蔡一睿，戚景韜，陳瑩，田雨欣，王慜，韓穎，梁獻(xiàn)超

（金陵科技學(xué)院建筑工程學(xué)院，江蘇 南京 211169）

0 前言

近些年裝配式建筑迎來(lái)了高速發(fā)展期。2017年發(fā)布的《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出到2020年，城鎮(zhèn)裝配式建筑應(yīng)占新建建筑比例超過(guò)15%。與國(guó)外相比，我國(guó)的模塊化建筑還處于起步階段，僅在臨時(shí)建筑、小品和住宅建筑等方面應(yīng)用。

但是2020年的新冠疫情，使得模塊化建筑登上舞臺(tái)，廣泛應(yīng)用于應(yīng)急救災(zāi)領(lǐng)域并大放異彩。最為突出的是武漢的“雷神山醫(yī)院”，其耗時(shí)之短，質(zhì)量之高，充分向國(guó)人展現(xiàn)了模塊化建筑“輕，快，好，省”的優(yōu)點(diǎn)。

本文從模塊化建筑的分類(lèi)入手并分析其特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)不同案例的研究總結(jié)歸納，并針對(duì)現(xiàn)在的災(zāi)害情況自主設(shè)計(jì)一種單元體“蜂宅”作為方案儲(chǔ)備，分析其可行性、適用性。

1 模塊化建筑的分類(lèi)與特征

根據(jù)模塊化建筑集成度的不同，可分為板裝箱式、集裝箱式、板拼式、墻骨結(jié)合式。墻骨結(jié)合式運(yùn)用較多，安裝速度快。板拼式是運(yùn)用形如“L”“T”與“十”的高集成墻板進(jìn)行組裝，多應(yīng)用于別墅建筑。集裝箱式是對(duì)箱體進(jìn)行改造，通過(guò)開(kāi)門(mén)開(kāi)窗和裝修，將其改造成集裝箱建筑，廣泛應(yīng)用于住宅、餐廳、售樓處等建筑。板裝箱式集成度最高，安裝拆卸方便，運(yùn)輸快捷，多運(yùn)用于小型住宅。

根據(jù)使用壽命的長(zhǎng)短不同模塊化建筑可分為永久性模塊化建筑與非永久性模塊化建筑。非永久性（NPMC）是指使用模塊化技術(shù)來(lái)創(chuàng)建可移動(dòng)的建筑物和結(jié)構(gòu)，例如移動(dòng)教室，展示廳或臨時(shí)醫(yī)療診所。

2 我國(guó)模塊化建筑案例分析

模塊化建筑因其組裝靈活、施工簡(jiǎn)便、安裝快速，因此常用于應(yīng)急醫(yī)院、臨時(shí)學(xué)校等應(yīng)急建筑。國(guó)內(nèi)諸多院校及大型設(shè)計(jì)院都對(duì)其有相對(duì)成熟的研究，技術(shù)儲(chǔ)備相對(duì)完善。因此筆者選取了疫情期間搭建的“雷神山醫(yī)院”和“南京江心洲臨時(shí)集裝箱校園”兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行分析。

2.1 應(yīng)急醫(yī)院——“雷神山醫(yī)院”

為應(yīng)對(duì)突如其來(lái)的新冠疫情，國(guó)務(wù)院在武漢市緊急搭建了“雷神山醫(yī)院”，項(xiàng)目占地面積7.9萬(wàn)㎡，醫(yī)療隔離區(qū)約5.1萬(wàn)㎡，設(shè)置病床1600張，可同時(shí)容納醫(yī)護(hù)人員2000人。

2.1.1 規(guī)劃構(gòu)架

與傳統(tǒng)醫(yī)院不同，雷神山醫(yī)院在整體上采用了魚(yú)骨式布局，以醫(yī)護(hù)人員的通道為主軸串聯(lián)左右不同的分支，兩側(cè)間隔布置了病房、藥庫(kù)等。項(xiàng)目采用了37個(gè)功能模塊，分設(shè)南北兩區(qū)。南區(qū)為隔離區(qū)，北區(qū)為病房區(qū)，通過(guò)這種布局方式，使得各模塊分區(qū)規(guī)劃明確，邊界清楚。

