全國政協(xié)委員、中國建筑金屬結構協(xié)會會長、西安建筑科技大學副校長郝際平
張開雙臂擁抱鋼結構的春天綠色裝配式鋼結構的應用與發(fā)展
全國政協(xié)委員、中國建筑金屬結構協(xié)會會長、西安建筑科技大學副校長郝際平
1.當今人類社會發(fā)展面臨的主要問題
當今人類社會發(fā)展面臨的主要問題有資源危機、土地沙漠化、環(huán)境污染、生態(tài)破壞和物種滅絕。
大家知道,現(xiàn)在我們?nèi)祟惿鐣l(fā)展由于這樣那樣的原因,先是資源密集,然后是土地沙化,現(xiàn)在是環(huán)境污染、生態(tài)破壞和生物物種的滅絕,也就是說我們生活的星球正在變得滿目瘡痍、危機四伏。
2.解決方案——“可持續(xù)發(fā)展”
可持續(xù)發(fā)展定義為能滿足當代人的需要,又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展的道路已經(jīng)成為人類的必然選擇,也是人類的共識。
2012年6月1日,國務院對外正式發(fā)布《中華人民共和國可持續(xù)發(fā)展國家報告》,把“建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會作為推進可持續(xù)發(fā)展的重要著力點”。
1.我國建筑行業(yè)的現(xiàn)狀
我國的建筑業(yè)現(xiàn)狀是建筑行業(yè)為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),持續(xù)有力地支持著我國經(jīng)濟的健康發(fā)展。建筑行業(yè)在吸納農(nóng)村轉移人口就業(yè)和維護社會穩(wěn)定等方面的作用顯著。建筑行業(yè)能夠積極推進新型城鎮(zhèn)化建設,促進地方經(jīng)濟發(fā)展,利國利民。所以我們根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出建筑行業(yè)將長期作為我們國家國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。
2.當前國內(nèi)建筑業(yè)發(fā)展的主要矛盾
現(xiàn)在我們建筑業(yè)發(fā)展的主要問題是什么?是傳統(tǒng)粗放型生產(chǎn)方式造成了高耗能、高污染、高浪費、質(zhì)量不可控等諸多問題,包括原料生產(chǎn)、部品加工、使用過程帶來的問題和拆除過程帶來的問題。
我們僅僅以建筑垃圾為例,現(xiàn)在僅建筑垃圾數(shù)量占到城市垃圾總量的30%~40%,每年產(chǎn)生的建筑垃圾高達4億噸,約為發(fā)達國家的兩倍,位居世界第一。此外,我國大、中城市空氣污染的15%左右來源于建筑工地揚塵和裝修。所以我們得到的結論是什么?是建筑行業(yè)的轉型升級、而且刻不容緩。
2015年,全國建筑業(yè)企業(yè)房屋竣工面積構成中,住宅房屋竣工面積占絕大比重,為67.50%;廠房及附屬建筑物竣工面積占12.49%;其他種類房屋竣工面積占比均在10%以下。因此我們可以看出住宅類占建筑房屋竣工面積接近七成,建筑業(yè)要完成轉型,勢必要進行住宅建筑革命,且空間巨大。換句話說如果我們建筑業(yè)要改革,住宅的改革是一個很好的切入點,可能效果會更明顯。
3.建筑行業(yè)的轉型之路
建筑行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路是推廣應用減輕資源、環(huán)境壓力的可循環(huán)建筑,即以綠色化為建筑業(yè)的發(fā)展目標。具體實現(xiàn)途徑為廣泛使用以減少能源消耗為目標,兼?zhèn)涔?jié)能、環(huán)保和低碳優(yōu)點的綠色建筑。
1.綠色建筑的內(nèi)涵
綠色建筑包括安全性、經(jīng)濟性、“四節(jié)一環(huán)保”,使用過程的節(jié)能性、適用性、耐久性和綠色施工等內(nèi)容。
我們現(xiàn)在要用自己最大的努力為我們當代負責,為我們子孫后代負責,我認為這是我們建筑人應該做的事情。
2.裝配式結構是綠色建筑的最佳方式
綠色建筑的標志是“四節(jié)一環(huán)?!?、無污染施工、建筑與自然和諧共生。
裝配式結構在建造施工過程中能有效避免傳統(tǒng)建造方式下的人工作業(yè)誤差、保證建筑質(zhì)量,減少現(xiàn)場施工產(chǎn)生的能耗和污染,還可以降低人力成本、提高生產(chǎn)效率。實現(xiàn)目標的最佳方式是系統(tǒng)化設計、模塊化拆分、工廠制造、現(xiàn)場裝配以達到完美契合綠色設計理念。
