裝配式建筑在新農(nóng)村住宅中的應(yīng)用研究

劉喆，瞿曾樓

（吉林建筑大學(xué)）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟社會發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級，需要發(fā)展裝配式建筑來適應(yīng)未來農(nóng)村土地集約化及產(chǎn)業(yè)升級所帶來的對住房的新要求。目前，我國正大力推廣裝配式建筑在大城市中的應(yīng)用。同時，鄉(xiāng)村作為我國重要的一部分，將預(yù)制裝配式建筑應(yīng)用于新農(nóng)村建設(shè)，從而解決鄉(xiāng)村住宅建設(shè)數(shù)量大、質(zhì)量差的問題。新農(nóng)村建設(shè)以結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)模適中、建筑體量小等特點，為裝配式建筑的發(fā)展提供良好的環(huán)境，以此為背景探討裝配式建筑在新農(nóng)村住宅應(yīng)用中存在的問題及解決措施。

2 農(nóng)村住宅現(xiàn)狀

改革開放以來，中國城鎮(zhèn)化率從1978 年 的17.92% 提 升 至2018 年 的51.27%，年均增長約1.0%。農(nóng)民的人均住房面積從1978 年底的8.10 ㎡增長到2018 年底的31.6 ㎡[1]。在過去的30多年中，城市規(guī)模與基礎(chǔ)設(shè)施都得到改善。當(dāng)前我國城鎮(zhèn)化突破60%，鄉(xiāng)村建設(shè)已成為促進中國社會經(jīng)濟發(fā)展的新的增長點。中國農(nóng)村建設(shè)仍然比較落后，發(fā)展不平衡。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 農(nóng)村住宅質(zhì)量得不到保證

建設(shè)農(nóng)村住宅多以村民自建自住模式，缺乏專業(yè)人員進行設(shè)計，沒有規(guī)范的圖紙進行施工，施工團隊技術(shù)工藝落后，缺乏專業(yè)的建筑施工知識。施工材料質(zhì)量參差不齊，農(nóng)民對房屋的質(zhì)量意識淡薄，存在一定的安全隱患。

2.2 住宅功能不夠完善

隨著農(nóng)民生活水平的日益提高，現(xiàn)有居住的環(huán)境品質(zhì)難以滿足其自身需求。傳統(tǒng)農(nóng)房房間密封性差且無保溫隔熱措施，防水效果差，舒適性不足。住宅面積小，衛(wèi)生間與廚房設(shè)施不夠完善，不能滿足現(xiàn)狀人口需求。

2.3 住宅規(guī)劃布局不合理

農(nóng)村住宅缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，沒有整體意識，布局零散，導(dǎo)致耕地資源浪費，農(nóng)村風(fēng)貌欠佳。無法滿足社會主義新農(nóng)村的發(fā)展需要。

3 裝配式建筑應(yīng)用的特點

裝配式建筑是一種新型建筑，建筑物的某些或全部組件先在工廠預(yù)制，然后運輸至施工現(xiàn)場進行專用建筑技術(shù)體系的機械化裝配，是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的有力手段。針對農(nóng)村住宅目前存在的問題，裝配式建筑一系列特點能夠滿足當(dāng)前農(nóng)村住宅需求。

3.1 施工效率高

裝配式建筑的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件均采用工廠預(yù)制而成，然后集中運輸?shù)浆F(xiàn)場進行組裝，省去現(xiàn)場支模、扎筋、澆筑等流程，極大地提高了建筑工程的機械化程度，有效地縮短施工周期。

3.2 住宅建造標(biāo)準(zhǔn)化

預(yù)制構(gòu)件都是大量重復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)單元，加上標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)過程，產(chǎn)品的質(zhì)量容易得到保證。相比傳統(tǒng)的施工工藝，裝配式建筑通過機械化的生產(chǎn)，對混凝土配合比、砂石等級配、鋼筋配筋率控制更加精確。在構(gòu)件制件時能夠直接實施抗震設(shè)防措施從而有效地提高住宅的抗震能力。

