農(nóng)村低層裝配式混凝土住宅建筑發(fā)展探索

宋小輝 劉有為 江兆南 廖曉 陳果

[摘? 要]：國家大力推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)，農(nóng)村對改善型住房的需求也在不斷增加，農(nóng)村綠色住宅建設(shè)作為村容整潔、改善農(nóng)村環(huán)境的重要一環(huán)，急需改變。裝配式混凝土住宅結(jié)構(gòu)簡單，具有節(jié)能環(huán)保、舒適經(jīng)濟(jì)、抗震性能高、耐久性能高等特點(diǎn)，是社會主義新農(nóng)村建設(shè)中農(nóng)村綠色住宅的發(fā)展方向。文章基于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)合我國農(nóng)村裝配式住宅的發(fā)展現(xiàn)狀，對農(nóng)村低層裝配式混凝土住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)行探索，并針對住宅產(chǎn)業(yè)化過程中的問題提供可以借鑒的建議。

[關(guān)鍵詞]：農(nóng)村綠色住宅; 裝配式混凝土; 住宅產(chǎn)業(yè)化

TU241.4A

農(nóng)村住宅作為國家整個建筑產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分，農(nóng)村住宅建筑質(zhì)量的提升勢在必行。傳統(tǒng)的農(nóng)村自建房多為磚砌體結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)，多存在功能分區(qū)不合理、墻體開裂、保溫性能差、資源浪費(fèi)、抗震性能差等問題，而低層裝配式住宅的優(yōu)勢恰好符合我國的農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展建設(shè)，隨著部分地方農(nóng)村裝配式低層住宅的產(chǎn)業(yè)化探索不斷取得突破，對于裝配式住宅的研究對于農(nóng)村建設(shè)具有重大意義。本文基于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、剛度大、抗震性能好、耐久性好的特點(diǎn)，結(jié)合我國農(nóng)村裝配式住宅的發(fā)展現(xiàn)狀，對農(nóng)村低層裝配式混凝土住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)行探索，并針對住宅產(chǎn)業(yè)化過程中的問題提供可以借鑒的建議。

1 裝配式建筑的概念及特點(diǎn)

1.1 裝配式建筑的概念

裝配式建筑結(jié)構(gòu)的主要組成構(gòu)件為預(yù)制構(gòu)件，經(jīng)工廠生產(chǎn)、運(yùn)輸至工地現(xiàn)場，裝配、連接或部分現(xiàn)澆連接最終成型混凝土結(jié)構(gòu)[1]。農(nóng)村低層裝配式混凝土住宅一般為2～3層框架結(jié)構(gòu)，主要預(yù)制構(gòu)件為獨(dú)基、條基、柱、梁、板和維護(hù)墻體、門窗等，預(yù)制構(gòu)件根據(jù)業(yè)主委托需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在工廠生產(chǎn)，將生產(chǎn)好的預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸?shù)焦さ噩F(xiàn)場，省去了現(xiàn)澆或者傳統(tǒng)砌筑中的大量濕作業(yè)流程，在現(xiàn)場通過可靠的節(jié)點(diǎn)連接方式結(jié)合穩(wěn)固的支撐系統(tǒng)拼裝為整體結(jié)構(gòu)，待主體穩(wěn)定后拆去支撐，形成一個規(guī)整的住宅體系，節(jié)點(diǎn)和接縫處理是裝配式結(jié)構(gòu)體系的重點(diǎn)，關(guān)系結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量。

1.2 裝配式建筑的主要特點(diǎn)

（1）裝配式建筑的大部分的建筑構(gòu)件都是在工廠中統(tǒng)一進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，構(gòu)件種類主要有基礎(chǔ)構(gòu)件、主體受力構(gòu)件、圍護(hù)構(gòu)件，基礎(chǔ)構(gòu)件主要包括獨(dú)基和基礎(chǔ)梁，結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要包括預(yù)制柱、梁和板等，圍護(hù)構(gòu)件包括外墻板和內(nèi)墻板等構(gòu)件。

