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临时过渡建筑中建筑材料运用

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[摘要]临时过渡性建筑是指在一段时间内能代替永久建筑承担一些基本功能与使用要求的建筑,在如今难民问题加剧、自然灾害频发的背景下,传统的“过渡安置房”已暴露出不少弊端,导致安置结果不理想。对纸筒、软木和麦秸板三种新型材料的物理性能进行分析,提出在未来应更多地使用木塑材料和纸质材料,建筑材料的选用也应充分考虑地域因素。

[关键词]临时建筑;建筑材料;结构体系;软木橡树

2016年10月13日,联合国国际减灾战略署发布最新报告显示:过去20年,全球约135万人死于自然灾害,其中约有56%的人死于地震和海啸,如何预防灾害的发生和正确采取灾后应急措施已成为全世界需要面临的共同问题;同时,由于受到战争、种族迫害和其他政治因素的影响,国际难民问题日益严峻,在全球化的今天,难民问题已不再是某个国家或单个地区的问题,而是需要全世界共同面对的问题。在大量的移民背景下,众多国家由于难民安置资源有限,安置难民成本核算较高等诸多问题而显得力不从心。

1临时过渡性建筑概述

临时过渡性建筑是指在一段时间内,能代替永久建筑承担一些基本功能与使用要求的建筑。德国纤维编织馆、荷兰海尔伦小住宅建筑、巴塞罗那身份馆都是现代临时性建筑群的代表。临时过渡性建筑由于其自身的灵活性、便捷性、移动性以及环保性能,即可以被按照需求进行装配拆除或者回收再利用,变成其他的建筑形态,因此在灾后应急中发挥着重要的作用。建筑材料是建筑进行自我表达的方式,不同的建筑材料具有不同的物理特性。掌握材料的属性是人们进行建造活动的基础。在不同建筑中应根据其使用功能的不同选择不同物理特性的建筑材料。[1]在大量接受难民的地区,安全有效的临时住宅搭建将减少在难民安置过程中容易爆发的资源和种族冲突问题,从而重新构建难民安置秩序,通过因地制宜和自我援助的方式也将使建设成本得到合理控制,从而减轻接纳国的经济负担,使难民问题得到有效控制。因此,选择合适的建筑材料将是临时性建筑构建的首要因素。

2临时过渡性建筑结构体系分析

临时过渡性建筑一般常用的结构体系包括:墙承重结构体系、框架结构体系和空间结构体系。其中:墙承重结构的刚度分布比较均匀,可以依据不同建筑材料设计成不同形态;框架结构体系的墙体不承重,仅起维护分隔作用,框架结构具有空间分隔灵活、自重轻、节省材料等优点;空间结构体系使用范围较广,常见于博物馆、展览馆等临时性建筑结构中,具有网架、拱结构等形式。空间结构体系由空间传力,能最大限度发挥结构的力学性能。

3临时过渡性建筑选材

3.1传统建筑材料

传统的灾后重建划分为三个阶段:帐篷阶段、过渡安置阶段和重建工作阶段。过渡安置期是灾后重建安置灾民的重要阶段,传统的过渡安置大多采用“过渡安置房”,其实质是活动板房,一种以轻钢为骨架,以夹芯板为围护材料的临时性建筑,并根据种类不同可分为水泥活动房、镁磷活动房和彩钢板活动房。然而,过渡安置房在其制作、运输、组装、居住、回收等过程中所暴露出来的弊端往往导致了安置结果的不理想。[2]活动板房的抗风性能、保温性能和隔音效果较差,无法对环境变化做出及时反应;其次,普通板房密封性差,空间利用率低,外观单一,大多数的活动板房夹芯板含有芯材EPS,一种密闭孔构造的硬质泡沫塑料,毒性较高,因此活动板房很容易发生火灾而造成巨大危害。

