裝配式農房技術體系的應用研究*

楊春輝 劉學軍 陶 源 謝 東

（1.廣西建設職業技術學院 土木工程學院，廣西 南寧 530007；2.廣西壯族自治區建筑科學研究設計院，廣西 南寧 530025）

近年來，隨著鄉村振興戰略和“雙碳”工作的實施，國家高度重視裝配式建筑發展。2016年9月，國務院辦公廳發布了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》；2019年2月，住房和城鄉建設部辦公廳發布了《關于開展農村住房建設試點工作的通知》，都明確提出了推廣應用農房現代建造方式，要應用綠色節能的新技術、新產品、新工藝，探索裝配式建筑建筑應用技術，實現在傳統基礎上應用好現代建造方式[1-2]。在國家和地方政策法規的推動下，裝配式建筑發展迅速，但在農村住宅建筑上的應用占比較少[3-4]。目前，已有學者提出隨著新農村建設的逐步推進，農村需要建造滿足農村舒適度需求的裝配式住宅，并介紹了裝配式農房預制構件連接的具體做法[5-6]；還有學者基于裝配式鋼結構房屋的結構性能特點，結合我國農村條件，對裝配式鋼結構體系房屋在農村住宅建筑中的應用進行分析[7-8]。裝配式農房技術體系較為成熟，已具備大批量生產裝配式低層房屋的能力。輕鋼結構技術體系在小型公共建筑、臨時建筑及居民自建房中得到應用；現代木結構與傳統木結構并行發展，已廣泛應用于文旅、民宿項目，其中現代木結構所占市場份額不斷增加；PC結構主要用于居民自建房和電梯加裝。隨著裝配式農房技術體系的不斷完善，社會對裝配式農房的認識不斷加深，認可度也不斷提升。

1 裝配式農房技術體系的分類

根據主體結構材料的不同，裝配式農房技術體系可分為預制鋼筋混凝土（PC）結構體系、輕鋼框架結構體系、冷彎薄壁型鋼體系、現代輕型木結構體系以及EPS空腔模塊體系等。在農村危房改造、災后重建、鄉村風貌修復等新農村建設中開展裝配式農房試點，通過試點建設過程中的問題，完善各類技術體系，形成高質量發展路徑，為新農村裝配式建筑發展打開新局面。雖然裝配式農房具有施工速度快、工程質量優、環保效益好等優點，但各種裝配式農房技術體系各有其使用條件和特點，下面重點就五種裝配式農房技術體系進行闡述。

2 裝配式農房技術體系的應用

2.1 預制鋼筋混凝土（PC）結構體系

預制鋼筋混凝土（PC）結構體系是由預制鋼筋混凝土構件（墻體和樓板）組成建筑結構體系。施工方法一般是將工廠預制的鋼筋混凝土部品部件運至現場，通過現場后澆混凝土或水泥基灌漿料等節點部分濕作業連接方式，組合成建筑主體，如圖1所示。

圖1 PC結構體系

雖然，PC結構裝配式農房中預制構件尺寸和重量較大，不利于運輸，生產制造的成本依賴于標準化重復率。但其結構技術體系和市場條件較成熟，生產和施工安裝效率高，住戶體驗類似傳統磚混結構，主體建造工期短。同時，標準化重復率越高成本相對較低。

2.2 輕鋼框架結構體系

輕鋼框架結構體系是由輕型型鋼作為梁、柱形成建筑主體框架結構，內外墻體采用輕質蒸壓加氣混凝土板材（ALC）或其他輕型成品墻板，支撐結構和圍護結構在現場進行快速干作業施工，如圖2所示。

圖2 輕鋼框架結構體系

輕鋼框架結構裝配式農房技術含量偏高，生產環節目前較割裂，全體系成套生產的企業較少，大多部分承重結構和圍護結構分別由不同企業生產。其技術體系基本成熟，通過投入研發和產業鏈不斷健全，有較大的發展空間；主體結構性能好，受力和圍護結構分工清晰以充分發揮材料的不同特性；可選用多種產品和技術體系，分別適應不同的市場條件和需求；住戶體驗基本取決于墻體材料的選擇，類似傳統磚混結構。

