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建筑工业化在新农村住宅建设中的应用研究

    文章来源:建筑工业化创新联盟 张明祥 发布时间:2017年05月10日 点击数: 字号:

  一、背景
  1. 政策导向
  2016年3月5日,李克强总理在政府工作报告中提出:在深入推进新型城镇化过程中,要“积极推广绿色建筑和建材,大力发展装配式建筑。”国务院印发《关于深入推进新型城镇化建设的若干意见》(国发〔2016〕8号)中提出:“新型城镇化是现代化的必由之路,是最大的内需潜力所在,是经济发展的重要动力,也是一项重要的民生工程。包括:推动基础设施和公共服务向农村延伸;带动农村一二三产业融合发展等。”可见建筑工业化与新农村住宅建设的结合是必然趋势。
  2. 我国新农村住宅建设中存在的问题
  改革开放以来,我国在城镇人口增加3倍的情况下,城镇人均住宅建筑面积从改革开放初的6.7平方米提高到目前的33平方米左右,增加了近4倍。在快速的城镇化进程中,也存在着一些问题:城市建筑风格一味西化;农村住宅盲目抄袭城市,使农村特有的地域性特征严重丧失,文化传承堪忧。
  在全国各地的农村被西化的房子处处可见,颇受当地人的欢迎。这些外来的“现代民居”采用了现代材料,如砖、钢筋混凝土、瓷砖等,从立面上看起来更现代,满足了当地人向往现代生活,追求新鲜事物的心理需求。 此外,新材料的使用大大改善了当地人居住和卫生条件,层高增加,采光、防潮、防火也有改善。然而从文化角度思考,这些现代民居建设破坏了人文和自然融为一体的古城风貌。缺少文化传承,长此以往,村落文化会逐渐丧失。
  除了城市和农村,我国还存在着大量的城乡结合部。城乡结合部位于中心城区与农村地区之间,既不同于城市社区、又异于农村社区,兼具城乡二元属性。其住宅产业发展也兼具两种性质地区的属性特征,使得城乡结合部的住宅产业发展不稳定。极易随着经济发展中心的转变而沦为“城中村”,从而带来大量的社会问题不可估量。
  3. 国外新农村建设经验
  日韩等发达国家也经历了我国出现的这些问题。上世纪70年代,韩国城市工业和农村的差距很大,农村无法摆脱贫困状态,所以为了解决城市与农村之间的差距,开展了新村运动。运动背景:1.传统文化、伦理和秩序受到冲击。2.贫富差距过大,导致城乡矛盾加剧。3.重工轻农。核心措施:1.政府积极引导与农民自主精神相结合。2.增加农民收入与鼓励观光农业相结合。3.基础设施建设与城镇文明建设相结合。主要成果:1.初步实现农村现代化。2.乡村民宿业蓬勃发展。
  第二次世界大战之后,日本经济遭受沉重打击,故致力于重建城市,把主要的资本集中在东京、大阪、神户等大都市上,因而导致巨大的城乡差距。日本从上世纪50年代开始农业劳动力大批外流,农村人口大大减少。核心策略:不搞推倒重来和大量投资的工程建设,而是“从生长的地方寻求文化的根源”。主要成果:地域文化与农村经济的双赢。1.因地制宜,形成特色产业基地。2.特色产品既包括特色农业产品,也包括特色文化资源和旅游项目、特色旅游景点。
  城镇化发展充分的国家,乡村社区的早期规划建设都已基本完成,乡村公共设施比较完善,城乡生活差距缩小,随着规划发展,其生态环境也已提升并且进入一种相对稳定的状态。20世纪中叶以来,针对经济发展和城市化进程加快、乡村社会受到极大冲击的情况,以日、韩为代表的亚洲各国广泛开展了各种形式的乡村改造运动,极大改善了农村的生产、生活及生态系统,并带动促进了当地乡村旅游的发展。这也是任何国家希望推进工业化进程的必经之路。
  二、建筑文化
