集装箱设计

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集装箱建造

坚固的钢制集装箱在20世纪50年代中期被发明和发展用于货物运输。30多年后,美国第一个将集装箱改造成可居住建筑的专利申请成功。

如今,世界许多地方都在使用回收集装箱,包括荷兰、美国、英国、法国、以色列和南非。此外,它们还用于许多不同的用途,包括移动现场办公室、住房、度假胜地、商店、餐厅、咖啡厅、酒吧、会议和培训室、停车服务亭、诊所、学校,甚至用于独立的沐浴设施和创新的健身房。它们也通常用于储存几乎任何种类的物品,包括家庭用品;许多公司租用大量储存在安全地点的集装箱。

即使它们仅以三种标准尺寸制造,运输容器也非常多样化,它们是严格的国际标准。无可责任世界上最强大的盒子,多个单位可以以无数的方式组合。它们可以彼此旁边或堆叠以创建多层结构。它们可以通过移除两个容器的一侧来重新配置到较大的空间中以加倍其尺寸。或者它们可以在一个具有覆盖容器以及中央或相邻空间的公共屋顶结构的区域周围使用。

但钢铁运输容器真的只是一种创新的建材。除了运输货物并将各种东西储存,从原材料到珍贵的财产,如果他们将用于人类居住,他们需要大幅修改。门窗需要安装,并安装了管道和电机。需要考虑加热,通风和空调(HVAC)的所有元素,并将其纳入良好的考虑设计。根据转换的运输集装箱的功能将满足,可能还需要将全面的防火系统纳入设计中。

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集装箱转换最初是作为一种高度经济的建筑形式提出的,通常比传统的砖混砂浆或木材结构更具成本效益,完成速度更快,劳动强度更低,但以人为中心的结构需要与传统建筑相同的技术,以使其适合用途。

用于应急避难所或传统的预制建筑,可能作为现场组装的结构,形成基本的现场办公室,甚至基本的住宿,集装箱将配备门窗,并将包含某种隔热材料。但机械、电气和管道系统通常非常基本,仅限于自来水和必要的电气化。当容器转换设计用于外壳和其他更永久的功能时,机械、电气和管道(MEP)工程专业人员的输入是至关重要的,因为要求要复杂得多。

通过与拥有经验和能力的工程师密切合作,以确保MEP系统符合当地建筑规范和规定,建筑师可以创造时尚,环保的家园,办公室和其他建筑物,这些建筑物都可持续和美学上有吸引力。

集装箱设计
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由美国卡车司机开发的Malcolm McLean,他们拥有美国最大的卡车运输业务之一,在20世纪40年代和50年代,运输集装箱彻底改变了国际运输业。

虽然McLean的原始容器在尺寸(所有35英尺),极强,可堆叠和可锁定方面标准化,但它们相对基本。但该行业快速发展,并于1968年介绍了第一个国际标准化组织(ISO)标准。这些定义了货运集装箱的术语,尺寸和额定值以及应识别的方式。

根据这些原始标准,对海运集装箱的尺寸进行了监管。所有通用(GP)容器的宽度略小于2.5 m或8 ft:

  1. 20英尺(6米)容器,可测量20英尺x 8 ft(6.058 m x 2.438 m),高8.5英尺(2.591米)。这些也可用作高级别的高分子9.5英尺(2.896米)。
  2. 40英尺(12米)的集装箱,尺寸为40英尺x 8英尺(12.192米x 2.438米),高度为8.5英尺(2.591米)。高立方体也可用。
  3. 10英尺(3米)容器,可测量10英尺x 8 ft(2.991 m x 2.438 m),高8.5英尺(2.591米)

今天,有不同类型的容器,专为不同的目的而设计,包括用于在海洋上运输干货物的那些,以及用于存放和运输需要冷藏的物品的refefers。还有专门的运输集装箱,用于运输超大或非规定货物。但是,GP容器是建筑转换产品的标准。

ISO 1496-1:1990(E),第1系列货运集装箱-规范和测试-第1部分:一般用途的普通货运集装箱详细说明了通过海运、公路或铁路运输的GP集装箱应如何制造。除尺寸外,标准还规定了集装箱每个部分的公差和规格:角配件、端部和侧部结构、墙壁和门开口以及角配件,这对于便于堆放非常重要。

其他重要要求涉及强度,载荷和负载,适用于容器屋顶(或顶部)的锁定装置以及适合门的固定系统。防风雨盖也包含在规格中。用于确保货运集装箱已正确制造的测试程序包括在相同的ISO中。它们包括测试:

  • 堆叠完全加载的容器
  • 从盒子顶部的四个角配件中抬起容器
  • 从盒子底部的四个角配件中提升容器
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提供了另外10个测试程序。这些使制造商能够测试容器的每个部分的强度 - 末端和侧壁,地板和屋顶 - 以及其纵向约束和横向和纵向刚度。还有一个测试检查是否是防风雨的,并且从叉抬起口袋和抓取器臂定位的基座的效率(如果装配))。

虽然设计了这些标准,以确保航运集装箱在运输之前,运输前,运输前以及运输之前的运输和储存,而且为适用于集装箱转换或建筑项目的人提供安心。在为新的建筑项目选择使用的容器时,重要的是评估其结构完整性,这是工程师可能发挥的另一个作用。在海洋运输后,旧容器可能会损坏和生锈。此外,它们有时涂有铅基涂料或其他产品,以保护金属表面免受水分和海水中的盐。这些必须出于安全原因涵盖。然而,建筑师普遍为设计具有新地板,天花板和墙壁的容器结构,包括内部和外部。这有效地涵盖了叮咬和凹痕,并且还提供了一种安装基本绝缘的简单手段。也就是说,对于项目指定的新装运容器并不罕见。

虽然基本的管道和动力相对容易安装,但加热和冷却系统通常在这一环境中呈现出一项重大挑战,这就是为什么越来越多的建筑师喜欢与集装箱建设项目一起使用MEP工程师。另一个因素是,即使容器本身根据严格的国际(ISO)标准而制造,也有代码和规定,当容器被转换以进行替代使用时必须遵循。这些通常依赖于从地区到地区,城市到城市,甚至国家到国家的地方法规。有些地方甚至可能没有规定,这可能会转化为缺乏控制,或者另一方面,到毯子禁止。例如,虽然所谓的预制晶圆结构的代码可能不严格,但在许多地方,与集装箱结构有关的规定可能是严格的,因为这种类型的结构主要是未经测试的。

在继续运输集装箱建设之前,必须确定基本规则。

船舶集装箱设计的好处
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我们已经提到过运输集装箱设计比传统建筑更具成本效益,并且在许多方面都更快。它特别喜欢迎合入门级和学生住宿的设计。集装箱办公室通常作为“即插即用”解决方案,在那里他们送到准备连接到水电和电力的网站上,无需其他主要工作。尽管如此,它们可以定制以满足客户规范。

此外,它们是便携式的,几乎可以运输到世界上任何地方,包括偏远地区。其他优点包括,大多数集装箱结构不需要广泛的土方工程或基础,尽管基础系统是必需的。设计也很容易适应倾斜的场地,这往往会增加传统建筑方法的成本。由于它们是模块化的,单个容器可以单独使用,也可以配置多个单元,以进行复杂的设计,或满足大量人员或多个家庭的需求。

当然,最终的成本将取决于为建筑物选择的固定装置和配件,以及MEP系统的复杂性。

我们还讨论了钢制集装箱坚固耐用这一事实。一般来说,它们能抵抗霉菌、火灾和经常攻击木结构的昆虫。

一个很大的优点是,无论集装箱结构的尺寸和设计如何,单个单元都可以在工厂环境中转换,然后交付到设计中的各种集装箱组装和完成的现场。现场活动可能包括屋顶、覆层、连接和内部安装供水和其他管道元件以及电力、天然气和暖通空调系统。

事实上,在所谓的海运集装箱建设中,货运集装箱是核心,但这并不意味着不使用传统材料。事实上,设计师很容易将木材、砖块、灰泥甚至其他金属制成的元素结合在一起。当然,HVAC和MEC系统都应该是可持续的,并与传统建筑项目中使用的相同系统保持一致。

集装箱结构的MEP挑战
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任何容器结构的MEP系统都很重要,而不是结合在结构设计中的绝缘。空间限制方面的挑战远大于传统砖或木材住宅。

考虑许多管道,电缆,通风口等。除非在建筑物内部的内部覆盖物,否则这些不能纳入其中,其中绝缘和各种部件可以定位。

因此,设计者通常包括容器内部周边周围的非负载框架,其可以使用都可以使用石膏板或另一种类型的干壁材料。然后,MEP系统组件可以隐藏在框架完成后完成的间隙内。在这个早期阶段也削减了窗户和门。

通风,冷却和加热,MEP工程师也将监督,这是另一个主要挑战,主要是由于容器高度低。通常,如果浅管劳动可以在略微悬挂的天花板上隐藏,则可以合并标准通风系统。辐射加热和冷却系统需要更少的空间,因为它们利用软管而不是金属管道。

架构师不必在安装阶段面对重大挑战,而可以通过一开始就与MEP公司合作来减少潜在问题。它通常值得花掉每一美元。

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