2.3 冷彎薄壁型鋼（龍骨）體系

冷彎薄壁型鋼（龍骨）體系是由高強防腐的熱鍍鋅鋼卷板，軋制成截面為D或U型鋼骨，通過工廠化規模生產組成復合式墻板、樓板、屋架等構件，在現場進行快速干作業施工，如圖3所示。

圖3 冷彎薄壁型鋼（龍骨）體系

冷彎薄壁型鋼（龍骨）裝配式農房的住戶體驗相比傳統磚混結構有差異，需要技術熟練的工人安裝，不利于建筑主體改造和管線改造，改造靈活性較差。但是，其造型美觀，基本能實現室內外一體化裝修；保溫隔熱性能較好，這與其龍骨空腔可填充材料有關；主要材料尺寸重量較小便于運輸，現場加工和安裝比較簡單，建造工期較短；技術體系和市場條件較成熟，具備成套生產能力的廠家較多，已形成較大市場規模。

2.4 現代輕型木結構體系

現代輕型木結構體系可分為輕型木結構、膠合木結構、方木原木結構及木混合結構等，比較有代表性的是SPF木材（云杉-松木-冷杉），經過窯干的SPF木材質量輕，穩定性強，加工性好，紋理漂亮，如圖4所示。

圖4 現代輕型木結構體系

現代輕型木結構裝配式農房不能利用本地資源就地取材，雖然傳統木結構普遍采用杉木，但其天然性能不足，工業化加工體系空白，目前國內現代木結構用材基本依賴進口。安裝工藝不同于傳統榫卯結構，常用專門的鋼連接節點，有一定技術含量，需要專業技術工人進行施工，缺乏相應的技術標準和規范。但其保溫隔熱和抗震性能好，便于運輸和現場安裝，生態環保屬碳循環可再生材料，實際上發達國家（美、日、歐）在獨立住宅建造上普遍采用木結構體系。區別于傳統原木結構，現代輕型木結構是工業化的體系。

2.5 EPS空腔模塊體系

EPS空腔模塊體系是采用可發性聚苯乙烯珠粒加熱發泡，通過工廠進行標準化生產的具有閉孔結構的聚苯乙烯泡沫塑料空腔模塊構件，在其空腔內配置鋼筋和澆筑混凝土形成復合型墻體的裝配式農房，如圖5所示。

圖5 EPS空腔模塊體系

EPS空腔模塊裝配式農房防火性能、耐久性稍差，現場施工濕作業較多，墻體透氣性較差，改造靈活性較差。但其保溫性能極高、抗震性能好，構件輕型便于運輸，建造工藝和過程簡單，節省人工，對施工機械要求低，施工速度快，造價合理，適用于建造低層房屋。

3 農房技術體系發展方向的建議

3.1 建筑品質

農房品質首先要求確保承重結構的安全可靠，同時圍護結構、裝修上也要保證使用安全。隨著農村社會經濟的快速發展，人們對居住品質的要求日益提高，加上新技術、新產品不斷應用到農村建設中，農村住宅理所應當在通風采光、保溫隔熱、防水防潮等品質方面得到顯著提升。同時，需要加強裝配式農房技術體系的建造和使用全過程的節能減廢和可再生能源利用等方面研究。

3.2 建設要求

農房一定是農民買得起、住得起的經濟適用房子，裝配式農房更經濟實用。通過工業標準化生產，提高農房的結構體系、圍護系統、裝修體系等方面的技術水平，加快農村住房的建造效率，從而降低成本，滿足農民的經濟實用要求，這也決定了農房的建設必須要完善農房技術體系和建造模式。

4 結語

隨著鄉村振興戰略成為新農村建設的主旋律，國家越來越注重低碳環保，提倡超低能耗、近零能耗、低碳建筑規模化發展，裝配式農房在農村得到了大力推廣和應用，促進了各種裝配式農房技術體系的發展。但各種技術體系都有其使用條件和特點，因地制宜合理選用技術體系是非常重要的。當前，裝配式農房仍處于初步發展階段，積極加大技術體系的研究，建立科學合理設計思想，有助于推動裝配式農房在新農村建設的可持續發展。