3.3 能源消耗低

傳統(tǒng)施工工藝落后，過程粗糙，農(nóng)民缺少環(huán)保意識，產(chǎn)生大量的污水、揚塵和建筑垃圾，嚴(yán)重破壞了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境。預(yù)制裝配式建筑，采用機械化生產(chǎn)，有效地減少上述垃圾，實現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！钡木G色發(fā)展要求。

4 裝配式建筑在新農(nóng)村住宅中的應(yīng)用概況

裝配式建筑應(yīng)用于新農(nóng)村住宅中可革新傳統(tǒng)的“粗放”建造方式，使我國真正從基層開始全方面的實現(xiàn)、普及建筑行業(yè)現(xiàn)代化。2016 年以來，我國大力推廣裝配式建筑在城鎮(zhèn)方面的應(yīng)用，農(nóng)村裝配式建筑仍處于滯后階段在即將到來的第二個“一百年”的特殊時期，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和城鄉(xiāng)一體化的實施，為鄉(xiāng)村建設(shè)指明了方向，農(nóng)村裝配式建筑也快速發(fā)展起來，在山西、河北、海南、廣西等地都推行農(nóng)村裝配式住宅試點。

5 裝配式建筑應(yīng)用于新農(nóng)村住宅中存在的問題

國家積極推廣裝配式建筑的原因是裝配式建筑在建筑質(zhì)量、環(huán)保、節(jié)能等方面有明顯的優(yōu)勢，能夠有效的解決農(nóng)村自建住宅所存在的問題。但在應(yīng)用過程中也存在許多問題。

5.1 未形成系統(tǒng)性的法規(guī)、規(guī)范和體系

裝配式建筑的政策更多集中在大規(guī)模建筑中，對農(nóng)村小體量的住宅建筑沒有明確的政策導(dǎo)向，缺乏相應(yīng)的獎勵機制，使得裝配式農(nóng)宅在法規(guī)、規(guī)范和體系方面接近空白階段。對于裝配式農(nóng)宅體系的選擇缺少依據(jù)，裝配式農(nóng)宅構(gòu)件未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，使得不同企業(yè)生產(chǎn)的構(gòu)件不存在可替性，無法實現(xiàn)裝配式“多組合少規(guī)格”的設(shè)計要求[2]。

5.2 形式單一

裝配式農(nóng)宅生產(chǎn)施工需要滿足群體的多樣性，一方面，由于我國裝配式建筑處于起步階段，設(shè)計和技術(shù)方面比較落后，導(dǎo)致設(shè)備生產(chǎn)的構(gòu)件種類有限，構(gòu)件不能進行多種組合拼接。另一方面，因裝配式農(nóng)宅要求標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計來滿足數(shù)量上快速、方便、經(jīng)濟的建造需求導(dǎo)致建筑形式千篇一律，與傳統(tǒng)農(nóng)村環(huán)境格格不入。

5.3 建設(shè)成本相對較高

裝配式建筑相較于傳統(tǒng)的建造模式成本較高，這也是裝配式建筑很難融入農(nóng)村市場最重要的原因。如圖1 所示施工成本與運輸成本是影響建設(shè)成本的兩大原因，裝配式農(nóng)宅與傳統(tǒng)農(nóng)宅不同之處在于預(yù)制構(gòu)件需在工廠生產(chǎn)，項目建設(shè)前期投入大量資金，構(gòu)件在運輸過程中相較于城市的大路，運輸條件有限，大型設(shè)備很難順利進入施工場地，造成運輸成本與安裝成本增加。安裝階段是裝配式農(nóng)宅用時最長，成本占比最高的一個階段，大型起重吊裝設(shè)備和人工費是構(gòu)成安裝階段成本的兩大部分。建筑企業(yè)以盈利為目的，裝配式農(nóng)宅造價居高不下，制約裝配式農(nóng)宅的發(fā)展，造成裝配式農(nóng)宅企業(yè)寥寥無幾。

