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农村装配式住宅与传统住宅的比较研究

时间:2019-11-23 来源:西安科技大学 作者:杨惠媛 本文字数:7239字
  摘要
  
  大力发展农村住宅建设- -直是我国社会主义建设的核心内容之一,随着农村城镇化建设的快速推进及人民生活水平的不断提高,传统农村住房逐渐难以满足现代发展需求。为改善农村住宅不断翻修及新宅自建所带来的- -系列问题,国家大力推进农村住宅的统一规划与建设, 从而达到节约土地、优化资源、改善农居生活条件的目的,这为装配式建筑在农村的推广提供了契机。

农村装配式住宅与传统住宅的比较研究
  
  本文在于大量文献研究的基础上,梳理了农村住宅建设的现状和存在的问题,以宏观和微观的角度从建造环节、建造要素两方面对装配式与传统住宅的建造方式进行了对比,并分析了其在建造流程、管理特点、成本构成方面的差异。选取某农村住宅,通过Revit三维建模,采用广联达计价软件、PKPM-PC 及DeST软件对传统砖混与装配式住宅做造价与能耗模拟,分析了其建造成本构成与使用能耗成本。其次通过对农村装配式住宅的综合效益评价体系的效益指标分析和选取,建立了基于社会、经济、环境三方面的综合评价指标体系,对评价指标进行关联度分析,选用网络分析法ANP结合SuperDecisions超级决策软件计算出各指标权重,并应用模糊分析法确定难以量化的指标,建立多维灰色综合评价模型:最后通过案例计算验证所建综合效益评价模型的可行性,井通过综合评价结果分析,为政府推进农村装配式住宅提供理论支持。
  
  农村装配式住宅将会成为我国农村住宅建筑的一种发展趋势,其综合效益评价体系更是在推进过程中不可或缺的重要组成部分。在改善农居条件、保证建造质量、缩短建造周期、提高资源利用率及节能环保等方面的综合效益突出,因此可为我国新农村建设做出贡献。
  
  关键词:   农村装配式住宅:综合效益:网络分析法(ANP);综合评价体系:灰色评价。
   
  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 绪论
 
  
  1.1 研究背景及意义。
  
  1.1.1 研究背景。

  
  我国改革开放以来,建筑业得到大力发展,建筑工业化也成为国际趋势,更是我国改革发展的目的与需求。同样,我国在发展新农村方面出台许多政策,2018 年国家为了完善农村的基础设施建设,改造农村以往的粗放低效的建造模式,出台了多项补贴政策。
  
  目的就是要将新农村住宅建设绿色化,解决高耗能、低效率、低质量、低生产率等建设过程中的各类问题,并保证新农村建设朝着工业化发展。
  
  农村住宅工业化的发展是促进农村经济综合发展的一大途径,装配式的建造方式是促进农村工业化发展的捷径。近年来装配式建筑在我国发展迅速,建筑工业化、住宅产业化更是成为整个建筑业的焦点,而在广大农村还没有普及应用。
  
  装配式建筑的构件不同于现浇施工在现场浇筑构件,而是转移到工厂进行生产,工厂生产完成后将构件运输到现场进行机械化安装施工。其优势在于现场的施工环境有明显提高,现场湿作业减少,噪音降低,构件的保温隔热性能显着,不仅节约能源更是利于经济效益的提高。装配式是建筑产业化工业化的代表形式,充分体现了建筑业的可持续发展,是构建“两型社会”的基本保证[1]。对于装配式带来的综合效益的效果可从经济、社会、环境来进行分析研究,这三方面对其自身具有影响,相互之间也具有影响,是一个循环影响、双向作用的过程。装配式的主要投资集中在建造过程的初期,是工厂的生产和运输机械费用,而环境社会的效益主要体现在施工过程和住宅建筑的使用过程,例如相比现浇式,装配式在施工中可节省钢材 86%、砂浆 83.4%、木材 69.57%、保温板49.35%等等[2,[3]。GDP 的提高是需要在长期生活发展过程中得出的生产总值。装配式成本高出现浇式的主要原因是构件生产方式的不同,工厂生产构件要比现浇高出 25%±5%,扩大生产规?捎行Ы档妥芭涫降纳杀。依目前我国装配式发展形式,近期内大规模生产还需要一段时间,但工厂相比现浇对环境的影响是十分有利的[4]。
  
