装配式农房产品化助力乡村振兴之趋势
《建筑工业化》杂志专题报道
阳地钢（北京）装配式建筑设计研究院有限公司 院长
阳地钢（上海）装配式建筑股份有限公司 董事长
（上海市科创板挂牌企业）
杨迪钢博士是我国专业从事低多层装配式建筑产品化研发的建筑学工学博士。1987年由国家教委公派留学日本，18年后回国创业专注于装配式建筑的研发与推广，从事装配式建筑已近30年。他带领团队不仅引进国际先进的装配式建筑技术，还结合国情研发创新出部分国际领先技术， 拥有装配式装配式建筑130多项专利技术（含6项发明专利），并且参与2010年上海世博会场馆建设、5.12汶川地震灾后重建等重大项目，具有丰富的现场安装及管理经验。曽获中国致公党中央授予5.12抗震救灾“特殊贡献奖”，上海市浦江人才及江苏省双创人才！
阅读导览
◎ 乡村建设是一个巨大的蓝海市场
◎ 农房建设面临的主要问题
◎ 农房建设需要装配式产品化
◎ 装配式农房产品化的特点
◎ 装配式农房产品化的应用案例
◎ 农房建设助力乡村振兴的建议
实施乡村振兴是国家战略，乡村建设在我国是一个巨大的蓝海市场。如何推进我国农房建设助力乡村振兴是从事建筑业者亟待思考和解决的问题。随着老龄少子化社会的到来，人们对高品质生活需求的不断增强，农房建设需从现有的“三无”（无设计资质、无施工资质、无监理资质）状态逐步发展到满足工程要求之上的产品化供应，农房建设的一体化设计、工厂化智能制造、装配式安装、产品化交付与全寿命周期服务，即农房建设的装配式·产品化发展将成为解决我国未来农房建设的有力手段，也是助力乡村振兴的必然趋势！
关键词：装配式农房，产品化，产品认证制度，乡村振兴，住宅公园
1 前言
“乡村振兴”是2017年党的十九大报告中明确提出的国家战略，2018年国务院公布的一号文件《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》，将实施乡村振兴战略划分为以下三个阶段，明确了不同阶段的目标任务：
到2020年，乡村振兴取得重要进展，制度框架和政策体系基本形成（指标之一：现行标准下农村贫困人口实现脱贫，贫困县全部摘帽，解放区域性整体贫困）；
到2035年，乡村振兴取得决定性进展，农业农村现代化基本实现；
到2050年，乡村全面振兴，农业强农村美农民富全面实现。
随着2020年第一阶段精准扶贫的结束，2021年2月国家乡村振兴局成立，我国实施乡村振兴战略已全面进入到第二阶段，即乡村振兴取得决定性进展，基本实现农村现代化的关键阶段，如何推进我国农房建设、助力乡村振兴是建筑从业者亟待思考和解决的问题。
2 乡村建设是一个巨大的蓝海市场
如表1所示，根据国家统计年鉴，我国每年的农房建设，每年大约在7-10亿m2，含装修在内，每平米2000元计算，每年就有约1.4-2万亿的建筑市场。随着乡村振兴战略的深入全面推进，农房建设的规模将更大。根据2020年自然资源部、农业农村部联合颁发的《关于保障农村村民住宅建设合理用地的通知》中明确指出：充分尊重农民意愿，不提倡、不鼓励在城市和集镇规划区外拆并村庄、建设大规模农民集中居住区，不得强制农民搬迁和上楼居住。由此可见，我国的农房建设将是一个巨大的低多层建筑蓝海市场。
表1 农村与城镇新建住宅面积
3 农房建设面临的主要问题
随着实施乡村振兴战略第2阶段的大力推进，我国农房建设迎来了难得的发展机遇，但也面临着以下主要问题：
①劳动力不足
随着高龄少子化社会的到来，我国的人口红利逐步消失，加之农村大量青壮年劳动力转移到城镇，农村空洞化现象严重，农房建设的劳动力严重不足。
②三“无”状态
我国的农房建设，现阶段绝大部分地区处于三“无”（无设计资质、无施工资质、无监理资质）状态，一般都是当地包工头根据用户的要求，画一个房间分布草图来完成，无法保证房屋的质量。
