曠泓亦

(西南交通大學(xué), 四川成都 611756)

新型城鎮(zhèn)化下川西地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中裝配式住宅的探索

曠泓亦

(西南交通大學(xué), 四川成都 611756)

農(nóng)村人居環(huán)境的整治是為了改善農(nóng)民的生活條件，四川汶川經(jīng)歷“5·12”大地震后，震區(qū)及周邊村落人員傷亡眾多，川西地區(qū)龍門山斷裂帶周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)建筑及基礎(chǔ)設(shè)施受損嚴(yán)重。雖然災(zāi)后重建迅速地恢復(fù)了農(nóng)村生活，但是現(xiàn)階段的災(zāi)后地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)已不只停留在滿足村民基本住房需求，更需從長遠(yuǎn)打算，謀求村子的自主更新與發(fā)展之路。文章綜合分析川西地區(qū)村鎮(zhèn)存在的問題，在社會特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)水平、人口結(jié)構(gòu)、氣候條件等方面，針對災(zāi)后重建農(nóng)村人居環(huán)境的問題，根據(jù)目前裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，試著探索一條適合新農(nóng)村建設(shè)的新思路。

工業(yè)化; 裝配式; 川西; 新農(nóng)村

1 研究背景

建筑行業(yè)屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)建造方式的高污染、高能耗、低效率的問題非常普遍。再加上工業(yè)化生產(chǎn)水平低、環(huán)保意識落后、技術(shù)性工人短缺、施工質(zhì)量不高，導(dǎo)致傳統(tǒng)的建造方式在今后難以前行。縱觀西方國家的發(fā)展道路，隨著科學(xué)技術(shù)的革新、生產(chǎn)力水平的提高，建筑業(yè)必定走工業(yè)化、集約化的道路。

1.1 國外裝配式建筑的發(fā)展概況

當(dāng)今建筑工業(yè)化被預(yù)言為世界建筑發(fā)展的八大趨勢之一。其中裝配式建筑隨著工業(yè)化的興起得到了迅猛的發(fā)展。裝配式建筑源于西歐，20世紀(jì)50年代，其主要為了解決二戰(zhàn)后日益凸顯的房荒問題。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，建筑與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，促使60年代后的美國、加拿大、日本等國家的建筑工業(yè)化達(dá)到了高潮。1991年美國在PCI年會上提出將預(yù)制裝配式建筑發(fā)展作為美國建筑業(yè)的發(fā)展契機(jī)，近二十年的發(fā)展，美國混凝土結(jié)構(gòu)中裝配式建筑的應(yīng)用約占了三分之一；而日本的裝配式建筑技術(shù)更是領(lǐng)先于亞洲片區(qū)，裝配式建筑在混凝土結(jié)構(gòu)中所占的比例已經(jīng)超過了50%[1]。

1.2 國內(nèi)建筑工業(yè)化歷史沿革

反觀我國的裝配式建筑的應(yīng)用，可分為四個時期。第一時期始于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時全國推行標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化，發(fā)展預(yù)制構(gòu)件和裝配式建筑，相關(guān)的工業(yè)技術(shù)便因此取得了一定的進(jìn)展；第二時期為20世紀(jì)60年代至70年代，結(jié)合國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)了建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)生產(chǎn)水平，從而在建筑的設(shè)計(jì)方法、建筑材料、施工技術(shù)等方面取得了突破；第三時期為20世紀(jì)80年代至90年代，開展引進(jìn)歐洲和日本的輕型裝配式住宅，發(fā)展了輕鋼龍骨承重墻體系、鋼框架結(jié)構(gòu)體系。第四時期發(fā)展至今，我國的裝配式建筑的水平已經(jīng)較為成熟，能夠基本滿足部分城市中建筑的需要，但是新型城鎮(zhèn)化的今天，應(yīng)該更重視農(nóng)村的問題，讓先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)入農(nóng)村，改善農(nóng)民的人居環(huán)境迫在眉睫。

