乡村住宅采用装配式的优势到底在哪里？

时间：2019-10-14 21:16:19 来源：建筑经济《装配式住宅环境效益量化评价研究》

　　本文以河北邯郸市农村某套装配式住宅和砖混结构项目为例作对比分析，量化乡村装配式住宅建造阶段、使用阶段和拆除回收阶段的综合效益，明确乡村发展装配式住宅的优势。

项目介绍

装配式住宅项目案例

　　本文以河北邯郸市某套装配式住宅作为主要研究对象，该栋住宅的宅基地面积为148.2平方米，建筑面积249.2平方米，结构形式完全采用预制装配式钢筋混凝土结构，施工方式采用预制构件工厂流水生产，现场组装的方式，建筑高度10.95米，开间11.7米，进深9.5米，生产安装工期为一个月。项目一层平面图见图1。

图1　邯郸市某套装配式住宅一层平面

砖混结构住宅项目案例

　　用于对比分析的砖混结构项目采用与装配式建筑面积大小接近，装修程度相似的住宅，该砖混结构住宅位于河北邯郸市某县城，该住宅地上3层，层高3米，外墙为该地区常用的370mm厚红砖墙，外设60mm厚挤塑聚苯板保温，内墙为240mm砖墙。工程占地面积为90平方米，建筑面积248平方米，建筑高度10米，建筑物主体高度、建筑抗震设防类别、结构安全等级、抗震等级及结构设计使用年限等建筑参数均与装配式住宅建筑相同，项目一层平面图见图2。

　　图2　邯郸市某套砖混结构住宅一层平面

　　建造阶段效益(V1)的对比分析

　　建造阶段能耗主要包括土地消耗(C1)、资源消耗(C2)、水消耗(C3)、V1=C1+C2+C3。

　　土地消耗(C1)

　　从宏观的角度进行分析，乡村砖混结构住宅建设按照河北地区的标准，建设该砖混结构住宅，大概需要消耗普通粘土砖200块/平方米，则该栋装配式住宅建房用砖量为4.98万块。

　　按照烧制粘土砖的行业标准，每烧制一万块砖需要28吨土，每一立方米的土重达1.5吨，不同地区对取土烧砖挖土深度规定不同，但基本在1～2米之间，在这里取平均值1.5米。则该套住宅用49840块砖需挖土：

　　V=28吨/万块砖×4.98万块÷1.5吨/立方米=92.96立方米

　　挖土面积S=92.96立方米÷1.5米=61.97平方米=0.093亩

　　资源消耗(C2)

　　在建造阶段的资源消耗(C2)主要包括各类建筑材料的消耗和能源消耗。按照砌筑工程、钢筋工程、混凝土工程、模板工程、运输工程和装修工程分类统计，得出两种不同建造模式住宅主要材料消耗量，不同结构形式住宅在建造阶段的资源消耗如表1所示。其中：

　　1.砌筑工程资源消耗量主要指乡村房屋主体所消耗的普通黏土砖、水泥、沙子用量。

　　2.钢筋工程资源消耗量主要指建造房屋所消耗的所有钢筋，包括在房屋建造过程中所使用的措施钢筋和钢筋预埋件。能源消耗包括加工所有钢筋所消耗的电量，预埋件的加工安装耗电量。

　　3.混凝土工程资源消耗量主要指装配式住宅在工业化生产过程中所消耗的混凝土和砖混结构住宅施工现场所消耗的混凝土。能源消耗主要包括混凝土浇筑过程中振捣器的耗电量、吊车的耗油量。

　　4.模板工程资源消耗量主要指木质模板、钢制模板和木方消耗量。

　　5.装修工程资源消耗量主要指外墙保温材料的消耗量。

　　水消耗(C3)

　　水消耗C3主要指整个建造阶段不同建造方式所消耗的水资源。乡村住宅建设用水主要包括：生产用水、生活用水。

　　1.生产用水包括建造过程用水、建造机械用水。

　　2.生活用水包括施工现场的生活方面用水。

　　该项目位于农村，用水的量主要通过水表测算，测算结果如表2所示。

使用阶段效益（V2）对比分析

　　年度能耗成本(E1)

