类型学视角下重庆装配式农房建造策略研究——以重庆市彭水县郁山镇为例

龙 彬王 瑾裴婉婷彭一男

1 简述

2013年，为加快建筑行业转型升级并达到节能减排的要求，国家发布《绿色建筑行动方案》，该方案明确提出要把装配式建筑作为建筑行业转型升级的一个重要方向；2018年9月，重庆市城乡建设委员会发布《关于对智慧小区和装配式建筑项目实施相关激励政策的通知》，明确装配式建筑资金补助范围以及资金补助标准；2020年9月，重庆市人民政府发布《重庆市推进建筑产业现代化促进建筑业高质量发展若干政策措施的通知》，再次加强对装配式建筑的政策支持及技术创新要求。

国内外关于装配式建筑的研究由来已久。Blismas和Wakefield以澳大利亚为例，认为澳大利亚装配式建筑发展的最大阻碍是技术方面的问题，未来装配式建筑发展的研究重点是成本核算和施工管理两个方面[1]；Baharuddin总结了马来西亚装配式建筑发展中的十个重要影响因素，并得出结论：预制模板的改善可以促进装配式建筑的推广[2]；Lu对美国装配式建筑进行研究，认为其优点在于施工时间短和受天气影响小，而发展的障碍在于交通的限制和设计很难变更[3]。在国内，装配式建筑的研究可以分为两个阶段：2000年到2015年为研究的萌芽阶段；2016年至今为研究的迅速增长阶段。李天华等对装配式建筑中BIM和RFID技术的应用进行论述，并强调项目的全寿命周期管理[4]；叶浩文等提出将EPC模式与装配式建筑相结合，并提出了相应的推进策略[5]；肖帅等对我国农村住房进行研究，对农村推广装配式建筑进行了定性分析，并提出了装配式农房发展的策略和建议[6]。

现有关于装配式建筑的研究多集中在技术、成本、管理和政策方面（图1），而关于建筑本身的研究稍显不足。本文在总结现有研究成果的基础上，认为装配式建筑的发展和装配式农房的改造离不开传统的建筑形式，应将优秀的地域建筑文化与装配式建筑手段相结合，打造具有地域特色的装配式建筑，促进装配式农房的改造，这样才能更好地推进节能减排和乡村振兴的进程。

图1 2016年—2020年我国部分省市装配式建筑有关政策或目标

2 概念解析

2.1 装配式农房

装配式建筑是将主要的建筑构件经过预制工厂的标准化生产，然后运输至施工现场进行施工装配的新兴建筑技术体系。其优点是建造质量好、生产效率高、减少劳动力、施工便捷，装配式建筑已经在我国受到了政府和建筑业的重点关注并得到了长足的发展[7]。装配式农房是装配式建筑在乡村地区的运用形式。根据材料形态进行区分，装配式农房主要分为装配式混泥土结构农房、木结构农房和钢结构农房，其中装配式混凝土结构农房占据着装配式农房结构选型的主导地位。

2.2 建筑类型学

类型学是对具有相同结构形式的一组对象进行描述的理论，起源于18世纪的分类学，19世纪与建筑学融合从而产生了建筑类型学理论[8]。建筑类型学有两个研究方法：类型提取和类型转换。类型提取是对大量研究对象进行分类，然后提取出不同的类型，即原型；类型转换是在原型提取的基础上，通过结构、比例尺度、空间要素或者实体要素的变更，从而产生新的类型。建筑类型学经历了“原型类型学”、“范型类型学”、“第三种类型学”三个发展阶段，研究重点从自然转向了人，再转向城市与建筑[9]。目前建筑类型学的研究方向主要集中在城市的公共建筑领域，对于乡村建筑特别是乡村地区农房研究尚未深入。

2.3 建筑类型学与装配式农房的关系（图2）

图2 建筑类型学与装配式建筑的关系模型

建筑类型学与装配式农房改造共同作用于乡村振兴的实现。建筑类型学通过类型提取与类型转换，将乡村地区建筑原型进行现代化演绎，对于保留乡村风貌特色，打造乡村文化环境具有积极的意义；而装配式农房改造是建筑工业化与节能环保要求下的必然趋势，对于乡村地区产业融合，乡村人居环境改善具有深远的意义。二者相互影响，共同对乡村建筑文化环境产生作用，一起促进乡村振兴的实现。