2 川西地區(qū)輕小型裝配式農(nóng)村住宅的研究意義

2.1 社會意義

2015年一號文件明確提出："全面推進(jìn)農(nóng)村人居環(huán)境整治"。意味著國家關(guān)注的重點(diǎn)將轉(zhuǎn)為建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，在新型城鎮(zhèn)化下大力推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)。竭力解決農(nóng)村與城市的差距和收入不均衡的差距。目前我國的農(nóng)村住宅受著資金的制約、工程技術(shù)落后和缺乏對水文地質(zhì)條件了解，大多數(shù)都是自建房，很難保證工程的質(zhì)量。因此需要一種新的建造思路解決農(nóng)民的人居環(huán)境問題——輕小型裝配式建筑。

2.2 經(jīng)濟(jì)意義

從裝配式建筑的發(fā)展來看，其向著設(shè)計(jì)精細(xì)化、構(gòu)件大型化、安裝機(jī)械化、施工專業(yè)化發(fā)展。施工時需要大型的起重設(shè)備，人工上需要專業(yè)工人注漿施工，再加上農(nóng)村運(yùn)輸?shù)缆窏l件的限制，構(gòu)件大型化、施工難度大、技術(shù)復(fù)雜目前并不適合在農(nóng)村地區(qū)。

所以本文針對農(nóng)村住宅，以構(gòu)件小型化、施工安裝簡易化為原則，提出輕小型裝配式住宅的概念，一方面方便于就地預(yù)制解決了運(yùn)輸大件的費(fèi)用；另一方面施工安裝簡易化可讓小型機(jī)械進(jìn)行操作。

2.3 產(chǎn)業(yè)意義

把先進(jìn)技術(shù)逐步帶進(jìn)川西地區(qū)，以我國建筑工業(yè)化經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，研究一套可以在全國各地農(nóng)村使用的標(biāo)準(zhǔn)化體系，對促進(jìn)建筑工業(yè)化發(fā)展和建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型具有十分重要的意義。

2.4 人性化意義

建筑工業(yè)化帶來的不只是在科學(xué)技術(shù)上的革新，在倡導(dǎo)節(jié)約型社會的今天，建筑工業(yè)化中的機(jī)械化施工，能明顯提高效率和減少人力成本。針對偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)能力不強(qiáng)、勞動力成本高的情況，一方面裝配式農(nóng)村住宅比起傳統(tǒng)的建造方式更具適應(yīng)性；另一方面標(biāo)準(zhǔn)化戶型和部品的多樣性，能根據(jù)農(nóng)民的自我需要進(jìn)行組合，即裝配式建筑也具有很強(qiáng)的親和力。

3 發(fā)展川西地區(qū)輕小型裝配式農(nóng)村住宅

(1)以現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)改善農(nóng)村人居環(huán)境。

(2)針對研究農(nóng)村生活生產(chǎn)的需求，得到具體適合輕小型裝配式住宅的結(jié)構(gòu)選型，以及設(shè)計(jì)建議。

(3)推進(jìn)建筑工業(yè)化發(fā)展，提供規(guī)范的建筑工業(yè)化評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，提高建筑生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

(4)以新材料、新工藝、新技術(shù)帶來節(jié)能的效益。

4 川西地區(qū)農(nóng)村住宅的現(xiàn)狀

4.1 氣候條件

四川省總體可以劃分為5個氣候區(qū)，即干冷區(qū)、濕冷區(qū)、冬暖夏熱型濕熱區(qū)、冬冷夏熱型濕熱區(qū)和溫和區(qū)[7]。一方面，川西平原的周邊小鎮(zhèn)的小氣候多樣性，導(dǎo)致農(nóng)村住宅形式千差萬別；另一方面，由于冬冷夏熱區(qū)域的感覺明顯，再加上生活條件比較差，使得農(nóng)村的住宅更需要綠色節(jié)能、低碳環(huán)保的建設(shè)方式。

