類型學視角下重慶裝配式農(nóng)房建造策略研究
——以重慶市彭水縣郁山鎮(zhèn)為例

龍 彬王 瑾裴婉婷彭一男

1 簡述

2013年，為加快建筑行業(yè)轉型升級并達到節(jié)能減排的要求，國家發(fā)布《綠色建筑行動方案》，該方案明確提出要把裝配式建筑作為建筑行業(yè)轉型升級的一個重要方向；2018年9月，重慶市城鄉(xiāng)建設委員會發(fā)布《關于對智慧小區(qū)和裝配式建筑項目實施相關激勵政策的通知》，明確裝配式建筑資金補助范圍以及資金補助標準；2020年9月，重慶市人民政府發(fā)布《重慶市推進建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化促進建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策措施的通知》，再次加強對裝配式建筑的政策支持及技術創(chuàng)新要求。

國內(nèi)外關于裝配式建筑的研究由來已久。Blismas和Wakefield以澳大利亞為例，認為澳大利亞裝配式建筑發(fā)展的最大阻礙是技術方面的問題，未來裝配式建筑發(fā)展的研究重點是成本核算和施工管理兩個方面[1]；Baharuddin總結了馬來西亞裝配式建筑發(fā)展中的十個重要影響因素，并得出結論：預制模板的改善可以促進裝配式建筑的推廣[2]；Lu對美國裝配式建筑進行研究，認為其優(yōu)點在于施工時間短和受天氣影響小，而發(fā)展的障礙在于交通的限制和設計很難變更[3]。在國內(nèi)，裝配式建筑的研究可以分為兩個階段：2000年到2015年為研究的萌芽階段；2016年至今為研究的迅速增長階段。李天華等對裝配式建筑中BIM和RFID技術的應用進行論述，并強調(diào)項目的全壽命周期管理[4]；葉浩文等提出將EPC模式與裝配式建筑相結合，并提出了相應的推進策略[5]；肖帥等對我國農(nóng)村住房進行研究，對農(nóng)村推廣裝配式建筑進行了定性分析，并提出了裝配式農(nóng)房發(fā)展的策略和建議[6]。

現(xiàn)有關于裝配式建筑的研究多集中在技術、成本、管理和政策方面（圖1），而關于建筑本身的研究稍顯不足。本文在總結現(xiàn)有研究成果的基礎上，認為裝配式建筑的發(fā)展和裝配式農(nóng)房的改造離不開傳統(tǒng)的建筑形式，應將優(yōu)秀的地域建筑文化與裝配式建筑手段相結合，打造具有地域特色的裝配式建筑，促進裝配式農(nóng)房的改造，這樣才能更好地推進節(jié)能減排和鄉(xiāng)村振興的進程。

圖1 2016年—2020年我國部分省市裝配式建筑有關政策或目標

2 概念解析

2.1 裝配式農(nóng)房

裝配式建筑是將主要的建筑構件經(jīng)過預制工廠的標準化生產(chǎn)，然后運輸至施工現(xiàn)場進行施工裝配的新興建筑技術體系。其優(yōu)點是建造質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、減少勞動力、施工便捷，裝配式建筑已經(jīng)在我國受到了政府和建筑業(yè)的重點關注并得到了長足的發(fā)展[7]。裝配式農(nóng)房是裝配式建筑在鄉(xiāng)村地區(qū)的運用形式。根據(jù)材料形態(tài)進行區(qū)分，裝配式農(nóng)房主要分為裝配式混泥土結構農(nóng)房、木結構農(nóng)房和鋼結構農(nóng)房，其中裝配式混凝土結構農(nóng)房占據(jù)著裝配式農(nóng)房結構選型的主導地位。

2.2 建筑類型學

類型學是對具有相同結構形式的一組對象進行描述的理論，起源于18世紀的分類學，19世紀與建筑學融合從而產(chǎn)生了建筑類型學理論[8]。建筑類型學有兩個研究方法：類型提取和類型轉換。類型提取是對大量研究對象進行分類，然后提取出不同的類型，即原型；類型轉換是在原型提取的基礎上，通過結構、比例尺度、空間要素或者實體要素的變更，從而產(chǎn)生新的類型。建筑類型學經(jīng)歷了“原型類型學”、“范型類型學”、“第三種類型學”三個發(fā)展階段，研究重點從自然轉向了人，再轉向城市與建筑[9]。目前建筑類型學的研究方向主要集中在城市的公共建筑領域，對于鄉(xiāng)村建筑特別是鄉(xiāng)村地區(qū)農(nóng)房研究尚未深入。

