劉志翔
(中國城市建設(shè)研究院有限公司,北京 100120)
將廢棄在堆場的集裝箱賦予某種建筑功能,通過切割、加固、加裝設(shè)施、堆砌、拼裝、延展空間,使之成為單細(xì)胞建筑或建筑組織,由“器”而“用”。以下結(jié)合2個(gè)建筑設(shè)計(jì)案例,介紹集裝箱轉(zhuǎn)型為建筑在賦能過程中需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)。
北京房山青龍湖2016“一帶一路”國際葡萄酒大賽主場館是臨時(shí)建筑性質(zhì),要執(zhí)行嚴(yán)格的限額設(shè)計(jì),可謂是一次設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。業(yè)主方對設(shè)計(jì)師建議采用集裝箱單元彰顯“酷”勁給予充分信任,使設(shè)計(jì)創(chuàng)作“金剛綜合體”有了動力豪情。這是筆者首次嘗試用集裝箱進(jìn)行建筑設(shè)計(jì),既有嘗鮮的沖動也有如履薄冰的緊張。建筑師的責(zé)任包括:對政府財(cái)政限額設(shè)計(jì)負(fù)責(zé),達(dá)到節(jié)儉辦展建場館的要求;對景區(qū)和社區(qū)環(huán)境負(fù)責(zé),保證是新穎美觀且與環(huán)境融合的現(xiàn)代建筑形式;對主辦方負(fù)責(zé),要立意新,突出主題,滿足使用要求,與國際葡萄酒大賽的規(guī)格境界相匹配。經(jīng)過統(tǒng)籌分析,設(shè)計(jì)人員提出集裝箱建筑方案,該方案具有投資可控,鋼結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)及二手集裝箱均可回收利用,屬于綠色建筑設(shè)計(jì),最終獲得各方一致認(rèn)可并準(zhǔn)予建設(shè)。建成后,白色的膜結(jié)構(gòu)罩棚及白色的集裝箱體塊在青龍湖碧水畔、藍(lán)天白云下成為和諧美觀的建筑群落(見圖1)。每個(gè)集裝箱作為一個(gè)酒品展示單元,通過拼合組成的建筑群落富有韻律變化,每個(gè)集裝箱通過個(gè)性化裝飾,本身就是紅酒品牌展示,加上廠家對自己展區(qū)的廣告,形成差異性與協(xié)調(diào)性的共生,使集裝箱建筑群落更豐富、生動。
圖1 2016“一帶一路”國際葡萄酒大賽主場館鳥瞰
有趣的建筑讓人喜悅,自然而然地激發(fā)靈感和雅興,正好契合了葡萄酒的文化氣質(zhì):使建筑有了自己的特點(diǎn),輕松、舒緩,隨意……集裝箱有了新的“生命”意義。
北京房山青龍湖“一帶一路”國際葡萄酒大賽主場館設(shè)計(jì)后不久,筆者所在團(tuán)隊(duì)接受中國科學(xué)技術(shù)館的委托進(jìn)行“平行宇宙科幻展”的展陳建筑設(shè)計(jì),恰巧集裝箱符合展覽主題要求的氣質(zhì),業(yè)主慕名而來讓我們也進(jìn)行一次科技館旁的創(chuàng)作設(shè)計(jì)。在中國科技館西側(cè)外約2 500m2的東西窄、南北長的場地上,考慮鄰近巨大建筑體量,36個(gè)集裝箱單體宜高低錯(cuò)落,以科技館立面為背景成為城市的一個(gè)精致展品。讓在城市道路和外場的游客都能看出這組建筑來源于集裝箱拼裝,從而映襯辦展的未來科技主題。
整個(gè)室外集裝箱展陳建筑分成2排布置,中間保留硬質(zhì)空地為展陳集散廣場,應(yīng)急時(shí)供消防車通行。集裝箱通過拆裝外鋼板,鑲嵌鏡面噴漆玻璃,通過鏡面反射隱藏箱體的存在,產(chǎn)生空靈神秘感,呼應(yīng)平行宇宙科幻展主題。造型設(shè)計(jì)中,利用箱體與斜撐結(jié)構(gòu)的組合模仿登陸飛船造型,利用箱體開窗形式模仿太空艙門的造型,以體現(xiàn)太空物件感,空間上局部打通上下2層集裝箱,可滿足一些較大尺度展品要求(見圖2)。
圖2 中國科技館室外集裝箱展陳建筑
集裝箱建筑作為一種相對特殊的單細(xì)胞建筑體,其空間雖小但用處較多。建筑師經(jīng)常引用老子道德經(jīng)中“埏埴以為器,當(dāng)其無,有器之用。鑿戶牖以為室,當(dāng)其無,有室之用。故有之以為利,無之以為用?!币越庾x建筑的空間論。有了功能之用,何以覓“器”?以上兩例集裝箱建筑設(shè)計(jì)賦予集裝箱新的生命形式,進(jìn)入公眾視野,并受到廣泛關(guān)注和贊譽(yù)??偨Y(jié)集裝箱用于建筑設(shè)計(jì)單元的優(yōu)勢如下。
1)可移動的臨時(shí)空間性質(zhì) 為滿足臨時(shí)性的居住、展陳、儲存功能,不必長期占用建設(shè)土地資源,集裝箱具有可移動運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和與生俱來的臨時(shí)空間屬性。
