裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在西部農(nóng)村的應(yīng)用探索

黃 亮

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都 610031)

1 研究背景

西部農(nóng)村傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)房屋、土坯房不僅建造效率低，質(zhì)量差，資源消耗大，而且對環(huán)境造成較大的污染，同時(shí)房屋的使用壽命較短，這使得農(nóng)村居民的居住環(huán)境遲遲不能改善，甚至威脅生命安全[1]。為實(shí)現(xiàn)“十三五”規(guī)時(shí)期“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展目標(biāo)，促進(jìn)建筑業(yè)從傳統(tǒng)建造方式向現(xiàn)代化建造方式的轉(zhuǎn)變，國家有關(guān)部委以及行業(yè)協(xié)會(huì)大力推進(jìn)建筑業(yè)信息化、綠色化和工業(yè)化，以此促進(jìn)建筑業(yè)建造效率、建造質(zhì)量和建造經(jīng)濟(jì)性的提高，這對于改善西部農(nóng)村人居環(huán)境具有重要作用。

1.1 國外裝配式建筑的發(fā)展

20世紀(jì)60年代，蘇聯(lián)、東歐及法國等地區(qū)開始裝配式建筑的使用，由于建造速度快、成本較低，能很好地解決當(dāng)時(shí)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化過程中城市龐大的住房需求而得以蓬勃發(fā)展，進(jìn)而在世界范圍內(nèi)傳播應(yīng)用。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國外很多國家的裝配式建筑經(jīng)歷了從理論到實(shí)踐的不斷檢驗(yàn)、改善、發(fā)展，形成了完善的行業(yè)發(fā)展體系。

目前，在發(fā)達(dá)國家的建筑中，裝配式建筑所占的比例較高，裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系豐富，不僅重視建筑質(zhì)量同時(shí)也重視建筑的多樣性、舒適性。經(jīng)過長期的發(fā)展，美國、日本、加拿大以及歐洲部分國家的裝配式建筑在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工以及質(zhì)量監(jiān)督方面體系健全，不僅有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系，甚至還有相關(guān)的法令保證。

1.2 國內(nèi)裝配式建筑的發(fā)展

建國后，我國對于房屋的需求旺盛，為滿足人民的住房需求，國家開始大力發(fā)展裝配式建筑。20世紀(jì)80年代是我國裝配式建筑發(fā)展的高峰，但由于對裝配式建筑整體穩(wěn)定性缺少相關(guān)研究和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在唐山地震中遭成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。隨后，在市場經(jīng)濟(jì)體制下，由于預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)高的缺點(diǎn)而漸漸被現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)取代[2]。

長期以來，我國建筑依靠低人力成本，在少量機(jī)械的輔助下進(jìn)行人工建造。工業(yè)化程度低，資源消耗大，同時(shí)環(huán)境污染嚴(yán)重。隨著人口紅利減弱，勞動(dòng)成本急劇上升，建筑業(yè)發(fā)展走出黃金時(shí)期，面臨著改造升級(jí)的需求。改變建筑業(yè)目前粗放型的發(fā)展模式，大力提倡建筑業(yè)的工業(yè)化、綠色化、信息化發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要的意義，也是時(shí)代發(fā)展的要求。自2015年以來，各個(gè)層面密集出臺(tái)裝配式建筑規(guī)劃以及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我國建筑業(yè)的現(xiàn)代化、工業(yè)化、綠色化、信息化的發(fā)展之路也隨之鋪展開來。

2 西部農(nóng)村住宅建設(shè)現(xiàn)狀

我國西部地區(qū)農(nóng)民自建房屋十分普遍。目前西部農(nóng)村大多數(shù)的住宅建筑為砌體結(jié)構(gòu)，且建設(shè)面積總量巨大，建設(shè)質(zhì)量差且形式較單一。

