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農村裝配式住宅與傳統住宅的比較研究

時間:2019-11-23 來源:西安科技大學 作者:楊惠媛 本文字數:7239字
  摘要
  
  大力發展農村住宅建設- -直是我國社會主義建設的核心內容之一,隨著農村城鎮化建設的快速推進及人民生活水平的不斷提高,傳統農村住房逐漸難以滿足現代發展需求。為改善農村住宅不斷翻修及新宅自建所帶來的- -系列問題,國家大力推進農村住宅的統一規劃與建設, 從而達到節約土地、優化資源、改善農居生活條件的目的,這為裝配式建筑在農村的推廣提供了契機。

農村裝配式住宅與傳統住宅的比較研究
  
  本文在于大量文獻研究的基礎上,梳理了農村住宅建設的現狀和存在的問題,以宏觀和微觀的角度從建造環節、建造要素兩方面對裝配式與傳統住宅的建造方式進行了對比,并分析了其在建造流程、管理特點、成本構成方面的差異。選取某農村住宅,通過Revit三維建模,采用廣聯達計價軟件、PKPM-PC 及DeST軟件對傳統磚混與裝配式住宅做造價與能耗模擬,分析了其建造成本構成與使用能耗成本。其次通過對農村裝配式住宅的綜合效益評價體系的效益指標分析和選取,建立了基于社會、經濟、環境三方面的綜合評價指標體系,對評價指標進行關聯度分析,選用網絡分析法ANP結合SuperDecisions超級決策軟件計算出各指標權重,并應用模糊分析法確定難以量化的指標,建立多維灰色綜合評價模型:最后通過案例計算驗證所建綜合效益評價模型的可行性,井通過綜合評價結果分析,為政府推進農村裝配式住宅提供理論支持。
  
  農村裝配式住宅將會成為我國農村住宅建筑的一種發展趨勢,其綜合效益評價體系更是在推進過程中不可或缺的重要組成部分。在改善農居條件、保證建造質量、縮短建造周期、提高資源利用率及節能環保等方面的綜合效益突出,因此可為我國新農村建設做出貢獻。
  
  關鍵詞:   農村裝配式住宅:綜合效益:網絡分析法(ANP);綜合評價體系:灰色評價。
   
  Abstract
  
  Vigorously developing rural housing construction has always been one of the core contents of China's socialist construction. With the rapid advancement of rural urbanizationand the continuous improvement of people's living standards, traditional rural housing is gradually unable to meet the needs of modern development. In order to improve the series of problems brought about by the continuous renovation of rural houses and the self-construction of new houses, the state has vigorously promoted the unified planning and construction of rural houses, thercby achieving the purpose of saving land, optimizing resources and improving living conditions of rural houses. This is a prefabricated building. Promotion in rural areas provides an opportunity Based on a large amount of literature research, this paper sorts out the current situation and existing problems of rural housing construction, and compares the construction methods of assembly and traditional houses from the aspects of construction and construction factors from macroscopic and microscopic perspectives. And analyzed the differences in construction process, management characteristics and cost structure. A rural house was sclected, and the cost and energy consumption of traditional brick concrete and fabricated houses were simulated by Revit 3D modeling, using Guanglianda pricing software, PKPM-PC and DeST software, and the construction cost and energy consumption cost were analyzed,。Secondly,through the analysis and selection of the benefit index of the comprehensive benefit evaluation system of rural fabricated houses, a comprehensive evaluation index system based on social, economic and environmental aspects was established. The correlation analysis was carried out on the evaluation indicators. The network analysis method ANP combined with Super was selected. Decisions super- decision software calculates the weights of cach index,and uses fuzzy analysis to determine the indicators that are difficult to quantify, and establishes a multi-dimensional gray comprehensive evaluation model. Finally, the feasibilityof the comprehensive benefit evaluation model is verified by case calculation, and the comprehensive evaluation results are analyzed. Provide theoretical support for thegovernment to promote rural assembly houses.
  
