一种未来低碳建筑类型--集装箱建筑

一、集装箱建筑的大背景

我国是集装箱生产第一大国，生产能力已经达到每年580万TEU（国际标准箱单位，以20英尺箱体容积为计量单位），全世界96％以上的新造集装箱由我国生产。同时，我国也是集装箱淘汰大国，累计有约120万个集装箱在中国被淘汰出货运业，并且每年在国内淘汰出货运业的集装箱多达30万个。如果将其全部改造加以利用，那么每年可以建造出近450万平方米建筑面积的集装箱建筑物。由于集装箱大修成本很高，一般正常工作10年之后就会出现结构及围护钢板锈蚀强度降低的问题，不适合再作为运输集装箱使用。对旧集装箱的处理方法一般为闲置在码头任由锈蚀或者将其回炉炼钢，这样的处理方式既不经济也不环保。如何对从运输业淘汰下的集装箱进行再利用逐渐成为一项社会问题。

    旧集装箱用于建筑设计并不是一个陌生的课题。在国外特别是荷兰、美国、日本这类海运集装箱存量特别大的国家，对集装箱建筑的改造设计有着丰富的经验。不仅仅在港口城市，由于集装箱可以极为方便的通过铁路、卡车转运至内陆城市，在远离港口的内陆地区也有众多成熟案例。集装箱建筑的设计和建造在西方发达国家已经成为一项拥有广阔市场，有着相当高设计水平和技术水平的成熟建造方式。同时这种建造方式也直接发展出属于集装箱建筑特有的美学价值，并且正在逐渐发展出集装箱建筑文化，通过名目繁多的集装箱专卖店、艺术馆、住宅、各类集装箱艺术展览、箱体建筑DIY网站等等表现形式不断涌现。集装箱建筑在西方国家已经不仅仅是粗糙和廉价的代名词，反而成为一种相当酷的艺术门类，有着非常多的业主和设计师热爱着这样的建构方式。

    这种具有完整内部空间及良好结构状态的工业制成品，如果将它重新作为建筑构件或者建筑的单元体加以再利用，可以带来良好的低碳环保效应。如何利用这类从运输业中淘汰下来的旧集装箱，发达国家在这方面有着丰富的经验，而国内集装箱建筑的整体发展才刚刚开始。

    在我国长三角、珠三角、渤海湾地区，以及港口、铁路交通便利的地区，旧集装箱改造建筑的出现逐渐成为一种社会现象。这种以集装箱改造活动房、改造房屋、简易集装箱房等等为名的集装箱改造建筑产业链已经形成，发展非常迅速。但是这种发展却缺乏深入的理论研究，特别是缺乏建筑学专业视角的关注。虽有花样繁多的生产企业，但是却始终难以摆脱廉价的外衣。很多工地采用集装箱作为施工临时建筑，但建筑品质较为粗略，内部装修及设备等均为低端水准，节能保温等性能改造过程中缺乏严谨的科学理论分析与实验检测，构造节点不合理，不能将集装箱建筑的有点发挥出来，对集装箱建筑的认识和理解还处在低端和临时性的阶段，与国外的较为先进的体系反差极大；

    深圳地处珠三角地区，是重要的港口城市，深圳港位于珠江口以东，南海大亚湾以西的深圳市两翼。分为西部港区和东部港区，年吞吐量超过2500万标准箱，集装箱的淘汰量巨大，为集装箱建筑的发展提供了非常巨大的物质基础和空间。

    集装箱建筑既是一种有价值的模块化建筑类型，但同时由于集装箱空间、材料等客观条件的限制，也有着自身的局限性。新时期建筑发展对于低碳、低成本、快速建造、可拆卸等等需求，成为了建筑设计领域的一个崭新课题。

    集装箱的定义集装箱也被称作货箱或货柜，是一种按照规格标准化生产的箱体货运设备，可反复使用，并具有一定强度、刚度和整体性便于机械装卸。由于集装箱可以方便的进行转移运输，因此大大扩展了它在世界各地的传播和使用。

    集装箱的结构主要分为以下几个部分：钢框架、构成箱体围护的波浪形侧墙板、地板及其附加梁，开启门扇及其附属部分、以及各装卸用构件。各种组成部分相互焊接，形成了具有完整独立的盒子结构体

