文/劉志鴻 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司

4月15日，上海市金山區(qū)漕涇鎮(zhèn)阮巷村熱鬧起來：阮巷美麗鄉(xiāng)村EPC示范項(xiàng)目奠基儀式正在舉行。節(jié)能節(jié)水超過70%，單棟房屋建設(shè)工期比傳統(tǒng)同面積房屋縮短1/3……“造價(jià)不高，水平高；標(biāo)準(zhǔn)不高，質(zhì)量高；面積不大，功能全；占地不多，環(huán)境美”是阮巷美麗鄉(xiāng)村EPC示范項(xiàng)目的最大優(yōu)勢(shì)。

阮巷美麗鄉(xiāng)村EPC示范項(xiàng)目建筑面積為185平方米，建筑高度約11.84米（2層＋閣樓），采用雙面夾心保溫疊合墻體系，并應(yīng)用IMPACT軟件，進(jìn)行裝配式結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)和EPC項(xiàng)目管理，集成科技元素為建筑賦能，強(qiáng)調(diào)均好性、全齡化精裝和可變戶型。阮巷美麗鄉(xiāng)村EPC示范項(xiàng)目的背后，是“鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)與建造關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目組科技支撐團(tuán)隊(duì)。

在建設(shè)生態(tài)宜居的美麗鄉(xiāng)村過程中，鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)建造是其中重要的組成部分，尤其是隨著生活水平的提高和生活方式的轉(zhuǎn)變，鄉(xiāng)村居民對(duì)息息相關(guān)的居住之所有了更高的要求。但是我國在鄉(xiāng)村住宅方面普遍存在設(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)等問題。為實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村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，“綠色宜居村鎮(zhèn)技術(shù)創(chuàng)新”重點(diǎn)專項(xiàng)部署“鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)與建造關(guān)鍵技術(shù)”重點(diǎn)任務(wù)，開展鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)與建造方面集成性研究，加快推進(jìn)形成住宅建造技術(shù)體系。

鄉(xiāng)村美不美，首先要看農(nóng)民住得美不美。針對(duì)現(xiàn)代鄉(xiāng)村建筑業(yè)創(chuàng)新建筑體系、三生融合（即生產(chǎn)、生活、生態(tài)有機(jī)融合）、品質(zhì)提升、集約優(yōu)質(zhì)建造等需求，項(xiàng)目組集成研發(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。

獨(dú)立式鄉(xiāng)村住宅原型示意圖

聯(lián)排式、集合式鄉(xiāng)村住宅原型示意圖

垂直和橫向安裝兩種情況的夾具初步設(shè)計(jì)

柜體功能模塊接口技術(shù)與管線集成

高效施工示意圖

快速與長壽 科技為鄉(xiāng)村住宅賦能

2020年4月，由項(xiàng)目組做技術(shù)支撐的阮巷美麗鄉(xiāng)村EPC示范項(xiàng)目在上海市金山區(qū)漕涇鎮(zhèn)阮巷村開工。阮巷美麗鄉(xiāng)村EPC示范項(xiàng)目集成項(xiàng)目組在鄉(xiāng)村住宅建造體系系列成果，成為阮巷村一抹美麗的風(fēng)景。

阮巷美麗鄉(xiāng)村EPC示范項(xiàng)目的這棟房屋有哪些科技元素呢？主要是混凝土雙面疊合墻的鄉(xiāng)村住宅快速建造體系。雙面疊合夾心保溫混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系保溫層被置于外葉預(yù)制板和現(xiàn)澆混凝土層之間，以FRP連接件代替桁架筋，穿過保溫層連接內(nèi)外葉預(yù)制板，避免了冷（熱）橋。阮巷美麗鄉(xiāng)村EPC示范項(xiàng)目采用工業(yè)化建造方式，將傳統(tǒng)大量的濕作業(yè)工作留在了預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工廠，現(xiàn)場(chǎng)完成簡單的安裝及節(jié)點(diǎn)區(qū)域處理，有序組織，精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)6個(gè)月交付。

