謝瑞云，孫曉麗，劉瀟睿

（新疆北新建材工業(yè)集團有限公司，新疆烏魯木齊 830000）

0 前言

按照常規(guī)流程，3 萬多平米建筑量的項目，至少要2 年。而火神山醫(yī)院作為一座設計施工難度大的傳染病醫(yī)院，又適逢大量工人春節(jié)假期返鄉(xiāng)，即使這樣，火神山醫(yī)院還是像從地里躥出來一樣：一天內(nèi)平整好5 萬m2場地；三天內(nèi)拿到施工圖，并建起第一間樣板房；第五天集裝箱板房陸續(xù)到場，并建起1 棟雙層病房區(qū)鋼結(jié)構(gòu)；第八天則完成了基礎混凝土澆筑、住院樓數(shù)百套集裝箱板房吊裝，配套設施也搭建過半；又用了一天完成室內(nèi)基礎設施、醫(yī)療配套設施的安裝。第十天，一個容納1000 張床位的醫(yī)院交付了。

速度的背后，是我國建造技術(shù)的創(chuàng)新?；鹕裆胶屠咨裆絻勺t(yī)院的建設，均采用了行業(yè)最前沿的模塊化集裝箱建筑技術(shù)，最大限度采用拼裝式工業(yè)化成品，同時，在外部拼接后進行整體吊裝，將現(xiàn)場施工和整體吊裝穿插進行，大幅減少現(xiàn)場作業(yè)的工作量和時間，實現(xiàn)效率最大化。

1 模塊化建筑空間的基本理論

模塊化房屋是以標準集裝箱為基本模塊，采用制造模式，在工廠完成各模塊的結(jié)構(gòu)建造和內(nèi)部裝修，并能按不同的用途和功能在工程現(xiàn)場快速組合成各種風格的房屋建筑。這些模塊在工廠以工業(yè)化流水線制造，完成模塊結(jié)構(gòu)和內(nèi)部的所有裝修，再運輸?shù)浇ㄔ飚數(shù)卮罱ǔ赏暾慕ㄖ?/p>

模塊化房屋可以大量縮短建造時間，更具靈活性和移動性。比傳統(tǒng)建造方式更安全、更安靜、更環(huán)保，有效地保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和連續(xù)性。同時給建筑設計提供了更大的發(fā)揮空間，新模塊化房屋采用標準集裝箱尺寸為主要單元模塊，充分考慮到運輸?shù)目尚行裕梢杂脗鹘y(tǒng)的運輸方式完成海運和陸運。由于模塊化房屋的可移動性，提高了住宅和土地的使用效率，節(jié)約資源。

模塊化建筑旨在組合，以經(jīng)由工廠提前定制模塊構(gòu)件的形式，通過現(xiàn)場組裝，構(gòu)造成形狀各異的建筑物。相比傳統(tǒng)建筑，模塊化房屋在節(jié)約勞力、周期和提高建筑質(zhì)量上有以下優(yōu)點：建造時間可以節(jié)約60%，大大節(jié)約了時間和成本。建造工地的勞力最少節(jié)約70%，從而使現(xiàn)場的管理、材料堆存和保管以及施工安全性得到更好的保障。

2 模塊化集裝箱住宅特點

2.1 安全性

作為結(jié)構(gòu)主要材料的鋼材，內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織均勻，比較接近于勻質(zhì)和各向同性體，在一定的應力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的，實際受力情況和工程力學計算結(jié)果接近，設計更準確，無徐變和收縮現(xiàn)象。

鋼結(jié)構(gòu)作為目前抗震性能最優(yōu)的結(jié)構(gòu)體系，自身重量輕，在地震作用下承受的地震力更小，同時自重比傳統(tǒng)混凝土低20%左右，可以有效縮小基礎截面，特別適合在地基承載力不良的地域使用。

