集裝箱建筑在校園創意街區中的應用探討
——以常州機電學院創意街區為例

王 鵬，郇 雯

（常州機電職業技術學院，江蘇 常州 213164）

0 引言

集裝箱建筑是利用集裝箱作為空間載體，通過一定的技術改造，使其滿足人們使用需求的一種特殊建筑形式。集裝箱建筑在國外已發展多年，很多國外建筑師也比較熱衷這種方便設計與施工的模塊式的建筑，并且有些國家制定了相應的集裝箱建筑設計制造標準等。在我國，近些年集裝箱建筑也得到了一定的發展，主要應用在民宿空間、商業空間、辦公空間等，但是更多的主要應用范圍是災后應急重建以及工地等臨時性建筑場所，尤其是近兩年來，由于疫情，大量的集裝箱建筑被用作臨時性疫情防控設施。

1 集裝箱建筑在校園創意街區的應用優勢分析

1.1 便于設計與施工

高校校園創意街區由于所在環境的特殊性，要求施工單位必須在短時間內完成項目，對施工周期的要求較高。普通的建筑施工周期為190～300d，并且普通建筑施工更容易受自然條件影響。而集裝箱建筑施工采用“工廠制造+現場安裝”的新型模式，現場的施工周期可以降到10～20d，大大減少對現場環境的影響。同時，工廠加工集裝箱的同時和現場也可以同步展開場地平整、景觀綠化、通水通電等配套工作，從而提高效率。集裝箱建筑由標準的集裝箱設計改造而成，模塊化的集裝箱箱體，其結構穩定、施工便捷，可以在工廠內由專業的廠家制造完成運輸到現場進行裝配。同時，集裝箱模塊化的特點可以衍生組合出多種空間樣式，也方便空間的隨時整合調整，甚至根據需求實時變換建設場地，增加了空間的豐富性和靈活性。最后，集裝箱建筑的某一個獨立單元損壞，也可以很方便地單獨替換掉，便于建筑的修繕。

1.2 方便移動和復制

校園創意街區內的建筑空間多是供學生創新創業使用，故對空間的要求也是隨著使用學生的變化而不斷變化。由于集裝箱是一個完整的模塊，且自身具有運輸的屬性，可方便的整體搬移。在空間有擴大需求的時候，可以由工廠快速生產，運輸到現場安裝即可。同時，該創意街區的建造以集裝箱為主要建造材料，也大大方便空間的異地復制。在其他地區有類似需求時，可以在工廠內完成集裝箱建筑的設計與制造，進行整體復制。

1.3 可持續發展的綠色建筑

校園創意街區的集裝箱建筑采用被淘汰的集裝箱，其本身就是一個廢物再利用的過程，具有低碳和綠色建筑的屬性，同時集裝箱建筑的改造過程主要是切割集裝箱的箱體結構，作為鋼結構的集裝箱，也很少產生建筑垃圾。學生在改造集裝箱建筑的過程中也加入了一些綠色建筑設計元素，比如集裝箱的頂面和側面的綠化設計，提高了保溫隔熱的效果，大大減低了能源消耗。普通的鋼混或磚混建筑一般在拆除后，會產生大量的建筑垃圾，對這類建筑垃圾的處理會造成嚴重的環境問題以及能源消耗。而集裝箱建筑在使用壽命結束時，集裝箱的鋼材回收處理技術是非常成熟的，可以實現完全的再加工和再利用，因此集裝箱建筑是非常優秀的低碳綠色建筑。

1.4 個性化審美的外觀

集裝箱作為一種完全工業化的產品，其波紋板的外觀、各種鮮艷的表面涂裝，都充分表現了一種簡潔大氣的工業美感。還有一些集裝箱表面會繪制各種相關產品名稱或工廠地址電話等文字信息，以及商品的品牌標志商標圖案信息等，這仿佛是在告訴人們這個集裝箱的一些曾經過往，給人們講述它成為建筑之前的上半生的輝煌故事。這些獨特的圖案和文字也在一定程度上表現了集裝箱建筑的個性化美感。同時集裝箱外觀的形象也會給人們帶來藍天大海以及滿載巨輪的畫面感，讓人們產生一種收獲和繁忙的聯想。集裝箱單體方便加工和組合可以實現多種多樣的平面和立面關系，各種自由組合的外觀形象也必將更加容易實現各種審美需求。