  Rural prefabricated houses will become a development trend of rural residential buildings in China, and its comprehensive benefit evaluation system is an indispensable partof the promotion process. In terms of improving the conditions of farming, ensuring the quality of construction, shortening the construction period, improving resource utilization,energy conservation and environmental protection, the comprehensive benefits are outstanding, so it can contribute to the construction of new rural areas in China.
  
  Key words:    Rural fabricated housing; comprehensive benefits; network analysis method (ANP); comprehensive evaluation system; grey evaluation。
  
  1 緒論
 
  
  1.1 研究背景及意義。
  
  1.1.1 研究背景。

  
  我國改革開放以來,建筑業得到大力發展,建筑工業化也成為國際趨勢,更是我國改革發展的目的與需求。同樣,我國在發展新農村方面出臺許多政策,2018 年國家為了完善農村的基礎設施建設,改造農村以往的粗放低效的建造模式,出臺了多項補貼政策。
  
  目的就是要將新農村住宅建設綠色化,解決高耗能、低效率、低質量、低生產率等建設過程中的各類問題,并保證新農村建設朝著工業化發展。
  
  農村住宅工業化的發展是促進農村經濟綜合發展的一大途徑,裝配式的建造方式是促進農村工業化發展的捷徑。近年來裝配式建筑在我國發展迅速,建筑工業化、住宅產業化更是成為整個建筑業的焦點,而在廣大農村還沒有普及應用。
  
  裝配式建筑的構件不同于現澆施工在現場澆筑構件,而是轉移到工廠進行生產,工廠生產完成后將構件運輸到現場進行機械化安裝施工。其優勢在于現場的施工環境有明顯提高,現場濕作業減少,噪音降低,構件的保溫隔熱性能顯著,不僅節約能源更是利于經濟效益的提高。裝配式是建筑產業化工業化的代表形式,充分體現了建筑業的可持續發展,是構建“兩型社會”的基本保證[1]。對于裝配式帶來的綜合效益的效果可從經濟、社會、環境來進行分析研究,這三方面對其自身具有影響,相互之間也具有影響,是一個循環影響、雙向作用的過程。裝配式的主要投資集中在建造過程的初期,是工廠的生產和運輸機械費用,而環境社會的效益主要體現在施工過程和住宅建筑的使用過程,例如相比現澆式,裝配式在施工中可節省鋼材 86%、砂漿 83.4%、木材 69.57%、保溫板49.35%等等[2,[3]。GDP 的提高是需要在長期生活發展過程中得出的生產總值。裝配式成本高出現澆式的主要原因是構件生產方式的不同,工廠生產構件要比現澆高出 25%±5%,擴大生產規模可有效降低裝配式的生產成本。依目前我國裝配式發展形式,近期內大規模生產還需要一段時間,但工廠相比現澆對環境的影響是十分有利的[4]。
  
  在我們建設社會主義新型農村的過程中,新型農村住宅的建設是農民們最關心的問題之一。新型農村住宅建設是以“全面建設小康社會”為目標,統籌城鄉發展,落實科學發展觀,是落實以“生產發展、生活富裕、鄉風文明、村容整潔、管理民主”的二十字方針政策,是實現新型農村的可持續發展的有效途徑[5]。
  
  城鄉統籌發展是我國發展農村的一大宗旨,農村的發展緊跟時代步伐前進。在城鄉統籌發展大背景下,農村受城市現代化影響大,村民的生活方式生活條件都在轉變。村民更加希望在農村可以享受到城市的生活水平、娛樂設施以及醫療衛生等服務。同樣,農村住宅建設一直都是國家政府和村民關心的首要問題,農村住宅建設是村民生活條件的需要。在我國,傳統農村住宅結構主要以磚混結構為主,隨著經濟發展,經濟條件較好的村戶會重建混凝土房。據調研陜西地區的村莊住宅磚混結構占 80%,混凝土房為少數,在條件一般的村莊混凝土房基本不超過 3 戶。無論是磚混農房還是混凝土房其共有的特點就是村民自建,尤其是磚混房村民可以根據當地材料選取,施工中缺乏專業的建筑工人和工程的管理者,所建房屋質量較差,結構安全問題嚴重。存在問題如下:
  