1.裝配式建筑的定義
裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉移到工廠進行,在工廠加工制作好建筑用部品、部件,如樓板、墻板、樓梯、陽臺等,運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場,通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配安裝而成的建筑。我們在這兒要強調(diào)的是它是一個建筑的完整有機體,而不只是一個有結構有墻有門窗就可以的。
那么,發(fā)展裝配式建筑的意義在哪里?在提高資源能源的有效利用,還有減少建筑垃圾和揚塵、提升建設的效率和工程的質(zhì)量、以及化解過剩的產(chǎn)能等等。
2.裝配式建筑的發(fā)展
在全球建筑業(yè),裝配式建筑常被稱為綠色建筑,因為節(jié)能降耗貫穿了裝配式建筑建造的全過程。由于住宅建筑的量大面廣,現(xiàn)在世界各國裝配式建筑的發(fā)展經(jīng)驗更多的集中于裝配式住宅。
3.鋼結構的特點
(1)材料的強度高、塑性和韌性好。強度高結構承載能力高,塑性好結構不會因超載而突然斷裂,韌性好結構對動力荷載的適應性強,延性破壞模式能夠做到大震不倒。
(2)材質(zhì)均勻,和力學計算的假定比較符合。鋼材和其他建材相比較最接近勻質(zhì),且各向同性、材質(zhì)波動范圍小。
(3)制造簡便,施工周期短。工廠精確制作、現(xiàn)場快速安裝。
(4)質(zhì)量輕,有利于抗震。同樣跨度、同樣荷載的屋架,鋼結構自重是混凝土的1/3~1/4,比混凝土結構減少地震反應1.4~1.8倍。
(5)鋼結構密閉性好??缮a(chǎn)儲存罐、壓力容器等。
(6)可最大限度地滿足建筑師的要求。
(7)焊接鋼結構可能發(fā)生脆斷。
(8)鋼材耐腐蝕性差,需除銹涂漆、或采用耐候鋼。
(9)鋼材耐熱但不耐火。溫度達150度以上時需采用隔熱層保護,應注意采用防火措施。
(10)鋼結構節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地、節(jié)水,有利于資源及環(huán)境保護,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需求:
節(jié)能:煉鋼產(chǎn)生的CO2是燒制水泥的20%,消耗的能源比水泥少15%。
節(jié)地:鋼結構建筑可提高單位面積土地的使用率,增加5%~8%的使用面積。此外,鋼構件在工廠加工制作,施工現(xiàn)場占用場地少。
節(jié)材:鋼結構住宅可以減少40%左右的沙石、水泥的使用。其自重較鋼筋混凝土結構減輕約1/3,可以節(jié)省30%左右的地下樁基。
節(jié)水:鋼構件主要構件在工廠完成制作加工,現(xiàn)場僅需進行拼接安裝,大幅減少施工用水量。據(jù)統(tǒng)計,“盒式”鋼結構建筑能夠降低施工用水量達95%。
環(huán)保:鋼結構建筑CO2排放量約為480kg/m2,而傳統(tǒng)混凝土建筑排放量為740.6kg/m2,前者二氧化碳的排放量相比后者可降低35%以上。除此之外,鋼結構建筑能夠減少建筑施工垃圾80%以上。
4.鋼結構的廣泛應用
鋼結構可以廣泛應用于住宅及辦公建筑、大跨及空間建筑、廠房建筑、高聳建筑、可拆卸建筑、容器和其他構筑物等。
5.鋼結構是我國裝配式建筑的合理選擇
(1)裝配式鋼結構符合我國建筑行業(yè)綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設的長遠目標
鋼結構是綠色建筑,可回收、循環(huán)使用,具有良好抗震延性;可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)再利用的理念體現(xiàn)在建筑設計、施工、建造、拆除及異地重建的全過程。將其應用于建筑結構中,能夠有效實現(xiàn)節(jié)能減排、控制污染的新型建筑發(fā)展模式。除此以外,與預制裝配式混凝土結構相比,裝配式鋼結構建筑有著明顯的優(yōu)勢。
裝配式鋼結構與裝配式混凝土結構對比表
(2)裝配式鋼結構能夠促進我國建筑業(yè)回歸產(chǎn)業(yè)化、真正走上實現(xiàn)現(xiàn)代化的發(fā)展道路
鋼結構是最適合工業(yè)化裝配式的結構體系(可以說鋼結構生來就是裝配化的),具體表現(xiàn)在以下三點:
