裝配式鋼結構建筑可持續(xù)發(fā)展路徑研究

陳源斯

【摘要】隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，越來越多先進的建筑施工技術被應用到工程建設中，裝配式鋼結構則是目前工程建筑中較為先進的施工技術。盡管此項技術具有著綠色化與可持續(xù)性等諸多特點，但是在實際應用中仍然存在著諸多問題，進而影響到工程施工質(zhì)量，并降低了用戶使用體驗。本文結合工程建設實際，分析了裝配式鋼結構建筑可持續(xù)發(fā)展路徑。望能夠給相關工作者帶來一定的啟示。

【關鍵詞】裝配式鋼結構；持續(xù)發(fā)展；路徑

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.122

隨著我國城鎮(zhèn)化建設進程的加快，建筑行業(yè)獲得了良好的發(fā)展空間。建筑行業(yè)在拉動經(jīng)濟增長，增加就業(yè)，維護社會穩(wěn)定等方面發(fā)揮著重要作用。在傳統(tǒng)建筑工程建設中，建筑業(yè)具有著高能耗、建設方式較為粗放等諸多特點。我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)后，綠色建筑施工理念成為新時期的建筑行業(yè)指導理念，這也使得建筑企業(yè)面臨著較大的轉(zhuǎn)型發(fā)展壓力。裝配式鋼結構施工理念是建筑行業(yè)與時代相融合的產(chǎn)物。此項理念應用時間較短，在實際運用中往往會存在諸多問題。以下內(nèi)容則結合裝配式鋼結構建筑中存在的問題，提出了相應的可持續(xù)發(fā)展對策。

1、裝配式鋼結構概述

1.1 優(yōu)勢

裝配式建筑劃分為鋼結構、混凝土結構與木結構三大類型。其中，裝配式鋼結構在建筑工程中得到了較為廣泛地應用，這得益于其自身所具備的諸多優(yōu)勢。比如，生產(chǎn)過程具有著標準化、節(jié)能環(huán)保水平高、抗震效果好、施工材料循環(huán)利用率高、居住空間較為靈活等。進而在工程建設中得到了諸多青睞，在我國綠色建筑穩(wěn)步發(fā)展方面起到了良好的推動作用。

從生產(chǎn)過程標準化來看，建筑施工企業(yè)會結合工程建設需要對設計、施工等各環(huán)節(jié)進行標準化統(tǒng)一化管理，進而提高工程效率與質(zhì)量。在建筑工程施工前，生產(chǎn)廠商會結合工程建設需要，在工廠提前完成裝配式鋼結構部品部件的生產(chǎn)，并將質(zhì)量合格的鋼結構部品部件運送至工地，展開裝配式安裝，從整體上節(jié)約了工程建設周期。

從節(jié)能環(huán)保性能角度來分析，裝配式鋼結構的生產(chǎn)主要原材料為鋼材，有效減少了水泥、沙石、石灰等傳統(tǒng)原材料的使用量，并合理規(guī)避了傳統(tǒng)建筑材料對環(huán)境造成的污染。

從抗震性能分析，裝配式鋼結構作為主體框架，具有著高強度，彈性強等優(yōu)勢。在發(fā)生地震等自然災害時，可以有效提升鋼結構受力能力，并有效降低地震剪力對建筑物造成的損害。

從利用空間來看，相較于傳統(tǒng)建筑結構，裝配式鋼結構整體的空間占用面積較小，可以有效提高空間利用效率。

1.2 發(fā)展現(xiàn)狀

裝配式鋼結構建筑在發(fā)達國家較為普遍。相較于發(fā)達國家，裝配式鋼結構建筑在我國起步時間較晚，且與發(fā)達國家間具有著較大的差距。出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因多體現(xiàn)在以下方面：因社會大眾或者建設企業(yè)對鋼結構住宅存在認知上的不足，亦或者未充分認識到鋼結構住宅的社會效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟效益等綜合效益等。從未來發(fā)展趨勢來看，裝配式鋼結構建筑符合時代發(fā)展需要，因地制宜地發(fā)展裝配式鋼結構，也勢必會成為我國建筑行業(yè)地重要發(fā)展方向。

從我國現(xiàn)有建筑事業(yè)來看，裝配式鋼結構建筑已被應用到商業(yè)地產(chǎn)、大跨度會展中心、體育場館、工業(yè)廠房等公共性的建筑領域。對于住宅領域而言，仍具有著較大的發(fā)展空間。尤其隨著我國人口老齡化現(xiàn)象的加劇，以及建筑成本與日俱增，裝配式鋼結構將會在住宅領域得到越來越廣泛的應用。裝配式鋼結構建筑可以減少傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構或者磚混結構等工程建設中存在的資源損耗高、施工成本高、抗震性能差等諸多弊端，也可以更好地改善人居環(huán)境，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)、舒適的居住空間。