③单体小分布广
与城镇住宅建设不同，我国地域辽阔，每栋农房单体小，分布散而广。按传统建筑工程方式从报规·报建、设计·审图、施工·监理、验收·售后保障来完成所有程序，效率很低。
4 农房建设需要装配式·产品化
美国、日本、欧洲等国为了解决农房建设面临的上述主要问题，在上个世纪中叶就已经开始推广农房建设的装配式·产品化发展之路了。譬如日本[1]，装配式农房如同汽车一样，可在住宅销售展示场即住宅公园上整栋选购销售。为保证每栋住宅的品质，1965年日本建設省（相当于我国的住建部）批准成立一般財団法人日本建筑中心，根据日本《建筑基准法》和《住宅品質確保促進法》对各住宅公司不同的结构体系及部品部件从基本性能（抗震、防火等安全性能）、节能、环评、低碳等性能予以评审、认证，认证通过后该产品销售建造时只需到当地政府建设部门备案核实监管即可，企业始终是承担产品责任的主体。现在日本的认证机构或部门已经发展到很多家。
我国的农房建设，可以从制度上借鉴日本“卖房子像卖汽车，卖免检产品”一样，采用装配式农房产品化验收制度，不仅程序简单、效率高，责任明确，而且会激励企业重点如何提高农房产品的品质、技术创新，提高企业自身的核心竞争力，而不是追求劣质廉价捞快钱上。
5 装配式农房产品化的特点
农房建设实现装配式·产品化，即装配式农房产品化，具有以下的主要特点：
①模数化+标准化+一体化的设计
a. 模数化：模数化设计方案阶段，首先确定农房的平面尺寸和立面尺寸的基本模数。基本模数的大小主要取决于结构形式、常用建筑材料规格及生活方式而定的。就冷弯薄壁型钢结构体系而言，平面模数，日本常用455mm（根据榻榻米）、英国常用610mm（源于2x4法轻木结构，英尺）、中国常用300mm或600mm（传统的建筑设计中常采用300mm）
b. 标准化：在设计选材过程中，尽可能采用标准化的构件、配件、设备管线及建筑材料，标准化做不到的部分再通过采用定制化的方式来满足。
c. 一体化：房屋产品如同汽车一样，是一个系统工程。在设计阶段，不仅要满足消费者的功能需求，而且要满足工厂制造、运输管理、现场安装及全寿命周期的维护及资源的再利用，需要一体化系统性的设计才能满足。
② 多结构体系的选用
由于我国地域辽阔，农房建设的抗震要求与居住习惯、民居风貌都有所不同，装配式农房的结构体系根据消费者的需求，可选择不同的结构体系。
a.冷弯薄壁型钢结构体系
主体结构的房屋构件采用热镀锌、铝锌镁钢带通过冷加工成型的轻钢龙骨加工组装的剪力墙承重结构体系，其所有部件均由工厂生产，现场装配，具有自重轻、工业化程度高、现场安装方便等特点。
图1 采用冷弯薄壁型钢结构体系
b.重钢结构的分层框架钢结构体系
主体结构采用分层框架钢结构承重体系，即梁贯通、柱分层，柱子和柔性交叉支撑分别承受竖向与水平荷载，构件在工厂预制，现场全螺栓安装。实现了现场完全无焊接，同时克服了采用传统“柱贯通+梁端板连接”方式建造多层建筑时难以有效解决的安装误差问题。且布置灵活、无需大型施工装备。
图2 采用分层框架钢结构体系
c.PC结构体系
主体结构采用预制的钢筋混凝土剪力墙承重方式。结构构件采用标准化构件组合的生产方式，可在工厂大批量重复生产；现场安装采用纯干式连接，没有湿作业。由于与传统的砖混房屋或混凝土房屋结构形式接近，市场消费者接受程度高。但自重大，运输成本较高，空间组合有一定的局限性。
图4 采用PC结构体系
③ 工厂化生产与装配式安装
装配式农房的工厂化生产与安装，根据客户的需求和道路运输的条件，可采用以下三种方式：
a.工厂仅生产构件
在工厂仅生产主体结构的构件，运至现场后，以墙板、楼板、屋架、屋面板的方式组装，无需吊车，人工就能完成主体结构骨架的安装，然后再做内外围护+水电管线即可。工厂投资少，运输条件限制少，但现场工作量大。