（2）構(gòu)件運(yùn)送到施工現(xiàn)場后，采用機(jī)械化吊裝設(shè)備對其進(jìn)行拼裝，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)連接主要為現(xiàn)澆或鋼筋套筒連接，多為濕作業(yè)，這種機(jī)械式裝配施工的工程進(jìn)度快于原始現(xiàn)澆作業(yè)，施工速度快，工期短，構(gòu)件質(zhì)量易保證。

（3）裝配式建筑的構(gòu)件可以在前期進(jìn)行設(shè)計(jì)和預(yù)制，有利于整個施工效率的提高和建造成本的降低，同時可以避免不利的施工天氣，便于現(xiàn)場技術(shù)管理。

2 農(nóng)村裝配式住宅建筑發(fā)展影響因素

我國從20世紀(jì)60年代逐步應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)代裝配式建筑，發(fā)展初期，受制于預(yù)制構(gòu)件制作技術(shù)和構(gòu)件拼接組裝技術(shù)的不成熟，導(dǎo)致建筑物的使用性能、抗震性能有許多局限，并未形成一種體系，裝配式建筑整體質(zhì)量不高，未能跟上社會需求和建筑市場的發(fā)展。建設(shè)部1996 年在政策層面明確了建筑施工工業(yè)化及裝配式住宅的發(fā)展思路，2005 年明確了在我國推廣“住宅產(chǎn)業(yè)化基地”，以“基地”作示范以點(diǎn)帶面全面推動住宅集成化、產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)代化，隨著各地方政府的推進(jìn)和支持，裝配式住宅的研究投入不斷增加，一時間多個產(chǎn)業(yè)化基地誕生，并且經(jīng)過發(fā)展評定出了多個示范工程項(xiàng)目。2019 年住建部提出開展鄉(xiāng)村住宅建設(shè)試點(diǎn)，探索裝配式建筑[2]。隨著各級政府裝配式混凝土建筑推廣與執(zhí)行力度的不斷加大，農(nóng)村裝配式建筑的規(guī)模化發(fā)展迎來了新的機(jī)遇。

我國的裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化處于發(fā)展的起步階段，根據(jù)現(xiàn)有局部地區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀，農(nóng)村裝配式低層住宅常出現(xiàn)不節(jié)能、不經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)與施工不匹配的問題，建筑裝配式深度及層次還處于比較低級的處境，存在無法適應(yīng)、滿足人們對新生活的需要和追求的情況。具體體現(xiàn)在：

（1）建設(shè)不規(guī)范。國內(nèi)現(xiàn)有低層裝配式住宅建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)還未形成完整體系[3]，由于大多數(shù)鄉(xiāng)村裝配式住宅建設(shè)沒有可以依據(jù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，裝配式住宅施工現(xiàn)場仍然屬于粗放型管理，農(nóng)村住宅缺少規(guī)劃、設(shè)計(jì)、監(jiān)管機(jī)構(gòu)等，就容易產(chǎn)生工廠生產(chǎn)構(gòu)件尺寸不夠精確，施工現(xiàn)場拼裝不到位，部分施工需要重復(fù)返工等常見問題，尤其是缺乏有效的監(jiān)督和管理，后期容易產(chǎn)生因局部房間或構(gòu)件改造所引起的安全問題。

（2）成本較高。我國低層裝配式住宅還處于高成本、小市場的狀態(tài)，具備系統(tǒng)生產(chǎn)體系的廠家數(shù)量少，構(gòu)件模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度低，可供選擇的產(chǎn)品范圍不大，且當(dāng)前施工現(xiàn)場需要耗費(fèi)的人工、機(jī)械和材料量比較大，預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護(hù)及運(yùn)輸成本高。對于目前實(shí)際應(yīng)用的裝配式住宅進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村裝配式低層住宅相比現(xiàn)澆整體費(fèi)用相差不大?；谖覈蟛糠洲r(nóng)村農(nóng)民收入來源單一且收入較少，很難主動打破傳統(tǒng)思維定式去接受費(fèi)用相當(dāng)?shù)慕ㄖ问健?/p>

