集裝箱建筑在校園創(chuàng)意街區(qū)中的應(yīng)用探討
——以常州機(jī)電學(xué)院創(chuàng)意街區(qū)為例

王 鵬，郇 雯

（常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213164）

0 引言

集裝箱建筑是利用集裝箱作為空間載體，通過(guò)一定的技術(shù)改造，使其滿足人們使用需求的一種特殊建筑形式。集裝箱建筑在國(guó)外已發(fā)展多年，很多國(guó)外建筑師也比較熱衷這種方便設(shè)計(jì)與施工的模塊式的建筑，并且有些國(guó)家制定了相應(yīng)的集裝箱建筑設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)等。在我國(guó)，近些年集裝箱建筑也得到了一定的發(fā)展，主要應(yīng)用在民宿空間、商業(yè)空間、辦公空間等，但是更多的主要應(yīng)用范圍是災(zāi)后應(yīng)急重建以及工地等臨時(shí)性建筑場(chǎng)所，尤其是近兩年來(lái)，由于疫情，大量的集裝箱建筑被用作臨時(shí)性疫情防控設(shè)施。

1 集裝箱建筑在校園創(chuàng)意街區(qū)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

1.1 便于設(shè)計(jì)與施工

高校校園創(chuàng)意街區(qū)由于所在環(huán)境的特殊性，要求施工單位必須在短時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目，對(duì)施工周期的要求較高。普通的建筑施工周期為190～300d，并且普通建筑施工更容易受自然條件影響。而集裝箱建筑施工采用“工廠制造+現(xiàn)場(chǎng)安裝”的新型模式，現(xiàn)場(chǎng)的施工周期可以降到10～20d，大大減少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響。同時(shí)，工廠加工集裝箱的同時(shí)和現(xiàn)場(chǎng)也可以同步展開(kāi)場(chǎng)地平整、景觀綠化、通水通電等配套工作，從而提高效率。集裝箱建筑由標(biāo)準(zhǔn)的集裝箱設(shè)計(jì)改造而成，模塊化的集裝箱箱體，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、施工便捷，可以在工廠內(nèi)由專業(yè)的廠家制造完成運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配。同時(shí)，集裝箱模塊化的特點(diǎn)可以衍生組合出多種空間樣式，也方便空間的隨時(shí)整合調(diào)整，甚至根據(jù)需求實(shí)時(shí)變換建設(shè)場(chǎng)地，增加了空間的豐富性和靈活性。最后，集裝箱建筑的某一個(gè)獨(dú)立單元損壞，也可以很方便地單獨(dú)替換掉，便于建筑的修繕。

1.2 方便移動(dòng)和復(fù)制

校園創(chuàng)意街區(qū)內(nèi)的建筑空間多是供學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)使用，故對(duì)空間的要求也是隨著使用學(xué)生的變化而不斷變化。由于集裝箱是一個(gè)完整的模塊，且自身具有運(yùn)輸?shù)膶傩?，可方便的整體搬移。在空間有擴(kuò)大需求的時(shí)候，可以由工廠快速生產(chǎn)，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)安裝即可。同時(shí)，該創(chuàng)意街區(qū)的建造以集裝箱為主要建造材料，也大大方便空間的異地復(fù)制。在其他地區(qū)有類似需求時(shí)，可以在工廠內(nèi)完成集裝箱建筑的設(shè)計(jì)與制造，進(jìn)行整體復(fù)制。

1.3 可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑

校園創(chuàng)意街區(qū)的集裝箱建筑采用被淘汰的集裝箱，其本身就是一個(gè)廢物再利用的過(guò)程，具有低碳和綠色建筑的屬性，同時(shí)集裝箱建筑的改造過(guò)程主要是切割集裝箱的箱體結(jié)構(gòu)，作為鋼結(jié)構(gòu)的集裝箱，也很少產(chǎn)生建筑垃圾。學(xué)生在改造集裝箱建筑的過(guò)程中也加入了一些綠色建筑設(shè)計(jì)元素，比如集裝箱的頂面和側(cè)面的綠化設(shè)計(jì)，提高了保溫隔熱的效果，大大減低了能源消耗。普通的鋼混或磚混建筑一般在拆除后，會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾，對(duì)這類建筑垃圾的處理會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題以及能源消耗。而集裝箱建筑在使用壽命結(jié)束時(shí)，集裝箱的鋼材回收處理技術(shù)是非常成熟的，可以實(shí)現(xiàn)完全的再加工和再利用，因此集裝箱建筑是非常優(yōu)秀的低碳綠色建筑。