2)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化 集裝箱工業(yè)產(chǎn)品特征是尺寸標(biāo)準(zhǔn)化。集裝箱建筑的建造單元多來自現(xiàn)成的集裝箱,受現(xiàn)有箱體尺寸限制,大多數(shù)集裝箱外部尺寸有統(tǒng)一的尺寸限定。目前市面主要有3種尺寸規(guī)格的集裝箱(長×寬×高):6.06m×2.44m×2.59m,12.19m×2.44m×2.59m,12.19m×2.44m×2.90m。充分考慮人體工程學(xué)和功能體驗(yàn)感受,可將幾個(gè)集裝箱疊加堆砌,經(jīng)過專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工,方便排布和裝配,屬于模數(shù)化裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。
3)安全耐久性 集裝箱在運(yùn)輸業(yè)中的使用壽命一般為10~15年,淘汰下來未受損的集裝箱箱體仍有良好的物理性能,一般還可使用15年,如果保養(yǎng)較好或搭配混凝土等其他結(jié)構(gòu)可更持久。集裝箱材料受本身金屬結(jié)構(gòu)物理特性影響,熱傳導(dǎo)能力強(qiáng),保溫隔熱性能差,導(dǎo)致室內(nèi)熱環(huán)境不穩(wěn)定,需另外設(shè)置保溫隔熱層才能有效控制其內(nèi)的熱環(huán)境,在南方地區(qū)需對集裝箱箱體進(jìn)行遮陽處理以隔熱;另外箱體易銹蝕,需在集裝箱內(nèi)外涂刷防銹油漆阻止銹蝕。除去集裝箱堅(jiān)固性外尚需注意:國際海運(yùn)在轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)常為防止病蟲害擴(kuò)散,部分國家生產(chǎn)的集裝箱油漆中使用了鉻酸鹽、含磷或含鉛的涂料,因此做成建筑單元前需鑒別箱體產(chǎn)地來源,對于部分箱體要將原殘余油漆打磨掉才能安全使用。
4)骨架延展性 因?yàn)榧b箱是自成一體的剛性結(jié)構(gòu),在不破壞內(nèi)部梁柱和斜撐情況下,可“多箱多向”疊加拼裝。為防止水平滑動,可通過綁扎、鉚接或焊接方式將各集裝箱聯(lián)系起來。表面波形鋼板可切割后由金屬板封邊或與鋼梁鋼架連接形成外延構(gòu)件。
正因集裝箱有上述主要特點(diǎn),為實(shí)現(xiàn)某種空間使用功能,集裝箱作為設(shè)計(jì)單元被廣泛應(yīng)用于居住建筑、商業(yè)建筑、展覽建筑或景區(qū)小品等。如果將一個(gè)集裝箱作為獨(dú)立單元,其他部分作為附加構(gòu)件,從外觀上可分為基礎(chǔ)、屋面、門窗、陽臺、外飾面、樓梯。作為預(yù)制裝配化程度較高的建筑形式在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上需重點(diǎn)關(guān)注以下方面。
1)基礎(chǔ) 集裝箱建筑基礎(chǔ)的作用是傳遞荷載、調(diào)節(jié)水平角度、支撐和固定集裝箱、防潮通風(fēng)等。一般采用混凝土塊墊腳或地腳螺栓由角鋼錨固。
2)屋面 集裝箱原有頂面是自防水結(jié)構(gòu),雨水會按結(jié)構(gòu)找坡外排。若為通風(fēng)隔熱,可附加屋面。一般可直接鋪蓋木板或支短柱和梁或龍骨、獨(dú)立支撐等。
3)門窗 集裝箱改造時(shí)門窗開洞形式多種多樣,無一定之規(guī),注意切割鋼板后的封邊方法即可,一般采用型鋼與鋼板斷面焊接的封邊方式。集裝箱沒有窗,作為一個(gè)狹長的封閉單元,透明性是一大關(guān)鍵點(diǎn),可通過配合大的通透玻璃消解集裝箱原本簡陋與單調(diào)的外立面,還能為原本狹小封閉陰暗的空間提供良好的采光,讓內(nèi)外產(chǎn)生良好的視線關(guān)系。
4)樓梯 作為交通用途的樓梯、走道大致包括以下結(jié)構(gòu)形式:從支撐框架結(jié)構(gòu)或集裝箱上懸挑、搭接在2個(gè)集裝箱上,或以獨(dú)立結(jié)構(gòu)形式存在。
5)室內(nèi)設(shè)計(jì) 集裝箱經(jīng)過改造必然切割部分墻板作為開啟或開洞之用,剩余墻板需添加飾面作為內(nèi)部空間面層。一般會用聚苯板或巖棉板作為內(nèi)保溫結(jié)構(gòu),與面層之間排布線管,還需要將水、電、通風(fēng)采暖設(shè)計(jì)納入室內(nèi)設(shè)計(jì)中,通過重建內(nèi)外表皮以滿足室內(nèi)設(shè)計(jì)的各種效果。
集裝箱可快速組裝、成本低廉、環(huán)保、可回收重復(fù)利用同時(shí)具有特殊的藝術(shù)形態(tài),在特定情況下集裝箱建筑具有超越其他建筑形式的優(yōu)勢,如預(yù)算緊張、工期短或地形要求非??量痰取D壳凹b箱建筑已經(jīng)很好地解決了建筑尺度、隔熱防寒、防火、防水等問題,居住使用舒適度非常好。實(shí)踐證明,集裝箱建筑可滿足多種功能需求,希望更多的設(shè)計(jì)師發(fā)現(xiàn)集裝箱的“美”和“利”,創(chuàng)作更多創(chuàng)意、實(shí)用、美觀的集裝箱建筑作品。