3.2新型建筑材料

由于传统建筑材料存在诸多弊端,因此在现代临时过渡性建筑中开始运用大量新型建筑材料。

3.2.1新型纸筒材料由纸筒材料搭建的临时过渡性建筑墙体是由若干根相同的纸筒围合而成,按照合理的尺寸设计,纸筒通过底部插入满堂基础的凸起,顶部插入圈梁的凹槽,从而实现固定。由于纸筒材料本身轻便,导热系数小,保温隔热性能好,因此有利于控制夏季制冷和冬季采暖的能源开支。[3]其次,从力学角度上,纸筒材料具有较高的抗弯强度和抗压强度,能够满足日常建筑的强度需求。日本建筑师坂茂从1995年就开始致力于用纸筒材料搭建临时避难所,随后在99年土耳其地震,08年汶川地震,10年海地大地震中,趋于成熟的纸筒避难所概念开始得到推广。纸筒避难所的搭建趋于简易,大都是由设计师和当地居民一起完成,装配效率快,回收利用率高,08年意大利拉圭拉发生巨大地震,坂茂仅耗费50万欧元建造出临时音乐厅,纸筒材料的低成本和高性能将使得其在临时过渡性建筑中得到广泛应用。

3.2.2软木橡树材料天然的软木取自于软木橡树,其大量种植于地中海区域,对气候具有较高的敏感性。天然的软木弹性较好,具有极佳的耐久性,是一种天然材料。[4]1932年建造的北京图书馆大量使用了这种软木材料,到2000年返修时,已使用了接近68年。通过将软木材料与砖、金属等传统材料的厚度、热容与透光度对比:对于墙体,软木材料厚度为19cm,远远低于砖的29.4cm,同时,软木材料热容仅有0.63KJ•m-2•k-1,导热性能最好;对于楼板结构,砖和金属的厚度都在10cm左右,而软木只有3cm,同时,其热容为34.63KJ•m-2•k-1,远低于另外两种材料的88.20KJ•m-2•k-1,软木材料的低透光度也保证了室内良好的居住环境。

3.2.3麦秸板麦秸板是利用农业生产剩余物——麦秸制成的一种性能优良的人造复合板材。[5]秸秆是一种可再生的、资源丰富的、不受地域限制的建筑材料。由于秸秆质轻,具有极好的保温隔热性能,且节能环保,无甲醛释放,因此相较于传统材料,在加工运输等环节耗能少。而且,与其他建筑材料如木材相比,秸秆的生长周期不到一年,因此不需投入大量的额外能量。首个秸秆建筑的会议于1993年召开,但随后秸秆技术发展十分缓慢,很多人对秸秆建筑的安全性和舒适性都提出了质疑。但在临时建筑的使用过程中,秸秆可以充分做到因地制宜,其对环境影响可以忽略不计,在环境不断恶化的今天,如何将秸秆更合理运用到建筑领域,甚至用其改善混凝土的性能,仍旧有十分巨大的研究前景。

4结语

由于灾后环境恶劣,木塑材料和纸质材料具有更好的抗菌性、耐腐性及稳定性,能更好地适应恶劣的环境,经得住长期的风吹日晒。木塑材料的原料来源于废弃的木粉、稻壳、秸秆等植物、废料以及回收的塑料垃圾,并且能够回收利用,因此,从长远的角度来看更具有环保性与经济性。[6]临时性建筑其材料的选用应充分考虑地域因素,例如在地中海区域可以充分采用软木橡树这一材料,既能最大限度地满足灾民和难民居住功能,又能有效控制成本;在麦秸使用范围广的区域,应加快麦秸技术的研究进程;同时,纸筒结构技术的趋于成熟和普及程度的加大,将使得新型纸筒结构作为最环保、便利、适应人群最广的材料运用到临时性建筑中。

【参考文献】

[1]于跃.建构视野下临时过渡性建筑的地域性探讨[D].成都:西南交通大学,2013.

[2]刘鑫栋.对我国灾后临时性住房的设计探索[J].建筑设计,2017(3):51.

[3]解本豪.新型纸筒材料在临时建筑中应用的探索[J].材料,2015(5):16-17.

[5]王迪,张天宇.新型环保材料在临时性建筑中的探索[D].天津:天津大学建筑学院,2010.

[6]琚飞凡.解析灾后临时性建筑中材料的运用[D].郑州:河南大学,2016.

作者:熊仁恺 刘颖 彭梦蝶 单位:西华大学土木建筑与环境学院

临时过渡建筑中建筑材料运用责任编辑:张雨    阅读:人次
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