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冷知识|当代集装箱建筑模块化设计策略研究(二)_上海集装客

时间:2022-10-07 16:35:19

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冷知识|当代集装箱建筑模块化设计策略研究(二)_上海集装客

整理:A叔

编辑:集装叨叨姐

2.1.2 项目规模

集装箱建筑根据使用需要的不同规模不等,随着箱体数目的增加,集装箱建筑可以满足各类型的项目需求。目前最大的集装箱项目是建在荷兰阿姆斯特丹的 Keetwonen 集装箱宿舍楼,这个项目使用了1034个40英尺标准集装箱单元,总建筑面积为31020m²,包括6栋单体建筑,每个单体均为5层,整个项目可以提供大概1000个面积为30m²的宿舍单元(图 2-7)。

图 2-7 目前最大的集装箱项目——荷兰阿姆斯特丹的 Keetwonen 集装箱宿舍

而使用一个集装箱建造的单箱体建筑也能满足各式各样的功能需求,例如由 Jim Poteet 设计的圣安东尼奥集装箱工作室就仅仅由一个40英尺的标准集装箱建造而成,这座小房子包含一个起居空间和一个卧室,并通过箱体侧墙的展开设置了一块延伸至室外的活动区(图 2-8)。

图 2-8 Jim Poteet 设计的圣安东尼奥集装箱工作室

同样使用单个集装箱建造的建筑还有新西兰的 Port-a-Bach 集装箱度假屋,这个建筑由 Atelier Workshop 设计,整个建筑就是一个20英尺的标准集装箱,虽然空间狭小,但内部家具与设备足以满足基本的起居与休息等生活需要,能容纳两个成年人和两个小孩。这个小房子同样通过展开箱体侧墙将室内空间向室外延伸,大面积的开窗使箱体内部空间显得通透开敞。房间的每一寸布置都非常注重对空间的节约利用,连集装箱的进货门也被改造为床架的支撑构件。Port-a-Bach 集装箱度假屋具有高度的可移动性,能够被放置在那些使用年限较短的地块上,并可根据业主的需要随时“搬家”(图 2-9)。

图 2-9 新西兰的 Port-a-Bach 集装箱度假屋

2.1.3 应用地区

人们不仅使用集装箱建造度假屋、郊外别墅以及临时住宅,还使用这种外形新颖的长方体模块在城市中建造各类商业与文化建筑,事实上,集装箱建筑在城市中的应用比乡村还要多。表 2-2 显示了集装箱建筑在英国的城市与乡村地区应用情况的对比,从中可以看出,英国已建成的集装箱建筑项目中,有超过一半是在城市中的。

表 2-2 集装箱建筑在英国城市与乡村应用情况的对比

集装箱建筑在城市与乡村的应用中还表现出一些不同的特点。从表 2-3 中可以看出,城市中的集装箱建筑主要使用40英尺集装箱,而乡村的集装箱建筑则主要选用20英尺集装箱,产生这种不同的原因可能在于城市与乡村的公路运输条件不同。40英尺集装箱需要较大的卡车,对公路的等级要求较高,这可能会导致在乡村使用40英尺集装箱不如20英尺集装箱经济。另外,无论是城市还是乡村,通常都会选用高柜集装箱作为建筑组件,这是因为高柜集装箱比标准集装箱多出约15cm的箱内高度,可以为箱体内部隔热保温层的设置提供更大的余地。从表 2-4 中可以看出,英国乡村的集装箱建筑多为居住类项目,而城市中的集装箱建筑主要用于商业和社会公共类项目。