干式連接裝配式預(yù)制混凝土復(fù)合墻板鄉(xiāng)村住宅體系

裝配式邊框強(qiáng)化型輕鋼-輕混凝土組合墻體結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)場(chǎng)景

除了混凝土雙面疊合墻的鄉(xiāng)村住宅快速建造體系，在鄉(xiāng)村住宅建造體系方面還有干式連接裝配式預(yù)制混凝土復(fù)合墻板鄉(xiāng)村住宅體系和裝配式強(qiáng)邊框輕鋼-輕混凝土組合墻板結(jié)構(gòu)體系。干式連接裝配式預(yù)制混凝土復(fù)合墻板鄉(xiāng)村住宅體系，由預(yù)制混凝土內(nèi)外夾芯復(fù)合墻板、預(yù)制樓屋面板、預(yù)制樓梯等構(gòu)件，通過現(xiàn)場(chǎng)干式連接（螺栓連接或焊接）裝配而成，不需要二次澆注混凝土，是真正的全裝配式建筑。

裝配式邊框強(qiáng)化型輕鋼-輕混凝土組合墻體結(jié)構(gòu)主要由輕鋼-輕混凝土組合墻板、輕型鋼管混凝土邊框強(qiáng)化柱、輕鋼梁系-壓型鋼板-鋼筋混凝土組合樓蓋以及輕鋼桁架屋蓋組成。項(xiàng)目組進(jìn)行了兩層單跨裝配式邊框強(qiáng)化輕鋼-輕混凝土組合墻板足尺結(jié)構(gòu)的模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，提出了結(jié)構(gòu)抗震的延性設(shè)計(jì)概念與原則，建立了結(jié)構(gòu)地震水平力分配方法、剪力墻截面設(shè)計(jì)方法與螺栓節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法，以及相應(yīng)的構(gòu)造措施與要求，構(gòu)建了系統(tǒng)的螺栓連接裝配式墻板結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論，并參與編制了相關(guān)規(guī)范，為成果轉(zhuǎn)化打下了基礎(chǔ)。

《鄉(xiāng)村住宅高耐久性產(chǎn)品構(gòu)造》圖集示意圖

如果說鄉(xiāng)村住宅快速建造體系是為了實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村住宅建造的“快”，那么鄉(xiāng)村住宅的“好”應(yīng)該是鄉(xiāng)村住宅長壽命化。為了促進(jìn)鄉(xiāng)村住宅長壽化設(shè)計(jì)與建造水平的提高，項(xiàng)目組進(jìn)行系列建筑產(chǎn)品研發(fā)，研發(fā)出高耐久性內(nèi)隔墻與相關(guān)廚衛(wèi)產(chǎn)品。在內(nèi)隔墻應(yīng)用技術(shù)上，項(xiàng)目組結(jié)合現(xiàn)有的ALC板安裝節(jié)點(diǎn)，以傳統(tǒng)內(nèi)墻管板與外墻NDR節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)相互結(jié)合的目標(biāo)，并根據(jù)板材實(shí)際搬運(yùn)與安裝情況，完成了2款分別應(yīng)對(duì)垂直和橫向安裝兩種情況的夾具的初步設(shè)計(jì)，并已經(jīng)完成了樣品制作；在廚衛(wèi)產(chǎn)品方面，項(xiàng)目組研發(fā)了柜體功能模塊接口技術(shù)，柜體后部預(yù)留管線空間，在實(shí)際安裝過程中，無需在墻面開槽埋設(shè)電線、水路等管路，便于后期改造時(shí)對(duì)電路等挪移，從而實(shí)現(xiàn)可變空間的置換。

