文/中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司 盧 珊 劉志鴻 高曉明 宋婉銘

1 項(xiàng)目背景

2016年末，全國共有建制鎮(zhèn)20883個(gè)，鄉(xiāng)10872個(gè)，自然村261.7萬個(gè)（其中包括52.6萬個(gè)行政村）。村鎮(zhèn)每年竣工建筑面積10.6億m2，房屋建筑面積存量383.0億m2，村鎮(zhèn)建設(shè)年總投資1.6萬億元，住宅投資約占一半。但目前我國鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)與建造領(lǐng)域面臨諸多問題：未能有效推動(dòng)住宅設(shè)計(jì)工作，未形成良性市場機(jī)制；地域建筑特征和文化與現(xiàn)代建造技術(shù)嵌合度不夠；面對(duì)“生產(chǎn)、生活、生態(tài)”融合要求，現(xiàn)有空間適用度較低、實(shí)施集成設(shè)計(jì)難度大、節(jié)能實(shí)施度弱；結(jié)構(gòu)使用壽命短、安全性考慮不足；工業(yè)化建造程度與建造效率低，缺乏適用性部品部件，整體質(zhì)量堪憂；適用于鄉(xiāng)村快速建造的小型化施工裝置少，機(jī)械化程度低；設(shè)計(jì)、建造、監(jiān)管智能化、網(wǎng)絡(luò)化手段欠缺，信息化資源不豐富，可實(shí)施性不強(qiáng)。

為貫徹落實(shí)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》關(guān)于研究開發(fā)綠色建筑設(shè)計(jì)技術(shù)、精致建造和綠色建筑施工技術(shù)與裝備，《國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》關(guān)于加快建設(shè)美麗宜居鄉(xiāng)村，《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2020年）》關(guān)于建設(shè)生態(tài)宜居的美麗鄉(xiāng)村、持續(xù)改善農(nóng)村人居環(huán)境、發(fā)展壯大鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)等要求，針對(duì)鄉(xiāng)村住宅普遍存在設(shè)計(jì)與生產(chǎn)生活需求不協(xié)調(diào)、功能不完善、建造缺少因地制宜技術(shù)體系和適宜推廣平臺(tái)等現(xiàn)狀，為實(shí)現(xiàn)住宅建造向綠色宜居、高品質(zhì)、集約化與產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變的時(shí)代要求，亟待開展鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)與建造方面的集成性研究，加快推進(jìn)形成住宅建造技術(shù)體系。

2 總體目標(biāo)

針對(duì)現(xiàn)代鄉(xiāng)村建筑業(yè)創(chuàng)新建筑體系、“三生”融合、品質(zhì)提升、集約優(yōu)質(zhì)建造等需求，集成研發(fā)住宅建造技術(shù)，構(gòu)建新型體系，創(chuàng)制成套施工裝備，推動(dòng)和促進(jìn)鄉(xiāng)村住宅建筑體系的技術(shù)集成和產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新；優(yōu)化鄉(xiāng)村住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路徑，挖掘和培育新的產(chǎn)業(yè)需求，提高產(chǎn)業(yè)化驅(qū)動(dòng)力；通過研究和示范，在建筑產(chǎn)品、房屋建造、建筑信息化等領(lǐng)域創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，支撐和推動(dòng)鄉(xiāng)村住宅建造產(chǎn)業(yè)鏈的健康有序發(fā)展。

3 研究內(nèi)容

本項(xiàng)目以建筑空間設(shè)計(jì)、產(chǎn)品體系、裝配集成、施工建造、應(yīng)用示范為主要研發(fā)路徑，在完成鄉(xiāng)村住宅空間與戶型庫，在智能化設(shè)計(jì)服務(wù)模式的基礎(chǔ)上，建立高耐久性產(chǎn)品集成體系和部品庫，完善相應(yīng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系，集成研發(fā)裝配式住宅成套體系及與之配套的低成本本土化的被動(dòng)式技術(shù)，并開展鄉(xiāng)村住宅施工建造適宜性小型化成套設(shè)備及配套工法研究，以及基于GIS、BIM的輕量化鄉(xiāng)村宜居住宅設(shè)計(jì)建造服務(wù)平臺(tái)。采用理論分析與調(diào)查統(tǒng)計(jì)相結(jié)合、數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究相結(jié)合、專項(xiàng)技術(shù)研究與系統(tǒng)集成相結(jié)合，通過模型試驗(yàn)與工程示范，形成鄉(xiāng)村住宅建造集成性體系，確保研究成果可靠性和可應(yīng)用性。具體分為5項(xiàng)研究內(nèi)容。