①鋼材具有良好的機械加工性能,適合工廠化生產(chǎn)和加工制作;
②與混凝土相比,鋼結構較輕,適合運輸、裝配;
③鋼結構適合于高強螺栓連接,便于裝配和拆卸。
裝配式鋼結構的綠色生產(chǎn)、施工便于運輸、裝配可以循環(huán)利用、抗震性好完全能夠實現(xiàn)工業(yè)化制造、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的模式,完全符合綠色理念和我國國情。
1.政策支持
(1)綠色建筑推廣
2012年,黨的十八大將生態(tài)文明建設提升至國家戰(zhàn)略高度,綠色建筑的推廣迎來了重要發(fā)展機遇。
2012年4月27日,財政部與住建部聯(lián)合印發(fā)了文件:《關于加快推動我國綠色建筑發(fā)展的實施意見》(財建〔2012〕167號)。文件中明確提出我國綠色建筑的發(fā)展目標:“切實提高綠色建筑在新建建筑中的比重,到2020年,綠色建筑占新建建筑的比重超過30%;2014年起政府投資的公益性建筑和直轄市、計劃單列市及省會城市的保障性住房全面執(zhí)行綠色建筑標準?!?/p>
2013年1月1日,國務院辦公廳轉發(fā)了發(fā)改委和住建部聯(lián)合文件:《綠色建筑行動方案》(國務院〔2013〕1號文件轉發(fā))。文件中要求“加強公共建筑節(jié)能管理、加快綠色建筑相關技術研發(fā)推廣、大力發(fā)展綠色建材、推動建筑工業(yè)化”?!斗桨浮返某雠_標志著綠色建筑行動已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略,也將發(fā)揮政策引導作用,促進我國綠色建筑的發(fā)展。
2013年4月3日,住建部印發(fā)了文件:《“十二五”綠色建筑和綠色生態(tài)城區(qū)發(fā)展規(guī)劃》(建科〔2013〕53 號)。文件中提出了“十二五”期間發(fā)展綠色建筑的規(guī)劃目標:“引導商業(yè)房地產(chǎn)開發(fā)項目執(zhí)行綠色建筑標準, 2015年起直轄市及東部沿海省市城鎮(zhèn)的新建房地產(chǎn)項目力爭50%以上達到綠色建筑標準。”
2014年5月27日,國務院批準《綠色建筑評價標準》(GB/T 50378-2014)為國家標準,自2015年1月1日起正式實施。該標準的修訂調(diào)整,標志著中國綠色建筑的發(fā)展即將迎來一場顏色的深化改變:隨著普及和推廣的逐漸深入,中國的綠色建筑正在逐步由“淺綠”走向“深綠”。
2015年9月30日,住建部與工信部聯(lián)合印發(fā)了《促進綠色建材生產(chǎn)和應用行動方案》(工信部聯(lián)原〔2015〕309號)。方案中明確提出:在文化體育、教育醫(yī)療、交通樞紐、商業(yè)倉儲等公共建筑中積極采用鋼結構,發(fā)展鋼結構住宅,在工業(yè)建筑和基礎設施大量采用鋼結構;在大跨度工業(yè)廠房中全面采用鋼結構;推進輕鋼結構農(nóng)房建設。
2015年11月4日,李克強總理在主持召開國務院常務會議時強調(diào):部署貫徹黨的十八屆五中全會精神,部署推進工業(yè)穩(wěn)增長,調(diào)結構,促進企業(yè)拓市場增效益,其中要求結合棚改和抗震安居工程等,開展鋼結構建筑試點;擴大綠色建材等使用。
2016年,“十三五”規(guī)劃開始實施,在今后的五年,要在確定的全面建成小康社會總目標的基礎上,努力實現(xiàn)新的目標要求:增動力、促平衡、可持續(xù)、拓空間、更包容。進一步完善了國家發(fā)展理念:創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享。
(2)住宅產(chǎn)業(yè)化推動
早在1999年8月20日,國務院就轉發(fā)了建設部等部門提出的《關于推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量的若干意見》 (國辦發(fā)〔1999〕72號) ,這可以視作為我國在新時期開始重新啟動住宅產(chǎn)業(yè)化與裝配化的開始。
