集裝箱房屋的演變及應用趨勢
在我國的東部沿海及鐵路網發達的內陸城市,都早己出現了以閑置及廢舊集裝箱進行建筑改造的雛形及實物,它們以粗放型的建設改造模式為主,發展出以集裝箱為基體進行出租及建筑改造的產業鏈。但這種發展卻缺乏建筑 視角的關注及深入的理論 ,不僅在設計環節上“依葫蘆畫瓢”,追求形式多過于功能,缺乏 的預見性,而且諸多生產企業在經濟利益的驅使下盲目擴張“產品”,往往只是對箱體進行簡單粗略的加工,設施簡陋,功能單一,細部節點粗糙,改造過程缺乏理論指導及實驗檢測,舒適性欠缺等問題突出,終難以使“產品”擺脫廉價的外衣。粗略改造后的集裝箱房屋在 程度上不達標,很快就跟不上市場的需求以至于被淘汰,從而產生大量的建筑垃圾。而預制集裝箱房屋的模塊化設計策略以其設計周期短,結構集約,功能合理,成本節約四個方面優化體系致力于以上矛盾的調節與解決,并不斷朝著,環保,節能及可持續的道路上前進。
對集裝箱建筑存在價值及其適用性功能的探討,有利于 現有空間資源的大規模設計應用與建造,填補需求空缺。對其具體設計方法的 ,一方面是對閑置貨運集裝箱這種現有建筑材料的再利用 ,另一方面也是對工業產品設計與建筑設計的跨界 。在市場需求量大,倡導化設計的大環境下未來人們對于集裝箱建筑改造的要求將不止停留在滿足基本使用需求的基礎上,而是以模塊化設計為策略,在不斷為人們提供好生活及工作環境的基礎上始終堅持與時俱進,這樣才能夠不斷提升集裝箱建筑在建筑的適應及生存能力。
一、集裝箱的定義
1、集裝箱的定義
集裝箱是指具有 強度、剛度和規格供周轉使用的大型裝貨容器。“標準化”的集裝箱應符合ISO標準規定的長度、寬度、高度以及體積容量。其產品的標準化以及由此建立的一整套運輸體系,對當今化社會的形成和發展起到了 的 作用,是人類所創造的偉大之一。
2、集裝箱的結構組成
集裝箱的結構主要由鋼質框架、波浪形側墻版(箱體維護)、地板、附加梁、門扇及相關附屬部件和裝卸需求構件組成,通過焊接的形式將各組件焊合形成獨立箱體。其內部是一個 封閉的空間,在吊裝以及運輸的過程中,主要通過四角來傳遞荷載。
3、集裝箱的尺寸及種類
集裝箱容量通常以20英尺標準箱或TEU來計量。一個符合ISO標準規定的20英尺集裝箱表示裝載能力19.1英尺長(約6米)、8英尺寬(約2.4米)、8.6英尺高(約2.6米)的標準集裝箱。
除20英尺標準集裝箱外,40英尺標準集裝箱也為常見的集裝箱尺寸種類之一。通常來說,一個標準貨運集裝箱的高度大約在2.5米左右,依據不同的集裝箱類型,其箱體高度也略有不同,但因公路運輸條件的寬度所限,不同集裝箱類型的箱體寬度則 一致,為2.438m。
依據其安裝的使用材料進行分類,集裝箱箱體材料通常存在鋁制、玻璃鋼和鋼制三種。鋁制集裝箱具有外觀美觀、使用年限、重量輕、性強、維護費低及加工方便等優越性,但由于其高額的造價及復雜的焊接要求使得其投入生產及使用量較少。玻璃鋼集裝箱隔熱性能好、修理維護簡便,同時具有較好的性,但缺點是老化、重量大,且連接部件與箱體強度不均導致其全壽命周期較短。鋼制集裝箱以其整體結構牢固、強、易拆解和廉價的優越性使其投產率及使用率高,同時也是本文主要 的用于建筑改造設計的箱體類型。
依據其使用用途進行分類,集裝箱通常分為干貨海運集裝箱(為常見)、平面框架集裝箱(運輸車輛、船只、機械或工業設備)、側面開口集裝箱(運輸蔬菜類)、頂部開口集裝箱(運輸重型機械、礦物質)、罐式集裝箱(運輸散裝液體)及冷凍集裝箱等。其中封閉式結構的干貨海運集裝箱為常見,其箱體具備較好的水密性,門扇常設置在箱體長度方向的一側。