2.3 建筑類型學與裝配式農(nóng)房的關系（圖2）

圖2 建筑類型學與裝配式建筑的關系模型

建筑類型學與裝配式農(nóng)房改造共同作用于鄉(xiāng)村振興的實現(xiàn)。建筑類型學通過類型提取與類型轉換，將鄉(xiāng)村地區(qū)建筑原型進行現(xiàn)代化演繹，對于保留鄉(xiāng)村風貌特色，打造鄉(xiāng)村文化環(huán)境具有積極的意義；而裝配式農(nóng)房改造是建筑工業(yè)化與節(jié)能環(huán)保要求下的必然趨勢，對于鄉(xiāng)村地區(qū)產(chǎn)業(yè)融合，鄉(xiāng)村人居環(huán)境改善具有深遠的意義。二者相互影響，共同對鄉(xiāng)村建筑文化環(huán)境產(chǎn)生作用，一起促進鄉(xiāng)村振興的實現(xiàn)。

3 郁山鎮(zhèn)概況

郁山鎮(zhèn)位于重慶市彭水苗族土家族自治縣東北部，距離彭水縣城46km。國道319線穿鎮(zhèn)而過，新渝懷鐵路和二級公路貫通全境，位于渝東南與湖北、貴州接壤處，面積149.6km2，人口4.2萬人，其中城鎮(zhèn)居民1.2萬人。東與黔江區(qū)接壤，西鄰保家鎮(zhèn)和蘆塘鄉(xiāng)，南接郁山鄉(xiāng)和郁山鄉(xiāng)，北靠聯(lián)合鄉(xiāng)和石柳鄉(xiāng)，具有優(yōu)越的地理區(qū)位條件，便捷的交通條件（圖3）。

圖3 郁山鎮(zhèn)區(qū)位圖

郁山地形地貌類型復雜，自然環(huán)境各異，跨越武陵山脈和大婁山脈各一部，山大嶺高，河谷深切，構成“兩山夾一槽”的地貌特征。郁山屬中亞熱帶溫潤季風氣候區(qū)。氣候溫和，雨量充沛，光照偏少。郁山鎮(zhèn)鄉(xiāng)村地區(qū)的農(nóng)房建筑屬渝東南苗族土家族特色建筑體系，多采用懸山式屋頂，屋檐為懸挑式，上覆青色瓦片；屋架多系穿斗式，圓柱承重；平面形制多為“一”字型或“L”型；地形復雜處多采用吊腳樓式接地；建筑材料多運用當?shù)夭牧希捎弥衲緲嬙欤菇ㄖc當?shù)丨h(huán)境融為一體，透出原汁原味的巴渝人家風韻。

4 郁山鎮(zhèn)傳統(tǒng)農(nóng)房建造存在的問題

當前，我國傳統(tǒng)農(nóng)村建筑在建造過程中存在環(huán)境污染，資源浪費等現(xiàn)象十分嚴重。諸如建造監(jiān)管不足，質(zhì)量隱患突出，建材質(zhì)量堪憂和抗震性能差等現(xiàn)象難以滿足農(nóng)村居民生產(chǎn)生活的需要，同時建成后的建筑物也存在風格不統(tǒng)一、規(guī)劃不合理、違章亂建等問題[10]。總結起來，主要包括以下四點。

4.1 新建農(nóng)房缺乏地域特色

龍彬教授在《中國傳統(tǒng)民居類型全集——中冊》中，對重慶民居類型進行了劃分。以地域為一級劃分標準，將重慶民居劃分為主城區(qū)、渝西、渝東北和渝東南四大民居區(qū)，再以民居特色和民族類型作為二級劃分標準，對四大民居文化區(qū)再次進行劃分[11]。