2006年6月21日,原建設部印發(fā)了文件:《國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地試行辦法》( 建住房〔2006〕150號)。文件中明確了住宅產(chǎn)業(yè)化基地的主要任務是:鼓勵一批骨干房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)與部品生產(chǎn)、科研單位組成聯(lián)盟,選擇對提高住宅綜合性能起關鍵作用的核心技術,集中力量開發(fā)攻關,形成產(chǎn)學研相結合的技術創(chuàng)新體系,帶動所在地區(qū)的住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2013年2月22日,國家發(fā)改委印發(fā)了文件,提請各相關部門“組織申報低碳技術創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程”( 發(fā)改辦高技〔2013〕148號)。文件中明確指出:為促進低碳技術創(chuàng)新和建筑業(yè)發(fā)展方式轉變,針對新型結構體系、建筑用能設備和技術等建筑節(jié)能潛力較大的領域,以及新型保障性住房等產(chǎn)業(yè)化示范工程建設,提供投資補助資金。補助金額可達項目總投資額的10%。
2016年2月6日,國務院印發(fā)了《關于深入推進新型城鎮(zhèn)化建設的若干意見》(國發(fā)〔2016〕8號)。意見中要求“對大型公共建筑和政府投資的各類建筑全面執(zhí)行綠色建筑標準和認證,積極推廣應用綠色新型建材、裝配式建筑和鋼結構建筑”。
2016年2月21日,中共中央 國務院印發(fā)了《關于進一步加強城市規(guī)劃建設管理工作的若干意見》(國發(fā)〔2016〕8號)。意見中提出:力爭用10年左右時間,使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%,積極穩(wěn)妥推廣鋼結構建筑。
2016年3月5日,李克強總理在今年的政府工作報告中明確提出:積極推廣綠色建筑和建材,大力發(fā)展鋼結構和裝配式建筑,提高建筑工程標準和質(zhì)量。打造智慧城市,改善人居環(huán)境,使人民群眾生活得更安心、更省心、更舒心。
2013年10月15日,國務院印發(fā)了文件:《關于化解產(chǎn)能嚴重過剩矛盾的指導意見》(國發(fā)〔2013〕41號),表明國家開始正視現(xiàn)階段產(chǎn)能過剩的嚴峻現(xiàn)實。文件中明確了化解過剩產(chǎn)能的總體原則,提出“發(fā)展綠色安全節(jié)能建筑”的指導意見。要求“擴大國內(nèi)有效需求,推廣鋼結構在建設領域的應用,提高公共建筑和政府投資建設領域鋼結構使用比例,在地震等自然災害高發(fā)地區(qū)推廣鋼結構集成房屋等抗震型建筑”。
2016年2月1日,國務院印發(fā)了文件:《關于鋼鐵行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》(國發(fā)〔2016〕6號)。意見中提出應“推廣應用鋼結構建筑,結合棚戶區(qū)改造、危房改造和抗震安居工程實施,開展鋼結構建筑推廣應用試點,大幅提高鋼結構應用比例”。
(3)地方政府的政策響應
據(jù)不完全統(tǒng)計,截止目前,全國已有30多個省市出臺了針對綠色建筑或是住宅產(chǎn)業(yè)化的專門性指導意見和相關配套措施,不少地方更是對裝配式建筑與鋼結構的發(fā)展提出了明確要求,充分說明越多越多的市場主體開始加入到鋼結構建筑的建設大軍中。
2.科研技術支撐
科研技術支撐有標準制定、高校人才培養(yǎng)、國家自然科學基金及其他部門的各類基金資助、科研論文發(fā)表、專利申請/公示、各級各類科技獎勵獲獎等。
3.企業(yè)發(fā)展
據(jù)2015年的統(tǒng)計,國內(nèi)企業(yè)完成建筑鋼結構的總產(chǎn)值約為4906億元,占建筑業(yè)總產(chǎn)值的2.7%;產(chǎn)量約為5007萬噸,同比增長12%。其中產(chǎn)量在5萬噸以上的有53家企業(yè),在10萬噸以上的有33家,在30萬噸以上的有11家。產(chǎn)值超過50億元的鋼結構企業(yè)有4家。
2014-2015年,鋼結構完成產(chǎn)能5萬噸以上的企業(yè)數(shù)量增幅約有50%,表明行業(yè)整體發(fā)展勢頭較好。企業(yè)能力大幅提高。
4.市場應用
總體而言,我國鋼產(chǎn)量已經(jīng)20多年保持世界第一,國家鋼結構的整體技術已處于國際水平,產(chǎn)業(yè)規(guī)模全球第一,具有巨大的國內(nèi)外市場潛力。
在大型公共建筑(體育場館、影劇院、機場航站樓、高鐵站站房)、超高層建筑(高度100m以上)、大跨度橋梁(跨度200m以上)、工業(yè)廠房、大型市場、倉儲等建筑中,鋼結構的使用已經(jīng)占有了較高比例。
