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装配式模块化集装箱建筑的应用研究 *

发布日期:2020-10-03

浏览:212次

郭楷 季秋玲 吴敌 王金浩 张亮
(扬州大学广陵学院,扬州 225000)

[ 摘要 ] 现代城市的房屋建设更新换代十分迅速,不管是城市的规划开发,还是临时应急需求都要求建造效率要提高。
而集装箱建筑不管是作为临时建筑,还是永久建筑都能恰到好处地满足现代城市建设的需求。集装箱建筑在拥有高
效率建造的同时,还可以满足现代城市的个性与时尚的追求。
[ 关键词 ] 临时应急;建造效率;个性时尚;集装箱建筑

当今社会在任何领域都讲求“效率”二字,建筑领域更是如此。传统的建筑方法多少有些跟不上发展和更新的节奏。集装箱式建筑的产生恰好顺应快速发展的势头,同时还能满足人们对于娱乐生活环境的个性需求。集装箱式建筑开始在建筑领域逐渐占有重要的地位。


1 集装箱建筑的发展
1.1 国外集装箱建筑的发展

集装箱建筑在欧美和日本市场发展规模较大。欧美主要以法国ALGECO和德国ALHO为代表生产厂家,主要生产功能集中、注重舒适度的移动集装箱建筑,小至利用几个集装箱,大到利用数十个集装箱,规模不等,但结构组合复杂、造型别致、装修美。集装箱建筑也应用于学生宿舍(见图1),甚至是酒店,得到广泛的好评。

在美国,集装箱建筑设置在汽车后面,相当于汽车拖着集装箱建筑形成可移动式的居室。集装箱虽然只有大概 50 至 80 平方米,但卧室、浴室、厨房等应有尽有。这种移动的集装箱建筑也可以称作为一种“房车”( 见图 2),在美国十分流行、受欢迎。

日本有公司制造出集装箱应急房作为灾后临时住宅( 见图 3),具有良好的抗震性能,同时内部有设置橱柜、架子等,有充足的储物空间。这种应急房不仅为灾区民众急时提供居住空间,还能将剩余的空间设计成公共区域。既能当临时住所,也可作为永久公寓,而且利用棋盘式的交错体系还能够在应急集装箱之间营造开敞的生活空间。

目前,这些国家的集装箱建筑的设计和技术逐渐成熟,从形式单一的集装箱到功能俱全的集装箱群,从时性的集装箱建筑向永久性建筑转变。居家住宅的集装箱建筑也开始向商店、学校、宿舍、办公等社会需求的方面发展,而且集装箱建筑占据市场比重也在不断增加。

图 1 集装箱式学生宿舍
Fig.1 Container dormitory
图 2 集装箱房车
Fig .2 Container RV
图 3 灾后临时住宅
Fig. 3 Temporary housing after a disaster

1.2 国内集装箱建筑的发展

我国人民居住的理念和国外不同,所以想把集装箱建筑用作永久性的家庭住宅还不太现实,但是随着我国经济高速发展,城市发展对于建筑的需求增多,在建造建筑的同时,集装箱房屋多被用作临时性的住处(见图4)或办公(见图 5)提供给工人使用。由于集装箱房屋的结构简单、模块化制造、施工周期短、移动方便,而且还可以反复使用,所以一开始在工地上使用居多。

图 4 集装箱式住宅区
Fig. 4 Container residential area
图 5 集装箱式办公室
Fig. 5 Container office
图 6 花都汇集装箱街区总平面
Fig. 6 Total square of Huadu Container Block
图 7 花都汇集装箱街区
Fig. 7 Huadu Container Block

随着新思想的涌入,现代城市建筑的发展,集装箱房屋也开始在人们生活中发挥作用,如扬州的花都汇生态公园集装箱街区(见图 6 和图 7),用各式各样的集装箱房屋进行巧妙的设计,形成了一条用集装箱房屋组成的街道,形态各异十分有趣,这里不定期还会举行市集吸引很多游客参观。在扬州的京华城创业商业街区——“集创箱”(见图 8 和图 9),也有集装箱房屋的酒吧、饭店和小吃店等,很受年轻人欢迎。同时,集装箱建筑为绿色建筑的推广和实施。提供了一种示范和案例。