表 2-3 20尺与40尺集装箱在英国城市与乡村使用情况的对比

表 2-4 英国城市与乡村的集装箱建筑类型对比

2.2 国外集装箱建筑建设市场的产业构成

早在专业的设计人员参与集装箱建筑的设计之前,集装箱就已经在军事或工业中被用于特殊房屋的建造。例如,美国军方就曾经研发了各种各样的集装箱式可移动庇护所,并使用集装箱建造了各种用于训练的建筑群体与街巷模型。海上石油开采中也经常使用各种具有建筑功能的集装箱,包括住宿、办公室、实验室、各种操作间以及控制室、储藏室以及冷库等等。随着集装箱建筑应用范围的扩大,越来越多的专业人士参与到集装箱建筑的开发、设计与建造过程中,他们对集装箱建筑在功能、结构、形式等各方面的拓展创新起到了巨大的推进作用,丰富了集装箱建筑市场上的产品类型,提高了集装箱建筑的质量。

2.2.1 设计师与事务所

目前,集装箱建筑在国外已经有了大量的应用案例,集装箱建筑市场也形成了相应的产业链,随着项目数量的增加以及开发商对项目质量的要求逐渐提升,设计师们对集装箱建筑设计的研究越来越深入,在业内涌现了一批才华横溢的设计师。一些活跃于集装箱建筑设计领域的建筑师还创建了自己的事务所,这其中的代表性人物包括美国建筑师 Peter DeMaria、LOT-EK 公司以及 Adam Kalkin 等等。

Peter DeMaria

,美国南加州的建筑师 Peter DeMaria 设计了一栋名为“Redondo Beach House”的二层集装箱建筑,这是首个通过严格的美国建筑规范审核的集装箱建筑。针对传统的设计、审批和建造过程所产生的越来越高的成本,建筑师 Peter DeMaria 希望通过对建造材料与构件进行重新思考,以寻找一种崭新的建造方式。Redondo Beach House 将集装箱作为建筑组件与传统的框架结构和预制构件相结合,最终得到了一个成本大大降低的建筑。经过改造的集装箱能够抵抗潮湿、火灾以及白蚁的侵袭,在建筑中作为辅助空间使用,而起居、工作室、卧室、越层客厅等主要空间则采用木或钢结构建造。整栋建筑在节约造价、施工周期、建造资源消耗等方面有着卓越的表现。集装箱的使用不但令房子具有很好的结构强度,还让现场建造工作减少了70%,从而降低了建造浪费。这座建筑获得了美国建筑师协会的最佳创新奖(图 2-10)。

图 2-10 Peter DeMaria 设计的 Redondo Beach House

Peter DeMaria 是一位以利用非常规材料和建造手段而着称的建筑师和艺术家,他用了5年的时间研究如何将海运集装箱转化为具有经济与生态效益的建筑。在 Redondo Beach House 之后,Peter DeMaria 研发了一个专门针对集装箱预制装配住宅的产品体系,取名为“Logical Homes”。Logical Homes 希望设计符合这个时代的住宅,正如他们自己所说:“我们挑战人们对于传统建筑的外观、建造方式、材料和工作原理的观念;我们的设计利用回收并赋予新功能的工业材料;我们的住宅并不“高技”,我们将它定义为一种“适当的技术策略”,设计师必须对材料与技术的特点以及地球当前所面临的资源稀缺的状况有清晰的了解与认识。”

LOT-EK

1993年,建筑师 Ada Tolla 和 Giuseppe Lignano 在纽约成立了这家建筑设计公司, LOT-EK 在建筑中大量应用各种工业产品,例如飞机机身、大型水箱或油罐等,当然,他们使用最多的还是集装箱。说 LOT-EK 是集装箱建筑设计的先锋人物一点也不夸张,早在1995年,LOT-EK 就设计了一个名为“Goree Memorial”的建筑方案,这个方案可以说是一个具有重要影响力的先锋案例,虽然 LOT-EK 并不是第一个提出使用集装箱盖房子的人,但像 Goree Memorial 这样单纯使用集装箱建造大型综合性复杂建筑的做法尚属首创。