4.2 基本形式

目前，農(nóng)村的住宅大部分為“一型”、“L型”、“凹型”的三人戶房、四人戶房、五人戶房?；旧隙际钦刈越ǚ浚沃埔源┒窞橹?，建材大多數(shù)是就地取材的傳統(tǒng)材料，既不能起到保溫隔熱的效果也不利于抗震。

與常規(guī)的城市裝配式住宅建筑不同，農(nóng)村住宅的設(shè)計(jì)，一方面需要針對農(nóng)民生產(chǎn)生活來考慮，另一方面在設(shè)計(jì)階段、建造過程、管理上規(guī)范化進(jìn)行。

5 川西農(nóng)村住宅建設(shè)存在問題

5.1 勞動力老齡化

截至2012年，全國農(nóng)民工總量已達(dá)到2. 6億，隨著農(nóng)村青壯年勞動力向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，農(nóng)村勞動力老齡化的趨勢明顯。

四川省農(nóng)村勞動力老齡化現(xiàn)象明顯。2010年第六次人口普查結(jié)果顯示，四川省常住人口僅為8041.82萬人，人口凈流出約900萬人。2012年四川省8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)13個村的人口勞動力抽樣調(diào)查表明，調(diào)查點(diǎn)外出務(wù)工人數(shù)占全部人口的31 %，占全部勞動力的60 %。在所有被訪問的村民中，年齡在56歲以上的占56 %[6]。

5.2 經(jīng)濟(jì)水平低

川西農(nóng)村地區(qū)發(fā)展落后，農(nóng)民收入低下，農(nóng)民往往建一棟住宅要花上幾十年的積蓄，導(dǎo)致自建房的建材不規(guī)范、質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、抗震性能差，存在嚴(yán)重的安全隱患。

5.3 技術(shù)落后

以往的農(nóng)民基本上是依托村鎮(zhèn)上的“自組施工團(tuán)體”進(jìn)行施工，設(shè)計(jì)及施工全憑經(jīng)驗(yàn)，工人的整體建筑知識素質(zhì)較低，缺乏安全和質(zhì)量的意識，再加上沒有相關(guān)部門進(jìn)行監(jiān)督和驗(yàn)收，使得住宅的質(zhì)量得不到保障。

5.4 缺乏系統(tǒng)設(shè)計(jì)

災(zāi)后重建帶來了農(nóng)民安居樂業(yè)的家園，但是由于生搬硬套的住宅缺乏地域性特性、和多民族共居的特色，缺乏居住個性和識別性。出現(xiàn)了千戶一面、千村一律的趨勢。

6 存在問題的解決方法

6.1 統(tǒng)一農(nóng)村住房的建筑模數(shù)

首先建筑設(shè)計(jì)采用統(tǒng)一模數(shù)協(xié)調(diào)尺寸，并符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50002的有關(guān)規(guī)定。

目前，農(nóng)村地區(qū)常見的建造方式為砌體結(jié)構(gòu)和磚木混合結(jié)構(gòu)，施工方式落后，大量消耗木材和土地資源。為了解決這樣的問題，筆者主張?jiān)谵r(nóng)村的住宅產(chǎn)業(yè)上推行模式化的裝配式建造方式，將在農(nóng)村住宅的建造成本、效益、品質(zhì)上得到極大的提升同時，可避免出現(xiàn)功能布局不合理情況。

以往cad制圖中墻柱的定位基本為中心線定位，會出現(xiàn)模數(shù)難以統(tǒng)一的問題。如果以軸線界面定位的方法確定開間及進(jìn)深的尺寸，就可以滿足內(nèi)部空間的協(xié)調(diào)，這樣一方面精確劃分了空間，另一方面為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組合提供了可靠性。

6.2 協(xié)同設(shè)計(jì)