1.4 個(gè)性化審美的外觀

集裝箱作為一種完全工業(yè)化的產(chǎn)品，其波紋板的外觀、各種鮮艷的表面涂裝，都充分表現(xiàn)了一種簡(jiǎn)潔大氣的工業(yè)美感。還有一些集裝箱表面會(huì)繪制各種相關(guān)產(chǎn)品名稱或工廠地址電話等文字信息，以及商品的品牌標(biāo)志商標(biāo)圖案信息等，這仿佛是在告訴人們這個(gè)集裝箱的一些曾經(jīng)過(guò)往，給人們講述它成為建筑之前的上半生的輝煌故事。這些獨(dú)特的圖案和文字也在一定程度上表現(xiàn)了集裝箱建筑的個(gè)性化美感。同時(shí)集裝箱外觀的形象也會(huì)給人們帶來(lái)藍(lán)天大海以及滿載巨輪的畫(huà)面感，讓人們產(chǎn)生一種收獲和繁忙的聯(lián)想。集裝箱單體方便加工和組合可以實(shí)現(xiàn)多種多樣的平面和立面關(guān)系，各種自由組合的外觀形象也必將更加容易實(shí)現(xiàn)各種審美需求。

1.5 良好的抗震性能

2021年12月22日21時(shí)46分，在江蘇省常州市天寧區(qū)（北緯31.75度，東經(jīng)120.00度）發(fā)生4.2級(jí)地震，震源深度10km。該次地震造成當(dāng)?shù)卣鸶袕?qiáng)烈，無(wú)錫、蘇州、揚(yáng)州等地震感明顯，南京、上海等地亦有震感。常州雖然不在主要地震帶上，但是這次地震也對(duì)人們?cè)斐蓸O大的恐慌。而集裝箱通常由14GA鋼制成，其內(nèi)部強(qiáng)力的框架結(jié)構(gòu)，外部波紋板的材料特性等構(gòu)造特點(diǎn)，天然具有較好的抗震性能，再加上自身頂板和側(cè)板結(jié)構(gòu)都比較輕便，即使發(fā)生墻面的傾倒，對(duì)內(nèi)部人員的危害也較小，因此集裝箱建筑具有較好的抗震性能。

2 集裝箱建筑在校園創(chuàng)意街區(qū)的應(yīng)用劣勢(shì)分析

2.1 空間受限制

集裝箱建筑由于其自身的標(biāo)準(zhǔn)尺寸是固定的，如每個(gè)集裝箱的外部寬度都是2.438m，這就會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)師在進(jìn)行空間的設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)使用一個(gè)集裝箱空間顯得過(guò)窄、使用兩個(gè)又顯得過(guò)寬的尷尬局面，所以其在空間設(shè)計(jì)受限比較大，對(duì)設(shè)計(jì)師的要求較高。大部分20m集裝箱和40m集裝箱的外觀高度尺寸僅為2.591m（高箱除外），內(nèi)部?jī)H為2.379m，高度上也相對(duì)緊張。而且，我們一般都會(huì)對(duì)集裝箱內(nèi)部空間進(jìn)行一些必要的裝修，吊頂?shù)氖┕?huì)“吃”掉一部分凈高，地面管線鋪設(shè)還有地板的鋪裝也會(huì)抬高地面，因此整體凈高會(huì)更加緊張。

2.2 建造高度受限制

集裝箱建筑受其自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制，集裝箱建筑的整體高度則不宜過(guò)高。一般常見(jiàn)的集裝箱建筑多是二層疊加，三層疊加的都較為少見(jiàn)，若想實(shí)現(xiàn)更多層的集裝箱則其建造難度將會(huì)增大，相應(yīng)的輔助加固設(shè)施也會(huì)大大增加，集裝箱建筑的性價(jià)比也會(huì)大幅下降。因此，集裝箱建筑無(wú)論從哪個(gè)角度看，都注定不適宜建造高層建筑，即集裝箱建筑的容積率相對(duì)較低。

