集裝箱建筑式青年公寓設計研究(完)

2013年4月10日

(5) 集裝箱內部設計優化。集裝箱建筑通過其構造原理、保溫、通風、家具預制四個方面來進行集裝箱建筑內部空間的優化。集裝箱通常由地基梁、頂端框架梁、端墻、角部框架柱、頂側框架梁、屋面、側墻、角部吊裝節點等構件組合而成，在一定程度上保證了集裝箱建筑在未來建筑發展的工業化和標準化。在集裝箱建筑的窗戶設計中采用百葉窗來達到遮陽與采光的最佳效果；其次在集裝箱頂部設置3個小天窗并采用排風扇，使集裝箱建筑內部通風暢通。在集裝箱建筑腔體恒溫恒熱的設計中采用保溫隔熱泡沫板來進行集裝箱腔體內部的保溫。在集裝箱建筑內部的家具設計中采用前面所提到的功能模塊化設計來完成不同的家具組合，以使內部空間得到有效的優化（圖10）。

圖10 集裝箱內部設計優化構想

(6) 景觀與停車場相結合。城市化進程發展迅速，停車難已經成為城市的主要問題之一，所以在設計方案中以首層作為停車場，改變了常規設計手法的地下室停車；其設計方案有效地減少了地下室停車高昂的施工費用，也給停車者帶來了方便。其次，設計方案把二層設計為一個社區的公共空間，給社區的居住者足夠的活動空間，減小了城市中車來車往的噪音。一旦該集裝箱建筑拆除后，其場地空間可以作為城市停車、廣場、公園等公共空間繼續使用（圖11）。

圖11 拆除后的集裝箱青年公寓

3 集裝箱青年公寓風環境分析

在長沙地區近地風作用下，由于該集裝箱建筑立面凹凸變化不規則，使得整體和局部風壓變得十分復雜。我們采用數值模擬方法著重對該建筑表面風壓進行了計算，分析了不同主導風向下該建筑物不同高度水平面的風速分布及其表面的風壓分布。本模擬實驗采用梯度風模型(圖12)。夏季以長沙主導風向S（南）為模擬風向，計算風速設定為長沙夏季平均風速，即10m高度處2.4m/s；冬季以長沙主導風向NNW（北西北）為模擬風向，計算風速設定為長沙冬季平均風速，即10m高度處2.4m/s。地面粗糙物高度取0.5m，地面粗糙度指數取0.21。采用標準k-E雙方程模型求解。本實驗主要分析了在夏季建筑1.5m高度處和10m高度處的水平風速分布情況，以及建筑迎風面和背風面的風壓分布。鑒于目前國內外對風環境優劣的評價還沒有一個統一的標準，研究人員通過試驗測試和調查統計，提出了行人舒適感與風速之間的關系（表1）。

表1 行人舒適感與風速之間的關系

風速	人的感覺
V<5m/s	舒適
5m/s<V<lOm/s	不舒適，行動受影響
10m/s<V<15m/s	很不舒適，行動受嚴重影響
l5m/s<V<20m/s	不能忍受
V>20m/s	危險

圖12 集裝箱青年公寓風環境分析

根據1.5m高度處的風速分布圖和10m高度處的風速分布圖來初步分析該建筑周圍的風環境情況。由圖可見，該建筑中部和兩端風速較大，尤其是建筑模塊中間有明顯的風速加強現象，且尾流區域的流動較為復雜（圖12）。由夏季和冬季建筑的迎風面和背風面的風壓分布圖可見，由于建筑物立面復雜，模擬得到的表面風壓也較為復雜。建筑表面模塊的急劇突起與收縮，使得風壓存在較大起伏，局部突出部分的迎風面上有負壓出現。但由于風速風壓均較小，可認為建筑周圍的風環境狀況良好。

四 結語

通過對國內一些集裝箱建筑在現階段所起作用的初步分析，我們發現集裝箱自身所具有的建筑空間單元性給建筑師們提供了極大的空間設計潛能。因而我們從提出問題、分析問題、解決問題三個方面出發，借鑒馬賽公寓的一些設計經驗進行集裝箱青年公寓虛擬設計實踐，分別以集裝箱模塊、鋼結構、工業化施工、戶型模塊化設計、景觀與停車場相結合五個方面展開研究。之后，又對集裝箱青年公寓進行了夏、冬兩季的風環境實驗分析。在全球化、城市化發展迅速的今天，集裝箱建筑之“形式追隨功能”的主要特點能夠在某種程度上幫助人們去面對環境的惡化、自然災害、城市高房價、人口的增長等一系列問題，從而為人類在新世紀的低碳生活提供一定的保障。

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