經(jīng)中國建筑金屬結構協(xié)會統(tǒng)計2011年~2015年得到的我國建成的鋼結構建筑在各類工程中的比例,鋼結構在超高層、大跨空間結構、工業(yè)廠房這些領域的應用已經(jīng)非常廣泛;在橋梁方面的應用基本持平;而在住宅方面的應用正在逐步發(fā)展。
以商品住宅為例,2011年-2015年地產(chǎn)企業(yè)每年新開發(fā)住宅房屋平均約13億平米。可以看到在我國大力推進新型城鎮(zhèn)化建設的今天,住宅需求的體量仍然十分巨大。參考美國、日本等發(fā)達國家成熟住宅市場中鋼結構的占比,可以預期鋼結構住宅在我國有著可觀的發(fā)展空間。
5.中國鋼結構建筑經(jīng)典范例
(1)大型體育場館
深圳灣體育中心
國家體育場(鳥巢)
(2)基礎設施建設(機場/高鐵車站)
廣州新白云機場
高鐵北京南站
(3)高層建筑
上海中心
天津環(huán)球金融中心
(4)公共建筑
國家大劇院
上海世博中心
(5)鐵路、公路橋梁
南京長江三橋
鄭新黃河大橋
(6)工業(yè)廠房
華能北京熱電廠干煤棚
四川內(nèi)江白馬電廠鍋爐房鋼結構
(7)高聳結構
廣州新電視塔
江蘇江陰長江大跨越輸電鐵塔
(8)海洋工程
981海洋平臺
(9)住宅建筑
內(nèi)蒙古包頭萬郡大都城(一期)
總而言之,一方面,隨著多年來政府的積極推動,相關企業(yè)的積極參與,通過政策引導與市場資源配置相結合,科技創(chuàng)新與標準完善相結合,我國已經(jīng)初步建立起裝配式建筑結構體系、部品體系和技術保障體系,為大規(guī)模發(fā)展裝配式建筑奠定了堅實的基礎。
另一方面,當前我國鋼結構一般的標準、規(guī)范和規(guī)程已經(jīng)基本完善,設計工具(軟件)齊備,擁有一批經(jīng)過國內(nèi)外各種各類鋼結構工程實踐鍛煉的鋼結構專業(yè)人才和龍頭企業(yè),具有一定的技術研究與產(chǎn)品開發(fā)能力,已經(jīng)具備了規(guī)?;茝V發(fā)展鋼結構建筑的條件。
1.當前發(fā)展中的不足
“十二五”期間,我國鋼結構用鋼量占鋼產(chǎn)量的比例僅為4%-6%;并且鋼結構建筑在建筑行業(yè)的占比一直較低,未有顯著提高。
建筑行業(yè)雖然貴為用鋼大戶,但仔細分析,其中鋼結構建筑占建筑業(yè)總用鋼量的比例卻長期位于10%左右。尤其是在量大面廣的住宅建筑和橋梁結構中,鋼結構應用比例還不到5%。更為重要的是,這種現(xiàn)狀與世界發(fā)達國家建筑業(yè)的發(fā)展趨勢相違背。
2.走工業(yè)化道路
新型建筑工業(yè)化是以構件預制化生產(chǎn)、裝配式施工為生產(chǎn)模式,以設計標準化、構件部品化、施工機械化為特征,能夠整合設計、生產(chǎn)、施工等整個產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)建筑產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保、全生命周期價值最大化的可持續(xù)發(fā)展的新型建筑生產(chǎn)方式。
對量大面廣的住宅應以裝配化為重點,信息化和工業(yè)化深度融合、智能制造、綠色制造、高端裝備。
3.“政、產(chǎn)、學、研、用”五結合
大力推進鋼結構建筑的發(fā)展應用要政府、鋼企、高校、科研和市場相結合,要加強宣傳、鼓勵力度,使更多的人打破保守思想、落后觀念,更好地了解鋼結構建筑,放心地選擇鋼結構建筑。
4.加強自主技術創(chuàng)新
鋼結構住宅不是鋼結構、墻體、門窗等簡單的堆砌,而是一個體系、一個系統(tǒng)、一個有機的整體,必須是建筑、結構、材料、施工、管理、水、暖、電、氣、門窗、裝飾裝修等相關專業(yè)協(xié)同工作,以問題為導向,解決鋼結構住宅應用的關鍵問題。因此研發(fā)、建造鋼結構住宅的觀念需要創(chuàng)新、在推廣新技術、新材料的應用上需要創(chuàng)新,要實現(xiàn)構建以客戶為中心的研發(fā)體制的創(chuàng)新和建筑結構科研領域的創(chuàng)新。
高層鋼結構建筑體系以西安建筑科技大學研發(fā)的MCFTS建筑體系為例,其特點主要如下:結構上采用了多腔扁柱技術或扁柱拼裝成L型、T型的異型柱,基本做到室內(nèi)不突出梁柱;結構節(jié)點采用雙側板節(jié)點,裝配速度快,抗震性能好;體系部分構件采用PC構件,如混凝土樓梯,預制陽臺、空調(diào)板、鋼筋桁架疊合樓板等;維護板材采用AAC板+保溫裝飾ET板或AAC自保溫砌塊體系,該體系工業(yè)程度高,可靠性高;鋼結構節(jié)點和墻板節(jié)點采用團隊研發(fā)的噴涂式輕質(zhì)砂漿包裹,有效的改善了鋼結構隔音和隔熱不佳的問題。
