秸稈建筑在中國(guó)農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用推廣

宋偉

摘要：在資源匱乏時(shí)代，秸稈、稻草是建筑業(yè)中木材的替代品。但從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，這種建筑原料因?yàn)榫G色環(huán)保成為了新時(shí)代建筑業(yè)中的新寵。秸稈是可再生資源，具備極佳的隔熱保溫性能，其價(jià)格低廉，且易于獲得和使用。作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，中國(guó)有豐富的秸稈資源，因此在中國(guó)推廣秸稈建筑有十分積極的意義。比如秸稈制成的草磚可以在農(nóng)村自建房項(xiàng)目中廣泛推廣，而秸稈板材則可應(yīng)用在更多類型的建筑中。

關(guān)鍵詞：秸稈磚；秸稈板材；農(nóng)村自建房

中圖分類號(hào)：TU551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1674-3954（2013）21-0103-02

1 引言

秸稈是小麥、水稻、玉米、棉花、甘蔗等農(nóng)作物收獲籽實(shí)后剩下的大量莖葉或穗等部分。其原本屬于農(nóng)業(yè)廢棄物，早期主要用于飼料、肥料和燃料。隨著秸稈資源的過(guò)剩出現(xiàn)和綠色環(huán)保理念的建立，秸稈資源的綜合利用成為很多國(guó)家要面對(duì)解決的問(wèn)題。

國(guó)外秸稈建筑最早源于美國(guó)的歐洲移民，初到美國(guó)南部大平原地區(qū)時(shí)，由于缺乏木材而選擇秸稈做替代品來(lái)修蓋房屋，并且沿用多年。19世紀(jì)時(shí)美國(guó)就出現(xiàn)的秸稈壓制技術(shù)。隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明和推廣，1884年出現(xiàn)了蒸汽壓制。這些早期的秸稈建筑在修建方法中都沒(méi)有采用木結(jié)構(gòu)，而是利用秸稈墻直接支撐屋頂。1900～1914年問(wèn)第一棟采用這種承重法的秸稈建筑建于美國(guó)內(nèi)布拉斯加州（Nebraska），這種方法后來(lái)被稱為內(nèi)布拉斯加法。

20世紀(jì)80年代后，綠色時(shí)尚、節(jié)能環(huán)保逐漸成為新的建筑要求，秸稈屬于可再生資源，價(jià)格低廉，易于使用。除了內(nèi)布拉斯加法，對(duì)于大尺度的結(jié)構(gòu)，也可以采用木質(zhì)框架填充秸稈的修建技術(shù)。在新技術(shù)的支持下，秸稈建筑得以大力發(fā)展。美國(guó)就秸稈建筑的隔熱、承重力、抗風(fēng)、抗震以及抗火能力等展開(kāi)一系列研究，獲得了一系列可靠數(shù)據(jù)，確立了秸稈建筑規(guī)范，大大推動(dòng)了秸稈建筑的發(fā)展。近年來(lái)，除了美國(guó)，很多其他國(guó)家也發(fā)現(xiàn)了秸稈作為建筑材料的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)始大力發(fā)展秸稈建筑的實(shí)踐和研究。

作為一個(gè)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，中國(guó)是世界上秸稈資源最為豐富的國(guó)家之一。根據(jù)2012《中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，我國(guó)年產(chǎn)各類秸稈約9億t，農(nóng)作物秸稈資源擁有量居世界首位，因而秸稈建筑在中國(guó)應(yīng)有很好的發(fā)展前景。用稻草修房子在中國(guó)早已有之，但是早期的“茅草屋”是簡(jiǎn)陋破敗的象征，杜甫在《茅屋為秋風(fēng)所破歌》中描繪了他所居茅屋遭遇暴風(fēng)雨后的敗落，“八月秋高風(fēng)怒號(hào)，卷我屋上三重茅。茅飛渡江灑江郊，高者掛舀長(zhǎng)林梢，下者飄轉(zhuǎn)沉塘坳”。然而，用現(xiàn)代技術(shù)加工秸稈制成的建筑材料，不但堅(jiān)固可靠，而且綠色環(huán)保。