郁山傳統(tǒng)民居屬于渝東南傳統(tǒng)民居類型。接地形式上，多采用吊腳樓或干欄式；平面形制上，多采用“一”字型或“L”型，部分采用“凹”字型或“口”字型；建筑結構上多采用穿斗式，房屋整體性強；屋檐多采用懸挑式，利于遮風擋雨；屋頂多采用懸山式，利于遮蔭蔽陽。但隨著時代的發(fā)展和農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟水平的提升，混凝土結構建筑以其成本低，使用時間長，適用性強等優(yōu)點，被大量用于農(nóng)村與農(nóng)房建造。郁山目前充斥著大量混凝土結構建筑，且多數(shù)建筑僅在沿街的外立面貼瓷磚，造型簡陋，缺乏地域特色。與傳統(tǒng)農(nóng)房形成了強烈的對比，極大地破壞了郁山地區(qū)的傳統(tǒng)建筑風貌（圖4）。

圖4 新建農(nóng)房缺乏地域特色

4.2 缺乏標準的農(nóng)房建造規(guī)范

郁山地區(qū)為山地地形，想要形成獨特的渝東南山地建筑風貌特色，就應當具有標準統(tǒng)一的農(nóng)房建造規(guī)范，而當前郁山尚未具備深入細致的農(nóng)房建造規(guī)范。主要表現(xiàn)為以下三個方面：首先，缺乏統(tǒng)一的管理體系。農(nóng)房重建造，輕管理，建成之后即交付使用，無任何后期管理維護可言。而且施工缺乏監(jiān)理，往往由村民自行進行監(jiān)管，對于建造規(guī)范，施工標準缺乏清晰的認識，容易造成建筑的安全隱患。其次，缺乏正規(guī)的設計體系。農(nóng)房建造缺少正規(guī)的設計，施工圖紙使用較少或不使用，甚至于用別家的圖紙建造自家的房屋。最后，缺少成熟的施工體系。郁山地區(qū)的施工隊多由郁山本地同村人組成，在解決就業(yè)問題上確有作用，但施工人員得不到正規(guī)培訓，施工人員素質(zhì)低，農(nóng)房建造質(zhì)量得不到保證（圖5）。

圖5 缺乏標準的農(nóng)房建造規(guī)范

4.3 傳統(tǒng)農(nóng)房的施工與使用能耗大

由于建筑材料選用不合理，全國建筑能耗總量中農(nóng)村住宅能耗占比高達 65%，嚴重影響了農(nóng)村的人居環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展[12]。郁山地區(qū)農(nóng)房建造的一般過程為：首先用挖掘機平整基地，進行填挖方平衡；然后用鋼筋混凝土打樁；再用紅磚砌墻，石灰封面；最后是貼瓷磚。這一過程中，紅磚、石灰等傳統(tǒng)建筑材料在生產(chǎn)與施工過程中都伴隨著大量的能源消耗。近年來，郁山地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平提高，新建農(nóng)房數(shù)量迅速增加，但多為自建樓，存在較多的違規(guī)搭建，擁擠的布局使房屋之間的采光、散熱、通風均受到影響，極大地增加了建筑的使用能耗。而農(nóng)村地區(qū)人均宅基地面積較大，且層高限制較弱，造成了郁山地區(qū)農(nóng)房過大的建筑面積與過高的建筑層數(shù)，造成保溫隔熱、遮陽避雨等節(jié)能效果差，產(chǎn)生了大量不必要的資源浪費（圖6）。

圖6 傳統(tǒng)農(nóng)房的施工與使用能耗大

4.4 傳統(tǒng)農(nóng)房的建筑垃圾污染現(xiàn)象嚴重

郁山地區(qū)農(nóng)房建造的施工工藝一般為現(xiàn)澆混凝土工藝，現(xiàn)場施工過程中會產(chǎn)生大量的建筑垃圾。郁山現(xiàn)僅鎮(zhèn)區(qū)有一垃圾填埋場，但對于單個農(nóng)戶來說太過于遙遠，農(nóng)房建造過程中，廢棄的磚塊，鋼筋隨意堆放在道路旁，河流邊甚至自家耕地里面了，造成固體廢棄物污染；其次，施工過程中的挖掘機，混凝土攪拌機往往伴隨著轟隆的機器聲，造成噪音污染，極大地影響了左鄰右舍的日常生活，并打破了村莊應有的寧靜；最后，施工過程中產(chǎn)生的大量水泥灰，石灰飄向村莊各個角落，造成村莊粉塵污染，容易引起村民呼吸道疾病，農(nóng)房四周籠罩著灰塵，對村莊的風貌環(huán)境也造成了極大地破壞（圖7）。