　　河北属于北方地区，四季分明，考虑到该项目属于乡村，农民夏季以自然通风为主，基本不采用降温设备。因此，该地区农村装配式住宅的环境效益主要为冬季采暖能耗所节约的费用。运用ENERGYPLUS能耗分析软件对装配式住宅和传统砖混结构住宅的冬季采暖能耗进行模拟分析，模拟时的主要设置如下：气象资料选择河北省典型气象年，模拟时段为冬季采暖期，室内换气次数为0.5次/h，其它相关指标例如，太阳辐射得热、设备的散热量等根据乡村住宅的实际调研情况设定。模拟计算结果如表4所示。

　　装配式住宅房屋年度能耗成本为18.46(元/㎡)

　　砖混和结构住宅房屋年度能耗成本为29.94(元/㎡)

　　在上述制备工艺中，所用反光涂料是以丙烯酸酯为基料，将一定比例的定向反光材料混合在溶剂中配成的。丙烯酸酯是为了提供粘接力，让反光材料能粘附在水泥表面。喷涂上反光涂料既能增加透光材料的透光率，又能防止透光材料被碱性的水泥砂浆腐蚀;砂浆配方中所用聚合物纤维是为了防止水泥固化收缩时透光树脂和水泥接触的位置发生开裂。

政策红利所带来的额外抵减效益（A1）

　　该县人民政府为推动绿色建筑产业发展，积极推广绿色建筑和建材，大力支持乡村发展装配式住宅，并制定了《关于支持和加快绿色建筑和住宅产业现代化发展的意见》涉政字〔2016〕32号，其中第四条明确提出对采用住宅产业现代化建设方式建造的农村装配式低层住宅，在省政府每户补助1万元的基础上(单户建筑面积在200平米以上)，县政府每户再补助2万元。对于文中的装配式住宅，建筑面积249.2平方米，按照政策补贴合计A1=120.38元。而相对于传统的砖混结构住宅其主要的建筑材料是粘土砖。根据《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》(国办〔2005〕33号)、《“十二五”墙体材料革新指导意见》(发改环资〔2011〕2437号)，“城市限粘、县城禁实”，即全国开展禁止使用实心粘土砖工作，在国家政策红利的支持下，粘土砖建造的乡村住宅将逐渐被由绿色建材建造的装配式住宅所取代。

　　使用阶段的环境效益V2=E1+A1

　　拆除回收阶段效益(V3)分析

　　乡村住宅在拆除阶段较为简单，拆除回收阶段的效益由单位建筑面积拆除成本D1和建造垃圾回收效益R1两部分体现，V3=D1+R1。

　　建筑垃圾产生量参考行业测算，民用房屋建筑按照每平方米1.3吨计算;存在回收利用的，在考虑综合因素后按结构类型确定为：砖木结构每平方米0.8吨，砖混结构每平方米0.9吨，装配式建筑减少建筑垃圾约80%，每平米约0.12吨。在拆除回收阶段建筑具有一定的构配件残值，按照相关标准，对于传统的砖混结构房屋而言，残值包括可回收利用的钢筋和碎砖的价值共计15元/m2，装配式住宅的一些预制构件，或者钢骨架在拆除后仍然可以回收利用，尤其对于预制钢构架，回收利用率可高达90%，按照行业的标准，取40%作为材料的回收价值，通过计算，装配式住宅的残值为24.27×0.9×0.4×2.30=20.10元/㎡(表5)。

总结

　　通过装配式住宅在建造阶段、使用阶段、拆除回收阶段的综合效益如表8所示。根据量化分析结果可知，相比于传统方式建造的砖混住宅，装配式住宅在建造阶段的土地效益及资源节约效益显著;其使用阶段享受的政策红利还能够带来效益补偿。总体上，装配式住宅的综合效益优于传统砖混住宅。

　　通过对乡村装配式住宅和砖混结构住宅的综合效益分析可以看出：

　　1.资源消耗少，成本低。装配式住宅在水泥、砂浆、木材、保温板等主要材料用量上具有巨大优势，而在钢材、混凝土等主材消耗方面则大于传统的砖混结构住宅，但钢材混凝土的消耗使装配式住宅的结构稳定性和建筑寿命明显大于传统的砖混结构住宅。装配式住宅成本远小于传统的砖混结构住宅;

　　2.废物利用率高，环境效益好。装配式住宅由于采取现代化技术进行工业化生产，因此较砖混住宅具有明显优势。

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