就可以得到实惠增加收入，加之政府出台了林业林权制度大改革措施，取消林产品农林特产税和乡村两级规费，竹产区农民增收就更明显。同时还为带动当地林农发展毛竹林生产，为当地毛竹林发展起到直接的推动作用。(十六) 技术应用和产业化前景（1）壮大当地主导产业，促进结构调整分析随着我国国民经济的发展，建筑业将成为我国国民经济的支柱产业之一，在国家制定的2010年发展目标中，国家计划每年新建并竣工的城市住宅就达252、亿多平方米，从而带动了全竹工艺别墅业大发展，全竹工艺别墅作为建筑产品之一也得以发展。现在金融危机时期，我国房地产的逐渐复苏，家居需求也逐渐增大，这对全竹工艺别墅行业是一个利好消息，这就给全竹工艺别墅带来了良好的市场前景和机遇。全竹工艺别墅行业有着巨大的市场，但是我国木材缺口达到1.65亿立方米。随着全球森林资源的减少，木材出口国环保意识的加强以及对木材出口的控制，木材资源将爱到一定程度的限制，加之在全球范围内木材市场实行认证制度，国际木材市场调剂量将越来越小，进口木材价格也将更为苛刻，国家经常性外汇支出难以承受，因此国家鼓励生产企业要积极调整产品结构，寻找新的替代资源，发展新代产品。本项目主要53、是利用新技术生产全竹工艺别墅，全竹工艺别墅是传统竹别墅的技术升级和换代，全竹工艺别墅材质结构紧密，纹理清晰美观，质量稳定，品位高档，更重要的是全竹工艺别墅可以利用毛竹加工的边角料进行生产，可充分利用原来认是废物的毛竹边角料，提高毛竹资源的利用率，使竹材集成材在满足使用性能的基础上，具有绿色环保特性，市场前景非常看好。随着竹制品需求的不断增加，国内外以竹代木市场也迅速扩张，新的一轮发展机遇已到来，在此时新建生产线，每年需消耗毛竹945吨，相当于替代了1701立方米的木材，相当于每年可以少砍伐284亩20年生的树木。减少了木材的开采，保护了生态，还缓解了新型竹制品重竹工艺别墅产品供求紧缺的市场，丰54、富了市场的产品的种类，也能加速企业不断发展。全竹工艺别墅的生产壮大了本地毛竹产业，加快了以竹代木的发展进程，促进新型建筑的产业结构调整。（2）建设现代农业，促进产业化发展，完善产业链条项目建设直接对山区林业产业投入方向起到调整促进作用，必将加快毛竹低产林改造速度和当前林业林产权制度改革步伐。从项目建设上就可以鼓励竹产区农民从事毛竹产业专业化生产经营，促使农民将资金投向毛竹生产中去，同时也将吸收大量的民间资本向丰产毛竹林生产经营上去，新的毛竹林开发热潮也必将到来。由于龙头企事业的带动作用和凝聚效应，可以提升安吉县以及周边地区毛竹产业化经营的规模和水平，也可在企业不断的生产经营过程中优化安吉林业生55、产经营结构，也为竹产区农民毛竹生产经营市场化提供了组织化保障程度。项目可以带动安吉县以及周边县市的毛竹林丰产改造，依靠科技和资金的投入，形成一个由资源培育、加工利用、到出口创汇的新产业链，促进企业开发高技术含量的竹集成材产品和结构材产品，提高毛竹加工附加值，进而扩大了丰产毛竹生产基地建设，也可以密切产销关系，使竹产区农民在毛竹的生产经营过程中减少后顾之忧，重竹工艺别墅生产项目的建成必将极大地激发竹产区农民开发毛竹生产经营的积极性，加速低产毛竹林改选，为项目建设提供更多优质毛竹原材料。努力提高毛竹综合利用率，把毛竹加工不断向工业区化、精深加工、全竹利用和高附加值方向发展。(十七) 知识产权开发出56、一套具有自主知识产权的建筑用竹材生产技术；设计出一种合理的竹建筑结构发展一套竹建筑节点设计方案五、项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解本项目实行项目主持人负责制，项目主持人将根据不同内容，组织不同领域专家来开展工作。