萬 正 鄒國強 楊 科 眭奕嘉 魏玄聰

(南通大學建筑工程學院，江蘇 南通 226001)

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·規(guī)劃·建筑·

集裝箱建筑的空間形式探索與發(fā)展研究★

萬 正 鄒國強 楊 科 眭奕嘉 魏玄聰

(南通大學建筑工程學院，江蘇 南通 226001)

介紹了集裝箱建筑的空間形式與類型，從臨時性建筑、公共建筑、居住建筑、景觀裝置等方面，闡述了集裝箱建筑的應用范圍，并探討了順應時代潮流的集裝箱建筑設計技術，有利于集裝箱的推廣應用。

集裝箱，空間形式，建筑設計，應用領域

0 引言

集裝箱建筑的概念來源于Phillip C.Clark，是一種將一個或多個鋼制船運集裝箱改造為建筑的方式。在目前所倡導的低碳經(jīng)濟發(fā)展的道路上和對建筑材料如何低碳排放的探索過程中，將集裝箱改造成為建筑無疑是一條較好的途徑。

集裝箱建筑在過去的十年內成為建筑界一個重要的話題，在不遠的未來它也許將成為建筑門類中的一個分支。如今的集裝箱建筑項目不再僅限于追求創(chuàng)新的業(yè)主或建筑師，而是正成為模塊化建筑領域中一個經(jīng)濟可行的重要分支。

我國擁有成熟的集裝箱制造及相關產業(yè)，每年為世界各地輸送大量的集裝箱。中國對于集裝箱改造過硬的技術保障以及低廉的價格為中國集裝箱建筑的發(fā)展打下了堅實基礎。此外，研究集裝箱的空間組合形式的可能性，將成為集裝箱未來形成不同建筑類型設計體系的必要過程。用集裝箱這一空間單體組合成的各類建筑，可以支持人們學習、生活等多種需求，具有無限的可能性與適應性。

1 集裝箱建筑的空間形式與類型

1.1 規(guī)格

在實際運輸體系中，集裝箱規(guī)格并不完全是依照國際統(tǒng)一標準(ISO)存在的。各個國家各個地區(qū)，甚至一部分公司會根據(jù)面臨的具體運輸情況，參照國際標準，制訂相關的標準。集裝箱規(guī)格標準可分為國際標準、國家標準、地區(qū)標準和公司標準四種。

為方便集裝箱建筑的設計工作以及推進模塊化生產，這里著重介紹國際標準(ISO)下的集裝箱規(guī)格及具體尺寸。圖1展示了國際標準集裝箱的三個系列：20 ft集裝箱、40 ft集裝箱、45 ft集裝箱三種的具體尺寸。另外，還有40尺的高柜(長度和寬度同40尺標準柜，高度為2.896 m)。

1.2 空間構成形式

集裝箱雖然只有幾個固定的規(guī)格，但通過多種設計手法的處理亦能創(chuàng)造出豐富多彩的空間形式。對于僅單一使用集裝箱單元來進行設計建造的集裝箱建筑，可以有以下幾種空間構成方式(見圖2)。

1)單體堆放。最簡單、最常見也是移動性最強的做法之一，集裝箱既可以橫放也可以豎放(見圖2a)，圖2b))。

2)簡單堆積。集裝箱本身的鋼骨架被設計用于基礎的堆積框架(用于運輸)，一個置于另一個的正上方。這也是最常見手法之一，快速而簡潔，但大體空間略顯沉悶單調(見圖2c),圖2d))。

3)錯位疊加。在簡單堆積的基礎上增加一些錯位的處理(橫向或縱向的)，有時局部因錯位而挑出的部分可添加承重構件(見圖2e),圖2f))。

4)動態(tài)組合。擁有優(yōu)異結構性能的集裝箱通過適宜的靜態(tài)加固允許其構成更為有趣的空間形式(見圖2g),圖2h))。

5)斜置。在通常的橫平豎直的集裝箱建筑中加入斜置的集裝箱單元能夠使其格外醒目。斜置的箱體可作為直跑樓梯的樓梯間(見圖2i)，見圖2j))。

6)穿插嵌入。與錯位疊加類似，其要點在于使集裝箱單元至少在表面上看上去是穿插嵌入在一個整體當中的。不過需要注意的是，用于穿插的體塊宜與整體在方向上保持一致(見圖2k))，由于集裝箱規(guī)格的固定，不規(guī)則的穿插處理可能不得不破壞箱體結構的完整性，不利于經(jīng)濟環(huán)保(見圖2l))。

