綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑可持續(xù)發(fā)展路徑分析

時(shí)穎 康春霞

【摘? 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人口老齡化的加劇以及建筑業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展理念的持續(xù)推進(jìn)，裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生，鋼結(jié)構(gòu)是裝配式建筑的發(fā)展方向。論文總結(jié)目前我國(guó)裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展面臨的問(wèn)題，從完善相關(guān)政策、構(gòu)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)協(xié)作等方面提出對(duì)策建議，以期推動(dòng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑;鋼結(jié)構(gòu);可持續(xù)發(fā)展

【Abstract】With the rapid development of China's economy， the aggravation of the aging of the population and the continuous promotion of the concept of green and sustainable development of the construction industry， the prefabricated building emerges at the historic moment， and steel structure is the development direction of the prefabricated building. This paper summarizes the problems faced by the development of prefabricated steel structure in China， and puts forward countermeasures and suggestions from the aspects of improving relevant policies， constructing technical standard system and strengthening industrial cooperation， so as to promote the sustainable development of prefabricated steel structure and the transformation and upgrading of the construction industry.

【Keywords】prefabricated building; steel structure; sustainable development

1 引言

作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，建筑業(yè)在近年來(lái)取得了顯著成就，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善民生、城市化建設(shè)等方面都起到了重要支撐作用。但不可否認(rèn)的是，建筑業(yè)仍然是能耗高、建造方式粗放、信息化水平低的傳統(tǒng)行業(yè)，不符合建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的要求。建筑業(yè)要改變現(xiàn)狀、尋求高質(zhì)量發(fā)展就必須融合先進(jìn)的發(fā)展理念及科學(xué)技術(shù)，邁上綠色化、工業(yè)化、信息化的轉(zhuǎn)型升級(jí)之路。在新形勢(shì)下，大力發(fā)展裝配式建筑是促進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要舉措。

裝配式建筑是預(yù)制部品部件在工廠提前生產(chǎn)，然后運(yùn)至工地裝配而成的建筑，按結(jié)構(gòu)體系主要分鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)以及木結(jié)構(gòu)三大結(jié)構(gòu)類(lèi)型。由于自然環(huán)境因素的限制，我國(guó)木材資源匱乏，裝配式木結(jié)構(gòu)不能被廣泛推廣來(lái)解決大量的人口居住問(wèn)題，目前木結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于高檔低層別墅。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)雖然耐久性高、可塑性強(qiáng)，但是其預(yù)制構(gòu)件重，運(yùn)輸半徑大，運(yùn)輸成本的管理費(fèi)用偏高。裝配式鋼結(jié)構(gòu)具有鋼材重量輕、抗風(fēng)抗震性能佳、施工周期短、建筑品質(zhì)高、有效使用面積大、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì)，與其他兩種結(jié)構(gòu)相比，鋼材可回收再利用，更契合可持續(xù)發(fā)展的理念，是綠色建筑的代表，是天然的裝配式建筑。

2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀

鑒于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有抗震性好等優(yōu)勢(shì)，其在日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。日本有三成以上的房屋采用鋼結(jié)構(gòu)，在住宅領(lǐng)域鋼結(jié)構(gòu)甚至占比超過(guò)了七成;美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到各種類(lèi)型的建筑中，其中在住宅領(lǐng)域鋼結(jié)構(gòu)占比超過(guò)四成。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的廣泛推廣及應(yīng)用，給社會(huì)帶來(lái)了巨大的綜合效益。在我國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用主要集中于商業(yè)地產(chǎn)、大跨度會(huì)展中心、體育場(chǎng)館、工業(yè)廠房等公共建筑領(lǐng)域，并且發(fā)展勢(shì)頭良好，技術(shù)較為成熟。而鋼結(jié)構(gòu)在住宅領(lǐng)域則發(fā)展緩慢，和發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距，這與人們對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的性能優(yōu)勢(shì)認(rèn)知存在局限、對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的綜合效益認(rèn)識(shí)不足等存在一定的關(guān)系。為了改善目前我國(guó)住宅因多為鋼筋混凝土或磚混結(jié)構(gòu)而整體性差、抗震性能不佳的問(wèn)題，應(yīng)大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅。隨著人口老齡化的加劇，建筑業(yè)人工成本處于上行趨勢(shì)，并且自2017年以來(lái)水泥、混凝土等原材料的價(jià)格快速攀升，混凝土結(jié)構(gòu)相對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的成本優(yōu)勢(shì)在逐漸縮小。鋼結(jié)構(gòu)建筑有助于化解鋼鐵去產(chǎn)能困局，巨大的市場(chǎng)空白為裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑預(yù)留了大量發(fā)展空間[1]。

自2019年以來(lái)，行業(yè)層面對(duì)裝配式建筑的政策逐漸向鋼結(jié)構(gòu)住宅傾斜。2019年3月，住建部公布《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑市場(chǎng)監(jiān)管司2019年工作要點(diǎn)》中提出要開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建設(shè)試點(diǎn)，推動(dòng)建立成熟的鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建設(shè)體系。2019年6月，住建部發(fā)布《裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，在鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工安裝、質(zhì)量驗(yàn)收、維護(hù)及管理等方面制定了詳細(xì)規(guī)范。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展存在的問(wèn)題

3.1 標(biāo)準(zhǔn)體系尚未完善

目前我國(guó)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑尚未形成統(tǒng)一的、行業(yè)認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)體系，導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)無(wú)法參照一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，企業(yè)就不可能進(jìn)行產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)，工業(yè)化水平低導(dǎo)致成本增加、鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)發(fā)育不完善，影響了裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑建造水平和發(fā)展速度。