图4 装配式农房的构件生产与现场安装
b.工厂生产二维模块
在工厂里，将主体结构的所有构件完成数控下料之后，以墙板、楼板、屋架、屋面板为生产单位，采用二维模块的方式在工厂流水线上完成板式结构+外围护材料的集成生产，再运至现场。现场将工厂生产好的二维模块（墙板、楼板、屋架、屋面板）通过吊装完成主体结构的安装，然后再做水电管线及内外装系统。工厂生产品质可控，装配率较高，现场安装较快。
图5 装配式农房的二维模块生产与现场安装
c.工厂生产三维模块
在工厂主体结构的所有构件完成数控下料之后，以空间单元为生产单位，采用三维模块组合的方式，在工厂流水线上完成主体结构+内外围护材料+水电管线的集成生产，然后运至现场。现场直接将工厂生产好的三维模块（盒子空间）通过吊装完成。生产品质可控，装配率高，现场安装快，但运输条件受限多，物流成本高。
图6 装配式农房的三维模块生产与现场安装
上述三种不同程度的装配方式即工厂里仅生产构件与生产二维模块、三位模块后运至现场安装的各自的优缺点如下：
表2 三种不同程度的装配方式的优缺点对比
④ 产品化销售与产品化交付
装配式农房如同汽车一样，需做到产品化的销售与产品化的交付。也就是所见即所得。企业交给消费者的是一个完整的产品及需要的功能，而不是半成品或不良品，确保产品生产企业是承担产品售后服务保障的最终责任主体。
装配式农房的产品化销售，如同汽车在4S店销售一样，不同的装配式农房制造公司可把自己开发的农房产品建在同一地区的同一个体验式营销平台：住宅公园里，供消费者参观体验、询价、对比、选择。如果消费者选定某公司的产品，该公司会根据客户的功能需求和所拥有的土地大小作定向的设计调整修改，然后在该公司的生产工厂制作好以后运到现场安装、交付使用。
6 装配式农房产品化的应用案例
装配式农房产品化在国外都有已经有很多案例。在此，就阳地钢（北京）装配式建筑设计研究院联手日本积水房屋、中国新型建材设计研究院等企业联手开发出适合我国农村中高端市场的装配式农房产品：“孝之家”品牌系列作应用案例介绍。
① “孝之家”装配式农房产品的消费群体定位：
随着我国农村宅基地政策的改革推进，农民的宅基地使用权可依法由城镇户籍的子女继承并办理不动产登记。“孝之家”装配式农房产品的消费群体主要定位在以下有中高端消费能力的三类群体：
a.为愿住在老家的父母提供一个温馨的农房：
有许多来自农村的精英人士，父母由于语言和生活习惯不同等原因，不愿来城里长期居住，还是喜欢住在老家，如表3所示，面临诸多困惑。
表3 来自农村的精英人士的困惑
b.把“家”留住，世代传承的农房
有许多来自农村的精英人士，通过多年的打拼，事业有成，现定居在大城市，幸福而忙碌地生活、工作着！但随着年龄越来越高，寻找“家”的归宿感越来越强，想在农村把“家”留住，时常回去住住，还可世代传承。
c.面对大城市的繁杂喧哗，不如在郊区的老家建一栋高品质的农房
当下，许多大城市人口密集，房价高涨！随着高铁、高速、地铁等交通越来越发达，出勤方便，有一些来自农村的精英人士，面对大城市的繁杂喧哗，还不如在郊区的老家建一栋高品质的农房。
② 装配式农房产品设计开发的6字方针
装配式农房产品“孝之家”品牌系列在设计开发初期时，就决定了遵循以下“产一百，健老智”的6字方针：
a.产：农房产品化
根据“孝之家”的消费群体定位是出身农村的中高端消费群体，他们一般工作在城里，平时非常忙碌，很难有时间直接参与农房建设及现场监督管理的。“孝之家”在设计开发时就选择装配式、产品化的思路。
b.一：一体化设计
“孝之家”产品是一个系统工程，从方案的选型，到建筑·结构·外装·内装·水电设备的集成设计，工厂制造、物流、现场安装到整个产品验收交付使用及全寿命周期的服务保障，都需要在设计过程中一体化全方位充分考虑，在遵守基本模数、单元模块的条件下，满足个性化需求。