3 郁山镇概况

郁山镇位于重庆市彭水苗族土家族自治县东北部，距离彭水县城46km。国道319线穿镇而过，新渝怀铁路和二级公路贯通全境，位于渝东南与湖北、贵州接壤处，面积149.6km2，人口4.2万人，其中城镇居民1.2万人。东与黔江区接壤，西邻保家镇和芦塘乡，南接郁山乡和郁山乡，北靠联合乡和石柳乡，具有优越的地理区位条件，便捷的交通条件（图3）。

图3 郁山镇区位图

郁山地形地貌类型复杂，自然环境各异，跨越武陵山脉和大娄山脉各一部，山大岭高，河谷深切，构成“两山夹一槽”的地貌特征。郁山属中亚热带温润季风气候区。气候温和，雨量充沛，光照偏少。郁山镇乡村地区的农房建筑属渝东南苗族土家族特色建筑体系，多采用悬山式屋顶，屋檐为悬挑式，上覆青色瓦片；屋架多系穿斗式，圆柱承重；平面形制多为“一”字型或“L”型；地形复杂处多采用吊脚楼式接地；建筑材料多运用当地材料，采用竹木构造，使建筑与当地环境融为一体，透出原汁原味的巴渝人家风韵。

4 郁山镇传统农房建造存在的问题

当前，我国传统农村建筑在建造过程中存在环境污染，资源浪费等现象十分严重。诸如建造监管不足，质量隐患突出，建材质量堪忧和抗震性能差等现象难以满足农村居民生产生活的需要，同时建成后的建筑物也存在风格不统一、规划不合理、违章乱建等问题[10]。总结起来，主要包括以下四点。

4.1 新建农房缺乏地域特色

龙彬教授在《中国传统民居类型全集——中册》中，对重庆民居类型进行了划分。以地域为一级划分标准，将重庆民居划分为主城区、渝西、渝东北和渝东南四大民居区，再以民居特色和民族类型作为二级划分标准，对四大民居文化区再次进行划分[11]。

郁山传统民居属于渝东南传统民居类型。接地形式上，多采用吊脚楼或干栏式；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；建筑结构上多采用穿斗式，房屋整体性强；屋檐多采用悬挑式，利于遮风挡雨；屋顶多采用悬山式，利于遮荫蔽阳。但随着时代的发展和农村地区经济水平的提升，混凝土结构建筑以其成本低，使用时间长，适用性强等优点，被大量用于农村与农房建造。郁山目前充斥着大量混凝土结构建筑，且多数建筑仅在沿街的外立面贴瓷砖，造型简陋，缺乏地域特色。与传统农房形成了强烈的对比，极大地破坏了郁山地区的传统建筑风貌（图4）。

图4 新建农房缺乏地域特色

4.2 缺乏标准的农房建造规范

郁山地区为山地地形，想要形成独特的渝东南山地建筑风貌特色，就应当具有标准统一的农房建造规范，而当前郁山尚未具备深入细致的农房建造规范。主要表现为以下三个方面：首先，缺乏统一的管理体系。农房重建造，轻管理，建成之后即交付使用，无任何后期管理维护可言。而且施工缺乏监理，往往由村民自行进行监管，对于建造规范，施工标准缺乏清晰的认识，容易造成建筑的安全隐患。其次，缺乏正规的设计体系。农房建造缺少正规的设计，施工图纸使用较少或不使用，甚至于用别家的图纸建造自家的房屋。最后，缺少成熟的施工体系。郁山地区的施工队多由郁山本地同村人组成，在解决就业问题上确有作用，但施工人员得不到正规培训，施工人员素质低，农房建造质量得不到保证（图5）。