  在我们建设社会主义新型农村的过程中,新型农村住宅的建设是农民们最关心的问题之一。新型农村住宅建设是以“全面建设小康社会”为目标,统筹城乡发展,落实科学发展观,是落实以“生产发展、生活富裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的二十字方针政策,是实现新型农村的可持续发展的有效途径[5]。
  
  城乡统筹发展是我国发展农村的一大宗旨,农村的发展紧跟时代步伐前进。在城乡统筹发展大背景下,农村受城市现代化影响大,村民的生活方式生活条件都在转变。村民更加希望在农村可以享受到城市的生活水平、娱乐设施以及医疗卫生等服务。同样,农村住宅建设一直都是国家政府和村民关心的首要问题,农村住宅建设是村民生活条件的需要。在我国,传统农村住宅结构主要以砖混结构为主,随着经济发展,经济条件较好的村户会重建混凝土房。据调研陕西地区的村庄住宅砖混结构占 80%,混凝土房为少数,在条件一般的村庄混凝土房基本不超过 3 户。无论是砖混农房还是混凝土房其共有的特点就是村民自建,尤其是砖混房村民可以根据当地材料选取,施工中缺乏专业的建筑工人和工程的管理者,所建房屋质量较差,结构安全问题严重。存在问题如下:
  
 。1)村民自主建房,对于房屋的合理使用和住宅安排没有规划,房屋能耗高且对土地资源造成了浪费;(2)房屋建造施工过程中毫无管理可言,工人素质不高施工水平低,使用的建材质量差,结构强度要求等不符合国家规范;(3)施工过程中垃圾处理不当,污染环境;在农村推广装配式的建造方式,一方面符合我国加快发展农村的政策制度,另一方面对农村而言是创新性的一个变革。农村装配式目前在我国处于初步探索阶段,其给农村带来的环境社会效益显着,而不应只局限在装配式高成本方面停滞不前。其建造方式的优势体现在生产施工效率高、房屋质量有保证、环境污染能耗小、建设周期短等方面,而这些方面弥补了农村传统农房建造过程中的缺陷。因此,加快农村装配式住宅建设的发展,建立适用农村地区的综合效益评价体系显得尤为紧迫[6]。
  
  1.1.2 研究意义。
  
  在农村推广装配式住宅是城乡统筹发展的途径之一,对农村引入多元化的发展因素促进农村发展的多样性具有重要意义。而农村装配式住宅正处于探索发展阶段,建设的高成本是推广过程中的一大阻力,往往看不到经济、环境、社会效益带来的长远利益,因此,建立农村装配式住宅综合评价体系显得尤为重要。
  
  根据农村装配式住宅建设特点,运用网络分析法 ANP 和模糊分析法对新农村装配式住宅进行综合效益指标分析,并运用多维灰色综合评价法对综合效益指标体系进行综合评价,并建立基于全寿命周期的装配式住宅建筑的综合效益分析模型,具有十分重要的意义。研究意义主要体现在以下方面:
  
 。1)基于建筑全寿命周期的角度,基于装配式预制构件的经济情况,从投入产出入手来研究装配式住宅构件的成本与效益,并建立较完善的综合效益评价模型让人们了解装配式构件具体成本收益,有益于国家推行装配式建筑政策得到良好落实,利于政府整体规划把握,大规模推进农村装配式建筑;(2)从经济、环境、社会三维角度出发,并结合当前装配式构件市场现状,分析预制构件中主要影响成本的因素,根据农村具体情况对其体系指标进行选取,建立农村装配式的效益指标体系,综合效益评价模型。有利于在选择装配式构件时得到理性的参考,同时为我国积极推广装配式建筑提供有力的评价体系;(3)分析结论将对我国推进农村装配式住宅建筑有促进作用,有利于我国大规模的在新农村建设中进行装配式住宅的推广;(4)对综合评价结果进行分析研究,并为推广农村装配式住宅提出可行性建议。
  