2002年,LOT-EK 设计了 Modular Dwelling Unit,简称 MDU,此方案始于1999年的一个实验性项目,其后在的一个可移动建筑的展览上建造了一个实体。这是一个简洁而具有创新意义的集装箱单元模块,其理念是将集装箱转化为一个具有高度的灵活性、可移动性和可扩展性的居住模块单元。设计针对的使用者是那些常年在世界各个码头之间穿梭的“游牧人士”,每个 MDU 均可以通过轮船被运送至世界各地的港口,非常适合那些经常变化居住地点的人们,可以为他们在港口提供可移动住宅单元。MDU 模块使用40英尺的标准海运集装箱制造,内部包含多个功能块,这些功能块承担着起居室、卧室、厨房、书房、洗手间以及储藏间等房间功能。通过箱体上的开口,各个功能块得以向外凸出或收入箱体范围之内。在一般的正常使用状态下,各功能块均向外凸出并固定,分布于中部主体空间的两侧。在海上运输过程中,可以将功能块缩进箱内,这时 MDU 单元就变为一个坚固的标准海运集装箱,可保证运输中的结构强度,功能块与箱体交接部位设有橡胶垫圈,可以将集装箱密封起来,防止海水进入室内(图 2-11)。

图 2-11 MDU 模块外观

LOT-EK 的设计不依赖于高端技术,他们利用熟悉的工业产品创造出具有独特的功能性美学的建筑。LOT-EK 的设计并没有刻意掩饰集装箱的工业化形象,而是将这种特质在建筑外观上清晰地表达出来,甚至通过各种手段强化集装箱的工业化特征。

Adam Kalkin

Adam Kalkin是一位致力于集装箱建筑设计的实践建筑师,Adam Kalkin 与由他组建的公司 Architecture and Hygiene 共同创作了许多令人眼前一亮的作品。,由 Adam Kalkin 设计的 12 Container House 在美国的缅因州建成,这是一座平面为T字型的两层高建筑,使用了12个回收二手集装箱建造,并结合了一些钢结构构件和大面积的玻璃。建筑内部空间变化丰富,兼具私密性与通透性(图 2-12)。

,一个名为“Push Button House”的居住装置在巴塞尔迈阿密海滩艺术博览会上首次亮相,吸引了众多艺术家、设计师以及大众的目光,这个装置是由 Adam Kalkin 设计的一个单集装箱住宅装置的展示模型,其设计理念是将一套房间的所有功能用房与设备融入到一个集装箱箱体之内(图 2-13)。

图 2-12 由 Adam Kalkin 设计的 12 Container Home

图 2-13 由 Adam Kalkin 设计的 Push Button House

随后,Adam Kalkin 又与项目的投资商 Illy Caffé 合作,使用 Push Button House 模型建造了一个展示店面,并在第52届威尼斯双年展上展出,这个项目获得了很高的评价。,Illy Caffé 再度邀请 Adam Kalkin,设计了 Push Button House II,于11月28日至12月29日期间将其放 caffé 在纽约市哥伦比亚环形广场的时代华纳中心进行展示,以显示 Illy Caffé 对艺术以及可持续发展的关注和这一品牌的家居化营销策略。

2.2.2 开发商与承建商

随着集装箱建筑产业链的逐渐完善与成熟,集装箱建筑市场上也出现了专门开发集装箱建筑项目的专业化公司。由于专业化的细分,这些公司在项目策划、集装箱采购以及集装箱改造等方面有着很强的实力,许多公司还有自己的设计研发部门,有较强的设计或设计管理的能力,这些专业化的集装箱建筑开发公司为市场提供了大量质量上乘的集装箱建筑项目。比较典型的代表包括英国Urban Space Management公司、My Space Pod 公司以及荷兰的 Tempohousing 公司等等。

