模塊化建筑空間設(shè)計的發(fā)展研究(5)

2013年7月8日

1.5 模塊化建筑體系中的主要成員-盒子式建筑

盒子式建筑是模塊化建筑體系中應(yīng)用最為廣泛的，也是最為典型的一種設(shè)計形態(tài)。方形的盒子以它簡潔的線條，滿足了以上提到的模塊化的所有條件，同時迎合了建筑輪廓向直線發(fā)展的趨勢，使功能空間與外部框架緊密結(jié)合。

1.5.1 盒子式建筑的發(fā)展概況及特點

盒子式建筑是用鋼筋混凝土、鋁、木、玻璃鋼和塑料等材料預(yù)制成的盒子狀的模塊構(gòu)件。盒子，就是盒子建筑的盒形模塊化構(gòu)件。這種構(gòu)件由頂板、底板和四面墻板組成，是六面體(也有做成五面體和四面體的)，它的外形酷似盒子，故稱之“盒子構(gòu)件”，也有叫做三維構(gòu)件、空間構(gòu)件、艙體構(gòu)件的。

盒子式的構(gòu)件房屋是由盒子構(gòu)件建成的一種新的工業(yè)化建筑體系，原先在現(xiàn)場施工的水、暖、電、衛(wèi)和內(nèi)部裝修等項工程，乃至一部分固定式家具，均可在工廠做好。留給現(xiàn)場的，只不過是不太費工的構(gòu)件吊裝、節(jié)點處理、管線連接等少量工程，象搭積木一樣組裝而成(圖2-9、2-10)。

由盒子組成的工棚,模塊化建筑

圖2-9 由盒子組成的工棚

雙層疊呈盒子工棚,模塊化建筑

圖2-10 雙層疊呈盒子工棚

盒子構(gòu)件在工廠中預(yù)制，便于組織工業(yè)化生產(chǎn)、現(xiàn)場工期短、減少勞動強度、提高工效、受季節(jié)影響少、建設(shè)速度快、抗震性能好、材料用量省、使用面積大、建筑自重輕等突出優(yōu)點，但必須具備較為完善的工廠設(shè)備，運輸條件和吊裝能力。

目前，世界上己有三十多個國家修建了盒子構(gòu)件房屋，生產(chǎn)盒子構(gòu)件較多的國家也有二十多個。盒子構(gòu)件的使用范圍也由低層發(fā)展到多層和高層。目前9-12層的，沒有承重骨架的盒子構(gòu)件建筑，應(yīng)用己經(jīng)相當(dāng)普遍，有的已經(jīng)建到15層或20層以上。加拿大有規(guī)模龐大的盒子構(gòu)件綜合體，蘇聯(lián)甚至出現(xiàn)了盒子構(gòu)件建筑小區(qū)，有的國家己由城市逐漸推廣到了農(nóng)村。

在世界現(xiàn)在己經(jīng)建成的盒子建筑中，1-2層者較多，多層者略少，高層者更不多見。到目前為止，世界上最高的盒子建筑是1968年建于美國圣安東尼奧的Palaciodel Rio大飯店，此飯店共計21層，有500套房間，底下四層和最頂上的一層為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中間16層全是鋼筋混凝土盒子構(gòu)件，共496個。還有日本著名的“中銀艙體樓”，也是較高的盒子建筑，將在第三章中作為典型實例詳細(xì)分析。

我國自1979年起，在青島、南通、北京等地陸續(xù)試建了幾棟盒子構(gòu)件房屋。南通用鋼筋混凝土盒子構(gòu)件建造了兩棟不同的4層住宅樓，并籌建了一個年產(chǎn)2-3萬平方米的盒子構(gòu)件預(yù)制廠，1982年至今，又新建盒子構(gòu)件住宅樓約15000平方米。青島也用鋼筋混凝土構(gòu)件建造了一棟住宅樓，并已試制鋼筋混凝土隧道形盒子構(gòu)件和籌建預(yù)制廠。北京麗都飯店屬于輕型盒子構(gòu)件建筑，第一期工程共用引進(jìn)的鋼構(gòu)架輕型盒子構(gòu)件500多個。