1.5 良好的抗震性能

2021年12月22日21時46分，在江蘇省常州市天寧區（北緯31.75度，東經120.00度）發生4.2級地震，震源深度10km。該次地震造成當地震感強烈，無錫、蘇州、揚州等地震感明顯，南京、上海等地亦有震感。常州雖然不在主要地震帶上，但是這次地震也對人們造成極大的恐慌。而集裝箱通常由14GA鋼制成，其內部強力的框架結構，外部波紋板的材料特性等構造特點，天然具有較好的抗震性能，再加上自身頂板和側板結構都比較輕便，即使發生墻面的傾倒，對內部人員的危害也較小，因此集裝箱建筑具有較好的抗震性能。

2 集裝箱建筑在校園創意街區的應用劣勢分析

2.1 空間受限制

集裝箱建筑由于其自身的標準尺寸是固定的，如每個集裝箱的外部寬度都是2.438m，這就會導致設計師在進行空間的設計時，會出現使用一個集裝箱空間顯得過窄、使用兩個又顯得過寬的尷尬局面，所以其在空間設計受限比較大，對設計師的要求較高。大部分20m集裝箱和40m集裝箱的外觀高度尺寸僅為2.591m（高箱除外），內部僅為2.379m，高度上也相對緊張。而且，我們一般都會對集裝箱內部空間進行一些必要的裝修，吊頂的施工會“吃”掉一部分凈高，地面管線鋪設還有地板的鋪裝也會抬高地面，因此整體凈高會更加緊張。

2.2 建造高度受限制

集裝箱建筑受其自身結構強度的限制，集裝箱建筑的整體高度則不宜過高。一般常見的集裝箱建筑多是二層疊加，三層疊加的都較為少見，若想實現更多層的集裝箱則其建造難度將會增大，相應的輔助加固設施也會大大增加，集裝箱建筑的性價比也會大幅下降。因此，集裝箱建筑無論從哪個角度看，都注定不適宜建造高層建筑，即集裝箱建筑的容積率相對較低。

2.3 保溫隔熱效果差、能耗高

集裝箱是由波形板圍合而成（冷凍箱除外），故其導熱系數大，導熱性能較好，保溫隔熱效果很差。夏天在太陽的炙烤下，集裝箱內部溫度會急速升高，從而導致集裝箱建筑如同一個大型烤箱。此時為了降溫，空調的負擔將大大增加，能耗增高。相反，冬季的裝箱建筑沒有了陽光的照射會迅速變成冰箱，室內的人員如墜冰窟，沒有采暖設備也無法正常工作或生活。因此冬季的集裝箱建筑在沒有做好保溫措施的情況下，采暖能耗也會很高。總之，集裝箱建筑一定要采取保溫措施，做必要的隔熱處理。

3 集裝箱建筑在校園創意街區中的應用實踐

3.1 校園創意街區基址

該創意街區位于常州機電職業技術學院的校園南部區域，靠近校園南門入口，此入口緊鄰地鐵站，直通城市主干道。從某種意義上來講，該創意街區的位置非常重要，不僅能滿足校園內教師和大學生的各種功能需求，還有宣傳校園文化、展示校園特色、打造校園形象的功能。同時，該創意街區緊鄰學生的宿舍區和第一食堂是學校生活區的重要組成部分。創意街區場地面積約6 000m2，由于常州機電學院校園用地面積較為緊張，加上早期的校園整體規劃設計不甚合理，所以該創意街區更是被寄予厚望。因此，該創意街區除了要解決大學生創新創業的空間需求外，還希望能解決師生日常的交流空間需求、閱讀空間需求，以及部分小型研討和演出需求。另外，學校還對創意街區賦予了接待來訪人員和每年新生入學時送學家長的功能。所以校方要求該創意街區要有小型商業空間、創業孵化空間、展示空間、交流空間、演藝空間等。在這個項目中，利用集裝箱建筑實現了商業空間、創業孵化空間和展示空間等室內空間的需求，以及演藝空間等部分室外空間的設計需求。

