هندسة حاويات الشحن

منازل مبنية من حاويات مبردة مكدسة

تُعدّ عمارة حاويات الشحن نمطًا معماريًا يستخدم حاويات الشحن الفولاذية كعنصر هيكلي رئيسي . ويُشار إليها أيضًا باسم "عمارة الشحن " أو "عمارة الحاويات " ، وهي كلمة مركبة من " شحن " و" عمارة ". غالبًا ما يرتبط هذا النمط المعماري بحركة المنازل الصغيرة وحركة المعيشة المستدامة .

ازداد استخدام الحاويات كمواد بناء شعبيةً نظراً لمتانتها وتوافرها الواسع وانخفاض تكلفتها وملاءمتها للبيئة. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

غالباً ما تتطلب هندسة حاويات الشحن مخططات تصميم متخصصة لضمان الامتثال لقوانين البناء، مثل قانون البناء السكني الدولي (IRC) وقانون البناء الدولي (IBC)، اللذين ينظمان التعديلات الهيكلية ومعايير العزل ومتطلبات السلامة. ويمكن لمخططات منازل الحاويات المصممة هندسياً باحترافية والجاهزة للحصول على التراخيص أن تسهل بشكل كبير عمليات الموافقة والبناء من خلال توفير مخططات ومواصفات تفصيلية تتوافق مع هذه القوانين. ^{[ 3 ]}

بفضل شكلها ومادتها، تتميز حاويات الشحن بإمكانية تخصيصها بطرق عديدة وتعديلها لتناسب أغراضًا متنوعة. وتجعل الأبعاد القياسية وآليات التعشيق المتعددة هذه الحاويات معيارية ، مما يسمح بدمجها بسهولة في هياكل أكبر تتبع التصميم المعياري . كما يُسهّل ذلك أي توسعات للهيكل، حيث يمكن إضافة حاويات جديدة بسهولة لإنشاء هياكل أكبر. وعندما تكون فارغة، يمكن تكديس حاويات الشحن حتى ارتفاع 12 وحدة.

نظراً لتصميم حاويات الشحن بحيث يمكن تكديسها في أعمدة عالية وحمل أحمال ثقيلة، فهي تتميز بالقوة والمتانة. كما أنها مصممة لمقاومة الظروف البيئية القاسية، مثل تلك الموجودة على متن السفن العابرة للمحيطات . وتتوافق حاويات الشحن مع أحجام الشحن القياسية، مما يجعل نقل الوحدات الجاهزة سهلاً عن طريق السفن أو الشاحنات أو السكك الحديدية .

لا يزال بناء الحاويات أقل تكلفة من البناء التقليدي، على الرغم من أن تصنيع المعادن ولحامها يُعتبران من الأعمال المتخصصة (مما يزيد عادةً من تكاليف البناء). وعلى عكس البناء باستخدام الهياكل الخشبية ، يجب لحام أو حفر الملحقات بالطبقة الخارجية، وهو ما يستغرق وقتًا أطول ويتطلب معدات مختلفة في موقع العمل.

نتيجةً لانتشار استخدامها، تتوفر حاويات الشحن الجديدة والمستعملة على مستوى العالم. هذا التوفر يجعل بناء المنازل الصغيرة أو منازل الحاويات أكثر جدوى من الناحية الاقتصادية. وبحسب المواصفات المطلوبة والمواد المستخدمة، غالباً ما يكون سعر منزل الحاويات أقل مقارنةً بالمنزل التقليدي. ^{[ 4 ]}

يتطلب بناء المباني باستخدام حاويات الشحن موارد أقل، مما يعني تقليل كمية مواد البناء التقليدية اللازمة (مثل الطوب والأسمنت). عند إعادة تدوير حاويات الشحن، يتم توفير آلاف الكيلوغرامات من الفولاذ. على سبيل المثال، تزن حاوية شحن بطول 12 مترًا (39 قدمًا) أكثر من 3500 كيلوغرام (7700 رطل) .  

عادةً ما تحتاج الحاويات المستخدمة للسكن البشري في بيئة ذات تقلبات شديدة في درجات الحرارة إلى عزل أفضل من معظم الهياكل المبنية من الطوب أو البلوك أو الخشب ، لأن الفولاذ موصل جيد للحرارة. كما تؤثر الرطوبة على الهياكل الفولاذية، فعندما يتكثف الهواء الرطب داخلها على الفولاذ، يصبح رطباً ويتسبب في الصدأ إذا لم يكن الفولاذ محكم الإغلاق ومعزولاً.