3.1 鄉(xiāng)村住宅空間優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與指標(biāo)體系研究

針對(duì)鄉(xiāng)村生活、生產(chǎn)、生態(tài)融合對(duì)住宅家庭生活、生產(chǎn)輔助和生態(tài)庭院等類型空間組織的需求，研究鄉(xiāng)村住宅空間單元組合配置，搭建住宅空間單元設(shè)計(jì)資源庫；通過邏輯算法、仿真模擬和足尺體驗(yàn)等方法，研究典型鄉(xiāng)村住宅空間適應(yīng)性與建筑體系適配性技術(shù)；對(duì)住宅空間設(shè)計(jì)的性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，建立并完善鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)指標(biāo)體系與標(biāo)準(zhǔn)；開展智能化和遠(yuǎn)程化設(shè)計(jì)技術(shù)研究，建立以農(nóng)戶參與和技術(shù)人員輔助相結(jié)合的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)。

3.2 鄉(xiāng)村住宅長壽命設(shè)計(jì)建造關(guān)鍵技術(shù)研究

通過不同建造方式下適用于鄉(xiāng)村住宅的功能空間可變理念的設(shè)計(jì)體系研究，開展鄉(xiāng)村住宅部品與設(shè)備管線設(shè)計(jì)集成技術(shù)研究，建立鄉(xiāng)村住宅長壽命設(shè)計(jì)理論及技術(shù)體系；通過研究鄉(xiāng)村住宅部品耐久性指標(biāo)，提出指標(biāo)體系，指導(dǎo)研發(fā)適用程度及耐久性較高的內(nèi)隔墻板、廚衛(wèi)等新型部品體系，建立相應(yīng)產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系。

3.3 鄉(xiāng)村住宅裝配式快速建造體系與被動(dòng)式節(jié)能集成研究

針對(duì)目前裝配式體系在鄉(xiāng)村小型住宅建筑中應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性差、施工難度大、集成性不高、與被動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)脫節(jié)等問題，結(jié)合環(huán)境條件及生活習(xí)慣，以高性能、低成本、被動(dòng)節(jié)能、快速建造為目標(biāo)，開展裝配式建造技術(shù)適用性研究，研發(fā)適用于鄉(xiāng)村住宅低成本與快速建造需求的鋼筋混凝土、輕鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅體系，開發(fā)與預(yù)制構(gòu)件集成的本土性低成本被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)與構(gòu)造，建立模塊化部品部件庫，以滿足鄉(xiāng)村宜居住宅對(duì)高效、低價(jià)、集約建造的需求。

3.4 鄉(xiāng)村住宅施工建造適宜性小型化成套裝置裝備及配套工法研究

針對(duì)現(xiàn)有鄉(xiāng)村住宅建造裝備機(jī)械化、智能化、小型化程度低等現(xiàn)狀，結(jié)合鄉(xiāng)村實(shí)際自然、地理、交通及環(huán)境特點(diǎn)，圍繞綠色、環(huán)保、智能的鄉(xiāng)村建設(shè)理念，開展鄉(xiāng)村住宅施工建造適宜性小型化成套設(shè)備及配套工法的研發(fā)，搭建集培訓(xùn)、操作于一體的鄉(xiāng)村住宅建造裝備集成操控平臺(tái)，建立數(shù)字化鄉(xiāng)村住宅建造裝備安全遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村住宅施工建造機(jī)械化、智能化、小型化。

3.5 鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)與建造技術(shù)應(yīng)用信息平臺(tái)

以地理信息系統(tǒng)（GIS）與建筑信息模型（BIM）技術(shù)為基礎(chǔ)，研究基于GIS、BIM的鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)建造平臺(tái)技術(shù)、鄉(xiāng)村統(tǒng)建住宅協(xié)同設(shè)計(jì)與村民自建住宅設(shè)計(jì)建造服務(wù)技術(shù)，開發(fā)基于GIS、BIM的輕量化鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)建造服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)村民設(shè)計(jì)規(guī)劃需求的快速反饋、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)BIM圖集的便捷獲取與可視化建造方法交底，滿足村民住宅使用需求，提升施工人員水平，服務(wù)鄉(xiāng)村住宅規(guī)劃設(shè)計(jì)，提升建造質(zhì)量，推動(dòng)鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)建造標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化、信息化發(fā)展。