1.3 集裝箱建筑的類型

集裝箱建筑是一個開放的建筑體系，幾乎可以用來建造任何東西。幾乎所有發(fā)達國家的集裝箱建筑，主要區(qū)別在于它們的尺寸、目的和類型。關于集裝箱建筑的類型，根據(jù)一些現(xiàn)有的實例，可歸納為以下幾種：

1)單集裝箱結構。據(jù)統(tǒng)計，絕大部分的集裝箱建筑項目都是單集裝箱項目。單集裝箱建筑是最容易實現(xiàn)的，同時似乎也是最為時尚的。

2)組合型集裝箱結構。當單個集裝箱不能滿足空間需要時，可以堆疊多個集裝箱來形成較大的空間。

3)混合結構。集裝箱結構輔以其他建筑材料如木材、石材、混凝土等，將使其達到一個全新的發(fā)展水平。如在集裝箱外表面鋪設木板條，不但有裝飾作用，而且還能避免集裝箱表面過熱(見圖3)。

4)集裝箱擴建。集裝箱在用于原有建筑的擴建上有非常大的優(yōu)勢；有擴建需求時能快速安裝使用，當需求消失時，又能被輕松地拆卸和回收。

5)集裝箱趣味運用。有時在一個設計中集裝箱并沒有多少空間上的作用，但卻能成為建筑整體中的一個焦點，增添一定的趣味性。

6)室內運用。通常用于大型公共建筑中，在一個大空間中構成一個特殊空間，用來滿足額外的功能(見圖4)。

2 集裝箱建筑的應用領域

1)臨時性建筑?！芭R時性”是集裝箱建筑最初的屬性也是最顯著的特征。我們通常能夠看到城市建筑工地上工人們的集裝箱臨時住所，以及一些旅游景區(qū)中放置的集裝箱臨時商鋪或廁所、在步行街進行臨時商業(yè)活動的集裝箱、舉辦大型活動時為解決大量外來人員住宿問題時搭建的集裝箱旅館，如2012年倫敦奧運會期間出現(xiàn)的集裝箱活動房旅館以及2014年索契冬奧會的集裝箱運動員公寓等。

另外，當集裝箱建筑應用于應急避難所時對于應對各種災后重建、安置人員物資具有重要的意義。因其模塊化特性和強大的倉儲運輸能力，集裝箱建筑能夠被快速地送往受災地區(qū)并無需繁瑣的搭建過程而直接投入使用。

2)公共建筑。集裝箱建筑用于大型公共建筑項目在國內并不多見，國外現(xiàn)有項目如位于英國倫敦的Dunraven體育館以及位于美國紐約的Nomadic博物館都是十分優(yōu)秀的集裝箱公共建筑案例；另有國內的，上海飛行家主題樂園內一片集裝箱商業(yè)街項目，集辦公、娛樂、展覽等多功能于一體，成為園內一道靚麗的風景。

集裝箱建筑的模塊化特性及低廉的造價使它很容易被用來建造大體量建筑，這和普遍的公共建筑造價高昂的情況產生了鮮明的對比。

3)居住建筑。集裝箱可被用于各種各樣的住房解決方案。在我國最常見的集裝箱用于居住的情況是城市中尤其是一線城市外來務工人員的各種集裝箱臨時住所，但它們多半表現(xiàn)出的是破舊、臟亂和無序，居高不下的房價也使得這類問題日益嚴重。而集裝箱建筑低廉的造價將有助于解決這方面的問題，但前提是必須有一套相對完善的集裝箱住房體系。同時，城市管理者和建筑師們應將集裝箱建筑納入到城市保障性住房策略的考慮范圍之中。

集裝箱建筑還常被用于學生公寓項目。如早年法國CITE A DOCK學生公寓、荷蘭的Qubic學生公寓項目和Keetwonen、珠海城市職業(yè)技術學院集裝箱學生公寓項目等。

4)景觀裝置。集裝箱建筑也可以成為景觀元素。除了學生公寓,荷蘭另一個集裝箱建筑也值得推薦，那是一座橫跨在霍恩市河流上的集裝箱橋,紅色的集裝箱成一定角度對接,另一側底邊各自支撐在岸邊，相比于傳統(tǒng)的橋梁更多了幾分趣味(如圖5所示)。

5)概念設計。近年來也出現(xiàn)了一些理念十分前衛(wèi)的集裝箱建筑概念設計，它們可以被簡單地描述為：以一個鋼結構框架為主體，通過塔吊設備，可讓一個個集裝箱單元像抽屜一樣裝入或撤出主體構架中。這將集裝箱模塊化的特性發(fā)揮到了極致(如圖6所示)。

