預(yù)制裝配式臨時建筑的探索
——一種快速建造的輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋體系

LI Shuangzhe

1 背景及相關(guān)概念

臨時建筑作為一種特殊的建筑類型，在人類社會發(fā)展歷史上具有不可或缺的作用。臨時建筑的歷史最早可以追溯到游牧民族的帳篷，其方便拆卸、可以移動的特點(diǎn)滿足了游牧民族的生活習(xí)俗。工業(yè)革命時期的“水晶宮”，作為臨時展覽性建筑，全部由鋼和玻璃組成，成為一個時代的經(jīng)典。進(jìn)入現(xiàn)代社會后，臨時建筑更是在很多層面發(fā)揮了積極作用，如在臨時安置住宅、臨時舞臺布景、臨時展覽、搶險救災(zāi)、倉儲等方面都很好地適應(yīng)了建筑功能的需求。

1.1 臨時建筑的概念

從建筑學(xué)建造的角度出發(fā)，作為對建構(gòu)過程的理解，可分為永久性和臨時性兩種概念。其中，臨時性（temporary）有“流動”和靈活變換的意思。臨時性建筑（Temporary Building）是指一個具有實(shí)體空間化結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑物，可適應(yīng)不同的要求，做出場地變換，整體或部分的移動，構(gòu)件調(diào)整，而又能較簡易的組裝起來[1]。

1.2 臨時建筑的特點(diǎn)

相比永久建筑，臨時建筑具有易于拆卸、可靈活變化、建造速度快、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，與當(dāng)今社會多元化的需求相適應(yīng)，具有廣闊的發(fā)展前景。

（1）臨時建筑易于拆卸，可反復(fù)利用，符合當(dāng)下綠色建筑可持續(xù)的發(fā)展的設(shè)計理念，節(jié)約材料、減少浪費(fèi)，可以循環(huán)使用，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）臨時建筑大部分是以一個標(biāo)準(zhǔn)的空間單元為基礎(chǔ)進(jìn)行一系列組合，可靈活適應(yīng)不同功能的使用需求，具有較好的適應(yīng)性。

（3）相比永久建筑，臨時建筑最大的優(yōu)勢就是可以快速建造，在短時間內(nèi)搭建起來，滿足特殊條件下的功能需求，其高效便捷的優(yōu)勢，可以替代永久建筑承擔(dān)一些基本的功能與使用要求。

1.3 臨時建筑的材料

目前，臨時建筑可以采用輕鋼、木材、竹材、集裝箱等建筑材料進(jìn)行設(shè)計，依據(jù)各種材料不同的特性，創(chuàng)造多樣的臨時建筑形式。新型材料日新月異的發(fā)展，未來將會有更多的材料可以應(yīng)用于臨時建筑。隨著可持續(xù)理念的發(fā)展，越來越多的臨時建筑采用可回收降解的環(huán)保材料，如紙材、生物塑料、高分子化合物等也逐漸應(yīng)用于臨時建筑之中。對于材料的選擇，應(yīng)結(jié)合不同的使用需求、場地特征和投資造價等多種因素綜合考慮，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目選取合適的建筑材料。

2 專利技術(shù)創(chuàng)新

本文介紹的案例是一種采用輕鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式的臨時建筑體系，基于快速建造為目標(biāo)，保證了房屋的強(qiáng)度和易拆裝性，應(yīng)用簡單合理的力學(xué)受力原則，按照簡單方便的搭接構(gòu)造方法，在短時間內(nèi)能夠建造出具有高度靈活性和適應(yīng)性的單元空間，形成一種可復(fù)制生長的模式，方便快速地搭接建造出適應(yīng)于各種功能要求的臨時建筑，尤其適用于災(zāi)后重建項(xiàng)目及其他需要快速建造的房屋。

2.1 基本構(gòu)件類型少，適合標(biāo)準(zhǔn)化加工生產(chǎn)

一般來講，房屋體系的基本構(gòu)件類型越少，越方便生產(chǎn)加工和安裝，同時也降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了材料。本案例主要采用輕型鋼結(jié)構(gòu)，房屋體系的主要構(gòu)件為方形鋼管、螺栓和升降調(diào)節(jié)器，通過構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的連接，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系。構(gòu)件類型少，以標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件為基礎(chǔ)，適合工廠預(yù)制裝配化生產(chǎn)和加工（圖1）。

2.2 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)簡單，方便安裝操作

構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜程度，直接影響房屋搭建的速度。本體系的連接方式為錨栓連接，通過兩種簡單的構(gòu)造形式，在鋼管的端部形成連接節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)處的各個鋼管之間通過螺栓交錯連接，形成一個基本空間單元（圖2、3）。

本構(gòu)造節(jié)點(diǎn)通過螺栓連接，無需焊接固定等措施，現(xiàn)場作業(yè)方便，提高了施工的便捷性，適用于短時間內(nèi)臨時使用的房屋。

臨時建筑由于受條件的限制，在很多情況下不設(shè)置基礎(chǔ)，直接擺放在場地上面。平整的場地具有較好的先天條件，而具有一定豎向高差的場地，則需要考慮建筑的穩(wěn)定性。為適應(yīng)不同的地形，本方案設(shè)計了一個可升降的調(diào)節(jié)支座，以保證室內(nèi)地面的平整，提高房屋整體的穩(wěn)定性（圖4）。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件示意圖

圖2 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖1

2.3 空間單元靈活組合，形成多元化的功能需求

利用本方案的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，可生成一個標(biāo)準(zhǔn)空間單元，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行組合，可以方便快速地建造出適應(yīng)于多元化功能要求的臨時建筑，具有高度的靈活適應(yīng)性和更廣泛的應(yīng)用范圍（圖5）。

2.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的多種可能性

本案例介紹的臨時建筑，主要的創(chuàng)新點(diǎn)在于其構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的連接方式，利用簡單的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，搭建出多樣的建筑空間，適用于短時間內(nèi)使用的建筑。維護(hù)體系在此結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，也具有了多種可能性，如利用帆布、板材及相關(guān)輕質(zhì)復(fù)合維護(hù)結(jié)構(gòu)等與本體系組合，深化設(shè)計，最終應(yīng)用于實(shí)際工程，具有廣闊的發(fā)展空間。

圖3 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖2

圖4 升降底座構(gòu)造示意圖

圖5 空間可適性示意圖

3 小結(jié)

綜上所述，本小型輕鋼結(jié)構(gòu)臨時建筑體系具有快速建造、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化與模數(shù)化、可拆卸再利用及空間適應(yīng)性靈活等特點(diǎn)。針對合適的實(shí)際建設(shè)項(xiàng)目，可進(jìn)一步深化設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化與完善，廣泛應(yīng)用于實(shí)踐領(lǐng)域，滿足市場對臨時建筑的多元需求。