  (1)村民自主建房,對于房屋的合理使用和住宅安排沒有規劃,房屋能耗高且對土地資源造成了浪費;(2)房屋建造施工過程中毫無管理可言,工人素質不高施工水平低,使用的建材質量差,結構強度要求等不符合國家規范;(3)施工過程中垃圾處理不當,污染環境;在農村推廣裝配式的建造方式,一方面符合我國加快發展農村的政策制度,另一方面對農村而言是創新性的一個變革。農村裝配式目前在我國處于初步探索階段,其給農村帶來的環境社會效益顯著,而不應只局限在裝配式高成本方面停滯不前。其建造方式的優勢體現在生產施工效率高、房屋質量有保證、環境污染能耗小、建設周期短等方面,而這些方面彌補了農村傳統農房建造過程中的缺陷。因此,加快農村裝配式住宅建設的發展,建立適用農村地區的綜合效益評價體系顯得尤為緊迫[6]。
  
  1.1.2 研究意義。
  
  在農村推廣裝配式住宅是城鄉統籌發展的途徑之一,對農村引入多元化的發展因素促進農村發展的多樣性具有重要意義。而農村裝配式住宅正處于探索發展階段,建設的高成本是推廣過程中的一大阻力,往往看不到經濟、環境、社會效益帶來的長遠利益,因此,建立農村裝配式住宅綜合評價體系顯得尤為重要。
  
  根據農村裝配式住宅建設特點,運用網絡分析法 ANP 和模糊分析法對新農村裝配式住宅進行綜合效益指標分析,并運用多維灰色綜合評價法對綜合效益指標體系進行綜合評價,并建立基于全壽命周期的裝配式住宅建筑的綜合效益分析模型,具有十分重要的意義。研究意義主要體現在以下方面:
  
  (1)基于建筑全壽命周期的角度,基于裝配式預制構件的經濟情況,從投入產出入手來研究裝配式住宅構件的成本與效益,并建立較完善的綜合效益評價模型讓人們了解裝配式構件具體成本收益,有益于國家推行裝配式建筑政策得到良好落實,利于政府整體規劃把握,大規模推進農村裝配式建筑;(2)從經濟、環境、社會三維角度出發,并結合當前裝配式構件市場現狀,分析預制構件中主要影響成本的因素,根據農村具體情況對其體系指標進行選取,建立農村裝配式的效益指標體系,綜合效益評價模型。有利于在選擇裝配式構件時得到理性的參考,同時為我國積極推廣裝配式建筑提供有力的評價體系;(3)分析結論將對我國推進農村裝配式住宅建筑有促進作用,有利于我國大規模的在新農村建設中進行裝配式住宅的推廣;(4)對綜合評價結果進行分析研究,并為推廣農村裝配式住宅提出可行性建議。
  
  1.2 國內外研究現狀。
  
  1.2.1 國外研究現狀。
  

  在國外發達國家農村住宅的建造方式采用裝配式居多,結構形式以混凝土結構為主[7]。法國的裝配式建筑推行較早,在上世紀七八十年代法國就有構配件標準化的構造體系,其建筑設計師只需選擇構建體系下的分類構件組合便可建造不同建筑形式。西德在二戰后預制裝配式混凝土板主要應用在社會保障房,九十年代后預制疊合板和剪力墻逐漸占據主要市場比例,而近年來德國對環境保護要求更高,建筑的能耗必然朝著綠色低能耗方向發展。美國的住房需求并不大,因此裝配式建筑并沒有大批量建造,其城市住宅建造方式采用裝配式混凝土結構和鋼結構較為廣泛,農村鄉鎮則多為木結構和輕鋼結構。新加坡的裝配式住宅體系發展較為成熟,其政府推廣力度大并鼓勵發展裝配式,以達到推廣其建筑工業化快速發展,新加坡的裝配率在 70%以上,已達到裝配化的高標準[8]。日本的裝配式建筑發展也是較為發達的,其主要原因是上世紀五十年代保障性住房需求度突增和裝配式建筑的抗震性能較好,能滿足在地震多發帶的住宅抗震質量要求,且日本政府的政策和法律支持,為日本裝配式住宅建筑的發展提供了實質性的保證[9]。
  
