乡村振兴背景下秦巴山地民居装配式建筑体系的应用研究

张浩东，王帅，王东欣，王琦，唐山，雍鹏，缑晓剑，闫杰，黄研

（陕西理工大学土木工程与建筑学院，陕西 汉中 723000）

1 现状

秦巴山地处于秦岭巴山之间，坐落于陕西之南，汉水从其间川流而过。秦岭巴山，九域中分，具有独特的自然、地质、人文、历史特征，秦巴山地的人居环境亦形成了非常典型的地域特色。

但是秦巴山地也属于国家级的扶贫区域，该区域地处大陆深处地域，交通基础薄弱，工业经济发展缓慢，贫困面广、贫困程度深，交通基础薄弱，自然灾害频发，区域发展差异大，产业支撑能力弱，生态建设与开发保护矛盾严重等诸多原因，导致城镇化水平低、产业承载力弱；农业装备程度差、生产水平低下；乡村生态环境破坏严重，基础设施发展落后尤其是民居建设没有合理的规划和建设。

根据前期调研发现，目前秦巴山地民居建设中主要存在以下问题。

1.1 村镇建设缺乏统一规划，民居建造混乱

秦巴山区很多村镇住宅缺少统一规划和整体意识，整体村落布局零乱，建造比较随意，耕地管理混乱[1]，土地属性不明，难以满足农业现代化发展需要，不便于组织生产生活、节约耕地，难以形成现代化村镇体系[2]。

秦巴山地住房规模多为低层建筑用房，建造时却需要运用大量资源，耗费大量人力、物力，然而建造的居住空间却十分有限。因此区域发展差距大，建筑质量不易控制。

1.2 住宅建筑节能效率低下，节能设施不完善

大部分居民外墙都是砖墙，外墙和屋顶无任何保温构造措施，部分居民在屋顶加铺一层隔热瓦或隔热网，保温效果有限，门窗密封性能差，一般采用木门窗或铝合金门窗，玻璃为单层玻璃；室内采暖效率普遍低下。

秦巴山地属于国家级的扶贫区域，贫困面广、贫困程度深，交通基础薄弱，民居不能实现统一取材建设，产业支撑能力弱，对建筑原材料的消耗大且循环利用率低，生态建设与开发保护矛盾严重，不符合绿色建筑的标准。

1.3 村镇住宅结构安全度低，抗震能力差

秦巴山区民居建设比较随意，缺乏专业人员的设计，在户型和抗震性能上都不尽人意尤其是最为重要的抗震设计，80%以上的村镇住宅无抗震设防措施；在大地震中倒塌率较高；[3]农村施工队伍是个体户“杂牌军”拼凑而成，施工质量难以保证。秦巴山地地质灾害频发，且传统民居多为土坯砖砌和素土夯实，结构较为简单，墙体虽然能承受房屋重量但抗震性能较差，不具有抵御较强自然灾害的能力。

1.4 建造工业化程度低，施工质量差、速度慢

我国有95%以上的村镇住宅建筑均由传统建造方式；居民自建自住，分散建设，住宅商品化率极低，功能质量差；住宅施工技术落后，沿袭传统工艺，劳动生产效率低，施工进度慢，新工艺应用水平低传统民居构造不合理，采光和通风质量差。此外，秦巴山地建房所需要的有些材料需要长途运输[4]。

1.5 传统建材仍是西部地区村镇住宅建设的主要材料，建筑耗能问题尤为突出

房子保温能耗很高秦巴地区的民居普遍屋内能耗较大。传统建材仍是西部地区村镇住宅建设的主要材料，建筑耗能问题尤为突出。粘土砖的使用仍占主导地位。每年烧砖挖土毁田约50余万亩，消耗标准煤约1亿t；采暖地区每年多耗标准煤1800万t，直接经济损失达70亿元，多排二氧化碳52万t；我国村镇建筑采暖能耗为发达国家的3倍以上，生态墙体材料的应用只有发达国家的1/4左右。

