張紅紅 臧濤濤 黃 銳 姜 震 呂元琳 白若熙

（北京科技大學(xué)天津?qū)W院城市建設(shè)學(xué)院 天津 301830）

1 低能耗理念的裝配式農(nóng)宅特點(diǎn)

與傳統(tǒng)建造房屋相比，裝配式建筑構(gòu)件采用機(jī)械化生產(chǎn)預(yù)制，工程質(zhì)量易得到有效控制，高精度構(gòu)件、機(jī)械化安裝完成的高品質(zhì)房屋取代紅磚砌筑的粗放房屋，既可減少現(xiàn)場(chǎng)施工人員又可縮短施工工期，減小施工現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)量，在一定程度上節(jié)約了材料，降低了資源消耗[1]。

（1）施工效率顯著提高。傳統(tǒng)的建筑施工是在露天的施工現(xiàn)場(chǎng)完成整個(gè)施工流程，包括砌筑墻體、澆注混凝土、搭設(shè)腳手架、安裝摸板等施工環(huán)節(jié)，不僅對(duì)周圍環(huán)境造成了極大的影響，而且工期相對(duì)較長(zhǎng)，工程質(zhì)量也不容易保證，生產(chǎn)效率低下。裝配式建筑，預(yù)制構(gòu)件在預(yù)制廠里生產(chǎn)制作，受天氣的影響小、機(jī)械化程度高、質(zhì)量有保證，預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)安裝濕作業(yè)量減少，工期大大縮短，工作效率明顯提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用裝配化施工，人工投入將減少50%以上。因此，在廣大的農(nóng)村地區(qū)，采用裝配式來(lái)建造農(nóng)宅，從提高施工效率方面有很大優(yōu)勢(shì)。

（2）資源浪費(fèi)大大減少。傳統(tǒng)的建造方式，在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)會(huì)因腳手架工程、模板工程、混凝土工程消耗掉大量的鋼材、木材和施工用水。建造裝配式住宅制作的預(yù)制構(gòu)件，在預(yù)制廠流水線上生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備和模具都可以循環(huán)利用，資源消耗顯著減少。預(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝和連接，大大降低了模板和支撐的使用量，并且以干作業(yè)為主，節(jié)約了水資源。

（3）環(huán)境污染顯著降低。傳統(tǒng)建造方式以現(xiàn)場(chǎng)施工為主，如果文明施工、環(huán)境保護(hù)措施落實(shí)不到位，再加上監(jiān)管缺失，很容易導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)的臟亂差。現(xiàn)場(chǎng)的渣土、揚(yáng)塵、建筑垃圾、廢氣、廢水會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。墻體圍護(hù)用到的粘土磚，燒制時(shí)占用耕地、損毀良田、排放煙塵，對(duì)環(huán)境也有較大危害。裝配化施工由于構(gòu)件的工廠化預(yù)制，使現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾大幅減少。構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)吊裝還可以有效地減少混凝土澆筑振搗產(chǎn)生的噪音污染、揚(yáng)塵污染和廢水、廢氣的排放。

（4）工人工作環(huán)境明顯改善。裝配式施工在某些施工環(huán)節(jié)把工人從現(xiàn)場(chǎng)操作轉(zhuǎn)移到了預(yù)制工廠，預(yù)制工廠都是流水線施工，機(jī)械化程度高。即使在現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)，由于濕作業(yè)的大大減少，現(xiàn)場(chǎng)文明化程度提高，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，勞動(dòng)環(huán)境得到改善[2]。

2 裝配式農(nóng)宅的設(shè)計(jì)理念與材料性能

2.1 農(nóng)宅體形設(shè)計(jì)

天津位于中緯度歐亞大陸東岸，主要受季風(fēng)環(huán)流的支配，是東亞季風(fēng)盛行的地區(qū)，屬大陸性氣候。主要?dú)夂蛱卣魇牵募痉置?，春季多風(fēng)，干旱少雨；夏季炎熱，雨水集中；秋季氣爽，冷暖適中；冬季寒冷，干燥少雪。在農(nóng)宅設(shè)計(jì)上，要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，采用適宜的建筑形式。

根據(jù)建筑設(shè)計(jì)原理，建筑的體形系數(shù)和窗墻面積比要滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。天津地區(qū)的農(nóng)宅為了能夠?qū)崿F(xiàn)低能耗標(biāo)準(zhǔn)，所以在建筑方案的設(shè)計(jì)初期，就需要考慮建筑的整體外形并且嚴(yán)格控制。根據(jù)天津市地方標(biāo)準(zhǔn)《天津市居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)制性條文規(guī)定得出以下結(jié)論：三層及三層以下居住建筑體形系數(shù)不應(yīng)大于0.52；建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)要采取相對(duì)應(yīng)的保溫措施來(lái)滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。所以，天津地區(qū)農(nóng)宅的體形系數(shù)小于等于0.52，在相同面積的農(nóng)宅體積下，外圍護(hù)面積越小，損失的熱量就越少，這樣的農(nóng)宅越節(jié)能[3]。根據(jù)南、北及東西朝向，窗墻面積比要滿足農(nóng)村居住建筑的限值要求。

