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裝配式農(nóng)房技術體系分析

時間:2022-10-17 12:00:12

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裝配式農(nóng)房技術體系分析

近年來,隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和“雙碳”工作的實施,國家高度重視裝配式建筑發(fā)展。2016年9月,國務院辦公廳發(fā)布了《關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》;2019年2月,住房和城鄉(xiāng)建設部辦公廳發(fā)布了《關于開展農(nóng)村住房建設試點工作的通知》,都明確提出了推廣應用農(nóng)房現(xiàn)代建造方式,要應用綠色節(jié)能的新技術、新產(chǎn)品、新工藝,探索裝配式建筑建筑應用技術,實現(xiàn)在傳統(tǒng)基礎上應用好現(xiàn)代建造方式[1-2]。在國家和地方政策法規(guī)的推動下,裝配式建筑發(fā)展迅速,但在農(nóng)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(nóng)村建設的逐步推進,農(nóng)村需要建造滿足農(nóng)村舒適度需求的裝配式住宅,并介紹了裝配式農(nóng)房預制構(gòu)件連接的具體做法[5-6];還有學者基于裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)性能特點,結(jié)合我國農(nóng)村條件,對裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系房屋在農(nóng)村住宅建筑中的應用進行分析[7-8]。裝配式農(nóng)房技術體系較為成熟,已具備大批量生產(chǎn)裝配式低層房屋的能力。輕鋼結(jié)構(gòu)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(xiàn)代木結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)并行發(fā)展,已廣泛應用于文旅、民宿項目,其中現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)所占市場份額不斷增加;PC結(jié)構(gòu)主要用于居民自建房和電梯加裝。隨著裝配式農(nóng)房技術體系的不斷完善,社會對裝配式農(nóng)房的認識不斷加深,認可度也不斷提升。

1裝配式農(nóng)房技術體系的分類

根據(jù)主體結(jié)構(gòu)材料的不同,裝配式農(nóng)房技術體系可分為預制鋼筋混凝土(PC)結(jié)構(gòu)體系、輕鋼框架結(jié)構(gòu)體系、冷彎薄壁型鋼體系、現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)體系以及EPS空腔模塊體系等。在農(nóng)村危房改造、災后重建、鄉(xiāng)村風貌修復等新農(nóng)村建設中開展裝配式農(nóng)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(zhì)量發(fā)展路徑,為新農(nóng)村裝配式建筑發(fā)展打開新局面。雖然裝配式農(nóng)房具有施工速度快、工程質(zhì)量優(yōu)、環(huán)保效益好等優(yōu)點,但各種裝配式農(nóng)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(nóng)房技術體系進行闡述。

2裝配式農(nóng)房技術體系的應用

2.1預制鋼筋混凝土(PC)結(jié)構(gòu)體系

預制鋼筋混凝土(PC)結(jié)構(gòu)體系是由預制鋼筋混凝土構(gòu)件(墻體和樓板)組成建筑結(jié)構(gòu)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(xiàn)場,通過現(xiàn)場后澆混凝土或水泥基灌漿料等節(jié)點部分濕作業(yè)連接方式,組合成建筑主體,如圖1所示。雖然,PC結(jié)構(gòu)裝配式農(nóng)房中預制構(gòu)件尺寸和重量較大,不利于運輸,生產(chǎn)制造的成本依賴于標準化重復率。但其結(jié)構(gòu)技術體系和市場條件較成熟,生產(chǎn)和施工安裝效率高,住戶體驗類似傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)體系

輕鋼框架結(jié)構(gòu)體系是由輕型型鋼作為梁、柱形成建筑主體框架結(jié)構(gòu),內(nèi)外墻體采用輕質(zhì)蒸壓加氣混凝土板材(ALC)或其他輕型成品墻板,支撐結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場進行快速干作業(yè)施工,如圖2所示。輕鋼框架結(jié)構(gòu)裝配式農(nóng)房技術含量偏高,生產(chǎn)環(huán)節(jié)目前較割裂,全體系成套生產(chǎn)的企業(yè)較少,大多部分承重結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)分別由不同企業(yè)生產(chǎn)。其技術體系基本成熟,通過投入研發(fā)和產(chǎn)業(yè)鏈不斷健全,有較大的發(fā)展空間;主體結(jié)構(gòu)性能好,受力和圍護結(jié)構(gòu)分工清晰以充分發(fā)揮材料的不同特性;可選用多種產(chǎn)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(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)。