2 秸稈磚在我國(guó)農(nóng)村自建房中的應(yīng)用

農(nóng)村在收獲季節(jié)后總會(huì)余留下大量的稻草和秸稈，然而將秸稈作為生活燃料或牲畜飼料的需求在逐漸減少，因此如何在新的種植季前快速有效地處置這些稻草成為歷代農(nóng)民必須面對(duì)的一道難題。將秸稈轉(zhuǎn)化為建筑原料，不但可以很好的處理農(nóng)業(yè)廢棄物，也能為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民減少建房的費(fèi)用。

2.1 秸稈磚的制作

秸稈磚房是以稻草、麥秸制作的秸稈磚為基本建材建成，具有保溫、保濕、造價(jià)低廉、節(jié)約燃煤、抗震性強(qiáng)、透氣性能好和減少二氧化碳排放、降低對(duì)大氣污染、保護(hù)耕地等優(yōu)點(diǎn)，是典型的資源節(jié)約型環(huán)保建設(shè)項(xiàng)目。

用秸稈磚修建的房子四角是磚柱，可以承受屋頂?shù)闹亓?，地基和房梁也用磚石和木材，而墻體全部是整齊的秸稈磚，或稱草磚。由于秸稈含硅量高，其腐爛速度極其緩慢，具有很好的耐用性。秸稈磚是含水量低于15%的秸稈或稻草經(jīng)過(guò)秸稈磚機(jī)打壓緊實(shí)后，再由金屬網(wǎng)緊密捆扎而成，每塊長(zhǎng)約90～100cm，高度為36～40cm，厚度為45～50cm，一塊重量約40kg，密度通常在80-120kg/m³之間。雖然是由天然脆弱的秸稈構(gòu)成，經(jīng)過(guò)這樣的制作工藝后，每1m²的秸稈磚可以承受一千九百六十多公斤的壓力（圖1）。在磚柱框架基礎(chǔ)上填充秸稈磚后，再用鋼板網(wǎng)將秸稈磚和磚柱固定起來(lái)，最后再多次澆筑水泥。

秸稈磚的制作方式簡(jiǎn)單，農(nóng)民在經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)后都能夠掌握?，F(xiàn)在有秸稈磚壓制機(jī)，可以很快將蓬松凌亂的稻草壓制成磚塊，再用鐵絲捆扎加固，適當(dāng)修剪后就可以投入使用了。這種簡(jiǎn)單使用的思路和方法在我國(guó)有很廣的應(yīng)用前景。進(jìn)過(guò)幾年的實(shí)驗(yàn)證明，秸稈建筑有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，很適合在我國(guó)農(nóng)村住房建設(shè)。

2.2 農(nóng)村建房使用秸稈磚的好處

用秸稈做建筑材料給如何處理農(nóng)業(yè)廢棄物提出了一個(gè)新的出路，一方面可以有效利用秸稈，為農(nóng)村建房提供唾手可得修建材料，另一方面避免了因焚燒秸稈而造成的環(huán)境污染和交通不便。從經(jīng)濟(jì)效益上看，就地取材所獲得的秸稈磚的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于紅磚，能大大減少建房成本。此外，秸稈屬于天然材料，它有很多環(huán)保優(yōu)勢(shì)，如良好的保溫隔熱效果，且具有防火災(zāi)、防蟲(chóng)蛀等功能。

2.2.1 有效處理剩余秸稈，避免由焚燒秸稈造成的環(huán)境污染和交通事故

收獲季一過(guò)緊接著會(huì)迎來(lái)新的種植季，如何在其問(wèn)短暫的時(shí)間內(nèi)處理掉大量的秸稈是讓種植戶頭痛的問(wèn)題。早期的作法是將大量的秸稈運(yùn)回家，曬干后作為生活燃料或牲畜飼料，因而農(nóng)民的房前屋后成堆的稻草和秸稈垛曾一度是鄉(xiāng)村必不可少的一景。但是這樣的做法需要耗費(fèi)大量的人力和存儲(chǔ)的空間。后來(lái)，農(nóng)業(yè)專家建議將秸稈回田，成為新一輪種植季的肥料，但這需要大型機(jī)械操作，對(duì)人力物力均有一定的要求。

