方滿鑫 常中權(quán) 谷偉 楊康
摘? 要:隨著我國鄉(xiāng)村振興如火如荼地開展,碳中和規(guī)劃與綠色環(huán)保的迫切需要,鄉(xiāng)村裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)正面臨著發(fā)展的關(guān)鍵時期。該文通過系統(tǒng)梳理國內(nèi)鄉(xiāng)村裝配式建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的文獻(xiàn),總結(jié)了學(xué)者們從傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村結(jié)構(gòu)體系到裝配式結(jié)構(gòu)的建議措施,從大型的鄉(xiāng)村裝配式到輕小型結(jié)構(gòu)的發(fā)展理念,從現(xiàn)有的鄉(xiāng)村裝配式到綠色發(fā)展的技術(shù)展開綜述,并就未來鄉(xiāng)村裝配式混凝土結(jié)構(gòu)提出幾點(diǎn)看法。
關(guān)鍵詞:鄉(xiāng)村振興? ?村鎮(zhèn)裝配式? ?輕小型構(gòu)件? ?碳中和? ?綠色發(fā)展
中圖分類號:TU982.29;F301.3? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2021)09(b)-0054-04
On the Development and Evolution of Village Prefabricated Building Technology under the Background of Rural Revitalization
FANG Manxin1? CHANG Zhongquan1? GU Wei1? YANG Kang2
(1.Urban Construction School of Jiaxing Vocational & Technical College,; 2.Design Department, Zhejiang Leen Engineering Design Consulting Co., Ltd., Jiaxing, Zhejiang Province, 314000 China)
Abstract: With the vigorous development of rural revitalization in China and the urgent needs of carbon neutralization and green environmental protection, rural prefabricated concrete structure technology is facing a critical period of development. In this paper, by systematically combing the literature of domestic rural prefabricated building structure technology, it summarizes the proposed measures of scholars from traditional rural structure system to prefabricated structure, and the development concept from large rural prefabricated structure to light and small structure, and the technology from existing rural prefabricated structure to green development. Some views are given on the future rural prefabricated concrete structure.
Key Words: Rural revitalization; Village prefabricated technology; Light and small components; Carbon neutralization; Green development
裝配式建筑是指將工廠批量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)部件運(yùn)往施工現(xiàn)場拼接裝配而成的建筑,作為建筑工業(yè)化發(fā)展的標(biāo)志,引領(lǐng)建造方式的重大變革,為新型城鎮(zhèn)化發(fā)展迎來綠色契機(jī),為“雙碳”政策帶來積極貢獻(xiàn)。2019年2月,住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于開展農(nóng)村住房建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》,鼓勵裝配式建筑的技術(shù)探索,打造一批結(jié)構(gòu)安全、成本經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保和風(fēng)貌鄉(xiāng)土的宜居農(nóng)房。2021年,全國兩會首次于政府工作報告中強(qiáng)調(diào)“碳中和、碳達(dá)峰”,并制定2030年前碳排放達(dá)峰措施。受益于我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的政策支持,裝配式建筑的研究應(yīng)用正在不斷發(fā)展[1-4]。圖1為村鎮(zhèn)裝配式建筑技術(shù)發(fā)展驅(qū)動閉環(huán)圖。
1? 從傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村結(jié)構(gòu)體系到裝配式