依據其總重進行分類,集裝箱通常可以分為2.5噸、5噸、20噸等不同噸位的集裝箱,鋼制集裝箱則以其17-22噸的毛重,能夠滿足集裝箱建筑改造的荷載使用要求。初以上分類之外,集裝箱箱體結構進行改裝后,還可以分為固定式、變形式、伸縮式等不同的集裝箱類型,下文中將會結合單箱體集裝箱空間擴展設計對此箱體類型詳細闡述。
綜上所述,20英尺、40英尺標準鋼式干貨海運集裝箱以其結構牢固、強、廉和投產率高的優越性而廣泛存在于貨運市場,對這類集裝箱在建筑設計應用的相關 也具概括性及廣泛適用性。
二、集裝箱建筑與集裝箱化的箱體建筑
由于集裝箱箱體的現有結構及條件并不能滿足一個集裝箱類型建筑單元體的完態,需通過不同程度的改造之后才能夠滿足建筑的基本需求,因此我們可以定義集裝箱預制艙是箱體單元及其 的附加結構所共同構成的空間和結構的綜合體。
集裝箱箱體作為獨立的空間單元和結構單元,頗似傳統民居的基本單位“間”。箱體通過改造一方面可成為滿足基本建筑功能需求的獨立建筑,另一方面也可以作為建筑的部分結構構件使用,并對建筑整體造型起控制性作用,因此都同屬于集裝箱建筑的范疇。
在這里需要強調的是,如若集裝箱箱體在整個建筑空間中沒有發揮實質性功能或結構作用,那么從建筑結構意義上來說便不屬于集裝箱建筑的范疇之內,僅可把集裝箱作為裝飾性配件來進行參考。
與集裝箱撬裝房有著相似定義的建筑類型是集裝箱化的箱體建筑,它模仿了集裝箱的箱體單元構成方式,但其結構、材料及尺寸等方面需另行定制加工,在建筑特征及應用方面也與集裝箱建筑各不相同。如黑川紀章設計的日本中銀艙體大樓和勒.柯布西耶設計的“居住盒子”一馬賽公寓等項目都是集裝箱化的箱體建筑的典范。
三、集裝箱建筑的演變及應用趨勢
集裝箱活動房在早期的發展階段,主要將注意力集中在單箱體集裝箱的設計 當中,LOT-EK事務所設計的移動住宅單元借助液壓裝置提升箱體側翼來擴展或收縮集裝箱內部空間。
隨著 發展的推進,多的單箱體集裝箱通過堆疊組合形成大的組合型建筑,如在組合的過程中,往往拆除箱體與箱體間的隔壁來打通內部空間,從而營造出加開敞的室內環境。
其他建筑材料的介入給集裝箱建筑的市場帶來了生機,越來越多的大規模、集裝箱建筑項目產生,并廣泛的被公眾所接受。集裝箱通過建筑改造,既可以成為一個獨立的建筑單元,又可以充當既有項目的擴建,除了可以用于增加傳統建筑的趣味性,也可以解決屋頂問題或者作為室內空間的補充元素。這使得集裝箱建筑加多樣、應用面廣,它不再于形式的創新,而多的往化設計的方向邁進。
我國集裝箱建筑的產生和發展具有的民間性和自發性,所謂的民間性是就集裝箱建筑在建筑師正規業務以及正統建筑學內的地位而言,早期的集裝箱建筑在國內雖早己出現,但它卻很少成為建筑師所關注的對象,很難進入到建筑師的業務范圍之內。所謂的自發性是就集裝箱建筑的“設計”而言。由于我國早期集裝箱建筑的設計與建造并沒有經過建筑師的介入,而是參與建造的業主,承建商和建筑工人在建造的過程中自發地產生的,不存在傳統概念的設計環節,體現了普通老百姓對使用要求、場地環境、技術條件等的本能的反映。我國早期出現的自發性的集裝箱方艙作為一種民間建筑形式,其存在的事實就是生命力的象征,總體來說大致可以分為以下幾類:與集裝箱運輸業相關配套的建筑用途;與工程建設相關的建筑用途;與露天存貨活動相關的建筑用途和零散偶發的建筑用途。
隨著化的發展,近年來我國己出現一些 化的集裝箱建造企業,這也把 對于集裝箱設計建造的思想與技術逐步帶入中國,如今,我國集裝箱建筑的應用已逐漸覆蓋居住、商業、教學及公益類建筑等,并朝著舒適、、適應性強的方向發展。