Urban Space Management 公司的 Container City 体系

Container City 体系是一套使用集装箱作为建筑组件提供低造价绿色预制装配居所的模数化建造体系,由 Urban Space Management 公司开发。使用这套建造体系可以缩短施工周期,并具有良好的生态效益,同样能创造出传统的空间形式。到目前为止,Urban Space Management 公司已经使用 Container City 体系建造了各种类型的建筑,包括办公空间、零售空间、艺术家工作室、托儿所、教室以及青少年活动中心等(图 2-14)。这种低成本的建造策略已经的到来众多政府以及私人业主的认可,,使用这套体系建造的 Fawood 儿童中心获得了英国皇家建筑协会“斯特灵奖”的提名。这套系统的拆除非常便利,因此,在短期使用的工程项目中,Container City 体系的移动性使其对比一般建筑具有更大的优势。

(a)Container City I (b) Container City II

(c) The Riverside Building

Tempohousing

Tempohousing 是一家为全球居住与酒店市场提供集装箱建筑的开发商,为业主提供概念策划、详细设计、成本估算与资金管理、工程建造等多方面的服务。虽说现如今有许多公司都可以提供集装箱住宅,但像 Tempohousing 这样能够提供工程全过程服务并满足国际建筑标准的公司并不多,其产品能够适应全球各个地区的使用要求。Tempohousing 的集装箱建筑能够作为永久性建筑的同时也可以满足业主对建筑异地再造的可移动性的需求。

Tempohousing 最知名的集装箱建筑项目是其在荷兰阿姆斯特丹建造的学生宿舍——Keetwonen,首批60套公寓于底开始建造,至中期全部工程完成。它是当时世界上最大的集装箱建筑工程,最初计划使用5年,然后拆除。现在拆除时间推迟到(图 2-15)。

图 2-15 荷兰阿姆斯特丹的 Keetwonen 宿舍

2.3 中国集装箱建筑的发展现状

2.3.1 集装箱建筑在国内民间的应用

在国内,由于大量二手集装箱从运输领域“退役”,变成了价格低廉的“废品”,当人们发现这些废旧二手集装箱可以作为简易庇护所使用时,集装箱房屋便开始逐渐在民间发展开来。从建设工地的临时工棚到街头出租的廉价“酒店”,集装箱房屋以在不知不觉中出现在城市的每一个角落,这些集装箱有不少都针对保温隔热性能进行了箱体改造,有的还安装有空调,目前已有许多专门的公司提供改造后的集装箱(图 2-16、2-17、2-18)。

图 2-16 广东佛山的集装箱房屋

图 2-17 广东顺德的集装箱房屋 图 2-18 广东东莞的集装箱房屋

由于缺少专业人士的参与,民间的集装箱建筑在建筑质量上存在着各种各样的缺陷,例如箱体隔热保温性能较低、建筑外环境较差、建筑美感较低等等。对于国内民间的集装箱房屋使用者来说,另一个问题是如何找到一块放置集装箱的场地。由于场地的限制,目前散落在民间的集装箱房屋多数存在于一些建设工地上,居住者多为建筑工人,原因在于只有工地才有放置这些“临时住宅”的场地。

在香港也出现了大量的集装箱房屋在民间的应用,多为临时性用途(图 2-19)。香港中文大学的柏庭卫等人将香港目前的集装箱房屋用途划分为4类,分别是与集装箱运输也相关的配套作业所需要的建筑、与露天存货活动相关的建筑、与工程建设有关的建筑、零散偶发的建筑用途。

图 2-19 集装箱建筑在香港民间的应用

虽然民间已经出现了一些个人与团体自发性地使用集装箱作为建筑组件,但这些集装箱建筑的规模较小,绝大多数都没有专业设计人员的参与,建筑比较简陋,安全性与舒适度都难以保证。

2.3.2 国内集装箱建筑的规模化开发以及专业公司的参与

随着集装箱建筑在国外的兴起与快速发展,加上集装箱建筑低廉的造价与灵活拆卸的可能性,也使国内越来越多的专业的开发、设计与建造人员看到了集装箱建筑的潜力。近年来,国内也出现了成规模的集装箱建筑开发与建造,一些专业人士也逐渐参与到集装箱建筑的开发、设计与建造过程中,使得国内的集装箱建筑在功能类型、规模以及样式上均有了较大的发展。

