在港口城市優(yōu)先發(fā)展集裝箱建筑的探討

摘要：作者從港口城市舉辦的運(yùn)動(dòng)會(huì)中出現(xiàn)的集裝箱建筑為切入點(diǎn)，解析了在港口城市發(fā)展集裝箱建筑的物質(zhì)條件與文化氛圍，探討了集裝箱建筑的組合方式、發(fā)展集裝箱建筑的技術(shù)與困難，指出了發(fā)展集裝箱建筑所面臨的困境。

關(guān)鍵詞：集裝箱；建筑；港口；組合方式；荷載

在2011年的深圳大運(yùn)會(huì)和2012年的倫敦奧運(yùn)中，出現(xiàn)了一批集裝箱休息室、器材室和集裝箱臨時(shí)酒店，這些集裝箱建筑的拆卸、安裝、運(yùn)輸都極為方便并且建造成本相對(duì)可觀，即滿足了活動(dòng)的需求又能在活動(dòng)之后迅速恢復(fù)場(chǎng)地的原貌。在當(dāng)今崇尚低碳環(huán)保、節(jié)儉、可持續(xù)發(fā)展和美觀與個(gè)性化的大思潮下，這些優(yōu)點(diǎn)使筆者激起了對(duì)集裝箱建筑的探討。

一、集裝箱建筑發(fā)展的區(qū)域性

集裝箱是具有標(biāo)準(zhǔn)尺度和強(qiáng)度、專供運(yùn)輸業(yè)務(wù)中周轉(zhuǎn)使用的大型裝貨箱，最早于1956年出現(xiàn)在美國(guó)。所謂集裝箱建筑就是以集裝箱為主要建筑材料的建筑。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年有大約3億只集裝箱在全球流轉(zhuǎn)，很多集裝箱在運(yùn)輸完貨物后不能返回出發(fā)地點(diǎn)，因?yàn)檫\(yùn)輸所產(chǎn)生的成本甚至高于購(gòu)買一個(gè)全新的集裝箱。由此看來在目前運(yùn)輸成本高的情況下，集裝箱建筑并不適合在內(nèi)陸城市大量發(fā)展。然而港口城市有著繁忙的海上貨運(yùn)擁有大量的新、舊集裝箱，在這里擁有建造這類建筑的主要材料，集裝箱建筑適宜優(yōu)先在港口城市發(fā)展。

二、集裝箱建筑與可持續(xù)發(fā)展和建筑多元化

國(guó)際海運(yùn)規(guī)定集裝箱使用10年后必須強(qiáng)制退役，全球每年有200多萬(wàn)個(gè)集裝箱退役，這些退役的集裝箱絕大多數(shù)被閑置在碼頭，一般的處理方式是回爐煉鋼。然而煉一噸鋼二氧化碳排放量在2.3噸左右，目前我國(guó)是世界第二大二氧化碳排放國(guó)，在國(guó)內(nèi)工業(yè)中，鋼鐵行業(yè)的二氧化碳排放量?jī)H次于電力、建材（水泥），居第3位。我國(guó)政府已明確“到2020年碳排放強(qiáng)度比2005年降低40%-45%”這一目標(biāo)。如果將集裝箱改建成建筑物可節(jié)約 1.7 噸鋼材，減少了鋼材的回?zé)拸亩龅焦?jié)能減排，并且做到了二次利用有利于可持續(xù)發(fā)展。

集裝箱建筑，是一種撞擊時(shí)尚潮流的建筑體系，無(wú)論從哪個(gè)方面來說當(dāng)今社會(huì)都是一個(gè)多元化發(fā)展的社會(huì)，對(duì)于建筑人們也希望從磚混、鋼混的結(jié)構(gòu)中跳出來。集裝箱是一個(gè)很好的建筑單元，擁有統(tǒng)一的規(guī)格（見下表），符合建筑中對(duì)建筑模數(shù)的要求。根據(jù)建筑荷載規(guī)范，要求一般民用建筑荷載標(biāo)準(zhǔn)為2.0～4.0KN/m2，然而集裝箱的強(qiáng)度約為16.7KN/m2，在不改變其本身結(jié)構(gòu)也不加任何支撐結(jié)構(gòu)的前提下，集裝箱可以堆疊6～8層。因此作為建筑模塊的集裝箱可以單獨(dú)放置或者按照需求堆疊出富有個(gè)性的組合。

