探析集裝箱建筑的適用性

陳偉華

摘 要：集裝箱建筑已經(jīng)存在很多年，建筑形式也日漸豐富。在2020年疫情期間的火神山與雷神山醫(yī)院的建設(shè)中，集裝箱建筑給大家留下了深刻的印象。但集裝箱建筑在目前的市場中并不常見，文章通過闡述集裝箱建筑的發(fā)展歷程，分析集裝箱建筑的特點(diǎn)以及它的利與弊，從而幫助大家正確認(rèn)識集裝箱建筑。

關(guān)鍵詞：集裝箱建筑;可移動;適用性研究;再生建筑

一、集裝箱建筑的發(fā)展

集裝箱最早出現(xiàn)于20世紀(jì)20年代，是目前全球物流貿(mào)易的關(guān)鍵元素。每一天，集裝箱承載著世界各地的貨物，如來自中國的小商品、印度的紡織品、美國的谷物以及德國的汽車等，通過海運(yùn)、河運(yùn)等交通方式，發(fā)送到全球各目的地。世界最大的租箱公司特克斯的首席執(zhí)行官John Maccarone曾估計每年僅在海運(yùn)業(yè)新生產(chǎn)的集裝箱有數(shù)百萬個，同時，也有近百萬的集裝箱因老舊等原因退出市場。如何高效生態(tài)地利用這些廢棄的集裝箱成為一個重要的問題。

集裝箱自身是一個空間容器，且可塑性較強(qiáng)，與現(xiàn)代建筑的一些特性相吻合。早期，一些善于創(chuàng)造的人利用廢棄的集裝箱，經(jīng)過簡單改造變成了他們的臨時住所;隨后，一些喜愛創(chuàng)新和環(huán)保的建筑師和設(shè)計師們，也開始對這些簡潔、堅固的箱體感興趣，開始把它們作為建筑創(chuàng)作的模塊，通過簡單的空間處理及功能完善，集裝箱被改造成各種建筑，不僅有效地利用了空間，而且一定程度上節(jié)省了人力、物力資源。

目前，在世界各地已有多個集裝箱建筑的成功案例。作為住宅和公寓使用的有紐約LOT-EK設(shè)計公司開發(fā)制造的“組合家居單元”、荷蘭阿姆斯特丹的Silodam Complex集裝箱公寓等;作為酒店和旅館使用的有深圳東部華僑城咖酷旅館、英國Travelodge公司的可回收的集裝箱旅店Uxbridge等;作為商業(yè)用途的有位于意大利那不勒斯的彪馬專營店、美國星巴克集裝箱咖啡廳等;作為展廳用途的有丹麥哥本哈根北部港口展覽廳、我國上海多利農(nóng)莊接待展示中心等;作為學(xué)校使用的我國四川汶川縣雁門中心學(xué)校集裝化組合校區(qū);等等。可以說，集裝箱建筑的類型已經(jīng)觸及到我們生活生產(chǎn)的各個方面。

二、集裝箱分類及基本特點(diǎn)

集裝箱按其裝載的貨物不同分為很多類別，如干貨集裝箱、散貨集裝箱、液體貨集裝箱、冷藏箱集裝箱，以及一些特種專用集裝箱。而對于集裝箱建筑設(shè)計來說，我們更關(guān)心集裝箱按尺寸的分類，集裝箱尺寸主要有15種，寬度是一致的，長度分為5種（3米、6米、9.1米、12.2米、13.7米），高度分為4種（2.9米、2.6米、2.438米以及小于2.438米）。目前，常用的集裝箱制造材料有三種，即鋼、鋁合金及玻璃鋼。常見的集裝箱其結(jié)構(gòu)往往是固定的，但也有一些可拆卸折疊式的集裝箱。集裝箱建筑主要利用集裝箱的框架結(jié)構(gòu)形式，這類集裝箱由箱底面和四周金屬框架構(gòu)成。

集裝箱已經(jīng)為大家所熟悉，歸納起來有如下特點(diǎn)：第一，可移動性，集裝箱其本身即是用于貨物的運(yùn)輸，因此具有可移動性，無論海運(yùn)、河運(yùn)還是陸運(yùn)都非常便捷;第二，模塊化，集裝箱的尺寸相對比較統(tǒng)一，相互間的搭接相對較便利;第三，容量大，由于集裝箱的箱壁較薄，內(nèi)部容量較大;第四，穩(wěn)定性，集裝箱結(jié)構(gòu)形式簡單，外觀規(guī)整，外觀不易變形，具有一定的穩(wěn)定性;第五，密封性，由于集裝箱材料主要為金屬，具有較好的密封性，因此防水性能良好。集裝箱的這些特點(diǎn)，為我們對其進(jìn)行建筑功能的改造提供了極大的便利。