  1.2 国内外研究现状。
  
  1.2.1 国外研究现状。
  

  在国外发达国家农村住宅的建造方式采用装配式居多,结构形式以混凝土结构为主[7]。法国的装配式建筑推行较早,在上世纪七八十年代法国就有构配件标准化的构造体系,其建筑设计师只需选择构建体系下的分类构件组合便可建造不同建筑形式。西德在二战后预制装配式混凝土板主要应用在社会保障房,九十年代后预制叠合板和剪力墙逐渐占据主要市场比例,而近年来德国对环境;ひ蟾,建筑的能耗必然朝着绿色低能耗方向发展。美国的住房需求并不大,因此装配式建筑并没有大批量建造,其城市住宅建造方式采用装配式混凝土结构和钢结构较为广泛,农村乡镇则多为木结构和轻钢结构。新加坡的装配式住宅体系发展较为成熟,其政府推广力度大并鼓励发展装配式,以达到推广其建筑工业化快速发展,新加坡的装配率在 70%以上,已达到装配化的高标准[8]。日本的装配式建筑发展也是较为发达的,其主要原因是上世纪五十年代保障性住房需求度突增和装配式建筑的抗震性能较好,能满足在地震多发带的住宅抗震质量要求,且日本政府的政策和法律支持,为日本装配式住宅建筑的发展提供了实质性的保证[9]。
  
  根据 2015 年世界主要发达国家预制装配式混凝土结构消耗报告[10]可知,发达国家的装配式建筑占据市场主要份额,可见装配式在发达国家发展较快。Hong 对于装配式预制构件的全生命周期的能源使用及能耗情况进行了研究,提出装配式的低能耗,可以被视为预制施工提供的重要的环境友好策略,并建立了装配式效益分析框架[11]。DianaLopez 通过镶板和?榛街质┕し椒ǘ悦姘褰ㄔ旌湍?榻ㄔ旖谐杀拘б娣治,得出两种施工方法均带来成本效益,可以作为决策的有价值的工具[12]。Bonamente 通过对装配式建筑的碳和能源足迹的量化分析,对其环境效益做出了评估,指出效益评价是工业足迹进行全面解释的有力工具[13]。
  
  1998 年,美国绿色建筑委员会(USGBC)颁布的 LEED 评价体系使建筑效益的评价体系更加完善和发展,该体系较以往增加了节水与能耗等方面的评价指标。
  
  2003 年,澳大利亚绿色建筑委员会(GBCA)为推动国家房地产业的可持续发展,颁布了 GreenStar 建筑评价体系,围绕建筑的环境、经济和社会效益进行评价,为建筑快捷精确的评价提供了合理依据[14]。
  