MCFTS綠色高層集成鋼結構住宅建筑體系已經(jīng)申請近80項發(fā)明和實用新型專利。該結構體系主要優(yōu)點有:(1)傳統(tǒng)體系一般框架部分偏弱,該體系由于扁柱抗側剛度大,可以有效形成雙重抗側力體系;(2)抗側單元內(nèi)部鋼梁與扁柱鉸接,不參與抗側,可以按組合梁計算,節(jié)約用鋼量;(3)由于抗側單元內(nèi)部鋼梁不承受地震負彎矩,筒內(nèi)梁寬度可以相對較窄(100-150mm),可以做到不突出墻面,建筑使用效果好;(4)體系總體設計原則仍為梁柱體系未突破規(guī)范,便于應用推廣;(5)南北向開窗部分不設置支撐時,由于扁柱抗側剛度大,體系仍有較好的抗側剛度;(6)節(jié)點無需作內(nèi)隔板,同時現(xiàn)場沒有二級熔透焊縫,方便了安裝和施工;(7)除角柱外,扁柱可以隱藏到墻內(nèi),提高了建筑使用效果。(8)綜合造價低,加工和施工簡便,普通鋼結構施工單位都可制作和安裝。
體系建筑方面主要特點:
特點一,全生命周期住宅:取消減少室內(nèi)承重墻,全部采用輕質(zhì)
隔墻,實現(xiàn)大跨度空間,為將來戶型的可變預留可能性和自由度,實現(xiàn)在不同家庭人口模式下,購房者可以根據(jù)居住人數(shù)來選擇居住房間的數(shù)量和大小滿足不同人生階段家庭生活需要進行適度改造。
特點二,建筑功能:將扁柱隱藏于墻板中,達到與混凝土剪力墻
同等的使用效果,不再為室內(nèi)突出梁柱而煩惱;采用輕質(zhì)砂漿包裹后,密封和隔音性達到與傳統(tǒng)建筑完全一致的效果。
特點三,工業(yè)化和綠色化建筑:鋼結構、維護墻板等均為綠色的建材,同時該建筑體系有節(jié)能減排、綠色環(huán)保,工地現(xiàn)場揚塵少等特點。結構、墻板等均在工廠生產(chǎn),施工速度快,裝配化率高,符合國家裝配式建筑的政策要求及建筑產(chǎn)業(yè)化的大趨勢。
在西安建筑科技大學的示范項目中,在設計階段,以BIM模型基礎,將鋼結構詳圖深化設計,設備深化設計,PC預制深化設計,維護深化設計等一次在模型中完成。施工單位無需再次翻模,設計施工管理流程全信息化,工廠可以直接加工生產(chǎn),基本做到現(xiàn)場無需二次開洞、補救。最大程度的減少現(xiàn)場變更和錯漏碰,做到業(yè)主的施工時間可控、成本可控。
5.提高國際競爭力,執(zhí)行“走出去”計劃
當今世界已經(jīng)發(fā)展成為一個開放與合作的世界,全球化浪潮是大勢所趨,我們生活居住的地球被越來越多的人稱之為“地球村”。順應全球化的趨勢,響應國家“一帶一路”的戰(zhàn)略布局,我國鋼結構業(yè)界應該積極行動起來,實行“走出去”的戰(zhàn)術,構建中國鋼結構的世界網(wǎng)絡。
不過,在取得的成績面前,我們也應該清楚地認識到:未來國際鋼結構市場的競爭,一定是技術革新的競爭、研發(fā)能力的競爭、創(chuàng)新機制的競爭,我們要提高自身的國際競爭力,依靠國內(nèi)大企業(yè)的成熟技術、高質(zhì)量的產(chǎn)品、完善的誠信體系和履約能力進入國際市場,打造國際知名的鋼結構品牌企業(yè),實現(xiàn)國家戰(zhàn)略和企業(yè)盈利的雙贏。
我們要格外關注質(zhì)量,目前我們和國際先進技術的要求還有差距。防腐、防火、焊縫等的細節(jié)處理,管理水平還需要提高。
6.“互聯(lián)網(wǎng)+BIM”
“互聯(lián)網(wǎng)+”思想結合BIM技術能夠有助于鋼結構建筑早日實現(xiàn)信息化、智能化和數(shù)字化:
(1)以BIM技術為橋梁,與裝配式結構無縫結合,同時便于整合產(chǎn)業(yè)鏈和協(xié)同各個生產(chǎn)商,便于實現(xiàn)管理的信息化。
(2)采用計算機數(shù)控和自動化技術,實現(xiàn)鋼構件加工、安裝、管理以及建成后乃至拆除的智能化。
7.積極發(fā)揮行業(yè)協(xié)會的引導調(diào)節(jié)作用
(1)響應政府號召,貫徹落實政策
在當前政府各種利好消息的推動下,關鍵還得看我們的技術和產(chǎn)品能否滿足市場的需求。對鋼結構行業(yè)來說,研發(fā)推出適合推廣的裝配式鋼結構建筑體系(全壽命周期),就是對國家政策貫徹的具體體現(xiàn)。
具體而言,企業(yè)才是政策落實的主體,政府層面是引導,市場層面是期待。企業(yè)在響應國家發(fā)展政策時,應當注意把握兩點:
①因地制宜,揚長避短;
②術業(yè)專攻,互補共榮。