為了省事，農(nóng)村的普遍作法是將田里的秸稈和稻草焚燒。這種方式雖然簡(jiǎn)便，但卻會(huì)給環(huán)境帶來(lái)非常惡劣的影響。戶外的秸稈因?yàn)槎逊e過(guò)密或者是因?yàn)槌睗瘢紵龝r(shí)空氣不足造成不充分燃燒，形成大量煙塵和顆粒物，使得空氣污染物濃度會(huì)急劇增加，嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量，會(huì)對(duì)人體健康造成極大的傷害。此外焚燒時(shí)形成的黑煙還會(huì)降低周邊大氣的能見(jiàn)度，對(duì)附近交通產(chǎn)生不利影響，包括高速公路和機(jī)場(chǎng)飛機(jī)的起降，也會(huì)對(duì)周邊居民生活造成困擾。如2008年5月四川汶川大地震期間，正逢5月農(nóng)忙季，很多農(nóng)民燃燒秸稈，導(dǎo)致交通因低能見(jiàn)度而不暢，嚴(yán)重影響了當(dāng)時(shí)的災(zāi)區(qū)救援工作。

2.2.2 使用秸稈磚能夠有效節(jié)約能耗

秸稈磚因?yàn)槭菑U棄物的再利用，其加工成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于泥磚，有較高的經(jīng)濟(jì)效益。用秸稈磚替代紅磚也節(jié)省了燒制紅磚時(shí)所耗費(fèi)的燃煤，也減少了由此帶來(lái)的環(huán)境污染。秸稈磚的制作方便，修建時(shí)易于操作，能夠有效的節(jié)約工期，而且避免建材的堆砌造成的操作范圍窄，管理不便等問(wèn)題。

秸稈房造價(jià)成本低，比普通紅磚房低約25%左右。目前成都地區(qū)農(nóng)村普通磚房民宅造價(jià)為1000元/m²，而秸稈房建筑造價(jià)可控制在500～550元/m²。而且秸稈房的壽命長(zhǎng)度可以達(dá)到80～100年以上，幾乎是普通磚房一般使用年限的兩倍。比如美國(guó)在100年前，即1910左右建造的第一棟秸稈磚房目前仍在居住使用。

2.2.3 秸稈磚有很好的隔熱保溫，防火防蟲(chóng)作用

金色的草轉(zhuǎn)和紅色的立柱搭配構(gòu)成整個(gè)秸稈建筑的主體，給人以溫暖的感覺(jué)，事實(shí)上秸稈磚確實(shí)有很好的保溫隔熱，隔音吸音的效果，非常適合氣候寒冷的中國(guó)東北地區(qū)。實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示保溫秸稈磚房比粘土磚房的保溫率高出72%。每年冬季，每戶秸稈磚房住戶可以節(jié)約取暖燃煤50%。

同時(shí)，因?yàn)閴褐凭o密，秸稈磚中沒(méi)有空氣，遇火時(shí)，即使表面會(huì)燃燒，中間部分因?yàn)槿狈ρ鯕獠粫?huì)著火，有一定的防火作用。同時(shí)，沒(méi)有氧氣也不用擔(dān)心秸稈磚內(nèi)部會(huì)生蟲(chóng)，而秸稈磚表面經(jīng)過(guò)多次抹水泥也能達(dá)到防蟲(chóng)目的。

多年的推廣實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)墓に嚰庸?，秸稈磚房在防火、防水、防蟲(chóng)方面完全能夠達(dá)到居住要求。而在節(jié)能保溫方面的性能則大大優(yōu)于傳統(tǒng)土磚房。

2.3 秸稈建筑在我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用

我國(guó)的秸稈資源主要集中在以農(nóng)業(yè)為主導(dǎo)的地區(qū)，如河北、河南、江蘇、浙江、湖南、四川等省。經(jīng)過(guò)多年推廣，我國(guó)東北農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)逐漸接受用秸稈為材料來(lái)修筑他們安生立命的永久住宅。1999年由香港嘉道理基金會(huì)資助，美國(guó)國(guó)際援助協(xié)會(huì)提供技術(shù)援助，中國(guó)21世紀(jì)議程管理中心在我國(guó)北方，包括東北三省和內(nèi)蒙古自治區(qū)八個(gè)地方開(kāi)始這個(gè)節(jié)能保溫秸稈磚房的建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目。黑龍江省湯原縣是我國(guó)農(nóng)村秸稈建筑的一個(gè)較大的實(shí)踐基地。該地區(qū)大力推廣秸稈建筑，總結(jié)了一系列實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)?shù)鼐用裼H身體會(huì)了由秸稈磚修成的房子的優(yōu)勢(shì)，價(jià)格低廉，冬暖夏涼，結(jié)實(shí)耐用。四川蒲江縣為了應(yīng)對(duì)秸稈焚燒帶來(lái)的環(huán)境危害，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民尋找妥善處置大量剩余秸稈的渠道。鼓勵(lì)當(dāng)?shù)鼐用窭媒斩挒樵牧?，制造秸稈磚用于自家房屋修建。