  Aye 通过使用了混合体现能量评估方法对预制钢结构进行了能量需求评估,得出重复使用预制?榫哂薪谑∧芎牡男б鎇15]。
  
  Assad Minass 等人提出以生态经济学为基础从生态与经济的角度全新认识绿色建筑,促进绿色建筑的发展[16]。
  
  Dat Tien Doan(2017)等人对建筑的环境效益评价系统和其评价实施方法进行了分析,提出了全面的综合评估体系将更大力度的研究经济和体制等因素[17]。
  
  Ilhan B 等用 BREEAM 校核验证了其团队建立的 GBAT 绿色建筑评估工具的评价决策过程,并为 BIM 与绿色建筑评价的结合提供了思路[18]。
  
  Mah 等人以混凝土废物管理模式为变量,对不同变量情况下选取经济与环境的影响比值作为评价其生态效益的准值[19]。
  
  Teng 等人研究碳的排放水平虽然受到多种因素变量的影响,但其评价排放水平在一定范围内为 105-864kgCO2/m2[20]。
  
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  1.2.2 国内研究现状
  
  1.3 究内容及技术路线

  1.3.1 研究内容
  1.3.2 研究方法
  1.3.3 本文创新点
  1.3.4 技术路线
  
  2 农村住宅建造对比分析
  
  2.1 农村传统住宅建造方式

  2.1.1 农村住宅界定
  2.1.2 农村住宅分类
  2.1.3 农村住宅存在问题
  
  2.2 农村装配式住宅建造方式
  2.2.1 农村装配式住宅发展现状
  2.2.2 农村装配式住宅发展前景
  
  2.3 农村装配式住宅与传统模式对比分析
  2.3.1 建造流程对比
  2.3.2 管理特点对比
  2.3.3 成本构成对比
  
  2.4 本章小结
  
  3 农村住宅经济性模拟对比分析
  
  3.1 农村住宅造价分析

  3.1.1 工程建模
  3.1.2 工程量统计与造价分析
  
  3.2 农村装配式住宅的预制率与构件成本分析
  3.2.1 农村装配式住宅的预制率模拟分析
  3.2.2 PC 构件成本分析
  
  3.3 农村装配式住宅的经济性分析
  3.3.1 建造成本分析
  3.3.2 维护成本分析
  3.3.3 减少装配式建筑成本的有效路径
  
  3.4 本章小结
  
  4 农村装配式住宅综合效益评价体系构建
  
  4.1 农村装配式住宅综合效益评价方法分析

  4.1.1 评价方法比选
  4.1.2 评价方法基本原理
  4.1.3 评价指标体系设定的原则
  4.1.4 评价体系构建的流程
  
  4.2 农村装配式住宅综合效益指标分析及体系建立
  4.2.1 农村装配式住宅综合效益评价体系构建
  4.2.2 经济效益指标分析
  4.2.3 环境效益指标分析
  4.2.4 社会效益指标分析
  
  4.3 农村装配式住宅综合效益评价指标分析
  4.3.1 综合效益评价指标体系
  4.3.2 指标权重的计算及结果分析
  4.3.3 灰色综合评价模型建立
  
  4.5 本章小结
  
  5 农村装配式住宅实例分
  
  5.1 农村装配式住宅项目概况
  
  5.2 农村装配式项目综合效益分析

  5.2.1 模糊分析
  5.2.2 灰色综合评价
  
  5.3 综合评价结果分析
  5.3.1 环境效益评价结果分析
  5.3.2 经济效益评价结果分析
  5.3.3 社会效益评价结果分析
  
  5.4 农村装配式发展问题与对策
  5.4.1 农村装配式发展问题
  5.4.2 农村装配式发展对策
  
  5.5 本章小结

  6 结论

  我国正处于装配式建筑发展的重要时期,农村推广装配式建筑更是发展趋势,建立一个科学全面的评价体系有助于对农村装配式住宅综合效益进行客观评价。本文通过对农村住宅的模拟分析,提出影响农村装配式住宅经济性要素并进行分析;通过构建综合效益评价体系模型,包括经济效益、环境效益、社会效益三方面评价指标,并运用 ANP-模糊分析-灰色综合评价构建评价模型,以实例为依托,检验评价模型的可行性。本文具体研究成果如下:

 。1)通过对农村传统住宅与装配式住宅的对比分析,发现农村住宅存在着“高危”“不经济实用”等问题,针对农村住宅问题提出了将装配式住宅引入农村的必要性,分析装配式住宅在农村住宅建设中应用的发展趋势(2)通过对造价和能耗模拟的结果分析,得出装配式住宅建造成本高于砖混结构,使用成本明显低于砖混结构。其中能耗年效益分析装配式住宅比传统砖混结构在使用过程中能耗费用节约 21.1 元/m2×年。通过对其建造成本和使用成本的模拟分析为经济效益评价指标做了充足的铺垫。

 。3)构建农村装配式住宅综合效益评价体系,以经济效益、环境效益、社会效益作为该体系的一级指标。其中经济效益的二级指标包括建造成本、维护成本、施工管理;环境效益的二级指标包括环境;び胱试聪;社会效益的二级指标包括社会经济与社会环境。其中社会经济包括农村就业率、农村 GDP,社会环境包括缩小城乡差距和环境舒适度,这为农村装配式住宅评价体系提供了大的框架结构和理论基础。

 。4)采用 ANP 网络分析法结合模糊分析法对评价指标进行权重计算,其中社会效益指标权重占比 42.64%,表明装配式住宅和农村社会环境的联系最为紧密。采用多维灰色综合评价法,将评价农村装配式住宅综合效益评价体系应用在实例中予以验证模型的可行性,得出超理想化结果。分析其原因,认为主要是由于评价专家对农村装配式住宅的发展期望值很高,而且认为这将是农村住宅未来的发展趋势。

  参考文献

    杨惠媛. 农村装配式住宅综合效益分析研究[D].西安科技大学,2019.
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