鋼結(jié)構(gòu)本身的設計、施工、驗收規(guī)范齊全，能夠較好地指導項目推進和竣工，同時鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點連接采用全螺栓連接，減少了現(xiàn)場的焊接工作量，同時鋼結(jié)構(gòu)梁柱的螺栓孔均在工廠預留，現(xiàn)場直接連接，減少了現(xiàn)場沖孔的工作量，提高了作業(yè)效率。

2.2 節(jié)能性

新型輕質(zhì)圍護板材，不助燃，不霉變，不蟲蛀，裝修一次到位，少維修，管線可暗埋在墻體及樓層結(jié)構(gòu)中，墻體為輕鋼結(jié)構(gòu)符合夾心墻板和輕質(zhì)復合墻板，增加使用面積5%～8%，空間跨度大，可重新分隔空間改變使用功能，更好地滿足住戶的要求；鋼材可回收利用，輕鋼結(jié)構(gòu)符合夾心墻板、輕質(zhì)復合樓板等新型材料，符合建筑節(jié)能和環(huán)保的要求。

2.3 時效性

模塊化集裝箱住宅50%以上的作業(yè)量由工廠加工，剩余的少量工作需在施工現(xiàn)場進行安裝?，F(xiàn)場施工內(nèi)容除了基礎及屋頂?shù)容^大構(gòu)件的施工和裝配外，還包括管線等的安裝和施工，因此可在1—3d 內(nèi)結(jié)束全部工程，提高時間利用率；施工周期短，投資回報快，資金風險低，投資效益高，制作、運輸、安裝、維護方便。

2.4 穩(wěn)定性安全性

集裝箱住宅主要以鋼結(jié)構(gòu)為主，通過焊接及螺栓連接的方式形成一個組合體空間結(jié)構(gòu)，每一個箱體房屋都是獨立的、堅實的結(jié)構(gòu)單元，具有堅固、安全、耐用性和實用性高的特點，并具備防水、防火、防震、保溫的性能。鋼結(jié)構(gòu)住宅輕質(zhì)高強，減輕結(jié)構(gòu)自重約30%，使基礎設計簡單化，減少基礎造價，尤其適用于地質(zhì)條件較差的地區(qū)。

模塊化集裝箱房屋的結(jié)構(gòu)主體所采用的鋼結(jié)構(gòu)噴涂非膨脹型防火涂料保護，防火等級二級，設計耐火極限鋼柱大于2.5h，鋼梁大于1.5h，梁柱節(jié)點處防火圖層厚度等于相鄰構(gòu)件的防火涂料厚度，所選的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料與防銹蝕油漆之間應進行相容性試驗。

3 模塊化集裝箱房屋的施工工藝

模塊化集裝箱房屋的集成程度和安裝速度取決于其模塊和工程內(nèi)容設計的標準化程度。各個模塊之間通過螺栓連接，操作簡單便捷。

模塊化集裝箱房屋工程內(nèi)容主要包括地面工程、屋面工程和墻面工程，地面工程從下至上依次為6mm 鍍鋁鋅鋼板、厚度為100mm 的帶鋁箔的玻璃絲棉卷氈、厚度為25mm 的水泥纖維壓力板、厚度為2mm 的聚氯乙烯地板革及厚度為11mm 的木地板；屋面工程從下至上依次為金屬條形吊頂板或硅酸鈣吊頂板、帶鋁箔的厚度為100mm 的玻璃絲棉卷氈、360°咬口無釘型或明釘型6mm 厚鍍鋁鋅鋼板；節(jié)點連接使用10.9 級M20 高強螺栓施加摩擦力，以減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的間隙，并在箱角間安裝厚度為10mm 的橡膠片，用以緊縮箱角間隙，并使用改性硅烷膠填充拼縫，從而達到防雨和保溫的目的。彩鋼板的各項指標均應符合現(xiàn)行國家規(guī)范及規(guī)程，對于暴露在露天的螺栓、墊片、螺帽等采用鍍鋅材料，對于有防水要求的自攻自鉆螺絲，均有橡膠密封墊圈，所有墻面板外露螺桿頭的顏色、除銹、防腐能力要與墻板相匹配。

