當(dāng)代集裝箱建筑模塊化設(shè)計(jì)策略研究(17)

2013年4月4日

5.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造的常見做法

圍護(hù)結(jié)構(gòu)除了需要具備一定的隔熱保溫性能外，還承擔(dān)著內(nèi)部空間裝飾與保護(hù)的任務(wù)。但許多隔熱保溫材料無法滿足內(nèi)部裝飾的要求，而許多單純的內(nèi)部裝飾材料又不具備足夠的熱工性能。為滿足隔熱保溫性能與裝飾作用兩方面的需求，可以選用一些既有良好的隔熱保溫性能，又具有裝飾與保護(hù)功能的材料作為裝飾板材；也可以通過設(shè)置由不同材料構(gòu)成的多層構(gòu)造來分別承擔(dān)裝飾與隔熱保溫的任務(wù)。下面介紹幾種常見的做法。

5.3.1 箱體內(nèi)部設(shè)置兼具隔熱保溫性能與裝飾作用的復(fù)合板材

這種做法是直接在集裝箱波形鋼板內(nèi)側(cè)鋪設(shè)兼具保溫隔熱性能的內(nèi)飾板，無需再單獨(dú)設(shè)置保溫隔熱層（圖 5-2）。從實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的角度來說，集裝箱建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的保溫隔熱層與內(nèi)飾板趨向一體化的發(fā)展，這有助于提升生產(chǎn)率以及提高建筑產(chǎn)品質(zhì)量和裝修水平。復(fù)合板材必須具備良好的熱工性能，以滿足項(xiàng)目對空間舒適度的要求，還要具有足夠的強(qiáng)度、韌性與防水能力，以滿足室內(nèi)裝飾的要求。同時(shí)，復(fù)合板材還應(yīng)具有足夠的防火性能，必須滿足墻面和天花板的耐火極限要求。常用的復(fù)合板材包括金屬面巖棉夾心板、金屬面聚苯乙烯或聚氨酯夾心板、玻璃絲棉夾芯板、復(fù)合保溫石膏板等。金屬面夾芯板強(qiáng)度高、抗彎抗壓能力較好，同時(shí)還兼具一定的隔熱保溫與防火性能。玻璃絲棉夾芯板的重量輕，保溫、隔熱性能好，還具有十分優(yōu)異的防火、減震、吸聲特性，天津的北塘集裝箱餐廳就使用了這種材料鋪在集裝箱的內(nèi)壁上，以改善集裝箱建筑的隔熱保溫性能。復(fù)合保溫石膏板兼有石膏板的裝飾效果和優(yōu)良的保溫隔熱性能，為實(shí)現(xiàn)集裝箱建筑保溫隔熱層和內(nèi)飾板一體化提供了較為實(shí)用的策略，使用這種板材能夠提升裝修效率。

以金屬面巖棉夾芯板作為復(fù)合板材的隔熱保溫方案,集裝箱房屋,集裝箱建筑,集裝箱住宅,集裝箱活動房,住人集裝箱

圖 5-2 以金屬面巖棉夾芯板作為復(fù)合板材的隔熱保溫方案

采用兼具隔熱保溫性能與裝飾作用的復(fù)合板材進(jìn)行內(nèi)部裝飾的做法比較適合氣溫較高的地區(qū)，這些地區(qū)對保溫的要求較低，可以不在內(nèi)飾板與集裝箱外殼的波形鋼板之間獨(dú)立設(shè)置保溫層。若陽光直射可能造成箱體內(nèi)溫度大幅上升，則可通過設(shè)置外部遮陽構(gòu)件或綠化來阻擋直射陽光，或者在箱體外部介于陽光直射的表面部分噴涂陶瓷噴漆，以反射陽光。

而在低溫嚴(yán)寒地區(qū)，由于復(fù)合板材一般采用金屬角鐵固定，垂直交界處的接縫無法用發(fā)泡型填縫膠完全密封，因此存在縫隙，造成門窗框、復(fù)合夾心板插接槽口、相互垂直的墻體以及墻體與天花板和地板的接縫等部位熱流密集，內(nèi)表面溫度小于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫，存在結(jié)露隱患，因此這種做法不太適應(yīng)低溫嚴(yán)寒地區(qū)的要求。

5.3.2 箱體內(nèi)部設(shè)置獨(dú)立的隔熱保溫層與內(nèi)飾板

在內(nèi)飾板與集裝箱外殼波形鋼板之間增設(shè)獨(dú)立的保溫隔熱層能夠明顯提升圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，對于嚴(yán)寒地區(qū)來說，這種做法能大大提升保溫性能，消除熱橋部位的結(jié)露隱患（圖 5-3）。保溫隔熱層通常有多孔或纖維材料構(gòu)成，如果保溫隔熱材料的強(qiáng)度不夠，需要在保溫隔熱層間隔一定距離設(shè)置支撐龍骨。為避免過多地增加箱體內(nèi)側(cè)構(gòu)造層的厚度，應(yīng)盡可能利用集裝箱外殼鋼板的凹凸空間布置龍骨與管線。

