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浅谈乡村装配式建筑发展前景

发布于:2021-04-27 08:56:03 来自:建筑结构/混凝土结构 0 40

来源:非解构

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作者:子小竹子

      

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装配式建筑有绿色环保,质量高,施工速度快等优点,符合我国乡村振兴战略的实施。 而且国内乡村数量多,市场庞大,为装配式的进一步推广提供了良好的平台。 本文以农村住房装配式建筑为研究对象,分析农村住房装配式建筑优缺点,为装配式建筑在美丽乡村中的建设提供一些建议。
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杭州东梓关乡村 gad作品

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乡村装配式建筑的发展现状


1.1、乡村住房存在的问题
我国乡村住房90%以上都是由烧制土砖(红砖、灰砂砖)、混凝土空心砌块材料建成 [1] 。常用的结构体系是砖混结构,即竖向承重结构的墙是采用砖砌,构造柱以及横向承重的梁,楼板,屋面板等采用钢筋混凝土的结构体系。优点是施工技术简单,工程造价低廉,耐久性好,缺点是结构自重大,高度受限制,抗震性能差,浪费资源 [2]
乡村施工现场

存在的问题:1、住房建筑往往是村民自主建造,缺乏专业人士参与并缺少监督,仅凭工匠经验确定梁构造柱以及钢筋的配给,缺少抗震设计观念,工程质量不高,安全性能差。2、空间利用不充分,保温材料以及构造措施的缺失,造成资源浪费。3、厕所设计还是以传统的旱厕为主,采光通风不合理,不利于提升居民的生活舒适性。4、乡村住房建设经常会出现“千村一面”的现象,或者随意建设,缺乏规划,造成乡村风貌杂乱无章都不利于当地乡村的特色展示,不利于美丽乡村的建设。5、乡村住房建设时,经常会出现建筑垃圾随意堆放、运输、施工,对当地的生态环境造成一定破坏。
乡村常见住房问题

1.2、乡村装配式发展现状
装配式建筑是将大量传统现场施工作业转移到工厂中,在工厂中生产建筑的组成部件构件,通过运输到施工现场,进行可靠连接的装配安装的技术体系。
虽然在2016年以来装配式建筑在国内各大城市推广,并推行相应的政策规范 [2] 。但对乡村的装配式建筑关注较少,缺少适合乡村装配式建筑的法规以及相应建造的规范体系。在经济技术方面,乡村也缺少相应的装配式建筑成本测算成本经验以及相应的设计建造规范。目前国内结合国情开发了新型薄壁轻钢建筑体系,该体系已经运用在北京门头沟、平谷、密云等新农村住房建设项目 [4]
北京密云县石城镇新农村示范项目实景图

1.3、发展乡村装配式建筑的意义
通过装配式化集约化的采用装配式建筑,可以有效地提升房屋的质量,抗震性能,改善乡村不规范操作带来的安全隐患,保障农民生命财产安全;提高房屋空间的利用效率,采光通风保温隔热性能以及减少土地破坏和乡村建筑垃圾的堆放,提升乡村住房的环境和舒适度;加快房屋的建设速度,减少季节气候对工期的影响,节约建设时间成本;节省建设材料,减少材料的损耗;充分结合当地的人文历史,自然景观,统一规划建设具有传统风貌的现代城镇;进一步扩大装配式建筑的应用场景,建立相应的产业链,促进乡村新产业的发展以及为乡村经济提供新的动力。

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乡村住房装配式结构体系

乡村预制装配式结构体系主要分为:预制混凝土结构体系,预制钢结构体系,预制木结构体系三种。
预制混凝土结构体系:将传统的现场浇筑混凝土的施工方式转移到工厂中,直接将建筑结构构件在工厂浇筑成型,并进行养护,运送到施工现场,在现场进行吊装,连接,固定,最终在结合部分进行现浇成型的建筑结构。体系优势:在国家2016年国务院发表的意见中指出要大力发展装配式混凝土和钢结构建筑,由于在大城市已经推广普及,行业标准和供应链较为完善。体系劣势:自重大,到乡村的运输成本高,需要相应的配套安装技术人员进行安装,成本高。
预制混凝土外墙板外吊装

预制钢结构体系:一般指的是轻钢龙骨结构和轻钢框架体系两种,配合预制的复合保温墙板和屋面板等围护体系常用于独栋别墅、联排住房和临时用房等建设。体系优势:具有国家的政策支持;机械化程度高,钢材更易于工厂工业化预制生产加工安装,准确度相较混凝土体系更好;重量轻便于运输且是可循环利用资源。体系劣势:钢材耐火性差。
预制钢结构独栋别墅

预制木结构体系:木材经过工厂的加工,性能得到大幅度提升,主要作为梁柱结构性能,也可以在工厂将屋面、墙体和楼面结构拆分或者整体预制,运输到现场进行吊装,连接安装多用于乡村多层和小高层的建设中。体系优势:便于机械加工预制;重量轻便于安装运输;木材是可再生资源,绿色节能。体系劣势:我国的木结构加工技术较为落后,木材资源较为短缺需要进口;维护成本较高,需解决防潮防虫等问题。
贵州省装配式木结构建筑典范——剑河县城江北岸文化创意园项目