图 8 “集创箱”商铺 a
Fig. 8 Shop A of "Creative Box”
图 9 “集创箱”商铺 b
Fig. 8 Shop B of "Creative Box”

不仅如此,当我国城市面临公共卫生突发情况时,装配式模块化集装箱建筑也发挥了重要作用。例如非典时期的小汤山医院(见图 10),以及新冠肺炎时期的火神山医院(见图 11)和雷神山医院(见图 12),装配式建筑都能在短时间高效率地发挥建筑应急的作用。我国装配式建筑在城市应急状态的应用,为世界做出了标杆和榜样。

图 10 小汤山医院
Fig. 10 Xiaotangshan Hospital
图 11 火神山医院
Fig.11 Vulcan Mountain Hospital
图 12 雷神山医院
Fig. 12 Raytheon Hospital


2 集装箱建筑的分类
2.1 干箱型集装箱建筑

该类型所采用的钢结构主要是以国际标准根本而拉伸的干箱结构,同时在普通集装箱的基础上添加了内外保护层、装饰板等形成主体结构。此外,铺设发泡型水泥板、塑料地板、纤维水泥板、玻璃纤维等材料,提高该结构强度、保温、隔温等性能。干箱型集装箱建筑运输方便,其外表缺少温暖感,适合用于办公场所。

2.2 轻钢龙骨型集装箱建筑

该类型拥有牢固的底结构,轻钢龙骨主要运用于墙和顶,有着更显温馨感、减少材料使用、有效阻止雨水渗透、发展绿色经济和结构灵活等特质。轻钢龙骨型房屋集装箱主要有以下两种形式:一是工厂将其结构完成装配,在现场通水电后即可使用;二是在现场进行组装后即可使用。

2.3 插接式集装箱建筑

该类型属于价格划算的集装箱房屋,通常以二十英尺的标准为基准。其装配方法简单方便且迅速,同时要预先设计好水路系统,有时还需考虑连接处的防水问题。所以比较适用于雨水和自然灾害较少的地方。

2.4 旋转式集装箱建筑

该类型集装箱一般分为侧板旋转式房屋集装箱和侧板折叠旋转式房屋集装箱两种。第一种是利用侧板旋转的方法增至原有的 2 ~ 3 倍,由此形成房屋;第二种是利用箱与箱以铰接形式,有效采用侧板达到折叠放置的效果。此种集装箱在结构设计方面和安装水电系统存在难点,需要满足强度、空间、防水等要求。

2.5 抽拉式集装箱建筑

该类型集装箱相当于是组合式箱体,可以比作抽屉式箱体。其能够充分利用延展性,即使用空间翻倍扩大,同时设计时存在方便性、密封性、防水性和水电系统布置等难点。

3 集装箱建筑的特点
3.1 标准制造

集装箱建筑易于模块化设计、标准化生产、装配化施工——“搭积木”式建筑,推动了建筑工业化智能化发展。装配式模块化集装箱建筑可以高标准的设计,高质量的生产,高效率的施工,为城市发展和建设提供了一种新的模式、新的思路和新的潮流。

3.2 坚固耐用

相比传统的砌体结构,集装箱房屋采用钢结构制造,具有很好的抗变形能力,而现代的集装箱制造工艺可以极大地改善房屋的密闭性和减少噪音。退一步讲,就算有突发情况,集装箱房屋受到损害也不会造成过大的麻烦,钢材具有良好的可塑性,维修过后依然可以使用,而传统砌体的房屋在这个方面就相形见绌了。

3.3 拆运方便

施工单位在工地施工时需要给工人搭建住宿房间,而这种临时性的房屋用集装箱房屋再合适不过了。简单的一个集装箱生产出来就可以在里面安装生活所需的设施,需要的时候用卡车直接拉到工地,只需要简单的安装便可以使用,特别是经常更换施工地点的单位,集装箱房屋还可以多次使用,而省去了临时建造相对复杂的步骤,以及施工完成后拆除的问题。

