淺析常用的臨時性建筑
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紙質(zhì)臨時性建筑
日本是地震頻發(fā)的國家，對于災(zāi)后臨時性建筑的需求非常大，其在災(zāi)后臨時性建筑的研究與應(yīng)用上也走在世界的前列。作為聯(lián)合國難民署的高級顧問，日本建筑師坂茂一直致力于臨時性建筑的研究和應(yīng)用，并取得了豐碩的成果。坂茂采用非常規(guī)的建造方式，用紙管、木夾板等普通材料構(gòu)筑災(zāi)后紙質(zhì)臨時性建筑、工地臨時性建筑等。阪神大地震后，坂茂為無家可歸的人設(shè)計建造了以紙為主要建筑材料的帳篷紙屋，紙屋的墻體由直徑108mm、厚度4mm的紙管構(gòu)成，而屋頂則由帳篷布圍合而成。紙管之間的縫隙內(nèi)外均涂上防水的自粘海綿膠帶，室內(nèi)地面則鋪墊防潮材料。紙屋具有建造速度快、造價便宜、拆卸和運輸方便、防潮保溫等優(yōu)點，因此，一經(jīng)推出便引起了廣泛關(guān)注。聯(lián)合國于1995年正式把紙屋作為非洲難民的臨時居所，并在盧旺達進行了推廣應(yīng)用，解決了200多萬難民的臨時居住問題。在中國，坂茂的紙屋也得到了應(yīng)用。2008年“5．12”汶川大地震后的第4個月，成都華林小學的紙屋臨時性教室落成(見圖1～2)，由此為這個學校災(zāi)后重建解決了400名小學生的過渡性學習場地的問題，這也成為坂茂在中國實現(xiàn)的第一個紙屋建筑。紙質(zhì)臨時性建筑自重較輕，可塑性較強，材料也創(chuàng)新環(huán)保，但是其也面臨一些不足。首先，紙屋可以承受較大的拉力和扭力，但抗壓力較弱，承載能力不強，一般只用作建造單層建筑，當建筑層數(shù)增加時，必然影響到紙質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性能;其次，經(jīng)濟性不夠突出，紙質(zhì)建筑造價不菲，紙質(zhì)原料表面還需經(jīng)過蠟紙或者PVC包膜等特殊處理，無疑增加了工藝流程與材料、人工成本，經(jīng)濟性必然受到限制;最后，紙屋的防水防火性不夠強，難以在雨季，特別是在潮濕的環(huán)境下保持原來的堅固程度，同時，紙屬于易燃材料，即使刷上清漆后，防火防水性能也不是非常理想。
集裝箱臨時性建筑
美國《商業(yè)周刊》將集裝箱房屋、無線互聯(lián)網(wǎng)等并列為最有可能改變未來10年生活方式的重要發(fā)明。在英、法等西方發(fā)達國家，一方面住房短缺，另一方面港口堆積著很多廢舊的集裝箱，如何把這些棄置的集裝箱變廢為寶成為人們關(guān)注的焦點，集裝箱活動房由此應(yīng)運而生(圖3)。集裝箱活動房是一種新型的臨時性建筑，其可以運輸?shù)饺魏我粋€可以搭建的地方，建造和拆卸更為方便、快捷，而且其還有3個與眾不同的優(yōu)點，即不用建造地基、環(huán)保和壽命長，其可以使用超過30年。集裝箱活動房為眾多大型節(jié)日或綜合性運動會的舉辦提供了全新思路，例如可以為大量涌入的客人快速建造一個集裝箱酒店，在活動結(jié)束后則可以快速拆除或運走這些集裝箱活動房。英國經(jīng)濟型連鎖酒店巨頭Travelodge集團正在倫敦建造全球第一家可回收式酒店(見圖4)，共8層，設(shè)有120套客房。該酒店的建材全部采用從中國進口的集裝箱，建造過程仿佛堆積木。集裝箱酒店不僅縮短了工期，節(jié)約成本，且可以回收利用，充分體現(xiàn)了環(huán)保理念［4］。2012年的倫敦奧運會期間，倫敦就建造了這些租金便宜、舒適方便的集裝箱酒店，在一定程度上緩解了當?shù)氐淖∷迚毫Γ瑫r也成為展示倫敦新形象的一個特色窗口。因此，集裝箱活動房被認為可能會引發(fā)一場住宿革命，已成為臨時性建筑設(shè)計研究和應(yīng)用的熱點。
腳手架是建設(shè)工程中最基本、最普遍的應(yīng)用構(gòu)件。鋼管腳手架從20世紀60年代起就得到了廣泛應(yīng)用，價格便宜，小巧易整理，運輸方便。同時，鋼管腳手架作為臨時性建筑的結(jié)構(gòu)支撐體系具有較高的安全性。通常，當腳手架的幾何尺寸及構(gòu)造符合規(guī)范的有關(guān)要求時，腳手架的單管立柱承載力可達15～35kN，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固可靠，承載力也較大，比較適合建造單層或多層的臨時性建筑，這克服了紙質(zhì)臨時性建筑只能建造單層的不足。此外，腳手架還能夠快速拆裝組合成多種結(jié)構(gòu)形式，通過扣件結(jié)點向外延伸組合可以設(shè)計成富有變化的空間。因此，以鋼管腳手架作為臨時性建筑的結(jié)構(gòu)骨架具有較大的優(yōu)勢。