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摘要:疫情期間火神山醫院的飛速完成,使箱式裝配建筑越來越多的被人們所關注。箱式建筑是裝配式建筑類型之一,其主要特點為模數化設計和工廠化生產,像拼裝樂高積木一樣根據實際的使用功能和規模大小組合安裝,并可以通過拼接組合等手段衍生出豐富的組合空間。對箱式裝配建筑特點進行了研究及分析,歸類整理了與之相適應的建筑類型,并結合幾個最新的設計實踐案例使這種工業化的建筑形式清晰的呈現在大家面前。
關鍵詞:箱式裝配建筑;模塊化建筑;建筑工業化
從項目開始至竣工耗時僅10d建成的武漢火神山醫院,為對抗春節期間這場又急又快的疫情帶來了強有力的保障,同時也充分展現了裝配式建筑的優勢之一“快”。火神山醫院的病房、接診室、ICU、醫技部、網絡機房、供應庫房、垃圾暫存間、救護車消洗間等區域,主要結構形式均為集裝箱式活動板件現場拼裝。火神山醫院的完成是箱式裝配建筑一次重要實踐,隨著數字技術、材料和施工技術的發展,裝配式建筑已經被越來越多的用于各種類型的項目當中。除了火神山醫院,很多建筑都采用了這種建造方式,如雄安新區的雄安市民服務中心項目、華南理工廣州國際校區等。本文就集裝箱式裝配建筑的特點、應用及實踐進行分析,以供大家參考。
1解讀箱式裝配建筑
由預制部品部件在工地裝配而成的建筑,稱為裝配式建筑。按預制構件的形式和施工方法分為砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升層建筑等五種類型。箱式裝配建筑屬于裝配式建筑中集成化較高的盒式建筑,適用于有較多重復空間的建筑,如酒店、公寓、學校、醫院、辦公等,與傳統建筑模式相比,箱式裝配建筑具有如下優勢。
1.1高效率
模塊化的設計和高度集成的工廠加工,使建筑像工業產品一樣在車間大規模生產。場地處理和建筑制作也可以同步進行,建筑模塊運達現場后僅作拼接固定安裝等處理,大大減少了受惡劣天氣等自然環境的影響。火神山醫院的建成,正是箱式建筑高效率的體現。
1.2質量可控
箱式建筑的標準尺寸適應了模塊化、工業化的要求,可以運用現代生產線進行精細化生產,培訓產業工人實現精致安裝,輔以BIM全過程應用等技術加持,從而實現像造汽車一樣造房子,質量可控,大幅度降低人工依賴。建筑從材料采購開始就建立了材料清單檔案,實現像汽車4S店一樣對售出的建筑產品進行維護、修繕,確保在約定的質量保障期間產品安全、可靠、舒適。
1.3適應性強
箱式建筑較其他類型建筑具有整體性更強,結構較混凝土、磚混結構輕,可快速建造安裝等特點,因此適用于其他建筑無法建造的特殊位置,如地震高發的惡劣地質條件地區、人跡罕至的偏遠地區的科研軍事用房、自然生態景區的臨時配套服務設施等特殊要求的建筑使用。
1.4靈活性
模塊化的每個建筑單元拆裝方便,可整體遷移,尤其適合使用期限有限需要更換地點的建筑類型;對每個箱體模塊內部功能改造后更可以適應不同的使用需求。
1.5環保性
集裝箱式建筑相比其他類型建筑更加低碳環保,其本身大部分構件都可以回收再利用;在建造過程與傳統建筑相比減少了施工用水量、混凝土損耗量及施工垃圾排放量,縮短了施工周期,降低了對城市噪聲及粉塵的污染。
1.6缺點
雖然箱式建筑較之傳統建筑結構類型具有很多優勢,但由于其箱體結構的先天制約,使得集裝箱式建筑在建造過程中必須加以改造和處理才能利用:1)空間局限性:因模塊化的設計和生產,每個建筑單元尺寸比較固定,比較適合部分小型使用空間如客房、病房、公寓、辦公室等重復空間較多的建筑使用。2)由于箱體結構構件為金屬材料,熱傳導能力強,使室內熱環境不穩定,需要著重考慮保溫、隔熱和防曬處理。