4 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目首次建立農(nóng)戶參與式設(shè)計(jì)和技術(shù)人員遠(yuǎn)程優(yōu)化設(shè)計(jì)相結(jié)合的鄉(xiāng)村住宅協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)化服務(wù)系統(tǒng)，解決設(shè)計(jì)水平較低、難以形成市場化服務(wù)的問題。創(chuàng)新建立適應(yīng)鄉(xiāng)村住宅領(lǐng)域發(fā)展的長壽命設(shè)計(jì)建造關(guān)鍵技術(shù)體系，建立系列化鄉(xiāng)村住宅產(chǎn)品體系，進(jìn)一步推動(dòng)鄉(xiāng)村住宅長壽命化發(fā)展，減少資源消耗。創(chuàng)新鄉(xiāng)村住宅工業(yè)化建造體系，研發(fā)適用于鄉(xiāng)村的雙面疊合墻住宅等體系，建立相應(yīng)的基于性能的設(shè)計(jì)方法及快速建造技術(shù)，滿足“集約、快速、低價(jià)”的目標(biāo)?；卩l(xiāng)村經(jīng)濟(jì)條件、生活習(xí)慣，首次提出適用于鄉(xiāng)村裝配式住宅經(jīng)濟(jì)合理的被動(dòng)式節(jié)能指標(biāo)，將節(jié)能設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)體系、建造方式整合考慮，形成不同建造體系下節(jié)能部品與連接構(gòu)造，提升裝配式住宅本體節(jié)能性能。首創(chuàng)易就位、易拼拆、易操作的適用于鄉(xiāng)村住宅的施工裝備，創(chuàng)建智慧化裝備集成操控及安全管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)裝備集成一鍵式智能化操控、裝備保修與保養(yǎng)、查詢預(yù)警、裝備運(yùn)行及操縱人員安全動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)管控。首次開發(fā)基于GIS、BIM的輕量化鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)建造信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)建造需求的快速反饋、標(biāo)準(zhǔn)BIM圖集的快速獲取與節(jié)能，以及建造方法的可視化交底。

5 預(yù)期效益

本項(xiàng)目將形成一系列技術(shù)成果，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)導(dǎo)則與指南、專利技術(shù)等，將對(duì)鄉(xiāng)村住宅建筑設(shè)計(jì)、產(chǎn)品體系、建造裝備、信息化平臺(tái)等全產(chǎn)業(yè)鏈、全過程的建設(shè)和生產(chǎn)力的提升起到至關(guān)重要的作用。其中，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范類的成果將為全國范圍的鄉(xiāng)村住宅建造領(lǐng)域的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)等企業(yè)、建設(shè)管理單位及人員提供技術(shù)法規(guī)和參考依據(jù)。

本項(xiàng)目致力于高質(zhì)量高品質(zhì)的鄉(xiāng)村住宅建造技術(shù)研究，將有力地推動(dòng)并建立適宜我國鄉(xiāng)村地區(qū)現(xiàn)狀及未來發(fā)展的住宅設(shè)計(jì)與建造全產(chǎn)業(yè)鏈，提高農(nóng)村住宅品質(zhì)，降低資源消耗，減少環(huán)境污染，提高勞動(dòng)效率，推動(dòng)農(nóng)村住宅建筑市場的建立和完善。項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)于推動(dòng)社會(huì)發(fā)展、提高鄉(xiāng)村居住水平、改變鄉(xiāng)村住宅建設(shè)方式等是一次重大變革，將促進(jìn)鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，形成引導(dǎo)綠色和健康發(fā)展的典型鄉(xiāng)村住宅建筑范式，同時(shí)也將培養(yǎng)和造就一支科技隊(duì)伍和一批技術(shù)人才。

6 結(jié)語

本項(xiàng)目響應(yīng)《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2020年）》提出的“建設(shè)生態(tài)宜居的美麗鄉(xiāng)村、持續(xù)改善農(nóng)村人居環(huán)境、發(fā)展壯大鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)”等要求，將集成研發(fā)住宅建造技術(shù)，構(gòu)建新型體系，創(chuàng)制成套施工裝備，推動(dòng)和促進(jìn)鄉(xiāng)村住宅建筑體系的技術(shù)集成和產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新；通過研究和示范，在建筑產(chǎn)品、房屋建造、建筑信息化等領(lǐng)域創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，支撐和推動(dòng)鄉(xiāng)村住宅建造產(chǎn)業(yè)鏈的健康有序發(fā)展。