協(xié)會將以此為準則協(xié)助鋼結構企業(yè)切實落實政府決議,助推行業(yè)發(fā)展。
(2)科學謀劃市場
雖然現(xiàn)在整個建筑業(yè)界都在經(jīng)受結構調(diào)整的“換擋”、“陣痛”期,這也確實給鋼結構企業(yè)帶來了嚴峻考驗。新興市場在哪里,市場有哪些鋼結構新需求,都是我們鋼結構企業(yè)、研發(fā)人員的工作重點。
鋼結構應用的新興市場,離不開國家的投資導向。協(xié)會將以此為契機,助力鋼結構企業(yè)擴大市場份額,實現(xiàn)行業(yè)的新突破。
(3)加強企業(yè)監(jiān)督
鋼構人既是鋼結構建筑的建造者,也同時是其消費者、居住者。在推廣應用鋼結構建筑的工作中,鋼結構企業(yè)不僅要有自主創(chuàng)新的勇氣,更應該有自我革命的精神,需要努力奮進,時刻牢記:做大更應求精、重數(shù)更要重質(zhì)、圖全更要圖專、謀快更需謀穩(wěn)。
協(xié)會將以此為目標促進各鋼結構企業(yè)的良性競爭與發(fā)展,進而推動整個行業(yè)健康有序地穩(wěn)步增長。
(4)強化引領服務
此外,協(xié)會將積極發(fā)揮引導調(diào)節(jié)作用,強化自身的引領服務意識,更好地為業(yè)內(nèi)服務,促進鋼結構建筑得到更為廣泛的推廣與應用,力爭鋼結構業(yè)界再上一個新臺階,實現(xiàn)新的飛躍。具體措施包括:
①加強自身監(jiān)管
去年以來,在中辦、國辦聯(lián)合印發(fā)的《進一步規(guī)范社會組織意見》指引下,協(xié)會已經(jīng)根據(jù)新時期形勢的要求,貫徹落實中央決定,以提高服務水平、更新服務理念入手,從組織、素質(zhì)、作風上跟上時代發(fā)展要求,加強技術支撐體系建設,樹立為政府職能部門服務、為企業(yè)服務、為專家團隊服務的理念,引領行業(yè)健康發(fā)展。
②完善評價體系建設
協(xié)會將從專業(yè)的角度,發(fā)揮專家團隊的資源,用科學求真的態(tài)度、客觀真實的數(shù)據(jù),進行科學嚴謹?shù)脑u價,展示鋼結構建筑的優(yōu)勢和魅力,讓消費者放心使用鋼結構。
③引導企業(yè)匠心建造
精密化設計、精細化生產(chǎn)、精準化施工是裝配式建筑的基本特征,需要一大批能工巧匠,培養(yǎng)他們安心崗位、專注工作,追求通過自己的刻苦努力將99%合格提高到99.99%極致的工匠精神,止于至善。
讓“工匠精神”扎根鋼結構行業(yè),創(chuàng)造出讓消費者滿意的產(chǎn)品,促進鋼結構的廣泛應用。
④倡導行業(yè)誠信經(jīng)營
“人無信不立,業(yè)無信不興”。行業(yè)的興盛需要誠信作為基石。2017年,協(xié)會將配合住建部的信息平臺,通過市場誠信體系的建立和完善,建立鋼結構行業(yè)的誠信數(shù)據(jù)平臺,提出相應處罰或市場規(guī)則加以約束,力圖使業(yè)內(nèi)企業(yè)都能真正做到誠信經(jīng)營,給消費者以放心使用鋼結構產(chǎn)品的信心。
1.建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展必須走綠色建筑之路
黨的十八大提出,要把生態(tài)文明建設放在突出地位,努力建設“天藍、地綠、水凈”的美麗中國。
在我國進入全面建成小康社會的決定性階段,面對能源、資源需求的剛性增長以及隨之帶來的廢棄物,特別是建筑垃圾的不斷增加,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,推廣綠色建筑顯得尤為關鍵。建筑行業(yè)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標就必須走綠色發(fā)展的道路。
2.綠色建筑要靠裝配化實現(xiàn)
與傳統(tǒng)施工方法相比,裝配式建筑在建造過程中,能夠實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)時、節(jié)省人工、大幅減少建筑垃圾和揚塵、環(huán)保的目標。它充分兼顧了工程的承載能力以及生態(tài)的承載能力,在最大程度滿足建筑功能的同時,最低限度地影響環(huán)境,完美契合了綠色建筑的設計理念,是全面推進生態(tài)文明建設和加快推進新型城鎮(zhèn)化進程的重要抓手。因此可以認為,裝配化建造是新時期建筑實現(xiàn)綠色化發(fā)展目標的最佳方式。
3.裝配式建筑的合理選擇是鋼結構