c.百：打造百年住宅
“孝之家”产品的定位就是专为中高端群体在家乡建造一栋让父母安居、家人团聚、世代传承的百年住宅，首要条件就是必须满足房屋的抗震、防风、防火、防腐等安全性能，确保消费者的生命安全！结构采用冷弯薄壁型钢结构体系，整个建筑就像一个柔性的钢盒子一样，即使发生地震超过设防烈度，建筑只会扭曲或变形，不会像红砖墙体倒塌危及用户生命安全，是砖混结构、钢筋混凝土框架结构所不具备的独特优势！
d.健：打造健康住宅
保护消费者的健康安全，是“孝之家”产品的基本要求。“孝之家”按照世界卫生
表4 世界卫生组织WHO提出了《住宅健康标准》
组织WHO提出的《住宅健康标准》，提出具体可量化的每系列指标，在原材料采购、工厂生产、现场安装、房屋整体交付过程中予以把控相关检测结果。
e.老：打造适老住宅
“孝之家”农房适合老人居住非常重要。设计过程中，不仅考虑到防滑、防累、防绊、防撞、防窄、防暗、防色差等七防安全设计，还根据老人记忆特点（最近的事记不住，而对孩子过去的成长过程记忆清楚）及多年养成的爱好，设计老人专有的回忆·兴趣空间。
f.智：打造智能化住宅
在“孝之家”农房中，不仅采用智能安防、智能照明、智能消防、智能门窗、智能电器等万物互联技术，还通过大容量视频传送技术，开发出一个虚拟的共享餐厅空间内零距离时常陪与远在老家的父母“同吃一桌饭”，这样，在城里即使工作忙，也能“陪伴”在自己的父母身边了！
③ “孝之家”产品系列
如图7所示，装配式农房产品“孝之家”品牌系列分为国内主创的国产产品与来自国外的进口产品两大类。国产产品根据造型风格分为中式（Z）、现代（X）、欧式（W）、其它（Q）风格4类共14种造型。
具体以【Z2】为例：空间布局上设计师重点突出“院（天井），是小时候曾经玩耍充满快乐、家人聚集交流的地方，是自己与父母紧紧拧在一起的记忆源泉！”的设计理念，从入口到后院，每个院不大，但曲径通幽，对景、框景、借景，可享、可玩。造型上，既保持了传统江南民居风格，又在色彩及局部造型上有所突破，反映出这个时代的江南建筑的特性！
图7 “孝之家”产品系列
图8 “孝之家”产品【Z2】型
“孝之家”品牌系列选择部分进口产品，主要是装配式农房产品在日本、美国等国已经发展相当成熟了，居住功能的舒适度、生活空间的多样性、动线的合理性、模块化组合及外观造型设计，都有很多值得借鉴与欣赏的地方。“孝之家”特引进国外的先进案例欧式（JE）、日式（JR）、现代（JX）三种风格共7种造型。可原装进口该类住宅或部分材料和相关部品。
消费者在选择“孝之家”产品时，首先选择什么风格的造型，再根据当地政府批准能建的宅基地面积（建筑的1楼占地面积、总建筑面积、层数及檐口高度）要求，对所选户型应有的平面布局作出适当的调整，如果不能满足，可委托建筑师做DIY设计，直到客户认可为止。
④ 菜单式部品部件的选择
“孝之家”装配式农房产品，消费者在确定了建筑主体建筑造型及平面布局后，还会给消费者提供外装（外墙、屋面）、内装（大门玄关、客厅、卧室、整体厨房、整体卫浴、整体收纳）的菜单式选择。
⑤ 模块化设计与拆分
自主开发的YVT系统，让“孝之家”装配式农房产品在方案设计阶段，就实现了墙体、楼板、屋盖、吊顶统一的基本模数，在玄关、客厅、餐厅、厨房、卧室、卫浴、书房、收纳、过道等空间设计上通过模数组合的方式结合构配件及部品材料的菜单式选择，实现了标准化设计。在一体化设计过程中，充分考虑到工厂的二维模块、三维模块的智能化生产，根据道路条件，可满足不同状态下的运输及现场安装。YVT系统不仅适用于在自主设计的“孝之家”产品，已经设计的农房方案通过YVT系统可拆分成基本模数的组合及标准化设计。
图9 YVT系统模块化拆分图
⑥ 工厂化生产与安装
