一、任务来源
本项目以山东惠晟建筑科技有限公司、山东农业大学等单位前期研究工作和生产实践经验为基础，立足节能抗震耐久等多功能一体化需求，在工厂预制节能结构一体化单排双向配筋的混凝土墙板，运输至施工现场采用现浇边缘构件约束装配成整体结构，具有刚度大、整体性好、耐久性优越、节能、经济性好、施工速度快、用户易接受等突出优势，特别适宜在新民居建设、精品文旅建筑、厂区宿舍楼、保卫室等低层建筑中应用。因此，研发一种适于村镇低矮节能房屋，契合乡村振兴重大战略，顺应新型建筑工业化发展大势，能够助力企业在细分领域抢占市场、强链补链并延伸产业链，助推企业高质量发展，真正让企业受益、老百姓得实惠，推动政产学研用的有机结合，具有重要意义。
二、应用领域和技术原理
项目研究的总体方案：先研发现浇构件约束节能结构一体化混凝土墙板结构，并验证其抗震性能，然后研发建造适于村镇低矮节能房屋，并推广应用。本项目拟采用建筑信息模型（BIM）、低周往复荷载试验、工艺试验、精细化有限元仿真、理论分析、规程编制、工程示范应用等相结合的方法开展研究；技术路线层层递进、环环相扣，首先从预制构件的优化和工厂预制开始，然后在结构试验大厅开展足尺低周往复荷载试验，紧接着以低层新民居为背景开展体系优化、构件拆分和示范建造，最后推动成果的落地和《规程》的编制，技术路线上是完全可行的。
主要研究内容：本项目瞄准适于村镇地区的低成本快装低层建筑体系，着力解决低层装配式节能结构一体化混凝土墙板工厂化低碳生产和现场快速拼装关键技术，探明现浇构件约束一体化预制墙板结构的抗震性能与失效机制等关键科学问题，开展节能结构一体化快装低层建筑体系优
化、拆分与施工建造等关键技术攻关，为工程应用的推广提供参考依据。
主要研究方法：本项目走“政产学研用”深度融合发展之路，着力解决村镇地区的低成本快装低层建筑体系涉及的关键科学与技术问题。“政”体现为选题紧密契合《山东省建设绿色低碳高质量发展先行区2023年重点工作任务》，与2023年度中央1号文件提及的建设“宜居宜业和美乡村”的伟大实践紧密契合，研究成果直接服务于乡村振兴、双碳战略、固废资源化利用等重大关键领域。“产”体现为科研选题来源于生产所需，属于低层建筑结构体系细分市场领域，能解决现有技术体系成本过高、功能单一、资源利用效率低等突出问题，为企业高质量发展和抢占市场提供技术支撑。“学”则体现为高校和师生的深度参与，合作单位山东农业大学拥有山东省村镇住宅工程技术研究中心、山东省农业农村防灾减灾与生态保护特色实验室等高水平平台，与牵头单位拥有良好前期合作基础。“研”是核心，通过研究将突破制约沿海村镇地区的一体化低成本快装低层建筑体系的系列关键技术，研究重点聚焦PC工厂低碳生产、施工现场快速拼装、结构抗震安全可靠、建筑功能舒适宜居、工程应用有据可依等关键核心领域。“用”是整个项目的落脚点，在突破核心关键技术基础上，开展工程示范建造，建立市场推广应用体系，实现成果的规模化应用。
主要研究结论：1.低层装配式节能结构一体化混凝土墙板结构具有良好的抗震性能，约束构件与约束的墙板可在受力全过程共同工作，整体呈弯剪破坏；2.外保温整体部分良好，未发生剥落现象，保温一体化技术得到验证，采用的连接措施可靠；3.采用的间接搭接连接方式安全可靠；4.适于村镇低矮建筑节能房屋建议应用于3层及以下房屋建造；5.低层装配式节能结构一体化混凝土墙板结构体系抗震性能满足我国现行抗震设防目标，并且体系从工艺上是可行的，施工是方便快捷的，震后是安全可靠的。
三、工法要点
技术路线先进性体现在：1.研发的新型建筑体系集多功能一体化低成本快速装配建造等诸多特点于一体，契合新型建筑工业化对传统建筑产业转型发展的政策需求，适宜乡村振兴背景下建设宜居型新民居的技术需求；2.装配率高、容错能力强。采用一体化大板体系且分布式钢筋断开连接，便于快速装配，且装配率特别高（通常均在90%以上）；采用现浇混凝土边缘构件约束一体化墙板，兼具容错能力强、整体性好、易被用户接受的突出特点；3.耐久性好，长期维护成本低。
节能结构一体化混凝土墙板与传统低层砖混砌体结构相比，在施工建造方式上具有本质区别，符合国家建筑工业化有关政策需求。墙板厚度相对减小、配筋率降低，均具有明显的节材特性；设有一体化外保温板，符合国家“双碳”政策，易于实现建筑低碳宜居，具有显著的节能特性。墙板竖向钢筋不连续，水平出筋单排配置可很好避免与后浇边缘构件碰撞，易于施工；整体结构预制装配化率、建造效率均较高，现场湿作业较少，容错能力强。显然，低层装配式节能结构一体化混凝土墙板结构涉及的有关技术是先进的，作为一种新型装配式节能结构一体化墙板，主要应用于我国寒冷地区的低多层装配式建筑。