三、集裝箱建筑的優(yōu)勢

近幾年，集裝箱在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣，它在建筑方面的優(yōu)勢主要有以下幾點(diǎn)：一是成本較低，一般6米長2.4米寬的一只集裝箱價格在1.1萬元左右，材料成本相對較低;二是綠色建筑，集裝箱建筑利用的是廢棄的集裝箱，主要材料是鋼材和木材，對這些廢棄集裝箱的利用具有低碳、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢;三是運(yùn)輸方便，通過國內(nèi)快速的公路、鐵路、河道運(yùn)輸可運(yùn)抵各個區(qū)域;四是堅固耐用，集裝箱的主要材料為金屬，決定了其改造后的建筑也具有堅固耐用的特點(diǎn);五是抗震性好，集裝箱的結(jié)構(gòu)形式類似于建筑的框架結(jié)構(gòu)，又兼具金屬的韌性，整體重量也比較輕，在很多震后救險與重建中起到了很大的作用;六是密閉性佳，集裝箱的外表一般用金屬覆蓋，改造后的建筑具有良好的防水、防風(fēng)能力;七是空間衍生簡便，集裝箱的整體形狀為長方體，且其尺寸又比較統(tǒng)一，在單一模塊的基礎(chǔ)上可向左右與上下拓展使用空間，如在單一居住空間的基礎(chǔ)上可增加客廳、餐廚廳等其他功能分區(qū);八是可塑性強(qiáng)，金屬的材質(zhì)決定了對集裝箱進(jìn)行改造時存在很大的自由度，我們可以在集裝箱立面的任意地方開窗、開門，門與窗的形狀可以是圓形或方形，這些為設(shè)計師的創(chuàng)作提供了便捷;九是拆卸安裝方便，集裝箱建筑搬遷時無需大規(guī)模拆卸，對場地的要求也不高，無論安裝還是拆卸都非常方便;十是施工周期短，集裝箱建筑所有的單元都可以在工廠制造完成，現(xiàn)場安裝非常方便，可減少施工時對周邊環(huán)境的影響。

四、集裝箱建筑的劣勢

雖然集裝箱建筑有這么多的優(yōu)勢，但在發(fā)展的過程中也發(fā)現(xiàn)存在一些問題。第一，有一定的高度限制。首先，集裝箱建筑的尺寸受集裝箱自身的標(biāo)準(zhǔn)影響，因此單個模塊的尺寸有一定的限制。其次，集裝箱所使用的金屬骨架與建筑上的柱體比較相對纖細(xì)，因此整體承載力也有一定限度，一般集裝箱建筑不超過6層。第二，含有一些有害化學(xué)成分。很多集裝箱用于遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，為了抵抗海水的腐蝕性，其表面都會涂刷抗腐蝕性涂層。這些涂層中含有一些有害化學(xué)材料，例如鉻酸鹽、磷或鉛。此外，集裝箱中的木地板等材料為了避免生蟲也利用含有砷和鉻的化學(xué)品。第三，保溫性較差。除運(yùn)用于冷鏈的集裝箱外，其他集裝箱的表皮在隔熱保溫方面均表現(xiàn)不佳，在改造成建筑使用時常常需要進(jìn)一步設(shè)計和完善。第四，隔音效果差。 同樣，因?yàn)榧b箱的主要材料是金屬，因此隔音效果不太理想。

五、其他影響集裝箱建筑

在國內(nèi)發(fā)展的因素

集裝箱建筑除以上優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)外，在我國的發(fā)展推廣方面還存在以下幾方面的問題：第一，性價比問題。集裝箱建筑雖然原始材料成本較低，但其改造和運(yùn)輸成本卻并不便宜，一般一只6米長2.4米寬的集裝箱完成門窗安裝、墻體保溫處理、衛(wèi)生間安裝、空調(diào)設(shè)備安裝等處理后，成本約5萬元，單方成本約3500元，運(yùn)輸成本根據(jù)距離長短而定。而目前，南方農(nóng)村的磚瓦自建房，其建造單方成本約2500元，綜合考慮其性價比有時并不高。第二，使用年限問題。集裝箱建筑的使用壽命一般在20年左右。第三，建筑指標(biāo)問題。這是限制集裝箱發(fā)展的一個重要因素，大部分集裝箱由于使用年限有一定限制，而建筑土地指標(biāo)在國內(nèi)又相當(dāng)珍貴，所以很少有人會讓集裝箱建筑占用建筑用地指標(biāo)。集裝箱建筑除了少數(shù)用于酒店、住宅和學(xué)校等固定建筑外，更多的是作為臨時施工住宿用房、廣場臨時商業(yè)用房、臨時展位等臨建用途。

六、結(jié)語

集裝箱建筑目前整個市場處于雛形探索期，尚未完全商業(yè)化，還沒有得到廣泛推廣。隨著更多人員的參與，集裝箱建筑將更趨完善，將來必定會運(yùn)用于更廣泛的領(lǐng)域，會有更好更便捷的集裝箱建筑出現(xiàn)。集裝箱建筑的發(fā)展也是模塊化建筑的發(fā)展探索，建筑完全可以按照設(shè)計要求，在流水線上生產(chǎn)，在現(xiàn)場進(jìn)行安裝。

模塊化建筑的便利之處在于加工、移動方便，節(jié)省運(yùn)輸空間，可迅速安裝拆卸，可擴(kuò)展空間。而這些便利因素的實(shí)現(xiàn)前提是形成統(tǒng)一的設(shè)計、制造標(biāo)準(zhǔn)，就像電腦各模塊的對接一樣，既要有硬件標(biāo)準(zhǔn)也要有軟件標(biāo)準(zhǔn)。在市場逐步完善拓展的時候，如果有一些專業(yè)的集裝箱建筑材料供應(yīng)商來做此項(xiàng)工作，那么，我們可以集中利用這些廢棄的集裝箱，同時，可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行模塊化組合，甚至可以通過軟件開發(fā)讓客戶在家中自行完成房屋功能和外觀的設(shè)計，而專業(yè)廠家現(xiàn)場幫助組裝，為客戶提供DIY建設(shè)服務(wù)。未來，隨著3D技術(shù)的日漸成熟，集裝箱建筑的設(shè)計理念、模塊化建筑的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和3D建造技術(shù)的結(jié)合，將為我們的建筑市場開辟新的模式。

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作者單位：

上海工藝美術(shù)職業(yè)學(xué)院