    集装箱按照总重分类可以分为2.5吨、5吨、10吨、20吨、30吨集装箱。一般对于钢制集装箱来说，最常用的重量一般毛重为17-22吨左右，当改建作为建筑用箱体使用时，可以满足荷载使用要求。

二、国内外集装箱建筑发展

    集装箱建筑并不是一个很有历史的建筑形式，直到近二十年，集装箱建筑这种崭新建筑类型才逐渐出现在人们的视野之中。1956年美国“理想X号”货船的驶出标志着集装箱这种工业产品正式用于海运业。1970年国际标准化组织(ISO)确定了全球统一的集装箱的统一标准，为后来的集装箱建筑发展提供大量相同尺寸的基本模块，实现了集装箱建筑的全球标准化设计和施工。随着20世纪七、八十年代，国际集装箱贸易的迅速发展，到20世纪90年代开始已经有大量的集装箱完成了10-15年的使用期限。也就是在这个时候集装箱这种工业产品开始广泛引起西方设计界和建筑界的关注。1990年荷兰艺术家 Luc Deleu 在荷兰霍恩架设起了简洁的集装箱拱桥，集装箱的美感吸引了更多设计师的关注。

    集装箱进入建筑设计领域到今天为止仅仅有二十至三十年的发展历史，较大规模应用于建筑建造也只有十年的时间。从二十世纪九十年到二十世纪末，陆续有西方艺术家进行集装箱构造物和建筑物的设计尝试，大多进行小型集装箱建筑物的改造实验，偏重艺术性与尝试性。

    进入2000年，集装箱这种建筑形式用于建筑设计进入蓬勃的发展期，并形成独特的建筑风格和建造方式。从这个阶段开始集装箱逐步被用于住宅、商店、艺术馆等等各种建筑功能用途，并且集装箱作为一种造型工具和结构工具，逐渐展现出独特的魅力和发展潜力。集装箱建筑规模不断增大，建筑高度不断增高，结构利用也更加大胆，箱体在建筑设计上的各种性能也被不断发掘出来。

    直至今日，集装箱建筑依然是一项新兴的建筑形式，在西方国家依然被看作是充满活力而有朝气、需要不断探索的新型建筑类型，它的设计和建造可能性还远未穷尽。

    国外集装箱建筑发展现状：

    国外集装箱建筑发展经过20年的发展，在西方国家已经形成集装箱建筑的专业设计市场、拥有集装箱建筑技术专利的建造企业、以及成熟而完备的市场。

    集装箱建筑设计市场尤其是西方发达国家，针对集装箱改造建筑进行设计已经成为一种规模化的设计市场。这其中包括了众多的设计事务所以及个人建筑师。首先，国外已经产生专业化的集装箱建筑事务所，美国 LOT-EK 集装箱建筑设计事务所是其中的典型代表。该事务专注于利用集装箱这种工业成品进行建筑设计创作，通过对集装箱可移动建筑，低成本集装箱住宅等集装箱建筑类型的研究，先后完成了 Guzman house、Puma City、container city 2008（获得2008年美国国家设计奖）、韩国 APAP 集装箱艺术学校（获得2011美国建筑学学会奖）等一系列集装箱建筑项目，已经逐渐成为集装箱建筑设计市场最出名的设计事务所。

韩国 APAP 集装箱艺术学校

    国外拥有众多热爱集装箱建筑设计的艺术家。艺术家 Adam Kalkin 利用的集装箱设计了众多集装箱建筑，项目规模涵盖数百到数千平方米，不少项目在建筑和工业设计领域得到了极高的荣誉。

游牧博物馆

    日本建筑师板茂对集装箱这种结构工具在建筑设计上的应用做过深入的研究。2005年他设计的纽约游牧博物馆，是世界最大的移动博物馆，共使用了148个集装箱。由于集装箱建筑组合、拆卸高度的灵活性，游牧博物馆分别在纽约、洛杉矶及东京展出。福岛大地震过后，板茂设计了女川集装箱集合住宅，由9座2-3层高的集装箱房屋构成。通过箱体的模块化组合、立面的模数化设计，塑造了有秩序而活泼的建筑形象。