輕型結(jié)構(gòu)在臨時(shí)性建筑搭建技術(shù)中的運(yùn)用

張錦豪 魏舒樂(lè)

摘 要：臨時(shí)性建筑的運(yùn)用有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展歷史，并且使用范圍廣，隨著社會(huì)迅速發(fā)展，輕型結(jié)構(gòu)在臨時(shí)性建筑中的應(yīng)用逐漸廣泛。同時(shí)，輕型結(jié)構(gòu)本身具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也促進(jìn)了臨時(shí)性建筑建造的發(fā)展。文章通過(guò)對(duì)臨時(shí)性建筑和輕型結(jié)構(gòu)概念描述及其分類梳理，對(duì)輕型結(jié)構(gòu)在臨時(shí)性建筑中從設(shè)計(jì)到建造進(jìn)行分析研究，希望對(duì)輕型結(jié)構(gòu)在未來(lái)臨時(shí)性建筑中的實(shí)際運(yùn)用與發(fā)展起到一定幫助作用。

關(guān)鍵詞：輕型結(jié)構(gòu);臨時(shí)性建筑;快速建造

1 臨時(shí)性建筑概念

1.1 臨時(shí)性建筑的發(fā)展

從原始部落的群居生活到現(xiàn)代高樓林立的城市，從滿足人們?nèi)粘Ｉ畹乃饺私ㄖ臻g到提升人的生活水平的公共服務(wù)空間，建筑設(shè)計(jì)與營(yíng)造都扮演著重要的角色。從建筑構(gòu)造使用性角度看，主要分為臨時(shí)性建筑構(gòu)造和永久性建筑構(gòu)造兩類。

臨時(shí)性建筑在使用范圍上也較為廣闊，例如私人住宅，公共建筑，醫(yī)院以及活動(dòng)展覽空間。近年來(lái)，隨著社會(huì)工業(yè)化水平、交通運(yùn)輸及電子技術(shù)的高速發(fā)展，建筑輕型結(jié)構(gòu)在材料選擇上更加多樣，建筑工業(yè)也可以在配件加工廠進(jìn)行生產(chǎn)，運(yùn)輸至異地結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際建造需求及地域性特色進(jìn)行組裝。

1.2? “臨時(shí)性”的定義

1.2.1 建筑建造場(chǎng)地的臨時(shí)性

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人們生活水平的高速發(fā)展，人們對(duì)于建筑空間的需求不再僅限于生活，辦公等空間，對(duì)于展覽交流互動(dòng)等滿足人的精神需求的空間也日益增加，而永久性建筑在空間和場(chǎng)地上的局限性更進(jìn)一步促進(jìn)了人們對(duì)于“可變性”和“臨時(shí)性”建筑空間的需求大幅度增加[1]。臨時(shí)性建筑在滿足“可變性”和“臨時(shí)性”時(shí)，也可根據(jù)建造選址的地域特色產(chǎn)生靈活性變化。

1.2.2? 建筑建造材料的臨時(shí)性

在建筑材料的使用與更新過(guò)程中，對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響是不可避免的，而新型臨時(shí)性建筑材料的研發(fā)，則在對(duì)自然生態(tài)能源充分利用時(shí)，也減少著由建筑工業(yè)發(fā)展而導(dǎo)致的生態(tài)不良影響。為進(jìn)一步促進(jìn)臨時(shí)性建筑材料的可循環(huán)利用，減輕資源浪費(fèi)，在臨時(shí)性建筑材料的不斷研發(fā)過(guò)程中，對(duì)老舊廢棄建筑材料進(jìn)行研究，使之在臨時(shí)性建筑建造材料發(fā)展歷程中起到新的實(shí)際作用。

1.2.3? 臨時(shí)性建筑的特點(diǎn)[2]

