张红红 臧涛涛 黄 锐 姜 震 吕元琳 白若熙

（北京科技大学天津学院城市建设学院 天津 301830）

1 低能耗理念的装配式农宅特点

与传统建造房屋相比，装配式建筑构件采用机械化生产预制，工程质量易得到有效控制，高精度构件、机械化安装完成的高品质房屋取代红砖砌筑的粗放房屋，既可减少现场施工人员又可缩短施工工期，减小施工现场湿作业量，在一定程度上节约了材料，降低了资源消耗[1]。

（1）施工效率显著提高。传统的建筑施工是在露天的施工现场完成整个施工流程，包括砌筑墙体、浇注混凝土、搭设脚手架、安装摸板等施工环节，不仅对周围环境造成了极大的影响，而且工期相对较长，工程质量也不容易保证，生产效率低下。装配式建筑，预制构件在预制厂里生产制作，受天气的影响小、机械化程度高、质量有保证，预制构件现场安装湿作业量减少，工期大大缩短，工作效率明显提高。据统计，采用装配化施工，人工投入将减少50%以上。因此，在广大的农村地区，采用装配式来建造农宅，从提高施工效率方面有很大优势。

（2）资源浪费大大减少。传统的建造方式，在现场施工时会因脚手架工程、模板工程、混凝土工程消耗掉大量的钢材、木材和施工用水。建造装配式住宅制作的预制构件，在预制厂流水线上生产，生产设备和模具都可以循环利用，资源消耗显著减少。预制构件在施工现场进行吊装和连接，大大降低了模板和支撑的使用量，并且以干作业为主，节约了水资源。

（3）环境污染显著降低。传统建造方式以现场施工为主，如果文明施工、环境保护措施落实不到位，再加上监管缺失，很容易导致施工现场的脏乱差。现场的渣土、扬尘、建筑垃圾、废气、废水会对环境造成严重的污染。墙体围护用到的粘土砖，烧制时占用耕地、损毁良田、排放烟尘，对环境也有较大危害。装配化施工由于构件的工厂化预制，使现场建筑垃圾大幅减少。构件的现场吊装还可以有效地减少混凝土浇筑振捣产生的噪音污染、扬尘污染和废水、废气的排放。

（4）工人工作环境明显改善。装配式施工在某些施工环节把工人从现场操作转移到了预制工厂，预制工厂都是流水线施工，机械化程度高。即使在现场施工环节，由于湿作业的大大减少，现场文明化程度提高，降低了工人劳动强度，劳动环境得到改善[2]。

2 装配式农宅的设计理念与材料性能

2.1 农宅体形设计

天津位于中纬度欧亚大陆东岸，主要受季风环流的支配，是东亚季风盛行的地区，属大陆性气候。主要气候特征是，四季分明，春季多风，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季气爽，冷暖适中；冬季寒冷，干燥少雪。在农宅设计上，要结合当地气候条件，采用适宜的建筑形式。

根据建筑设计原理，建筑的体形系数和窗墙面积比要满足建筑节能设计标准。天津地区的农宅为了能够实现低能耗标准，所以在建筑方案的设计初期，就需要考虑建筑的整体外形并且严格控制。根据天津市地方标准《天津市居住建筑节能设计标准》强制性条文规定得出以下结论：三层及三层以下居住建筑体形系数不应大于0.52；建筑外围护结构要采取相对应的保温措施来满足建筑节能设计标准。所以，天津地区农宅的体形系数小于等于0.52，在相同面积的农宅体积下，外围护面积越小，损失的热量就越少，这样的农宅越节能[3]。根据南、北及东西朝向，窗墙面积比要满足农村居住建筑的限值要求。

2.2 适合装配式农宅的外墙板

装配式农宅的外墙板宜选用当地取材方便、便于加工、节能环保的墙体材料，比如ECP 墙板。该墙板以磷石膏—水泥—纤维等为主要原料，通过真空高压挤出成型。墙板具有较好的强度、韧性、抗震性和耐候性，尺寸版型具有可调性，表面花纹、图案装饰效果丰富。墙板加工时，还可以与大理石一体成型，实现墙体保温、装饰一体化，节约成本的同时减少了现场施工污染。

2.3 室内装修材料

室内装修材料要选用产生有害气体少、放射性低的材料。比如传统的乙烯基乳浊液墙面涂料就会产生大量的有毒气体，然而以亚麻籽油为原料的天然涂料就不会产生有毒气体。选择建筑材料的时候也要考虑施工废弃物的处理这一问题，要尽量选择施工废弃物可以循环使用并且对环境影响较小的建筑材料[5]。

3 装配式农宅的创新技术应用

3.1 智能窗系统的应用

智能窗系统就是通过安装温湿度传感器和雨滴传感器来感知温湿度的变化以及有没有雨滴滴落，实现雨天自动关窗，及时让我们感知天气变化以及解决雨天没有关窗的烦恼。

智能窗是利用机械传送装置和电路来实现的，具有自动化、智能化、人性化的特点，解决了生活中的实际问题，为人们省去了很多麻烦。

3.2 材料的再利用技术

3.2.1 建筑材料的直接循环利用

在不改变原有建筑材料的物质形态下，不用加工或者通过简单的加工进行循环再利用。比如从原有旧民居上拆下来的旧瓦、管道、料石、木材等，通过简单的筛选，把还有利用价值的材料，经过翻新、拼装、清洁等就可以直接再次循环利用。在外装饰、外围护的设计上，比如在围墙、屋顶等处可以把旧瓦、废砖等重新组合成具有地方特色的装饰图案。同样废弃的大块料石，也可以用来砌筑挡土墙或围墙基础。

3.2.2 废弃物的加工再利用

农村在翻建房屋时，随处可见丢弃的建筑垃圾。这些建筑垃圾，在兼顾安全性和使用性的前提下，作为原材料加工生产建筑材料也是一项环保举措。利用废弃物经过循环再生产的产品有：再生骨料混凝土多孔砖、再生混凝土、工业废石膏、煤矸石多孔砖、秸秆石膏渣空心砌块和稻草板等。在设计和施工选材这个过程中，要考虑优先选择可循环利用的、就地取材的、比较经济的建筑材料。比如在农村比较常见的秸秆、稻草等，农民通常选择焚烧掉，这样既造成了浪费又污染了空气。通过对废弃物的加工再利用，不但可以起到节约成本、降低造价的作用，更是可以减少建筑行业对环境、生态的浪费与污染[4]，让我们的生活质量和居住环境显著提高。

4 结语

本文分析了适用于农宅的装配式建筑的特点、设计理念、建筑材料性能以及创新技术的应用。通过提出基于低能耗理念的农宅建造策略，以期为解决当前乡村地区农宅建设的共性问题提供借鉴，推动装配式建筑在广大农村地区的推广应用。