2.1.2 功能布局

傳染病通常會(huì)從病原、宿主、環(huán)境三方面進(jìn)行傳播。因此，傳染病醫(yī)院需依據(jù)“三區(qū)兩通道”原則將功能區(qū)分為三類(lèi)：清潔區(qū)、污染區(qū)、半污染區(qū)。由病房、緩沖前室組成污染區(qū)；由污染通道、護(hù)士站、配藥室、辦公室以及醫(yī)護(hù)工作區(qū)組成半污染區(qū)；由值班室、衛(wèi)生間、儀器藥品庫(kù)房組成清潔區(qū)（圖1）。

圖1 功能布局

功能區(qū)的劃分不僅是為了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)組裝，更是為了將傳播風(fēng)險(xiǎn)控制在最低，將病原局限于污染區(qū)。

2.1.3 流線(xiàn)分析

雷神山醫(yī)院的流線(xiàn)分為醫(yī)護(hù)通道與病患通道。醫(yī)護(hù)走道在“魚(yú)骨”位置，患者走道在“魚(yú)刺”位置，在流線(xiàn)上避免交集。同時(shí)醫(yī)護(hù)人員進(jìn)入病房區(qū)前需做好一系列防護(hù)措施后再通過(guò)緩沖室進(jìn)入。最大程度上降低了醫(yī)護(hù)人員被感染的風(fēng)險(xiǎn)。

2.1.4 結(jié)構(gòu)分析

雷神山醫(yī)院采用箱式房屋模塊單元，鋼骨架和冷彎薄壁鋼構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)，其底部鋪設(shè)底框方管，其上鋪設(shè)地板以及地板革，圍護(hù)墻體選用彩鋼復(fù)合材料，頂部設(shè)吊頂板后在其上設(shè)頂框方管、頂框保溫棉和屋頂蒙皮。

醫(yī)院創(chuàng)新地使用了“一板四柱”的結(jié)構(gòu)方式，即“一塊板的重量由四根柱承擔(dān)”，如需增加板的數(shù)量，則柱子數(shù)量也需增加。這種拼接模式，會(huì)出現(xiàn)多柱合一的束柱，其功能類(lèi)似于短肢混凝土剪力墻，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2.2 臨時(shí)學(xué)?！澳暇┙闹夼R時(shí)集裝箱校園”

由于島嶼開(kāi)發(fā)的需要，原中學(xué)需要進(jìn)行改建，為不耽誤學(xué)生課業(yè)，在島嶼搭建一所臨時(shí)學(xué)校滿(mǎn)足日常教學(xué)需求。項(xiàng)目用地為11200㎡，建筑面積為2872㎡。為了有效節(jié)省施工時(shí)間，所有建筑均采用預(yù)制集裝箱構(gòu)件進(jìn)行組裝。

2.2.1 功能區(qū)域分析

學(xué)校由辦公區(qū)、教學(xué)區(qū)、入口廣場(chǎng)以及綠化區(qū)組成。入口為一個(gè)矩形的廣場(chǎng)，教學(xué)區(qū)呈“幾”字形圍繞廣場(chǎng)布置。教學(xué)區(qū)東北向?yàn)檗k公區(qū)，其中一層圍繞中心廣場(chǎng)呈“口”字形布置，二層呈“H”形。教學(xué)區(qū)與辦公區(qū)以連廊為聯(lián)系紐帶，分區(qū)獨(dú)立而又相互連通。同時(shí)安排大量綠化，優(yōu)化學(xué)校環(huán)境。

2.2.2 屋頂結(jié)構(gòu)分析

教室作為學(xué)生所處時(shí)間較多的功能單元，屋頂遮陽(yáng)必須充分考慮。屋頂遮陽(yáng)一般有四種方式：直接鋪蓋式、短柱支承式、篷支式以及外部獨(dú)立支承式。臨時(shí)學(xué)校采用了直接鋪蓋式，教室外部的屋頂中埋藏?zé)艟?，這樣的設(shè)計(jì)不僅滿(mǎn)足照明基本需求，還節(jié)約了建筑成本。