在住宅建設(shè)面積方面，根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局全社會(huì)住宅房屋竣工面積和農(nóng)村農(nóng)戶竣工住宅建筑面積的數(shù)據(jù)，農(nóng)村每年竣工的住宅面積略小于城鎮(zhèn)住宅竣工面積，約為8×108m2，建設(shè)面積十分龐大。同時(shí)，在住宅建設(shè)質(zhì)量方面，我國農(nóng)村住房建設(shè)一直處于無序、粗放的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，建設(shè)前大多沒有設(shè)計(jì)圖紙，施工中沒有質(zhì)量監(jiān)督，不僅施工人員的技術(shù)參差不齊，而且建材質(zhì)量無法保障，這些原因造成農(nóng)村房屋普遍出現(xiàn)沉降不均勻、墻面裂縫等問題。同時(shí)，由于施工技術(shù)的落后，建材質(zhì)量的不可靠性，導(dǎo)致農(nóng)村房屋耐久性極差，不僅影響住宅舒適性，也對農(nóng)村居民的生命安全造成威脅。在住宅建設(shè)特色方面，農(nóng)村建設(shè)面積大，但住宅建筑形式卻比較單一，加之缺乏合理的統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，從而村落之間無法展現(xiàn)各自的特色[3]。從西部農(nóng)村目前的建設(shè)情況來看，裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅能很好地解決上述問題。

3 裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在西部農(nóng)村的運(yùn)用

3.1 裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅是可循環(huán)利用的建筑結(jié)構(gòu)，它不僅可回收、重復(fù)利用，減少建筑垃圾的排放，還能推動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，促進(jìn)建筑部品更新?lián)Q代和上檔升級(jí)。裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的空間使用率較傳統(tǒng)砌體住宅更高，綜合建筑全生命周期來看造價(jià)更低。輕鋼房屋造型美觀多樣，且都可精心設(shè)計(jì)和選擇。同時(shí)，輕鋼房屋適應(yīng)性非常強(qiáng)，無論是在寒冷的東北，還是炎熱的海南，都非常適用，只需對建筑的構(gòu)造進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)便可。在耐久性方面，傳統(tǒng)房屋30 a就變成了危房，輕鋼房屋耐用性比傳統(tǒng)房屋更好，主體或裝飾部件維修甚至換新更便捷。

裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點(diǎn)不僅能解決目前農(nóng)村住宅建設(shè)的困境，同時(shí)能提高農(nóng)村住宅的質(zhì)量，改善生活環(huán)境，滿足農(nóng)村居民對于安全美好居住環(huán)境的追求。在建設(shè)過程當(dāng)中也是“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展理念的樹立過程，將在今后的農(nóng)村發(fā)展當(dāng)中產(chǎn)生更加持久的影響。

3.2 裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)用現(xiàn)狀

與發(fā)達(dá)國家相比，我國在鋼結(jié)構(gòu)綠色建筑上存在較大差距。在美國、日本等發(fā)達(dá)國家，鋼結(jié)構(gòu)用鋼量已占到鋼產(chǎn)量的30 %以上，鋼結(jié)構(gòu)建筑面積占總建筑面積的40 %以上。而在我國，鋼結(jié)構(gòu)在鋼產(chǎn)量中占比不足6 %，且鋼結(jié)構(gòu)建筑面積在總建筑面積中的比例不到5 %，這反映了我國在鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用上的不足。

在全國農(nóng)村，每年近8×108m2的住房竣工建筑面積，體量巨大。在西部農(nóng)村地區(qū)，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后、政策宣傳不到位以及思想觀念落后等原因，使用黏土燒制成的紅磚來建造房屋仍然占據(jù)主導(dǎo)，輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的體量相比于砌體結(jié)構(gòu)住宅幾乎可以忽略。這不僅是因?yàn)檎摺⑿麄鞯纳疃仍颍才c目前裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅不能很好地滿足農(nóng)村地區(qū)居民對于房屋的需求，造價(jià)較傳統(tǒng)砌體結(jié)構(gòu)高有關(guān)。由于發(fā)展的落后，農(nóng)村配套基礎(chǔ)設(shè)施不齊全，治安環(huán)境差等原因，房屋的使用者對于安全和隱私的需求強(qiáng)烈，而裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅隔音效果不佳、防火能力較弱；墻體厚實(shí)度低、龍骨承載力低造成的難裝修問題、防盜問題都還未得到較好地解決。這對于裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用推廣形成阻礙。由于很多問題是因圍護(hù)結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生，圍護(hù)結(jié)構(gòu)也成為制約輕鋼房屋推廣的主要瓶頸。裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅墻體圍護(hù)體系一旦解決，將會(huì)在我國城鄉(xiāng)建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。

