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

        2021-09-13 00:58:29張錦豪魏舒樂
        無線互聯(lián)科技 2021年12期

        張錦豪 魏舒樂

        摘 要:臨時性建筑的運(yùn)用有著長遠(yuǎn)的發(fā)展歷史,并且使用范圍廣,隨著社會迅速發(fā)展,輕型結(jié)構(gòu)在臨時性建筑中的應(yīng)用逐漸廣泛。同時,輕型結(jié)構(gòu)本身具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也促進(jìn)了臨時性建筑建造的發(fā)展。文章通過對臨時性建筑和輕型結(jié)構(gòu)概念描述及其分類梳理,對輕型結(jié)構(gòu)在臨時性建筑中從設(shè)計(jì)到建造進(jìn)行分析研究,希望對輕型結(jié)構(gòu)在未來臨時性建筑中的實(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);臨時性建筑;快速建造

        1 臨時性建筑概念

        1.1 臨時性建筑的發(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,主要分為臨時性建筑構(gòu)造和永久性建筑構(gòu)造兩類。

        臨時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)院以及活動展覽空間。近年來,隨著社會工業(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? “臨時性”的定義

        1.2.1 建筑建造場地的臨時性

        隨著社會經(jīng)濟(jì)和人們生活水平的高速發(fā)展,人們對于建筑空間的需求不再僅限于生活,辦公等空間,對于展覽交流互動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地上的局限性更進(jìn)一步促進(jìn)了人們對于“可變性”和“臨時性”建筑空間的需求大幅度增加[1]。臨時性建筑在滿足“可變性”和“臨時性”時,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性

        在建筑材料的使用與更新過程中,對于生態(tài)環(huán)境的影響是不可避免的,而新型臨時性建筑材料的研發(fā),則在對自然生態(tài)能源充分利用時,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)臨時性建筑材料的可循環(huán)利用,減輕資源浪費(fèi),在臨時性建筑材料的不斷研發(fā)過程中,對老舊廢棄建筑材料進(jìn)行研究,使之在臨時性建筑建造材料發(fā)展歷程中起到新的實(shí)際作用。

        1.2.3? 臨時性建筑的特點(diǎn)[2]

        (1)臨時性建筑作為實(shí)體使用,滿足人的需求的構(gòu)筑物空間。(2)臨時性建筑可以適應(yīng)于不同的建造場地。(3)臨時性建筑可以進(jìn)行靈活變換,對建筑整體或部分構(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)提供相對應(yīng)的前提。

        2.2.2? 建筑構(gòu)件生產(chǎn)

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

        2.2.3? 配件裝配及現(xiàn)場施工

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

        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? 木材臨時性建筑

        木材作為傳統(tǒng)建筑材料在現(xiàn)代建材發(fā)展過程中進(jìn)行更新處理,在保存木材原有優(yōu)點(diǎn)的同時,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。溫度過高或氣候潮濕會導(dǎo)致木材本身收縮變形、發(fā)霉。如果受到蟲蛀將影響木材結(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空間。

        3.3? 集裝箱臨時性建筑

        集裝箱臨時性建筑是對于舊資源的重復(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全新焊接箱式活動房。③可拆裝箱式活動房。

        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,需對其隔熱保溫性能采取措施。

        3.3.3? 應(yīng)用范圍

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

        3.4? 紙制臨時性建筑

        紙質(zhì)臨時性建筑作為對現(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)臨時性建筑建材在生產(chǎn)過程中表面需要經(jīng)過PVC包膜和蠟紙?zhí)幚?,因此紙質(zhì)建筑的造價較高,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渡安置房,小型活動及展覽空間。

        4 ? 輕型結(jié)構(gòu)在臨時性建筑設(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

        臨時性建筑在建造過程中應(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)目的在于使臨時性建筑的建造更具有標(biāo)準(zhǔn)性,通過模數(shù)化的建造實(shí)現(xiàn)優(yōu)化工程提高建造速度,簡化后期施工流程。但臨時性建筑材料在進(jìn)行模數(shù)化組合時,應(yīng)對建筑設(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尺寸不符合,阻礙了戶外自然采光和對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,應(yīng)對傳統(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)展而對于環(huán)境產(chǎn)生的不良影響,減少對于現(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,需對災(zāi)后場地空間進(jìn)行重建,對災(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)行高效地臨時性建筑建造。

        4.3? 輕型結(jié)構(gòu)在臨時性建筑中的探索

        為促進(jìn)輕型結(jié)構(gòu)在臨時性建筑中的可持續(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,減少對于環(huán)境的污染,降低由生產(chǎn)建造材料帶來的能源消耗,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)在臨時性建筑營造中的進(jìn)一步探索,可以使輕型建筑材料得到重復(fù)性,高效利用,同時有利于減少建筑建造過程中的廢舊料物產(chǎn)生,將由建筑行業(yè)對自然環(huán)境帶來的負(fù)面影響力降至最低。

        5 結(jié)語

        中國臨時性建筑建造對于輕型結(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,對于臨時類活動及展覽建筑空間的需求量日益增加。同時,中國本是一個氣象、地質(zhì)、海洋等具有季節(jié)性、階段性災(zāi)害較多的國家。多樣性的自然災(zāi)害頻繁對于社會經(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,災(zāi)后重建和傷員安置帶來的臨時性建筑的需求量較大。因此,臨時性建筑的研究分析成果,對我國進(jìn)一步提高臨時性建筑建造的相關(guān)設(shè)計(jì)和運(yùn)用有著重大意義。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1]李宏山.臨時性建筑創(chuàng)作思想與方法研究[D].廈門:廈門大學(xué),2011.

        [2]權(quán)鳳.臨時性建筑的探索與研究[D].重慶:重慶大學(xué),2013.

        [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)

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