2集裝箱式裝配建筑的應用
集裝箱式裝配建筑因其自身諸多優點,其應用空間越來越廣泛,建筑類別也越來越多。
2.1應急或臨時安置用房
集裝箱式裝配建筑在效率上有巨大優勢,借助模塊化的設計還能夠展現出高度可組合性和可復制性,常被用于短期內建成的應急建筑,如火神山醫院。箱式建筑作為安置房,可以用于工地工人宿舍,也可以用于救災及災后安置的臨時用房,物資裝于箱內運送,兼顧救災物資運輸和災民臨時居住兩大功能。
2.2臨時商業服務空間
集裝箱式裝配建筑因其自身靈活可以隨意組合的特點,比較適合小型臨時商業活動的用房,如不方便建設的景區內短期商業服務用房,臨時舉辦活動的商業服務用房等。
2.3酒店、公寓、辦公、教學樓
這幾類建筑的共同特點是有大量的相同模數及使用功能房間,相比其他類型的建筑,重復率高的特點更加適合箱式裝配建筑,通過模塊之間的組合拼插,滿足使用功能的需求。
2.4各種小型公共建筑
隨著技術的發展成熟及國家政策支持,越來越多的公共建筑選擇箱式裝配建筑這種方式,箱式建筑能夠在滿足使用功能的前提下,有更快的建造速度及更加靈活的空間組合方式。小型公共建筑也在不斷嘗試,如售樓處、公交車站、消防站、自助售賣便利店等。
3集裝箱建筑的實踐與探索
3.1江西龍虎山花語世界景區酒店
龍虎山酒店位于世界自然遺產龍虎山排衙峰腳下的龍虎山花語世界景區,項目共使用了14個不同規格的集裝箱,分為4個組團,包含11個客房及2個公共活動房間。項目于2018年1月初進行設計,并于3月現場安裝完成(見圖1)。酒店非常低碳環保,不需要一磚一瓦,而且可以方便地拆除遷建,二次利用。以傳統的貨運集裝箱作為建筑組件,通過靈活組合內部空間,以模塊化的方式進行空間設計、加裝門窗,同時完善隔音隔熱,內部以星級的居住空間標準進行裝修,加以軟裝搭配、購置家電、家具和家居飾品,打造成以集裝箱為載體的星級居住空間。空間通過大范圍的開窗,擴張網、刀光擴散板等材料的應用,保留了集裝箱原有的工業風美感。
3.2金隅集團北七家集裝箱售樓處
2018年10月,沿海城市新規,嚴禁在未經驗收的單位工程內設置售樓處,售樓處及樣板房必須在樓體以外臨時設置,面對這一難題,箱式裝配建筑其工廠預制生產現場安裝,可拆裝重復利用等特點與臨時售樓處的需求不謀而合;而箱式裝配建筑其特有的工業感造型及色彩,更符合當代剛需買房主力軍年輕活力的審美標準。項目位于北京北七家,售樓處建筑面積約550m2,分為展示區、洽談區、內部辦公區及樣板房展示區,共使用19個箱體及2個裝飾框架箱。展示區為2層通高大空間,設計突破了利用箱體內部空間的模式,以箱體結構本身為骨架,搭建出中間通高無遮擋的展示廳,辦公區及洽談區分別在東西兩邊,辦公區為2層3m×6m標準箱體堆疊而成,洽談區在展示區東側,為4個單層箱體組成,通過樓梯可以到洽談區屋面,在屋面設置了部分室外洽談區,樣板房區由外走廊與主體相連,根據實際戶型數量在建筑東側通過外走廊向南北方向延伸增長。外立面造型,主要立面在傳統外窗及波紋板外使用穿孔金屬板及金屬板作為表皮,使外立面較為現代簡潔,其他立面留波紋板的工業感氣質(見圖2,圖3)。
4結語
關于箱式裝配建筑的應用及研究還在探索階段,隨著技術及材料的不斷發展,箱式裝配建筑將會變得更加便捷、舒適宜居。現在箱式建筑又有了更多新的發展方向,其自身靈活性及工廠生產加工的特點,跨領域與智能化等結合,如自助售賣便利店、自助健身倉、智能化公共衛生間等,如今在生活的各個角落都能看到箱式建筑的身影。
參考文獻:
[1]趙鵬.集裝箱建筑適應性設計與建造研究[D].長沙:湖南大學,2011.
[2]遠東集裝箱網《可持續發展的國內集裝箱建筑應用探究》[Z].
作者:鄔國飛單位:建研科技股份有限公司