2.3 保溫隔熱效果差、能耗高

集裝箱是由波形板圍合而成（冷凍箱除外），故其導(dǎo)熱系數(shù)大，導(dǎo)熱性能較好，保溫隔熱效果很差。夏天在太陽(yáng)的炙烤下，集裝箱內(nèi)部溫度會(huì)急速升高，從而導(dǎo)致集裝箱建筑如同一個(gè)大型烤箱。此時(shí)為了降溫，空調(diào)的負(fù)擔(dān)將大大增加，能耗增高。相反，冬季的裝箱建筑沒(méi)有了陽(yáng)光的照射會(huì)迅速變成冰箱，室內(nèi)的人員如墜冰窟，沒(méi)有采暖設(shè)備也無(wú)法正常工作或生活。因此冬季的集裝箱建筑在沒(méi)有做好保溫措施的情況下，采暖能耗也會(huì)很高?？傊?，集裝箱建筑一定要采取保溫措施，做必要的隔熱處理。

3 集裝箱建筑在校園創(chuàng)意街區(qū)中的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 校園創(chuàng)意街區(qū)基址

該創(chuàng)意街區(qū)位于常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院的校園南部區(qū)域，靠近校園南門(mén)入口，此入口緊鄰地鐵站，直通城市主干道。從某種意義上來(lái)講，該創(chuàng)意街區(qū)的位置非常重要，不僅能滿足校園內(nèi)教師和大學(xué)生的各種功能需求，還有宣傳校園文化、展示校園特色、打造校園形象的功能。同時(shí)，該創(chuàng)意街區(qū)緊鄰學(xué)生的宿舍區(qū)和第一食堂是學(xué)校生活區(qū)的重要組成部分。創(chuàng)意街區(qū)場(chǎng)地面積約6 000m2，由于常州機(jī)電學(xué)院校園用地面積較為緊張，加上早期的校園整體規(guī)劃設(shè)計(jì)不甚合理，所以該創(chuàng)意街區(qū)更是被寄予厚望。因此，該創(chuàng)意街區(qū)除了要解決大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的空間需求外，還希望能解決師生日常的交流空間需求、閱讀空間需求，以及部分小型研討和演出需求。另外，學(xué)校還對(duì)創(chuàng)意街區(qū)賦予了接待來(lái)訪人員和每年新生入學(xué)時(shí)送學(xué)家長(zhǎng)的功能。所以校方要求該創(chuàng)意街區(qū)要有小型商業(yè)空間、創(chuàng)業(yè)孵化空間、展示空間、交流空間、演藝空間等。在這個(gè)項(xiàng)目中，利用集裝箱建筑實(shí)現(xiàn)了商業(yè)空間、創(chuàng)業(yè)孵化空間和展示空間等室內(nèi)空間的需求，以及演藝空間等部分室外空間的設(shè)計(jì)需求。

3.2 商業(yè)空間和創(chuàng)業(yè)孵化空間設(shè)計(jì)

首先是商業(yè)空間和創(chuàng)業(yè)孵化空間設(shè)計(jì)，這部分空間設(shè)計(jì)要求較為簡(jiǎn)單，以集裝箱為載體，塑造了一組小型的聚集性空間，以滿足商業(yè)空間的要求。其中，較為重要的就是如何布置和組織空間。在空間組織上，商業(yè)空間（由于早期已與部分商家進(jìn)行了入駐對(duì)接，所以商業(yè)特點(diǎn)比較清晰）主要是滿足小型的烘焙店和茶飲店的需求，所以布局比較簡(jiǎn)單，以單體集裝箱實(shí)現(xiàn)點(diǎn)式布局。集裝箱的保溫隔熱問(wèn)題，我們通過(guò)墻面保溫和門(mén)窗節(jié)能的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。墻面隔熱保溫方面，首先是外墻的保溫技術(shù)，在設(shè)計(jì)時(shí)在集裝箱頂面和側(cè)面都考慮了綠化部分，通過(guò)屋頂綠化和墻面立體綠化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)外墻的保溫。屋頂綠化和墻面立體綠化不僅能很好地解決外墻保溫的問(wèn)題，還可以在一定程度上增加校園的綠化面積，美化環(huán)境，同時(shí)還能對(duì)集裝箱建筑進(jìn)行一定的柔化，減少集裝箱那種金屬工業(yè)的冰冷感，增加建筑空間的親和力。同時(shí)，隨著四季的變化和植物的不斷生長(zhǎng)，集裝箱建筑也被賦予了生命力和歲月感。內(nèi)墻保溫部分則是在集裝箱內(nèi)墻加裝保溫板和石膏板，并且在板材中間適當(dāng)增加空隙，以實(shí)現(xiàn)空氣隔熱。同樣，在地面上鋪設(shè)保溫材料。在門(mén)窗方面主要采用Low-E玻璃為主材，安裝節(jié)能門(mén)窗，并在密封不好的集裝箱兩頭采用落地窗設(shè)計(jì)。在建筑的周邊利用集裝箱改造的下腳料結(jié)合太陽(yáng)能電池板制作一些遮陽(yáng)設(shè)施，增加了一部分戶外休閑空間，同時(shí)太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電量在一定程度上彌補(bǔ)了室內(nèi)空調(diào)的電力消耗，實(shí)現(xiàn)了能源的零消耗，符合低碳綠色設(shè)計(jì)理念。