1.3 發(fā)展原則

新時期，我國裝配式鋼結構的發(fā)展目標為積極穩(wěn)妥地推廣鋼結構建筑。尤其作為重點推進地區(qū)的京津冀、長三角、珠三角三大城市群，在實際發(fā)展過程中，需要遵循相應的發(fā)展原則，因地制宜地推進裝配式鋼結構的健康協(xié)調(diào)發(fā)展。首先，以市場為導向，政府積極推動，為裝配式鋼結構建筑穩(wěn)步發(fā)展營造良好的市場環(huán)境與政策環(huán)境。其次，以結果為導向，堅持分區(qū)推進，逐步推廣原則。最后，堅持頂層設計、協(xié)調(diào)發(fā)展原則，不斷擴大裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化范圍。

1.4 發(fā)展環(huán)境

為了大力發(fā)展裝配式鋼結構建筑，我國出臺了一系列發(fā)展政策，以此為裝配式鋼結構建筑營造良好的政策環(huán)境與發(fā)展空間。在2019年3月住建部頒布了《住房和城鄉(xiāng)建設部建筑市場監(jiān)管司2019年工作要點》中提出要開展鋼結構裝配式住宅建設試點，為裝配式鋼結構住宅建設工作營造了良好的政策環(huán)境。此外，在2019年6月，住建部頒發(fā)了《裝配式鋼結構住宅建筑技術標準》，有效完善了裝配式鋼結構住宅建設體系，并統(tǒng)一了裝配式鋼結構住宅建設規(guī)范。

2、裝配式鋼結構建筑中的問題

2.1 社會大眾對裝配式鋼結構建筑存在認知上的不足

裝配式鋼結構建筑在我國起步時間較晚，建筑行業(yè)或者社會大眾對裝配式鋼結構建筑體系缺乏充分地了解，且對國家出臺的相關法律法規(guī)或者政策規(guī)范等存在理解上的不足，導致裝配式鋼結構建筑在現(xiàn)實中得不到較為廣泛的推廣。在現(xiàn)實中，受傳統(tǒng)建筑方式的影響，人們往往認為裝配式鋼結構建筑質(zhì)量欠佳，缺乏完善性，亦或者或者認為裝配式鋼結構施工風險較大，整體工程施工投入大等。因此，在社會中廣泛推行裝配式鋼結構建筑，將會面臨著較大的阻礙。

2.2 未建立科學完善的標準化體系

科學完善的標準化體系可以為裝配式鋼結構建筑發(fā)展指明方向，并保證裝配式鋼結構建筑發(fā)展有章可循、有據(jù)可依。所謂的標準化體系是指提高設計、生產(chǎn)與裝配、施工、裝修、信息化管理等各個施工環(huán)節(jié)的標準化與一體化。然而，在現(xiàn)實中，因我國相關部門并未結合裝配式鋼結構建筑發(fā)展所需制定出一套標準化體系，使得一體化施工難度較大，且各部門間整體協(xié)調(diào)性較差，導致裝配式鋼結構建筑得不到較大范圍的推廣。

2.3 施工人員綜合素養(yǎng)欠佳

裝配式鋼結構建筑對施工人員的綜合素養(yǎng)提出了更高要求。施工人員需要全面掌握各項操作規(guī)范，并具備先進的施工技術、高度的職業(yè)素養(yǎng)與責任意識等。然而，在現(xiàn)實中，多數(shù)施工人員文化水平不高，因未接受過專業(yè)化的技能培訓、知識儲備有限等，使得施工人員的綜合素養(yǎng)欠佳。在實際施工中，施工人員容易出現(xiàn)不按規(guī)范操作的行為，亦或者無法科學合理應對施工問題等，將直接影響到工程施工質(zhì)量與施工效率。

2.4 施工材料質(zhì)量得不到強有力的保障

鋼結構耐火性較低、耐腐蝕性能較差。在實際應用中，隨著溫度增高，鋼材的強度會大幅度下降，且當溫度達到640℃時，鋼材整體的負載能力會完全喪失。尤其，在發(fā)生火災時，若環(huán)境溫度位于430℃到650℃區(qū)間范圍時，鋼結構整體的承載能力會大幅度下降，且鋼結構出現(xiàn)變形或者坍塌等質(zhì)量問題的幾率大大增加。此外，耐腐蝕性能差也是鋼材的另一大缺陷。受到環(huán)境因素的影響，若鋼材出現(xiàn)不同程度的銹蝕，鋼材整體的使用壽命會大幅度縮短，并降低裝配式鋼結構建筑建設質(zhì)量。

