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集裝箱建筑適應性設計與建造研究(46)

2013年7月1日

第 6 章 集裝箱建筑建造的基本流程及改造措施

6.1 集裝箱建筑建造的基本流程

建造集裝箱建筑雖然復雜,與常規結構建造過程迥異,但卻有著共通的設計和建造流程,一般需要如下幾個基本流程和步驟(圖 6.1)。

第一步,研究所需建筑的空間使用情況,與集裝箱箱體預估改造完畢的模塊化內部空間進行對比,確定建筑設計方案和相應的結構布置方案。

第二步,需要在購買過程中,對集裝箱的大小、型號、類型、售價進行前期研究,確定購買的集裝箱種類并購買到位。

第三步,對購買的舊集裝箱箱體進行修復,打磨掉多余或者已經銹損的部分,對箱體噴涂防銹漆并對外部向陽處噴涂保溫隔熱涂料。

第四步,按照前期建筑設計方案中改造的需要進行破拆金屬結構,切割出門窗洞口。

第五步,依據前期結構設計方案,在需要進行結構補強的地方焊接附加鋼結構。

第六步,在切割出的洞口部分采用焊接的方法安裝門框窗框,以及焊接箱體內部龍骨。

第七步,安裝保溫材料。

第八步,預埋安裝電線,給排水管材。

第九步,安裝整體浴室,廚房和臥室的固定家具。

第十步,安裝墻板和吊頂板等飾面板材。

第十一步,選用合適的地面材質,鋪貼安裝地面材料。

第十二步,對細節進行整理,比如安裝燈具,安放活動家具等。

在集裝箱建筑設計和建造的基本流程中,一至二步驟是進行相應的模塊化空間設計并選取合適的箱體材料,由于相同的空間可以由單獨的40英尺箱體或者兩個20英尺箱體構成,而對箱體的選擇結構布置完全不同,因此這個過程是必須經歷的前期設計。三至六過程為箱體處理階段,由于箱體為金屬材料需要使用焊接設備,同時考慮到保溫材料的易燃性,此過程須排列在保溫材料之前。七至八步驟為建筑性能改造階段,管線盡量考慮埋設在保溫材料中間,以節約室內凈空。十至十二階段為裝修裝飾階段,整體浴室、廚房等設備首先進入室內與管線連接,隨后將地面和墻面、天花的剩余飾面材料鋪貼至固定設備邊緣,最后安裝安排其他如燈具、開關和家具等其他設備。

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圖 6.1 集裝箱設計建造基本流程

6.2 集裝箱建筑的改造措施研究

6.2.1 集裝箱保溫改造措施

由于集裝箱箱體為金屬結構,導熱系數很大。因此為了獲得良好的室內熱環境,需要對集裝箱進行保溫改造。集裝箱的保溫改造一般有三種情況:箱體內部進行保溫處理、箱體外部保溫處理、以及直接選用帶有保溫構造的冷藏集裝箱。由于冷藏集裝箱很難進行破拆改造,同時價格不經濟,箱體來源較少,不適合作為集裝箱建筑的改造使用,因此本文主要研究前兩種集裝箱建筑箱體保溫處理方式。

6.2.1.1 箱體內部進行保溫隔熱處理

當采用內部保溫處理時,箱體的改造工作可以在工廠內完成,箱體外部為堅固的金屬結構,各種吊裝孔依然保留,能夠方便的進行吊裝、轉運而不會破壞脆弱的保溫層。這類集裝箱建筑一般為需要暴露集裝箱箱體金屬結構特征的組合式建筑,以及需要頻繁拆裝轉運的單箱體、少量箱體的集裝箱建筑。

在進行保溫隔熱的具體處理過程中,主要有以下幾項注意點。

1. 在同等情況下選用厚度較薄的保溫材料

由于箱體內部空間有限,因此在集裝箱建筑保溫設施改造中,需要依據項目建設當地的氣候條件,通過節能保溫計算在達到保溫性能的前提下盡量選用厚度較薄的保溫材料及構造措施,以充分節約室內空間。例如使用聚氨酯泡沫保溫材料,填充集裝箱箱體波紋金屬板斷面的凹口內,充分利用空間;并同時選用高熱阻值,如氣凝膠保溫板、真空絕熱板(vip)等新型保溫材料,可以顯著減少保溫材料對室內空間的占用。

2. 選用滿足安全環保等需求的保溫材料

由于集裝箱箱體本身帶有的鋼材特性,防火性能較差、隔音不佳等物理特性。在選用保溫材料時,應該考慮滿足多樣化性能需求的保溫材料,如具有較好耐火性能、隔音性能的保溫材料,同時選用憎水性材料,以防止保溫材料吸水導致箱體腐蝕。

3. 不同部位選擇相應的保溫構造措施

在集裝箱箱體的墻面、頂棚、以及地板處,保溫構造選用不同的構造連接措施。

集裝箱建筑在墻體的保溫構造處理中,通常采用木龍骨的固定方式。首先在集裝箱室內波紋型鋼板的凹入部分塞入木龍骨,然后用金屬擋板靠緊木質龍骨,并將擋板焊接在箱體上卡緊固定木龍骨。隨后依據保溫材料的特性及厚度,將保溫板及外部飾面板固定在豎向龍骨上,最后封上飾面板材。采用木龍骨的方式能最大限度減少熱橋的發生。

此外還可以使用鋼制龍骨作為保溫材料及外飾面材料的固定方式。在圖 6.2 中所示,Z形鋼龍骨每隔610毫米設置一道,焊接在集裝箱箱體鋼結構上。鋼箱體和飾面材料之間填充40毫米厚的巖棉。飾面板材近保溫材料一側使用9毫米厚的膠合板,近室內一側為兩層12.5毫米厚的防火板。整個保溫材料和飾面板總厚度為75毫米。

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