3 中小型模塊化應(yīng)急建筑設(shè)計(jì)

中小型模塊為模塊化建筑組合過(guò)程中的最基本單位。以中小型模塊作為試驗(yàn)點(diǎn)不斷適應(yīng)和完善社會(huì)的發(fā)展，探究模塊化建筑的可能性。筆者以應(yīng)急建筑為例，探討中小型應(yīng)急模塊化建筑在實(shí)際生活中的運(yùn)用。

3.1 測(cè)溫場(chǎng)所設(shè)計(jì)

小型單元組合空間靈活多變，能夠滿(mǎn)足不同的使用需求。新冠疫情持續(xù)發(fā)展，各大公共場(chǎng)所均需設(shè)立測(cè)溫消毒場(chǎng)所對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行檢測(cè)以避免感染，臨時(shí)性的測(cè)溫消毒場(chǎng)所提供了一種新的建筑形式與空間，為模塊化的進(jìn)一步發(fā)展帶來(lái)可能。

筆者以“峰宅”單元出發(fā)，設(shè)計(jì)出無(wú)人檢測(cè)與人工檢測(cè)兩種測(cè)溫場(chǎng)所。無(wú)人檢測(cè)布置檢測(cè)區(qū)與消毒區(qū)，無(wú)人區(qū)配以閘機(jī)與紅外線(xiàn)人體測(cè)溫儀，再進(jìn)行消毒，保障了公共場(chǎng)所人員的安全（圖2、圖3），適用于各大車(chē)站、商業(yè)綜合體、學(xué)校和醫(yī)院。

圖2 無(wú)人測(cè)溫消毒單元體平面圖

圖3 無(wú)人測(cè)溫消毒單元體剖面圖

人工檢測(cè)則是增添放置辦公桌和行李檢測(cè)機(jī)的空間，人通過(guò)行李檢測(cè)通道后，通過(guò)額溫槍人工檢測(cè)體溫，再進(jìn)行消毒，廣泛適用于超市、小區(qū)、博物館等人流量較小的場(chǎng)所（圖4）。

圖4 人工測(cè)溫消毒單元體平面圖

3.2 臨時(shí)安置區(qū)設(shè)計(jì)

針對(duì)于如非典、新冠疫情等各類(lèi)嚴(yán)重的傳染性疾病，臨時(shí)性的隔離就診場(chǎng)所在這兩次大型公共衛(wèi)生事件中發(fā)揮了舉足輕重的作用。疫情雖得到了逐步的控制，但如今洪澇頻發(fā)，近日四川、重慶、湖北等地遭遇了特大洪水災(zāi)害，多地被洪水淹沒(méi)，房屋被摧毀，災(zāi)民無(wú)家可歸。筆者設(shè)計(jì)的“蜂宅”單元體面積約10m2，內(nèi)部配以門(mén)廳、衛(wèi)生間和雙人床以及儲(chǔ)藏間，適合1-2人居住，為受災(zāi)群眾提供臨時(shí)性的安置場(chǎng)所。

單元體在平面上通過(guò)不同排列組合，可以形成單一式、分散式和圍合式三種布局。單一式布局呈現(xiàn)出鏈條的形式，序列性強(qiáng)，在空間上相互分隔，在流線(xiàn)組織上相互聯(lián)系，排列整齊，便于人員管理（圖5）。

圖5 單一式組合的不同布局

分散式的布局可以因地制宜，常用于南方丘陵多水系地區(qū)，單元體朝向和入口方向可以根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蜃鲞m當(dāng)調(diào)整，組合方式滿(mǎn)足當(dāng)?shù)厣盍?xí)俗與文化特色，具有一定的地域性和場(chǎng)所感。一般適用于隔離，或者庫(kù)房。