  根據 2015 年世界主要發達國家預制裝配式混凝土結構消耗報告[10]可知,發達國家的裝配式建筑占據市場主要份額,可見裝配式在發達國家發展較快。Hong 對于裝配式預制構件的全生命周期的能源使用及能耗情況進行了研究,提出裝配式的低能耗,可以被視為預制施工提供的重要的環境友好策略,并建立了裝配式效益分析框架[11]。DianaLopez 通過鑲板和模塊化兩種施工方法對面板建造和模塊建造進行成本效益分析,得出兩種施工方法均帶來成本效益,可以作為決策的有價值的工具[12]。Bonamente 通過對裝配式建筑的碳和能源足跡的量化分析,對其環境效益做出了評估,指出效益評價是工業足跡進行全面解釋的有力工具[13]。
  
  1998 年,美國綠色建筑委員會(USGBC)頒布的 LEED 評價體系使建筑效益的評價體系更加完善和發展,該體系較以往增加了節水與能耗等方面的評價指標。
  
  2003 年,澳大利亞綠色建筑委員會(GBCA)為推動國家房地產業的可持續發展,頒布了 GreenStar 建筑評價體系,圍繞建筑的環境、經濟和社會效益進行評價,為建筑快捷精確的評價提供了合理依據[14]。
  
