探析綠色裝配式鋼結構建筑可持續發展路徑

周清漢

（中機國際工程設計研究院有限責任公司，湖南長沙 410007）

0 引言

研究發現，作為國民經濟支柱，最近幾年，建筑業發展迅速，對改善民生，以及城市化建設幫助較大，發揮了關鍵支撐作用。盡管如此，我們也必須看到，建筑業的發展弊端，因為建筑業屬于能耗高的產業，建造方式粗放，同時受傳統思維影響，信息化水平低，這顯然和資源節約型社會的標準和要求相背離。新的歷史時期，建筑業要改變現狀，在施工中，融入科學技術，大力發展裝配式建筑，邁上綠色化的轉型升級之路。

1 裝配式鋼結構應用現狀

1.1 裝配式鋼結構的概念

裝配式鋼結構，是指在工廠化生產中，完成主要的鋼結構部件組裝，在框架運到施工現場后，在專業指導下搭建起來的鋼結構建筑。裝配式鋼結構不僅是本身結構的統一，還應該是鋼結構、圍護系統、設備與管線系統和內裝系統的統一，只有讓各部做到和諧，才能算得上是高質量的裝配式鋼結構建筑，如圖1所示。

圖1 裝配式鋼結構

1.2 對比裝配式混凝土的優劣

鋼結構本身應用性較強，具有總體輕、造價低等核心優勢，同時使用造型美觀，比較貼合節能、環保要求。再加上裝配式工藝，比較節省模板和工期，所以備受建筑業青睞。相較于裝配式混凝土，其優劣集中體現在以下方面。優點：①在施工現場，找不到任何澆節點，同時安裝速度驚人，非常理想，施工質量可以從源頭合理控制，得到最佳的保證；②鋼結構本身屬于延性材料，因此無論是延展性還是抗震性能，都是其他結構無法比擬的；③如果和混凝土結構對比，不難發現，鋼結構自重更輕，這也決定了基礎造價；④鋼結構更加環保，是可回收材料，可以達到綠色工藝要求；⑤經濟性更強；⑥梁柱截面更小，這樣就可以為建筑贏得更多空間。裝配式鋼結構的缺點：①外墻體系較弱，與傳統建筑存在差別，施工相對復雜；②如果處理不當或者技術經驗缺失，便會誘發防火和防腐問題；③節點構造復雜，對現場施工依賴度較高，如果設計不當，經濟性就會降低，穩定性也會受影響，這一因素的存在，同樣制約裝配式鋼結構發展。

1.3 應用現狀

結合應用現狀可知，裝配式鋼結構建筑目前已經得到廣泛推廣，帶來的社會綜合效益是巨大的。在我國，商業地產、體育場館等大跨度建筑，主要采用的都是裝配式鋼結構，不僅發展勢頭良好，而且裝配技術較為成熟。但在住宅領域，發展相對滯緩，這方面和發達國家差距尚遠，對其性能優勢認知局限性較強。為了改善應用現狀，解決住宅建筑整體性差，并且現實抗震性能不佳等客觀問題，需要積極發展鋼結構住宅。研究發現，隨著人口老齡化，人工成本快速攀升，成本優勢逐漸縮小。廣泛采用鋼結構建筑，可以突破鋼鐵去產能困局，未來的市場，給裝配式鋼結構留下了大量空間。

2 發展存在的問題

2.1 標準體系尚未完善

結合現狀來看，我國裝配式鋼結構在實際應用中尚未形成統一的標準，行業認可體系尚未完善，嚴重制約了裝配式鋼結構發展，導致整個產業鏈出現了漏洞，在這樣的前提下，產品的批量化生產遇到阻礙，工業化水平降低。而較低的工業化生產能力，又導致了成本增加，讓市場發育畸形，裝配式鋼結構建造質量和速度受到影響。

2.2 建筑成本高

結合現實可知，我國建筑產業化相關理論并不成熟，起步較晚。在此階段，尚未形成裝配式建造規模效應，在生產加工環節中，預制構件標準化不達標，程度嚴重不足，并且運輸成本過高，建設效率未正式提升，在這樣的情況下，無法發揮價格優勢，綜合效益不明顯[1]。再加上裝配式鋼結構因為所用鋼材較多，造價相對偏高，回報周期長，企業的生產積極性出現了不同程度的降低。

2.3 信息化發展滯后

除了上述問題外，還存在信息化發展滯后等嚴峻問題，結合現實可知，建筑工業化意義特殊，其發展需要有技術的全過程支撐，只有這樣，才能保證工業化順利推行。現實中的裝配式鋼結構建造相對全面且復雜，屬于系統工程，涉及內容較多，其建造模式想要成功，需要實現結構、機電、內裝的一體化裝配，同時還要在設計、生產環節進行優化，實現一體化實施。從現狀看，雖然BIM技術有所應用，但推進緩慢，并且缺少全過程管理措施，對裝配式建筑發展造成了限制。