أثناء الخدمة، قد تتعرض الحاويات للتلف نتيجة الاحتكاك ، والاصطدامات أثناء المناولة ، وقوة الأحمال الثقيلة المعلقة فوقها أثناء عبور السفن. إضافةً إلى ذلك، ورغم متانة طرفي الحاوية، فإن سقفها ليس كذلك. ففي حالة حاوية طولها 6.1 متر (20 قدمًا ) ، يُصمم السقف ويُختبر لتحمل حمولة 300 كيلوغرام (660 رطلًا) فقط ، موزعة على مساحة 61 سم × 30.5 سم ( قدمين × قدم واحدة) في أضعف جزء من السقف. ^{[ 5 ]} تقوم الشركات بفحص الحاويات، وترفضها إذا وُجدت بها لحامات متشققة، أو إطارات ملتوية، أو ثقوب دقيقة، وغيرها من العيوب.       

تتميز حاويات الشحن بإمكانية تنظيمها في وحدات قابلة للتركيب، مما يُتيح إنشاء هياكل واسعة. مع ذلك، فإن الخروج عن الأبعاد القياسية المعتمدة، والتي تتراوح عادةً بين 6.1 متر (20 قدمًا) و 12 مترًا (40 قدمًا) في الطول، قد يُؤدي إلى هدر الموارد الزمنية والمالية. وقد تواجه الحاويات التي تتجاوز طول 12 مترًا (40 قدمًا) صعوبات في المناورة داخل المناطق السكنية.    

قد يكون نقل وبناء هياكل حاويات الشحن مكلفًا نظرًا لحجمها ووزنها، وغالبًا ما يتطلب استخدام الرافعات أو الرافعات الشوكية . وهذا يختلف عن مواد البناء التقليدية مثل الطوب أو الخشب ، التي يمكن التعامل معها يدويًا واستخدامها في البناء حتى على ارتفاعات شاهقة.

قد يكون الحصول على تراخيص بناء منازل حاويات الشحن أمرًا صعبًا في المناطق التي لا تملك بلدياتها خبرة كافية في هذا النوع من البناء، نظرًا لأن استخدام الفولاذ في الإنشاءات عادةً ما يكون للمنشآت الصناعية وليس السكنية. في الولايات المتحدة ، تم بناء بعض منازل حاويات الشحن خارج مناطق تقسيم المدن المختلفة، حيث لا يُشترط الحصول على تراخيص بناء.

تختلف استخدامات وحجم وموقع ومظهر الهياكل القائمة على حاويات الشحن اختلافاً كبيراً.

عندما احتاج عالم المستقبليات ستيوارت براند إلى مكان لتجميع المواد التي سيستخدمها لكتابة كتابه " كيف تتعلم المباني" ، قام بتحويل حاوية شحن إلى مساحة مكتبية في أوائل التسعينيات. وقد تم وصف عملية التحويل في كتاب " كيف تتعلم المباني" نفسه.

في عام 2000، أنجزت شركة إدارة المساحات الحضرية مشروعًا يُدعى " مدينة الحاويات 1" في منطقة ترينيتي بوي وارف بلندن . وواصلت الشركة إنجاز مشاريع بناء إضافية باستخدام الحاويات، مع وجود مشاريع أخرى قيد التنفيذ. وفي عام 2006، انتهت شركة تيمبوهاوسينغ الهولندية ، في أمستردام ، من بناء أكبر قرية حاويات في العالم: 1000 وحدة سكنية للطلاب مصنوعة من حاويات شحن مُعدّلة من الصين. ^{[ 6 ]}

في عام 2002، بدأ تعديل حاويات الشحن القياسية ISO لاستخدامها كمحطات معالجة مياه الصرف الصحي مستقلة في الموقع . يوفر هذا الاستخدام للحاويات حلاً فعالاً من حيث التكلفة، ووحدات قابلة للتخصيص، لمعالجة مياه الصرف الصحي في الموقع، مما يلغي الحاجة إلى بناء مبنى منفصل لإيواء نظام المعالجة. ^{[ 7 ]}

في عام ٢٠٠٦، صمّم المهندس المعماري بيتر ديماريا، من جنوب كاليفورنيا ، أول منزل من طابقين مصنوع من حاويات الشحن في الولايات المتحدة، كنظام إنشائي معتمد وفقًا للمعايير الصارمة لقانون البناء الموحد (UBC) المعترف به وطنيًا. وقد ألهم هذا المنزل، الذي سُمّي "ريدوندو بيتش هاوس"، تأسيس شركة "لوجيكال هومز"، المتخصصة في بناء منازل مسبقة الصنع باستخدام حاويات الشحن. وفي عام ٢٠٠٧، قدّمت "لوجيكال هومز" مشروعها الرائد "إيجن" في معرض الإلكترونيات الحاسوبية في لاس فيغاس ، نيفادا.