（1）臨時(shí)性建筑作為實(shí)體使用，滿足人的需求的構(gòu)筑物空間。（2）臨時(shí)性建筑可以適應(yīng)于不同的建造場(chǎng)地。（3）臨時(shí)性建筑可以進(jìn)行靈活變換，對(duì)建筑整體或部分構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到便捷運(yùn)輸和隨意組裝的效果。

2 輕型建筑結(jié)構(gòu)

2.1? 輕型結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生與發(fā)展

受我國(guó)地域特色和傳統(tǒng)建筑風(fēng)格的影響，古代傳統(tǒng)建筑多采用木質(zhì)，近現(xiàn)代多采用磚石，混凝土等建筑材料。而隨著現(xiàn)代科技在建筑領(lǐng)域的發(fā)展，在對(duì)于新的建筑材料和傳統(tǒng)建筑材料的更新處理中，輕鋼、木材等輕質(zhì)材料則作為輕型建筑的主流材料。

2.2? 輕型建筑結(jié)構(gòu)的主要流程

2.2.1 建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思

利用電腦技術(shù)對(duì)建筑圖紙由二維平面圖向三維立體空間進(jìn)行處理，進(jìn)一步對(duì)建筑空間內(nèi)的構(gòu)筑配件進(jìn)行系統(tǒng)性分析，為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供相對(duì)應(yīng)的前提。

2.2.2? 建筑構(gòu)件生產(chǎn)

由配件加工廠對(duì)建筑配件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，減少在輕型建筑配件生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)勞動(dòng)力的浪費(fèi)，提高配件生產(chǎn)效率。

2.2.3? 配件裝配及現(xiàn)場(chǎng)施工

傳統(tǒng)舊建筑在整體構(gòu)造過(guò)程中，需要在露天環(huán)境下對(duì)建筑材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量加工裝配;而在輕型建筑結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中，可通過(guò)電腦技術(shù)對(duì)構(gòu)配件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的裝配處理，降低在裝配過(guò)程中的失誤，使建筑現(xiàn)場(chǎng)裝配更高效快速。

3 輕型結(jié)構(gòu)材料分類

3.1? 輕鋼結(jié)構(gòu)

輕鋼結(jié)構(gòu)除在繼承傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)所具有的特點(diǎn)外，更突顯出“輕”的材料特征。輕鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論，進(jìn)一步優(yōu)化建筑承重界面的構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)用鋼量更輕質(zhì)[3]。

3.1.1? 主要分類

①冷彎薄壁型鋼龍骨式結(jié)構(gòu)。②活動(dòng)板房。

3.1.2? 基本特點(diǎn)

①優(yōu)點(diǎn)：輕鋼結(jié)構(gòu)重量小、成本低、適用范圍廣、安裝便捷，僅需小型起重機(jī)便可以快捷施工。②缺點(diǎn)：以輕鋼結(jié)構(gòu)而構(gòu)造的建筑不能進(jìn)行整墻拆除，且本身抗腐蝕和耐高溫性能較差。在潮濕氣候條件下，易產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。

3.1.3 應(yīng)用范圍

主要應(yīng)用于建設(shè)工地臨時(shí)性辦公和宿舍，戶外作業(yè)施工用房，災(zāi)后救助及民生物資安置用房。

3.2? 木材臨時(shí)性建筑

木材作為傳統(tǒng)建筑材料在現(xiàn)代建材發(fā)展過(guò)程中進(jìn)行更新處理，在保存木材原有優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，盡可能減少木材本身的缺點(diǎn)。

3.2.1 主要分類

①輕型木框架結(jié)構(gòu)建筑。②普通木框架結(jié)構(gòu)建筑。③重型木結(jié)構(gòu)建筑。

3.2.2? 基本特點(diǎn)