装配式结构体系是一种耗能减震、生态环保、节能保温、快速建造、经济实用的装配式建筑结构新体系。结构主要由多种类型部品构件通过可靠连接技术装配整合而成。部品构件均采用工厂化生产方式，在提高预制构件品质的同时，也实现关键部品的规格化与多样化。复合部品构件内填生态材料，因地制宜、就地取材、生态节能，取代传统粘土砖，可有效的缓解原材料的消耗和部分建筑废弃物的循环利用问题[5]。将绿色装配式建筑体系运用到秦巴山地新民居建设中，通过其工业化标准化的生产模式，可以大幅缩短施工时间，继而减少建设成本。同时其标准化的生产模式可以提高施工质量。工厂化的生产混凝土楼板，也可节约混凝土材料，减少资源浪费，更为环保，更为绿色。

因此，在秦巴山地民居建造过程中应用装配式结构体系可以促使乡村建筑施工的多样化发展。利用绿色装配式复合结构体系，建造具有耗能减震、生态环保、节能保温、快速建造、经济实用的装配式民居建筑。将结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统集成，实现标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理的目标，并结合功能、环境、经济、技术适宜的原则，从而形成先进、科学的设计模式及设计方法，以推动村镇建筑向工业化、产业化的技术进步[6]。

2 装配式建筑体系可以解决当地主要问题

①利用多种设计资源，在户型设计上进行创新设计，既满足现代化生活的需求，也能满足日常农耕的生产需要。装配式建筑综合成本低，性价比高（比砖混结构、装配式框架结构、装配式剪力墙结构分别降低0%～5%、15%～20%及20%以上），极大提高传统村镇住宅建筑的综合品质，在不明显提高造价的基础上，可完全取代传统砖混结构[7]。

②装配式建筑很好的解决了就地取材，破坏环境等问题，在工厂统一生产建筑材料、楼板，生态节能。部品构件工业化生产、品质高、误差控制在毫米级、节能环保、低碳减排。

③秦巴山地建房所需要的有些材料需要长途运输。装配式建筑是一次性在工厂生产好，直接在工地组装，节省了大量劳动力，将运输大量材料的费用节省。

④秦巴地区的民居普遍屋内能耗较大，装配式建筑节能设备技术优化集成，有效实现住宅建筑的高品质、低资源消耗。

⑤施工周期较长。装配式建筑标准化设计、工业化制造、专业化配送、装配化施工、信息化管理，速度快、效率高，装配化率达85%以上，建造工期极大缩短，两层民居主体结构7d封顶。

因此研究团队首先通过调研走访，了解并掌握秦巴山地目前民居建设中存在的问题，再针对这些问题，科学论证装配式建筑结构体系是否可以解决民居建设中存在的问题，并且采用适宜的方式尝试将绿色装配式建筑体系运用到秦巴山地的新民居建设中，以此形成乡村民居装配式体系的合理模式。

3 结语

我国首次对工业化建筑的尝试始于20世纪50年代，直到80年代，对于各种预制屋面梁、吊车梁、预制屋面板、预制空心楼板以及大板建筑都有诸多尝试。但由于当时我国整体技术比较落后，所以当时建造的建筑质量偏低，因此在那个时期装配式建筑的发展并没有实质性的突破。进入90年代后，现浇混凝土技术迅速发展，使得装配式建筑的发展更是陷入了低谷。直到目前，与发达国家相比，我国装配式建筑仍处于发展阶段，部分地区甚至徘徊在起步阶段。近十年来，随着我国经济快速发展，劳动力成本上升，工业化程度越来越高，预制构件加工精度与质量、装配式建筑施工技术和管理水平也不断提高，国家政策有所倾斜，使其发展如雨后春笋。而将其推广应用到我国的各个地域，亦使得技术本身更为完善，人民的生活质量也将得到大幅提升。