图5 缺乏标准的农房建造规范

4.3 传统农房的施工与使用能耗大

由于建筑材料选用不合理，全国建筑能耗总量中农村住宅能耗占比高达 65%，严重影响了农村的人居环境和可持续发展[12]。郁山地区农房建造的一般过程为：首先用挖掘机平整基地，进行填挖方平衡；然后用钢筋混凝土打桩；再用红砖砌墙，石灰封面；最后是贴瓷砖。这一过程中，红砖、石灰等传统建筑材料在生产与施工过程中都伴随着大量的能源消耗。近年来，郁山地区经济发展水平提高，新建农房数量迅速增加，但多为自建楼，存在较多的违规搭建，拥挤的布局使房屋之间的采光、散热、通风均受到影响，极大地增加了建筑的使用能耗。而农村地区人均宅基地面积较大，且层高限制较弱，造成了郁山地区农房过大的建筑面积与过高的建筑层数，造成保温隔热、遮阳避雨等节能效果差，产生了大量不必要的资源浪费（图6）。

图6 传统农房的施工与使用能耗大

4.4 传统农房的建筑垃圾污染现象严重

郁山地区农房建造的施工工艺一般为现浇混凝土工艺，现场施工过程中会产生大量的建筑垃圾。郁山现仅镇区有一垃圾填埋场，但对于单个农户来说太过于遥远，农房建造过程中，废弃的砖块，钢筋随意堆放在道路旁，河流边甚至自家耕地里面了，造成固体废弃物污染；其次，施工过程中的挖掘机，混凝土搅拌机往往伴随着轰隆的机器声，造成噪音污染，极大地影响了左邻右舍的日常生活，并打破了村庄应有的宁静；最后，施工过程中产生的大量水泥灰，石灰飘向村庄各个角落，造成村庄粉尘污染，容易引起村民呼吸道疾病，农房四周笼罩着灰尘，对村庄的风貌环境也造成了极大地破坏（图7）。

图7 传统农房的建筑垃圾污染现象严重

5 郁山镇装配式农房建造的推进策略

5.1 运用建筑类型学的方法提取渝东南建筑的风貌特色

类型学注重“不变”，追求建筑的内在本质及其永恒因素，进而将“静”“动”联系起来考虑，探索“不变”与“变”之间的关系[13]。

首先进行类型提取。在对郁山农房进行了大量的分析比较之后，归纳出郁山农房的原型是“一”字型建筑，其基本尺度为12m×10m，可以根据宅基地面积，家庭经济能力和实际生活需要进行尺度调整，最小不少于10m×9m，最大一般不超过15m×10m。层高一般不超过3层，地形复杂处以吊脚楼接地，穿斗式的结构，悬挑式的屋檐，悬山式的屋顶上覆青瓦。根据农房是否带院坝，又可将其原型分为大“一”字型和小“一”字型建筑。

其次进行类型转换。包括三种转换形式：第一种是原型模块组合为结构模块，即“一”字型建筑根据地形组合成为不同结构的体块，包括平行式，垂直式和自由式（图8）；第二种是原型模块与交通模块的组合，即处理建筑和道路的关系，包括单边式，双边式与围合式（图9）；第三种是原型模块自身的转换，即“一”字型建筑根据实际需要，对内部功能空间，比如堂屋、卧室、厨房、储物间、卫生间、阳台进行功能上的取舍或尺度上的调整，表现出来的便是大户型，中户型与小户型的选择（图10）。

图8 原型模块与结构模块的类型转换

图9 原型模块与交通模块的类型转换

图10 原型模块自身尺寸的类型转换

5.2 明确郁山农房建造标准规范，采取全寿命周期管理策略

应当制定具有渝东南特色的装配式农房技术产品地方标准，强化装配式农房管理体系，设计体系与施工体系之间的联系，使装配式农房的设计、生产、施工、管理一体化；加强建筑材料、建筑构件、工程技术之间的衔接，构建标准化、模数化、通用化的产品标准体系；加快编制装配式农房标准图集，且应制定相关法律法规确保标准图集用以指导施工，形成标准化户型与模数化预制部件的产品体系。