采取分工合作的模式，共同研发，项目主持人将根据不同内容，组织国内不同领域专家来开展工作。本项目由企业牵头，由科研院所共同参与，形成产学研结合模式。项目负责人负责整个项目的协调、组织；项目主要成员陈玉和研究员和王树东研究员，为竹材加工专家，领导国家林业局竹子研究开发中心负责项目中材料部分的总体设计，并为试验提供技术支撑。项目技术路线如下：六、计划进度安排项目计划12个月完成，具57、体进度计划如下：起始年月进度目标要求20xx.120xx.5材料开发，材料性能测试，试验生产20xx.620xx.8主要建筑材料生产，配套家具设计、生产；20xx.920xx.10示范全竹别墅设计、施工及周围环境设计营造20xx.1120xx.12总结经验，准备验收七、经费预算来源、使用计划分析自筹经费100万元，申请经费100万元。使用计划分析：序号使 用 内 容经费拨款自筹1测试分析费10102协作费1553劳务费15204材料费40405能源费686会务费227设计费488差旅费329管理费55合 计100100八、现有工作基础和条件为了人类最佳的居住环境和美丽乡村的建设，突破人类钢筋水58、泥的建筑模式，安吉县董氏海汉竹家具厂董事长董益民先生利用重竹率先推出了古代榫卯结构的全竹工艺别墅，安吉县董氏海汉竹家具厂是全国率先开发生产和销售竹古典家具，有效提高竹资源的利用率的同时，也大幅度提升了竹的利用价值，他组织生产的产品提供给2008年北京奥运会国际奥委会主席罗格办公家具，被罗格主席称为“这是我见过的最伟大的工艺”研究的产品曾经获得北京林博会金奖，2007年个人获得安吉县政府颁发的“十佳农业创业带头人”荣誉称号。随着企业技术开发不断深入，安吉县董氏海汉竹家具厂在多年的竹材加工生产过程中，已经形成了自己的技术体系和相关竹材加工的生产专利技术，特别是近年来企业加强毛竹原料利用率提高技术攻59、关，通过不断研究开发，具备了利用边角料生产重竹家具的技术集成，为项目和企业规模化生产全竹工艺别墅创造了条件。项目合作单位国家林业局竹子研究开发中心开展了竹子物理性质、力学性质、化学性质、竹木复合材料、竹子重组材料、竹材保护与功能性改良、竹制品制造技术研究。其技术可应用于高档地板制造、旋切薄竹、家具制造、功能性多品种装饰材料等领域。先后承担了科技部星火计划项目、863子课题、国家林业局星火计划项目、农业成果推广项目和948项目6项。主要成果包括竹材加工及其综合利用技术、高分子与竹材复合大口径管材、管件研制及产业化、竹材预处理和染色技术等。国内最早利用竹材旋切超薄竹片及其复合技术，并实现了批量生产60、；与新昌福大合作的新型竹地板技术（侧压）星火计划项目推广应用产生了巨大的经济社会效益，目前竹地板等建筑装饰类产品占了竹产品总量的60%以上，而侧压（简称）竹板类产品超过了50%以上。竹子中心开展水溶性染料的木材染色技术研究；对单板染色因素对上染率、色差的影响进行观测，对木材染色技术及表面活性剂作用机理进行了研究；开展家具材料的水溶性染色技术和木材仿红木染色工艺的研究；对仿黑胡桃薄木染色与贴面技术进行了研究，对多种木材的染色性和染色工艺进行了试验，开发出以杨木为基材的仿黑胡桃、仿黑檀、仿柚木等多种单板染色层积材产品，并在广东、山东、江苏、*、河南等地得到大范围推广；在研项目有国家948引进项目低碳型竹材深度染色关键技术的引进、*东方钢琴厂的高档琴键染色技术、台湾永光化学集团科技木染色调色技术的合作研究、国家948引进项目低碳型竹材深度染色关键技术的引进、*省科技专项项目工业用竹材染色技术研究等。