秸稈磚房的屋蓋可以為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或組合樓蓋。秸稈磚房圈梁的材料可用混凝土、三合板、木材或其他材料，根據(jù)房屋的層數(shù)、主體結(jié)構(gòu)材料、形式及房屋用途確定。樓屋面的圈梁必須與秸稈磚墻、基礎(chǔ)和屋頂連接在一起。一種典型的連接方法，是每隔50cm用14號(hào)鐵絲或聚丙烯帶來(lái)連接。

秸稈磚房的門窗可以是木材的，也可以是鋁合金材料的。木窗、木門的框料最小截面尺寸為100mm×50mm。鋁合金窗和鋁合金門的框應(yīng)該用管狀材料，最小厚度為1.2mm。秸稈磚房的門框和窗框應(yīng)安置在墻的外邊，使窗臺(tái)的防水要求降到最低。門框要牢牢地固定在基礎(chǔ)和墻上。窗框和門框要用木釘或直徑為10mm，長(zhǎng)為300mm的鋼筋固定到秸稈磚墻上，每一層秸稈磚上要釘一根。在有些情況下，可以將窗框和門框固定到頂梁或圈梁上。

秸稈磚墻是由草磚和抹灰層組成的墻體。完整的抹灰層能保護(hù)秸稈磚，以免受到風(fēng)雨和害蟲(chóng)的侵襲。抹灰層也能增加墻體的硬度，并增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，抹灰是墻體最后一道工序，要想擁有美觀耐用的墻體，應(yīng)選擇高質(zhì)量的材料，并精心施工。秸稈磚墻抹灰前的準(zhǔn)備工作，應(yīng)該是從整理秸稈磚表面開(kāi)始，然后檢查秸稈磚墻的垂直度及平整度，剪去多余的稻草，用松草團(tuán)或草泥填滿縫隙。

3 小結(jié)

房地產(chǎn)行業(yè)是中國(guó)目前最重要的行業(yè)之一，除了在村自建房中推廣秸稈磚，城市建筑中也有秸稈資源發(fā)揮的空間。板材在修建和裝修中的廣泛使用，市場(chǎng)需求十分龐大，隨著人們節(jié)能意識(shí)、健康理念的提升，板材在材料選擇和加工工藝上都在不斷的改進(jìn)和提升。很多國(guó)家都開(kāi)展了秸稈作為板材原料的應(yīng)用研究。秸稈板材因?yàn)槠涮烊粌?yōu)勢(shì)，具有很好的隔熱、保溫，隔音功能，不但綠色環(huán)保，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，推動(dòng)著社會(huì)生活的各方面發(fā)生深刻的變化。人們對(duì)城市和建筑，這個(gè)社會(huì)生活載體，也提出了更新更高的要求。能夠就地取材成為秸稈建筑在農(nóng)村推廣的一個(gè)重要原因。秸稈磚房實(shí)現(xiàn)了本土資源化，是未來(lái)農(nóng)村節(jié)能環(huán)保建筑的主要類型。這一成功的發(fā)展模式也給城市節(jié)能帶來(lái)了思考，如果能把城市中的垃圾變廢為寶，經(jīng)過(guò)有效處理轉(zhuǎn)變成可利用的建筑材料，不但能夠?qū)崿F(xiàn)能源再利用，也能為城市的可持續(xù)發(fā)展提供新的方案。使土地資源和現(xiàn)有建筑資源得到最大限度的利用，也契合了建設(shè)節(jié)約型和諧社會(huì)的要求。

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[6]http：//mha-net.org/html/sblinks.htm.目前最大的關(guān)于秸稈建筑的鏈接，