良好的管理模式可以实现装配式建筑在施工过程中信息的准确传递和实时共享，有效地解决施工不便和提高施工效率，从而在一定程度上促进装配式建筑的实施和发展[14]。全寿命周期管理包含两个阶段：一个是装配式农房建造初期的设计、生产与施工阶段；二是交付使用后的装配式农房维护与更新阶段。其管理重点在于第二阶段，如果说第一阶段更偏重于技术，那么第二阶段则更偏向于管理。装配式农房使用过程中应注意防潮、防火、防霉、防虫等问题，当某些部件达到使用寿命之后应及时进行更新维护。

5.3 采用BIM技术进行智能化设计

建筑信息模型（简称BIM）不是简单地将数字信息进行集成，而是一种数字信息的综合运用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。BIM技术具有以下8个特点：可视、协调性、模拟性、优化性、可出图性、一体化性、参数化性和信息完备性。以BIM应用为核心的项目管理，可以提升项目生产效率、提高建筑质量、节约建造成本。

将BIM技术应用与郁山装配式农房建设，可以为装配式农房建设搭建建筑模块信息库，为装配式农房的管理体系、设计体系和施工体系提供技术支撑。运用BIM技术不仅可以进行标准化的生产，还能根据农户的需求进行个性化的设计。以BIM信息库为基础，根据农户要求的功能空间，从模型库中选取对应的功能模块，将功能模块根据类型转换后的结构模型进行拼合，形成农户个性化的装配式建筑体系；然后将结构模型进行设计分解，生产出标准的部品部件；最后现场完成施工组装。

5.4 工厂模数化生产，现场绿色化组装

装配式建筑作为一种创新的施工方法，它在设计、制造、装配等方面都有别于传统施工[15]。装配式农房的核心是模数化思想，标准化是模数化的基础，其特征为尺寸模数化、结构样板化、部件通用化和组装模式化[16]。利用类型学思想提取出郁山传统民居建筑的原型DNA并进行类型转换后，采用BIM技术进行装配式设计，之后就应当将部品部件在工厂进行生产加工，完善装配式农房的生产体系。模数化有两个作用：一个是模数的技术作用，模数统一了装配式农房的构件标准，无论对于部品部件的生产还是部品部件的替换，都具有简化制作的意义，从而有利于大批量生产装配式农房的预制构件；第二个是模数的美学作用，郁山装配式农房的尺度应根据当地的山地地形与农户的实际生活需要来确定，其余预制构件均按照这一基本尺度按比例取值设计生产，从而获得整体与部分，建筑与环境的整体和谐。

现场绿色化组装是装配式农房建成的最后一步，装配式构件都已在装配式工厂生产完成，只需将预制构件运送到指定地点进行拼装即可。由于预制构件的数量、尺寸都经过细致的核算，不会产生多余的建筑材料，所以不会造成固体废弃物污染。可以说，装配式农房的绿色化组装符合绿色建筑的内涵，在节约资源、保护环境、减少污染上具有现浇工艺不可比拟的优势，可以为人们提供健康、舒适、高效的使用空间，最大限度地实现人与自然的和谐共生。

结语

我国装配式建筑的发展由来已久，但将装配式建筑的方法引入到乡村地区进行装配式农房的改造，相关方面的实际案例与理论研究尚有不足。本文以重庆市彭水县郁山镇乡村地区传统民居为例，从建筑本身出发，引入建筑类型学理论，将装配式建筑的方法引入到郁山农房的改造。总结出郁山农房建造存在四个问题：新建农房缺乏地域特色；缺乏标准的农房建造规范，传统农房的施工与使用能耗大，传统农房的建筑垃圾污染严重。基于这四大问题，分别从建筑风貌特色、管理体系、设计体系、生产与施工体系提出了四大策略：运用建筑类型学的方法提取渝东南建筑的风貌特色；明确郁山农房建造标准规范，采取全寿命周期管理策略；采用BIM技术进行智能化设计；工厂模数化生产，现场绿色化组装。

希望通过对郁山地区装配式农房的研究，促进郁山地区乡村人居环境的改善和乡村振兴的实现。同时，也希望提高乡村地区装配式建筑的发展水平，从而推动装配式建筑在乡村地区的理论研究与实践深度。

资料来源：

图1～2，8～9：作者自绘；

图3，10：团队绘制；

图4～7：现场拍摄。