في عام 2006، أنشأت منظمة Village Underground سلسلة من مساحات العمل الفنية غير الربحية في شوريديتش بلندن. وبتطوير هذا المفهوم، قامت شركة Auro Foxcroft ببناء هياكل من حاويات الشحن المعاد تدويرها والتي تضمنت عربات مترو أنفاق لندن القديمة .

في عام 2007، قام رجل الأعمال برايان مكارثي بتطوير نماذج أولية لمساكن حاويات الشحن لعمال مصانع التجميع في المكسيك. ^{[ 8 ]}

التطبيق في الفعاليات الحية والترفيه

في عام ٢٠١٠، استخدم المهندس المعماري ومصمم الإنتاج الألماني ستيفان بيز ست حاويات شحن بطول ١٢ مترًا (٣٩ قدمًا) لإنشاء منصة مشاهدة واسعة ومنطقة استراحة لكبار الشخصيات في مهرجان فودو الموسيقي في نيو أورلينز ، كبديل عن السقالات التقليدية للمدرجات. وتُستخدم الحاويات أيضًا كمساحة تخزين لمكونات المهرجان الأخرى على مدار العام. وتبرز الحاويتان العلويتان ٢.٧ مترًا (٨.٩ قدمًا) من كل جانب، مما يُشكل شرفتين تُعتبران من أفضل مواقع المشاهدة. وقد زُودت كل حاوية بفتحات تُشكل كلمة "فودو".  

في المملكة المتحدة، تم استخدام جدران الحاويات المليئة بالرمل كأكياس رمل كبيرة للحماية من الحطام المتطاير الناتج عن انفجار العوازل الخزفية في محطات الكهرباء الفرعية .

في أكتوبر 2013، حظيت بارجتان مملوكتان لشركة جوجل، بهياكل علوية مصنوعة من حاويات الشحن، باهتمام إعلامي وسط تكهنات حول الغرض منهما. ^{[ 9 ]}

الأسواق

تُستخدم حاويات الشحن الفارغة بشكل شائع كأكشاك أسواق ومستودعات في دول الاتحاد السوفيتي السابق .

يُعدّ أكبر مركز تسوق أو سوق منظم في أوروبا عبارة عن ممرات مُشكّلة من حاويات مُكدّسة، تمتد على مساحة 69 هكتارًا (170 فدانًا) بين المطار والجزء المركزي من مدينة أوديسا ، أوكرانيا . يُعرف هذا السوق باسم " تولتشوك " بشكل غير رسمي، ويُعرف رسميًا باسم " سوق الكيلومتر السابع" ، ويضم 16000 بائعًا ويعمل فيه 1200 من حراس الأمن وعمال الصيانة.

في آسيا الوسطى ، يتألف سوق دوردوي في بيشكيك ، قيرغيزستان، بالكامل تقريباً من حاويات مكدسة فوق بعضها. ويحظى بشعبية كبيرة بين المسافرين القادمين من كازاخستان وروسيا لأسعاره الرخيصة ووفرة المنتجات المقلدة للعلامات التجارية العالمية.

في عام ٢٠١١، أعيد افتتاح مركز كاشيل التجاري في كرايستشيرش ، نيوزيلندا ، باستخدام مجموعة من حاويات الشحن، بعد أشهر من تدميره في الزلزال الذي ضرب الحي التجاري المركزي للمدينة. ^{[ ١٠ ]} كما أنشأت سلسلة مقاهي ستاربكس متجرًا باستخدام حاويات الشحن. ^{[ ١١ ]} وفي عام ٢٠١١ أيضًا، تم إنشاء مركز تسوق مؤقت يُدعى بوكس ​​بارك في شوريديتش ، لندن، وتلاه افتتاح مراكز مماثلة في مواقع أخرى في منطقة لندن الكبرى . ^{[ ١٢ ]} وفي عام ٢٠١٦، تم إنشاء مركز تسوق مؤقت آخر يُدعى كومون جراوند في سيول ، كوريا الجنوبية. ^{[ ١٣ ]}