  中华民族的伟大复兴包含中国传统文化的复兴。我们的祖辈们居住在乡村,我们的文化起源于乡村,它是我们过去、现在、未来文化的根源。乡村传统民居就是活着的历史,装着地域传统文化。我们要帮助老房子里传统文化的火种不要熄灭,重新燃烧起来。乡愁,是住在房子里的人对房子里曾经的人、曾经发生的事、曾经的习惯、曾经的民俗、曾经的文化的一种念念不能忘。这种深入骨髓的念念不能忘或是一种现实或是一种幻想,而民居是载体、容器和催化剂.....能体会这种情感的建筑师开始关注民居,关注这种情愫的回归。从文化角度思考民居,其内容包括风土人情、传统习俗、生活方式、文学艺术、行为规范、思维方式、价值观念等。每一部分都是新民居设计者需要认真研究和学习的,才能做到再次设计时候对传统文化的足够理解和尊重。建筑是文化的重要载体,大到建筑形制,小到室内物件,传统文化体现在民居建筑各个层面。
  我们选择了云南普洱作为民居研究和设计工作的起点。在这里,有14个世居民族、少数民族人口占61%,不同种族、文化进行碰撞而后交融、和谐、精彩地存在着。各民族民俗融合当地自然气候和地貌特征,形成多元化、缤纷独特的民俗、建筑、文化聚集区。传统文化对于民居的建设犹如木之根、水之源,传统文化演变的漫长过程中形成的建筑型制、营造工法仍值得我们去研究、尊重、复兴、传承。
  “礼制”文化层面,“礼制”文化规定的社会人际关系的等位序列决定建筑的营造秩序。社会伦理等级制体现了建筑核心空间观,在封建礼制观念(或核心空间观念)下,民居本身的建筑语言成为等级化的符号,同时也决定了空间的秩序(主次、内外、先后、大小)。比如,传统民居堂屋与主人的房间通常位于最佳朝向,设计最大开间,结构上柱子使用最优良、最粗的木材。
  地域文化层面,材料的选择上因地制宜,优先选择可得性高的材料,如土、木、竹等。而这些地域性材料能很好的适应当地地域气候与居民居住习惯。建筑空间上,北方居民享受北方的大院子里的充足的光照;南方居民使用南方的小院子来调节微气候。
  村落规划层面,传统村落规划主要受地形、地貌、气候等自然条件影响,形成适宜人类居住的村落空间。我们研究研究对象之一,距昆明25公里的乐居村就是一个优秀的村落规划典范。“上有天池,下有地海;左狮右象,七星伴月亮”是当地人对自己居住环境满足的最好的总结。
  建筑结构层面,云南木结构民居采用承重和围护的分离机制,使得木结构可以充分运用土材料特性(围护和稳定梁架的加固作用)。两种传统材料相得益彰。
  可见,不同地域文化上的差异在民居建筑上充分体现。但是随着西方建筑形式与材料进入,这种差异也在逐渐缩小。而这个过程目前看来是革命性地、断崖式地转变。当我们面对新事物的时候应该是汲取式地、线性地演变。传统民居的演变是连续的,当代民居的建设也需要建立在尊重、传承、复兴民族与民俗文化,结合当前社会、经济、科技的发展状况对不合时宜的部分进行创新。值得传承的、好的东西,一定要留住;同时持审慎的态度,选用适宜当代工业化产品、新的建造工法,对民居不符合当前社会、经济、科技发展现状的各个部分进行更新换代,进行创新性的提升。
  三、建筑产品
  我们的工作指导思想是在尊重传统的基础上融合工业化技术手段进行创新。我们民居建筑产品延续了传统文化所形成的建筑空间布局、外立面形式和部分建筑材料,从而不破坏当地居民的生活习惯。我们的创新工作主要是优化民居的结构体系和建筑材料的选择与选型。
  传统民居的建筑结构是由地域性材料和传统工艺工法决定的,当地气候地貌决定了建筑对结构强度的需求。民居建筑结构主要应用材料是木、石、土,而抬梁式和穿斗式为木结构的主要两大结构形式。近现代混凝土、钢材等新建筑材料由于相比较原木结构材料与人工成本低廉、施工时间短、材料可得性高等优势,这类结构迅速占据了中国主流建筑结构体系。