3 集裝箱建筑設計建造芻議

3.1 虛擬仿真技術

虛擬仿真技術是虛擬現(xiàn)實和仿真技術在工程施工領域應用的信息化技術，是未來建筑業(yè)發(fā)展與改革的方向。與傳統(tǒng)設計、施工模式相比虛擬仿真技術具備高仿性、交互性、價格低廉、可重復實驗等優(yōu)勢，其中包括基于BIM的三維建模技術與模擬建造技術。使用BIM模型進行集裝箱建筑設計有助于提升方案整體性和模塊化程度，模擬建造則能夠直觀地指導箱體的錨固與關鍵部位的搭接，降低建造成本，提升經(jīng)濟性。

3.2 節(jié)能路徑引入

集裝箱為金屬箱體，受外界溫度影響很大。要想將其運用于人居空間，就需要相應提升節(jié)能性能，具體有以下幾種措施：

1)太陽能建筑一體化光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能發(fā)電作為一種目前已相當成熟的節(jié)能技術,具有較高的應用價值。太陽能光伏組件可安裝于集裝箱頂板、幕墻并可作為遮陽組件的一部分。

2)墻體保溫技術。墻體的保溫是集裝箱建筑節(jié)能的關鍵，主要有箱體內保溫和箱體外保溫兩部分。箱體外保溫可采用鋪設木板條的方法，不但能起到隔熱作用且有較好的裝飾作用；箱體內保溫可采用龍骨內保溫系統(tǒng)及聚氨酯內保溫系統(tǒng)等符合集裝箱建筑特色的保溫技術。

3)其他技術。a.反射隔熱。在箱體外圍護面使用淺色的高性能隔熱反射涂膜，也是一種較有效的措施。同時，門窗采用熱反射玻璃，也可提高實際的隔熱效果。b.綠植降溫。在集裝箱建筑的屋面上種植花草，用來吸收太陽的熱量，保證室內的涼爽。綠色植物不但可以遮蔽陽光，還提供了冷空氣流，從而減少建筑整體的熱能。

4 結語

雖然集裝箱建筑還存在著諸多的問題，如空間局限、建筑許可繁瑣和相關規(guī)范的缺乏、社會存在偏見等，但隨著2013年6月《集裝箱模塊組合房屋技術規(guī)程》的正式實施以及今年2月《中共中央國務院關于進一步加強城市規(guī)劃建設管理工作的若干意見》中“力爭用10年左右時間使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%”“推廣鋼結構建筑”等要求的提出，使集裝箱建筑進入了有法可依，有政策可循的發(fā)展階段。就目前的發(fā)展狀況來看，在不久的將來，集裝箱建筑能夠在建筑領域成為一個更為系統(tǒng)的分支，幫助人們更好地面對和解決日益嚴重的環(huán)境惡化、資源緊張以及人口增長引起的居住問題，并拓展更多的創(chuàng)新應用。

[1] [斯洛文尼亞]朱·科特尼克.集裝箱建筑設計指南+30個案例研究[M].高 源，譯.南京：江蘇科學技術出版社，2013.

[2] June.移動城堡[J].中華手工，2011(10)：12-13.

[3] 潘旭艷，黃驍輝.淺談未來最具潛力的新工藝、新技術、新材料[J].城市建設理論研究，2014(23)：195-196.

[4] 張慧潔.集裝箱建筑設計與應用的研究[D].北京：北京建筑大學，2014.

Research on container building’s space forms and development★

Wan Zheng Zou Guoqiang Yang Ke Sui Yijia Wei Xuancong

(ConstructionEngineeringSchool,NantongUniversity,Nantong226001,China)

This paper introduced the space form and types of container architecture, from the temporary building, public building, residential architecture, landscape device and other aspects, elaborated the application scope of container building, and discussed the container architecture design technology conform to the trend of times, advantageous to the extension and application of container.

container, space form, architectural design, application field

1009-6825(2016)10-0001-03

2016-01-23★：2014年江蘇省高等學校大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃項目“集裝箱建筑的空間形式構成與節(jié)能路徑研究”(項目編號：201410304086X)

萬 正(1994- )，男，在讀本科生； 鄒國強(1993- )，男，在讀本科生； 楊 科(1994- )，男，在讀本科生；

TU-024

A

眭奕嘉(1993- )，男，在讀本科生； 魏玄聰(1993- )，男，在讀本科生