內(nèi)飾板應(yīng)具有一定的抗彎抗壓能力以及一定的韌性，以避免在運(yùn)送至裝配現(xiàn)場以及吊裝的過程中受到顛簸和震動等諸多因素影響而產(chǎn)生變形。因此，內(nèi)飾板不得選用脆性材料，如瓷磚貼面和石材貼面等，以防止內(nèi)裝飾材料及其接縫的開裂。內(nèi)層面板的材料還必須滿足墻面和天花板的耐火極限要求，如果內(nèi)飾板不具備相應(yīng)的防火性能，應(yīng)該在面層再增設(shè)一層防火板。如果需要面對較為潮濕的環(huán)境，則可預(yù)先在面板表面高頻熱合 PVC 飾面。常用的內(nèi)飾板材有石膏板、纖維水泥板、硅酸鈣板、氧化鎂板等。

箱體內(nèi)部設(shè)置獨(dú)立的隔熱保溫層與內(nèi)飾板,集裝箱房屋,集裝箱建筑,集裝箱住宅,集裝箱活動房,住人集裝箱

圖 5-3 箱體內(nèi)部設(shè)置獨(dú)立的隔熱保溫層與內(nèi)飾板

5.3.3 箱體外部設(shè)置隔熱保溫構(gòu)造

采用在箱體外部設(shè)置隔熱保溫構(gòu)造的做法有利于提升圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防火、保溫隔熱、隔音性能，這種做法不占用箱體內(nèi)部空間，并能為外觀的設(shè)計(jì)帶來更大的發(fā)揮空間。在一些希望掩蓋集裝箱外部特征的項(xiàng)目中，可在箱體設(shè)置隔熱保溫層或外裝飾構(gòu)造，例如， Travelodge 集團(tuán)2008年在英國倫敦建造的集裝箱酒店就在集裝箱的外表皮上又覆蓋了一層面磚，在這種情況下，選擇具有保溫隔熱效果的面磚也可以提升建筑的保溫隔熱性能。

然而，在箱體外部設(shè)置隔絕層使箱體模塊難以滿足多式聯(lián)運(yùn)過程中的起吊、堆碼、栓固等要求，以及港口、堆場作業(yè)條件和海陸運(yùn)輸環(huán)境的限制。而且這種做法不能充分利用集裝箱原有外殼的保護(hù)性，無法在運(yùn)輸與吊裝過程中保護(hù)內(nèi)部構(gòu)件，還需要在隔熱保溫層外部再增設(shè)保護(hù)層，這樣可能會導(dǎo)致成本的增加。因此在箱體外部設(shè)置隔熱保溫層的做法不是很普遍。

箱體外部隔熱保溫的另一種做法是噴涂高性能的隔熱保溫涂料，目前在國外使用的一種白色陶瓷隔熱保溫涂料具有極高的熱阻值，并能夠很好地附著在箱體的金屬外表，淺色外表可以反射直射陽光，從而增大隔熱效果。采用噴涂隔熱保溫涂料的做法能夠簡化施工，減少隔絕層的厚度，但高性能的涂料成本較高，可能會增加建筑造價(jià)。

5.3.4 內(nèi)外飾板以及隔熱保溫層與波形鋼板間的固定

無論采用何種改造策略，并必須考慮新增加的構(gòu)造層與箱體本身外殼之間的固定。對于涂料或著具有較強(qiáng)黏結(jié)力的噴涂與灌注材料來說，可以通過本身的黏結(jié)性能附著在箱體外殼的波形鋼板上，而對于板材或者黏結(jié)力較差的發(fā)泡材料來說，則需要通過一些措施固定在鋼板上。常用的固定方法有以下幾種。

使用膠粘劑或熱壓固定

這種做法既可用于隔熱保溫層與波形鋼板之間的固定，也可用于內(nèi)飾板與保溫隔熱層之間的結(jié)合。為使各層之間粘結(jié)牢固，粘結(jié)前需要將集裝箱鋼板清潔干凈。

螺栓固定

做法是在波形鋼板上的凸起面預(yù)先鉆孔，螺栓穿過內(nèi)飾板和隔熱保溫層，最終固定在波形鋼板的凸起面上，螺栓固定同樣適用于外部面板與波形鋼板間的固定。然而，由于螺栓需要穿過隔熱保溫層與波形鋼板，因此可能會削弱箱體外殼的保溫隔熱性能以及結(jié)構(gòu)的整體性，并導(dǎo)致冷/熱橋的產(chǎn)生。

通過增設(shè)龍骨固定

通過增設(shè)龍骨，保溫隔熱層以及內(nèi)飾板可以通過螺栓固定在龍骨上，這種做法對比螺栓固定不需要在波形鋼板上鉆孔，進(jìn)而避免了螺栓等機(jī)械連接構(gòu)件對集裝箱外殼的保溫、隔熱、隔音、隔汽性能以及結(jié)構(gòu)的完整性的破壞。為了在保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)上降低構(gòu)造的厚度尺寸，常利用集裝箱外殼波形鋼板的褶皺在凹進(jìn)部位設(shè)置豎條龍骨，這樣可以避免占用波形鋼板厚度范圍之外的空間。龍骨一般使用木條或輕鋼龍骨，木條與波形鋼板之間可使用膠粘劑粘合，也可以在垂直方向上間隔一定距離設(shè)置一些橫向的短鋼條，以焊接的方式像短橋一樣擋在波形鋼板凹槽靠近開口的一側(cè)，將豎向長木條固定在波形鋼板的凹槽之中（圖 5-4）。而輕鋼龍骨可以通過焊接的方式與鋼板固定。

龍骨、箱體鋼板以及復(fù)合板材之間的固定,集裝箱房屋,集裝箱建筑,集裝箱住宅,集裝箱活動房,住人集裝箱