三、集裝箱建筑與港口文化

港口處于海洋與大陸的邊緣，是水陸交通的集結(jié)點(diǎn)和樞紐，工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品和外貿(mào)進(jìn)出口物資的集散地，船舶停泊、裝卸貨物、上下旅客、補(bǔ)充給養(yǎng)的場(chǎng)所。

在港口上放眼望去所能見到的最多恐怕就是集裝箱了，大量的集裝箱可以說是繁忙的港口的標(biāo)志，利用集裝箱改建成建筑物能與港口特色港口文化相融合。尤其是在港口城市的旅游景區(qū)中，隨著旅游淡旺季的變化，人們對(duì)居住、餐飲空間的需求變化較大，集裝箱建筑就如同集裝箱一樣方便拆卸、運(yùn)輸，更重要的是反映了當(dāng)?shù)氐奈幕滋N(yùn)能給游人留下深刻印象。

四、集裝箱建筑的組合方式

一個(gè)建筑的成功與否很大程度上取決于建筑的結(jié)構(gòu)與空間組合方式。不同的組合方式營(yíng)造出不同的建筑形態(tài)。對(duì)于集裝箱建筑而言，箱體的組合方式是最重要的一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。常用的組合方式有單一式、拼合式、排列式、積聚式、單元式和架空式。在實(shí)際組合時(shí)，這些方式常常混合穿插使用，以形成造型獨(dú)特美觀的建筑。

（一）單一式

單獨(dú)使用一個(gè)集裝箱而改造的建筑，小集裝箱改造的建筑面積約14m2大集裝箱改造而成的約是小的兩倍。這類建筑的變化只能依賴于外部顏色和附加建筑構(gòu)件的變化，由于體積小，所以可移動(dòng)性強(qiáng)。

（二）拼合式

拼合式是將需要拼合的兩個(gè)或兩個(gè)以上的集裝箱相互連接的墻面拆去，拼合后形成一個(gè)大空間。將短邊拼合所形成的空間具有強(qiáng)烈的方向感，反之長(zhǎng)邊拼合所形成的空間失去了明顯的方向性而具有穩(wěn)固性。此外還有“T”形、“L”形、“+”形拼合，以及用于滿足對(duì)層高有特殊要求的向上方向的拼合。

（三）排列式

多個(gè)（常為4個(gè)以上的）相同或不同規(guī)格的集裝箱按照一定的排列方式有規(guī)則的橫向排列而形成的建筑。根據(jù)集裝箱的荷載強(qiáng)度和需要，一般可堆疊6至8層。這種形式更多的出現(xiàn)在集裝箱酒店設(shè)計(jì)、學(xué)生公寓設(shè)計(jì)方面。值得提到的是四川汶川縣雁門中心學(xué)校集裝化組合校區(qū)，這是我國(guó)首個(gè)集裝箱學(xué)校，其中的學(xué)生宿舍就是采用了排列式的組合方式。另外法國(guó)設(shè)計(jì)師奧加（Olgga）用100個(gè)廢棄的集裝箱設(shè)計(jì)的學(xué)生住房（見下圖）也采用了這種排列方式。

（四）積聚式

這種建筑形式和搭積木非常類似，采用相同或不同規(guī)格的集裝箱模塊縱橫交錯(cuò)堆積，并且可以利用附加支撐構(gòu)件而形成的建筑形式。此形式形成的建筑外觀變化豐富、個(gè)性獨(dú)特。

（五）單元式

把集裝箱排列、疊加而形成集裝箱單元，每個(gè)單元空間相互獨(dú)立，用交通空間再把每個(gè)單元聯(lián)系起來，主要的交通聯(lián)系方式有：?jiǎn)芜叺淖叩馈我坏臉翘萜脚_(tái)、以及供兩邊使用的內(nèi)平臺(tái)。