汶川中集集装化组合校区

在四川省汶川地震过后,针对建筑大量损毁、学校数量严重不足、学生无处上学的问题,中集集团在汶川县投资援建了雁门中心学校集装化组合校区。8月学校正式落成并投入使用,这是汶川县灾后重建的第一个半永久性学校,建筑生命周期为50年,建筑标准超过了震前水平。

汶川县雁门中心学校集装化组合校区使用了171个集装箱模块,大多数建筑的高度为2层,总建筑面积3000m²,其中包括22间60m²的教室以及一些教师办公室、宿舍、餐厅等功能用房,可解决1100名学生的学习和生活需要。为满足学校对空间的要求,中集集团还特意对集装箱做了相应调整,集装箱高度由原来的2.5米增加到了3.1米,长约6米,宽约2.5米。学校从选型、设计、规划、生产、运输到组装仅用了三个月时间,集装箱与各种材料构件的运输使用了70多辆卡车,集装箱的现场组装只用了1个月的时间。最终建成的校舍具有抗风、防火、防寒、隔热、抗震、抗冲击以及环保等良好性能,集装箱模块便于拆卸并回收,工业化的生产方式降低了运输与建造的能源与材料损耗(图 2-20)。

图 2-20 汶川中集集装化组合校区

天津北塘集装箱海鲜街

从4月到7月,天津北塘地区以惊人的速度建造起了一个大型的集装箱餐厅项目,这个项目包括23座单体,每个单体由6至16个不等的集装箱构成,餐厅共分为三种,小型餐厅由6个集装箱组成,中型餐厅由12个集装箱组成,而大型餐厅则要由16个集装箱组成。北塘海鲜街的建设是北塘海鲜产业在北塘地区拆迁建设过渡阶段中的重点工程项目,总共使用了约600多个集装箱。经过一系列的箱体改造措施,建筑具有了良好的空间质量和时尚的外观(图 2-21)。

图 2-21 天津北塘集装箱海鲜街

珠海市城市职业技术学院集装箱学生宿舍

在珠海,中集集团与珠海市城市职业技术学院合作建造了一个集装箱学生宿舍项目,这个项目的一期工程于9月初开始建造,12月8日交付使用,共使用了220个旧二手集装箱(图 2-22)。每栋单体建筑共有20个房间,每个房间15平方米,设有独立的洗手间和淋浴设备,并配有空调。项目的第二期于底开工,3月份交付使用。整个项目共使用约450个20英尺旧二手集装箱,可提供300套学生宿舍单元及部分办公、生活、娱乐等配套设施。建筑的墙体装修采用钢龙骨与保温防火岩棉板相结合的做法,地板使用木地板。外立面全部采用PVC材料。这个项目利用了集装箱成本低、可回收、建造速度快的特点,施工周期比一般建筑缩短40%以上,同时也减少了各种材料的损耗以及建筑垃圾的产生。

值得一提的是,珠海市城市职业技术学院集装箱学生宿舍项目还得到的来自政府方面的积极反馈,广东省经信委领导对这项工作给予高度评价,认为符合国内国际低碳环保经济发展的趋势,具有示范效应和标志性意义,要求尽快申报省级环保节能示范区。

图 2-22 珠海市城市职业技术学院集装箱学生宿舍

浙江海宁的单箱体集装箱超市

随着越来越多的集装箱建筑进入公众的视野,一些人也逐渐认识到了集装箱在可移动建筑方面的潜力。5月,浙江温州的民营企业家陈建华就投资建造了一批名为“好立方”的单箱体可移动超市。这批超市采用高柜集装箱(11.8m×2.13m×2.72m),可以直接放在平整的地面上,接上网络、电线,超市即可营业。由于投资者的策略是利用农村闲置土地,因此这些超市多放在农村村口、田边或宅基地旁,既节省了建设成本,又节约了土地资源。好立方超市不仅卖商品,还有村邮站、彩票销售、照片打印、复印、传真等多项服务,还有周边城市就业信息发布、测量血压、出借家庭小工具等免费项目(图 2-23)。