建筑論壇與建筑設(shè)計(jì)宋小輝， 劉有為， 江兆南， 等： 農(nóng)村低層裝配式混凝土住宅建筑發(fā)展探索

（3）認(rèn)知度不足。農(nóng)村住宅的建造者大都是農(nóng)村傳統(tǒng)的施工隊(duì)伍，工種單一主要是磚瓦匠、木工和電工，缺乏對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)、施工質(zhì)量和施工材料等方面的技術(shù)知識;缺乏對農(nóng)村住宅安全性、抗震性、能源消耗、建筑功能的評估;缺乏對裝配式住宅的安全性、抗震性、墻體防水性等性能的認(rèn)識[4];缺乏對鄉(xiāng)村層住宅安全性、建造質(zhì)量、后期居住體驗(yàn)等方面的認(rèn)知，居住環(huán)境存在較大隱患而不自知，居住安全系數(shù)較低。因無法全面認(rèn)知建筑標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)體系，也不具備對農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平和現(xiàn)有資源條件綜合考量的經(jīng)驗(yàn)和水平[5]。

（4）質(zhì)量隱患。鄉(xiāng)村住宅施工隊(duì)伍的專業(yè)素質(zhì)較差，在設(shè)計(jì)、施工的過程中專業(yè)技術(shù)人才較為缺乏，有建筑經(jīng)驗(yàn)又接受過專業(yè)培訓(xùn)的裝配式技術(shù)人才更少。鄉(xiāng)村住宅施工隊(duì)伍中的絕大多數(shù)人并不了解裝配式住宅構(gòu)件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與施工等建設(shè)過程中的工藝流程，也無法憑借過硬的專業(yè)知識和積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有針對性的解決施工期間隨時可能出現(xiàn)的問題。施工現(xiàn)場參與的施工隊(duì)伍幾乎都沒有正式的施工圖紙，僅靠以往修建各類住宅的經(jīng)驗(yàn)，沒有專業(yè)知識作為積淀，所建建筑物的建筑結(jié)構(gòu)安全性和可靠性在地震災(zāi)害面前難以保證，近年來我國的地震災(zāi)害中發(fā)現(xiàn)震區(qū)倒塌的房屋多為村鎮(zhèn)自建房。建筑材料選擇方面更是魚龍混雜，無法滿足節(jié)能環(huán)保的要求，各類材料的配比及施工工藝缺少相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，整個建筑市場的材料檢驗(yàn)合格率不到40%[6]。

（5）技術(shù)不成熟。農(nóng)村住宅多為2～3層框架結(jié)構(gòu)體系，預(yù)制構(gòu)件主要為獨(dú)立基礎(chǔ)、柱、梁板、維護(hù)墻等構(gòu)件，生產(chǎn)廠家模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度低，同時設(shè)計(jì)和施工技術(shù)水平有待提高，要提高工廠預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)量，優(yōu)化構(gòu)件間節(jié)點(diǎn)連接方式，如果構(gòu)件連接處存在缺陷，結(jié)構(gòu)體系不穩(wěn)定，不能達(dá)到既有設(shè)計(jì)功能，就會給裝配式住宅的安全性和可靠性埋下隱患[7]。大部分施工現(xiàn)場還達(dá)不到建設(shè)施工現(xiàn)場文明施工標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場構(gòu)件現(xiàn)澆量較大，施工圍擋、支撐模板和腳手架消耗大，建筑垃圾、施工揚(yáng)塵、噪聲等現(xiàn)象未得到明顯改善。

（6）裝配化程度低。當(dāng)前裝配式預(yù)制構(gòu)件多為梁、疊合板和維護(hù)墻體等，較少地使用到預(yù)制豎向受力構(gòu)件，構(gòu)件預(yù)制率低。因裝配式程度低，導(dǎo)致裝配式住宅在施工過程中既存在傳統(tǒng)的濕作業(yè)，又存在機(jī)械設(shè)備參與的干作業(yè)，2種作業(yè)方式銜接時間不好把控，導(dǎo)致建設(shè)周期長，同時造成資源浪費(fèi)?，F(xiàn)場濕作業(yè)如混凝土配合比及振搗等工作主體多為農(nóng)村施工隊(duì)伍，僅憑傳統(tǒng)的磚瓦匠經(jīng)驗(yàn)操作，容易出現(xiàn)混凝土澆筑質(zhì)量參次不齊等質(zhì)量問題[8]。