管線的吊掛要求，主消防管必須就近于鋼柱或鋼梁設置，平行于鋼梁的主消防管吊點不得大于2.5m，垂直于鋼梁的主消防管在每個鋼梁節(jié)點處加設槽鋼，并從槽鋼上設置吊點。對于無鋼梁的小噴淋管，于檁條上設置吊點，檁條采用螺栓連接，檁條使用電鉆開10mm 的圓孔。檁條懸掛管道時，避開檁條中部位置，每道檁條設置一處掛鉤，掛鉤在一條直線上。懸掛在檁條上的構(gòu)件掛點間距不得超過2.5m，同一根檁條只允許最多四個掛點，且掛點間距不得少于2m。

模塊化集裝箱房屋在鋼柱內(nèi)設防雷通長縱筋，而且與基礎焊接聯(lián)網(wǎng)，所有外露鐵件均涂刷防銹漆二底二面。

4 模塊化集裝箱住宅的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

4.1 國外模塊化集裝箱住宅的發(fā)展現(xiàn)狀

國外的模塊化集裝箱房屋建筑體系有著專業(yè)成熟的建筑市場環(huán)境支持，及成熟的設計和應用領(lǐng)域。國外已經(jīng)產(chǎn)生專業(yè)化的集裝箱建筑設計事務所，例如美國LOT-EK 設計事務所便是集裝箱建筑設計市場具有較高知名度的設計事務所之一，它專注利用集裝箱進行建筑設計創(chuàng)作和研究，并且制作了第一個獨立的集裝箱建筑居住空間。世界各國推行建筑工業(yè)化做法和要求不盡相同，但各國的建筑工業(yè)化的基本內(nèi)容和發(fā)展方向一般概括為：標準化：求設計標準化與多樣化相結(jié)合，構(gòu)配件設計要在標準化的基礎上做到模塊化、系列化、通用化。

4.2 國內(nèi)模塊化集裝箱住宅的發(fā)展現(xiàn)狀

在國內(nèi)，模塊式集裝箱住宅由于其造價低、周期快、易拆卸易運輸?shù)戎T多優(yōu)勢，應用于各類建設項目，如“火神山醫(yī)院”、災區(qū)過渡性用房、風景區(qū)季節(jié)性用房、施工拆遷周轉(zhuǎn)性用房以及軍事營房等。近幾年來，國內(nèi)的模塊化住宅創(chuàng)新設計成為裝配飾住宅的后起之秀。

4.3 模塊化集裝箱住宅存在的問題

我國在裝配式集裝箱住宅研究方面關(guān)注度不高，在近幾年才有了突破性的發(fā)展與研究，總體設計水平較低，沒有形成系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，同樣缺少系統(tǒng)性的設計標準及專業(yè)建筑法規(guī)。國內(nèi)建筑行業(yè)及工程師大部分關(guān)注點在設計方面，對模塊化住宅集成性的研究較淺。同時模塊化住宅多集中使用臨時建筑以及工地臨舍等，后續(xù)要逐漸向景區(qū)建筑、高端定制衛(wèi)生間等標準化程度高的建筑方向發(fā)展。

除此之外，模塊化集裝箱住宅結(jié)構(gòu)本身存在著的防火性能較差的問題，溫度過高的情況下鋼結(jié)構(gòu)會發(fā)生融化情況，另一方面，鋼結(jié)構(gòu)易發(fā)生銹蝕，需做好較高要求的防銹工作。

5 結(jié)語

模塊化建筑的產(chǎn)生是適應市場經(jīng)濟需要及產(chǎn)業(yè)多樣化的時代產(chǎn)物，遵循可持續(xù)發(fā)展的建筑設計理念，施工方便，運輸便捷，節(jié)能環(huán)保，實現(xiàn)模塊化住宅的工業(yè)化發(fā)展，推進以住宅為重點的建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的改革，在傳統(tǒng)建造方式的基礎上，不斷提高工業(yè)化生產(chǎn)水平，逐步探索出適應地域的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之路。