  结构体系的创新之处是我们提出了一套完整体系,适用于不同用户需求。在结合了传统木结构和新型结构形式的基础上,我们提出了三大结构体系应对农宅规模的低多层建筑,分别是装配式砼结构体系、装配式钢结构体系、装配式木结构体系。现代木结构建筑的各种类型以及相关的配套技术日臻完善,已发展成为一个完善、独立的体系。随着人们住房理念的改变与住房需求的更新,木结构就其轻质、绿色环保、质感好、舒适,越来越占据住宅建筑材料市场。美国、加拿大、芬兰等国在现代木结构建筑从树木的种植取得到装配生产、制作加工集成等一系列产业链已非常成熟。中国古代木结构建筑有最为悠久的历史与文化底蕴,但在建筑类型和技术发展上表现出相对落后的状态。近几年我国已有相关政策扶持新型木结构建筑发展,有关部门已经认识到新型木结构建筑发展的重要性,发展木结构的意义可归纳为以下几点:1.节能减排效益(降低建筑全生命周期能耗、减少矿石资源消耗等)2.气候变化效益(抑制全球变暖、降低厄尔尼诺影响等)3.人居环境效益(利于视觉、听觉、触觉、安神、杀菌等)4.经济效益(可促进人工林资源的开发和利用等)。只要科学地规划,现代木结构一定能带动相关产业,形成优良的生态产业链条。
  我们的三大结构体系又可以细化为六种结构选配方案,装配式异形柱框架结构、装配式低层剪力墙结构、装配式钢框架结构、装配式轻型钢结构、装配式胶合木小梁柱框架结构、装配式轻型木结构。这六种结构体系选择方案,若以建筑材料划分,分为混凝土材料、钢材、木材共三类;以受力方式来划分,分为框架梁柱承重方式以及墙体承重方式共两类;针对现场施工建造过程而言,均为全装配化施工的方式,尽可能取消湿作业与现场焊接施工。全部主体结构构件与零配件均采用标准化设计与工厂化生产的方式,通过交通运输或物流的方式运抵施工现场。仅针对结构专业技术本身而言,六种结构体系均属于成熟可靠的类型,且均按照“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修以及信息化管理”的五化一体概念来实施,为消费者的选择提供了更多、更全面、更系统的技术解决方案。消费者决定选择何种结构体系的原因有很多。如果从居住习惯的角度考虑,可能会倾向于混凝土材料的结构体系;如果从建造周期的角度考虑,可能会倾向于钢材的结构体系;如果从绿色、节能、环保的角度考虑,可能会倾向于木结构的住宅体系。中国的消费市场巨大,消费者总体数量众多,在庞大的群体中,个体观点之间存在着巨大的差异。如果仅提供单一或少量的解决方案,不能与满足众多的选择需求相适应。因此我们提供了全面性、系统性的解决方案,众多解决方案中,“总有一款适合您”。我们在研究传承的同时,也注重寻找创新点,之后提出可行性建筑与结构体系。
  通过材料和结构形式改变,农村住房的耐久性和安全性得到极大提高,而这种结构形式的建筑设计是来源于传统形式的。在此需要强调的是,新结构形式不等于新建筑形式,文化的、传统的、地域的、传承下来的,都要贯穿于我们对新民居的再设计。
  四、加工制造
  从房屋建造的传统来看,中国农村或者欧美乡村具有很多相似性之处。中国农村的村落文化中,每逢一户需要建房,同村的乡邻一般都会提供无偿的服务,出人出力共同协助建屋,而所谓的“主家”需要提供的仅是施工过程中的餐食而已,没有额外的报酬。这种社会关系其实是一种相互协助模式下的自发行为,你建房时我出手相帮,我建房时你自然也会来帮我,相互帮忙,即节省了工钱,还增进了乡邻之间的情感。欧美乡村中的建房过程在很多地区同中国农村建造房屋过程非常相似,从人类群居性的表现来讲,国内和国外具有很多类似的地方。
  建筑工业化模式下的房屋建造与构件加工的过程,是完全区别于传统的建造模式的。无论选择何种建筑材料,建筑构件的加工与房屋的建造过程,从传统模式的建筑工地,转移到了现代化构件加工工厂;从建房师傅一砖一瓦的层层砌筑,演变为了工业化流水生产线;从瓦匠、木匠们的引绳切墨,变换为了机械化起重吊装与精准化的装配拼装。每一种的变革与进步,都会引发生产力与生产关系的进步。
