通過建筑設(shè)計實例談集裝箱的“二次生命”

劉志翔

（中國城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120）

0 引言

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個建筑設(shè)計案例，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。

1 案例1

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建筑性質(zhì)，要執(zhí)行嚴(yán)格的限額設(shè)計，可謂是一次設(shè)計挑戰(zhàn)。業(yè)主方對設(shè)計師建議采用集裝箱單元彰顯“酷”勁給予充分信任，使設(shè)計創(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，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：對政府財政限額設(shè)計負(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，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）。每個集裝箱作為一個酒品展示單元，通過拼合組成的建筑群落富有韻律變化，每個集裝箱通過個性化裝飾，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，輕松、舒緩，隨意……集裝箱有了新的“生命”意義。

2 案例2

北京房山青龍湖“一帶一路”國際葡萄酒大賽主場館設(shè)計后不久，筆者所在團(tuán)隊接受中國科學(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，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。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個集裝箱單體宜高低錯落，以科技館立面為背景成為城市的一個精致展品。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

3 集裝箱建筑優(yōu)勢

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。”以解讀建筑的空間論。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。總結(jié)集裝箱用于建筑設(shè)計單元的優(yōu)勢如下。

1）可移動的臨時空間性質(zhì) 為滿足臨時性的居住、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輸?shù)奶攸c和與生俱來的臨時空間屬性。

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)和功能體驗感受，可將幾個集裝箱疊加堆砌，經(jīng)過專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工，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，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。除去集裝箱堅固性外尚需注意：國際海運在轉(zhuǎn)運時常為防止病蟲害擴散，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 因為集裝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。

4 集裝箱建筑設(shè)計要點

正因集裝箱有上述主要特點，為實現(xiàn)某種空間使用功能，集裝箱作為設(shè)計單元被廣泛應(yīng)用于居住建筑、商業(yè)建筑、展覽建筑或景區(qū)小品等。如果將一個集裝箱作為獨立單元，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)實現(xiàn)上需重點關(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、獨立支撐等。

3）門窗 集裝箱改造時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，作為一個狹長的封閉單元，透明性是一大關(guān)鍵點，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個集裝箱上，或以獨立結(jié)構(gòu)形式存在。

5）室內(nèi)設(shè)計 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)計納入室內(nèi)設(shè)計中，通過重建內(nèi)外表皮以滿足室內(nèi)設(shè)計的各種效果。

5 結(jié)語

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常苛刻等。目前集裝箱建筑已經(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)計師發(fā)現(xiàn)集裝箱的“美”和“利”，創(chuàng)作更多創(chuàng)意、實用、美觀的集裝箱建筑作品。