農(nóng)村裝配式住宅建筑發(fā)展較為緩慢與上述問題關(guān)系巨大，現(xiàn)階段國家和政府在積極推進(jìn)農(nóng)村低層裝配式住宅方面相繼加大了政策扶持力度。越來越多的建筑和科研企業(yè)參與到裝配式住宅建筑的研發(fā)生產(chǎn)、科技創(chuàng)新中來，進(jìn)行農(nóng)村低層裝配式住宅的技術(shù)攻關(guān)，推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)與施工技術(shù)方面的成套技術(shù)應(yīng)用，不斷地追求生產(chǎn)節(jié)能和質(zhì)量提升。萬科企業(yè)集團(tuán)、遠(yuǎn)大住宅工業(yè)有限公司和遠(yuǎn)大可建科技有限公司等作為較早的一批參與裝配式建筑研發(fā)的范圍，經(jīng)過多年的不斷實(shí)踐，通過裝配式項(xiàng)目的試點(diǎn)在建筑結(jié)構(gòu)形式、施工方式、施工組織等方面的探索，都已取得了變革性的成果，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)[9]?，F(xiàn)有的已完工裝配式住宅構(gòu)件預(yù)制率還是比較低，但是隨著我國的建筑行業(yè)和裝配式建筑的發(fā)展，同時碳達(dá)峰、碳中和工作給農(nóng)村建設(shè)帶來的機(jī)遇，我國裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展質(zhì)量會不斷提高。

3 農(nóng)村低層裝配式住宅建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

3.1 市場推進(jìn)、政府引導(dǎo)

當(dāng)前形勢下，由于在農(nóng)村裝配式住宅處于推廣初期，建造成本高，民眾認(rèn)知度不夠，依靠民眾自發(fā)產(chǎn)生的市場需求量少，所以除了依靠市場進(jìn)行推進(jìn)以外，政府應(yīng)該加強(qiáng)做好規(guī)劃、引導(dǎo)和服務(wù)，可以在全國范圍內(nèi)不同區(qū)域重點(diǎn)選擇幾個村鎮(zhèn)作為農(nóng)村低層裝配式住宅建設(shè)的示范基地，發(fā)揮示范基地的模范帶頭作用，以點(diǎn)帶面，在工程項(xiàng)目全壽命周期內(nèi)梳理建造成本、使用維護(hù)與建筑耗能，積極向外界推廣項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和裝配式住宅居住優(yōu)勢，推動裝配式住宅實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。針對民眾對裝配式住宅認(rèn)識度不足的問題，政府應(yīng)針對民眾的認(rèn)知不足和顧慮擔(dān)憂通過媒體積極宣傳和答疑，引導(dǎo)民眾認(rèn)識發(fā)展裝配式住宅的意義，做好輿論導(dǎo)向工作。

建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中，政府應(yīng)該加大對裝配式住宅的宣傳力度，培育市場需求，有針對性地設(shè)計(jì)相應(yīng)的激勵政策，給予優(yōu)惠的土地政策和稅費(fèi)減免，對于推進(jìn)低層裝配式住宅市場化取得優(yōu)異成果的建筑企業(yè)給予適當(dāng)?shù)姆龀终?，不斷提高其發(fā)展積極性和市場活力，對于在裝配式住宅領(lǐng)域取得優(yōu)異科技成果的科研企業(yè)給予直接的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼，鼓勵將專利技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

3.2 規(guī)范立法

就目前來看，我國裝配式建筑規(guī)范、完整的建筑技術(shù)體系尚未形成，關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺位，裝配式建筑技術(shù)應(yīng)用尚未納入立法內(nèi)容，隨著政府相關(guān)指導(dǎo)意見的陸續(xù)出臺，部分地方和地區(qū)通過制定城鎮(zhèn)新建裝配式住宅建筑面積的比例目標(biāo)，加快了裝配式建筑的發(fā)展，可以借鑒應(yīng)用到新農(nóng)村建設(shè)上來，對新建農(nóng)村住房面積中低層裝配式建筑面積比例制定目標(biāo)。因此結(jié)合農(nóng)村裝配式住宅建筑發(fā)展情況，國家可以積極制定低層裝配式混凝土結(jié)構(gòu)相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化整個生命周期進(jìn)行全覆蓋，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支撐。國家應(yīng)建立相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)化機(jī)制，并將其納入法治化過程中，落實(shí)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)村低層裝配式建筑強(qiáng)制性規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提高建設(shè)底線控制水平，還可以借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來做好建設(shè)管理，不斷提高管理覆蓋面，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展。

