基于新農村建設的裝配式建筑結構體系研究與思考

李衛軍

(陜西建筑產業投資集團有限公司,西安 710016)

0 引 言

近年來,隨著我國農村經濟的發展和居民生活水平的提高,農民對改善型住房需求也越來越大。據統計[1],農村人均住房面積從2000年的24.8 m2提高到2015年的41.1 m2,2015年全國農村住房竣工面積8.56億m2,全國商品住宅房屋竣工面積7.38億m2,可見,農村房屋建設規模已超過城市商品住宅,成為現階段我國住房與城鄉建設的重點。傳統農村住宅存在抗震能力較差、結構整體性較弱、建造房屋資源消耗量大、建筑功能不完善等問題,迫切需要推廣一種新型建筑模式對其進行改造和功能升級。將裝配式建造技術合理運用到農村住宅建設中可以有效解決上述問題,即在工廠完成房屋構件的制作,運抵施工現場后進行拼裝、成型[2],具有施工速度快、質量易控制、抗震性能優越、節能環保等優勢,可以大大提高建設效率和住宅品質、降低建造成本和能源消耗,對推動我國新農村建設有著重要的意義。

1 我國農村住宅發展現狀

1.1 我國傳統農村住宅結構體系

目前,我國傳統農村住宅結構體系形式主要包括磚木結構、磚混結構、生土結構、木結構、石結構等。各結構體系介紹見表1及圖1。

表1 我國傳統農村住宅結構體系形式Table 1 Structure system forms of traditional rural residence in China

圖1 我國傳統農村住宅結構體系形式Fig.1 Structure system forms of traditional rural residence in China

1.2 我國傳統農村住宅存在的問題

1) 多數采用磚混結構,抗震性能差

目前我國農村住宅多數采用磚混結構,缺少專業人員進行設計,結構不滿足現行抗震規范要求。據資料統計,我國80%以上的農村住宅無抗震設防措施,歷次大地震中磚混結構的倒塌率在90%以上。

2) 無統一規劃,布局不合理

長期以來,農村住宅建設缺少統一的規劃布局,沒有整體意識和全局觀念;以戶為單位,結構松散,布局零亂,建造隨意,導致濫占耕地、交通不便,難以滿足社會主義新農村的發展需要。

3) 工業化程度低,存在質量隱患

我國有95%以上的農村住宅建筑均采用傳統工藝建造,工業化程度低,施工技術落后,建材質量難以保證,存在一定安全隱患。

4) 傳統建材占主導,不節能環保

黏土磚在我國農村住宅建筑材料中仍占主導地位。據資料統計[4],我國每1萬m2的建筑工程中產生 500～600 t垃圾,揚塵、噪聲及廢棄物污染嚴重威脅著人們的身體健康。

5) 建筑功能不完善,居住品質不高

墻體無保溫隔熱措施,房間密封性較差;裝修水平參差不齊,效果較差;取暖大多采用煤炭爐子,取暖效果差;衛生間及廚房設施不完善,居住品質不高。

要改變農村住宅存在的上述問題,可將裝配式建筑技術與農村住宅建設結合起來,全力推進適用于新農村建設的低多層裝配式住宅建筑結構體系的推廣與研發,實現農村住宅的產業化生產、商品化供應和市場化建設,改善村容村貌,助推新農村建設,實現美麗鄉村愿景。

2 裝配式建筑技術在農村的應用情況

2.1 幾種適用于農村住宅的裝配式結構體系

目前,關于裝配式建筑技術在農村住宅中應用的政策并不明確,鼓勵扶持力度不夠,農民對新技術的認可度有待提高,導致許多裝配式住宅建筑結構體系未能大規模的應用于新農村的建設中。相信隨著國家政策的進一步完善,農民對住宅品質需求的不斷提高,裝配式建筑技術在廣大農村地區將廣泛應用,從而提高農村住宅建設的檔次,真正提升農民的生活質量。下面列舉幾種適用于新農村建設的裝配式住宅建筑結構體系,具體見表2及圖2所示。

表2 幾種裝配式住宅建筑結構體系Table 2 Structural system of several precast residential buildings