自主开发的冷弯薄壁型钢结构装配式建筑智能制造系统，可实现“孝之家”装配式农房产品的二维模块、三维模块的工厂化生产，每个模块通过包装运至现场，再吊装而成。根据客户需求及运输条件，内、外装及设备管线安装既可在工厂模块化生产时一起完成，也可在现场主体结构现场安装后完成。
图10 模块化制造工厂流水线示意图
⑦ 产品化交付与售后保障
“孝之家”装配式农房产品定位是来自农村的城里精英人士返乡建房的中高端消费群体。完全按照房屋产品销售的方式，从农房产品的推广销售、到材料采购、工厂生产、现场安装、整体房屋产品的验收交付，有一套完整的质量验收标准，随时接受政府部门及消费者的质量监督。售后采用产品保证书的方式，实现全寿命周期跟踪保障服务，让消费者能够长期安心地使用。
7 农房建设助力乡村振兴的建议
实施乡村振兴战略，农房建设需走装配式·产品化发展之路。装配式农房产品化在日本、美国、欧洲等发达国家已经非常成熟，在我国正处在刚刚起步的阶段，在推进过程中有以下方面是值得注意的：
① 加大农房建设的装配式·产品化政策导向
改变我国现有的粗放式农房建设局面，必须发挥我国政府具有强大的决策执行能力和政策导向能力的作用，从政策上鼓励引导农房建设走装配式·产品化之路。获得装配式农房的产品予以财政补贴或低利息银行贷款，让消费者真正的得到实惠。
② 配套的产品认证及监管机制的建立
建立装配式农房产品的评审认证及监管机构，如同汽车、家电产品一样，鼓励企业在满足建筑工程的要求之上，成体系的开发装配式农房产品，通过认证机构认可的产品在各地建设时采用政府备案·监督、企业终身负责制的方式逐步实施推广。
③ 新技术·新材料开发与运用
用于农房建设的结构体系除了砖混结构、钢筋混凝土框架结构外，还有冷弯薄壁型钢结构、重钢结构、木结构等多种体系及多体系复合。用于农房建设的材料除传统的秦砖汉瓦以外，各种新材料不胜枚举[2]。随着科技的进步与研发能力的增强，鼓励企业不断开发新技术体系与新材料，让装配式农房产品的生产高效多样化。
④ 形成规模效应，促进农房建设智能制造
我国现有的农房建设绝大部分都是包工头承包、现场砌筑的粗放式建造方式，现有的装配式农房建设的装配率也很低。现在市场上应用较多的冷弯薄壁型钢结构装配式农房而言，企业数千家以上，年产300栋以上的不超过10家），由于建造规模少，绝大多数从事的企业都处在工厂化生产1.0版（即把主体龙骨在工厂加工好运至现场拼装，其它与传统的砖混结构建筑施工并无太大区别）。鼓励企业产业链分工，做大装配式农房产品规模，形成规模效应。通过工厂化智能制造，降低成本，提高品质及市场的竞争力，形成良性循环。
⑤ 加大相关专业人才的培养
装配式农房产品，不同于传统的建筑行业，更接近制造业，建筑相关的一体化设计、工厂化生产制造、现场装配式安装等各方面的专业人才非常缺乏。需要加大专业人才的培养，将原有的农名工培养成产业工人，传统的木工、泥瓦工等培养成产品匠人，大量的包工头培养成项目经理或企业经营者，建筑设计者培养成建筑产品设计者。通过加大相关专业人才的培养，为传统粗放式农房建设向装配式农房产品化转型提供足够的人才储备。
⑥ 鼓励高品质，避免低价恶性竞争
低价恶性竞争不仅是农房建设行业的痛点，也是包括建筑行业在内的绝大多数行业的痛点。随着人们生活水平的提高，农房不再是仅仅满足遮风挡雨、基本生活功能的需求。更需要安全耐久、冬暖夏凉、健康舒适、方便快捷、环保低碳等功能性要求。提高农房建设的准入门槛，鼓励高品质，避免低价恶性竞争非常必要。
八 结语
随着我国乡村振兴战略的大力推进，可以预见新一轮的大规模农房建设将在全国范围内展开。传统的粗放式农房建造方式难以满足当今时代的需要，大规模的工业化生产，即装配式农房的一体化设计、工厂化生产、装配式安装、产品化销售将在国内逐步展开，农房建设的装配式·产品化发展将成为解决我国未来农房建设的有力手段，也是助力乡村振兴的必然趋势！