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(guī)模生產(chǎn)組成復合式墻板、樓板、屋架等構(gòu)件,在現(xiàn)場進行快速干作業(yè)施工,如圖3所示。冷彎薄壁型鋼(龍骨)裝配式農(nóng)房的住戶體驗相比傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)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(xiàn)室內(nèi)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(xiàn)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(chǎn)能力的廠家較多,已形成較大市場規(guī)模。

2.4現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)體系

現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)體系可分為輕型木結(jié)構(gòu)、膠合木結(jié)構(gòu)、方木原木結(jié)構(gòu)及木混合結(jié)構(gòu)等,比較有代表性的是SPF木材(云杉-松木-冷杉),經(jīng)過窯干的SPF木材質(zhì)量輕,穩(wěn)定性強,加工性好,紋理漂亮,如圖4所示?,F(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)裝配式農(nóng)房不能利用本地資源就地取材,雖然傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)普遍采用杉木,但其天然性能不足,工業(yè)化加工體系空白,目前國內(nèi)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)用材基本依賴進口。安裝工藝不同于傳統(tǒng)榫卯結(jié)構(gòu),常用專門的鋼連接節(jié)點,有一定技術含量,需要專業(yè)技術工人進行施工,缺乏相應的技術標準和規(guī)范。但其保溫隔熱和抗震性能好,便于運輸和現(xiàn)場安裝,生態(tài)環(huán)保屬碳循環(huán)可再生材料,實際上發(fā)達國家(美、日、歐)在獨立住宅建造上普遍采用木結(jié)構(gòu)體系。區(qū)別于傳統(tǒng)原木結(jié)構(gòu),現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)是工業(yè)化的體系。2.5EPS空腔模塊體系EPS空腔模塊體系是采用可發(fā)性聚苯乙烯珠粒加熱發(fā)泡,通過工廠進行標準化生產(chǎn)的具有閉孔結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯泡沫塑料空腔模塊構(gòu)件,在其空腔內(nèi)配置鋼筋和澆筑混凝土形成復合型墻體的裝配式農(nóng)房,如圖5所示。EPS空腔模塊裝配式農(nóng)房防火性能、耐久性稍差,現(xiàn)場施工濕作業(yè)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(gòu)件輕型便于運輸,建造工藝和過程簡單,節(jié)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(nóng)房技術體系發(fā)展方向的建議

3.1建筑品質(zhì)

農(nóng)房品質(zhì)首先要求確保承重結(jié)構(gòu)的安全可靠,同時圍護結(jié)構(gòu)、裝修上也要保證使用安全。隨著農(nóng)村社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們對居住品質(zhì)的要求日益提高,加上新技術、新產(chǎn)品不斷應用到農(nóng)村建設中,農(nóng)村住宅理所應當在通風采光、保溫隔熱、防水防潮等品質(zhì)方面得到顯著提升。同時,需要加強裝配式農(nóng)房技術體系的建造和使用全過程的節(jié)能減廢和可再生能源利用等方面研究。3.2建設要求農(nóng)房一定是農(nóng)民買得起、住得起的經(jīng)濟適用房子,裝配式農(nóng)房更經(jīng)濟實用。通過工業(yè)標準化生產(chǎn),提高農(nóng)房的結(jié)構(gòu)體系、圍護系統(tǒng)、裝修體系等方面的技術水平,加快農(nóng)村住房的建造效率,從而降低成本,滿足農(nóng)民的經(jīng)濟實用要求,這也決定了農(nóng)房的建設必須要完善農(nóng)房技術體系和建造模式。

4結(jié)語

隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略成為新農(nóng)村建設的主旋律,國家越來越注重低碳環(huán)保,提倡超低能耗、近零能耗、低碳建筑規(guī)?;l(fā)展,裝配式農(nóng)房在農(nóng)村得到了大力推廣和應用,促進了各種裝配式農(nóng)房技術體系的發(fā)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(nóng)房仍處于初步發(fā)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(nóng)房在新農(nóng)村建設的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻:

[1]關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見[Z].國辦發(fā)〔2016〕71號.

[2]關于開展農(nóng)村住房建設試點工作的通知[Z].建辦村〔2019〕11號.

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[4]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].工程管理學報,2018,32(01):7-11.

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[6]慕麗曉.裝配式建筑在山西省農(nóng)房建設中的應用及發(fā)展[J].山西建筑,2021,47(08):28-30.

[7]張旭東,張利君,劉敬疆.裝配式冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋在農(nóng)房建設中的應用研究[J].建筑科學,2020,36(S2):422-431.

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作者:楊春輝 劉學軍 陶源 謝東 單位:廣西壯族自治區(qū)建筑科學研究設計院