（六）架空式

此類建筑類似于我國(guó)南方的干欄式建筑。利用架空層或者集裝箱本身對(duì)上層建筑進(jìn)行架空。這種建筑形式其上層集裝箱的閉實(shí)與下層的開敞形成對(duì)比。

五、集裝建筑改造的技術(shù)與困難

（一）隔熱與保溫

集裝箱的箱體原材料一般是鋼材，由于金屬導(dǎo)熱快在夏季冬季要控制建筑內(nèi)的溫度。常用的保溫與隔熱技術(shù)有在墻體外附、內(nèi)附的方式，外附的形式不利于對(duì)集裝箱建筑的起吊、堆碼，因此外附的形式不多見。常用材料為擠塑聚苯乙烯泡沫塑料、模塑聚苯乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)聚氨酯泡沫。目前在國(guó)外還有一種先進(jìn)的白色陶瓷隔熱保溫涂料，涂在箱體外部并能夠很好地附著在箱體的金屬外表，這樣既能隔熱保溫又不占用室內(nèi)空間，缺點(diǎn)就是價(jià)格昂貴。

集裝箱建筑的窗戶應(yīng)根據(jù)所處的地理環(huán)境，選用中空玻璃、反射玻璃或者吸熱玻璃來節(jié)省能源，夏季屋頂直接受陽(yáng)光照射，室內(nèi)產(chǎn)生高溫，因此在集裝箱建筑的頂層常常再附加一個(gè)頂面，附加方式大致可采用直接鋪蓋、短柱和梁、桁架、以及獨(dú)立支撐這幾種。在條件允許的情況下，附加頂面可采用能收集太陽(yáng)能的特殊材料，不僅解決了頂層溫度過高問題而且有效利用了天然能源。

（二）切割、拼接與荷載

集裝箱本是只有一個(gè)開口的箱體，用于建筑時(shí)要進(jìn)行切割、拼接，來營(yíng)造出門窗和所需空間。在這一個(gè)過程中會(huì)破壞箱體整體性，荷載強(qiáng)度會(huì)大大降低。因此在改建時(shí)要盡量減少開口數(shù)量、控制開口的大小、選擇豎向條窗，開口周圍需用鋼框加固，開口過大時(shí)可增加支撐梁柱，但要盡量避免增加固件以減少成本。在組合時(shí)上下箱體的堆疊盡量使角柱對(duì)齊，盡可能利用箱體的框架結(jié)構(gòu)來承擔(dān)荷載；當(dāng)不便于對(duì)齊時(shí)，上部角柱要與下部梁架對(duì)齊。這樣的組合方式荷載大增加的支撐結(jié)構(gòu)少。

六、發(fā)展集裝箱建筑所面臨的困境

集裝箱的價(jià)格不算很昂貴，一個(gè)20英尺的退役集裝箱價(jià)格在1.2萬(wàn)左右，個(gè)人就可以購(gòu)買改建，但是個(gè)人改建的集裝箱建筑的安置是個(gè)問題，若沒有獲得土地的使用權(quán)、沒有有關(guān)部門的規(guī)劃審批，那么此建筑就屬于私搭亂建的違章建筑，隨時(shí)具有被吊走的可能。在2010年底，北漂青年戴海飛的“蛋形蝸居”就因此不能居住。此外，有關(guān)集裝箱建筑方面的建筑規(guī)范缺失，就最簡(jiǎn)單的建筑壽命而言就找不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此審批阻力很大。

七、結(jié)語(yǔ)

在港口城市優(yōu)先發(fā)展集裝箱建筑不僅解決了廢舊集裝箱的處理方向有利于環(huán)保，而且可以增添港口城市的港口文化氛圍。集裝箱建筑以“實(shí)用、堅(jiān)固、美觀”為設(shè)計(jì)原則，在解決好一切建造的技術(shù)方面的問題的同時(shí)，還需相關(guān)部門解決建筑規(guī)范，以利于我國(guó)集裝箱建筑的快速發(fā)展。

【作者單位：周口師范學(xué)院】

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