3.4 环保经济

据研究计算,利用一个集装箱制造出房屋可节约1.7吨的钢材和 0.4 立方米的木材,减少二氧化碳排放量高达 3.49 吨。不仅新集装箱可以制造房屋,每年码头港口所更换的旧集装箱也是一样利用。而且集装箱房屋并非一次性产品,可以多次改装维修和回收利用。集装箱应用在建筑行业领域恰到好处实现了低碳环保的号召。

3.5 个性艺术

可以利用数量不同的集装箱房屋或者是形状尺寸不同的集装箱房屋进行组合搭建,形成形式各异,具有鲜明特点的建筑。不仅如此,集装箱房屋的外表颜色仅使用不同颜色的喷漆即可实现色彩缤纷的变化,可以极大程度上满足不同环境和不同人群对于区域规划、房屋形式和设计审美的需求。

4 集装箱建筑的应用
4.1 居住建筑

随着集装箱房屋发展的丰富化和多彩化,越来越多的建筑设计师会采用集装箱概念,运用到景区、别墅、酒店、旅舍、住宅等建筑物(见图 13)。它有着运输简便、装配迅速、有效防风、防雨、防震和成本低廉等特点,带动绿色经济,推动城市可持续化的发展。

图 13 居住建筑
Fig. 13 Residential building


4.2 公共建筑

图 14 公共建筑
Fig.14 Public building

集装箱运用模块丰富的设计,展现出现代化风格别具一格的特点,将简约、整洁的设计充分用于城市公共建筑中(见图 14)。不少城市的街头出现了以集装箱为基础的商业街区、公共电话亭、报刊亭、公共厕所等安装简单、便于移动且易于维护的公共建筑。

4.3 绿色建筑

集装箱房屋的发展从专业化发展到环保化,积极响应节能环保的绿色概念,设计师们制造出多样的建筑产品(见图 15)。有公司设计出的集装箱改造污水处理设备箱,将过滤装置、消毒装置和污水处理装置合理放置,充分满足绿色节能的需求。

图 15 绿色建筑
Fig.15 Green Building

4.4 应急建筑

在疫情灾难、战争动荡或自然灾害的情况下,装配式模块化集装箱建筑能够为人们提供灵活性、适应性和临时性的庇护场所。直接可以现场施工安装,且装配时间短,建造效率高,如军事移动指挥中心、抢险移动指挥中心、救灾移动指挥中心、紧急医疗医院(见图16)等,也能作为临时的办公、住宿等用途。2003 年非典时期,小汤山医院由 4000 名左右的工人仅用 7 天建成的占地 2.5 万平方米的临时建筑——世界上最大的一级传染病医院,收治了全国七分之一的非典病人。其采用鱼骨状结构设计方案,每个护理单元都是独立的标准模块,单元与单元之间方便分区和管理,最大限度地降低感染风险。一方面,有利于施工装配,减少交叉作业;另一方面,在疫情恶化或失火等紧急情况发生时,可以将该单元彻底封闭,保全医院其他单元。在新冠肺炎时期,借鉴“小汤山医院”的经验,仅用十天,克服重重困难,建设交付的雷神山医院和火神山医院,再一次创造了“中国速度”。病房采用箱式板房形式,利用鱼骨状布局能够实现“双分离”、“医患隔离通道分离”、“医疗区和生活区分离”等设计。每个房间内配置供氧设备等医疗设备和独立卫生间,同时铺设防渗膜以确保污染物不渗透到土壤水质中。该方案设计能有效保障医护人员安全,还能快速开展救治工作。

图 16 应急建筑
Fig.16 Emergency building


5 结语
未来城市的发展必将多元化与可持续化——“绿色节能,环保经济”是基础。城市的快速发展,城市建筑的建设也同时要高标准、高质量和高效率。装配式模块化集装箱建筑为城市的快速发展和建设提供了一种可行性方案。同时,城市在面对应急情况下的迫切需求,装配式模块化集装箱建筑拥有传统建筑无法具有的高效性、灵活性和适应性。另一方面,装配式模块化集装箱建筑作为一种新概念、新时尚和新建筑,为现代城市发展增添了光彩和亮点,也为城市建设彰显了新鲜个性和时尚潮流。

参考文献
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本文出自 集装箱工坊 ,原文链接:http://www.container8.com/docs/12260.html 。如若转载请注明出处。

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