①優(yōu)點(diǎn)：木材具有良好的力學(xué)性能，輕質(zhì)高強(qiáng)且柔韌性較好的特點(diǎn)，作為建造材料在地震中的抗震性能要優(yōu)于其他類型的建構(gòu)材料，并且在災(zāi)后臨時(shí)性建筑建造中發(fā)揮著重要的作用。②缺點(diǎn)：木材本身易受到自然氣候和溫度因素的影響。溫度過(guò)高或氣候潮濕會(huì)導(dǎo)致木材本身收縮變形、發(fā)霉。如果受到蟲(chóng)蛀將影響木材結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性，進(jìn)一步導(dǎo)致木材力學(xué)性能減弱。

3.2.3? 應(yīng)用范圍

主要應(yīng)用于小型展覽及景觀公園休息活動(dòng)空間。

3.3? 集裝箱臨時(shí)性建筑

集裝箱臨時(shí)性建筑是對(duì)于舊資源的重復(fù)利用，減少舊資源的浪費(fèi)。

3.3.1? 主要分類

①傳統(tǒng)貨柜箱改造集裝箱房。②全新焊接箱式活動(dòng)房。③可拆裝箱式活動(dòng)房。

3.3.2 基本特點(diǎn)

①優(yōu)點(diǎn)：集裝箱箱體本身具有堅(jiān)固的鋼結(jié)構(gòu)和完整的內(nèi)部使用空間，集裝箱的內(nèi)部基本空間尺度可以作為單獨(dú)的房間使用，基本滿足使用人數(shù)需求少，內(nèi)部功能要求較為簡(jiǎn)單。②缺點(diǎn)：由于集裝箱的組成材料以鋼材為主，因此易受潮產(chǎn)生銹蝕等現(xiàn)象。集裝箱本身保溫及隔熱性能差，作為改造后的建筑空間使用時(shí)，需對(duì)其隔熱保溫性能采取措施。

3.3.3? 應(yīng)用范圍

主要為災(zāi)后臨時(shí)性安置房，小賣部等簡(jiǎn)易需求居住空間。

3.4? 紙制臨時(shí)性建筑

紙質(zhì)臨時(shí)性建筑作為對(duì)現(xiàn)有材料的更新利用，更符合環(huán)保理念，具有“非常規(guī)建筑材料”的綠色可持續(xù)性設(shè)計(jì)建造構(gòu)思。

3.4.1? 主要分類

①面型紙板材料建筑。②管狀紙質(zhì)建筑。

3.4.2 基本特點(diǎn)

①優(yōu)點(diǎn)：紙質(zhì)結(jié)構(gòu)本身自重較輕，可塑性相對(duì)于其他輕型建筑材料更強(qiáng)，材料本身更具有創(chuàng)新性，環(huán)保性。②缺點(diǎn)：紙質(zhì)臨時(shí)性建筑建材在生產(chǎn)過(guò)程中表面需要經(jīng)過(guò)PVC包膜和蠟紙?zhí)幚?，因此紙質(zhì)建筑的造價(jià)較高，不適合于大規(guī)模建造使用;紙本身抗壓能力較弱，不能承重足夠多的受力。

3.4.3? 應(yīng)用范圍

主要應(yīng)用于災(zāi)后居民的單層建筑過(guò)渡安置房，小型活動(dòng)及展覽空間。

4 ? 輕型結(jié)構(gòu)在臨時(shí)性建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

4.1? 設(shè)計(jì)策略

4.1.1? 選擇適合的建筑構(gòu)造形式

臨時(shí)性建筑在建造過(guò)程中應(yīng)盡可能地與周邊地區(qū)的自然環(huán)境、人文特色相匹配，根據(jù)不同地域的自然氣候特點(diǎn)、當(dāng)?shù)亟ㄖ问郊帮L(fēng)格，在屋頂和開(kāi)窗設(shè)計(jì)上進(jìn)行適應(yīng)性的處理。

4.1.2 控制設(shè)計(jì)模數(shù)