3.3 展示空間和演藝空間設(shè)計(jì)

展示空間主要是用來(lái)展示創(chuàng)意設(shè)計(jì)學(xué)院學(xué)生的日常課程作品和畢業(yè)設(shè)計(jì)作品，以及其他的校園創(chuàng)造展覽等，所以在空間組織上主要以線性空間為主，集裝箱的長(zhǎng)度有12m和6m兩種尺寸，但是寬度只有2 352mm，所以將集裝箱以長(zhǎng)條形進(jìn)行線性排列，可以很好地實(shí)現(xiàn)線性展示空間。同時(shí)由于場(chǎng)地長(zhǎng)度的限制，故在集裝箱排列的一端增加了圓弧形組合模式，結(jié)合大階梯的設(shè)計(jì)手法，從而圍合形成了一個(gè)完美的劇場(chǎng)觀演區(qū)和舞臺(tái)的效果（見(jiàn)圖1）。在圓弧形集裝箱組合的圍合空間內(nèi)依托集裝箱，設(shè)計(jì)了數(shù)條高度逐步增高的大型弧形座椅式臺(tái)階，弧形臺(tái)階將中心舞臺(tái)進(jìn)行圍合形成了觀演區(qū)，巧妙地將展廳與演藝區(qū)完美結(jié)合，同時(shí)，觀演臺(tái)階的設(shè)計(jì)也部分實(shí)現(xiàn)了集裝箱建筑的保溫隔熱功能。直線區(qū)的集裝箱和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)辦公區(qū)的集裝箱距離較近，為了將兩組空間進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在其之間設(shè)計(jì)部分造型墻，墻面緊貼集裝箱，墻面可以在很大程度上解決側(cè)面集裝箱的保溫隔熱問(wèn)題。同時(shí)，墻面高度超出了集裝箱的高度，也可以作為集裝箱建筑頂面的護(hù)欄，為了增加空間的趣味性和擴(kuò)大空間的使用效率，集裝箱的頂面也被賦予了商業(yè)功能，并增加了二層空間。同樣，在集裝箱建筑的上方也安裝了部分太陽(yáng)電池板，不僅可以發(fā)電，而且可以為集裝箱遮陽(yáng)，從而減少夏日陽(yáng)光的暴曬，降低能耗。為了增加集裝箱建筑的藝術(shù)效果，增強(qiáng)集裝箱建筑的綠色屬性，在依托線性建筑空間設(shè)計(jì)了雨水花園，將創(chuàng)意街區(qū)及其周邊的雨水進(jìn)行收集和處理，用來(lái)實(shí)現(xiàn)水景效果。同時(shí)，水景的設(shè)計(jì)也可以在一定程度上調(diào)節(jié)微氣候，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行降溫，水景也會(huì)讓校園師生在心理上和生理上都得到一定的調(diào)節(jié)。此外，雨水花園的集水還可以滿足周邊景觀綠化灌溉用水的需求，以及周邊環(huán)境清潔的用水需求，部分實(shí)現(xiàn)集裝箱建筑及其周邊環(huán)境用水的自給自足。

圖1 集裝箱組合排列展示空間

4 結(jié)語(yǔ)

集裝箱建筑是當(dāng)前一種具有較好生態(tài)效益的可持續(xù)的建筑形式，充分發(fā)揮其模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)越性與建造的便捷性，以及個(gè)性化的外部形象特征的特點(diǎn)。在未來(lái)的設(shè)計(jì)中，可以充分發(fā)揮集裝箱建筑的各種優(yōu)勢(shì)，結(jié)合各種新材料、新技術(shù)，利用太陽(yáng)能、空氣能等新能源，充分利用各種綠色建筑設(shè)計(jì)理念與技術(shù)，讓集裝箱建筑更好地發(fā)揮功用，將集裝箱建筑向著更為廣闊的建筑領(lǐng)域不斷推進(jìn)。