工業(yè)化建筑設(shè)計(jì)中通過建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、裝修等專業(yè)協(xié)同配合，并運(yùn)用信息化技術(shù)手段完成的滿足建筑設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、安裝施工、建筑裝修要求的一體化設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)的層面上，采用BIM的先進(jìn)設(shè)計(jì)手段，對每個構(gòu)件設(shè)唯一的信息標(biāo)示，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將設(shè)計(jì)的信息傳遞到后續(xù)環(huán)節(jié)。

設(shè)計(jì)適合川西地區(qū)基本情況的基本單元、構(gòu)件、建筑部品應(yīng)滿足使用重復(fù)率高、型號規(guī)格少的要求。其分別體現(xiàn)在模數(shù)協(xié)調(diào)、平面布局、節(jié)點(diǎn)連接、預(yù)制構(gòu)件、建筑部品等方面。

6.3 采取輕小型裝配式結(jié)構(gòu)

應(yīng)該在技術(shù)方面研究輕小型預(yù)制構(gòu)件拆分與連接的方法。傳統(tǒng)的預(yù)制混凝土構(gòu)件普遍偏大型化，在出廠生產(chǎn)前把對應(yīng)的預(yù)制構(gòu)件上進(jìn)行拆分，并集中運(yùn)輸?shù)绞┕龅?，再對其拆分混凝土?gòu)件通過可靠的連接方式組成。其可以在以下幾種預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行拆分：預(yù)制梁、預(yù)制柱、預(yù)制外承重墻板、內(nèi)承重墻板、外掛墻板。

具體在設(shè)計(jì)上，比如框架梁可以根據(jù)跨度的大小在中部或者兩端進(jìn)行連接，二層框架結(jié)構(gòu)農(nóng)村住宅，在梁柱節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行現(xiàn)澆，如果跨度較大，再在大跨度的梁中進(jìn)行拆分。

6.4 建筑部品規(guī)格化

農(nóng)村住宅常用的部品分為兩種性質(zhì)，即生活需要與生產(chǎn)需要。作為生活起居的房間分為：衛(wèi)生間、灶臺、起居室、餐廳、臥室；作為生產(chǎn)需要的房間分為：屯糧區(qū)、曬場、農(nóng)圈、洗衣臺等。這些特有的農(nóng)村生產(chǎn)功能區(qū)域，使得建材制品、配件和建筑模數(shù)的不統(tǒng)一，會出現(xiàn)不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致出現(xiàn)的裝配式建造的復(fù)雜化，所以建筑部品規(guī)格化顯得尤為重要。

在安裝方面，分別通過技術(shù)集成在現(xiàn)場分部或整體裝配。

在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面，規(guī)格應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化接口、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工。

6.5 設(shè)計(jì)功能區(qū)要結(jié)合川西地區(qū)現(xiàn)狀

除了在網(wǎng)格模數(shù)化統(tǒng)一之外，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)適合曬場的屋面板和符合建筑模數(shù)的農(nóng)圈將極大的節(jié)省土地資源，從根本上解決了建造成本的問題。常見的曬場大多數(shù)位于住宅的 前后院中，川西地區(qū)因雨環(huán)境的原因，采用坡屋頂?shù)男问剑抢速M(fèi)了一定的屋頂面積，如果讓屋面結(jié)合曬場，避免浪費(fèi)了大量的宅基地面積。

7 結(jié)束語

在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，不僅要重視城市住宅發(fā)展的可持續(xù)，還應(yīng)該關(guān)注農(nóng)村建設(shè)的可持續(xù)。我國的農(nóng)村住宅工業(yè)化發(fā)展還處于雛形階段，設(shè)計(jì)和工業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化需要不斷地實(shí)踐和總結(jié)，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，將會迎來裝配式建筑的時代，把握和推廣裝配式住宅對于國家產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型有著積極意義。

[1] 李濱. 我國預(yù)制裝配式建筑的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國科技信息,2014(4).

[2] 王瑩. 5項(xiàng)能源實(shí)用技術(shù)打造遼寧新農(nóng)村住宅[J]. 住宅產(chǎn)業(yè), 2007(5).

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[定稿日期]2015-05-14