2.2 阻礙農村裝配式住宅發展的因素

1) 造價較高

據有關文獻測算[10],裝配式住宅比傳統結構住宅造價高20%～30%,這也是制約裝配式住宅在農村發展最關鍵的因素,導致裝配式住宅成本高的主要原因下文中將有詳細論述。

2) 農村居民接受程度低

農村居民對裝配式住宅的認識不到位,不愿意購買、居住裝配式住宅,主要原因有:①對其質量抱有懷疑態度,認為像“搭積木”式的建房子不牢固;②造價高,農民不愿多花錢享受高質量居住條件;③傳統建造方式已經根深蒂固于農民心里,很難接受顛覆傳統工藝的新技術。

3) 標準不完善

目前,關于農村裝配式住宅的設計、生產、安裝施工、驗收評定等技術標準尚不完整[11],很多適用于農村住宅建設的裝配式建筑結構體系無法大規模推廣。主要原因:①多數擁有核心技術的企業不愿公開專利技術形成國家標準;②國家層面對農村住宅建設監管不到位,強制性質量標準不能及時完善。

4) 產業鏈未形成

目前,農村裝配式住宅的設計、生產、運輸、施工、銷售和服務等環節未形成一個完整的產業鏈,各企業獨立運營,上下游企業之間出現脫節,雖然政府在大力推廣裝配式建筑,但新技術一時難以得到市場的認可,難以形成完整的產業鏈。

2.3 裝配式住宅成本增加原因分析

造成裝配式住宅成本增加的原因主要有三個方面:生產方面、設計方面、施工方面,具體分析如下:

(1) 生產方面:①預制構件生產未實現規模化,模具攤銷費、廠房和機械折舊費、企業管理費和稅金等這些費用都要計入構件綜合單價中;②技術熟練的產業化工人較少,多數工人工作效率低下,人工成本較高;③運輸方對裝運工具、運輸方案、相關設備材料認識不足,對運輸路線的實際狀況不清楚,導致運輸效率偏低,運輸費較高。

(2) 設計方面:①缺乏標準化設計思維,目前大多是以常規建筑思維進行單體設計,然后再拆分,很難提高構件的標準化程度;②目前裝配式建筑項目較少,從事裝配式設計的人員缺乏經驗,不能從設計源頭把控造價。③水平縫節點連接技術較復雜,多數采用套筒連接,成本較高。

(3) 施工方面:①施工管理人員經驗不足,缺乏科學組織管理,施工過程中出現窩工、材料浪費、各工序發生沖突等現象,延誤工期,增加施工成本;②缺乏產業工人,導致施工現場的勞動生產率提高不明顯,對工人培訓力度加大,增加人工成本。

3 農村住宅現狀調研

為深入了解陜西關中地區農村住宅建筑現狀,以及農民對住宅建設的需求情況,筆者對陜西省咸陽市西石羊村、南賀村、李家村、趙家村等四個村落100戶農民進行了實地問卷調研,將數據進行整理分析,對結果進行總結梳理,為我公司下一步推廣農村住宅工業化產品體系提供可靠的依據。

3.1 調研方法

1) 調研內容

本次調研主要針對陜西關中地區農村住宅所采用的結構形式、建造年限、房屋造價、房屋面積、功能需求以及設計施工模式等方面進行調查。

2) 調研方式

(1) 主要采用問卷調查方法。

(2) 范圍:陜西關中地區四個村落。

(3) 樣本量:100份。

3) 實施步驟

(1) 調查工作的前期準備階段:主要完成調查問卷的設計、執行方案的制定、調查問卷反射問題清單及說明、調查團隊的建立、調查人員分工安排等。

(2) 實施階段:開始調查訪問和調查問卷的回收等。

(3) 資料整理、撰寫調查報告階段:對調查問卷取得的數據整理、統計分析及調查問卷報告的撰寫等。

3.2 調研分析

1) 房屋結構類型

由圖3可以看出,傳統的磚混結構仍然占據較大比例,占所有調查戶數的53%。

圖3 房屋結構類型Fig.3 Type of building structures

2) 房屋建造年限

由圖4可以看出,該地區村鎮住宅房屋建成時間較長,建成20～40年的房屋占所有調查戶數的44%。

圖4 房屋建造年限Fig.4 Years of housing construction

3) 目前住房面積

分析表3數據得出,該地區村鎮居民住宅面積以100～300 m2居多,占所有調查戶數的73%。

表3 住房面積統計表Table 3 Housing area statistics

4) 房屋造價

由表4可以看出,目前村鎮居民對新建房屋的預算偏低,預算在10萬～20萬元區間占所有調查戶數的47%。以住房面積200 m2,總造價20萬元為限,測算出大部分農民可接受的每平方米造價在1 000元以內。