我國傳統(tǒng)農(nóng)村住宅結(jié)構(gòu)體系形式,包括磚木、磚混、木、石、生土結(jié)構(gòu)等,這些結(jié)構(gòu)體系存在著抗震性能差、布局不合理、存在質(zhì)量隱患、不節(jié)能環(huán)保、功能不完善等問題。有效解決這些問題的方法是將裝配式建造工藝合理運(yùn)用到農(nóng)村住宅建設(shè)中來[5-7]。李衛(wèi)軍等研究者[8]詳細(xì)列出幾種裝配式體系的特點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)性分析,包括CL建筑結(jié)構(gòu)體系、預(yù)制鋼筋砼空心模剪力墻體系、裝配式復(fù)合墻體系、預(yù)制“凹槽板”體系[8]。并詳述了阻礙農(nóng)村裝配式住宅發(fā)展的因素,包括造價較高、農(nóng)村居民接受程度低、標(biāo)準(zhǔn)不完善、產(chǎn)業(yè)鏈未形成;從生產(chǎn)、設(shè)計、施工方面分析了農(nóng)村裝配式住宅成本增加的原因。
武振等研究者[9]就農(nóng)村裝配式建筑的發(fā)展提出建議:首先,建議出臺指導(dǎo)意見,落實目標(biāo)責(zé)任,培育市場需求;其次,建立標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)架和通用部品體系,編制農(nóng)村裝配式整體、節(jié)點(diǎn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和施工圖集,開發(fā)設(shè)計軟件和菜單選擇式網(wǎng)絡(luò)平臺;再次,塑造特色建筑風(fēng)貌,結(jié)合農(nóng)村裝配式建筑特點(diǎn),就地取材,推進(jìn)小型化、定型化與易安裝的部品生產(chǎn)工藝;最后,推進(jìn)試點(diǎn)省市縣建設(shè),摸索推廣經(jīng)驗,培育龍頭企業(yè),提升供給能力??偨Y(jié)出三大類結(jié)構(gòu)技術(shù)體系,包括低層輕鋼結(jié)構(gòu)體系、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)體系,并就樣本企業(yè)在結(jié)構(gòu)類型、構(gòu)造特點(diǎn)、工程造價、優(yōu)勢和劣勢等方面進(jìn)行了調(diào)查分析,為其他企業(yè)在農(nóng)村裝配式建筑的發(fā)展提供了范例。
2? 從大型的鄉(xiāng)村裝配式到輕小型
裝配式建筑在鄉(xiāng)村推廣遇到的問題中,普通裝配式建筑需要大型運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸大型預(yù)制構(gòu)件到現(xiàn)場,同時也需要大型安裝設(shè)備,但大多農(nóng)村地區(qū)的鄉(xiāng)級、村級公路不能承受大型設(shè)備通過。占美森等研究者[10]引入了輕小型裝配式建筑應(yīng)用到農(nóng)村的理念,采用輕小型預(yù)制構(gòu)件搭建裝配式建筑的方法。提出了村鎮(zhèn)發(fā)展小型裝配式建筑的策略與措施,即:完善相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),壯大產(chǎn)業(yè)鏈,加大力度培養(yǎng)專業(yè)人才;結(jié)合地方文化,探索建造富有特色的建筑。
潘瑜[11]對國內(nèi)外輕小型鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的研究展開了綜述,并且在建構(gòu)學(xué)的視角下研究了輕型鋼結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)表達(dá),解釋了Archi-Neering理論的由來與專業(yè)協(xié)同的策略;對小型輕型鋼結(jié)構(gòu)在建造主導(dǎo)因素、工業(yè)化程度、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、在地性表達(dá)上進(jìn)行了模式分析;對小型輕型鋼結(jié)構(gòu)的場地環(huán)境、平面空間、結(jié)構(gòu)體系化、工業(yè)化建造、氣候環(huán)境、內(nèi)裝集成化需求的適應(yīng)性設(shè)計進(jìn)行了分析;并以三清山精品酒店的建筑設(shè)計為例進(jìn)行了實際設(shè)計分析,反思了小型輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)措施與設(shè)計方法的優(yōu)缺點(diǎn),具有為同類型的設(shè)計項目提供技術(shù)價值判斷與方法論的參考價值。
肖帥等研究者[12]運(yùn)用SWOT分析法,對我國村鎮(zhèn)裝配式建筑發(fā)展的優(yōu)勢、劣勢、外部的機(jī)會和威脅進(jìn)行矩陣式研究(見表1);最后,提出發(fā)展策略和建議:(1)國家出臺指導(dǎo)意見和激勵政策,營造村鎮(zhèn)裝配式建筑發(fā)展環(huán)境,提高企業(yè)能動性;(2)建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)研發(fā);(3)完善產(chǎn)業(yè)鏈,形成規(guī)模;(4)采用便于運(yùn)輸裝配的輕小型結(jié)構(gòu);(5)結(jié)合地域文化,塑造特色風(fēng)貌;(6)繼續(xù)推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研建設(shè),加大專業(yè)人才培養(yǎng);(7)大力運(yùn)用BIM信息化技術(shù)。
3? 從現(xiàn)有的鄉(xiāng)村裝配式到綠色發(fā)展