5.4 缺乏涉足裝配式農(nóng)宅的企業(yè)

由于裝配式農(nóng)宅對企業(yè)的利益驅(qū)動小，我國涉足裝配式農(nóng)宅企業(yè)鳳毛麟角，國內(nèi)市場各個企業(yè)水平參差不齊，其中最有代表性，規(guī)模最大的企業(yè)是北新房屋，北新房屋從國外引進產(chǎn)品設(shè)備，并結(jié)合中國國情開發(fā)了新型薄壁輕鋼建筑體系，該體系在北京門頭溝、平谷、密云等地承建了新農(nóng)村住宅建設(shè)項目。

圖1 裝配式農(nóng)宅建設(shè)成本影響因素分析及影響因素

5.5 專業(yè)人才缺乏

近年來，國家大力推行裝配式建筑的應(yīng)用使得市場增量空間巨大，習(xí)慣傳統(tǒng)建筑生產(chǎn)組織方式的普通人員難以適應(yīng)當(dāng)今走向工廠化的裝配式建造方式，導(dǎo)致裝配式農(nóng)宅建造方面人才緊缺。在管理上，傳統(tǒng)的工程項目經(jīng)理缺乏工業(yè)化的思維邏輯，并且對裝配式建筑的設(shè)計、生產(chǎn)、采購和施工過程缺乏系統(tǒng)的理解。在技術(shù)上，建設(shè)裝配式農(nóng)宅需要一整套科研、設(shè)計、生產(chǎn)、施工團隊。在傳統(tǒng)工種上，企業(yè)沒有做好相關(guān)專業(yè)的定崗培訓(xùn)工作，使得裝配工、焊工、起重機司機及一些高技能崗位的人才供應(yīng)不足。

6 表現(xiàn)分析

6.1 政府和相關(guān)的行業(yè)協(xié)會扶持政策不夠完善

2015 年以來，國家頒布了一系列政策，積極推廣裝配式建筑的發(fā)展，各省、市、自治區(qū)也紛紛發(fā)布文件并制定相關(guān)政策。但裝配式建筑的政策更多集中在大規(guī)模建筑中，對小體量的農(nóng)村住宅關(guān)注度偏低[3]，沒有明確的政策導(dǎo)向與行業(yè)協(xié)會扶持，進一步阻礙了裝配式農(nóng)宅的健康發(fā)展。

6.2 裝配式建筑發(fā)展水平較低

國內(nèi)裝配式建筑起步較晚，在研究和實踐方面有所欠缺，近年來，在政策引導(dǎo)下，城市裝配式建筑的試點項目逐漸增多，在推廣過程中發(fā)現(xiàn)許多不足，在設(shè)計方面缺少基于建筑品質(zhì)的評價標(biāo)準(zhǔn)體系，在運輸物流方面運輸方式落后，信息管理不成熟，在生產(chǎn)能力方面施工人員熟練度低、節(jié)點構(gòu)造技術(shù)還不夠成熟、構(gòu)件質(zhì)量不達標(biāo)、監(jiān)督不到位。

6.3 國內(nèi)裝配式建筑企業(yè)數(shù)量不多

各企業(yè)站位不夠高，沒有一定的前瞻性和對未來裝配式建筑市場時局的把控性，未能深刻意識到建筑業(yè)發(fā)展的大方向，對建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的認知不夠全面，過于依賴固有傳統(tǒng)模式的發(fā)展，無法突破現(xiàn)狀。

6.4 建造形式考慮不全面

在建造過程中，忽略自身建筑與周圍環(huán)境的相輔相成，盲目模仿城市建筑形式，未從農(nóng)民自身需求出發(fā)將本地傳統(tǒng)特色的建筑元素融入住宅建筑設(shè)計中[4]，對歷史文化與地域性人文方面考慮欠缺，無法彰顯農(nóng)村傳統(tǒng)風(fēng)貌。