表4 造價統計表Table 4 Cost statistics

5) 未來選擇居住的結構類型

分析圖5數據得出,該地區居民對于鋼結構房屋的認知度偏低,更偏向于磚混結構及混凝土結構。

圖5 選擇居住結構類型Fig.5 Selection of the type of residence structures

6) 未來選擇居住的層數

分析圖6數據得出,該地區居民普遍偏向于喜愛1～2層的住宅,占所有調查戶數的78%。

7) 未來居住是否選擇精裝修房屋

分析表5數據得出,目前村鎮居民大部能接受精裝修房屋,占所有調查戶數的63%。

圖6 選擇居住層數Fig.6 Selection of the living layer number

表5 是否選擇精裝修房屋統計表Table 5 Choice of fine decoration housing statistics

8) 未來建房,選擇何種建房模式

分析表6數據得出,目前村鎮居民新建房屋有自己設想的戶型,希望由自己的意愿設計,由建筑公司建造,即可采用訂制式的購房模式,公司統一出幾套標準的設計圖紙,客戶根據自己的喜好進行訂制,由公司統一實施建造。

表6 選擇何種建房模式統計表Table 6 Choice of construetion pattern statistics

3.3 調研結論

(1) 現階段,農民對新建房屋預算偏低,陜西關中地區農民可接受造價在1 000元/m2以內。

(2) 農民能接受的還是傳統的磚混以及鋼筋混凝結構,而鋼結構住宅沒有秦磚漢瓦的厚重感,目前在農村地區接受度較低。

(3) 從功能齊全、生活需求方面講,精裝修房屋更受歡迎。

(4) 建筑風格宜符合當地民居特色及生活習慣。

(5) 訂制類房屋和菜單式裝修是未來發展趨勢。

4 結 語

(1) 加強宣傳力度提高農民的認知度。地方政府應加強裝配式建筑的宣傳和貫徹工作,普及裝配式建筑的知識,提高扶持力度,進一步改變農民保守觀念,增強其對裝配式建筑優勢的了解,讓其在修建房屋時有主動選擇裝配式建筑的觀念。

(2) 建立裝配式建筑新農村示范基地。以保障房項目、移民搬遷等政府投資項目為切入點,重點選擇幾個新村鎮作為裝配式建筑新農村建設的示范基地,發揮模范帶頭作用,及時向全國推廣試點項目建設經驗。

(3) 推進菜單式裝修的應用。隨著農民生活水平的提高,其對房屋居住的功能與品質要求也不斷提高,因此積極倡導菜單式裝修,使土建與裝修一體化,避免二次浪費和污染,客戶可以根據自己的喜好菜單式選擇裝修風格,滿足不同客戶的需求,實現個性化與產業化裝修相統一。

(4) 企業加強科技研發力度,實現科研成果轉化。裝配式建筑相關企業應成立專門的研發機構,逐年增加科研經費,進行農村低層裝配式建筑技術攻關,形成企業自己的核心競爭力,推進施工與住宅設施方面的成套技術應用,實現科研成果轉化。

(5) 完善相關法律及國家標準體系。相關部門需完善農村裝配式住宅從規劃、設計、生產、安裝、驗收及消防安全評價等各個環節的標準體系;及時擴充或修訂當前結構設計規范中關于裝配式混凝土結構體系的條文[12];建立和健全工業化產品的質量保障體系,只有從法律層面上對村鎮工業化體系進行約束和規范,才能推動農村裝配式建筑的發展。

(6) 開發新型裝配式建筑結構體系。高校及相關科研院所形成產學研聯盟,著眼于解決低多層裝配式住宅存在的造價高、技術體系不完善、節點連接復雜等問題,優化建筑結構形式及關鍵節點連接技術,開發出更適宜于農村住宅建設的新型裝配式建筑結構體系,為我國新型城鎮化建設提供有力支撐。

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