2.4 專業人才短缺

與傳統建造方式不同，想要建造成功優質的裝配式鋼結構建筑，新技術、新工藝等都是基本要素，而這些新方法的使用，對專業人才要求較高。無論是設計人員還是與生產、施工相關的人員，都要熟悉建造技術，對裝配式鋼結構全面了解，積累實踐經驗，只有這樣，才能將其優勢發揮出來。但現實來看，專業人才的短缺，明顯讓裝配式鋼結構發展后勁不足，難以實現可持續。

3 對策與建議

3.1 構建技術標準體系

通過上文研究發現，技術標準體系不健全，已經嚴重阻礙了鋼結構建筑發展。基于這樣的前提，為了改善鋼結構建筑發展現狀，推進裝配式鋼結構，需要健全技術標準體系，以政府引導為基礎，借助高效的市場化手段，制定激勵扶持政策，為裝配式鋼結構產業提供營養。現實工作中，需要調整土地供給、人才引進、資金支持等政策的傾斜角度，積極引導和全方位鼓勵企業，實現裝配式鋼結構建筑的跨越式發展，尤其是住宅領域中的發展[2]。同時健全監管機制，結合現實問題制定配套措施，從而營造良好市場環境。在相關工作推進中，需要結合裝配式鋼結構特點以及發展現狀，完善設計、生產、施工等各個層級的設計，制定相對明確的標準，完善技術標準體系。在此基礎上，投入關鍵技術，創新工藝工法，加大研發力度，努力提高行業技術及管理水平。

3.2 提高工業化程度，將成本合理降低

實踐證明，裝配式鋼結構建筑之所以成本較高，主要有兩方面原因：①用鋼量大，而鋼材成本比較高，所以要想控制材料成本，就要進行輕量化設計，優化主體結構，想方設法將鋼材的消耗量控制在標準范圍，降低施工成本；②預制構件加工，需要花費較多資金，所以要進行標準化以及預制專業化設計，通過批量生產，將規模優勢發揮出來，從而降低成本。基于此，降低成本的關鍵在于怎樣推進建設標準化，借此提高行業工業化水平和智能化程度。與此同時，設計優化同樣重要，要加大施工階段管理和新方法的硏發力度，將裝配式鋼結構優質高效發揮，確保建筑質量提高，合理降低成本，借助縮短工期的優勢，實現綜合效益提升。

3.3 加強產業協作，提升綜合效益

現實施工中，裝配式建筑性能特殊，采用設計、施工、制作全方位一體的建造模式，安裝高度協調統一是基本要求，在這樣的前提下，上下游企業協作，是非常關鍵的步驟，需要建立共贏機制，讓企業相互依存，創建產業聯盟，構建完整產業鏈，在此基礎上，加快產品研發，實現成果的轉化。現實工作中，可以借助BIM技術，提高裝配質量控制能力，依托產業鏈信息化管理，將建筑數據實時共享，提高項目主體協同效率。與此同時，要進一步完善EPC工程總承包模式，在設計施工一體化的保障下，提升整體綜合效益。

3.4 重視人才培養，完善多元化培養機制

除了上述措施外，人才的培養同樣重要。需要結合現實需求，制定人才培養和引進計劃，借此促使裝配式鋼結構實現良性、健康發展，為行業可持續尋求人才方面的保障。結合現實經驗可知，人才培養相對漫長，屬于長期性的工作，想要打造專業隊伍，需要完善培訓體系，強化人員意識。建立與實際相匹配的技術考核體系，優化施工、管理隊伍[3]。與此同時，對市場情況多做了解，結合信息技術應用現狀與制造業的發展路徑，加大力度研發新技術和裝配設備，例如建筑機器人的出現，可以提高施工和檢測效率，避免人為失誤。此外，針對人才短缺，要走校企合作道路，產學研協同育人，讓企業走進校園，聯合培養專業人才，推動裝配式鋼結構優質、健康發展。

4 結論

綜上所述，裝配式鋼結構性能極其穩定，應用價值較高，值得大范圍推廣。該建筑結構不僅自重輕，擁有理想的抗震性能，同時還可以滿足節能、裝配率高等現實需求，再加上現階段鋼鐵行業產能過剩，通過裝配式鋼結構應用增多，可以將此類問題從源頭緩解，意義十分重大，符合可持續發展理念。雖然在現階段，可持續發展道路上，遇到了一些阻礙，但隨著工業化程度提高以及人才培養力度加大，將會持續挖掘出裝配式鋼結構優勢，實現建筑業轉型升級。