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钢结构建筑集成化发展及展望

2018-06-21 14:14 钢构之窗 系统管理员

1.中国建筑业的转型之路

  1.1  我国建筑行业当前发展中存在的问题

传统粗放型生产方式造成了高耗能、高污染、高浪费、质量不可控等诸多问题。如:原料生产、部品加工带来的问题,使用过程带来的问题,拆除过程带来的问题。

以建筑拆除垃圾为例,我国仅拆除建筑物产生的垃圾数量就占到城市垃圾总量的30%~40%,每年产生的建筑垃圾高达4亿吨,约为发达国家的两倍,位居世界第一。更为严重的是,建筑行业所带动的巨大经济和高耗能源,增加了生态环境的污染,从而成为出现雾霾天气的主要诱因之一。 近些年以来,全国部分城市先后持续出现大范围雾霾天气,污染范围覆盖近270万平方公里,波及17个省市,影响近6亿人口,引起了人们的广泛关注。另据相关统计,我国大、中城市空气污染的15%左右来源于建筑工地的扬尘和装修。毋庸讳言,治理污染已是中国人的集体意志,上至中央最高层,下至社会最基层,莫不如此。

2017年冬季,为了打好“蓝天保卫战”号称北京史上最严“停工令”开始正式实施:从2017.11.15~2018.03.15期间,北京城六区全部区域、十个新城区及亦庄经济技术开发区的城区及建成区,各类道路工程、水利工程等土石方作业和房屋拆迁施工等全部停工,确保扬尘治理达标,拒不停工者,依法从严从重处理!

此外,全国亦有不少其他省市和地区针对愈演愈烈的雾霾问题,对建筑扬尘污染开始进行专项严管严查行动。另一方面,早在2013年1月,国家统计局公布的数据显示,2012年我国15—59岁劳动年龄人口在相当长的时期里第一次出现了绝对下降,这意味着中国人口红利的拐点已在2012年出现。全国相当部分地区的“用工荒”问题突出,建筑企业的人力用工成本也随之水涨船高。

 1.2  建筑行业的转型之路

面对当前的困局,建筑行业的产业升级、结构转型刻不容缓!建筑行业必须进行大变革,要么生要么死,转型升级是唯一的选择!

建筑业完成脱胎换骨蜕变的转型之路:

推广应用减轻资源、环境压力的可循环建筑,即以绿色化为发展目标。具体实现途径为广泛使用以减少能源消耗为目标,兼备节能、环保和低碳优点的绿色建筑。

 蹄疾步稳地推进建筑产业现代化发展,即走工业化的发展道路,这是我国建筑业转型升级的必由之路。新型建筑工业化是能够实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式。 

1.3  绿色建筑的内涵

安全性、经济性、“四节一环保”、使用过程的节能性。

适用性、耐久性、绿色施工。

1.4  建筑工业现代化发展的特点

建筑工业化的基本内涵是以绿色发展为理念,以技术进步为支撑,以信息管理为手段,运用工业化的生产方式,将工程项目的设计、开发、生产、管理的全过程形成一体化产业链。其建造方式一般是指采用标准化的构件,通用的大型工具进行生产和施工的方式。它的最高发展形式即为集成化建造。

1.5  发展装配式建筑是建筑业转型升级的最佳选择

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作量转移到工厂进行,在工厂加工制作好建筑用部品、部件,如楼板、墙板、楼梯、阳台、厨卫等,运输到建筑施工现场,通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。

顺应时代的发展,我国建筑行业必须进行转型升级:走可持续发展之路,走绿色发展之路,走工业化发展之路,并要密切关注建筑全寿命周期的绿色化理念,是建筑业当前发展的方向与着力点。大力发展装配式建筑、尽快实现集成化建造,能够提高资源/能源的利用效率,减少建筑垃圾和扬尘污染,提升建设效率和工程质量,化解过剩产能。这是实现建筑行业转型升级的最佳选择,亦是建筑业界各方面形成的共识。

2.集成化建筑与钢结构

2.1  集成建筑的定义

集成建筑(House Integrated)是以专业化大工厂和社会化协作的生产方式,将建筑部件加以装配集成为市场提供终极完善产品的全新建筑体系,即是装配式建筑的终极发展目标。

集成建造不仅是建筑部件、构配件的集成,也是集优选的设计方案,先进的生产管理方式,性能优良的材料设备于一体的优化集成产品。

2.2  集成建筑的优点

集成建筑通过标准化设计的结构构件和维护体系快速组合而成,具有“低碳经济、绿色环保”的特性。

其优点包括但不限于:标准化程度高,构件互换性强;工业化程度高,安装速度快;自重轻,便于装运;造型美观、布局灵活。

2.3  钢结构的特点

钢结构节能、节材、节地、节水,有利于资源及环境保护,符合可持续发展战略的需求。    

节能:炼钢产生的CO2是烧制水泥的20%,消耗的能源比水泥少15%。

节地:钢结构建筑可提高单位面积土地的使用率,增加5%~8%的使用面积。此外,钢构件在工厂加工制作,施工现场占用场地少。

节材:钢结构住宅可以减少40%左右的沙石、水泥的使用。其自重较钢筋混凝土结构减轻约1/3,可以节省30%左右的地下桩基。

节水:钢结构主要构件在工厂完成制作加工,现场仅需进行拼接安装, 大幅减少施工用水量。据统计,“盒式”钢结构建筑能够降低施工用水量达95%。

环保:钢结构建筑CO2排放量约为480kg/m2,而传统混凝土建筑排放量为740.6kg/m2,前者CO2的排放量相比后者可降低35% 以上。除此之外,钢结构建筑能够减少建筑施工垃圾80%以上。