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乡村装配式住房体系选择面临的困境

由于乡村住房建筑面对的问题与城市不一致,致使不能照搬城市的装配设计建筑体系,需要更多地满足乡村自身的特性。
(1)、建造成本(除去运输成本)高,国内大部分乡村由于经济水平落后,收入处在低水平阶段,住房开支对于村民来说是一笔不小的开支,不管是预制混凝土结构体系,预制钢结构体系还是预制预制木结构体系其单独的建设成本都要比传统建造方式要高。因此乡村的住房造价问题是筛选乡村装配式住房体系的主要问题,必须要以适应当地经济水平为前提,不能搞形式主义,致使当地的经济失衡,导致村民的生活水平倒退。
(2)、运输成本高,国内众多乡村的位置距离城区较远,分布零散,道路情况复杂。工厂生产预制构件需要长时间的运输才能运送到施工现场。例如:预制混凝土体系,较大较重的预制构件需要一个一个运送,乡村的公路条件能否满足大吨位的运输,大大的增加了运输成本。所以运输成本是乡村装配式体系选择的一个重要因素。
(3)、建筑造型难以统一,中国传统乡村的建筑在每个地区的风格都不同,灵活多变,不能直接引进国外成熟乡村建设风貌或者国内城市洋房建筑风格,要结合当地的传统建筑,借助装配式建筑造型优点,减少对当地乡村建筑风貌的破坏。所以在保证经济成本的基础上如何发挥装配式建筑的造型能力也是需要考虑的一个因素。
(4)、对地形的适应能力差,乡村的地形位置复杂多样,在勘察设计阶段就需要对实地统一规划,对地形的适应能力决定了各类装配式体系所产生的价值和推广的范围。
(5)、接受度低,乡村村民受传统的习俗和观念影响对装配式预制构件存有心理障碍,比如造价昂贵、维护成本高、单薄、缺乏厚重感、缺少当地特色、不适合潮湿气候等,其中质疑声最大的是安全性 [5] 。如何消除村民对装配式的认识误区,需要装配式企业用实践结果证明技术的可行,消除大众顾虑。

预制混凝土叠合板运输
图解装配式建筑施工的关键工艺—套筒灌浆

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乡村装配式发展的突破点

(1)、发挥政府主导作用,制定装配式建筑企业在面向乡村时应建立相应的优惠奖励补贴或者绿色通道政策,再以市场为导向,企业配合,加快编制适合乡村装配式发展相应的规范、技术标准、图集、文件,建立完善的监理和竣工验收核准制度 [1] 。以一些新农村住房建设为试点,做出一些经典案例,示范工程,借助广播、电视,互联网新媒体手段等宣传普及装配式建筑的基本知识,使乡村人民充分了解装配式建筑的节能环保,抗震性能等优点建立装配式建筑的口碑以增加村民的接受度,为接下来装配式建筑在乡村的各个方面的推广奠定基础 [1]
2)、由于装配式建筑将大部分传统施工方式转移至工厂中,急需建立适合乡村的装配式建筑规范标准,就需要大量的研发,设计,生产,安装以及维护的专业技术人才、产业工人以及管理人才,需在相应的大中专科院校开设装配式建筑课程,制定人才培养方案,并与装配式企业合作。 此外,需要各级政府制定相关政策,大力开展装配式建筑技能工种的社会培训,将具备一定专业技能的农民工培养成为具有专业素质的新型产业工人 [3]
预制构件加工厂

3)、通过推广BIM(建筑信息模型)技术的运用,可对整个项目的开发、设计、建造、管理在内建筑全生命周期进行管理。 通过BIM模型可以更直观了解乡村住房所在地理位置、建筑造型、建造进度和反馈信息; 将建筑,结构,机电,后期装配式深化设计的模型整合在一起,在一个平台极大地减少了设计工作重复工作量,使各专业反馈更加及时,大幅提高了各专业的联动性和设计的精度和效率; 并在后期深化设计时进行碰撞检查,便于在施工前发现问题,提高了施工的精度和速度,进而大幅提高装配式建筑队地形的适应能力和降低建设成本。

建筑信息模型
贵州丹寨万达小镇的BIM模型图


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结语

在国家可持续发展和乡村振兴战略的实施大背景下,乡村装配式建筑成为装配式建筑发展的必经之路,也是未来农村建筑的发展趋势。本文分析了装配式建筑在乡村的发现现状,建筑体系,面临的困境以及突破点,希望能为我国乡村建设提供参考。

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参考文献

[1]  韩学礼. 在乡村振兴中大力推行装配式建筑[J].建筑,2020(24):36-37.
[2]  张恒,王顶堂,张云鹏,尹迪迪. 乡村建设中运用装配式建筑的可行性分析[J]. 安徽建筑,2020(06):122-124.
[3]  武玲玲.浅谈装配式建筑在美丽乡村建设中的应用[J]. 现代物业, 2020(1):78.
[4]  张翩翩. 装配式住宅在乡村发展的探索[D]. 杭州:浙江大学,2018:48-49.
[5]  栾心雨. 浅谈装配式建筑助力乡村振兴发展前景[J]. 宏观经济研究, 2020(3): 3-4.
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