盒子構(gòu)件的種類按材料分有鋼筋混凝土的、輕質(zhì)混凝土的、金屬的、木的和塑料的。鋼筋混凝土盒子構(gòu)件堅固、耐用、承受能力較強、容易成批生產(chǎn)，但重量太大，運輸不便，起吊時需要大噸位的起重設(shè)備；輕質(zhì)混凝土盒子構(gòu)件是用各種輕質(zhì)混凝土制成的，主要用于低層的或獨戶住宅建筑；金屬骨架輕型盒子構(gòu)件多以普通型鋼，特制輕型鋼或鋁合金做骨架，外包石棉水泥板，木板或金屬板，最大優(yōu)點是體重較輕，運輸?shù)跹b很方便(圖2-11)；木盒子構(gòu)件使用較早，技術(shù)上也較成熟，在美國應(yīng)用較多，主要是用來建造1-2層的住宅。在農(nóng)村、林區(qū)和新開墾的地區(qū)尤為適用；塑料盒子構(gòu)件的加工工藝和老化問題尚未完全解決，目前仍處于試驗階段，主要用于衛(wèi)生間。

盒子的運輸方式,模塊化建筑

圖2-11 盒子的運輸方式

確定盒子構(gòu)件的形態(tài)與尺寸，必須綜合考慮使用上的要求，生產(chǎn)、運輸、吊裝的要求以及標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化的要求。

盒子構(gòu)件的平面形式多為矩形，也有少數(shù)國家研究試用平面為五邊形、六邊形或其他形狀的盒子構(gòu)件。平面為矩形的盒子構(gòu)件容易布置家具設(shè)備，制作也較簡單。用這種構(gòu)件建造的房屋，無論室內(nèi)還是外觀都與傳統(tǒng)房屋相類似，因此，很容易從情感上為人們所接受。

用六角形的盒子構(gòu)件組合建筑物，特別是住宅樓，具有多方面的優(yōu)越性。由于它可能有兩面、三面甚至更多的外墻可以開窗，其采光、通風(fēng)問題都容易解決，還可以避免差的朝向。用這種構(gòu)件組合住宅時相鄰墻面少，戶間隔音效果比較好。由于它的外輪廓接近圓形，當(dāng)房間面積相同時，其墻的周長比矩形構(gòu)件的短。這種構(gòu)件的另一特點就是，構(gòu)件本身極易規(guī)格化，而組合體又能多樣化以致系列化。同是四室戶，其平面的布置方案卻有很多種。可以想見，這對豐富城市面貌是相當(dāng)有利的。

形狀的變化不僅表現(xiàn)在平面上，還表現(xiàn)在整個空間上。隨著材料和技術(shù)的新發(fā)展，為了滿足不斷出現(xiàn)的新要求，多面體、圓柱體等各種盒子構(gòu)件正在不斷涌現(xiàn)。

1.5.2 盒子式建筑常見的組合方式

盒形構(gòu)件有的設(shè)計為居室，有的為廚房、衛(wèi)生間和走道的組合間，有的為門廳、樓梯間。設(shè)計這些盒形構(gòu)件的門窗洞和內(nèi)隔墻的布置可不相同，但所有的承重部分應(yīng)力求統(tǒng)一，便于組合不同戶型的單元。盒形建筑可采用單間組合式，即一間為一個盒形構(gòu)件進(jìn)行單元組合；又可以采用雙間組合式，例如以兩間為一個橫向盒形構(gòu)件進(jìn)行組合；也可以是三間組合式，以三間為一個縱向盒形構(gòu)件進(jìn)行組合；此外，還可以采用錯開疊合式與墻板結(jié)合，或?qū)⒑行螛?gòu)件與樓板、墻板結(jié)合起來，利用兩個盒形構(gòu)件間的空間(圖2-12)。

盒子的制作方式,模塊化建筑