2.4  钢结构是集成建筑发展的合理选择

发展钢结构集成化建筑切合我国当前国情的发展需要;符合我国建筑行业绿色发展和生态文明建设的长远目标;能够促进我国建筑业回归产业化、真正走上实现现代化的发展道路。钢结构是最适合装配式建筑、集成化建造的结构体系,其生来就是装配化的。它的材料特点、加工方法和安装过程真正意义上蕴含着集成建筑的基因,可以说是我国发展集成建筑的不二选择与最佳代言。

3.钢结构集成建筑的发展现状

3.1  钢结构集成建筑发展的历史沿革

集成房屋(即装配式房屋,又称为可移动或可多次拆装房屋),诞生于上个世纪50年代末。经过近50年的发展,钢结构集成房屋在欧美与日本市场发展规模以及行业集中度都已达到较高水平。

日本形成了以大和房屋集团、东海房屋为代表的整体式和折叠式房屋;而欧美则形成了以美国通用设备公司GE、法国ALGECO、德国ALHO、日本长河为代表的箱型活动房屋。

我国集成房屋的发展史:

约1965年~1990年:逐渐出现集成房屋的雏形,主导产品为单层木制活动房屋。

约1991年~2000年:活动房屋得到较广泛的应用,主导产品为水刷石活动房屋、菱镁板活动房屋。

2001年之后:彩钢活动房屋的应用加快,主导产品为拆装式彩钢夹芯板活动房。集成住宅开始得到应用。

3.2  钢结构集成建筑的分类

根据钢结构集成建筑的应用领域及产品特点,可将其主要分为活动房屋与集成住宅两类。活动房屋还可分为拆装式房屋及移动式房屋。移动式房屋根据其运输方式可以分为组装式移动房屋和整体式移动房屋。集成住宅多用于舒适性要求较高的临建或用于满足永久性使用需求的建筑。其设计较灵活,注重使用舒适性,可按客户的要求量身定做,当前其标准化程度相对较低。

3.3  钢结构集成建筑的发展趋势

目前国内的钢结构集成建筑主要形成了以“集成、装配” 为主要特点的新型模块化(集装箱、盒子型)建筑体系。其优点是集成度高,装配化程度高,施工速度快。缺点在于保温和隔音等建筑功能比传统建筑稍差,适合做临时建筑和景区建筑。    

当前,钢结构集成建筑开始从过往的1.0时代迈向2.0时代:1.0时代:仅是结构形式采用钢结构,其他围护与传统结构无差别;2.0时代:从围护体系和建筑形式等都是适应于钢结构本身特点:从单一结构形式向专用结构形式发展,同时呈现出体系化、系统化、集成化的特征,结构、设备、机电一体化特点。其发展趋势为:向标准化方向发展;向舒适化、个性化方向发展;应用领域逐步由军事、基建领域向民用领域扩展。

3.4  当前存在的主要问题

目前,我国钢结构集成房屋在临建设施领域的应用取得了可喜的成就,但其进一步的推广与发展仍存在着一些不可忽视的问题:市场对集成房屋了解得还是较少,消费者存在认识误区。不少购房者仍然将集成房屋等同于仅能遮风避雨的“廉价房”,没有看到它各方面优秀的表现。这样,迫使相关企业在开拓自己的业务的同时,需要花费更多的时间和人力物力成本,不得不进行常识“扫盲”。现阶段缺乏直接充分的产业发展优惠扶持政策相关支持政策的缺位导致了我国集成房屋应用领域的局限性,只能在临建领域拓宽市场,而在发达国家中流行的集成住宅在中国市场发展却缓慢。目前在国内,钢结构集成建筑发展的真实情况是:市场积极先行,政策缓慢趋后。

技术标准和相应法规尚未明确完善,导致工程质量难以控制,无序竞争现象频发。当前我国虽然对集成建筑设计与施工有着基本规定,但是远未达到完整配套的程度,阻碍了整个行业进一步健康有序的提高与发展。

4.钢结构建筑集成化发展的展望

2017年10月18日,习近平总书记作党的十九大报告中第九部分为“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”。国家各有关部委文件落实中央精神,地方政府政策响应。

几点展望:

重视创新。一方面,应以量大面广的住宅为重点,加大适宜于各个地方的装配式建筑体系的集成研发,与信息化和工业化、智能制造、绿色制造、高端装备深度融合,开发出适合我国各地特点的钢结构集成化建筑体系。另一方面,需要以问题为导向,解决钢结构集成建筑进一步推广发展的关键问题。

“政、产、学、研、用”五结合。钢结构集成建筑的发展与应用需政府、钢企、高校、科研和市场相结合,加强宣传、鼓励力度,使更多的人打破保守思想、落后观念,力争让消费者更好地了解钢结构建筑,放心地选择钢结构建筑。

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5.结语

装配式建筑、集成化建造充分契合了绿色设计理念,能够最大程度实现建筑现代工业化,是我国建筑业进行产业升级、结构转型的 不二选择。

积极在我国推广应用钢结构集成建筑,有助于我国早日实现“天蓝地绿美丽中国”的生态文明建设目标,符合走“可持续发展道路”和建设“环境友好型社会”的国家战略目标和宏观布局。


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