2.5 建設成本相對較高

裝配式鋼結構建筑在我國起步時間較晚，且目前尚處于初步發(fā)展階段。此階段，我國尚未形成健全的標準化一體化建設體系，且缺乏規(guī)模效應，導致預制構件標準化程度較低，在生產(chǎn)或者運輸?shù)拳h(huán)節(jié)需要投入大量的資金，進而無法實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)，并降低了施工企業(yè)經(jīng)濟效益。面對日益嚴峻的市場競爭，環(huán)境諸多施工企業(yè)，為了降低施工成本，往往不會選擇裝配式鋼結構建筑施工模式。

2.6 信息化水平有待進一步提升

快速發(fā)展的信息技術可以為建筑工程現(xiàn)代化、集約化、工業(yè)化發(fā)展提供強有力的技術支持。然而，因裝配式鋼結構建筑施工具有著復雜性、專業(yè)性、系統(tǒng)性，導致先進的信息技術在被應用到裝配式鋼結構建筑中時遇到了諸多阻礙。比如，BIM技術具有著先進性與科學性，可以從整體上提高工程建設質(zhì)量與效率。然而，此項技術在裝配式鋼結構建筑中的推進較為緩慢，尤其在設計、生產(chǎn)運輸、施工全過程管理中得不到高效的應用，進而影響到裝配式鋼結構建筑信息化水平。

3、裝配式鋼結構建筑可持續(xù)發(fā)展路徑

3.1 加大宣傳力度，提高大眾認知水平

從未來發(fā)展趨勢來看，裝配式鋼結構建筑將成為我國建筑事業(yè)重要的發(fā)展方向。裝配式鋼結構建筑存在著諸多優(yōu)點，國家應該加大宣傳力度，使得社會大眾科學合理認知裝配式鋼結構建筑，并減少裝配式鋼結構建筑建設中的阻力。此外，我國政府應該與綜合實力較強的房地產(chǎn)商積極協(xié)作，建設出一些典型的裝配式鋼結構建筑，以此幫助社會大眾深刻認知裝配式鋼結構建筑優(yōu)點，并在市場上產(chǎn)生口碑效應，為裝配式鋼結構建筑事業(yè)發(fā)展營造良好的社會環(huán)境與發(fā)展空間。

3.2 完善法律法規(guī)，建立規(guī)范的標準化體系

政府在社會經(jīng)濟發(fā)展中具有著強有力的導向作用。因此，在裝配式鋼結構建筑發(fā)展過程中，政府應該積極發(fā)揮自身的引導作用。憑借市場化手段與完善的激勵政策、扶持政策，為裝配式鋼結構建筑發(fā)展營造良好的政策環(huán)境與發(fā)展空間，從政策角度來看，可以完善土地供給、優(yōu)化科技研發(fā)，加大資金投入與人才培養(yǎng)力度等，進而鼓勵更多的房地產(chǎn)企業(yè)加入到裝配式鋼結構建筑發(fā)展中。為了實現(xiàn)裝配式鋼結構建筑標準化發(fā)展，我國相關部門應該結合工程建設實際情況，積極推進規(guī)劃、設計、生產(chǎn)、施工等各個環(huán)節(jié)的標準化建設，并建立起規(guī)范的標準化體系。

3.3 加大人才培養(yǎng)力度

企業(yè)間的競爭歸根結底是人才間的競爭。對于施工企業(yè)而言，具備綜合素養(yǎng)的施工團隊，可以從根本上保證工程施工質(zhì)量與效率。尤其，裝配式鋼結構建筑對施工人員的技術水平、職業(yè)素養(yǎng)、責任意識、工作經(jīng)驗等提出了更高要求。為了滿足時代發(fā)展需要，我國相關部門或者企業(yè)應該給予人才培養(yǎng)工作足夠的重視，并建立起規(guī)范的人才培養(yǎng)機制。從從業(yè)角度來看，應該建立起完善的從業(yè)資格認證制度，保證從業(yè)人員具備基礎的職業(yè)素養(yǎng)與從業(yè)能力。此外，應逐步規(guī)范技術考核機制、技能培養(yǎng)體系，以此不斷更新與優(yōu)化施工人員技能水平、健全施工人員知識儲備。施工企業(yè)可以與社會培訓機構、高校間建立起人才培養(yǎng)協(xié)作機制，以此從整體上提高裝配式鋼結構施工建設人員的專業(yè)技能水平，為裝配式鋼結構建筑發(fā)展提供充分的人才支持。