3.2 商業空間和創業孵化空間設計

首先是商業空間和創業孵化空間設計，這部分空間設計要求較為簡單，以集裝箱為載體，塑造了一組小型的聚集性空間，以滿足商業空間的要求。其中，較為重要的就是如何布置和組織空間。在空間組織上，商業空間（由于早期已與部分商家進行了入駐對接，所以商業特點比較清晰）主要是滿足小型的烘焙店和茶飲店的需求，所以布局比較簡單，以單體集裝箱實現點式布局。集裝箱的保溫隔熱問題，我們通過墻面保溫和門窗節能的技術來實現。墻面隔熱保溫方面，首先是外墻的保溫技術，在設計時在集裝箱頂面和側面都考慮了綠化部分，通過屋頂綠化和墻面立體綠化技術來實現外墻的保溫。屋頂綠化和墻面立體綠化不僅能很好地解決外墻保溫的問題，還可以在一定程度上增加校園的綠化面積，美化環境，同時還能對集裝箱建筑進行一定的柔化，減少集裝箱那種金屬工業的冰冷感，增加建筑空間的親和力。同時，隨著四季的變化和植物的不斷生長，集裝箱建筑也被賦予了生命力和歲月感。內墻保溫部分則是在集裝箱內墻加裝保溫板和石膏板，并且在板材中間適當增加空隙，以實現空氣隔熱。同樣，在地面上鋪設保溫材料。在門窗方面主要采用Low-E玻璃為主材，安裝節能門窗，并在密封不好的集裝箱兩頭采用落地窗設計。在建筑的周邊利用集裝箱改造的下腳料結合太陽能電池板制作一些遮陽設施，增加了一部分戶外休閑空間，同時太陽能電池板產生的電量在一定程度上彌補了室內空調的電力消耗，實現了能源的零消耗，符合低碳綠色設計理念。

3.3 展示空間和演藝空間設計

展示空間主要是用來展示創意設計學院學生的日常課程作品和畢業設計作品，以及其他的校園創造展覽等，所以在空間組織上主要以線性空間為主，集裝箱的長度有12m和6m兩種尺寸，但是寬度只有2 352mm，所以將集裝箱以長條形進行線性排列，可以很好地實現線性展示空間。同時由于場地長度的限制，故在集裝箱排列的一端增加了圓弧形組合模式，結合大階梯的設計手法，從而圍合形成了一個完美的劇場觀演區和舞臺的效果（見圖1）。在圓弧形集裝箱組合的圍合空間內依托集裝箱，設計了數條高度逐步增高的大型弧形座椅式臺階，弧形臺階將中心舞臺進行圍合形成了觀演區，巧妙地將展廳與演藝區完美結合，同時，觀演臺階的設計也部分實現了集裝箱建筑的保溫隔熱功能。直線區的集裝箱和創新創業辦公區的集裝箱距離較近，為了將兩組空間進行有機結合，在其之間設計部分造型墻，墻面緊貼集裝箱，墻面可以在很大程度上解決側面集裝箱的保溫隔熱問題。同時，墻面高度超出了集裝箱的高度，也可以作為集裝箱建筑頂面的護欄，為了增加空間的趣味性和擴大空間的使用效率，集裝箱的頂面也被賦予了商業功能，并增加了二層空間。同樣，在集裝箱建筑的上方也安裝了部分太陽電池板，不僅可以發電，而且可以為集裝箱遮陽，從而減少夏日陽光的暴曬，降低能耗。為了增加集裝箱建筑的藝術效果，增強集裝箱建筑的綠色屬性，在依托線性建筑空間設計了雨水花園，將創意街區及其周邊的雨水進行收集和處理，用來實現水景效果。同時，水景的設計也可以在一定程度上調節微氣候，對周邊環境進行降溫，水景也會讓校園師生在心理上和生理上都得到一定的調節。此外，雨水花園的集水還可以滿足周邊景觀綠化灌溉用水的需求，以及周邊環境清潔的用水需求，部分實現集裝箱建筑及其周邊環境用水的自給自足。

圖1 集裝箱組合排列展示空間

4 結語

集裝箱建筑是當前一種具有較好生態效益的可持續的建筑形式，充分發揮其模塊化設計的優越性與建造的便捷性，以及個性化的外部形象特征的特點。在未來的設計中，可以充分發揮集裝箱建筑的各種優勢，結合各種新材料、新技術，利用太陽能、空氣能等新能源，充分利用各種綠色建筑設計理念與技術，讓集裝箱建筑更好地發揮功用，將集裝箱建筑向著更為廣闊的建筑領域不斷推進。