模數(shù)化設(shè)計(jì)目的在于使臨時(shí)性建筑的建造更具有標(biāo)準(zhǔn)性，通過(guò)模數(shù)化的建造實(shí)現(xiàn)優(yōu)化工程提高建造速度，簡(jiǎn)化后期施工流程。但臨時(shí)性建筑材料在進(jìn)行模數(shù)化組合時(shí)，應(yīng)對(duì)建筑設(shè)計(jì)內(nèi)部空間的整體形態(tài)及內(nèi)部空間布置器具擺放進(jìn)行考慮，減少因注重模數(shù)化組合而導(dǎo)致的內(nèi)部使用空間與人體活動(dòng)尺寸不符合，阻礙了戶外自然采光和對(duì)人體有利的自然因素的使用。

4.2 建造策略

4.2.1 建筑建造資源的多向利用

為了達(dá)到建筑輕型化建造的目的，在運(yùn)用新型建筑構(gòu)造材料時(shí)，應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)建筑材料和廢舊材料進(jìn)行更新利用，降低因建筑工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展而對(duì)于環(huán)境產(chǎn)生的不良影響，減少對(duì)于現(xiàn)有建筑構(gòu)造資源的浪費(fèi)，現(xiàn)有建筑材料在構(gòu)造過(guò)程中主要分為三大類：①新輕型材料的創(chuàng)新運(yùn)用。②廢舊輕型建筑材料的重復(fù)利用。③傳統(tǒng)建筑材料的輕型化新設(shè)計(jì)運(yùn)用。

4.2.2 快速建造預(yù)制化

受自然災(zāi)害因素的影響，需對(duì)災(zāi)后場(chǎng)地空間進(jìn)行重建，對(duì)災(zāi)民、救助人員及醫(yī)療后勤用品進(jìn)行安置，輕型結(jié)構(gòu)需在災(zāi)后臨時(shí)性建筑建造中充當(dāng)快速建造，高速有效的建造角色。因此，在災(zāi)后臨時(shí)性建筑建造策略中，需利用適合的輕型建筑材料并結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，進(jìn)行高效地臨時(shí)性建筑建造。

4.3? 輕型結(jié)構(gòu)在臨時(shí)性建筑中的探索

為促進(jìn)輕型結(jié)構(gòu)在臨時(shí)性建筑中的可持續(xù)利用理念的進(jìn)一步發(fā)展，建筑行業(yè)需要承擔(dān)的理念思想是在保護(hù)生態(tài)環(huán)境時(shí)，減少對(duì)于環(huán)境的污染，降低由生產(chǎn)建造材料帶來(lái)的能源消耗，達(dá)到建筑可持續(xù)發(fā)展。

從實(shí)際建筑技術(shù)角度出發(fā)，輕型結(jié)構(gòu)在臨時(shí)性建筑營(yíng)造中的進(jìn)一步探索，可以使輕型建筑材料得到重復(fù)性，高效利用，同時(shí)有利于減少建筑建造過(guò)程中的廢舊料物產(chǎn)生，將由建筑行業(yè)對(duì)自然環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響力降至最低。

5 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)臨時(shí)性建筑建造對(duì)于輕型結(jié)構(gòu)的需求量很大，具有重要的建造意義。隨著人們生活質(zhì)量水平的不斷提升，對(duì)于臨時(shí)類活動(dòng)及展覽建筑空間的需求量日益增加。同時(shí)，中國(guó)本是一個(gè)氣象、地質(zhì)、海洋等具有季節(jié)性、階段性災(zāi)害較多的國(guó)家。多樣性的自然災(zāi)害頻繁對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾的日常生活的影響不容小覷，同時(shí)，災(zāi)后重建和傷員安置帶來(lái)的臨時(shí)性建筑的需求量較大。因此，臨時(shí)性建筑的研究分析成果，對(duì)我國(guó)進(jìn)一步提高臨時(shí)性建筑建造的相關(guān)設(shè)計(jì)和運(yùn)用有著重大意義。

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[3]馮健功.輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑及其應(yīng)用[J].山西建筑，2008（3）：117-118.

（編輯 姚 鑫）