与现有技术相比，适于村镇低矮节能房屋具备以下有益效果：1.结构采用装配化的建造方式，现场湿作业少，装配化率及施工建造效率均较高，适用于村镇地区建造低矮房屋；2.该种结构体系采用现浇边缘构件约束一体化预制墙板，预制墙板为混凝土大板，墙体无拼缝，墙面平整不开裂，结构整体具有较大的刚度，能保证良好的整体性、安全性；3.采用节能结构一体化设计，既能够满足房屋保温隔声的需要，同时能够进一步提高结构的耐久性能；4.结构整体为钢筋混凝土结构，且采用单排配筋保护层更大，能够满足沿海地区对于建筑物耐久性的要求，较其他结构形式居民接受程度亦更高；5.同传统的施工工艺相比，更符合绿色、低碳的政策方针。
四、安全保证措施
本项目工程属于全装配化房屋，是一种新型建筑工业化住宅产品，主体结构为钢筋混凝土结构，采用“全装配化低矮房屋技术体系”，由工厂生产预制构件，现场装配施工，打造工业化装配式成品房屋，使住宅成为工业化标准产品。项目实现了从绿色建材到绿色建造，并且完全契合绿色、节能、科技、环保建筑的概念，采用装配式保温节能结构一体化混凝土墙板，无砌砖抹灰工序，具有抗震、保温、节能、防火、密封性好等技术特点，采用现浇约束结构体系，具有良好的整体性和抗震性能，施工可操作性亦较好，容错能力强，能够增强房屋整体强度。与模块化房屋建筑相比，
本项目将施工现场的一些难点转移到工厂，带来工程质量和作业环境的总体提升。在本项目中，采用现浇边缘构件约束一体化单排配筋预制墙板，其中内墙不需要考虑保温，因此内墙板两端构造柱与墙板同宽；外墙板室内一侧与构造柱平齐、室外一侧采用反打工艺贴附保温材料，高出构造柱的部分通过构造柱外贴保温板找齐，从而实现节能结构一体化。由于墙板单排双向配筋，因此水平叠合板底板可直接搭接在预制墙板顶部，且可保证40-50 mm的搭接长度，满足连接的安全性要求并可省去两端的竖向支撑。现浇约束构件容错能力强，施工便捷，制造成本、施工周期均大幅降低。
采用该种结构体系能够提高施工质量，使村镇建筑向工业化方向发展，其耐久性、居民接受程度较钢结构更优，施工便捷性、能源节约性较砌体结构更优。能够有效的缩短施工工期、减少施工现场湿作业并大幅节约建造及运维成本。
五、经济分析
本项目研发的适于村镇低矮多功能一体化低成本快装低层建筑结构体系，与传统低层砖混结构相比，在施工建造方式上具有本质区别，符合国家新型建筑工业化有关政策需求。相较于普通装配式剪力墙结构，墙板采用单排双向配筋、厚度亦显著减小，外立面采用保温板反打工艺，在工艺和产品性能上均更节能、节材和低碳，符合国家“双碳”政策，易于实现低碳宜居，具有显著的节能特性。整体结构预制装配化率和建造效率均较高，现场湿作业较少，容错能力强。经核算，装配化率可以保证在90%以上，每平方米主体结构建造成本可控，工期显著缩短至每层3~4d。综上可知，适于村镇低矮多功能一体化低成本快装低层建筑体系有迫切和广阔的市场需求，应用对象界定清晰，细分市场定位准确，尤其是能为乡村振兴背景下新民居的建设提供直接技术支撑，助力乡村振兴国家战略和建筑节能减排行动。
六、作用意义
一种适于村镇低矮节能房屋建筑已经应用，由多方专家评定认可，该建筑结构体系具有装配化程度高、施工安装速度快、综合成本低等突出优势，经济性能较砖混结构还可以下降15%以上，受力性能合理且柱体不外
露，使用功能好，易于被市场接受。在施工建造方式上也具有本质区别，符合国家新型建筑工业化有关政策需求。一种适于村镇低矮节能房屋建筑结构体系能够促进乡村振兴的发展，带动村镇区域经济社会发展。我国在快速发展经济的同时，伴随的是在环境保护和资源利用方面付出的沉重代价，坚持经济的可持续发展之路，必须大力提倡和发展环境保护与节能减排，适于沿海地区的低矮村镇节能房屋建筑正是迎合了绿色低碳的发展理念，响应国家科技创新的发展战略，真正能够做到为百姓谋福利、为企业谋发展。建筑墙体放在工厂内预制完成，质量控制好，可简化现场施工程序步骤，降低现场管理成本和难度，既能降低工人劳动强度和施工难度，也可最大限度消除工程施工中的安全隐患，改善施工环境。在低碳背景下，该建筑能够提供环保、节能、安全、舒适的居住和生活空间，还能在建造过程中减少温室气体的排放量，能够减少对环境的污染和资源浪费。适于村镇低矮节能房屋建筑具有广阔的市场应用空间，其建造方法及技术体系能够满足低层新民居、精品文旅、工地宿舍楼等的使用条件，在土木工程低层建筑领域必将发挥重要作用，具有广阔应用前景。

一、推广应用的范围、条件和前提
1.村镇房屋节能结构一体化关键技术仅适用于3层及以下建造；
2.建筑工程施工过程中，如果施工技术、施工工艺没有达到相应的要求和标准的话，会直接影响到建筑工程质量验收与工程结算，并对工程项目带来很多风险问题，因此需要加强施工过程中施工质量的管理与把控，常抓不懈，施工人员严格按照设计图纸标准化施工，保障施工质量；
3.在建筑工程中，项目施工组织设计方案不合理、项目管理控制不得力，劳动力市场、材料市场等价格的变化，都会直接影响项目的研发成本，因此要制定科学、经济、合理的施工组织与研发设计方案，以达到缩短工期、提高质量、降低成本的目的；
4.常见的安全风险比例较高的是施工坍塌、物体打击、机具伤害等类型，因此施工及研发过程中要严格采取安全保障措施，加强施工人员的安全意识，规范施工操作。