  实际上,无论是现代化加工与建造,还是人情味十足的相互协助建屋,这两者之间是存在传统与现代相互碰撞与相互融合的关系。现代化的建造并不意味着高科技含量,通过合理的技术设计与接口设计,并辅助以完备、详细的说明书,完全可以将建造难度降低为零。类似于“傻瓜相机”的例子完全可以说明问题,经过高效、简短的安全与施工培训,任何一个普通人都具备成为建筑工人的实用技能。当代的新农村房屋建造过程需要注重对于乡村协助文化的传承,让现代化的建造模式与传统文化相互结合,相互包容。
  法国的某建筑公司提出过一种装配式木结构的房屋模型PopUp  House。只需要一把螺丝刀将积木堆积起来就能建造出这种具有宜家风格的房屋,就像搭乐高一样简单。地上一层,建筑面积1614平方英尺(约149平方米),包括客厅、厨房、餐厅和露台,还包括了两间浴室一件办公室一间主卧和两间次卧。它的施工周期只需要4天,而且工具只需要一把螺丝刀。
  我们曾经做过装配式混凝土的房屋的虚拟集成化运输测试以及虚拟建造周期测试:一栋500平方米地上三层的建筑,全部建筑构件需要七辆装载车辆即可运输至施工现场,经过12天的吊装安装即可完成主体结构的施工。
  建筑工业化模式下的构件加工与房屋建造,必将会对传统建筑模式产生革命性的影响,对于科技的进步与文化的传承所带来的改变,我们目前的设想与展望还都仅停留在想象之中或字里行间里,生产力的进步会对生产关系与社会关系带来怎样的改变,现阶段尚无定论,但是每一种文化的发展与消亡都有其自身的规律。我们应努力去继承与发展,对于文化的演变也应坦然面对。
  五、经济策略
  工业化新农村住宅建设主要有两个方面的经济策略,即发展传统民居产业,同时进行全面成本管理。传统民居产业将是一个新兴产业,面临诸多需要亟待解决的问题,而这些问题当中,全面成本管理是核心,它与传统民居产业相辅相成。
  传统民居产业将有以下一些特征,第一,是地域分布广,地方性强,区域功能完整。我国幅员辽阔,地理特征复杂,民族众多,每一块地域都有其独特的地理人文特征,人居群落本身即是大生态不可分割的重要组成部分。在保护中发展,将地域独特性保护传承下来,对于一些优秀的独特资源,可以形成旅游产业,健康地发展循环经济。从投资建设角度出发,地域性也决定着开发规模和开发节奏,决定公共服务建筑以及市政设施的配套建设,从而做到小区域乡村社会功能健全,较大区域乡镇功能完善的建设目标。第二,传统民居产业仍应以原著民众的生活生产为根本,是当然的民生工程,在一定区域内应完全满足民众的社会活动需求和服务需要,因此,除了发展居住建筑以外,区域内绿色产业也需要相得益彰。农本经济和旅游经济是工业化民居产业发展的两条腿,只有注重区域绿色经济的协同发展,才能做到不单纯为建筑物而建筑,真正为人居民生而建设,实现区域经济可持续发展。第三,传统民居产业的形成与发展,必须以建筑工业化作为前提。只有在三个一体化,即在建设过程纵向形成设计、生产、施工一体化;建造成果横向形成建筑、结构、机电、装修一体化;在组织层面经营、管理、生产一体化的工程建设新格局,才能一统民居工程的复杂性,最大程度的保护地域文化,实现传统民居产业化,拉动地方经济。
  从技术理论以及产业研究来看,民居产业的形成与发展是必然趋势,这来源于以下内外因素的力量推动:外部动力一方面来源于城乡建筑本身居住品质、社会公共资源分享程度的差异,随着经济整体发展,乡村居民亟待改善居住环境及设施条件;另一方面生态环境的城乡差别,也会导致乡村建设存在另外一股反向的返乡推动力。结合我们的经济策略,这里着重分析产业化传统民居的内在原动力,就是性能高品质、建设高效率、运营低能耗、建造低成本、使用长寿命。在这些产业化的内在原动力各因素中,决定其传播扩散的核心因素仍是成本因素。成本管理的重要原因之一来自于市场竞争,在竞争激励下,如果微观主体很好的管理成本,就有利于应对困难,就能够增强竞争力,增加利润,也就增加了未来发展的资本。这就是我们经济策略的另一话题:全面成本管理。