圖7 傳統(tǒng)農(nóng)房的建筑垃圾污染現(xiàn)象嚴重

5 郁山鎮(zhèn)裝配式農(nóng)房建造的推進策略

5.1 運用建筑類型學的方法提取渝東南建筑的風貌特色

類型學注重“不變”，追求建筑的內(nèi)在本質(zhì)及其永恒因素，進而將“靜”“動”聯(lián)系起來考慮，探索“不變”與“變”之間的關系[13]。

首先進行類型提取。在對郁山農(nóng)房進行了大量的分析比較之后，歸納出郁山農(nóng)房的原型是“一”字型建筑，其基本尺度為12m×10m，可以根據(jù)宅基地面積，家庭經(jīng)濟能力和實際生活需要進行尺度調(diào)整，最小不少于10m×9m，最大一般不超過15m×10m。層高一般不超過3層，地形復雜處以吊腳樓接地，穿斗式的結構，懸挑式的屋檐，懸山式的屋頂上覆青瓦。根據(jù)農(nóng)房是否帶院壩，又可將其原型分為大“一”字型和小“一”字型建筑。

其次進行類型轉換。包括三種轉換形式：第一種是原型模塊組合為結構模塊，即“一”字型建筑根據(jù)地形組合成為不同結構的體塊，包括平行式，垂直式和自由式（圖8）；第二種是原型模塊與交通模塊的組合，即處理建筑和道路的關系，包括單邊式，雙邊式與圍合式（圖9）；第三種是原型模塊自身的轉換，即“一”字型建筑根據(jù)實際需要，對內(nèi)部功能空間，比如堂屋、臥室、廚房、儲物間、衛(wèi)生間、陽臺進行功能上的取舍或尺度上的調(diào)整，表現(xiàn)出來的便是大戶型，中戶型與小戶型的選擇（圖10）。

圖8 原型模塊與結構模塊的類型轉換

圖9 原型模塊與交通模塊的類型轉換

圖10 原型模塊自身尺寸的類型轉換

5.2 明確郁山農(nóng)房建造標準規(guī)范，采取全壽命周期管理策略

應當制定具有渝東南特色的裝配式農(nóng)房技術產(chǎn)品地方標準，強化裝配式農(nóng)房管理體系，設計體系與施工體系之間的聯(lián)系，使裝配式農(nóng)房的設計、生產(chǎn)、施工、管理一體化；加強建筑材料、建筑構件、工程技術之間的銜接，構建標準化、模數(shù)化、通用化的產(chǎn)品標準體系；加快編制裝配式農(nóng)房標準圖集，且應制定相關法律法規(guī)確保標準圖集用以指導施工，形成標準化戶型與模數(shù)化預制部件的產(chǎn)品體系。

良好的管理模式可以實現(xiàn)裝配式建筑在施工過程中信息的準確傳遞和實時共享，有效地解決施工不便和提高施工效率，從而在一定程度上促進裝配式建筑的實施和發(fā)展[14]。全壽命周期管理包含兩個階段：一個是裝配式農(nóng)房建造初期的設計、生產(chǎn)與施工階段；二是交付使用后的裝配式農(nóng)房維護與更新階段。其管理重點在于第二階段，如果說第一階段更偏重于技術，那么第二階段則更偏向于管理。裝配式農(nóng)房使用過程中應注意防潮、防火、防霉、防蟲等問題，當某些部件達到使用壽命之后應及時進行更新維護。

5.3 采用BIM技術進行智能化設計

建筑信息模型（簡稱BIM）不是簡單地將數(shù)字信息進行集成，而是一種數(shù)字信息的綜合運用，并可以用于設計、建造、管理的數(shù)字化方法。BIM技術具有以下8個特點：可視、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性、一體化性、參數(shù)化性和信息完備性。以BIM應用為核心的項目管理，可以提升項目生產(chǎn)效率、提高建筑質(zhì)量、節(jié)約建造成本。