3.3 發(fā)展應(yīng)用對策

解決目前裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在西部農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用困境，需要多方配合。

(1)政府對于裝配式輕鋼住宅在農(nóng)村的發(fā)展出臺(tái)相關(guān)指導(dǎo)意見，指明發(fā)展方向，營造良好的發(fā)展環(huán)境。對致力于西部農(nóng)村發(fā)展的相關(guān)裝配式建筑企業(yè)給與相應(yīng)經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼，推動(dòng)相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。培育農(nóng)村裝配式建筑龍頭企業(yè)，對龍頭企業(yè)給與政策傾斜。鼓勵(lì)企業(yè)大膽創(chuàng)新，不斷應(yīng)用新材料，新工藝，形成新技術(shù)。建立健全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。整合裝配式建筑研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、維護(hù)等各產(chǎn)業(yè)，充分利用產(chǎn)業(yè)鏈中的優(yōu)勢資源，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

(2)行業(yè)的發(fā)展需要標(biāo)準(zhǔn)體系的支撐，沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)的發(fā)展就會(huì)處于混亂的狀態(tài)中。針對西部農(nóng)村乃至全國農(nóng)村地區(qū)的需要，政府和行業(yè)協(xié)會(huì)應(yīng)當(dāng)相互配合，建立基于農(nóng)村裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、維護(hù)的系統(tǒng)化、多層次的標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)行業(yè)有序發(fā)展。

(3)企業(yè)在技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用上起到關(guān)鍵作用。從農(nóng)村居民實(shí)際需求出發(fā)，形成適應(yīng)西部農(nóng)村地區(qū)良好且豐富的結(jié)構(gòu)體系是裝配式輕鋼住宅得以廣泛應(yīng)用的前提。研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)注意農(nóng)村房屋使用的氣候環(huán)境、運(yùn)輸條件、人文特色等，以住宅安全性(防火、防盜)、舒適性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性為出發(fā)點(diǎn)，充分考慮農(nóng)村地區(qū)較差的治安條件下，房屋使用者對于隱私和安全的強(qiáng)烈需要，對現(xiàn)有的裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅改造創(chuàng)新，尤其對圍護(hù)結(jié)構(gòu)中復(fù)合墻體和屋面的改造創(chuàng)新，從而形成適應(yīng)西部農(nóng)村環(huán)境的豐富結(jié)構(gòu)體系。同時(shí)，擁有優(yōu)良技術(shù)的企業(yè)應(yīng)注重提高技術(shù)成熟度，培育市場推廣相關(guān)應(yīng)用人才，形成有效的市場供應(yīng)，并不斷擴(kuò)大技術(shù)影響，從而為行業(yè)發(fā)展提供更多機(jī)遇。

4 結(jié)束語

裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建造效率高、能耗低，構(gòu)件可循環(huán)，房屋節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢體現(xiàn)著新時(shí)代建筑綠色化的可行性。裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅具有眾多的優(yōu)勢，但在實(shí)際的應(yīng)用中需針對農(nóng)村居民的需求加以改善，這對于裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在西部農(nóng)村，甚至更大范圍推廣應(yīng)用具有重要意義。對輕鋼結(jié)構(gòu)更多的應(yīng)用不僅有利于化解鋼產(chǎn)能過程，也有利于西部農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國今后的發(fā)展建設(shè)，尤其在農(nóng)村轉(zhuǎn)移安置、新農(nóng)村建設(shè)等方面將會(huì)起到重要的作用，對于改善西部農(nóng)村落后的人居環(huán)境，提高人民生活幸福水平具有重要意義。目前，雖然裝配式建筑的發(fā)展仍然有許多需要解決和改善的地方，但隨著國家、行業(yè)、企業(yè)的大力推進(jìn)，技術(shù)會(huì)日趨完善，裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在農(nóng)村地區(qū)將會(huì)有巨大的發(fā)展空間。