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裝配式農(nóng)房技術(shù)體系分析

時(shí)間:2022-10-17 12:00:12

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裝配式農(nóng)房技術(shù)體系分析

近年來,隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和“雙碳”工作的實(shí)施,國(guó)家高度重視裝配式建筑發(fā)展。2016年9月,國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》;2019年2月,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳發(fā)布了《關(guān)于開展農(nóng)村住房建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》,都明確提出了推廣應(yīng)用農(nóng)房現(xiàn)代建造方式,要應(yīng)用綠色節(jié)能的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝,探索裝配式建筑建筑應(yīng)用技術(shù),實(shí)現(xiàn)在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上應(yīng)用好現(xiàn)代建造方式[1-2]。在國(guó)家和地方政策法規(guī)的推動(dòng)下,裝配式建筑發(fā)展迅速,但在農(nóng)村住宅建筑上的應(yīng)用占比較少[3-4]。目前,已有學(xué)者提出隨著新農(nóng)村建設(shè)的逐步推進(jìn),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(yù)制構(gòu)件連接的具體做法[5-6];還有學(xué)者基于裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn),結(jié)合我國(guó)農(nóng)村條件,對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系房屋在農(nóng)村住宅建筑中的應(yīng)用進(jìn)行分析[7-8]。裝配式農(nóng)房技術(shù)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(shù)體系在小型公共建筑、臨時(shí)建筑及居民自建房中得到應(yīng)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(yīng)用于文旅、民宿項(xiàng)目,其中現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)所占市場(chǎng)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(shù)體系的不斷完善,社會(huì)對(duì)裝配式農(nóng)房的認(rèn)識(shí)不斷加深,認(rèn)可度也不斷提升。

1裝配式農(nóng)房技術(shù)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(shù)體系可分為預(yù)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(zāi)后重建、鄉(xiāng)村風(fēng)貌修復(fù)等新農(nóng)村建設(shè)中開展裝配式農(nóng)房試點(diǎn),通過試點(diǎn)建設(shè)過程中的問題,完善各類技術(shù)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?jī)?yōu)、環(huán)保效益好等優(yōu)點(diǎn),但各種裝配式農(nóng)房技術(shù)體系各有其使用條件和特點(diǎn),下面重點(diǎn)就五種裝配式農(nóng)房技術(shù)體系進(jìn)行闡述。

2裝配式農(nóng)房技術(shù)體系的應(yīng)用

2.1預(yù)制鋼筋混凝土(PC)結(jié)構(gòu)體系

預(yù)制鋼筋混凝土(PC)結(jié)構(gòu)體系是由預(yù)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(yù)制的鋼筋混凝土部品部件運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),通過現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土或水泥基灌漿料等節(jié)點(diǎn)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(yù)制構(gòu)件尺寸和重量較大,不利于運(yùn)輸,生產(chǎn)制造的成本依賴于標(biāo)準(zhǔn)化重復(fù)率。但其結(jié)構(gòu)技術(shù)體系和市場(chǎng)條件較成熟,生產(chǎn)和施工安裝效率高,住戶體驗(yàn)類似傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu),主體建造工期短。同時(shí),標(biāo)準(zhǔn)化重復(fù)率越高成本相對(duì)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(hù)結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)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(shù)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(hù)結(jié)構(gòu)分別由不同企業(yè)生產(chǎn)。其技術(shù)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(hù)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(shù)體系,分別適應(yīng)不同的市場(chǎng)條件和需求;住戶體驗(yàn)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(qiáng)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(fù)合式墻板、樓板、屋架等構(gòu)件,在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)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(yàn)相比傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)有差異,需要技術(shù)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(shí)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(guān);主要材料尺寸重量較小便于運(yùn)輸,現(xiàn)場(chǎng)加工和安裝比較簡(jiǎn)單,建造工期較短;技術(shù)體系和市場(chǎng)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(chǎng)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(qiáng),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(guó)內(nèi)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)用材基本依賴進(jìn)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(diǎn),有一定技術(shù)含量,需要專業(yè)技術(shù)工人進(jìn)行施工,缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。但其保溫隔熱和抗震性能好,便于運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)安裝,生態(tài)環(huán)保屬碳循環(huán)可再生材料,實(shí)際上發(fā)達(dá)國(guó)家(美、日、歐)在獨(dú)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(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(chǎng)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(yùn)輸,建造工藝和過程簡(jiǎn)單,節(jié)省人工,對(duì)施工機(jī)械要求低,施工速度快,造價(jià)合理,適用于建造低層房屋。

3農(nóng)房技術(shù)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(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、裝修上也要保證使用安全。隨著農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對(duì)居住品質(zhì)的要求日益提高,加上新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷應(yīng)用到農(nóng)村建設(shè)中,農(nóng)村住宅理所應(yīng)當(dāng)在通風(fēng)采光、保溫隔熱、防水防潮等品質(zhì)方面得到顯著提升。同時(shí),需要加強(qiáng)裝配式農(nóng)房技術(shù)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(shè)要求農(nóng)房一定是農(nóng)民買得起、住得起的經(jīng)濟(jì)適用房子,裝配式農(nóng)房更經(jīng)濟(jì)實(shí)用。通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),提高農(nóng)房的結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)系統(tǒng)、裝修體系等方面的技術(shù)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(jì)實(shí)用要求,這也決定了農(nóng)房的建設(shè)必須要完善農(nóng)房技術(shù)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(shè)的主旋律,國(guó)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(yīng)用,促進(jìn)了各種裝配式農(nóng)房技術(shù)體系的發(fā)展。但各種技術(shù)體系都有其使用條件和特點(diǎn),因地制宜合理選用技術(shù)體系是非常重要的。當(dāng)前,裝配式農(nóng)房仍處于初步發(fā)展階段,積極加大技術(shù)體系的研究,建立科學(xué)合理設(shè)計(jì)思想,有助于推動(dòng)裝配式農(nóng)房在新農(nóng)村建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者:楊春輝 劉學(xué)軍 陶源 謝東 單位:廣西壯族自治區(qū)建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院