استخدامات أخرى

كما تم استخدام حاويات الشحن كـ:

• السكن الميسور التكلفة ^{[ 14 ]}
• غرف الصحافة
• ملاجئ طوارئ للخيول الأصيلة أثناء الأعاصير
• أكشاك بيع المأكولات والمشروبات
• منشأة تدريب على مكافحة الحرائق ^{[ 15 ]}
• منشأة تدريب عسكري
• ملاجئ الطوارئ
• مباني المدارس ^{[ 16 ]}
• مباني سكنية ومكاتب​
• استوديوهات الفنانين ^{[ 17 ]}
• المتاجر ^{[ 18 ]}
• مساحات عرض متنقلة على قضبان
• مراكز الاتصالات
• خزائن البنوك
• العيادات الطبية
• محطات الرادار
• مراكز التسوق ^{[ 19 ]}
• غرف النوم
• الوضوء ^{[ 20 ]}
• استوديوهات التسجيل
• الفن التجريدي
• مصانع متنقلة
• مراكز البيانات المعيارية (مثل مركز بيانات صن المعياري ، مركز البيانات المعياري المحمول )
• المختبرات التجريبية
• احتواء مؤقت للمقاتلين (مُهوى) ^{[ 21 ]}
• الحمامات
• الاستحمام
• متاجر ستاربكس (على سبيل المثال 6350 شمال برودواي، شيكاغو، إلينوي 60660 الولايات المتحدة الأمريكية) ^{[ 22 ]}
• ورش العمل
• التخزين المغلق متعدد الوسائط على السفن والشاحنات والقطارات
• أساسات المنازل في المناطق الزلزالية غير المستقرة
• مصاعد / أعمدة سلالم
• إغلاق الطرق وإبعاد المتظاهرين ، كما وثّقت الصور خلال المسيرة الطويلة في باكستان
• الفنادق ^{[ 23 ]}
• مقطورات البناء
• أماكن الإقامة في موقع التعدين
• مخيم استكشافي
• مرافق صيانة الطائرات التابعة لسلاح مشاة البحرية الأمريكية عند تحميلها على متن السفينة إس إس رايت (T-AVB-3) أو السفينة إس إس كورتيس (T-AVB-4).
• عربات التخييم المتنقلة
• عربات الطعام
• مزارع الزراعة المائية
• وحدات تخزين البطاريات
• السجون المؤقتة ^{[ 24 ]}
• وحدات العناية المركزة في المستشفيات المؤقتة خلال جائحة كوفيد-19 ^{[ 25 ]}

يعود وفرة هذه الحاويات وانخفاض أسعارها نسبيًا خلال العقد الماضي إلى النقص الحاصل في السلع المصنعة القادمة من أمريكا الشمالية خلال العقدين الماضيين. تصل هذه السلع المصنعة إلى أمريكا الشمالية من آسيا، وبدرجة أقل من أوروبا، في حاويات غالبًا ما تُعاد فارغة، أو ما يُعرف بـ"الشحن الفارغ"، بتكلفة باهظة. غالبًا ما يكون شراء حاويات جديدة من آسيا أرخص من إعادة شحن الحاويات القديمة. لذلك، تُبحث عن استخدامات جديدة للحاويات المستعملة التي وصلت إلى وجهتها في أمريكا الشمالية.

تُعدّ الحاويات من نواحٍ عديدة مادة بناء مثالية، فهي قوية ومتينة وقابلة للتكديس والقص والنقل والتركيب والتوافر بكثرة ورخص ثمنها نسبيًا. وقد استخدمها المهندسون المعماريون ، وكذلك عامة الناس ، لبناء أنواع عديدة من المباني، كالمنازل والمكاتب والشقق والمدارس والمساكن الطلابية واستوديوهات الفنانين وملاجئ الطوارئ؛ كما استُخدمت أيضًا كأحواض سباحة . وتُستخدم كذلك لتوفير مساحات آمنة مؤقتة في مواقع البناء وغيرها من الأماكن، دون الحاجة إلى بناء ملاجئ.

