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集裝箱房屋:低碳建筑設計的新革命(1)

2013年3月09日

摘要: 通過分析以集裝箱改造的建筑設計為理念,并結合幾個典型實例論述了以集裝箱為建筑設計的元素,充分體現了低碳建筑的“節能”和“低碳”特性。在世界所倡導的低碳經濟發展得道路上,在對建筑材料如何降低碳排放的探索過程中,用集裝箱改造的建筑設計無疑是一種新的探索。

關鍵詞: 二氧化碳排放;低碳建筑;可回收;集裝箱房屋;集裝箱建筑

目前,二氧化碳的過多排放已經導致全球氣候逐年變暖,而全球氣候的變暖對整個人類的生存和發展產生了嚴重威脅。但是人們對于碳排放量的關注卻僅僅局限在運輸和工業領域,而往往忽略了建筑。

實際上,城市里的碳排放,60%來源于建筑,而運輸和工業領域只占到30%。由此可以看出,在世界所倡導的低碳經濟發展道路上,建筑的“節能”和“低碳”注定成為繞不開的話題。據統計數據顯示,中國每建成1m2的房屋,約釋放0.8t碳。另外,在房地產的開發過程中建筑采暖、空調、通風、照明等方面的能源都參與其中,更多建筑拆卸后會產生很多不可回收材料,既增加了碳排放量又對環境造成破壞。所以,當今各國都大力提倡低碳建筑設計。

所謂低碳建筑是指:在建筑材料與設備制造、施工建造和建筑物使用的整個生命周期內,減少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。另外材料的可回收再利用也是其重要的部分,可以減少對環境的二次污染。

低碳建筑通常采用可回收的建筑材料有:鋁合金、鋼材、木材、石灰石、玻璃等。鋼材是建筑行業中用得最多的可回收材料之一,集裝箱就是全部用鋼材制造的。因此,在對建筑材料如何降低碳排放的探索過程中,用集裝箱改造的建筑成為了歐美建筑界的新寵兒。集裝箱以鋼材為主要材料,具有易安裝、易拆卸、可回收、堅固耐用等諸多特點。經過改造,可以充分體現作為建筑的生態價值,這正是走向低碳建筑變革中的一劑良好藥方。

1 集裝箱房屋

1.1 第1座可回收式集裝箱酒店

2008年8月,英國經濟型酒店公司Travelodge的第1座可回收的集裝箱旅店在Uxbridge開放,見圖1。

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圖1 Travelodge可回收的集裝箱旅店

此集裝箱酒店的建造只靠螺栓鉚接在一起,拼接完成之后,安裝窗戶,再進行內部裝修。

通常,建造一座傳統的100個床位的旅店需要約5200萬元人民幣。利用集裝箱減少了10%的成本,約4700萬元。而采用模塊節省了25%的施工時間,這意味著一座100個床位的旅店能在30周建造完成。

這種設計上的創新是對節日和大型體育比賽期間臨時住宿的一次革命,因為其搭建和拆解非常簡單快速,同時又節約了成本。

1.2 移動式集裝箱博物館

另一個更早一點的設計版本就是:2005年由日本建筑師“坂茂”設計的“游牧博物館”(NomadicMuseum)藝術展區,見圖2。展示著加拿大攝影家格利高里·考伯特(GregoryColbert)的作品——《灰燼與白雪》(AshesandSnow),是描寫人與動物親密關系的大幅攝影作品展。

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圖2 “游牧博物館”

此設計全部使用可再生資源建造,有可回收的紙管和木片,以及地面材料碎石沙礫作為設計材料。另外最大的特點就是用集裝箱作為主要建造材料,總共用了152個集裝箱堆成棋盤形。

如此看來,國外建筑師已經開始大膽地嘗試以集裝箱作為建筑材料使用。那么集裝箱除了其材料本身有可回收再利用的特性之外,還有其他什么優點能夠贏得建筑師們如此的青睞?

2 集裝箱房屋作為低碳建筑的特點

一般集裝箱的使命作轉運貨物之用。按制造材料分,有木集裝箱、鋼集裝箱、鋁合金集裝箱、玻璃鋼集裝箱等;按結構分,有折疊式集裝箱、固定式集裝箱等;按總重分,有30t集裝箱、20t集裝箱、10t集裝箱、5t集裝箱、2.5t集裝箱等,見表1。

表1 常用的4種集裝箱尺寸

類型 大小 內長/m 內寬/m 內高/m 門高/m 門寬/m
普通箱 20GP 5.93 2.34 2.4 2.34 2.31
普通箱 40GP 12 2.35 2.36 2.28 2.26
普通高 40HC 12 2.34 2.68 2.34 2.58
普通箱 45GP 13.58 2.34 2.68 2.34 2.58

2.1 改造后的集裝箱房屋的優點

1) 穩定牢固,全部由鋼質組成,防水防火防腐,并具有很強的抗震、抗變形能力。

2) 密封性能好,嚴格的制造工藝使這種活動房具有很好的水密性。

3) 低碳環保,材料可回收再利用,不產生建筑垃圾,不污染環境。

4) 低成本,施工周期短,可大量減少建筑物的結構及基礎的工程量。

5) 建造快速,施工周期短,安裝便捷。

6) 組合方式靈活,可以衍生出許多組合空間。

7) 拆裝方便,房屋為整體結構,內有框架,墻體為鋼板,可用木板飾面,可整體遷移。

通常集裝箱在服役期10~15年,退役后經改造可繼續使用15~20年。安裝極為簡便,就像搭積木一樣,通過鋼構件將每個集裝箱牢固地連接在一起。與傳統建造磚混結構房屋的方式相比,可減少施工用水量、混凝土損耗約60%,減少施工垃圾和裝修垃圾約70%,施工周期縮短40%以上,節能約50%,減少城市噪音污染和粉塵污染,整體生產效率提高約2~3倍。

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集裝箱房屋:低碳建筑設計的新革命(完)

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