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[摘要]臨時(shí)過渡性建筑是指在一段時(shí)間內(nèi)能代替永久建筑承擔(dān)一些基本功能與使用要求的建筑,在如今難民問題加劇、自然災(zāi)害頻發(fā)的背景下,傳統(tǒng)的“過渡安置房”已暴露出不少弊端,導(dǎo)致安置結(jié)果不理想。對(duì)紙筒、軟木和麥秸板三種新型材料的物理性能進(jìn)行分析,提出在未來應(yīng)更多地使用木塑材料和紙質(zhì)材料,建筑材料的選用也應(yīng)充分考慮地域因素。
[關(guān)鍵詞]臨時(shí)建筑;建筑材料;結(jié)構(gòu)體系;軟木橡樹
2016年10月13日,聯(lián)合國國際減災(zāi)戰(zhàn)略署最新報(bào)告顯示:過去20年,全球約135萬人死于自然災(zāi)害,其中約有56%的人死于地震和海嘯,如何預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生和正確采取災(zāi)后應(yīng)急措施已成為全世界需要面臨的共同問題;同時(shí),由于受到戰(zhàn)爭、種族迫害和其他政治因素的影響,國際難民問題日益嚴(yán)峻,在全球化的今天,難民問題已不再是某個(gè)國家或單個(gè)地區(qū)的問題,而是需要全世界共同面對(duì)的問題。在大量的移民背景下,眾多國家由于難民安置資源有限,安置難民成本核算較高等諸多問題而顯得力不從心。
1臨時(shí)過渡性建筑概述
臨時(shí)過渡性建筑是指在一段時(shí)間內(nèi),能代替永久建筑承擔(dān)一些基本功能與使用要求的建筑。德國纖維編織館、荷蘭海爾倫小住宅建筑、巴塞羅那身份館都是現(xiàn)代臨時(shí)性建筑群的代表。臨時(shí)過渡性建筑由于其自身的靈活性、便捷性、移動(dòng)性以及環(huán)保性能,即可以被按照需求進(jìn)行裝配拆除或者回收再利用,變成其他的建筑形態(tài),因此在災(zāi)后應(yīng)急中發(fā)揮著重要的作用。建筑材料是建筑進(jìn)行自我表達(dá)的方式,不同的建筑材料具有不同的物理特性。掌握材料的屬性是人們進(jìn)行建造活動(dòng)的基礎(chǔ)。在不同建筑中應(yīng)根據(jù)其使用功能的不同選擇不同物理特性的建筑材料。[1]在大量接受難民的地區(qū),安全有效的臨時(shí)住宅搭建將減少在難民安置過程中容易爆發(fā)的資源和種族沖突問題,從而重新構(gòu)建難民安置秩序,通過因地制宜和自我援助的方式也將使建設(shè)成本得到合理控制,從而減輕接納國的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),使難民問題得到有效控制。因此,選擇合適的建筑材料將是臨時(shí)性建筑構(gòu)建的首要因素。
2臨時(shí)過渡性建筑結(jié)構(gòu)體系分析
臨時(shí)過渡性建筑一般常用的結(jié)構(gòu)體系包括:墻承重結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系和空間結(jié)構(gòu)體系。其中:墻承重結(jié)構(gòu)的剛度分布比較均勻,可以依據(jù)不同建筑材料設(shè)計(jì)成不同形態(tài);框架結(jié)構(gòu)體系的墻體不承重,僅起維護(hù)分隔作用,框架結(jié)構(gòu)具有空間分隔靈活、自重輕、節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn);空間結(jié)構(gòu)體系使用范圍較廣,常見于博物館、展覽館等臨時(shí)性建筑結(jié)構(gòu)中,具有網(wǎng)架、拱結(jié)構(gòu)等形式。空間結(jié)構(gòu)體系由空間傳力,能最大限度發(fā)揮結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。
3臨時(shí)過渡性建筑選材
3.1傳統(tǒng)建筑材料
傳統(tǒng)的災(zāi)后重建劃分為三個(gè)階段:帳篷階段、過渡安置階段和重建工作階段。過渡安置期是災(zāi)后重建安置災(zāi)民的重要階段,傳統(tǒng)的過渡安置大多采用“過渡安置房”,其實(shí)質(zhì)是活動(dòng)板房,一種以輕鋼為骨架,以夾芯板為圍護(hù)材料的臨時(shí)性建筑,并根據(jù)種類不同可分為水泥活動(dòng)房、鎂磷活動(dòng)房和彩鋼板活動(dòng)房。然而,過渡安置房在其制作、運(yùn)輸、組裝、居住、回收等過程中所暴露出來的弊端往往導(dǎo)致了安置結(jié)果的不理想。[2]活動(dòng)板房的抗風(fēng)性能、保溫性能和隔音效果較差,無法對(duì)環(huán)境變化做出及時(shí)反應(yīng);其次,普通板房密封性差,空間利用率低,外觀單一,大多數(shù)的活動(dòng)板房夾芯板含有芯材EPS,一種密閉孔構(gòu)造的硬質(zhì)泡沫塑料,毒性較高,因此活動(dòng)板房很容易發(fā)生火災(zāi)而造成巨大危害。
3.2新型建筑材料
由于傳統(tǒng)建筑材料存在諸多弊端,因此在現(xiàn)代臨時(shí)過渡性建筑中開始運(yùn)用大量新型建筑材料。
