集裝箱預制艙的特征及優劣
一、集裝箱建筑的特征
1、標準化
先,依循統一的標準,通用集裝箱箱體尺寸有著標準化的特征。客觀來說,標準化的集裝箱箱體尺寸對集裝箱預制艙設計和使用的全過程帶來了諸多限制,但同時也為集裝箱建筑的模塊化設計和工業化發展提供了先天條件。
其次,集裝箱建筑的結構與銜接構件也具備標準化的特征。三壁封閉及盡端設門的箱柜式結構是集裝箱為常見的結構形式。與想象中的鋼框架結構填充側面鋼板墻的結構形式不同,集裝箱箱體的鋼質外殼連同角部的吊裝孔是一個統一焊實的整體,側墻本身就是受力結構,因此可以極為方便的將建筑單元進行運輸裝卸或疊放、拼合。
第三,集裝箱箱體在建筑改造過程中的措施和所使用的材料也是標準化的。由于集裝箱撬裝房箱體鋼結構及附屬材料的局限性,導致箱體存在自重大,熱傳導快等缺點。因此在進行建筑改造的過程中,先需要解決的就是對其的改造以及結構外部基礎的制作等等。在前期改造中所使用的及保溫材料和施工手段都是為了解決原有箱體自身存在的現實問題,因此也具備標準化及通用化的特性。
2、結構與穩定
投入運輸業中使用的集裝箱一般的壽命周期為10到15年,當集裝箱從貨運業淘汰后,那些現狀良好的箱體本身依然保有良好的物理性能,其結構周期一般還可以巧年之久,在與混凝土等其他結構配合情況下對箱體實施適度保養,可以維持久的使用時間。
集裝箱的盒子式鋼結構體結構特性使其具有、、抗壓、的特點。以一個標準40英尺集裝箱箱體為例,其箱體的頂部、底部及長邊兩側面的承重能力高達1.7t/㎡,短邊兩側面的抗壓能力達0.5t/㎡,箱體四個角柱的承重能力高達86.4t,橫向剛性15.2t,縱向剛性7.6t,具有抵抗120km/h風速的能力。因此集裝箱建筑箱體的結構強度能夠 其使用的性。同時,集裝箱箱體也具有較好的水密性與性,這使它在惡劣的環境條件中也具有較強的適應能力。
3、經濟性與環保性
集裝箱是為普遍的箱體運輸單元,與其相關的配送和裝卸設施己較為完善。箱體在運輸及搭建的過程中可以使用現有的交通和吊裝工具實施,甚至在拆除轉運時也只需要少許拆卸步驟就可以完成,這直接減少了集裝箱建筑在建設過程中對人力、物力資源的消耗。另一方面,箱體自身的結構重量與傳統磚混及鋼筋混凝土建筑相比輕,并且具備封閉獨立的空間特征,因此可以適應加惡劣的施工基地環境,從而間接減少了對土地資源的改造及浪費,體現其環保性特征。不僅如此,集裝箱建筑的絕大多數構件都可以在工廠內進行,再通過現場搭建安裝而終完成。現場施工周期 縮短,對其周邊環境的污染與破壞也隨之減少。
4、靈活性、臨時性與可移動性
集裝箱活動房較其他傳統建筑形式的優越性就是其靈活性、臨時性、可移動性特征。根據不同需求,集裝箱建筑一方面可以進行整體拆解并異地重建,另一方面也可以靈活使用新箱體對其局部進行改造換。同時,集裝箱建筑也具備臨時性特征,其造價較低且拆裝方便的特點使它成為解決臨時性建筑問題中便捷的手段。另外,集裝箱箱體能夠 適應運輸鏈中各個環節的交通工具,這也為可移動集裝箱建筑的靈活運輸提供了條件。
5、可持續性
集裝箱建筑所使用的建筑材料主要有木板及鋼材兩種,當建筑終結其使用壽命時,還可以將廢舊的材料進行回收和再利用,這 符合重復利用、可回收、減少原料使用的3R設計理念,其建筑的可持續性特征也 了循環經濟的發展。
二、集裝箱建筑較之其他建筑類型的優越性
集裝箱建筑以其標準化、結構穩定、經濟環保、靈活多用及可持續的特征,使其在眾多建筑類型中始終保持著自身優越性。
集裝箱建筑先具備靈活性、臨時性及可移動性的優越性,單元箱體組合拆裝方便且組合形式較為自由。
,集裝箱建筑的工廠預制化生產使其相較于其他建筑類型在施工建造階段速度快、效率高、周期短、污染和能耗低。
第三,此類建筑的鋼結構類型相較于傳統磚混結構輕,在地震災害頻發地區或地質、氣候惡劣的環境下能夠凸顯出良好的整體性、適應性和的、抗壓、抗變型能力。并且基于整體盒子式的鋼結構之上,集裝箱建筑還能夠拼接組合出加豐富多變的空間形式。
第四,嚴格的制造工藝使得集裝箱能夠承受惡劣的運輸環境,集裝箱建筑以集裝箱箱體為載體,具有較好的密封性及水密性。
第五,集裝箱方艙相對于傳統建筑而言加環保,其絕大部分構件都可以再回收利用,從而減少了建筑垃圾的產生。
三、集裝箱改造建筑的制約因素
先,由于原有箱體尺寸的限制使得每個標準單元箱體在經過額外的絕緣處理改造后僅剩下寬度約2340mm,高度約2380mm,長度約5900mm(20英尺集裝箱)或11900mm(40英尺集裝箱)的狹長空間,這幾近達到了滿足使用者工作生活等需求的限度,也或多或少的對建筑的空間布局、功能擴展帶來約束。
其次,由于箱體鋼結構材料熱傳導能力較強,性能較差,造成箱體內熱環境極不穩定,需額外增設層來加強控制,并在太陽照射度較強的地區適度設置雙層屋頂來進行遮陽通風處理,防止屋頂過熱問題的發生。另外,為了防止金屬箱體被不斷銹蝕,在建筑改造時還需要給箱體涂刷防銹油漆。
第三,一些海運集裝箱在貨運過程中為了防止病蟲對箱體內貨物的毒害,在箱體上涂刷了含鉻酸鹽、磷或鉛的涂料,或在箱體內安裝殺蟲藥劑的地板,這會對箱體使用者的身體健康造成傷害。因此在箱體選擇的過程中,需慎重鑒別箱體來源, 時將箱體中內部漆面進行 打磨至金屬裸露,再重新噴漆,并換地板后再繼續使用。
第五,集裝箱房屋的工廠預制化生產在帶來高建造效率的同時也帶來了操作上的局限性,相較于傳統結構材料,集裝箱建筑的單元箱體以其過大的整體體積和重量而難以通過手工操作建造,在施工的過程中需要吊車及叉車的協助作業。
因此,集裝箱建筑在設計建造中需要注重化室內設計、適應性改造措施及輔助性施工設施的配合和協作,來完成設計和建造的整個過程。