2.2 適合裝配式農(nóng)宅的外墻板

裝配式農(nóng)宅的外墻板宜選用當(dāng)?shù)厝〔姆奖恪⒈阌诩庸?、?jié)能環(huán)保的墻體材料，比如ECP 墻板。該墻板以磷石膏—水泥—纖維等為主要原料，通過(guò)真空高壓擠出成型。墻板具有較好的強(qiáng)度、韌性、抗震性和耐候性，尺寸版型具有可調(diào)性，表面花紋、圖案裝飾效果豐富。墻板加工時(shí)，還可以與大理石一體成型，實(shí)現(xiàn)墻體保溫、裝飾一體化，節(jié)約成本的同時(shí)減少了現(xiàn)場(chǎng)施工污染。

2.3 室內(nèi)裝修材料

室內(nèi)裝修材料要選用產(chǎn)生有害氣體少、放射性低的材料。比如傳統(tǒng)的乙烯基乳濁液墻面涂料就會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體，然而以亞麻籽油為原料的天然涂料就不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。選擇建筑材料的時(shí)候也要考慮施工廢棄物的處理這一問(wèn)題，要盡量選擇施工廢棄物可以循環(huán)使用并且對(duì)環(huán)境影響較小的建筑材料[5]。

3 裝配式農(nóng)宅的創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用

3.1 智能窗系統(tǒng)的應(yīng)用

智能窗系統(tǒng)就是通過(guò)安裝溫濕度傳感器和雨滴傳感器來(lái)感知溫濕度的變化以及有沒(méi)有雨滴滴落，實(shí)現(xiàn)雨天自動(dòng)關(guān)窗，及時(shí)讓我們感知天氣變化以及解決雨天沒(méi)有關(guān)窗的煩惱。

智能窗是利用機(jī)械傳送裝置和電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具有自動(dòng)化、智能化、人性化的特點(diǎn)，解決了生活中的實(shí)際問(wèn)題，為人們省去了很多麻煩。

3.2 材料的再利用技術(shù)

3.2.1 建筑材料的直接循環(huán)利用

在不改變?cè)薪ㄖ牧系奈镔|(zhì)形態(tài)下，不用加工或者通過(guò)簡(jiǎn)單的加工進(jìn)行循環(huán)再利用。比如從原有舊民居上拆下來(lái)的舊瓦、管道、料石、木材等，通過(guò)簡(jiǎn)單的篩選，把還有利用價(jià)值的材料，經(jīng)過(guò)翻新、拼裝、清潔等就可以直接再次循環(huán)利用。在外裝飾、外圍護(hù)的設(shè)計(jì)上，比如在圍墻、屋頂?shù)忍幙梢园雅f瓦、廢磚等重新組合成具有地方特色的裝飾圖案。同樣廢棄的大塊料石，也可以用來(lái)砌筑擋土墻或圍墻基礎(chǔ)。

3.2.2 廢棄物的加工再利用

農(nóng)村在翻建房屋時(shí)，隨處可見丟棄的建筑垃圾。這些建筑垃圾，在兼顧安全性和使用性的前提下，作為原材料加工生產(chǎn)建筑材料也是一項(xiàng)環(huán)保舉措。利用廢棄物經(jīng)過(guò)循環(huán)再生產(chǎn)的產(chǎn)品有：再生骨料混凝土多孔磚、再生混凝土、工業(yè)廢石膏、煤矸石多孔磚、秸稈石膏渣空心砌塊和稻草板等。在設(shè)計(jì)和施工選材這個(gè)過(guò)程中，要考慮優(yōu)先選擇可循環(huán)利用的、就地取材的、比較經(jīng)濟(jì)的建筑材料。比如在農(nóng)村比較常見的秸稈、稻草等，農(nóng)民通常選擇焚燒掉，這樣既造成了浪費(fèi)又污染了空氣。通過(guò)對(duì)廢棄物的加工再利用，不但可以起到節(jié)約成本、降低造價(jià)的作用，更是可以減少建筑行業(yè)對(duì)環(huán)境、生態(tài)的浪費(fèi)與污染[4]，讓我們的生活質(zhì)量和居住環(huán)境顯著提高。

4 結(jié)語(yǔ)

本文分析了適用于農(nóng)宅的裝配式建筑的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)理念、建筑材料性能以及創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用。通過(guò)提出基于低能耗理念的農(nóng)宅建造策略，以期為解決當(dāng)前鄉(xiāng)村地區(qū)農(nóng)宅建設(shè)的共性問(wèn)題提供借鑒，推動(dòng)裝配式建筑在廣大農(nóng)村地區(qū)的推廣應(yīng)用。