  工业化传统民居产业的全面成本管理包括全员成本意识形成、全面成本优化、全过程成本控制。第一,在产业参与的产业链全员范围内贯彻成本意识:一物多能的简约方法、标准化灵活组合多产品思路、以及时间空间的统筹管理理念,形成全员成本意识。第二,在体制成本、要素成本、运营成本、管理成本各方面,充分发挥我们大企业的规模优势、技术优势、人才优势,全面优化工业化民居产品成本。值得指出的是,在体制层面,我国暂时处于城乡二元状态,随着民居产业化的形成,我们还需要同政府相关部门一同研究诸如土地、房产、交易、税收等政策,期待相关法规出台,以利于有效管控体制成本,推动民居产业化。第三,从个体民居产品全过程来解析,大致可以分解成三阶段:研发推广、生产建造、运营维护。从企业的角度就是EPC过程总承包过程,当然也包括后期的运营维护,这三个阶段的成本管控互相关联,互为条件,只有在全过程范围内系统地进行成本调控,每个环节的投入和消耗趋近一个适中的量度,而这个量度与其他环节的投入程度紧密相关联,只有把握住这个量度才能达到综合成本管控的目的,也就是通过全系统来降低成本。
  工业化民居产业将是一个系统性强、个性化突出、投资规模较大、综合效益极佳的产业集群工程。工业化民居产品具备快速扩散的可能性。我们暂以定性研究,概念化推理,抛砖引玉,导出我们的经济策略,目的在于探索传统民居工业化之路,将建筑产业化紧密与国情相结合,与时代经济相协调,去产能,增效益,这是快速走出经济困境,应对转型,争取中国经济更好未来的一个关键所在。
  六、结语
  建造不仅是一种再现,而且是一种日常生活的体验。民居改造还原的一定不是建筑本身,而是把当地居民世世代代的生活方式还给他们。这一过程也能实现不同地域住宅的特色之美。新农村住宅建设应该明确自身的基本定位,即完善结构体系、提高材料性能、重现建筑文化、坚持成本优先。要做好新农村住宅的建设工作,需要有传承性的创新理念,即传统的发扬与工业化的植入。只有这样将“情怀”和“科技”统一起来,使其达到和谐与融合,才能形成创新、调、绿色、开放、共享的建设局面,实现我们“共筑乡村幸福 回归井田之美”的新农村住宅建设的愿景。
  地域角度,传统民居空间形态是结合地域自然因素,随着民族与民俗文化、社会、经济、科技的演变而不断演变形成的结果,有其规律性、连续性。
  建造角度,传统民居的演变是连续的,当代民居的建设也需要尊重、传承、复兴民族与民俗文化,结合当前社会、经济、科技的发展状况对不合时宜的部分进行创新。值得传承的、好的东西,一定要留住;同时持审慎的态度,选用适宜当代工业化产品、新的建造工法,对民居不符合当前社会、经济、科技发展现状的各个部分进行更新换代,进行创新性的提升。
  运输角度,民居的建造材料来源主要两个途径:一是应用于民居的传统材料的当地取材,二是提高安全和舒适性能的新材料附近工厂预制运输。其中“钢”、“轻木”、“ALC板”等轻型材料的便捷运输是比较传统材料最显著的优势之一。节点装配方便,由于大部分工作可在工厂完成,所以质量较高,现场施工速度较快,同时也提升了传统地域性材料的稳定性。
  产业链角度,新民居新乡村的建设促进三种产业的发展:旅游业、乡村制造业、当地特色农业。同时也是城镇化的有益补充,既能降低建设成本,又能增加劳动力就业,也能解决“空心村”的问题。
  人类起源于自然,最后总要回归自然。落叶归根、故土难离也就成了人最原始的情怀。乡愁是对家乡的情感和思念,老房子是历史文化的鲜活的载体,装载着中华民族最浓的乡愁。民居的回归便成为了每个人心中的夙愿。