3.2.1新型紙筒材料由紙筒材料搭建的臨時(shí)過渡性建筑墻體是由若干根相同的紙筒圍合而成,按照合理的尺寸設(shè)計(jì),紙筒通過底部插入滿堂基礎(chǔ)的凸起,頂部插入圈梁的凹槽,從而實(shí)現(xiàn)固定。由于紙筒材料本身輕便,導(dǎo)熱系數(shù)小,保溫隔熱性能好,因此有利于控制夏季制冷和冬季采暖的能源開支。[3]其次,從力學(xué)角度上,紙筒材料具有較高的抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度,能夠滿足日常建筑的強(qiáng)度需求。日本建筑師坂茂從1995年就開始致力于用紙筒材料搭建臨時(shí)避難所,隨后在99年土耳其地震,08年汶川地震,10年海地大地震中,趨于成熟的紙筒避難所概念開始得到推廣。紙筒避難所的搭建趨于簡易,大都是由設(shè)計(jì)師和當(dāng)?shù)鼐用褚黄鹜瓿桑b配效率快,回收利用率高,08年意大利拉圭拉發(fā)生巨大地震,坂茂僅耗費(fèi)50萬歐元建造出臨時(shí)音樂廳,紙筒材料的低成本和高性能將使得其在臨時(shí)過渡性建筑中得到廣泛應(yīng)用。
3.2.2軟木橡樹材料天然的軟木取自于軟木橡樹,其大量種植于地中海區(qū)域,對(duì)氣候具有較高的敏感性。天然的軟木彈性較好,具有極佳的耐久性,是一種天然材料。[4]1932年建造的北京圖書館大量使用了這種軟木材料,到2000年返修時(shí),已使用了接近68年。通過將軟木材料與磚、金屬等傳統(tǒng)材料的厚度、熱容與透光度對(duì)比:對(duì)于墻體,軟木材料厚度為19cm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于磚的29.4cm,同時(shí),軟木材料熱容僅有0.63KJ•m-2•k-1,導(dǎo)熱性能最好;對(duì)于樓板結(jié)構(gòu),磚和金屬的厚度都在10cm左右,而軟木只有3cm,同時(shí),其熱容為34.63KJ•m-2•k-1,遠(yuǎn)低于另外兩種材料的88.20KJ•m-2•k-1,軟木材料的低透光度也保證了室內(nèi)良好的居住環(huán)境。
3.2.3麥秸板麥秸板是利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)剩余物——麥秸制成的一種性能優(yōu)良的人造復(fù)合板材。[5]秸稈是一種可再生的、資源豐富的、不受地域限制的建筑材料。由于秸稈質(zhì)輕,具有極好的保溫隔熱性能,且節(jié)能環(huán)保,無甲醛釋放,因此相較于傳統(tǒng)材料,在加工運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)耗能少。而且,與其他建筑材料如木材相比,秸稈的生長周期不到一年,因此不需投入大量的額外能量。首個(gè)秸稈建筑的會(huì)議于1993年召開,但隨后秸稈技術(shù)發(fā)展十分緩慢,很多人對(duì)秸稈建筑的安全性和舒適性都提出了質(zhì)疑。但在臨時(shí)建筑的使用過程中,秸稈可以充分做到因地制宜,其對(duì)環(huán)境影響可以忽略不計(jì),在環(huán)境不斷惡化的今天,如何將秸稈更合理運(yùn)用到建筑領(lǐng)域,甚至用其改善混凝土的性能,仍舊有十分巨大的研究前景。
4結(jié)語
由于災(zāi)后環(huán)境惡劣,木塑材料和紙質(zhì)材料具有更好的抗菌性、耐腐性及穩(wěn)定性,能更好地適應(yīng)惡劣的環(huán)境,經(jīng)得住長期的風(fēng)吹日曬。木塑材料的原料來源于廢棄的木粉、稻殼、秸稈等植物、廢料以及回收的塑料垃圾,并且能夠回收利用,因此,從長遠(yuǎn)的角度來看更具有環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性。[6]臨時(shí)性建筑其材料的選用應(yīng)充分考慮地域因素,例如在地中海區(qū)域可以充分采用軟木橡樹這一材料,既能最大限度地滿足災(zāi)民和難民居住功能,又能有效控制成本;在麥秸使用范圍廣的區(qū)域,應(yīng)加快麥秸技術(shù)的研究進(jìn)程;同時(shí),紙筒結(jié)構(gòu)技術(shù)的趨于成熟和普及程度的加大,將使得新型紙筒結(jié)構(gòu)作為最環(huán)保、便利、適應(yīng)人群最廣的材料運(yùn)用到臨時(shí)性建筑中。
【參考文獻(xiàn)】
[1]于躍.建構(gòu)視野下臨時(shí)過渡性建筑的地域性探討[D].成都:西南交通大學(xué),2013.
[2]劉鑫棟.對(duì)我國災(zāi)后臨時(shí)性住房的設(shè)計(jì)探索[J].建筑設(shè)計(jì),2017(3):51.
[3]解本豪.新型紙筒材料在臨時(shí)建筑中應(yīng)用的探索[J].材料,2015(5):16-17.
[5]王迪,張?zhí)煊?新型環(huán)保材料在臨時(shí)性建筑中的探索[D].天津:天津大學(xué)建筑學(xué)院,2010.
[6]琚飛凡.解析災(zāi)后臨時(shí)性建筑中材料的運(yùn)用[D].鄭州:河南大學(xué),2016.
作者:熊仁愷 劉穎 彭夢(mèng)蝶 單位:西華大學(xué)土木建筑與環(huán)境學(xué)院