  Aye 通過使用了混合體現能量評估方法對預制鋼結構進行了能量需求評估,得出重復使用預制模塊具有節省能耗的效益[15]。
  
  Assad Minass 等人提出以生態經濟學為基礎從生態與經濟的角度全新認識綠色建筑,促進綠色建筑的發展[16]。
  
  Dat Tien Doan(2017)等人對建筑的環境效益評價系統和其評價實施方法進行了分析,提出了全面的綜合評估體系將更大力度的研究經濟和體制等因素[17]。
  
  Ilhan B 等用 BREEAM 校核驗證了其團隊建立的 GBAT 綠色建筑評估工具的評價決策過程,并為 BIM 與綠色建筑評價的結合提供了思路[18]。
  
  Mah 等人以混凝土廢物管理模式為變量,對不同變量情況下選取經濟與環境的影響比值作為評價其生態效益的準值[19]。
  
  Teng 等人研究碳的排放水平雖然受到多種因素變量的影響,但其評價排放水平在一定范圍內為 105-864kgCO2/m2[20]。
  
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  1.2.2 國內研究現狀
  
  1.3 究內容及技術路線

  1.3.1 研究內容
  1.3.2 研究方法
  1.3.3 本文創新點
  1.3.4 技術路線
  
  2 農村住宅建造對比分析
  
  2.1 農村傳統住宅建造方式

  2.1.1 農村住宅界定
  2.1.2 農村住宅分類
  2.1.3 農村住宅存在問題
  
  2.2 農村裝配式住宅建造方式
  2.2.1 農村裝配式住宅發展現狀
  2.2.2 農村裝配式住宅發展前景
  
  2.3 農村裝配式住宅與傳統模式對比分析
  2.3.1 建造流程對比
  2.3.2 管理特點對比
  2.3.3 成本構成對比
  
  2.4 本章小結
  
  3 農村住宅經濟性模擬對比分析
  
  3.1 農村住宅造價分析

  3.1.1 工程建模
  3.1.2 工程量統計與造價分析
  
  3.2 農村裝配式住宅的預制率與構件成本分析
  3.2.1 農村裝配式住宅的預制率模擬分析
  3.2.2 PC 構件成本分析
  
  3.3 農村裝配式住宅的經濟性分析
  3.3.1 建造成本分析
  3.3.2 維護成本分析
  3.3.3 減少裝配式建筑成本的有效路徑
  
  3.4 本章小結
  
  4 農村裝配式住宅綜合效益評價體系構建
  
  4.1 農村裝配式住宅綜合效益評價方法分析

  4.1.1 評價方法比選
  4.1.2 評價方法基本原理
  4.1.3 評價指標體系設定的原則
  4.1.4 評價體系構建的流程
  
  4.2 農村裝配式住宅綜合效益指標分析及體系建立
  4.2.1 農村裝配式住宅綜合效益評價體系構建
  4.2.2 經濟效益指標分析
  4.2.3 環境效益指標分析
  4.2.4 社會效益指標分析
  
  4.3 農村裝配式住宅綜合效益評價指標分析
  4.3.1 綜合效益評價指標體系
  4.3.2 指標權重的計算及結果分析
  4.3.3 灰色綜合評價模型建立
  
  4.5 本章小結
  
  5 農村裝配式住宅實例分
  
  5.1 農村裝配式住宅項目概況
  
  5.2 農村裝配式項目綜合效益分析

  5.2.1 模糊分析
  5.2.2 灰色綜合評價
  
  5.3 綜合評價結果分析
  5.3.1 環境效益評價結果分析
  5.3.2 經濟效益評價結果分析
  5.3.3 社會效益評價結果分析
  
  5.4 農村裝配式發展問題與對策
  5.4.1 農村裝配式發展問題
  5.4.2 農村裝配式發展對策
  
  5.5 本章小結

  6 結論

  我國正處于裝配式建筑發展的重要時期,農村推廣裝配式建筑更是發展趨勢,建立一個科學全面的評價體系有助于對農村裝配式住宅綜合效益進行客觀評價。本文通過對農村住宅的模擬分析,提出影響農村裝配式住宅經濟性要素并進行分析;通過構建綜合效益評價體系模型,包括經濟效益、環境效益、社會效益三方面評價指標,并運用 ANP-模糊分析-灰色綜合評價構建評價模型,以實例為依托,檢驗評價模型的可行性。本文具體研究成果如下:

  (1)通過對農村傳統住宅與裝配式住宅的對比分析,發現農村住宅存在著“高危”“不經濟實用”等問題,針對農村住宅問題提出了將裝配式住宅引入農村的必要性,分析裝配式住宅在農村住宅建設中應用的發展趨勢(2)通過對造價和能耗模擬的結果分析,得出裝配式住宅建造成本高于磚混結構,使用成本明顯低于磚混結構。其中能耗年效益分析裝配式住宅比傳統磚混結構在使用過程中能耗費用節約 21.1 元/m2×年。通過對其建造成本和使用成本的模擬分析為經濟效益評價指標做了充足的鋪墊。

  (3)構建農村裝配式住宅綜合效益評價體系,以經濟效益、環境效益、社會效益作為該體系的一級指標。其中經濟效益的二級指標包括建造成本、維護成本、施工管理;環境效益的二級指標包括環境保護與資源消耗;社會效益的二級指標包括社會經濟與社會環境。其中社會經濟包括農村就業率、農村 GDP,社會環境包括縮小城鄉差距和環境舒適度,這為農村裝配式住宅評價體系提供了大的框架結構和理論基礎。

  (4)采用 ANP 網絡分析法結合模糊分析法對評價指標進行權重計算,其中社會效益指標權重占比 42.64%,表明裝配式住宅和農村社會環境的聯系最為緊密。采用多維灰色綜合評價法,將評價農村裝配式住宅綜合效益評價體系應用在實例中予以驗證模型的可行性,得出超理想化結果。分析其原因,認為主要是由于評價專家對農村裝配式住宅的發展期望值很高,而且認為這將是農村住宅未來的發展趨勢。

  參考文獻

    楊惠媛. 農村裝配式住宅綜合效益分析研究[D].西安科技大學,2019.
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