3.3 加強(qiáng)科研投入與專業(yè)人才培養(yǎng)

裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化不斷發(fā)展，減少了混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場澆筑施工環(huán)節(jié)中的人工和材料消耗，但是裝配式住宅的核心技術(shù)應(yīng)用與研究不夠完善，尤其是對構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行使得各構(gòu)件能夠較少的依賴模板和支架的前提下能夠快速成型方面的研究，針對裝配式建筑能夠縮短建設(shè)周期和加快施工進(jìn)度的特點(diǎn)，著力研究干作業(yè)施工節(jié)點(diǎn)的技術(shù)，進(jìn)一步提高施工效率。盡量減少相應(yīng)的支撐系統(tǒng)布設(shè)，充分發(fā)揮大型機(jī)械的現(xiàn)場使用效率和預(yù)制裝配式體系的自穩(wěn)定功能。裝配式住宅的發(fā)展需要專業(yè)性很強(qiáng)的復(fù)合型人才，傳統(tǒng)的現(xiàn)澆工程工種設(shè)置不能滿足裝配式建筑建設(shè)需求，需要裝配式專業(yè)人員懂管理、懂施工、懂材料、懂機(jī)械、懂設(shè)計(jì)，對專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)至關(guān)重要，企業(yè)之間應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)溝通與協(xié)作，可以聯(lián)合建立對技術(shù)人員的培訓(xùn)機(jī)制，政府也應(yīng)從職業(yè)準(zhǔn)入方面制定相應(yīng)的崗位審核制度。

3.4 發(fā)展新產(chǎn)業(yè)鏈

針對我國農(nóng)村低層裝配式住宅建造成本較高、市場較小的情況，可另辟蹊徑，著重考慮培育和發(fā)展裝配式住宅新產(chǎn)業(yè)鏈。政府應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo)和政策支持，提升建筑企業(yè)、科研單位、金融機(jī)構(gòu)等對裝配式住宅項(xiàng)目投資開發(fā)的力度，鼓勵企業(yè)引進(jìn)專業(yè)的人才團(tuán)隊(duì)和科研設(shè)備進(jìn)行科技創(chuàng)新和新材料的研發(fā)，根據(jù)外部市場需要和自我技術(shù)提升積極調(diào)整業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)企業(yè)在裝配式住宅項(xiàng)目上的開發(fā)、運(yùn)營能力。引導(dǎo)預(yù)制構(gòu)件廠引入懂市場、懂專業(yè)的人才對設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)合理布局，提升預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)水平和能力，改進(jìn)現(xiàn)有裝配式建筑體系中的不足，形成可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。當(dāng)今鄉(xiāng)村旅游行業(yè)發(fā)展迅猛，裝配式建筑企業(yè)應(yīng)積極與政府合作，緊跟政府政策，擴(kuò)大市場份額，在實(shí)踐中不斷改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)適應(yīng)市場需求，在市場上逐步形成裝配式住宅研發(fā)設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、工程檢測、運(yùn)營和維護(hù)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。一旦形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，裝配式住宅將大規(guī)模實(shí)施，在新農(nóng)村建設(shè)中遍地開花。

4 結(jié)束語

總體來說，農(nóng)村住宅建設(shè)作為建筑行業(yè)市場中的重要組成部分，農(nóng)村住宅建設(shè)需求也越來越多樣化，裝配式建筑作為一種新型房屋建筑，基本能夠滿足農(nóng)村住宅建筑的需求，具有很大的發(fā)展?jié)摿?，在不久的將來能帶來巨大的社會?jīng)濟(jì)效益。對此相關(guān)預(yù)制構(gòu)件廠家、地產(chǎn)開發(fā)及施工企業(yè)要把握機(jī)會，努力推進(jìn)農(nóng)村裝配式住宅工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的升級，政府應(yīng)積極出臺有利于農(nóng)村低層裝配式住宅發(fā)展的相應(yīng)方針政策，共同促進(jìn)農(nóng)村裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化高質(zhì)量發(fā)展。

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