6.5 人才培訓(xùn)機制不完善

裝配式建筑是針對傳統(tǒng)建造方式的重大改革，但目前社會認知度不高，在建筑行業(yè)中屬于新興職業(yè)，傳統(tǒng)工種年齡偏大，知識吸收能力較弱，專業(yè)技術(shù)崗位不能勝任。高校對裝配式建筑人才的培養(yǎng)近乎空白，未開設(shè)“裝配式建筑”專業(yè)教學(xué)，缺乏對建筑產(chǎn)業(yè)化的認知，導(dǎo)致勞動力出現(xiàn)斷層。預(yù)制裝配施工專業(yè)性強，對施工質(zhì)量要求高，部分高空作業(yè)存在安全隱患，要求操作人員專業(yè)性強，但此種人選難以快速養(yǎng)成。教育機構(gòu)缺乏相應(yīng)的培訓(xùn)裝配式建筑人才，裝配式建筑企業(yè)缺乏專業(yè)人才輸送渠道[5]。目前裝配式建筑得到全行業(yè)大規(guī)模的推廣，專業(yè)化人才出現(xiàn)短板。在裝配式農(nóng)宅建造方面，由于農(nóng)村發(fā)展水平相對落后，服務(wù)于農(nóng)村建造的專業(yè)化人才更是有限。

7 對策研究

7.1 加大政府政策引導(dǎo)力度、建立健全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

在“兩個一百年”交匯期間，振興鄉(xiāng)村是關(guān)鍵。政府需要結(jié)合農(nóng)村自身特點，制定相關(guān)符合裝配式農(nóng)宅的發(fā)展政策，積極宣傳裝配式建筑的優(yōu)勢，選擇示范農(nóng)村推行裝配式農(nóng)宅試點，提高農(nóng)民對裝配式的認知度，在農(nóng)民購買與建設(shè)單位開發(fā)方面給予相關(guān)優(yōu)惠補助[6]。

由于鄉(xiāng)村住宅的特殊性無法照搬城市的裝配式建筑體系，需要從建造成本、運輸成本、適應(yīng)地形能力、建造設(shè)備等方面進行思考從而建立鄉(xiāng)村的裝配式住宅體系篩選標(biāo)準(zhǔn)，滿足裝配式農(nóng)宅的自身需求。裝配式建筑企業(yè)需要加強技術(shù)創(chuàng)新，促進成套研究成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在此基礎(chǔ)上完善農(nóng)村裝配式建筑的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)構(gòu)件模數(shù)化，選用標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件靈活組合成多種需要的結(jié)構(gòu)形式，用標(biāo)準(zhǔn)定型的構(gòu)件來拼裝成多種不同的建筑類型[7]，方便農(nóng)民根據(jù)經(jīng)濟狀況與個人喜好采購相應(yīng)的產(chǎn)品進行組裝，提高了裝配式農(nóng)宅造型的多樣性。

7.2 建筑形式因地制宜

在保持地方原有風(fēng)貌的基礎(chǔ)上，充分汲取傳統(tǒng)村落文化，就地取材節(jié)約建造成本，以此為基礎(chǔ)利用裝配式建筑對農(nóng)村住宅進行改造升級。從單體的設(shè)計入手，將多變的村落風(fēng)格融入到裝配式農(nóng)宅中，改變基本單元平面，實現(xiàn)形態(tài)的多樣性。將不同戶型進行拼連繁衍，形成多種建筑單元，在此基礎(chǔ)上將不同數(shù)量不同戶型的建筑單元進行整合，形成錯落有致的建筑群體，保證建筑布局靈活應(yīng)用。