同時(shí)，為了配合鄉(xiāng)村住宅快速建造，項(xiàng)目組研發(fā)適合鄉(xiāng)村的小型機(jī)械設(shè)備，包括具有輕型、便捷、高精度、智能控制等特點(diǎn)的構(gòu)件/部品小型智能化高效裝配成套裝置，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制構(gòu)件的精準(zhǔn)、智能、快速調(diào)垂；具備小型、便捷、智能等特點(diǎn)的裝配成套裝置、構(gòu)件/部品固定與就位機(jī)械化裝置，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制構(gòu)件的快速固定與就位；具備小型、便捷、智能等特點(diǎn)的構(gòu)件/部品固定與就位機(jī)械化裝置，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村住宅自建以及統(tǒng)建模式下的混凝土/砂漿全自動(dòng)化制備與輸送；具備快速裝拆、便捷轉(zhuǎn)場(chǎng)、智能操控等特點(diǎn)的便捷輕量化構(gòu)件/部品起吊裝備，實(shí)現(xiàn)了鄉(xiāng)村住宅建造現(xiàn)場(chǎng)5噸以內(nèi)構(gòu)件/部品的快速起吊。

找一手資料 搭建鄉(xiāng)村住宅數(shù)據(jù)庫

在我國鄉(xiāng)村地區(qū)的現(xiàn)存和新建的農(nóng)宅中，由于缺乏設(shè)計(jì)規(guī)劃的意識(shí)，在實(shí)踐過程中不能與本土的環(huán)境相融合，在建筑能耗和舒適之間造成矛盾。尤其是對(duì)其他地區(qū)建筑特色的生搬硬套，導(dǎo)致本地特有的鄉(xiāng)村建筑文化流失，使得鄉(xiāng)村成為千篇一律的“復(fù)制”。構(gòu)建鄉(xiāng)村住宅設(shè)計(jì)服務(wù)平臺(tái)及典型區(qū)域空間戶型數(shù)據(jù)庫尤為重要。

阮巷美麗鄉(xiāng)村效果圖

為了掌握我國典型區(qū)域的鄉(xiāng)村住宅一手資料，項(xiàng)目組選取我國農(nóng)村住宅典型區(qū)域，深入當(dāng)?shù)厮鸭覈l(xiāng)村住宅一手資料。

“進(jìn)村的路大多是山路，蜿蜒崎嶇，地圖導(dǎo)航不準(zhǔn)確，為安全起見，我們決定利用當(dāng)?shù)毓步煌ㄒ苿?dòng)?！眳⑴c調(diào)研小組成員說道，“在去往湖南省長沙市果園村調(diào)研的路上時(shí)，當(dāng)?shù)厮緳C(jī)師傅熟悉路況，在顛簸路段還會(huì)溫馨提示我們坐穩(wěn)扶好。途中還遇到如巨石擋路這樣的突發(fā)情況，司機(jī)師傅耐心等待、冷靜處理，最終將我們平安、順利地送達(dá)目的地。這段進(jìn)村之‘旅’讓我們感悟良多，尤其是司機(jī)師傅和當(dāng)?shù)卮逦癁槲姨峁┝撕艽髱椭?，讓我們感受到了濃厚質(zhì)樸的鄉(xiāng)土人情?！?/p>

小組不僅需要測(cè)繪鄉(xiāng)村住宅戶型，還需要了解建設(shè)背景等信息。在湖南地區(qū)調(diào)研時(shí)，潯龍河村的村長為調(diào)研小組安排了一位工作人員全程陪同調(diào)研。工作人員為調(diào)研小組講述了潯龍河村的歷史、發(fā)展過程以及村莊概況，并帶領(lǐng)調(diào)研小組進(jìn)入村民家進(jìn)行測(cè)繪調(diào)研。村民們都非常熱情，積極配合、支持調(diào)研工作。調(diào)研小組成員分工明確，通過訪談、拍照、測(cè)繪來對(duì)住宅進(jìn)行全面的了解，順利地完成了當(dāng)天的調(diào)研任務(wù)。在福建前洋村調(diào)研時(shí)，調(diào)研小組由當(dāng)?shù)鼐瘎?wù)站站長帶領(lǐng)調(diào)研小組進(jìn)行調(diào)研，村民非常支持調(diào)研團(tuán)隊(duì)的工作，問卷調(diào)查和測(cè)繪都順利進(jìn)行。