طُوِّرت حاويات كونكس من قِبَل مالكوم ماكلين لتوحيد وحدة الشحن متعددة الوسائط. قد تُلبي حاويات كونكس متطلبات قوانين البناء المحلية أو لا. ولأنها لا تُركَّب في الموقع، يجب على مهندس أو معماري مُسجَّل التحقق من امتثال الحاويات للمتطلبات الإنشائية لقانون البناء. وقد عُدِّل قانون المجلس الدولي للبناء لعام ٢٠٢١ ^{[ ٢٦ ]} ليشمل حاويات كونكس.

قدّم فيليب سي. كلارك طلبًا للحصول على براءة اختراع أمريكية في 23 نوفمبر 1987، وصف فيها "طريقة لتحويل حاوية شحن فولاذية واحدة أو أكثر إلى مبنى صالح للسكن في موقع البناء، والمنتج النهائي لذلك". مُنحت هذه البراءة في 8 أغسطس 1989 برقم 4854094. تُظهر وثائق البراءة ما يُحتمل أن تكون أقدم المخططات المُسجلة لبناء مساكن وملاجئ من حاويات الشحن، وذلك من خلال عرض بعض المفاهيم المعمارية الأساسية. مع ذلك، قد لا تكون البراءة قد مثّلت اختراعًا جديدًا وقت تقديم الطلب. سبق أن وصف بول سويرز مباني حاويات شحن واسعة النطاق استُخدمت في موقع تصوير فيلم " Space Rage Breakout on Prison Planet" عام 1985 .

وتشمل الأمثلة الأخرى لمفاهيم هندسة الحاويات السابقة تقريرًا صدر عام 1977 بعنوان "حاويات الشحن كنظم هيكلية"، ^{[ 27 ]} والذي يبحث في جدوى استخدام حاويات الشحن التي يبلغ طولها 20 قدمًا (6.1 مترًا) كعناصر هيكلية من قبل الجيش الأمريكي . 

خلال حرب الخليج عام 1991 ، شهدت الحاويات استخدامات غير تقليدية واسعة النطاق، ليس فقط كملاجئ مؤقتة، بل أيضاً لإيواء الجنود الأمريكيين. وقد زُوّدت حاويات الشحن بوحدات تكييف الهواء، ووفرت المأوى والحماية من قصف المدفعية.

ترددت شائعات بأن بعض حاويات الشحن استُخدمت لنقل أسرى الحرب العراقيين ، حيث تم إحداث ثقوب فيها للتهوية. ولا تزال الحاويات تُستخدم كملاجئ عسكرية، وغالبًا ما تُحصّن بإضافة أكياس رمل إلى جدرانها الجانبية، للحماية من أسلحة مثل قذائف آر بي جي.

لقد ألهمت هندسة حاويات الشحن مسلسلات تلفزيون الواقع Containables ( DIY ) و Container Homes ( HGTV )، بالإضافة إلى ظهورها في حلقات من Grand Designs ( Channel 4 ) و Amazing Interiors ( Netflix ).

الكتب

• كوتنيك، جوير (2008). هندسة الحاويات. ص.  240. ردمك 978-8496969223
• ساويرز، بول (2005، 2008). مباني فولاذية صغيرة من حاويات الشحن متعددة الوسائط. ص 116. ISBN 978-1438240329
• بيرغمان، بوخماير، سلاويك، تيني (2010). أطلس الحاويات: دليل عملي لهندسة الحاويات. ص  256. ISBN 978-3899552867
• مينجيت، جوزيب ماريا (2013). العمارة المستدامة: الحاويات2. ص.  111. ردمك 978-8415829317
• كريمر، سيبيل (2014). الصندوق: حلول معمارية باستخدام الحاويات. ص  182. ISBN 978-3037681732
• بروتو، كارليس (2015). هندسة الحاويات الجذرية. ص  240. ISBN 978-8490540558

المجلات

• برويز، فرانك (1 ديسمبر 2000). عولمة المحيطات . مطبعة جامعة ليفربول. doi : 10.5949/liverpool/9780973007336.001.0001 . ISBN 978-0-9730073-3-6.
• هيلسيل، ساند "كوخ المستقبل: نموذج شون جودسيل الأولي للإسكان الطارئ يعيد استخدام حاوية الشحن المنتشرة في كل مكان" مجلة الهندسة المعمارية الأسترالية، سبتمبر - أكتوبر 2001
• مايرز، ستيفن لي، "من سوق للسلع المستعملة من الحقبة السوفيتية إلى مركز تجاري ضخم مؤقت"، صحيفة نيويورك تايمز، 19 مايو 2006