这种可移动超市安装了隔热保温层,隔热保温性能有所提升,外部铺有PVC板,或者加上石膏板,再刮一下腻子,地板为木地板。超市的造价较为低廉,由于都是淘汰的二手集装箱,以单个超市60平方米计算,集装箱采购成本1万元,改装成本1万元,而一般房屋建设成本为每平方米一千多元,一个60平方米店面的建造成本就要8万元。

针对这种可移动集装箱超市在政策与用地上的合法性问题,海宁市政府专门召开了由工商、经贸、烟草、国土等部门参加协调会。最终,由当地工商局协助拟定标准的《房屋权属证明》文件。这一文件旨在确认集装箱连锁店可用于商业活动。

图 2-23 珠海市城市职业技术学院集装箱学生宿舍

中集集团——专业的集装箱建筑开发、设计与建造公司

由于规模化的集装箱建筑在国内才刚刚兴起,专业化的开发与设计单位还不多,中集集团是国内较大型的能够提供集装箱项目策划、设计与建造服务的公司。中集集团在全球集装箱房屋市场已经有十余年的经营经验,国外的许多集装箱建筑项目均使用来自中国的集装箱,从很早以前就开始为国外的集装箱建筑供应集装箱模块。,中集集装箱房屋产品年产值约1亿美元,建筑面积约10万平方米,已经形成了成熟的产品设计、开发、制造到安装等项目整体解决方案供应能力。中集集团已在英国伦敦和荷兰阿姆斯特丹等地成功完成了大量的集装箱房屋案例。目前国内出现的几个较大型的集装箱建筑项目都有中集集团的参与,包括汶川中集集装化组合校区、珠海市职业技术学院集装箱学生宿舍以及青岛、深圳等地的多个集装箱建筑项目。

2.4 本章小结

集装箱建筑在全球的快速发展使集装箱建筑的类型与样式得到了极大的丰富,从居住建筑到商业办公建筑,从小型的单箱体建筑到大规模的集装箱项目,集装箱建筑的应用现状已经证明了这种建造体系具有独特的魅力与潜力。越来越多的设计师与事务所将他们的天赋与创造力融入到了集装箱建筑的设计与研发当中,更近一步地拓展了集装箱建筑在功能、空间与形式上的各种可能性。

在国内,无论是民间的零散集装箱建筑还是专业化、规模化的大型集装箱项目,集装箱建筑的应用数量越来越多、种类越来越丰富已成为明显的事实。促使集装箱在国内逐步发展的原因是多方面的,社会、经济与技术的发展水平使得这种新型建筑有了一定的市场需求,从而使越来越多的人参与进来。集装箱建筑的发展也一直受到政策、市场与技术的影响与限制,目前主要体现在以下几个方面:

1. 缺乏高水平的建筑设计研究与尝试;

2. 经济发展与产业化水平的落后;

3. 政策、标准以及规范上的制约。

总体来说,国内的集装箱建筑正在向着专业化的趋势发展,虽然目前出现的集装箱建筑项目在建筑质量、功能类型以及外观造型等方面与国外有着一定的差距,但随着越来越多的专业人士加入到这一产业中,国内的集装箱建筑定会在各个方面得到发展与提升。

在集装箱建筑设计中,现在国内暴露出来的主要问题是箱体自身的组合以及与附加构件的配合方式较为单一,导致空间形式不够丰富,外观设计略显呆板。本研究的目的是分析并归纳集装箱建筑的设计策略,为从事集装箱建筑的设计人员提供参考。

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