3.4 確保施工建材質(zhì)量

施工建材質(zhì)量欠佳會直接影響到整個工程施工質(zhì)量與施工安全性。同時工程施工出現(xiàn)質(zhì)量問題后，會加大返工風險與返工成本，進而降低施工企業(yè)經(jīng)濟效益效率。因此，建設單位應該科學合理管控建材質(zhì)量，結合建材特點，制定出科學完善的質(zhì)量管控措施。鋼材具有著易銹蝕，耐火性能差等缺點。質(zhì)量管控人員需要在工程施工過程中做好剛才防火與防銹蝕工作。比如，在鋼結構構件迎火面合理設置防火屏障，亦或者通過噴涂防火涂料方式，強化對鋼結構構件的防護。在實際應用中，防火涂料方法在裝配式鋼結構建筑防火工作中得到了強有力的推行。對于銹蝕問題，質(zhì)量管控人員可以結合施工地實際情況，選擇出適宜的質(zhì)量管控方法。目前市場上常用的防控技術有涂料涂層防護、金屬鍍層防護等方法。

3.5 提高工程建設集成化水平，有效管控建設成本

在現(xiàn)實中，裝配式鋼結構建筑成本較高多由鋼材成本高、預制構件加工生產(chǎn)成本高引起。在裝配式鋼結構建筑施工過程中，需要應用大量的鋼材，無形當中增加了鋼材施工成本。此外，因我國未針對裝配式鋼結構建筑制定出標準化設計規(guī)范，導致預制構件加工成本相對較高。結合以上原因，我國相關部門可以制定出相對應的解決方案。首先，提高主體結構設計方案的科學化與合理性，從整體上減少建筑鋼材應用量。其次，積極開展標準化設計，推行規(guī)?；a(chǎn)，降低預制構件生產(chǎn)成本。

3.6 提高裝配式鋼結構建筑信息化水平

裝配式鋼結構建筑事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，不僅需要良好的政策環(huán)境與法律法規(guī)體系，也離不開先進的施工技術、高效的信息化管理?？茖W技術的快速發(fā)展，使得建筑行業(yè)逐步向數(shù)字化、信息化、集約化方向發(fā)展。BIM技術具有著可視性、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等諸多優(yōu)勢，在工程建設行業(yè)中得到了越來越廣泛的應用。裝配式鋼結構體系與BIM技術結合，將成為我國建筑行業(yè)重要的發(fā)展方向。通過建立信息模型，有助于虛擬建設效果，進而幫助工程建設人員提前了解工程建設過程，并為工程建設現(xiàn)場施工提供強有力的可視化數(shù)據(jù)支持。在預制構件裝配過程當中，施工人員可以運用信息化技術科學合理分析與反饋安裝問題，實現(xiàn)安裝工作精細化管理，并從根本上提升工程建設質(zhì)量與工程建設效率。新時代背景下，將裝配式鋼結構建筑與先進的施工技術相融合，才能充分發(fā)揮出裝備式鋼結構建筑的應有作用。作為建筑企業(yè)，應該科學合理認知裝配式鋼結構建筑優(yōu)勢，以及先進施工技術在工程建設中的應用價值。通過積極進行裝配式鋼結構建筑技術研究工作，加大對建筑技術創(chuàng)新與優(yōu)化力度，以此確保裝配式鋼結構建筑事業(yè)穩(wěn)步、快速發(fā)展。

結語：

總之，隨著我國建筑事業(yè)與科學技術的快速發(fā)展，越來越多先進的施工技術被應用到建筑工程建設中。裝配式鋼結構建筑是時代發(fā)展的必然產(chǎn)物，不僅體現(xiàn)了我國綠色發(fā)展理念，也可以有效改善人居環(huán)境，為人們提供優(yōu)質(zhì)的居住體驗。然而，因裝配式鋼結構建筑成本高、缺乏規(guī)范的標準化體系等，導致裝配式鋼結構建筑在推行過程中遇到了諸多阻礙。以上內(nèi)容結合具體問題，提出了相應的裝配式鋼結構建筑可持續(xù)發(fā)展路徑。希望相關工作者可以從中得到一定的幫助。

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