在鄉(xiāng)村住宅建造現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)研小組通過與當(dāng)?shù)卮迕?、施工人員、政府官員的廣泛交流，得到了鄉(xiāng)村住宅建造現(xiàn)狀的一手資料。尤其在浙江省衢州市開化縣下屬鄉(xiāng)村調(diào)研時(shí)，當(dāng)?shù)卮彘L及住建部門的官員對(duì)于項(xiàng)目組的研發(fā)提出了許多建設(shè)性的意見，并對(duì)項(xiàng)目組的研發(fā)寄予高度期望?！八麄兊囊庖姾推谠S對(duì)于項(xiàng)目組來說既是一種壓力，也是一種動(dòng)力?！表?xiàng)目組成員說道，“項(xiàng)目組更加堅(jiān)定了一種信念，那就是真正正正、實(shí)實(shí)在在的為鄉(xiāng)村住宅研發(fā)出一套高科技、接地氣的建造裝置/裝備，服務(wù)于廣大的鄉(xiāng)村居民，實(shí)現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村?！?/p>

有了一手資料，搭建數(shù)據(jù)庫就有了“磚頭”。項(xiàng)目組建立鄉(xiāng)村宜居住宅設(shè)計(jì)建造服務(wù)平臺(tái)---鄉(xiāng)村住宅標(biāo)準(zhǔn)BIM圖集庫與BIM模型架構(gòu)，構(gòu)建了三生融合典型區(qū)域空間戶型庫。項(xiàng)目組收集整理了鄉(xiāng)村CAD或圖片版本住宅標(biāo)準(zhǔn)圖集共785套，涉及12個(gè)省/直轄市/自治區(qū)，覆蓋3類氣候區(qū)、3類地形、4種材料，研究精選并建立了標(biāo)準(zhǔn)BIM圖集模型100余套，并梳理了戶型大小、功能特征、成本造價(jià)等參數(shù)，建立了鄉(xiāng)村住宅標(biāo)準(zhǔn)BIM圖集庫。項(xiàng)目組初步建立了基于IFC的屬性集擴(kuò)展的方式的標(biāo)準(zhǔn)圖集BIM模型架構(gòu)。架構(gòu)包括實(shí)體幾何信息、空間組成與分解信息、屬性集信息、材料信息以及拓?fù)潢P(guān)聯(lián)信息等各方面。有關(guān)研究為統(tǒng)一全國鄉(xiāng)村住宅圖集的BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)，對(duì)后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)BIM圖集存儲(chǔ)、查詢等研究以及開放式鄉(xiāng)村住宅圖集共享具有重要價(jià)值。

宿遷市皂河鎮(zhèn)新農(nóng)社區(qū)

為了優(yōu)化鄉(xiāng)村住宅空間，項(xiàng)目組構(gòu)建了三生融合典型區(qū)域空間戶型庫。在建筑氣候區(qū)的根目錄下，將在圖集中的平面圖按照建設(shè)模式特點(diǎn)分為獨(dú)立式、聯(lián)排式、集合式三種類型，從中提煉出三生空間單元以及各空間單元的相鄰矩陣，以指導(dǎo)鄉(xiāng)村住宅原型的總結(jié)設(shè)計(jì)。利用空間單元復(fù)合技術(shù)，研究各類空間單元之間的層次、組合、鏈接和生長邏輯，形成適用于基本保障型、農(nóng)業(yè)升級(jí)型、工貿(mào)配套型、經(jīng)營服務(wù)型、產(chǎn)業(yè)融合型等鄉(xiāng)村住宅的空間設(shè)計(jì)參數(shù)，搭建住宅空間單元數(shù)據(jù)庫和住宅戶型數(shù)據(jù)庫。

為了推動(dòng)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，進(jìn)一步為鄉(xiāng)村開展示范，讓科研成果在鄉(xiāng)村落地生根，目前，項(xiàng)目組正在與宿遷市皂河鎮(zhèn)協(xié)商在其新農(nóng)社區(qū)項(xiàng)目中開展試點(diǎn)示范項(xiàng)目工作，擬在其建設(shè)的項(xiàng)目中選取幾棟樣板房，將長壽命、裝配化裝修、鄉(xiāng)土材料利用、新能源利用等新理念新技術(shù)融入項(xiàng)目中，作為科研成果轉(zhuǎn)化落地的示范項(xiàng)目。