圍合式的布局能夠營(yíng)造出院落，結(jié)合院落的設(shè)計(jì)能夠營(yíng)造出良好的環(huán)境氛圍，給居住者舒適的心理感受，符合中國(guó)傳統(tǒng)建筑的布局形式（圖6）。

圖6 組合布局

4 模塊化建筑應(yīng)急設(shè)計(jì)運(yùn)用建議

盡管模塊化建筑在應(yīng)急設(shè)計(jì)方面表現(xiàn)突出，但也帶來(lái)不少?lài)?yán)峻問(wèn)題，有待我們?nèi)ヌ幚恚纾合嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)欠缺，生產(chǎn)技術(shù)不夠完善，平戰(zhàn)結(jié)合的綜合服務(wù)能力薄弱等。因此，筆者提出以下幾點(diǎn)建議。

4.1 企業(yè)學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)模塊化建筑與國(guó)外相比生產(chǎn)技術(shù)不嫻熟，標(biāo)準(zhǔn)不明確。企業(yè)應(yīng)加緊開(kāi)展模塊化應(yīng)急建筑的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，同時(shí)向國(guó)外學(xué)習(xí)生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)模塊的分類(lèi)規(guī)劃并數(shù)據(jù)化。

4.2 國(guó)家頒布標(biāo)準(zhǔn)

隨著社會(huì)需求的多樣化，住宅、酒店、學(xué)校等建筑都會(huì)對(duì)模塊化建筑提出更高的要求，而高品質(zhì)的建筑實(shí)施離不開(kāi)國(guó)家的支持。國(guó)家應(yīng)盡早出臺(tái)產(chǎn)業(yè)政策，將應(yīng)急建筑設(shè)計(jì)納入國(guó)家應(yīng)急產(chǎn)品體系，投入資源，大力發(fā)展支持。

4.3 提高平戰(zhàn)綜合服務(wù)能力

平戰(zhàn)綜合能力即緊急情況時(shí)可以緊急調(diào)配，平時(shí)另做他用，合理安排。然而我國(guó)模塊化建筑平時(shí)大都處于閑置狀態(tài)，說(shuō)明非永久性模塊化建筑對(duì)平戰(zhàn)結(jié)合的綜合服務(wù)能力不高。為提高平戰(zhàn)結(jié)合能力，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、合理選址。同時(shí)可以結(jié)合數(shù)據(jù)化、智慧化來(lái)建設(shè)的特點(diǎn)，推動(dòng)模塊化建筑的改造再利用，創(chuàng)造價(jià)值。

4.4 培養(yǎng)新型技術(shù)人才

人才的缺乏，也對(duì)模塊化建筑發(fā)展有不利影響。引進(jìn)和培養(yǎng)設(shè)計(jì)人才、管理人才，加強(qiáng)人才梯隊(duì)建設(shè)，保障人才競(jìng)爭(zhēng)力才能保證模塊化建筑的高質(zhì)量發(fā)展。

4.5 人性化設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們愈發(fā)注重生活品質(zhì)和所處環(huán)境。因此在模塊化建筑的設(shè)計(jì)建造中，不能僅僅滿(mǎn)足于大量出現(xiàn)在全國(guó)各個(gè)建設(shè)工地的集裝箱板房，應(yīng)在滿(mǎn)足基本需求的前提下，增添人性化的設(shè)計(jì)，給予客戶(hù)和使用者更好的居住感受。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)2020年的各種災(zāi)害后，模塊化建筑已完全展現(xiàn)了在應(yīng)急建設(shè)中的優(yōu)越性。但是在優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)的同時(shí)，模塊化建筑的缺點(diǎn)與不成熟也明顯暴露出來(lái)。希望在日后的實(shí)踐分析中，相關(guān)企業(yè)可以盡快完善模塊化生產(chǎn)技術(shù)，國(guó)家可以出臺(tái)規(guī)范政策，為市場(chǎng)和客戶(hù)提供更優(yōu)質(zhì)，更健康的產(chǎn)品。