鋼結構的制造、施工最適合預制裝配式工業(yè)化建造方式的要求,它能夠完全做到裝配式建筑要求的“工業(yè)化制造,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展”的需求模式。同時與其他材料相比,它能夠實現(xiàn)回收循環(huán)使用,在建造和使用過程中顯著降低能耗,可以說是帶著工業(yè)化基因的綠色建筑結構。此外,其抗震性能好,能夠確保建筑大震不倒,滿足我國抗震設防區(qū)建造房屋的實際需要。據(jù)此可以斷言,鋼結構是我國發(fā)展裝配式建筑的合理選擇。
4. 發(fā)展鋼結構建筑意義重大
鋼結構住宅是集綠色、裝配化、可持續(xù)發(fā)展于一身的新興產(chǎn)業(yè)。因此,大力推廣應用鋼結構建筑對全人類可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,對于我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略布局和全面建成小康社會的建設目標具有重要的意義:
(1)推進國家“綠色化”發(fā)展模式
鋼結構建筑不僅能夠可觀節(jié)約材料,實現(xiàn)建造全過程無污染施工,而且具有保護我國資源和生態(tài)環(huán)境的優(yōu)勢。
(2)促進傳統(tǒng)建筑業(yè)結構升級,實現(xiàn)行業(yè)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化
鋼結構建筑是最適合建筑工業(yè)化建造的建筑結構形式,也是我國現(xiàn)代化進程中建筑領域轉型升級的建筑結構形式。
(3)有助于裝配式建筑快速發(fā)展推廣
鋼結構建筑自身已基本實現(xiàn)預制裝配化建造,是裝配式建筑的最佳代言與發(fā)展方向。
(4)能夠帶動其他行業(yè)的發(fā)展與進步,緩解鋼鐵產(chǎn)能過剩
鋼結構建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將帶動鋼鐵冶金行業(yè)的共同發(fā)展,同時也會為相關的機電產(chǎn)品、化工產(chǎn)品、新型建材產(chǎn)品提供更加廣泛的市場;基本使用鋼材建造,緩解了當前鋼鐵產(chǎn)能嚴重過剩的不利局面;更為重要的是加強了重要戰(zhàn)略物資——鋼材的儲備。
(5)抗震性能好,保護人民生命財產(chǎn)安全
我國大部分城鎮(zhèn)都屬于地震設防區(qū),鋼結構建筑的抗震性能遠高于磚混結構和混凝土結構。采用鋼結構建筑能夠切實保護生命財產(chǎn)安全,并大大減少震后重建的人力和財力。
(6)加快實現(xiàn) “新型化”城鎮(zhèn)建設的發(fā)展目標
我國正處于社會經(jīng)濟轉型時期,存在大量城市新增人口的住房剛性需求,鋼結構建筑能夠提供現(xiàn)代工業(yè)化、安全、舒適、低成本、短交期的房屋,使國人實現(xiàn)安居樂業(yè)。
(7)解決農(nóng)民工“用工荒”,吸納就業(yè),維護社會穩(wěn)定
鋼結構建筑產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化水平高,工廠生產(chǎn)構件,現(xiàn)場機械化裝配大大減輕了工人勞動強度,可為我國城鎮(zhèn)化建設提供大量產(chǎn)業(yè)化的新農(nóng)民工人技術隊伍,維護社會安定。
(8)提升土木工程學科科技水平
推廣應用鋼結構建筑的過程中,必然會為土木工程專業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)與機遇,促使學科的科技水平適應時代的發(fā)展與時俱進。
5.鋼結構的春天來了
我們有理由相信:在中國已經(jīng)擁有了世界第一鋼產(chǎn)量的今天,在這片深化改革開放的土地上,在黨中央和各級政府相關利好政策的推動與鼓勵下,在經(jīng)歷了各種鋼結構工程實踐鍛煉的鋼結構業(yè)內(nèi)同仁的鼎力支持下,我國的鋼結構住宅事業(yè)必將扮演重要的角色,必將得到長足的發(fā)展,必將迎來更加輝煌的明天!
我們更有理由相信“天時、地利、人和”皆已具備,此刻即是鋼結構住宅大力推廣的黃金時期,此刻即是鋼結構住宅加快發(fā)展的歷史機遇,此刻即是鋼結構行業(yè)期盼已久的春天。讓我們共同努力,珍惜機遇,精誠合作,攜手前行,一起擁抱鋼結構的春天!
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1671-3362(2017)02-0030-08