法國建筑事務(wù)所1024architecture在法國塞甘島用腳手架建造了一座臨時餐廳(見圖5)，餐廳已于2011年9月12日正式向公眾開放［5］。餐廳被置于一個寬闊的花園中，高6.15m，共兩層。鋼管與施工用的腳手架被用來構(gòu)建這個臨時餐廳，內(nèi)部則被一個木制長方形體量包圍起來，半透明的玻璃立面包裹了鋼骨架外殼。兩年的營業(yè)期過后，該餐廳將會被徹底拆除，在場地的可持續(xù)性利用方面發(fā)揮了最大的功效。該案例在運用腳手架建造臨時性建筑方面起到了很好的示范作用。中國建筑師童明提出了用腳手架作為支撐結(jié)構(gòu)的“支架棲所”(見圖6～7)。“支架棲所”上下兩層共14個單元，每單元2m長、2m寬、2m高，由此為憩息者提供14個臨時居住空間。基本單元可以根據(jù)具體需要用作臥室、廚房、廁所等，左右單元之間用過道相通，上下單元之間用小爬梯進行連接，可以根據(jù)居住人口及其結(jié)構(gòu)進行各種變化組合。
竹制臨時性建筑
竹子是最常見的植物之一，產(chǎn)量非常豐富，作為建筑材料已經(jīng)有很長的應(yīng)用歷史，竹建筑也是在臨時性建筑中具有相當可行性的建筑形式［6］。竹材的力學可塑性比木材更強，更有韌性，可以建構(gòu)更多的結(jié)構(gòu)體系，形成更豐富的建筑形式和空間。同時，竹建筑還具有成本低廉、經(jīng)久耐用、靈活性大、占用空間少、綠色環(huán)保、便于安裝和適應(yīng)氣候的優(yōu)點。印尼巴厘島上有一種垂直竹制的繭狀房屋(見圖8)，房屋均采用竹竿支撐和X形金屬接合形成外框架，一個螺旋樓梯圍繞中間一根支柱盤旋而上，實現(xiàn)上下層之間的交通聯(lián)系(見圖9)，外圍則采用帆布密封。這種垂直竹制建筑可為災(zāi)后大量提供臨時性廉價住房。香港特有的城市建筑———竹棚，就是一種幾乎所有香港建筑在建設(shè)過程中都用到過的臨時性建筑。但是竹制建筑也具有局限性，首先，竹子的淀粉含量比較高，易發(fā)霉變質(zhì)，影響了竹子的強度和柔韌性，沒有經(jīng)過防腐處理的竹子使用壽命有限;其次，竹構(gòu)件的榫卯和捆扎技術(shù)的效率不高，由于竹子會隨季節(jié)變化而膨脹，長度也會相應(yīng)縮小，從而導致連接處松弛，這會對竹建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響。
彩鋼板臨時性建筑
輕型鋼結(jié)構(gòu)活動房是目前最常見的臨時性建筑形式之一，廣泛應(yīng)用在宿舍、辦公、倉庫等建筑上。輕型鋼結(jié)構(gòu)活動房主要采用的是外層彩色涂層鋼板和芯材EPS或者聚氨酯組成的彩鋼夾芯板，外層一般為烘烤涂裝型的鍍鋅鋼板，芯材EPS是一種密閉孔結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)泡沫塑料，由粘狀聚苯乙烯顆粒發(fā)泡制成。由于彩鋼板保溫性好，材質(zhì)輕，造價較低廉，搭建速度快，安裝拆卸簡單，不用裝修，耐腐蝕、耐水蒸汽滲透等優(yōu)良性能，被廣泛用于搭建臨時辦公用房和職工宿舍以及城鄉(xiāng)接合部地區(qū)的農(nóng)貿(mào)批發(fā)市場、倉儲物流、加工廠房等。但是，彩鋼板的芯材燃點低，較易燃燒，加之彩鋼板傳熱系數(shù)大，耐火性能差，所以彩鋼板活動房的火災(zāi)危險性較大。
上述五種常用的臨時性建筑形式各具特點，不能簡單地說哪一種好或差，而應(yīng)采取辯證的觀點來客觀評價。首先，要因地制宜地應(yīng)用這些臨時性建筑形式。對于災(zāi)后臨時性建筑來說，由于災(zāi)民安置任務(wù)重，時間緊，而紙質(zhì)建筑、竹制建筑、彩鋼板活動房具有自重輕、運輸方便的相對優(yōu)勢，所以就比較適合建造應(yīng)用。對于城市農(nóng)民工的臨時性居住需求，由于城市用地緊張，通常需要增加建筑層數(shù)來滿足居住要求，這對臨時性建筑的結(jié)構(gòu)安全性提出了更高的要求，此時紙質(zhì)建筑、竹制建筑就不適合，而集裝箱式、腳手架式以及彩鋼板臨時性建筑具有較高的結(jié)構(gòu)強度，能建造更多的層數(shù)，因此就比較適合采用。而當建筑層數(shù)較多時(超過3層)，腳手架和彩鋼板臨時性建筑都不適合了，此時只有集裝箱臨時性建筑能滿足要求;其次，要根據(jù)幾種臨時性建筑的優(yōu)缺點，揚長避短，進行綜合應(yīng)用。例如，可以考慮采取腳手架作為支撐骨架，利用紙管作為外圍墻體，從而建造既安全、又輕便的臨時性建筑;第三，要積極改進現(xiàn)有臨時性建筑的缺點和不足，提高其性能和質(zhì)量，例如，改善竹制建筑的防腐、防變形性能，提高彩鋼板芯材的防火能力等;最后，要大力研究新材料、新技術(shù)在臨時性建筑中的應(yīng)用，力爭創(chuàng)造出更安全、更便捷、更經(jīng)濟的臨時性建筑。（本文作者：陳麗華 單位：合肥工業(yè)大學建筑與藝術(shù)學院）