7.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件輕量化、施工機械小型化

鄉(xiāng)村零星分散，地貌豐富，一方面，預(yù)制構(gòu)件需要通過長途運輸?shù)竭_施工現(xiàn)場，構(gòu)件體量決定運輸成本。另一方面，部分鄉(xiāng)村條件無法滿足大型構(gòu)件的生產(chǎn)運輸和大型機械的施工作業(yè)。因此在裝配式農(nóng)宅的建造中，盡量選擇小型化的施工機具和靈活方便的輕量化結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

7.4 推動農(nóng)村發(fā)展，鼓勵企業(yè)參與，實力雄厚的房地產(chǎn)企業(yè)起引領(lǐng)作用

地方政府要加強籌劃，推進農(nóng)業(yè)與教育、文化、旅游、養(yǎng)老等產(chǎn)業(yè)的深度融合，建設(shè)一批具有歷史、民族、地域特點的鄉(xiāng)村旅游示范村，有序開發(fā)新農(nóng)村旅游休閑產(chǎn)品，對土地，稅收進行調(diào)控，使建筑企業(yè)參與農(nóng)村建設(shè)中。鼓勵建筑企業(yè)在農(nóng)村建設(shè)過程中對施工工藝、技術(shù)引進、降低造價成本進行研究。當(dāng)前，裝配式行業(yè)項目策劃、可行性研究、勘察設(shè)計、構(gòu)建生產(chǎn)、運輸及施工安裝分別由不同的企業(yè)主體完成，企業(yè)間專業(yè)溝通有限，管理協(xié)調(diào)難度大，無法實現(xiàn)整體利益最大化，也實現(xiàn)不了行業(yè)、企業(yè)的“做大做強”目標(biāo)。建議有實力的建筑企業(yè)走設(shè)計、施工、工廠加工制作甚至某些建材生產(chǎn)應(yīng)用的一體化道路，成為一個真正的、全產(chǎn)業(yè)鏈的大型企業(yè)。也可以與一些企業(yè)（包括工廠、專業(yè)公司、建材行業(yè)）建立長期協(xié)作，形成產(chǎn)業(yè)鏈，以大大提高競爭能力，更好地推動建筑工業(yè)化和預(yù)制裝配化的迅速發(fā)展。從根本上打通裝配式全產(chǎn)業(yè)鏈。扶持、壯大一批大型企業(yè)集團，從而實現(xiàn)策劃、可研、設(shè)計、生產(chǎn)、施工安裝和綜合管理一體化。

7.5 加強產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，培養(yǎng)專業(yè)裝配式人才

裝配式建筑的發(fā)展，需要一大批具有專業(yè)水平的技能和管理人才。企業(yè)應(yīng)加強與高校的合作，以“裝配式建筑產(chǎn)業(yè)學(xué)院”為依托，構(gòu)建校企合作的課程體系與教學(xué)模式，打造“雙師雙能型”裝配式建筑課程教學(xué)團隊，建立產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式，如圖2 所示建立產(chǎn)學(xué)研協(xié)同模型，依據(jù)行業(yè)崗位技能要求，開發(fā)虛實結(jié)合的裝配式建筑新課程，進一步緩解裝配式建筑市場上人才短缺、高校畢業(yè)生就業(yè)的問題。

圖2 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同模型

8 結(jié)語

裝配式建筑隨著我國建筑行業(yè)的不斷總結(jié)改良，已經(jīng)成為我國未來裝配業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。近年來，鄉(xiāng)村振興成為熱門話題，隨著農(nóng)村人居環(huán)境整治工作的逐步落實，加強對新型農(nóng)村的建設(shè)迫在眉睫，未來新農(nóng)村的建設(shè)必定會向精細化、高效化、節(jié)能化邁進。這也為裝配式農(nóng)宅提供了發(fā)展空間。盡管目前裝配式農(nóng)宅發(fā)展水平還不夠成熟，但隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的深入貫徹，裝配式農(nóng)宅必定會成為新農(nóng)村健康發(fā)展的新趨勢。