3.2 建筑成本高

我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)化起步較晚，目前處于初級(jí)階段。在此階段，采用裝配式建造方式尚未形成規(guī)模效應(yīng)，預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度不足且生產(chǎn)和運(yùn)輸成本過(guò)高，建設(shè)生產(chǎn)未做到真正提升效率，無(wú)法發(fā)揮工業(yè)化批量生產(chǎn)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，裝配式建筑的綜合效益不明顯。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑用鋼量大，其造價(jià)相較于混凝土結(jié)構(gòu)偏高，在前期投入資金量大而回報(bào)周期長(zhǎng)，影響了企業(yè)的生產(chǎn)積極性。

3.3 信息化發(fā)展滯后

建筑工業(yè)化的發(fā)展需要現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建造過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其建造模式既需要實(shí)現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、內(nèi)裝等全專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)一體化裝配，也需要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等全過(guò)程一體化實(shí)施。然而，目前BIM技術(shù)雖有一定的實(shí)踐，但總體上推進(jìn)緩慢，尤其缺少對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工全過(guò)程管理及應(yīng)用，在一定程度上限制了裝配式建筑的發(fā)展。

3.4 專(zhuān)業(yè)人才短缺

與傳統(tǒng)建筑的建造方式不同，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建造模式需采用大量新技術(shù)、新工藝、新方法，對(duì)相關(guān)參與者提出了更高的技術(shù)要求，而行業(yè)內(nèi)缺少與之相匹配的專(zhuān)業(yè)人才。設(shè)計(jì)人員、生產(chǎn)人員、施工人員、管理人員等相關(guān)技術(shù)人員都更熟悉混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)和管理模式，對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)缺少了解和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，短時(shí)間不能完全適應(yīng)新的設(shè)計(jì)理念和施工方法。專(zhuān)業(yè)人才的短缺，將不利于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

4 裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的對(duì)策與建議

4.1 完善相關(guān)政策，構(gòu)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

推進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，應(yīng)以政府引導(dǎo)為基礎(chǔ)，市場(chǎng)化運(yùn)作為手段，適當(dāng)推行相應(yīng)的激勵(lì)扶持政策，如土地供給、科技研發(fā)、資金配套、人才引進(jìn)等方面給與政策傾斜，引導(dǎo)和鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，尤其是住宅領(lǐng)域。同時(shí)應(yīng)健全監(jiān)管機(jī)制，制定配套措施，為裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展?fàn)I造良好的市場(chǎng)環(huán)境。根據(jù)裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)加大規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等各環(huán)節(jié)的標(biāo)淮化建設(shè)，完善和提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系;加大關(guān)鍵技術(shù)、工藝工法、配套管理方法的研發(fā)力度，提高行業(yè)整體的技術(shù)及管理水平[2]。

4.2 提高工業(yè)化程度，降低建設(shè)成本

導(dǎo)致裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑成本高的主要原因有兩點(diǎn)：一是用鋼量大，材料成本高，因此需對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，減少整體鋼材的消耗量;二是預(yù)制構(gòu)件加工成本高，因此需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，批量生產(chǎn)發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢(shì)，降低成本。由此可見(jiàn)，降低成本的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)建設(shè)全過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化，做到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)及標(biāo)準(zhǔn)化施工，提高行業(yè)工業(yè)化程度。同時(shí)做好設(shè)計(jì)優(yōu)化，加大施工階段新工藝、新方法的硏發(fā)，充分發(fā)揮裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在提高質(zhì)量、降低成本、縮短工期等方面的優(yōu)勢(shì)，提升整體綜合效益[3]。

4.3 加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)協(xié)作，提高綜合效益

裝配式建筑采用設(shè)計(jì)、施工、制作與安裝高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一的一體化建造模式，需要上下游企業(yè)加強(qiáng)協(xié)作，共建相互依存、合作共贏的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，使得工程項(xiàng)目建設(shè)全過(guò)程形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，加快產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)推廣、成果轉(zhuǎn)化。提高BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中的利用率，逐步實(shí)現(xiàn)全過(guò)程全產(chǎn)業(yè)鏈信息化管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與共享，提高項(xiàng)目各參與主體間的協(xié)同效率。同時(shí)，積極推廣EPC工程總承包模式，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)施工一體化，發(fā)揮裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造優(yōu)勢(shì)，提升整體綜合效益。

4.4 重視人才培養(yǎng)，建立多元化培養(yǎng)機(jī)制

保障裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑良性發(fā)展的基礎(chǔ)是專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。人才培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期性的系統(tǒng)工程，需要從建立和完善專(zhuān)業(yè)資格認(rèn)證、技術(shù)考核體系、職業(yè)技能培訓(xùn)體系等方面培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)化的生產(chǎn)、施工、管理隊(duì)伍。與此同時(shí)，可結(jié)合信息技術(shù)與制造業(yè)的發(fā)展，加大力度研發(fā)建筑機(jī)器人，讓機(jī)器人代替人力進(jìn)行生產(chǎn)、施工和檢測(cè)等工作。此外，針對(duì)人才短缺現(xiàn)象，企業(yè)還可以與高校合作進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人，聯(lián)合培養(yǎng)鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的人才，推動(dòng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的健康發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑因其具有自重輕、抗震性能好、節(jié)能環(huán)保、裝配率高等特點(diǎn)，加之有利于化解我國(guó)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題，推廣裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑有助于構(gòu)建項(xiàng)目建設(shè)全過(guò)程資源節(jié)約和環(huán)境友好的發(fā)展模式，符合可持續(xù)發(fā)展理念，在很大程度上將推動(dòng)建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。雖然在現(xiàn)階段，推行裝配式鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用和發(fā)展的過(guò)程中遇到了一些問(wèn)題，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究，但裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑定將成為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要推動(dòng)力量。

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