將BIM技術應用與郁山裝配式農(nóng)房建設，可以為裝配式農(nóng)房建設搭建建筑模塊信息庫，為裝配式農(nóng)房的管理體系、設計體系和施工體系提供技術支撐。運用BIM技術不僅可以進行標準化的生產(chǎn)，還能根據(jù)農(nóng)戶的需求進行個性化的設計。以BIM信息庫為基礎，根據(jù)農(nóng)戶要求的功能空間，從模型庫中選取對應的功能模塊，將功能模塊根據(jù)類型轉換后的結構模型進行拼合，形成農(nóng)戶個性化的裝配式建筑體系；然后將結構模型進行設計分解，生產(chǎn)出標準的部品部件；最后現(xiàn)場完成施工組裝。

5.4 工廠模數(shù)化生產(chǎn)，現(xiàn)場綠色化組裝

裝配式建筑作為一種創(chuàng)新的施工方法，它在設計、制造、裝配等方面都有別于傳統(tǒng)施工[15]。裝配式農(nóng)房的核心是模數(shù)化思想，標準化是模數(shù)化的基礎，其特征為尺寸模數(shù)化、結構樣板化、部件通用化和組裝模式化[16]。利用類型學思想提取出郁山傳統(tǒng)民居建筑的原型DNA并進行類型轉換后，采用BIM技術進行裝配式設計，之后就應當將部品部件在工廠進行生產(chǎn)加工，完善裝配式農(nóng)房的生產(chǎn)體系。模數(shù)化有兩個作用：一個是模數(shù)的技術作用，模數(shù)統(tǒng)一了裝配式農(nóng)房的構件標準，無論對于部品部件的生產(chǎn)還是部品部件的替換，都具有簡化制作的意義，從而有利于大批量生產(chǎn)裝配式農(nóng)房的預制構件；第二個是模數(shù)的美學作用，郁山裝配式農(nóng)房的尺度應根據(jù)當?shù)氐纳降氐匦闻c農(nóng)戶的實際生活需要來確定，其余預制構件均按照這一基本尺度按比例取值設計生產(chǎn)，從而獲得整體與部分，建筑與環(huán)境的整體和諧。

現(xiàn)場綠色化組裝是裝配式農(nóng)房建成的最后一步，裝配式構件都已在裝配式工廠生產(chǎn)完成，只需將預制構件運送到指定地點進行拼裝即可。由于預制構件的數(shù)量、尺寸都經(jīng)過細致的核算，不會產(chǎn)生多余的建筑材料，所以不會造成固體廢棄物污染。可以說，裝配式農(nóng)房的綠色化組裝符合綠色建筑的內(nèi)涵，在節(jié)約資源、保護環(huán)境、減少污染上具有現(xiàn)澆工藝不可比擬的優(yōu)勢，可以為人們提供健康、舒適、高效的使用空間，最大限度地實現(xiàn)人與自然的和諧共生。

結語

我國裝配式建筑的發(fā)展由來已久，但將裝配式建筑的方法引入到鄉(xiāng)村地區(qū)進行裝配式農(nóng)房的改造，相關方面的實際案例與理論研究尚有不足。本文以重慶市彭水縣郁山鎮(zhèn)鄉(xiāng)村地區(qū)傳統(tǒng)民居為例，從建筑本身出發(fā)，引入建筑類型學理論，將裝配式建筑的方法引入到郁山農(nóng)房的改造。總結出郁山農(nóng)房建造存在四個問題：新建農(nóng)房缺乏地域特色；缺乏標準的農(nóng)房建造規(guī)范，傳統(tǒng)農(nóng)房的施工與使用能耗大，傳統(tǒng)農(nóng)房的建筑垃圾污染嚴重。基于這四大問題，分別從建筑風貌特色、管理體系、設計體系、生產(chǎn)與施工體系提出了四大策略：運用建筑類型學的方法提取渝東南建筑的風貌特色；明確郁山農(nóng)房建造標準規(guī)范，采取全壽命周期管理策略；采用BIM技術進行智能化設計；工廠模數(shù)化生產(chǎn)，現(xiàn)場綠色化組裝。

希望通過對郁山地區(qū)裝配式農(nóng)房的研究，促進郁山地區(qū)鄉(xiāng)村人居環(huán)境的改善和鄉(xiāng)村振興的實現(xiàn)。同時，也希望提高鄉(xiāng)村地區(qū)裝配式建筑的發(fā)展水平，從而推動裝配式建筑在鄉(xiāng)村地區(qū)的理論研究與實踐深度。

資料來源：

圖1～2，8～9：作者自繪；

圖3，10：團隊繪制；

圖4～7：現(xiàn)場拍攝。