在碳中和背景下,綠色裝配式建筑的發(fā)展理念應(yīng)運(yùn)而生,即裝配式建筑全生命周期綠色化。劉亮俊等研究者[13]提出了從設(shè)計上盡可能利用清潔能源、環(huán)境資源;從選材上盡量選擇可循環(huán)、可回收、可再生的綠色建材,涉及廢棄物的回收利用、可回收建材的研發(fā)利用,以及采用節(jié)約能源的生產(chǎn)技術(shù);從建造方面上控制好揚(yáng)塵污染、噪聲污染,做好水資源的循環(huán)利用、給水管路設(shè)備的及時檢修、排水的收集處理;在電力欠發(fā)達(dá)地區(qū),考慮光伏發(fā)電的合理利用。在后期運(yùn)營方面,在堅持綠色發(fā)展理念下降低運(yùn)營成本,將經(jīng)濟(jì)效益、社會效益以及環(huán)保效益有機(jī)結(jié)合在一起。
葉林濱[14]對近期已有的國內(nèi)外村鎮(zhèn)住宅裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了總結(jié),具體如表2所示;并對村鎮(zhèn)住宅裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系的多種新型研制的工藝做了詳細(xì)講解,其特點(diǎn)如表3所示。
4? 結(jié)語
(1)有效解決傳統(tǒng)農(nóng)村住宅結(jié)構(gòu)體系不足的方法是將裝配式建造工藝合理運(yùn)用到農(nóng)村住宅建設(shè)中來。然而,造價較高、農(nóng)村居民接受程度低、標(biāo)準(zhǔn)不完善與產(chǎn)業(yè)鏈未形成阻礙了農(nóng)村裝配式住宅發(fā)展。因此,學(xué)者們建議出臺農(nóng)村裝配式指導(dǎo)意見,落實目標(biāo)責(zé)任,培育市場需求,建立標(biāo)準(zhǔn)體系,編制施工圖集,塑造特色建筑風(fēng)貌等措施。
(2)作為裝配式建筑在農(nóng)村推廣的路徑,發(fā)展輕小型裝配式建筑較為有效。但仍需完善相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),壯大產(chǎn)業(yè)鏈,加大力度培養(yǎng)專業(yè)人才,結(jié)合地方文化,探索建造富有特色的建筑等措施。
(3)隨著國家碳中和規(guī)劃與綠色發(fā)展的需要,新型裝配式村鎮(zhèn)住宅混凝土結(jié)構(gòu)體系具備了相關(guān)優(yōu)勢,包括:裝配式全干接抗震墻結(jié)構(gòu)體系、預(yù)制凹槽板結(jié)構(gòu)體系、CS板式結(jié)構(gòu)、EPS模塊混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)等,均有鄉(xiāng)村裝配式綠色發(fā)展的潛力。
參考文獻(xiàn)
[1] 吳剛,馮德成.裝配式混凝土框架節(jié)點(diǎn)基本性能研究進(jìn)展[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,2018,39(2):1-16.
[2] 常中權(quán),李松波,谷偉.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究綜述[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2019,16(7):39,42.
[3] 劉美霞.國外發(fā)展裝配式建筑的實踐與經(jīng)驗借鑒[J].住宅產(chǎn)業(yè),2016(10):16-20.
[4] 趙倩.國內(nèi)外裝配式建筑技術(shù)體系發(fā)展綜述[J].廣州建筑2018,46(4):3-5.
[5] 黃小坤,田春雨.我國裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的研究與實踐[J].建筑科學(xué),2018,34(9):50-54.
[6] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心.中國裝配式建筑發(fā)展報告(2017)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2017.
[7] 本刊編輯部.推動裝配式建筑快速發(fā)展,助力碳中和碳達(dá)峰[J].建筑機(jī)械化,2021(4):8-10.
[8] 李衛(wèi)軍,蘇衍江,張磊,等.基于新農(nóng)村建設(shè)的裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系研究與思考[J].結(jié)構(gòu)工程師,2018,34(2):173-179.
[9] 武振,劉洪娥,武潔青.推進(jìn)我國農(nóng)村裝配式建筑發(fā)展的建議[J].住宅產(chǎn)業(yè),2016(12):42-46.
[10] 占美森.探討輕小型裝配式建筑在農(nóng)村中的發(fā)展前景[J].時代農(nóng)機(jī),2018,45(12):182-183.
[11] 潘瑜.小型輕型鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑設(shè)計研究[D].杭州:浙江大學(xué),2020.
[12] 肖帥,郝生躍,任旭.我國農(nóng)村裝配式建筑發(fā)展對策研究[J].工程管理學(xué)報,2018,32(1):7-11.
[13] 劉亮俊,李朋飛,秦志浩.碳中和背景下綠色裝配式建筑發(fā)展前景展望[J].綠色環(huán)保建材,2021(6):132-133.
[14] 葉林濱.新型裝配式村鎮(zhèn)住宅混凝土結(jié)構(gòu)體系綜述[J].水利與建筑工程學(xué)報,2018,16(3):14-19.
基金項目:浙江省大學(xué)生新苗人才計劃項目(項目編號:2020R440003);嘉興市公益性研究計劃項目(項目編號:2019AY11015)。
作者簡介:方滿鑫(1999—),男,??圃谧x,研究方向為建筑工程。
通信作者:常中權(quán)(1987—),男,碩士,講師,研究方向為土木建筑,E-mail:634432706@qq.com。